空燃比インバランス気筒決定装置
【課題】検出空燃比の波形が近似する場合においても、どの気筒がインバランス状態にあるのかを決定（判別）することができる空燃比インバランス気筒決定装置を提供する。
【解決手段】所定の特定条件が成立した場合にインバランス気筒決定処理を実行するとき、空燃比センサ６６L,６６Ｒの出力値が、複数の気筒のうちの排気行程が連続する任意の一対の第１の気筒及び第２の気筒のうち排気行程が後に到来する同第２の気筒の排気弁開弁時に発生するブローダウンガスの空燃比に追従して変化する前に同第１の気筒の排気弁開弁時に発生するブローダウンガスの空燃比に追従して変化するように、可変排気タイミング制御機構２２Ｌ,２２Ｒにより、少なくとも同第１の気筒の排気弁の開弁タイミングを同特定条件不成立であるときに比較して遅角させる排気弁開弁タイミング遅角処理を実行した上でインバランス気筒判定処理を実行するように構成される。
【解決手段】所定の特定条件が成立した場合にインバランス気筒決定処理を実行するとき、空燃比センサ６６L,６６Ｒの出力値が、複数の気筒のうちの排気行程が連続する任意の一対の第１の気筒及び第２の気筒のうち排気行程が後に到来する同第２の気筒の排気弁開弁時に発生するブローダウンガスの空燃比に追従して変化する前に同第１の気筒の排気弁開弁時に発生するブローダウンガスの空燃比に追従して変化するように、可変排気タイミング制御機構２２Ｌ,２２Ｒにより、少なくとも同第１の気筒の排気弁の開弁タイミングを同特定条件不成立であるときに比較して遅角させる排気弁開弁タイミング遅角処理を実行した上でインバランス気筒判定処理を実行するように構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多気筒内燃機関に適用され、複数の気筒のそれぞれに供給される混合気の空燃比である気筒別空燃比のうち、一つの気筒の気筒別空燃比が残りの気筒の気筒別空燃比から大きく乖離している場合に、その一つの気筒を特定することができる「内燃機関の空燃比インバランス気筒決定装置」に関する。
【背景技術】
【０００２】
特定の気筒に主として燃料を供給する燃料噴射弁（特定気筒の燃料噴射弁）の燃料噴射特性が、他の気筒に主として燃料を供給する燃料噴射弁（他の気筒の燃料噴射弁）の燃料噴射特性と相違すると、空燃比気筒間インバランス状態が発生する。燃料噴射特性とは、指示された燃料噴射量に対して実際に噴射される燃料の量がどの程度の量であるかを表す特性のことである。このような燃料噴射特性の相違に起因して空燃比気筒間インバランス状態が発生すると、複数の気筒のそれぞれから排出される排ガスの空燃比の差が大きくなる。機関から排出された排ガスは排気順（従って、点火順）に従って、順番に「複数の気筒からの排ガスが集合する排気集合部に配設された空燃比センサ（上流側空燃比センサ）」に到達する。この結果、空燃比気筒間インバランス状態が発生すると、図５に示したように、空燃比センサに基いて取得される空燃比（検出空燃比、上流側空燃比）の出力は大きく変動する。
【０００３】
以下、第Ｎ気筒（Ｎは自然数）に供給された混合気及びその混合気の空燃比を、「第Ｎ気筒の混合気」及び「第Ｎ気筒の空燃比」とそれぞれ称呼する。更に、一つの空燃比センサに排ガスを排出する複数の気筒のうち、第Ｎ気筒以外の気筒を「残りの気筒」とも称呼する。加えて、第Ｎ気筒の空燃比が理論空燃比よりも相当にリッチな空燃比となり、残りの気筒の空燃比が理論空燃比よりも僅かにリーンな空燃比となり、結果として、それらの気筒の全体に供給される混合気の空燃比が理論空燃比に実質的に一致している場合、第Ｎ気筒がリッチインバランス状態であると表現する。リッチインバランス状態にある気筒は、「リッチインバランス気筒」又は単に「インバランス気筒」とも称呼される。更に、第Ｎ気筒の空燃比が理論空燃比よりも相当にリーンな空燃比となり、残りの気筒の空燃比が理論空燃比よりも僅かにリッチな空燃比となり、結果として、それらの気筒の全体に供給される混合気の空燃比が理論空燃比に実質的に一致している場合、第Ｎ気筒がリーンインバランス状態であると表現する。リーンインバランス状態にある気筒は、「リーンインバランス気筒」又は単に「インバランス気筒」とも称呼される。また、リッチインバランス状態及びリーンインバランス状態は、インバランス状態と総称される。
【０００４】
ところで、図１に例示したＶ型８気筒内燃機関（Ｖ８エンジン）は、左バンクＬＢに第１、第３、第５及び第７気筒を備え、右バンクＲＢに第２、第４、第６及び第８気筒を備える。左バンクに属する気筒のエキゾーストマニホールドの枝部は左バンク排気集合部ＨＫ（Ｌ）にて集合している。右バンクに属する気筒のエキゾーストマニホールドの枝部は右バンク排気集合部ＨＫ（Ｒ）にて集合している。
【０００５】
左バンク用触媒４３は、左バンク排気集合部ＨＫ（Ｌ）よりも下流の左バンク用排気通路に配設されている。左バンク用上流側空燃比センサ（左バンク用の空燃比センサ）６６Ｌは、左バンク用排気通路であって、左バンク排気集合部ＨＫ（Ｌ）と左バンク用触媒４３との間の位置に配設されている。
【０００６】
右バンク用触媒５３は、その右バンク排気集合部ＨＫ（Ｒ）よりも下流の右バンク用排気通路に配設されている。右バンク用上流側空燃比センサ６６Ｒ（右バンク用の空燃比センサ）６６Ｒは、右バンク用排気通路であって、右バンク排気集合部ＨＫ（Ｒ）と右バンク用触媒５３との間の位置に配設されている。
【０００７】
ここで、前述した検出空燃比の変動についてより具体的に述べる。図１に示したようなＶ８エンジン１０の右バンクＲＢ及び右バンク用の空燃比センサ６６Ｒに着目すると、第２気筒インバランス状態が発生した場合、検出空燃比は図５の実線に示したように変化する。第４気筒インバランス状態が発生した場合、検出空燃比は図５の破線に示したように変化する。第６気筒インバランス状態が発生した場合、検出空燃比は図５の一点鎖線に示したように変化する。第８気筒インバランス状態が発生した場合、検出空燃比は図５の二点鎖線に示したように変化する。
【０００８】
そこで、従来から知られる装置は、検出空燃比の波形に基いて（検出空燃比についてのサンプリングデータ）に基づいて各気筒の空燃比を推定し、その推定した空燃比に基いて、空燃比気筒間インバランス状態が発生したか否か、及び、どの気筒の空燃比が残りの気筒の空燃比から乖離しているか（即ち、インバランス気筒がどれか）、を決定（判別）するようになっている（例えば、特許文献１乃至３、並びに、非特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−９０３８号公報
【特許文献２】特開２００８−１４４６３９号公報
【特許文献３】特開２００６−１５２８４６号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】計測自動制御学会制御部門 第７回制御部門大会（２００７年３月６〜８日）予稿集、「多気筒エンジンにおける気筒毎空燃比の推定モデルと制御」、鈴木健士、申鉄龍、加古純一、小栗康文著。
【発明の概要】
【００１１】
ところで、図１に示したようなＶ８エンジン１０の点火順序（爆発順序、排気順序）は、図４に示したように、例えば、＃１、＃８、＃７、＃３、＃６、＃５、＃４、＃２の順である。ここで、「＃Ｎ」は第Ｎ気筒を示す。点火（混合気の爆発）及び排気の間隔はクランク角が９０°回転する期間に対応している。
【００１２】
このエンジン１０において、右バンクＲＢに着目すると、第２気筒にて爆発が発生してから次の爆発が第８気筒にて発生するまでのクランク角は１８０°であり、第８気筒にて爆発が発生してから次の爆発が第６気筒にて発生するまでのクランク角は２７０°であり、第６気筒にて爆発が発生してから次の爆発が第４気筒にて発生するまでのクランク角は１８０°であり、第４気筒にて爆発が発生してから次の爆発が第２気筒にて発生するまでのクランク角は９０°である。
【００１３】
同様に、左バンクＬＢに着目すると、第１気筒にて爆発が発生してから次の爆発が第７気筒にて発生するまでのクランク角は１８０°であり、第７気筒にて爆発が発生してから次の爆発が第３気筒にて発生するまでのクランク角は９０°であり、第３気筒にて爆発が発生してから次の爆発が第５気筒にて発生するまでのクランク角は１８０°であり、第５気筒にて爆発が発生してから次の爆発が第１気筒にて発生するまでのクランク角は２７０°である。
【００１４】
このように、各バンクにおける爆発間隔は不均一であり、よって、各バンクの排気集合部及び各バンクの空燃比センサ（６６Ｌ、６６Ｒ）に新たな排ガスが到達する間隔も不等間隔である。
【００１５】
従って、例えば、機関の運転状態によっては、右バンクＲＢに属する気筒のうちの「第４気筒及び第２気筒」の二つの気筒から排出された排ガスが実質的に混合して空燃比センサ（６６Ｒ）に到達する場合がある。更に、左バンクＬＢに属する気筒のうちの「第７気筒及び第３気筒」の二つの気筒から排出された排ガスが実質的に混合して空燃比センサ（６６Ｌ）に到達する場合がある。この理由は、次のとおりである。
【００１６】
一般に、ある気筒から排出される排ガスは、主として、「ブローダウンガス及び主流ガス」に分かれて空燃比センサに到達する。ブローダウンガスは、ある気筒の排気弁が開弁したとき（閉弁状態から開弁状態へと変化したとき）、その気筒の筒内の圧力と排気通路内の圧力との差圧により生じるガスの流れであって、高い流速を有する。主流は、ブローダウンガスの発生後において、その気筒のピストンが下死点を過ぎてから上昇を開始すること（換言すると、筒内容積の減少）に起因して発生するガスの流れであって、ブローダウンガスに比べて低い流速を有する。更に、各気筒から空燃比センサまでのエキゾーストマニホールドの枝部の長さ及び形状は互いに相違することが多く、また、気筒間において排ガス同士が干渉することもある。
【００１７】
このため、排気行程が小さいクランク角差（例えば９０°クランク角）を持って連続する第１の気筒（例えば、第４気筒）と第２の気筒（例えば、第２気筒）に着目するとき、第１の気筒のブローダウンガスの量が僅かであり空燃比センサに充分に到達する前（及び／又は、空燃比センサの出力値がその第１の気筒のブローダウンガスの空燃比に応じて変化する前）に、第１の気筒の主流ガスと第２の気筒のブローダウンガスとが混合した状態にて空燃比センサに到達する。
【００１８】
係る状態において、検出空燃比の波形は、図７に示したように、第１の気筒がインバランス状態にある場合（図７において第４気筒に対応する破線を参照。）と、第２の気筒がインバランス状態にある場合（図７において第２気筒に対応する実線を参照。）と、で極めて近似する。従って、この状態においては、第１の気筒と第２の気筒の何れがインバランス状態にあるのかを検出空燃比の波形に基いて決定することは困難である。
【００１９】
このように、第１の気筒がインバランス状態にある場合と、第２の気筒がインバランス状態にある場合と、で検出空燃比の波形が近似する場合は、前述したＶ８エンジン等の不等間隔爆発型のエンジンのみならず、エキゾーストマニホールドの枝部の長さ及び形状が特定の場合、及び／又は、気筒間における排ガス干渉が特定の状態となる場合、等にも発生する。
【００２０】
従って、本発明の目的の一つは、一つの空燃比センサに到達する排ガスを排出している複数の気筒を備える機関であって、第１の気筒がインバランス状態にある場合と、第２の気筒がインバランス状態にある場合と、で検出空燃比の波形が近似する場合においても、どの気筒がインバランス状態にあるのかを決定（判別）することができる空燃比インバランス気筒決定装置（以下、単に「本発明装置」とも称呼する。）を提供することにある。
【００２１】
本発明装置の好ましい第１の態様は、複数の気筒を有する多気筒内燃機関に適用され、空燃比センサと、混合気供給手段と、可変排気タイミング制御機構と、インバランス気筒決定手段と、を備える。
【００２２】
前記空燃比センサは、「前記機関が備える複数の気筒から排出された排ガスが集合する前記機関の排気通路の排気集合部」又は「同排気通路の同排気集合部よりも下流側の部位」に配設された空燃比センサである。前記空燃比センサは、同空燃比センサが配設された部位を通過する排ガスの空燃比に応じた出力値を出力する。
【００２３】
前記混合気供給手段は、前記複数の気筒のそれぞれに混合気を供給する。前記混合気供給手段は、例えば、各気筒に対応する位置に設けられた燃料噴射弁を含むことができる。
【００２４】
前記可変排気タイミング制御機構は、前記複数の気筒のそれぞれの排気弁の開弁タイミングを調整することができる機構である。
【００２５】
前記インバランス気筒決定手段は、
（１）「前記空燃比センサの出力値」又は「同出力値により表される空燃比である検出空燃比」を所定のタイミングが到来する毎に空燃比データとして取得し、
（２）前記取得された複数の空燃比データに基づいて「前記複数の気筒のうちの何れの気筒に供給される混合気の空燃比」が「同複数の気筒のうちの残りの気筒に供給される混合気の空燃比」に対して所定値（第１所定値）以上乖離しているかを決定する。この決定処理は、「インバランス気筒決定処理」とも称呼される。インバランス気筒決定処理は、「前記複数の気筒のうちの何れの気筒に供給される混合気の空燃比」が理論空燃比に対して所定値以上乖離しているかを決定する処理であると言うこともできる。
【００２６】
更に、前記インバランス気筒決定手段は、
所定の特定条件が成立した場合に前記インバランス気筒決定処理を実行するとき、前記空燃比センサの出力値が、前記複数の気筒のうちの排気行程が連続する任意の一対の第１の気筒及び第２の気筒のうち排気行程が後に到来する同第２の気筒の排気弁開弁時に発生するブローダウンガスの空燃比に追従して変化する前に同第１の気筒の排気弁開弁時に発生するブローダウンガスの空燃比に追従して変化するように、前記可変排気タイミング制御機構により、少なくとも同第１の気筒の排気弁の開弁タイミングを同特定条件不成立であるときに比較して遅角させる排気弁開弁タイミング遅角処理を実行した上で前記インバランス気筒判定処理を実行するように構成される。
【００２７】
なお、排気弁開弁タイミング遅角処理によって遅角される開弁タイミング（遅角開弁タイミング）は、筒内容積が「遅角されない状態における排気弁の開弁タイミング（通常開弁タイミング）における容積」よりも「通常開弁タイミング後のピストンの上昇によって小さい容積となるタイミング」である。換言すると、排気弁開弁タイミング遅角処理においては、遅角開弁タイミングにおける筒内圧力が通常開弁タイミング時の筒内圧力よりも高くなるように（即ち、ブローダウンガスの量及び流速が増大するように）、排気弁の遅角量が設定される。
【００２８】
これによれば、所定の特定条件が成立した場合に少なくとも第１の気筒の排気弁の開弁タイミングが遅角させられる。後述するように、開弁タイミングが遅角させられる気筒は、第１の気筒のみであってもよく、第１の気筒の排ガスが到達する空燃比センサに排ガスを排出している総ての気筒の排気弁であってもよい。
【００２９】
この結果、少なくとも前記第１の気筒の排気弁開弁タイミングが遅められるので、その第１の気筒の開弁タイミングにおける第１の気筒内の圧力が高められた状態にて、第１の気筒の排気弁が開弁させられる。この結果、第１の気筒のブローダウンガスの流速及び量が高められるので、第１の気筒からの排ガスのうちのブローダウンガスが空燃比センサに到達して空燃比センサの出力値がこのブローダウンガスの空燃比に追従して変化した後に第２の気筒からの排ガスが空燃比センサに到達する。よって、第１の気筒がインバランス状態にある場合の検出空燃比の波形と、第２の気筒がインバランス状態にある場合の検出空燃比の波形と、が互いに明らかに相違する。従って、何れの気筒がインバランス状態にあるかを確実に決定することができる。
【００３０】
好ましい第２の態様において、前記インバランス気筒決定手段は、
前記排気弁開弁タイミング遅角処理を実行する前に前記取得された複数の空燃比データに基づいて前記インバランス気筒決定処理を事前処理として行い、前記事前処理の結果、前記複数の気筒のうちの二つの気筒に供給される混合気の空燃比が同複数の気筒のうちの残りの気筒に供給される混合気の空燃比に対して所定値（第２所定値）以上乖離していると決定される場合に前記特定条件が成立したと判定するように構成される。第２所定値は第１所定値と同じ値であってもよく相違していてもよい。
【００３１】
これによれば、第１の気筒がインバランス状態にある場合の検出空燃比の波形と、第２の気筒がインバランス状態にある場合の検出空燃比の波形と、が互いに近似する場合に排気弁開弁タイミング遅角処理が実行される。従って、インバランス気筒決定処理を実行する際に常に排気弁開弁タイミング遅角処理を実行する場合に比べ、エミッション及び／又は機関の運転状態の安定性（ドライバビリティ）が悪化する機会を減少させることができる。
【００３２】
好ましい第３の態様において、前記インバランス気筒決定手段は、
前記機関の運転状態を表す運転パラメータであって前記空燃比センサの出力値に応じた値以外の運転パラメータが所定の条件を満足する場合に前記特定条件が成立したと判定するように構成される。
【００３３】
前記運転パラメータは、例えば、機関回転速度ＮＥ及び／又は機関の負荷等である。これによれば、前述した事前処理を実行しなくても、排気弁開弁タイミング遅角処理を必要な場合にのみ予め行っておくことができる。
【００３４】
好ましい第４の態様は、前記第１乃至第３の好ましい態様に適用される。
この第４の態様において、前記インバランス気筒決定手段は、
前記特定条件が成立したとき、前記排気弁開弁タイミング遅角処理として、前記複数のの気筒のそれぞれの気筒の排気弁開弁タイミングを遅角するように構成される。
【００３５】
これによれば、前記可変排気タイミング制御機構が前記複数の気筒のそれぞれの排気弁の開弁タイミングを独立して調整できない場合であっても、前記第１の気筒がインバランス状態にある場合の検出空燃比の波形と、前記第２の気筒がインバランス状態にある場合の検出空燃比の波形と、を相違させることができる。
【００３６】
好ましい第５の態様は、前記第１乃至第３の好ましい態様に適用される。
この第５の態様において、前記インバランス気筒決定手段は、
前記特定条件が成立したとき、前記排気弁開弁タイミング遅角処理として、前記第１の気筒の排気弁開弁タイミングのみを遅角するように構成される。
【００３７】
これによれば、開弁タイミングが遅角される排気弁の数が少ないので、関連する気筒の総ての排気弁の開弁タイミングを遅角する場合に比べ、エミッションが悪化する程度を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の各実施形態に係る空燃比インバランス気筒決定装置が適用される内燃機関の概略図である。
【図２】排ガスの空燃比と図１に示した空燃比センサ（右バンク用上流側空燃比センサ及び左バンク用上流側空燃比センサ）の出力値との関係を示したグラフである。
【図３】排ガスの空燃比と下流側空燃比センサ（左バンク用下流側空燃比センサ、右バンク用下流側空燃比センサ）の出力値との関係を示したグラフである。
【図４】図１に示した機関の排気順序（点火順序）示す図である。
【図５】各気筒がリッチインバランス状態となったときの、検出空燃比のクランク角に対する変化の様子を示した図である。
【図６】第２気筒がリッチインバランス状態となったときの、検出空燃比のクランク角に対する変化の様子を示した図である。
【図７】各気筒がリッチインバランス状態となったときの、検出空燃比のクランク角に対する変化の様子を示した図である。
【図８】各気筒がリッチインバランス状態となったときの、検出空燃比のクランク角に対する変化の様子を示した図である。
【図９】排気弁の開弁タイミングについて説明をするための図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係る空燃比インバランス気筒決定装置（第１決定装置）のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図１１】第１決定装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図１２】第１決定装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図１３】第１決定装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る空燃比インバランス気筒決定装置（第２決定装置）のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図１５】第２決定装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図１６】本発明に関連する空燃比インバランス気筒決定装置（第３決定装置）のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の各実施形態に係る内燃機関の空燃比インバランス気筒決定装置（以下、単に「決定装置」とも称呼する。）について図面を参照しながら説明する。この決定装置は、内燃機関に供給される混合気の空燃比（機関の空燃比）を制御する空燃比制御装置の一部であり、空燃比気筒間インバランス状態が発生したか否かを判定する空燃比気筒間インバランス判定装置でもあり、更に、燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御装置の一部でもある。
【００４０】
＜第１実施形態（第１決定装置）＞
（構成）
図１は、第１実施形態に係る決定装置（以下、「第１決定装置」とも称呼する。）が適用された内燃機関１０の概略構成を示している。機関１０は、４サイクル・火花点火式・Ｖ型８気筒・エンジンである。機関１０は、機関本体部２０と、吸気系統３０と、左バンク排気系統４０と、右バンク排気系統５０と、を含む。
【００４１】
機関本体部２０は、シリンダブロック部及びシリンダヘッド部を含む。機関本体部２０は、８個の気筒（燃焼室）２１を備えている。第１気筒（＃１）、第３気筒（＃３）、第５気筒（＃５）及び第７気筒（＃７）は左バンクＬＢに備えられている。第２気筒（＃２）、第４気筒（＃４）、第６気筒（＃６）及び第８気筒（＃８）は右バンクＲＢに備えられている。
【００４２】
各気筒は、図示しない「吸気ポート及び排気ポート」と連通している。吸気ポートと燃焼室２１との連通部は図示しない吸気弁により開閉される。排気ポートと燃焼室２１との連通部は図示しない排気弁により開閉される。各燃焼室２１には図示しない点火プラグが配設されている。
【００４３】
機関本体部２０は、左バンク用可変排気タイミング制御装置２２Ｌ及び右バンク用可変排気タイミング制御装置２２Ｒを備えている。左バンク用可変排気タイミング制御装置２２Ｌは図示しない左バンクのエキゾーストカムシャフトの端部に取り付けられている。右バンク用可変排気タイミング制御装置２２Ｒは図示しない右バンクのエキゾーストカムシャフトの端部に取り付けられている。左バンク用可変排気タイミング制御装置２２Ｌ及び右バンク用可変排気タイミング制御装置２２Ｒは互いに同一の構造を備える。以下、左バンク用可変排気タイミング制御装置２２Ｌについて説明する。
【００４４】
左バンク用可変排気タイミング制御装置２２Ｌは、例えば、特開２００７−３０３４２３号公報等に記載されているように周知の油圧式可変バルブタイミング機構を備える。左バンク用可変排気タイミング制御装置２２Ｌは、後述する電気制御装置７０の指示に応答してそのアクチュエータに作動油が供給又は排出されることにより、左バンクに属する気筒の「図示しない排気弁のエキゾーストカムシャフト」の位相角を連続的に変更するようになっている。
【００４５】
なお、上述した左バンク用可変排気タイミング制御装置２２Ｌは、例えば、特開２００４−１５０３９７号公報等に開示されている「電動式のバルブタイミング制御装置」に置換されてもよい。この電動式バルブタイミング制御装置は、電磁コイルと複数の歯車とを備える。この装置は、指示信号（駆動信号）に応じて電磁コイルが発生する磁力により、その複数の歯車の相対回転位置を変化させ、もって、エキゾーストカムシャフトのカムの位相を所望の量だけ進角又は遅角することができるようになっている。
【００４６】
吸気系統３０は、インテークマニホールド及び吸気管からなる吸気通路部３１、吸気管３２、及び、複数の燃料噴射弁３３、を備えている。
【００４７】
吸気通路部３１の一端には図示しないエアフィルタが配設されている。吸気通路部３１の他端は図示しない複数の枝部に分かれ、その複数の枝部のそれぞれは複数の吸気ポートのそれぞれに接続されている。
【００４８】
スロットル弁３２は、吸気通路部３１の吸気管内に回動可能に配設されている。スロットル弁３２は、吸気通路部３１の開口断面積を可変とするようになっている。スロットル弁３２は、図示しないスロットル弁アクチュエータにより回転駆動されるようになっている。
【００４９】
燃料噴射弁３３は、一つの気筒（燃焼室）２１に対して一つずつ配設されている。燃料噴射弁３３は吸気ポートに設けられている。即ち、複数の気筒のそれぞれは、他の気筒とは独立して燃料供給を行う燃料噴射弁３３を備えている。燃料噴射弁３３は、噴射指示信号に応答し、正常である場合に「その噴射指示信号に含まれる指示燃料噴射量の燃料」を吸気ポート（従って、燃料噴射弁３３に対応する気筒２１）内に噴射するようになっている。燃料噴射弁３３は、吸気系統３０とともに、機関１０の複数の気筒のそれぞれに混合気を供給する混合気供給手段を構成している。
【００５０】
左バンク排気系統４０は、左バンク用エキゾーストマニホールド４１、左バンク用エキゾーストパイプ４２、左バンク用エキゾーストパイプ４２に配設された左バンク用上流側触媒４３、及び、左バンク用上流側触媒４３よりも下流において左バンク用エキゾーストパイプ４２に配設された「図示しない下流側触媒」を備えている。
【００５１】
左バンク用エキゾーストマニホールド４１は、複数の枝部４１ａと集合部４１ｂとを備えている。複数の枝部４１ａのそれぞれの一端は、左バンクＬＢに属する複数の気筒の排気ポートのそれぞれに接続されている。複数の枝部４１ａのそれぞれの他端は集合部４１ｂに集合している。この集合部４１ｂは、複数（２以上であり、本例では４つ）の気筒から排出された排ガスが集合する部分であるから、左バンク用排気集合部ＨＫ（Ｌ）とも称呼される。
【００５２】
左バンク用エキゾーストパイプ４２は集合部４１ｂに接続されている。左バンクＬＢに属する気筒の排気ポート、左バンク用エキゾーストマニホールド４１及び左バンク用エキゾーストパイプ４２は、左バンク用の排気通路を構成している。
【００５３】
左バンク用上流側触媒４３及び左バンク用下流側触媒のそれぞれは、所謂、白金、ロジウム及びパラジウム等の貴金属（触媒物質）からなる活性成分を担持する三元触媒装置（排気浄化用の触媒）である。各触媒は、各触媒に流入するガスの空燃比が「三元触媒のウインドウ内の空燃比（例えば、理論空燃比）」であるとき、ＨＣ，ＣＯ，Ｈ２などの未燃成分を酸化するとともに窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元する機能を有する。この機能は触媒機能とも称呼される。
【００５４】
更に、各触媒は、酸素を吸蔵（貯蔵）する酸素吸蔵機能を有する。即ち、各触媒は、その触媒に流入するガス（触媒流入ガス）に過剰の酸素が含まれているとき、その酸素を吸蔵するとともにＮＯｘを浄化する。各触媒は、触媒流入ガスに過剰な未燃物が含まれているとき、吸蔵している酸素を放出してその未燃物を浄化する。この酸素吸蔵機能は、触媒に担持されているセリア（ＣｅＯ２）等の酸素吸蔵材によってもたらされる。各触媒は、酸素吸蔵機能により空燃比が理論空燃比から偏移したとしても未燃成分及び窒素酸化物を浄化することができる。つまり、酸素吸蔵機能により、ウインドウの幅が拡大する。
【００５５】
右バンク排気系統５０は、右バンク用エキゾーストマニホールド５１、右バンク用エキゾーストパイプ５２、右バンク用エキゾーストパイプ５２に配設された右バンク用上流側触媒５３、及び、右バンク用上流側触媒５３よりも下流において右バンク用エキゾーストパイプ５２に配設された「図示しない下流側触媒」を備えている。
【００５６】
右バンク用エキゾーストマニホールド５１は、複数の枝部５１ａと集合部５１ｂとを備えている。複数の枝部５１ａのそれぞれの一端は、右バンクＲＢに属する複数の気筒の排気ポートのそれぞれに接続されている。複数の枝部５１ａのそれぞれの他端は集合部５１ｂに集合している。この集合部５１ｂは、複数（２以上であり、本例では４つ）の気筒から排出された排ガスが集合する部分であるから、右バンク用排気集合部ＨＫ（Ｒ）とも称呼される。
【００５７】
右バンク用エキゾーストパイプ５２は集合部５１ｂに接続されている。右バンクＲＢに属する気筒の排気ポート、右バンク用エキゾーストマニホールド５１及び右バンク用エキゾーストパイプ５２は、右バンク用の排気通路を構成している。
【００５８】
右バンク用上流側触媒５３は左バンク用上流側触媒４３と同じ三元触媒である。左バンク用下流側触媒は右バンク用下流側触媒と同じ三元触媒である。
【００５９】
このシステムは、熱線式エアフローメータ６１、スロットルポジションセンサ６２、水温センサ６３、クランクポジションセンサ６４、インテークカムポジションセンサ６５、左バンク用上流側空燃比センサ６６Ｌ、右バンク用上流側空燃比センサ６６Ｒ、左バンク用下流側空燃比センサ６７Ｌ、右バンク用下流側空燃比センサ６７Ｒ、及び、アクセル開度センサ６８を備えている。
【００６０】
エアフローメータ６１は、吸気通路部３１を流れる吸入空気の質量流量（吸入空気流量）Ｇａに応じた信号を出力するようになっている。即ち、吸入空気量Ｇａは、単位時間あたりに機関１０に吸入される吸入空気量を表す。
【００６１】
スロットルポジションセンサ６２は、スロットル弁３２の開度（スロットル弁開度）を検出し、スロットル弁開度ＴＡを表す信号を出力するようになっている。
【００６２】
水温センサ６３は、機関１０の冷却水の温度を検出し、冷却水温ＴＨＷを表す信号を出力するようになっている。冷却水温ＴＨＷは、機関１０の暖機状態（機関１０の温度）を表す運転状態指標量である。
【００６３】
クランクポジションセンサ６４は、クランク軸が１０°回転する毎に幅狭のパルスを有するとともに同クランク軸が３６０°回転する毎に幅広のパルスを有する信号を出力するようになっている。この信号は、後述する電気制御装置７０によって機関回転速度ＮＥに変換される。
【００６４】
インテークカムポジションセンサ６５は、インテークカムシャフトが所定角度から９０度、次いで９０度、更に１８０度回転する毎に一つのパルスを出力するようになっている。後述する電気制御装置７０は、クランクポジションセンサ６４及びインテークカムポジションセンサ６５からの信号に基づいて、基準気筒（例えば第１気筒）の圧縮上死点を基準とした絶対クランク角ＣＡを取得するようになっている。この絶対クランク角ＣＡは、基準気筒（本例において、第２気筒）の圧縮上死点において「０°クランク角度」に設定され、クランク軸の回転角度に応じて７２０°クランク角度まで増大し、その時点にて再び０°クランク角度に設定される。
【００６５】
左バンク用上流側空燃比センサ６６Ｌは、左バンク用エキゾーストマニホールド４１の集合部４１ｂ（排気集合部ＨＫ（Ｌ））と左バンク用上流側触媒４３との間の位置において「左バンク用エキゾーストマニホールド４１及び左バンク用エキゾーストパイプ４２の何れか」に配設されている。
【００６６】
左バンク用上流側空燃比センサ６６Ｌは、例えば、特開平１１−７２４７３号公報、特開２０００−６５７８２号公報及び特開２００４−６９５４７号公報等に開示された「拡散抵抗層を備える限界電流式広域空燃比センサ」である。
【００６７】
左バンク用上流側空燃比センサ６６Ｌは、左バンク用上流側空燃比センサ６６Ｌの配設位置を流れる排ガスの空燃比（左バンク用触媒４３に流入するガスである「触媒流入ガス」の空燃比、左バンク上流側空燃比abyfs(L)＝左バンク検出空燃比abyfs(L)）に応じた出力値Vabyfs(L)を出力する。出力値Vabyfs(L)は、図２に示したように、左バンク用触媒４３に流入するガスの空燃比abyfs(L)が大きくなるほど（リーン側の空燃比になるほど）増大する。
【００６８】
電気制御装置７０は、出力値Vabyfs(L)と左バンク上流側空燃比abyfs(L)との図２に示した関係を規定した空燃比変換テーブル（マップ）Mapabyfsを記憶している。電気制御装置７０は、出力値Vabyfs(L)を空燃比変換テーブルMapabyfsに適用することにより、実際の左バンク上流側空燃比abyfs(L)を検出する（左バンク検出空燃比abyfs(L)を取得する）。
【００６９】
再び、図１を参照すると、左バンク用下流側空燃比センサ６７Ｌは、左バンク用エキゾーストパイプ４２内に配設されている。左バンク用下流側空燃比センサ６７Ｌの配設位置は、左バンク用上流側触媒４３よりも下流側であり、且つ、左バンク用下流側触媒よりも上流側（即ち、左バンク用上流側触媒４３と左バンク用下流側触媒との間の排気通路）である。左バンク用下流側空燃比センサ６７Ｌは、周知の起電力式の酸素濃度センサ（安定化ジルコニア等の固体電解質を用いた周知の濃淡電池型の酸素濃度センサ）である。左バンク用下流側空燃比センサ６７Ｌは、排気通路であって左バンク用下流側空燃比センサ６７Ｌが配設されている部位を通過するガスである被検出ガスの空燃比に応じた出力値Voxs(L)を発生するようになっている。換言すると、出力値Voxs(L)は、左バンク用上流側触媒４３から流出し且つ左バンク用下流側触媒に流入するガスの空燃比に応じた値である。
【００７０】
この出力値Voxs(L)は、図３に示したように、左バンク用上流側触媒４３から流出したガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチのとき最大出力値max（例えば、約０．９Ｖ〜１．０Ｖ）となる。出力値Voxs(L)は、左バンク用上流側触媒４３から流出したガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンのとき最小出力値min（例えば、約０．１Ｖ〜０Ｖ）となる。更に、出力値Voxs(L)は、左バンク用上流側触媒４３から流出したガスの空燃比が理論空燃比であるとき最大出力値maxと最小出力値minの略中間の電圧Ｖst（中央値Vmid、中間電圧Ｖst、例えば、約０．５Ｖ）となる。出力値Voxs(L)は、左バンク用上流側触媒４３から流出したガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比からリーンな空燃比へと変化する際に最大出力値maxから最小出力値minへと急変する。同様に、出力値Voxs(L)は、左バンク用上流側触媒４３から流出したガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比からリッチな空燃比へと変化する際に最小出力値minから最大出力値maxへと急変する。
【００７１】
再び、図１を参照すると、右バンク用上流側空燃比センサ６６Ｒは、右バンク用エキゾーストマニホールド５１の集合部５１ｂ（排気集合部ＨＫ（Ｒ））と右バンク用上流側触媒５３との間の位置において「右バンク用エキゾーストマニホールド５１及び右バンク用エキゾーストパイプ５２の何れか」に配設されている。
【００７２】
右バンク用上流側空燃比センサ６６Ｒは、左バンク用上流側空燃比センサ６６Ｌと同じ「拡散抵抗層を備える限界電流式広域空燃比センサ」である。
【００７３】
右バンク用上流側空燃比センサ６６Ｒは、右バンク用上流側空燃比センサ６６Ｒの配設位置を流れる排ガスの空燃比（右バンク用触媒５３に流入するガスである「触媒流入ガス」の空燃比、右バンク上流側空燃比abyfs(R)＝右バンク検出空燃比abyfs(R)）に応じた出力値Vabyfs(R)を出力する。出力値Vabyfs(R)は、図２に示したように、右バンク用触媒５３に流入するガスの空燃比が大きくなるほど（リーン側の空燃比になるほど）増大する。
【００７４】
電気制御装置７０は、出力値Vabyfs(R)と右バンク上流側空燃比abyfs(R)との図２に示した関係を規定した空燃比変換テーブル（マップ）Mapabyfsを記憶している。電気制御装置７０は、出力値Vabyfs(R)を空燃比変換テーブルMapabyfsに適用することにより、実際の右バンク上流側空燃比abyfs(R)を検出する（右バンク検出空燃比abyfs(R)を取得する）。
【００７５】
再び、図１を参照すると、右バンク用下流側空燃比センサ６７Ｒは、右バンク用エキゾーストパイプ５２内に配設されている。右バンク用下流側空燃比センサ６７Ｒの配設位置は、右バンク用上流側触媒５３よりも下流側であり、且つ、右バンク用下流側触媒よりも上流側（即ち、右バンク用上流側触媒５３と右バンク用下流側触媒との間の排気通路）である。右バンク用下流側空燃比センサ６７Ｒは、左バンク用下流側空燃比センサ６７Ｌと同じ起電力式の酸素濃度センサである。
【００７６】
右バンク用下流側空燃比センサ６７Ｒは、排気通路であって右バンク用下流側空燃比センサ６７Ｒが配設されている部位を通過するガスである被検出ガスの空燃比に応じた出力値Voxs(L)を発生するようになっている（図３を参照。）。
【００７７】
図１に示したアクセル開度センサ６８は、運転者によって操作されるアクセルペダルＡＰの操作量Accp（アクセルペダル操作量、アクセルペダルＡＰの開度）を表す信号を出力するようになっている。アクセルペダル操作量Accpは、アクセルペダルＡＰの操作量が大きくなるとともに大きくなる。
【００７８】
電気制御装置７０は、「ＣＰＵ、ＣＰＵが実行するプログラム、テーブル（マップ、関数）及び定数等を予め記憶したＲＯＭ、ＣＰＵが必要に応じてデータを一時的に格納するＲＡＭ、バックアップＲＡＭ（Ｂ−ＲＡＭ）、並びに、ＡＤコンバータを含むインターフェース等」からなる周知のマイクロコンピュータである。
【００７９】
バックアップＲＡＭは、機関１０を搭載した車両の図示しないイグニッション・キー・スイッチの位置（オフ位置、始動位置及びオン位置等の何れか）に関わらず、車両に搭載されたバッテリから電力の供給を受けるようになっている。バックアップＲＡＭは、バッテリから電力の供給を受けている場合、ＣＰＵの指示に応じてデータを格納する（データが書き込まれる）とともに、そのデータを読み出し可能となるように保持（記憶）する。従って、バックアップＲＡＭは、機関１０の運転停止中においてもデータを保持することができる。
【００８０】
バックアップＲＡＭは、バッテリが車両から取り外される等によりバッテリからの電力供給が遮断されると、データを保持することができない。そこで、ＣＰＵは、バックアップＲＡＭへの電力供給が再開されたとき、バックアップＲＡＭに保持されるべきデータを初期化（デフォルト値に設定）するようになっている。なお、バックアップＲＡＭは、ＥＥＰＲＯＭ等の読み書き可能な不揮発性メモリであってもよい。
【００８１】
電気制御装置７０は、上述したセンサ等と接続され、ＣＰＵにそれらのセンサからの信号を供給するようになっている。更に、電気制御装置７０は、ＣＰＵの指示に応じて、各気筒に対応して設けられた点火プラグ（実際にはイグナイタ）、各気筒に対応して設けられた燃料噴射弁３３、左バンク用可変排気タイミング制御装置２２Ｌ、右バンク用可変排気タイミング制御装置２２Ｒ、及び、スロットル弁アクチュエータ等に駆動信号（指示信号）を送出するようになっている。
【００８２】
なお、電気制御装置７０は、取得されたアクセルペダルの操作量Accpが大きくなるほどスロットル弁開度ＴＡが大きくなるように、スロットル弁アクチュエータに指示信号を送出するようになっている。即ち、電気制御装置７０は、運転者により変更される機関１０の加速操作量（アクセルペダル操作量Accp）に応じて「機関１０の吸気通路に配設されたスロットル弁３２」の開度を変更するスロットル弁駆動手段を備えている。
【００８３】
なお、図４に示したように、機関１０の点火順序（爆発順序、排気順序）は、例えば、＃１、＃８、＃７、＃３、＃６、＃５、＃４、＃２の順である。ここで、「＃Ｎ」は第Ｎ気筒を示す。点火（混合気の爆発）の間隔はクランク角が９０°回転する期間に対応している。
【００８４】
＜気筒別空燃比（各気筒の空燃比）の推定方法の概略＞
次に、上記のように構成された第１決定装置が採用した気筒別空燃比推定方法の概略について説明する。一つの空燃比センサの出力値から複数の気筒の気筒別空燃比を推定するために種々の方法が提案されている（上記先行技術文献を参照。）。ここでは、その一例について簡単に説明する。
【００８５】
いま、右バンクＲＢに着目すると、上流側空燃比センサ（一つの空燃比センサ）６６Ｒには第２、第４、第６及び第８気筒から排出される排ガスが到達する。図５に示したように、右バンクＲＢに属するこれらの複数の気筒のうちの一つがインバランス状態（リッチインバランス状態及びリーンインバランス状態の何れか）になると、空燃比センサ６６Ｒの出力値Vabyfs(R)に基く検出空燃比abyfs(R)は、後述する特定の場合（例えば、負荷が小さい場合）を除き、どの気筒がインバランス状態となったかに対応して変化する。
【００８６】
より具体的に述べると、クランク角に対する検出空燃比abyfs(R)は、７２０°クランク角（以下、Ｘ°クランク角を「Ｘ°ＣＡ」と表記する。）を一周期として変化する。即ち、図５に示したように、検出空燃比abyfs(R)は、第２気筒インバランス状態が発生した場合に実線、第４気筒インバランス状態が発生した場合に破線、第６気筒インバランス状態が発生した場合に一点鎖線、第８気筒インバランス状態が発生した場合に二点鎖線、により示したように変化する。
【００８７】
そこで、図６に例示したように、９０°ＣＡが経過する毎に検出空燃比abyfs(R)を取得（サンプリング）する。即ち、点Ｐ１乃至点Ｐ８のそれぞれに対応する検出空燃比abyfs(R)を、データｘ１乃至データｘ８として取得する。更に、第２気筒の空燃比をＡＦ２、第４気筒の空燃比をＡＦ４、第６気筒の空燃比をＡＦ６、第８気筒の空燃比をＡＦ８、と表記するとき、これらの空燃比ＡＦ２乃至ＡＦ８と、データｘ１乃至データｘ８と、は下記の（１）式により関係付けられる。
【数１】
【００８８】
上記（１）式に、既知のデータ（ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６、ＡＦ８）及び（ｘ１〜ｘ８）を代入し、係数ａ１〜ａ８、ｂ１〜ｂ８、ｃ１〜ｃ８、及びｄ１〜ｄ８を、例えば、最小二乗法等を用いて決定する。
【００８９】
より具体的に述べると、第２気筒を実際にインバランス気筒として設定し、データＡＦ＝（ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６、ＡＦ８）のうちのデータＡＦ２のみを「理論空燃比（例えば、１４．６）から大きく乖離したインバランス空燃比ＡＦimb」に設定する。この場合、右バンクＲＢに属する気筒の全体に供給される混合気の空燃比（空燃比の平均）は理論空燃比に一致するように空燃比フィードバック制御が実行されるので、ＡＦ４、ＡＦ６、ＡＦ８のそれぞれの値ＡＦＹは下記の（２）式により表される値に設定される。下記（２）式においてstoichは理論空燃比（ここでは、１４．６）である。そして、インバランス空燃比ＡＦimbを種々の値に設定したときのデータＡＦ＝（ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６、ＡＦ８）と、実測されたデータＸ＝（ｘ１、ｘ２、・・・・、ｘ８）と、を上記（１）式に代入する。
【数２】
【００９０】
同様に、ＡＦ４のみをインバランス空燃比ＡＦimbに設定し、そのインバランス空燃比ＡＦimbを種々の値に設定したときのデータＡＦ＝（ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６、ＡＦ８）と、実測されたデータＸ＝（ｘ１、ｘ２、・・・・、ｘ８）とを、上記（１）式に代入する。更に、ＡＦ６のみをインバランス空燃比ＡＦimbに設定し、そのインバランス空燃比ＡＦimbを種々の値に設定したときのデータＡＦ＝（ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６、ＡＦ８）と、実測されたデータＸ＝（ｘ１、ｘ２、・・・・、ｘ８）とを、上記（１）式に代入する。加えて、ＡＦ８のみをインバランス空燃比ＡＦimbに設定し、そのインバランス空燃比ＡＦimbを種々の値に設定したときのデータＡＦ＝（ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６、ＡＦ８）と、実測されたデータＸ＝（ｘ１、ｘ２、・・・・、ｘ８）とを、上記（１）式に代入する。なお、インバランス空燃比ＡＦimbは理論空燃比stoichにも設定される。即ち、インバランス状態が発生していない場合の「データＡＦ＝（ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６、ＡＦ８）及び実測されたデータＸ＝（ｘ１、ｘ２、・・・・、ｘ８）」も上記（１）式に代入される。
【００９１】
以上により得られた複数の「データＡＦとデータＸとの関係」から、係数ａ１〜ａ８、ｂ１〜ｂ８、ｃ１〜ｃ８、及びｄ１〜ｄ８が最小二乗法等により決定される。この場合に求められる係数ａ１〜ａ８、ｂ１〜ｂ８、ｃ１〜ｃ８、及びｄ１〜ｄ８は、「通常の計算パラメータ」及び「区別可能時通常計算パラメータ」と称呼される。電気制御装置７０はこの計算パラメータをＲＯＭに記憶している。そして、電気制御装置７０のＣＰＵは、実際に機関１０が運転されている期間において、データＸを取得し、そのデータＸを（１）式に代入することによりデータＡＦ（＝（ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６、ＡＦ８））を決定する。
【００９２】
なお、通常の計算パラメータは、通常運転時の排気弁開弁タイミングに対する係数である。後述するように、排気弁遅角（遅開）処理時（特定条件成立時）に対しても計算パラメータは求められる。この計算パラメータは「排気弁遅角処理時の計算パラメータ」と称呼され、同様にＲＯＭに記憶される。
【００９３】
ところで、右バンクＲＢにおいて、連続する排気行程間のクランク角は、図４に示したように、２７０°ＣＡ、１８０°ＣＡ及び９０°ＣＡの何れかである。このうち最も短い排気行程間隔（９０°ＣＡ）は、第４気筒と第２気筒の間に生じる。このため、第４気筒から排出される排ガスのうちのブローダウンガスが上流側空燃比センサ６６Ｒに充分に到達する前に（換言すると、第４気筒から排出される排ガスのうちのブローダウンガスの空燃比が上流側空燃比センサ６６Ｒの出力値Vabyfs(R)として十分に現れる前に）、第４気筒の主流ガスと第２気筒のブローダウンガスとが混合した状態にて上流側空燃比センサ６６Ｒに到達する場合がある。このような場合は、例えば、機関１０の負荷ＫＬが閾値負荷ＫＬｔｈよりも小さいときに生じる。
【００９４】
この場合、図７に示したように、第２気筒がインバランス気筒であるときの検出空燃比abyfs(R)の波形は、第４気筒がインバランス気筒であるときの検出空燃比abyfs(R)の波形と酷似する（互いに重なっている実線及び破線を参照。）。従って、このような波形が得られる場合、図７の上部の（Ａ）に示したように、第２気筒がインバランス気筒である可能性と、（Ｂ）に示したように、第４気筒がインバランス気筒である可能性が存在する。
【００９５】
このような状態において、
（１）第２気筒の実際の空燃比をインバランス空燃比ＡＦimbに設定してデータＸ（ｘ１，ｘ２，…ｘ８）を実測するとともに、そのデータＸと、ＡＦ２のみをインバランス空燃比ＡＦimbに設定し且つＡＦ４，ＡＦ６及びＡＦ８を上記（２）式により求められる空燃比に設定したデータＡＦ＝（ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６、ＡＦ８）＝（ＡＦimb、ＡＦＹ、ＡＦＹ、ＡＦＹ）と、を上記（１）に代入し、更に、
（２）第４気筒の実際の空燃比をインバランス空燃比ＡＦimbに設定してデータＸ（ｘ１，ｘ２，…ｘ８）を実測するとともに、そのデータＸと、ＡＦ４のみをインバランス空燃比ＡＦimbに設定し且つＡＦ２，ＡＦ６及びＡＦ８を上記（２）式により求められる空燃比に設定したデータＡＦ＝（ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６、ＡＦ８）＝（ＡＦＹ、ＡＦimb、ＡＦＹ、ＡＦＹ）と、を上記（１）に代入する、
ことにより、「通常の計算パラメータ（ａ１〜ａ８、ｂ１〜ｂ８、ｃ１〜ｃ８、及びｄ１〜ｄ８）」を求めることは、データＸ（ｘ１，ｘ２，…ｘ８）が実質的に同一であるにも関らず異なるデータＡＦ（即ち、（ＡＦimb、ＡＦＹ、ＡＦＹ、ＡＦＹ）及び（ＡＦＹ、ＡＦimb、ＡＦＹ、ＡＦＹ））を得るための通常の計算パラメータを求めることになる。
【００９６】
よって、求められる通常の計算パラメータは中途半端な（正確でない）パラメータとなる。即ち、実質的に同じデータＸであるにも関らず、異なる気筒別空燃比（データＡＦ＝（ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６、ＡＦ８））を求めるための通常の計算パラメータ（ａ１〜ａ８、ｂ１〜ｂ８、ｃ１〜ｃ８、及びｄ１〜ｄ８）を決定する点において、矛盾が生じる。
【００９７】
そこで、第１決定装置は、このような矛盾が生じないように、第２気筒がインバランス気筒であるとき及び第４気筒がインバランス気筒であるときに「実質的に唯一のデータＸ」が得られる場合、そのデータＸを用いて通常の計算パラメータ（ａ１〜ａ８、ｂ１〜ｂ８、ｃ１〜ｃ８、及びｄ１〜ｄ８）を決定する際には、図８の（Ａ）及び（Ｂ）に示したように、第２気筒の空燃比及び第４気筒の空燃比の両者を互いに同じインバランス空燃比ＡＦimbに設定したデータＡＦを使用する。これにより、求められる通常の計算パラメータは正確になるので、種々のデータＸから求められる気筒別空燃比の精度が向上する。なお、この場合の計算パラメータは「区別不能時通常計算パラメータ」とも称呼され、上述した「区別可能時通常計算パラメータ」と分けて求められる。
【００９８】
その一方、区別不能時通常計算パラメータを用いる場合において第２気筒及び第４気筒の何れか一方がインバランス気筒であると、第２気筒の空燃比ＡＦ２と第４気筒の空燃比ＡＦ４とは同じインバランス空燃比ＡＦimbであるとして推定されることになる。そのため、どちらが真のインバランス気筒であるかを判別することができない。
【００９９】
そこで、第１決定装置は、区別不能時通常計算パラメータを用いて気筒別空燃比を推定した結果、第２気筒及び第４気筒の何れか一方がインバランス気筒であると判定される場合、図９に示したように、右バンクＲＢに属する気筒の排気弁の開弁タイミングを「通常運転時の排気弁開弁タイミング」よりもクランク角θ°ＣＡだけ遅角する（排気弁を遅開する）。
【０１００】
即ち、第１決定装置は、右バンクＲＢに属する気筒の排気弁の開弁タイミングを「遅角時の排気弁開弁タイミング」に設定する。この遅角時の排気弁開弁タイミングは、筒内容積が「通常運転時の排気弁開弁タイミング（即ち、遅角されていない状態における排気弁の開弁タイミング）における容積」よりも「その後のピストンの上昇によって小さい容積」となるタイミングである。換言すると、遅角時の排気弁開弁タイミングにおけるピストン位置は通常運転時の排気弁開弁タイミングにおけるピストン位置よりも上死点に近い。更に、換言すると、遅角時の排気弁開弁タイミングにおける筒内圧力が通常運転時の排気弁開弁タイミングにおける筒内圧力よりも高くなり、それにより、ブローダウンガスの流速が増大するように、排気弁の開弁タイミングの遅角量θが設定される。この排気弁の開弁タイミングを遅角する処理を「排気弁開弁タイミング遅角処理」と称呼する。
【０１０１】
排気弁開弁タイミング遅角処理によれば、各気筒の排気弁開弁タイミング直後に発生するブローダウンガス量が増大し且つブローダウンガスの流速が増大する。よって、第４気筒の排ガス（ブローダウンガス）が上流側空燃比センサ６６Ｒに確実に到達した後に第２気筒の排ガス（ブローダウンガス）が上流側空燃比センサ６６Ｒに到達する。この結果、第２気筒がリッチインバランス気筒であるときの検出空燃比abyfs(R)の波形と、第４気筒がリッチインバランス気筒であるときの検出空燃比abyfs(R)の波形と、は重なることがなく、クランク角に対して互いに異なる波形となる。
【０１０２】
そして、第１決定装置は、予め求めておいた（ＲＯＭに格納しておいた）排気弁遅角処理時の計算パラメータ（ａ１〜ａ８、ｂ１〜ｂ８、ｃ１〜ｃ８、及びｄ１〜ｄ８）と、排気弁遅角処理時に得られたデータＸ（ｘ１，ｘ２，…，ｘ８）と、を用いて、気筒別空燃比（データＡＦ＝（ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６、ＡＦ８））を再度推定する。この結果、第２気筒がインバランス気筒であるときにはデータＡＦ２のみが他のデータＡＦ４、ＡＦ６及びＡＦ８と大きく相違し、第４気筒がインバランス気筒であるときにはデータＡＦ４のみが他のデータＡＦ２、ＡＦ６及びＡＦ８と大きく相違する。従って、第２気筒がインバランス気筒であるのか、第４気筒がインバランス気筒であるのかを確実に決定することができる。
【０１０３】
（作動）
次に、上記のように構成された第１決定装置の実際の作動について説明する。
【０１０４】
＜燃料噴射量制御（空燃比フィードバック制御）＞
第１決定装置のＣＰＵは、図１０に示した燃料噴射制御ルーチンを、任意の気筒のクランク角が吸気上死点前の所定クランク角度（例えば、ＢＴＤＣ９０°ＣＡ）となる毎に、その気筒（以下、「燃料噴射気筒」とも称呼する。）に対して繰り返し実行するようになっている。なお、この燃料噴射制御ルーチンは、複数の気筒に混合気を供給する混合気供給手段に対応している。
【０１０５】
従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵはステップ１０００から処理を開始してステップ１０１０に進み、「エアフローメータ６１により計測された吸入空気量Ｇａ、クランクポジションセンサ６４の信号に基いて取得された機関回転速度ＮＥ、及び、ルックアップテーブルMapMc」に基いて「燃料噴射気筒に吸入される空気量」である「筒内吸入空気量Ｍｃ（ｋ）」を取得する。筒内吸入空気量Ｍｃ（ｋ）は、各吸気行程に対応されながらＲＡＭ内に記憶される。筒内吸入空気量Ｍｃ（ｋ）は、周知の空気モデルにより算出されてもよい。
【０１０６】
次に、ＣＰＵはステップ１０２０に進み、燃料噴射気筒が左バンクに属する気筒（＃１、＃３、＃５、＃７の何れか）であるか否かを判定する。このとき、燃料噴射気筒が左バンクに属する気筒であると、ＣＰＵはステップ１０２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１０３０に進み、筒内吸入空気量Ｍｃ（ｋ）を左バンク用目標空燃比abyfrLで除することにより基本燃料噴射量Ｆｂａｓｅを求める。
【０１０７】
左バンク用目標空燃比abyfrLは、理論空燃比stoichから左バンク用サブフィードバック量ＫＳＦＢＬを減じた値（abyfrL＝stoich−ＫＳＦＢＬ）である。
【０１０８】
左バンク用サブフィードバック量ＫＳＦＢＬは、左バンク用下流側空燃比センサ６７Ｌの出力値Voxs(L)が下流側目標値である中央値Vmidよりも小さいとき所定量だけ増大させられる。この結果、左バンク用目標空燃比abyfrLは減少させられ、左バンクの気筒に供給される混合気の空燃比は小さくなる（リッチ側へと変化する）。
【０１０９】
左バンク用サブフィードバック量ＫＳＦＢＬは、左バンク用下流側空燃比センサ６７Ｌの出力値Voxs(L)が下流側目標値である中央値Vmidよりも大きいとき所定量だけ減少させられる。この結果、左バンク用目標空燃比abyfrLは増大させられ、左バンクの気筒に供給される混合気の空燃比は大きくなる（リーン側へと変化する）。
【０１１０】
次に、ＣＰＵはステップ１０４０に進み、基本燃料噴射量Ｆｂａｓｅを左バンク用メインフィードバック量ＫＦmainＬにより補正する。より具体的には、ＣＰＵは、基本燃料噴射量Ｆｂａｓｅに左バンク用メインフィードバック量ＫＦmainＬを乗じることにより、指示燃料噴射量（最終燃料噴射量）Ｆｉを算出する。
【０１１１】
左バンク用メインフィードバック量ＫＦmainＬは、左バンク用上流側空燃比センサ６６Ｌの出力値Vabyfs(L)に基づいて取得された左バンク検出空燃比abyfs(L)が、左バンク用目標空燃比abyfrLに一致するように、ＰＩＤ制御に従って算出される。簡単に述べると、左バンク検出空燃比abyfs(L)が左バンク用目標空燃比abyfrLよりも大きいとき（リーンであるとき）、左バンク用メインフィードバック量ＫＦmainＬは所定量だけ増大させられる。左バンク検出空燃比abyfs(L)が左バンク用目標空燃比abyfrLよりも小さいとき（リッチであるとき）、左バンク用メインフィードバック量ＫＦmainＬは所定量だけ減少させられる。
【０１１２】
なお、左バンク用メインフィードバック量ＫＦmainＬは、左バンクメインフィードバック条件が成立したとき、上述したように更新される。左バンク用メインフィードバック量ＫＦmainＬは、左バンクメインフィードバック条件が成立していないとき、「１」に設定される。左バンクメインフィードバック条件は以下の総ての条件が成立したときに成立する。
（Ａ１）左バンク用上流側空燃比センサ６６Ｌが活性化している。
（Ａ２）機関の負荷（負荷率）ＫＬがフィードバック許可閾値以下である。
（Ａ３）フューエルカット制御中でない。
【０１１３】
次に、ＣＰＵはステップ１０５０に進み、「指示燃料噴射量Ｆｉの燃料」を「燃料噴射気筒に対応して設けられている燃料噴射弁３３」から噴射させるための噴射指示信号を、その燃料噴射弁３３に送出する。
【０１１４】
この結果、燃料噴射気筒の燃料噴射弁３３が正常であれば、左バンクに属する気筒の空燃比を左バンク用目標空燃比abyfrLに一致させるために必要な量の燃料が、燃料噴射気筒の燃料噴射弁３３から噴射される。
【０１１５】
一方、ＣＰＵがステップ１０２０の処理を行う時点において、燃料噴射気筒が右バンクに属する気筒（＃２、＃４、＃６、＃８の何れか）であると、ＣＰＵはステップ１０２０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１０６０に進み、筒内吸入空気量Ｍｃ（ｋ）を右バンク用目標空燃比abyfrRで除することにより基本燃料噴射量Ｆｂａｓｅを求める。
【０１１６】
右バンク用目標空燃比abyfrRは、理論空燃比stoichから右バンク用サブフィードバック量ＫＳＦＢＲを減じた値（abyfrR＝stoich−ＫＳＦＢＲ）である。
【０１１７】
右バンク用サブフィードバック量ＫＳＦＢＲは、右バンク用下流側空燃比センサ６７Ｒの出力値Voxs(R)が下流側目標値である中央値Vmidよりも小さいとき所定量だけ増大させられる。この結果、右バンク用目標空燃比abyfrRは減少させられ、右バンクの気筒に供給される混合気の空燃比は小さくなる（リッチ側へと変化する）。
【０１１８】
右バンク用サブフィードバック量ＫＳＦＢＲは、右バンク用下流側空燃比センサ６７Ｒの出力値Voxs(R)が下流側目標値である中央値Vmidよりも大きいとき所定量だけ減少させられる。この結果、右バンク用目標空燃比abyfrRは増大させられ、右バンクの気筒に供給される混合気の空燃比は大きくなる（リーン側へと変化する）。
【０１１９】
次に、ＣＰＵはステップ１０７０に進み、基本燃料噴射量Ｆｂａｓｅを右バンク用メインフィードバック量ＫＦmainＲにより補正する。より具体的には、ＣＰＵは、基本燃料噴射量Ｆｂａｓｅに右バンク用メインフィードバック量ＫＦmainＲを乗じることにより、指示燃料噴射量（最終燃料噴射量）Ｆｉを算出する。
【０１２０】
右バンク用メインフィードバック量ＫＦmainＲは、右バンク用上流側空燃比センサ６６Ｒの出力値Vabyfs(R)に基づいて取得された右バンク検出空燃比abyfs(R)が、右バンク用目標空燃比abyfrRに一致するように、ＰＩＤ制御に従って算出される。簡単に述べると、右バンク検出空燃比abyfs(R)が右バンク用目標空燃比abyfrRよりも大きいとき（リーンであるとき）、右バンク用メインフィードバック量ＫＦmainＲは所定量だけ増大させられる。右バンク検出空燃比abyfs(R)が右バンク用目標空燃比abyfrRよりも小さいとき（リッチであるとき）、右バンク用メインフィードバック量ＫＦmainＲは所定量だけ減少させられる。
【０１２１】
なお、右バンク用メインフィードバック量ＫＦmainＲは、右バンクメインフィードバック条件が成立したとき、上述したように更新される。右バンク用メインフィードバック量ＫＦmainＲは、右バンクメインフィードバック条件が成立していないとき、「１」に設定される。右バンクメインフィードバック条件は以下の総ての条件が成立したときに成立する。
（Ｂ１）右バンク用上流側空燃比センサ６６Ｒが活性化している。
（Ｂ２）機関の負荷（負荷率）ＫＬが閾値フィードバック許可閾値以下である。
（Ｂ３）フューエルカット制御中でない。
【０１２２】
次に、ＣＰＵはステップ１０５０に進み、「指示燃料噴射量Ｆｉの燃料」を「燃料噴射気筒に対応して設けられている燃料噴射弁３３」から噴射させるための噴射指示信号を、その燃料噴射弁３３に送出する。
【０１２３】
この結果、燃料噴射気筒の燃料噴射弁３３が正常であれば、右バンクに属する気筒の空燃比を右バンク用目標空燃比abyfrRに一致させるために必要な量の燃料が、燃料噴射気筒の燃料噴射弁３３から噴射させられる。
【０１２４】
＜空燃比インバランス気筒決定（空燃比気筒間インバランス判定）＞
次に、「空燃比インバランス気筒（インバランス状態となっている気筒）を決定するための処理」について説明する。ＣＰＵは、所定時間が経過する毎に、図１１にフローチャートにより示した「右バンクインバランス気筒決定ルーチン」を実行するようになっている。このルーチンは、右バンクＲＢに属する気筒（第２、第４、第６及び第８気筒）についてのルーチンである。左バンクに属する気筒（第１、第３、第５及び第７気筒）については、図１１に示したルーチンと同様の「右バンクインバランス気筒決定ルーチン」が別途実行される。
【０１２５】
従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵはステップ１１００から処理を開始してステップ１１０５に進み、インバランス気筒決定完了フラグＸcom（以下、「決定完了フラグＸcom」と称呼する。）の値が「１」であるか否かを判定する。決定完了フラグＸcomの値は、イニシャルルーチンにおいて「０」に設定される。イニシャルルーチンは、機関１０を搭載した車両のイグニッション・キー・スイッチの位置がオフ位置からオン位置へと変更されたときにＣＰＵにより実行される初期化ルーチンである。決定完了フラグＸcomの値は、機関１０の始動後においてインバランス気筒が決定されたとき（インバランス気筒がないとの決定を含む。）、「１」に設定される（後述するステップ１１４０及びステップ１１８５を参照。）。
【０１２６】
いま、決定完了フラグＸcomの値が「０」であると仮定する。この場合、ＣＰＵはステップ１１０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１１０に進み、右バンク排気弁遅開フラグＸchikaiR（以下、「遅開フラグＸchikaiR」と称呼する。）の値が「１」であるか否かを判定する。この遅開フラグＸchikaiRの値は、上述したイニシャルルーチンにおいて「０」に設定される。更に、遅開フラグＸchikaiRの値は、後述するステップ１１５５にて「１」に設定され、且つ、後述するステップ１１８５にて「０」に設定される。
【０１２７】
いま、遅開フラグＸchikaiRの値が「０」であると仮定する。この場合、ＣＰＵはステップ１１１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１１５に進み、上記（１）式に区別不能時通常計算パラメータ（係数ａ１〜ａ８、ｂ１〜ｂ８、ｃ１〜ｃ８、及びｄ１〜ｄ８）を設定する。なお、本例の機関１０は、総ての運転領域において第２気筒の検出空燃比abyfs(R)の波形と第４気筒の検出空燃比abyfs(R)の波形とが類似する機関である。
【０１２８】
次に、ＣＰＵはステップ１１２０に進み、右バンクに属する気筒のそれぞれの空燃比ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６及びＡＦ８を、区別不能時通常計算パラメータが設定された上記（１）式にデータＸ（ｘ１〜ｘ８）を適用することにより推定する。なお、データＸ（ｘ１〜ｘ８）は、後述する図１３に示したサンプリングルーチンにより別途取得されている。また、データＸ（ｘ１〜ｘ８）が取得されていない場合、ＣＰＵはステップ１１２０の処理を行うことなく直ちに本ルーチンを一旦終了する。
【０１２９】
次に、ＣＰＵはステップ１１２５に進み、推定された空燃比ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６及びＡＦ８の中から、理論空燃比stoichから所定値以上乖離した空燃比（リッチ空燃比又はリーン空燃比）であって、他の気筒の空燃比との乖離が大きい空燃比（他の気筒の空燃比から所定値以上乖離した空燃比）ＡＦ（Ｚ）（Ｚは、２，４，６，８の何れか）を選択し、その値Ｚに対応する気筒がインバランス気筒であると決定する。換言すると、ＣＰＵは、空燃比ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６及びＡＦ８の４つのデータの中から、他の３つのデータ又は理論空燃比に比較して所定値以上リッチ側又はリーン側に乖離しているデータを選択し、その選択されたデータに対応する気筒をインバランス気筒であると決定する。なお、空燃比ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６及びＡＦ８の中に上記空燃比ＡＦ（Ｚ）がなければ、ＣＰＵは「インバランス気筒はない（空燃比気筒間インバランス状態が発生していない。）。」と決定する。更に、空燃比ＡＦ２及びＡＦ４が互いに実質的に同一であれば、インバランス気筒は第２気筒及び第４気筒の何れかであるとの決定を行う。
【０１３０】
次に、ＣＰＵはステップ１１３０に進み、第６気筒がインバランス気筒であると決定されたか否かを判定する。このとき、第６気筒がインバランス気筒であると決定されていれば、ＣＰＵはステップ１１３０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１３５に進み、「第６気筒がインバランス気筒である。」旨の情報をバックアップＲＡＭに記憶する。
【０１３１】
その後、ＣＰＵはステップ１１４０に進んで決定完了フラグＸcomの値を「１」に設定し、ステップ１１９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。このように、決定完了フラグＸcomの値が「１」に設定されると、ＣＰＵはステップ１１０５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１１９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了するようになる。
【０１３２】
一方、ＣＰＵがステップ１１３０の処理を実行する時点において第６気筒がインバランス気筒であると決定されていなければ、ＣＰＵはステップ１１３０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１１４５に進み、第８気筒がインバランス気筒であると決定されたか否かを判定する。このとき、第８気筒がインバランス気筒であると決定されていれば、ＣＰＵはステップ１１４５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１５０に進み、「第８気筒がインバランス気筒である。」旨の情報をバックアップＲＡＭに記憶する。その後、ＣＰＵはステップ１１４０を経由してステップ１１９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。
【０１３３】
他方、ＣＰＵがステップ１１４５の処理を実行する時点において第８気筒がインバランス気筒であると決定されていなければ、ＣＰＵはステップ１１４５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１１５５に進み、遅開フラグＸchikaiRの値を「１」に設定し、その後、ステップ１１９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１３４】
ところで、ＣＰＵは、所定時間が経過する毎に、図１２にフローチャートにより示したルーチンを実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵは図１２のステップ１２００から処理を開始してステップ１２１０に進み、右バンクの遅開フラグＸchikaiRの値が「０」であるか否かを判定する。
【０１３５】
現時点では、先のステップ１１５５にて遅開フラグＸchikaiRの値は「１」に設定されている。従って、ＣＰＵはステップ１２１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１２３０に進み、右バンクに属する気筒の排気弁開弁タイミングを「図９に示した排気弁遅角開弁タイミング」に設定する。この結果、インバランス気筒が、第６気筒でなく且つ第８気筒でない場合、右バンク用可変排気タイミング制御装置２２Ｒによって、右バンクに属する気筒の排気弁の開弁タイミングが「図９に示した通常運転時の排気弁開弁タイミング（通常排気弁開弁タイミング）」に対して所定クランク角θだけ遅角される。その後、ＣＰＵはステップ１２４０に進む。
【０１３６】
なお、ＣＰＵがステップ１２１０の処理を実行する時点において遅開フラグＸchikaiRの値が「０」であると、ＣＰＵはそのステップ１２１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１２２０に進み、右バンクＲＢに属する気筒の排気弁の開弁タイミングを「通常排気弁開弁タイミング」に設定する。その後、ＣＰＵはステップ１２４０に進む。
【０１３７】
ＣＰＵは、ステップ１２４０にて左バンクの遅開フラグＸchikaiLの値が「０」であるか否かを判定する。そして、ＣＰＵは遅開フラグＸchikaiLの値が「０」である場合にはステップ１２５０にて左バンクＬＢに属する気筒の排気弁の開弁タイミングを「通常排気弁開弁タイミング」に設定し、ステップ１２９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。これに対し、ＣＰＵは遅開フラグＸchikaiLの値が「１」である場合にはステップ１２６０にて左バンクＬＢに属する気筒の排気弁の開弁タイミングを「排気弁遅角開弁タイミング」に設定し、ステップ１２９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１３８】
なお、遅開フラグＸchikaiLの値は、前述した図示しない「左バンクインバランス気筒決定ルーチン」により、左バンクＬＢに属する気筒のそれぞれの空燃比ＡＦ１（第１気筒の空燃比）、ＡＦ３（第３気筒の空燃比）、ＡＦ５（第５気筒の空燃比）及びＡＦ７（第７気筒の空燃比）を、「区別不能時通常計算パラメータ」とデータＸとを用いて推定した結果、インバランス気筒が第１気筒でなく且つ第５気筒でないと決定される場合に「１」に設定される。
【０１３９】
所定時間の経過後にＣＰＵが図１１のステップ１１００から処理を再開すると、先に説明したステップ１１５５にて遅開フラグＸchikaiRの値が「１」に設定されているので、ＣＰＵはステップ１１０５にて「Ｙｅｓ」と判定し且つステップ１１１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１１６０に進む。そして、ＣＰＵはステップ１１６０にて、上記（１）式に排気弁遅角処理時の計算パラメータ（係数ａ１〜ａ８、ｂ１〜ｂ８、ｃ１〜ｃ８、及びｄ１〜ｄ８）を設定する。
【０１４０】
次に、ＣＰＵはステップ１１６５に進み、右バンクに属する気筒のそれぞれの空燃比ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６及びＡＦ８を、排気弁遅角処理時の計算パラメータが設定された上記（１）式に「排気弁遅角処理がなされた状態にて得られたデータＸ（ｘ１〜ｘ８）」を適用することにより推定する。なお、排気弁遅角処理がなされた状態にてデータＸ（ｘ１〜ｘ８）が取得されていない場合、ＣＰＵはステップ１１６５の処理を行うことなく直ちに本ルーチンを一旦終了する。
【０１４１】
次いで、ＣＰＵはステップ１１７０に進み、ステップ１１２５と同様の処理により、インバランス気筒を決定する。次に、ＣＰＵはステップ１１７５に進み、第２気筒がインバランス気筒であると決定されたか否かを判定する。このとき、第２気筒がインバランス気筒であると決定されていれば、ＣＰＵはステップ１１７５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１８０に進み、「第２気筒がインバランス気筒である。」旨の情報をバックアップＲＡＭに記憶する。
【０１４２】
その後、ＣＰＵはステップ１１８５に進み、決定完了フラグＸcomの値を「１」に設定するとともに遅開フラグＸchikaiRの値を「０」に設定し、ステップ１１９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。これにより、ＣＰＵは図１２のステップ１２２０に進むので、右バンクＲＢに属する気筒の排気弁開弁タイミングは通常排気弁開弁タイミングに設定される。
【０１４３】
一方、ＣＰＵが図１１のステップ１１７５の処理を実行する時点において、第２気筒がインバランス気筒であると決定されていなければ、ＣＰＵはステップ１１７５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１１９０に進み、第４気筒がインバランス気筒であると決定されたか否かを判定する。このとき、第４気筒がインバランス気筒であると決定されていれば、ＣＰＵはステップ１１９０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１９２に進み、「第４気筒がインバランス気筒である。」旨の情報をバックアップＲＡＭに記憶する。その後、ＣＰＵはステップ１１８５を経由してステップ１１９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。
【０１４４】
更に、ＣＰＵがステップ１１９０の処理を実行する時点において、第４気筒がインバランス気筒であると決定されていなければ、ＣＰＵはステップ１１９０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１１９４に進み、「インバランス気筒は存在しない。」旨の情報をバックアップＲＡＭに記憶する。その後、ＣＰＵはステップ１１８５を経由してステップ１１９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。なお、ＣＰＵは、ステップ１１２５にて「インバランス気筒は存在しない。」と判定した際に、その旨の情報をバックアップＲＡＭに記憶するとともに、決定完了フラグＸcomの値を「１」に設定してもよい。
【０１４５】
＜データＸのサンプリング＞
ＣＰＵは、クランク角が９０°ＣＡ経過する毎に図１３にフローチャートにより示した「右バンクデータサンプリングルーチン」を実行するようになっている。より具体的には、絶対クランク角が０°ＣＡ（＝７２０°ＣＡ）、９０°ＣＡ、１８０°ＣＡ、２７０°ＣＡ、３６０°ＣＡ、５４０°ＣＡ及び６３０°ＣＡに一致する毎に、ＣＰＵは図１３に示したルーチンを割り込み処理により開始する。
【０１４６】
従って、絶対クランク角が前記何れかのクランク角に一致すると、ＣＰＵは図１３のステップ１３００から処理を開始してステップ１３０５に進み、データ取得許可フラグＸkyokaの値が「１」であるか否かを判定する。データ取得許可フラグＸkyokaの値は、絶対クランク角ＣＡが０°クランク角になった時点においてデータ取得条件が成立しているときに「１」に設定され、データ取得条件が不成立になった時点において直ちに「０」に設定される。更に、データ取得許可フラグＸkyokaは上述したイニシャルルーチンにおいて「０」に設定される。
【０１４７】
データ取得条件は、以下の総ての条件（条件Ｃ１乃至条件Ｃ５）が成立したときに成立する。従って、データ取得条件は、以下の総ての条件（条件Ｃ１乃至条件Ｃ５）のうちの少なくとも一つが不成立であるとき、成立しない。勿論、データ取得条件を構成する条件は、以下の条件Ｃ１乃至条件Ｃ５に限定されることはない。
【０１４８】
（条件Ｃ１）決定完了フラグＸcomの値が「０」に設定されている。なお、決定完了フラグＸcomの値は、「０」から「１」へと変更された後、「機関１０の運転時間の積算値、又は、吸入空気量Ｇａの積算値」が所定値以上となったとき、再び「０」に設定されてもよい。
（条件Ｃ２）エアフローメータ６１により取得される吸入空気量Ｇａが、所定範囲内である。
（条件Ｃ３）機関回転速度ＮＥが所定範囲内である。即ち、機関回転速度ＮＥが、低側閾値回転速度ＮＥＬｏｔｈ以上であり且つ高側閾値回転速度ＮＥＨｉｔｈ以下である。
（条件Ｃ４）冷却水温ＴＨＷが閾値冷却水温ＴＨＷｔｈ以上である。
（条件Ｃ５）右バンクメインフィードバック条件が成立している。なお、このルーチンが、左バンクに属する気筒についてのルーチンである場合、条件Ｃ５は「左バンクメインフィードバック条件が成立していること」に置換される。
【０１４９】
このとき、データ取得許可フラグＸkyokaの値が「０」であれば、ＣＰＵはステップ１３０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１３９２に進み、データＸ（＝ｘ１〜ｘ８）を破棄し、ステップ１３９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１５０】
これに対し、ＣＰＵがステップ１３０５の処理を実行する時点において、データ取得許可フラグＸkyokaの値が「１」であれば、ＣＰＵはそのステップ１３０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１３１０に進み、その時点の右バンク用上流側空燃比センサ６６Ｒの出力値Vabyfs(R)により表される検出空燃比abyfs(R)を取得する。
【０１５１】
次に、ＣＰＵは以下に述べる処理を行う。
ステップ１３１５及びステップ１３２０：ＣＰＵは現時点の絶対クランク角が０°ＣＡであることをステップ１３１５にて確認すると、ステップ１３２０にて検出空燃比abyfs(R)をデータｘ１として格納する。ＣＰＵは現時点の絶対クランク角が０°ＣＡでなければ、ステップ１３２５に進む。
ステップ１３２５及びステップ１３３０：ＣＰＵは現時点の絶対クランク角が９０°ＣＡであることをステップ１３２５にて確認すると、ステップ１３３０にて検出空燃比abyfs(R)をデータｘ２として格納する。ＣＰＵは現時点の絶対クランク角が９０°ＣＡでなければ、ステップ１３３５に進む。
【０１５２】
ステップ１３３５及びステップ１３４０：ＣＰＵは現時点の絶対クランク角が１８０°ＣＡであることをステップ１３３５にて確認すると、ステップ１３４０にて検出空燃比abyfs(R)をデータｘ３として格納する。ＣＰＵは現時点の絶対クランク角が１８０°ＣＡでなければ、ステップ１３４５に進む。
ステップ１３４５及びステップ１３５０：ＣＰＵは現時点の絶対クランク角が２７０°ＣＡであることをステップ１３４５にて確認すると、ステップ１３５０にて検出空燃比abyfs(R)をデータｘ４として格納する。ＣＰＵは現時点の絶対クランク角が２７０°ＣＡでなければ、ステップ１３５５に進む。
【０１５３】
ステップ１３５５及びステップ１３６０：ＣＰＵは現時点の絶対クランク角が３６０°ＣＡであることをステップ１３５５にて確認すると、ステップ１３６０にて検出空燃比abyfs(R)をデータｘ５として格納する。ＣＰＵは現時点の絶対クランク角が３６０°ＣＡでなければ、ステップ１３６５に進む。
ステップ１３６５及びステップ１３７０：ＣＰＵは現時点の絶対クランク角が４５０°ＣＡであることをステップ１３６５にて確認すると、ステップ１３７０にて検出空燃比abyfs(R)をデータｘ６として格納する。ＣＰＵは現時点の絶対クランク角が４５０°ＣＡでなければ、ステップ１３７５に進む。
【０１５４】
ステップ１３７５及びステップ１３８０：ＣＰＵは現時点の絶対クランク角が５４０°ＣＡであることをステップ１３７５にて確認すると、ステップ１３８０にて検出空燃比abyfs(R)をデータｘ７として格納する。ＣＰＵは現時点の絶対クランク角が５４０°ＣＡでなければ、ステップ１３８５に進む。
ステップ１３８５及びステップ１３９０：ＣＰＵは現時点の絶対クランク角が６３０°ＣＡであることをステップ１３８５にて確認すると、ステップ１３９０にて検出空燃比abyfs(R)をデータｘ８として格納する。ＣＰＵは現時点の絶対クランク角が６３０°ＣＡでなければ、ステップ１３９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１５５】
以上により、絶対クランク角ＣＡが０°ＣＡから７２０°ＣＡに変化する一つの期間（一つの燃料サイクル）におけるデータＸ（ｘ１〜ｘ８）が取得される。なお、ＣＰＵは、検出空燃比abyfs(R)の代わりに、データＸ（ｘ１〜ｘ８）として各時点の出力値Vabyfs(R)を取得してもよい。その場合、第１決定装置は、上述した計算パラメータを、出力値Vabyfs(R)からなるデータＸに対して適合しておく。
【０１５６】
以上、説明したように、第１決定装置は、
前記空燃比センサの出力値又は同出力値により表される空燃比である検出空燃比を所定のタイミングが到来する毎に空燃比データとして取得するとともに（図１３のルーチンを参照。）、前記取得された複数の空燃比データに基づいて前記複数の気筒のうちの何れの気筒に供給される混合気の空燃比が同複数の気筒のうちの残りの気筒に供給される混合気の空燃比に対して所定値以上乖離しているかを決定する処理であるインバランス気筒決定処理を実行する（図１１の特にステップ１１２０及びステップ１１６５を参照。）インバランス気筒決定手段を備える。
【０１５７】
更に、そのインバランス気筒決定手段は、
所定の特定条件が成立した場合（図１１のステップ１１３０での「Ｎｏ」との判定及びステップ１１４５での「Ｎｏ」との判定を参照。）に前記インバランス気筒決定処理を実行するとき（ステップ１１６５を参照。）、前記空燃比センサの出力値が、前記複数の気筒のうちの排気行程が連続する任意の一対の第１の気筒及び第２の気筒のうち排気行程が後に到来する同第２の気筒の排気弁開弁時に発生するブローダウンガスの空燃比に追従して変化する前に同第１の気筒の排気弁開弁時に発生するブローダウンガスの空燃比に追従して変化するように、前記可変排気タイミング制御機構（２２Ｒ）により、少なくとも同第１の気筒の排気弁の開弁タイミングを同特定条件が不成立であるときに比較して遅角させる排気弁開弁タイミング遅角処理を実行し（図１１のステップ１１５５及び図１２のルーチンを参照。）、その上で前記インバランス気筒判定処理を実行するように構成されている（図１１のステップ１１１０での「Ｎｏ」との判定、ステップ１１６０及びステップ１１６５を参照。）。
【０１５８】
従って、排気弁開弁タイミング遅角処理により、第１の気筒（例えば、第４気筒）がインバランス状態にある場合の検出空燃比の波形と、第２の気筒（例えば、第２気筒）がインバランス状態にある場合の検出空燃比の波形と、が互いに明らかに相違するようになるから、何れの気筒がインバランス状態にあるかを確実に決定することができる。更に、排気弁開弁タイミング遅角処理が必要な場合（ステップ１１４５にて「Ｎｏ」と判定される場合）にのみ実行されるので、インバランス気筒を決定するためにエミッションが悪化する頻度を低下することができる。
【０１５９】
更に、前記インバランス気筒決定手段は、
前記排気弁開弁タイミング遅角処理を実行する前に（図１１のステップ１１５５を参照。）前記取得された複数の空燃比データに基づいて前記インバランス気筒決定処理を事前処理として行い（ステップ１１２０を参照。）、前記事前処理の結果、前記複数の気筒のうちの二つの気筒に供給される混合気の空燃比が同複数の気筒のうちの残りの気筒に供給される混合気の空燃比に対して前記所定値以上乖離していると決定される場合に（ステップ１１３０での「Ｎｏ」との判定及びステップ１１４５での「Ｎｏ」との判定を参照。）、前記特定条件が成立したと判定するように構成される。
【０１６０】
更に、前記インバランス気筒決定手段は、
前記特定条件が成立したとき、前記排気弁開弁タイミング遅角処理として、前記複数のの気筒のそれぞれの気筒の排気弁開弁タイミングを遅角するように構成される（図１１のステップ１１５５、図１２のステップ１２１０での「Ｎｏ」との判定、ステップ１２３０、及び、右バンク用可変排気タイミング制御装置２２Ｒを参照。）。
【０１６１】
＜第２実施形態（第２決定装置）＞
次に、本発明の第２実施形態に係る決定装置（以下、単に「第２決定装置」と称呼する。）について説明する。
【０１６２】
第２決定装置は、「機関の運転状態を表す運転パラメータであって前記空燃比センサの出力値に応じた値以外の運転パラメータ（例えば、機関の負荷（負荷率ＫＬ））」が「所定の条件（特定条件）」を満足しない場合、通常の計算パラメータ（区別可能時通常計算パラメータ）を用いて右バンクに属する気筒のそれぞれの空燃比ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６及びＡＦ８を推定し、どの気筒がインバランス気筒かを決定する。
【０１６３】
前記所定の条件は、負荷率が所定値以下のとき（機関１０の負荷が所定の閾値負荷以下のとき）成立する条件である。この所定の条件は、この所定の条件が成立しない場合に、第２気筒がインバランス気筒であるときの検出空燃比abyfs(R)の波形が、第４気筒がリッチインバランス気筒であるときの検出空燃比abyfs(R)の波形と明らかに相違する（図５を参照。）ように予め定められている。この場合の計算パラメータ（ａ１〜ａ８、ｂ１〜ｂ８、ｃ１〜ｃ８、及びｄ１〜ｄ８）は、空燃比ＡＦ２、空燃比ＡＦ４、空燃比ＡＦ６及び空燃比ＡＦ８のうちの何れか一つのみがインバランス空燃比ＡＦimbであり、他は上記（２）式にて表されるような空燃比であるとして適合された「区別可能時通常計算パラメータ」である。
【０１６４】
これに対し、第２決定装置は、前記所定の条件（特定条件）が成立する場合（機関１０の負荷が所定の閾値負荷以下のとき）、第２気筒がインバランス気筒であるときの検出空燃比abyfs(R)の波形と第４気筒がインバランス気筒であるときの検出空燃比abyfs(R)の波形とが酷似するので、右バンクＲＢに属する気筒の排気弁に対して上述した排気弁遅角処理を行う。これにより、どの気筒がインバランス気筒であっても、その検出空燃比abyfs(R)の波形は互いに相違する。
【０１６５】
そして、第２決定装置は、排気弁遅角処理時の計算パラメータを用いて右バンクに属する気筒のそれぞれの空燃比ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６及びＡＦ８を推定し、どの気筒がインバランス気筒かを決定する。その他の点において、第２決定装置は第１決定装置と同様である。
【０１６６】
なお、第２決定装置は、左バンクに属する気筒についても、右バンクに属する気筒に対する処理と同様な処理を行い、左バンクの何れの気筒がインバランス気筒であるかを決定する。
【０１６７】
第２決定装置のＣＰＵは、図１０、図１２及び図１３に示したルーチンと、図１４及び図１５に示したインバランス気筒決定ルーチンと、を実行する。図１０、図１２及び図１３に示したルーチンについては説明済みである。従って、以下においては図１４及び図１５に示したルーチンを中心に第２決定装置の作動について説明する。なお、図１４及び図１５に示したステップのうち既に示したステップと同一の処理を行うステップには、そのようなステップと同じ符号が付されている。これらのステップの詳細な説明は適宜省略される。また、図１４及び図１５は右バンクＲＢに属する気筒に対するルーチンであるが、第２決定装置のＣＰＵは左バンクＬＢに属する気筒についても同様なルーチンを実行する。
【０１６８】
ＣＰＵは、所定時間が経過する毎に、図１４にフローチャートにより示した「右バンクインバランス気筒決定ルーチン」を実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵはステップ１４００から処理を開始してステップ１４０５に進み、決定完了フラグＸcomの値が「０」であるか否かを判定する。
【０１６９】
このとき、決定完了フラグＸcomの値が「１」であれば、ＣＰＵはステップ１１０５からステップ１４９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１７０】
いま、決定完了フラグＸcomの値が「０」であると仮定する。この場合、ＣＰＵはステップ１１０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１４１０に進み、特定条件成立フラグＸtokuteiの値が「０」であるか否かを判定する。この特定条件成立フラグＸtokuteiの値は、上述したイニシャルルーチンにおいて「０」に設定される。更に、特定条件成立フラグＸtokuteiの値は、図示しない特定条件判定ルーチンにより、負荷（負荷率）ＫＬが閾値負荷ＫＬｔｈ以下であるときに「１」に設定され、負荷ＫＬが閾値負荷ＫＬｔｈより大きいとき「０」に設定される。
【０１７１】
なお、負荷ＫＬは、本例において負荷率（充填率）ＫＬであり、下記の（３）式に基いて算出される。この（３）式において、ρは空気密度（単位は（ｇ／ｌ））、Ｌは機関１０の排気量（単位は（ｌ））、８は機関１０の気筒数である。但し、負荷ＫＬは、筒内吸入空気量Ｍｃ、スロットル弁開度ＴＡ及びアクセルペダル操作量Accp等であってもよい。
【数３】
【０１７２】
特定条件成立フラグＸtokuteiの値が「１」である場合、第２気筒がリッチインバランス気筒であるときの検出空燃比abyfs(R)の波形と第４気筒がリッチインバランス気筒であるときの検出空燃比abyfs(R)の波形とが酷似する。従って、ＣＰＵはステップ１４２０に進み遅開フラグＸchikaiRの値を「１」に設定する。この結果、図１２のルーチンが実行されると、右バンクＲＢに属する気筒の排気弁に対して上述した排気弁遅角処理が行われる。
【０１７３】
これに対し、特定条件成立フラグＸtokuteiの値が「０」である場合、ＣＰＵはステップ１４１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１４３０に進み、上記（１）式に上述した区別可能時通常計算パラメータを設定する。次いで、ＣＰＵはステップ１１２０及びステップ１１２５にて右バンクに属する気筒のそれぞれの空燃比ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６及びＡＦ８を（１）式に従って推定するとともに、インバランス気筒を決定する。
【０１７４】
第６気筒がインバランス気筒であると決定された場合、ＣＰＵはステップ１１３０及びステップ１１３５にてその旨をバックアップＲＡＭに記憶する。一方、第８気筒がインバランス気筒であると決定された場合、ＣＰＵはステップ１１４５及びステップ１１５０にてその旨をバックアップＲＡＭに記憶する。更に、第２気筒がインバランス気筒であると決定された場合、ＣＰＵはステップ１１７５及びステップ１１８０にてその旨をバックアップＲＡＭに記憶する。加えて、第４気筒がインバランス気筒であると決定された場合、ＣＰＵはステップ１１９０及びステップ１１９２にてその旨をバックアップＲＡＭに記憶する。そして、インバランス気筒がないと決定された場合、ＣＰＵはステップ１１９４にてその旨をバックアップＲＡＭに記憶する。
【０１７５】
ＣＰＵは、ステップ１１３５、ステップ１１５０、ステップ１１８０、ステップ１１９２及びステップ１１９４の何れかのステップの処理を実行した後にステップ１１４０に進み、決定完了フラグＸcomの値を「１」に設定し、ステップ１４９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１７６】
更に、ＣＰＵは、所定時間が経過する毎に、図１５にフローチャートにより示した「排気弁遅開時右バンクインバランス気筒決定ルーチン」を実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵはステップ１５００から処理を開始してステップ１１０５に進み、決定完了フラグＸcomの値が「０」であるか否かを判定する。
【０１７７】
このとき、決定完了フラグＸcomの値が「１」であれば、ＣＰＵはステップ１１０５からステップ１５９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１７８】
いま、決定完了フラグＸcomの値が「０」であると仮定する。この場合、ＣＰＵはステップ１１０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１５１０に進み、遅開フラグＸchikaiRの値が「１」であるか否かを判定する。このとき、遅開フラグＸchikaiRの値が「０」であれば、ＣＰＵはステップ１５１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１５９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１７９】
これに対し、遅開フラグＸchikaiRの値が「１」であると、ＣＰＵはステップ１５１０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ１１６０乃至ステップ１１７０の処理により、第１決定装置のＣＰＵと同様にインバランス気筒を決定する。
【０１８０】
第６気筒がインバランス気筒であると決定された場合、ＣＰＵはステップ１１３０及びステップ１１３５にてその旨をバックアップＲＡＭに記憶する。一方、第８気筒がインバランス気筒であると決定された場合、ＣＰＵはステップ１１４５及びステップ１１５０にてその旨をバックアップＲＡＭに記憶する。更に、第２気筒がインバランス気筒であると決定された場合、ＣＰＵはステップ１１７５及びステップ１１８０にてその旨をバックアップＲＡＭに記憶する。加えて、第４気筒がインバランス気筒であると決定された場合、ＣＰＵはステップ１１９０及びステップ１１９２にてその旨をバックアップＲＡＭに記憶する。そして、インバランス気筒がないと決定された場合、ＣＰＵはステップ１１９４にてその旨をバックアップＲＡＭに記憶する。
【０１８１】
ＣＰＵは、ステップ１１３５、ステップ１１５０、ステップ１１８０、ステップ１１９２及びステップ１１９４の何れかのステップの処理を実行した後にステップ１５２０に進み、決定完了フラグＸcomの値を「１」に設定するとともに遅開フラグＸchikaiRの値を「０」に設定し、ステップ１５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１８２】
以上、説明したように、第２決定装置は、「前記機関の運転状態を表す運転パラメータであって前記空燃比センサの出力値（Vabyfs(R)、Vabyfs(L)）に応じた値（検出空燃比abyfs(R)、検出空燃比abyfs(L)）以外の運転パラメータ（負荷ＫＬ）」が所定の条件（負荷ＫＬが閾値負荷ＫＬｔｈ以下であるという条件）を満足する場合に、前記特定条件が成立したと判定して排気弁開弁タイミング遅角処理を実行し、その上で前記インバランス気筒判定処理を実行する（図１４の「ステップ１４１０及びステップ１４２０」、図１２の「ステップ１２１０及びステップ１２３０」、並びに、図１５のルーチンを参照。）。これによれば、排気弁開弁タイミング遅角処理を必要な場合にのみ予め行っておくことができる。
【０１８３】
なお、特定条件成立フラグＸtokuteiの値は、負荷ＫＬ以外の他の運転パラメータ（例えば、機関回転速度ＮＥ及び推定される排気圧力等）に基づいて変更されてもよい。更に、上流側空燃比センサ６６Ｒ及び上流側空燃比センサ６６Ｌの近傍にそれぞれ排気圧力を検出する排気圧力センサを設け、その排気圧力センサの検出値に基づいて特定条件成立フラグＸtokuteiの値を変更してもよい。
【０１８４】
＜第３決定装置＞
次に、本発明に関連する決定装置（以下、単に「第３決定装置」と称呼する。）について説明する。
【０１８５】
第３決定装置は、右バンクＲＢについては、区別不能時通常計算パラメータを用いて、第６気筒がインバランス気筒であるとの決定、第８気筒がインバランス気筒であるとの決定、第２及び第４気筒の何れかがインバランス気筒であるとの決定、及び、インバランス気筒なしとの決定を行う。但し、第３決定装置は、第２及び第４気筒の何れかがインバランス気筒であると決定した場合、第１決定装置のように、排気弁遅角処理時を行わない。同様に、第３決定装置は、左バンクＬＢについては、区別不能時通常計算パラメータを用いて、第１気筒がインバランス気筒であるとの決定、第５気筒がインバランス気筒であるとの決定、第３及び第７気筒の何れかがインバランス気筒であるとの決定、及び、インバランス気筒なしとの決定を行う。第３決定装置は、第３及び第７気筒の何れかがインバランス気筒であると決定した場合、第１決定装置のように、排気弁遅角処理時を行わない。その他の点において、第３決定装置は第１決定装置と同様である。
【０１８６】
第３決定装置のＣＰＵは、図１０及び図１３に示したルーチンと、図１６に示したインバランス気筒決定ルーチンと、を実行する。図１０及び図１３に示したルーチンについては説明済みである。従って、以下においては図１６に示したルーチンを中心に第３決定装置の作動について説明する。なお、図１６に示したステップのうち図１１に示したステップと同一の処理を行うステップには、図１１に示したステップと同じ符号が付されている。これらのステップの詳細な説明は適宜省略される。
【０１８７】
ＣＰＵは、決定完了フラグＸcomの値が「０」であるとき、ステップ１１１５乃至ステップ１１２５の処理により、第１決定装置のＣＰＵと同様にインバランス気筒を決定する。ここで、第６気筒がインバランス気筒であると決定された場合、ＣＰＵはステップ１１３０及びステップ１１３５にてその旨をバックアップＲＡＭに記憶する。一方、第８気筒がインバランス気筒であると決定された場合、ＣＰＵはステップ１１４５及びステップ１１５０にてその旨をバックアップＲＡＭに記憶する。
【０１８８】
これに対し、「第６気筒及び第８気筒の何れも」がインバランス気筒であると決定されていなかった場合、ＣＰＵはステップ１６１０に進み、第２気筒及び第４気筒の何れかがインバランス気筒であると決定されたか否かを判定する。このとき、第２気筒及び第４気筒の何れかがインバランス気筒であると決定されていれば、ＣＰＵはステップ１６１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１６２０に進み、第２気筒及び第４気筒の何れかがインバランス気筒である旨をバックアップＲＡＭに記憶する。その後、ＣＰＵはステップ１１４０を経由してステップ１６９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。
【０１８９】
更に、ＣＰＵがステップ１６１０の処理を実行する時点において、第２気筒及び第４気筒の何れかがインバランス気筒であると決定されていなければ、ＣＰＵはステップ１６１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１６３０に進み、インバランス気筒はない旨をバックアップＲＡＭに記憶する。その後、ＣＰＵはステップ１１４０を経由してステップ１６９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。
【０１９０】
以上、説明したように、第３決定装置は、排気弁の開弁タイミングを通常運転時の排気弁開弁タイミングに維持した状態にて、右バンクに属する気筒のそれぞれの空燃比ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６及びＡＦ８を、区別不能時通常計算パラメータが設定された上記（１）式にデータＸ（ｘ１〜ｘ８）を適用することにより推定する。そして、第２気筒又は第４気筒がインバランス気筒であると決定される場合、そのどちらの気筒がインバランス気筒であるかを決定することなく、第２気筒又は第４気筒がインバランス気筒である旨を記憶する。
【０１９１】
＜第４決定装置＞
次に、本発明に関連する決定装置（以下、単に「第４決定装置」と称呼する。）について説明する。
【０１９２】
上述した第１決定装置は、インバランス気筒が第２気筒であるか第４気筒であるか判別できない場合に排気弁開弁タイミング遅角処理を実行していた。これに対し、第４決定装置は、インバランス気筒が第２気筒であるか第４気筒であるか判別できない場合、第２気筒の空燃比及び第４気筒の空燃比のうちの片方のみを変更し、それにより、インバランス気筒が第２気筒であるか第４気筒であるかを決定する。この空燃比の変更方法は、対応する燃料噴射弁３３の噴射量を調整することにより行う。なお、第４決定装置が、各気筒に吸入する空気量を他の気筒と独立して調整することができる「独立スロットル弁」を備える場合、その独立スロットル弁を用いて空燃比を変更してもよい。
【０１９３】
より具体的に述べると、第４決定装置は、第３決定装置と同様にインバランス気筒を決定し、その結果、右バンクＲＢに属する気筒について、第２気筒又は第４気筒がインバランス気筒であると決定した場合、先ず、第２気筒又は第４気筒がリッチインバランス状態にあるのかリーンインバランス状態にあるのかを（データＡＦ２及びＡＦ４に基いて）決定する。
【０１９４】
第４決定装置は、第２気筒又は第４気筒がリッチインバランス状態であると判定した場合、先ず、第２気筒の燃料噴射量を所定量減量する。そして、第４決定装置は、検出空燃比abyfs(R)の振幅が小さくなった場合、第２気筒がインバランス気筒（リッチインバランス気筒）であると決定する。これに対し、第２気筒の燃料噴射量を所定量減量した結果、検出空燃比abyfs(R)の振幅が減少しなければ、第４気筒がインバランス気筒（リッチインバランス気筒）であると決定する。
【０１９５】
これに対し、第４決定装置は、第２気筒又は第４気筒がリーンインバランス状態であると判定した場合、第２気筒の燃料噴射量を所定量増量する。そして、第４決定装置は、検出空燃比abyfs(R)の振幅が小さくなった場合、第２気筒がインバランス気筒（リーンインバランス気筒）であると決定する。これに対し、第２気筒の燃料噴射量を所定量増量した結果、検出空燃比abyfs(R)の振幅が減少しなければ、第４気筒がインバランス気筒（リーンインバランス気筒）であると決定する。
【０１９６】
加えて、第４決定装置は、左バンクＬＢに属する気筒について、インバランス気筒が第３気筒であるか第７気筒であるか判別できない場合、第３気筒の空燃比及び第７気筒の空燃比のうちの片方のみを変更し、それにより、インバランス気筒が第３気筒であるか第７気筒であるかを決定する。
【０１９７】
更に、第４決定装置は、インバランス気筒を決定するために燃料噴射量を増量又は減量する場合、機関回転速度ＮＥを監視し、機関回転速度ＮＥの変動が大きくなった場合には燃料噴射量が増量又は減量された気筒の点火時期を調整することにより同気筒のトルクを変更し、以って、機関回転速度ＮＥの変動を減少させてもよい。
【０１９８】
以上、説明したように、本発明による空燃比インバランス気筒決定装置の各実施形態は、検出空燃比abyfsに基いて推定した気筒別空燃比を用いて、どの気筒がインバランス気筒であるのかを精度良く決定することができる。
【０１９９】
本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、データＸのサンプリング間隔は９０°ＣＡでなくてもよく、例えば、４５°ＣＡ及び３０°ＣＡ等の７２０°ＣＡの約数のクランク角であってもよい。
【０２００】
更に、本発明は、Ｖ８エンジンに限らず、一つの上流側空燃比センサに到達する排ガスを排出する複数の気筒の何れか二以上の気筒のうちの一つがインバランス状態となったときと、同二以上の気筒のうちの他の一つがインバランス状態となったときと、において検出空燃比の波形が酷似するエンジンであれば適用することができる。
【０２０１】
更に、上記排気弁開弁タイミング遅角処理は、右バンクＲＢに属する気筒の総ての排気弁、又は、左バンクＬＢに属する気筒の総ての排気弁、の開弁タイミングを同時に遅角させていた。これに対し、機関１０が各気筒の排気弁の開弁タイミングを他の気筒の排気弁の開弁タイミングと独立して調整できる機構（例えば、各気筒独立の電磁式のバルブタイミング制御装置、電磁式排気弁駆動装置等）を備えている場合、第１の気筒（例えば、第４気筒）がインバランス状態にある場合の検出空燃比の波形と、第２の気筒（例えば、第２気筒）がインバランス状態にある場合の検出空燃比の波形と、が酷似するとき、排気行程が先に到来する気筒（第４気筒）の排気弁開弁タイミングのみを遅角してもよい。
【０２０２】
また、本発明において、左バンク用サブフィードバック量ＫＳＦＢＬ及び右バンク用サブフィードバック量ＫＳＦＢＲの少なくとも一方は常に「０」であってもよい。即ち、本発明において、下流側空燃比センサ（６７Ｌ、６７Ｒ）の出力値に基く空燃比フィードバック制御は必ずしも必要ではない。
【符号の説明】
【０２０３】
１０…多気筒内燃機関、２０…機関本体部、２１…燃焼室（気筒）、２２Ｌ…左バンク用可変排気タイミング制御装置、２２Ｒ…右バンク用可変排気タイミング制御装置、３３…燃料噴射弁、４０…左バンク排気系統、４１…左バンク用エキゾーストマニホールド、４１ｂ…集合部（左バンク排気集合部）、４２…左バンク用エキゾーストパイプ、４３…左バンク用上流側触媒、５０…右バンク排気系統、５１…右バンク用エキゾーストマニホールド、５１ｂ…集合部（右バンク排気集合部）、５２…右バンク用エキゾーストパイプ、５３…右バンク用上流側触媒、６６Ｌ…左バンク用上流側空燃比センサ、６６Ｒ…右バンク用上流側空燃比センサ、７０…電気制御装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多気筒内燃機関に適用され、複数の気筒のそれぞれに供給される混合気の空燃比である気筒別空燃比のうち、一つの気筒の気筒別空燃比が残りの気筒の気筒別空燃比から大きく乖離している場合に、その一つの気筒を特定することができる「内燃機関の空燃比インバランス気筒決定装置」に関する。
【背景技術】
【０００２】
特定の気筒に主として燃料を供給する燃料噴射弁（特定気筒の燃料噴射弁）の燃料噴射特性が、他の気筒に主として燃料を供給する燃料噴射弁（他の気筒の燃料噴射弁）の燃料噴射特性と相違すると、空燃比気筒間インバランス状態が発生する。燃料噴射特性とは、指示された燃料噴射量に対して実際に噴射される燃料の量がどの程度の量であるかを表す特性のことである。このような燃料噴射特性の相違に起因して空燃比気筒間インバランス状態が発生すると、複数の気筒のそれぞれから排出される排ガスの空燃比の差が大きくなる。機関から排出された排ガスは排気順（従って、点火順）に従って、順番に「複数の気筒からの排ガスが集合する排気集合部に配設された空燃比センサ（上流側空燃比センサ）」に到達する。この結果、空燃比気筒間インバランス状態が発生すると、図５に示したように、空燃比センサに基いて取得される空燃比（検出空燃比、上流側空燃比）の出力は大きく変動する。
【０００３】
以下、第Ｎ気筒（Ｎは自然数）に供給された混合気及びその混合気の空燃比を、「第Ｎ気筒の混合気」及び「第Ｎ気筒の空燃比」とそれぞれ称呼する。更に、一つの空燃比センサに排ガスを排出する複数の気筒のうち、第Ｎ気筒以外の気筒を「残りの気筒」とも称呼する。加えて、第Ｎ気筒の空燃比が理論空燃比よりも相当にリッチな空燃比となり、残りの気筒の空燃比が理論空燃比よりも僅かにリーンな空燃比となり、結果として、それらの気筒の全体に供給される混合気の空燃比が理論空燃比に実質的に一致している場合、第Ｎ気筒がリッチインバランス状態であると表現する。リッチインバランス状態にある気筒は、「リッチインバランス気筒」又は単に「インバランス気筒」とも称呼される。更に、第Ｎ気筒の空燃比が理論空燃比よりも相当にリーンな空燃比となり、残りの気筒の空燃比が理論空燃比よりも僅かにリッチな空燃比となり、結果として、それらの気筒の全体に供給される混合気の空燃比が理論空燃比に実質的に一致している場合、第Ｎ気筒がリーンインバランス状態であると表現する。リーンインバランス状態にある気筒は、「リーンインバランス気筒」又は単に「インバランス気筒」とも称呼される。また、リッチインバランス状態及びリーンインバランス状態は、インバランス状態と総称される。
【０００４】
ところで、図１に例示したＶ型８気筒内燃機関（Ｖ８エンジン）は、左バンクＬＢに第１、第３、第５及び第７気筒を備え、右バンクＲＢに第２、第４、第６及び第８気筒を備える。左バンクに属する気筒のエキゾーストマニホールドの枝部は左バンク排気集合部ＨＫ（Ｌ）にて集合している。右バンクに属する気筒のエキゾーストマニホールドの枝部は右バンク排気集合部ＨＫ（Ｒ）にて集合している。
【０００５】
左バンク用触媒４３は、左バンク排気集合部ＨＫ（Ｌ）よりも下流の左バンク用排気通路に配設されている。左バンク用上流側空燃比センサ（左バンク用の空燃比センサ）６６Ｌは、左バンク用排気通路であって、左バンク排気集合部ＨＫ（Ｌ）と左バンク用触媒４３との間の位置に配設されている。
【０００６】
右バンク用触媒５３は、その右バンク排気集合部ＨＫ（Ｒ）よりも下流の右バンク用排気通路に配設されている。右バンク用上流側空燃比センサ６６Ｒ（右バンク用の空燃比センサ）６６Ｒは、右バンク用排気通路であって、右バンク排気集合部ＨＫ（Ｒ）と右バンク用触媒５３との間の位置に配設されている。
【０００７】
ここで、前述した検出空燃比の変動についてより具体的に述べる。図１に示したようなＶ８エンジン１０の右バンクＲＢ及び右バンク用の空燃比センサ６６Ｒに着目すると、第２気筒インバランス状態が発生した場合、検出空燃比は図５の実線に示したように変化する。第４気筒インバランス状態が発生した場合、検出空燃比は図５の破線に示したように変化する。第６気筒インバランス状態が発生した場合、検出空燃比は図５の一点鎖線に示したように変化する。第８気筒インバランス状態が発生した場合、検出空燃比は図５の二点鎖線に示したように変化する。
【０００８】
そこで、従来から知られる装置は、検出空燃比の波形に基いて（検出空燃比についてのサンプリングデータ）に基づいて各気筒の空燃比を推定し、その推定した空燃比に基いて、空燃比気筒間インバランス状態が発生したか否か、及び、どの気筒の空燃比が残りの気筒の空燃比から乖離しているか（即ち、インバランス気筒がどれか）、を決定（判別）するようになっている（例えば、特許文献１乃至３、並びに、非特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−９０３８号公報
【特許文献２】特開２００８−１４４６３９号公報
【特許文献３】特開２００６−１５２８４６号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】計測自動制御学会制御部門 第７回制御部門大会（２００７年３月６〜８日）予稿集、「多気筒エンジンにおける気筒毎空燃比の推定モデルと制御」、鈴木健士、申鉄龍、加古純一、小栗康文著。
【発明の概要】
【００１１】
ところで、図１に示したようなＶ８エンジン１０の点火順序（爆発順序、排気順序）は、図４に示したように、例えば、＃１、＃８、＃７、＃３、＃６、＃５、＃４、＃２の順である。ここで、「＃Ｎ」は第Ｎ気筒を示す。点火（混合気の爆発）及び排気の間隔はクランク角が９０°回転する期間に対応している。
【００１２】
このエンジン１０において、右バンクＲＢに着目すると、第２気筒にて爆発が発生してから次の爆発が第８気筒にて発生するまでのクランク角は１８０°であり、第８気筒にて爆発が発生してから次の爆発が第６気筒にて発生するまでのクランク角は２７０°であり、第６気筒にて爆発が発生してから次の爆発が第４気筒にて発生するまでのクランク角は１８０°であり、第４気筒にて爆発が発生してから次の爆発が第２気筒にて発生するまでのクランク角は９０°である。
【００１３】
同様に、左バンクＬＢに着目すると、第１気筒にて爆発が発生してから次の爆発が第７気筒にて発生するまでのクランク角は１８０°であり、第７気筒にて爆発が発生してから次の爆発が第３気筒にて発生するまでのクランク角は９０°であり、第３気筒にて爆発が発生してから次の爆発が第５気筒にて発生するまでのクランク角は１８０°であり、第５気筒にて爆発が発生してから次の爆発が第１気筒にて発生するまでのクランク角は２７０°である。
【００１４】
このように、各バンクにおける爆発間隔は不均一であり、よって、各バンクの排気集合部及び各バンクの空燃比センサ（６６Ｌ、６６Ｒ）に新たな排ガスが到達する間隔も不等間隔である。
【００１５】
従って、例えば、機関の運転状態によっては、右バンクＲＢに属する気筒のうちの「第４気筒及び第２気筒」の二つの気筒から排出された排ガスが実質的に混合して空燃比センサ（６６Ｒ）に到達する場合がある。更に、左バンクＬＢに属する気筒のうちの「第７気筒及び第３気筒」の二つの気筒から排出された排ガスが実質的に混合して空燃比センサ（６６Ｌ）に到達する場合がある。この理由は、次のとおりである。
【００１６】
一般に、ある気筒から排出される排ガスは、主として、「ブローダウンガス及び主流ガス」に分かれて空燃比センサに到達する。ブローダウンガスは、ある気筒の排気弁が開弁したとき（閉弁状態から開弁状態へと変化したとき）、その気筒の筒内の圧力と排気通路内の圧力との差圧により生じるガスの流れであって、高い流速を有する。主流は、ブローダウンガスの発生後において、その気筒のピストンが下死点を過ぎてから上昇を開始すること（換言すると、筒内容積の減少）に起因して発生するガスの流れであって、ブローダウンガスに比べて低い流速を有する。更に、各気筒から空燃比センサまでのエキゾーストマニホールドの枝部の長さ及び形状は互いに相違することが多く、また、気筒間において排ガス同士が干渉することもある。
【００１７】
このため、排気行程が小さいクランク角差（例えば９０°クランク角）を持って連続する第１の気筒（例えば、第４気筒）と第２の気筒（例えば、第２気筒）に着目するとき、第１の気筒のブローダウンガスの量が僅かであり空燃比センサに充分に到達する前（及び／又は、空燃比センサの出力値がその第１の気筒のブローダウンガスの空燃比に応じて変化する前）に、第１の気筒の主流ガスと第２の気筒のブローダウンガスとが混合した状態にて空燃比センサに到達する。
【００１８】
係る状態において、検出空燃比の波形は、図７に示したように、第１の気筒がインバランス状態にある場合（図７において第４気筒に対応する破線を参照。）と、第２の気筒がインバランス状態にある場合（図７において第２気筒に対応する実線を参照。）と、で極めて近似する。従って、この状態においては、第１の気筒と第２の気筒の何れがインバランス状態にあるのかを検出空燃比の波形に基いて決定することは困難である。
【００１９】
このように、第１の気筒がインバランス状態にある場合と、第２の気筒がインバランス状態にある場合と、で検出空燃比の波形が近似する場合は、前述したＶ８エンジン等の不等間隔爆発型のエンジンのみならず、エキゾーストマニホールドの枝部の長さ及び形状が特定の場合、及び／又は、気筒間における排ガス干渉が特定の状態となる場合、等にも発生する。
【００２０】
従って、本発明の目的の一つは、一つの空燃比センサに到達する排ガスを排出している複数の気筒を備える機関であって、第１の気筒がインバランス状態にある場合と、第２の気筒がインバランス状態にある場合と、で検出空燃比の波形が近似する場合においても、どの気筒がインバランス状態にあるのかを決定（判別）することができる空燃比インバランス気筒決定装置（以下、単に「本発明装置」とも称呼する。）を提供することにある。
【００２１】
本発明装置の好ましい第１の態様は、複数の気筒を有する多気筒内燃機関に適用され、空燃比センサと、混合気供給手段と、可変排気タイミング制御機構と、インバランス気筒決定手段と、を備える。
【００２２】
前記空燃比センサは、「前記機関が備える複数の気筒から排出された排ガスが集合する前記機関の排気通路の排気集合部」又は「同排気通路の同排気集合部よりも下流側の部位」に配設された空燃比センサである。前記空燃比センサは、同空燃比センサが配設された部位を通過する排ガスの空燃比に応じた出力値を出力する。
【００２３】
前記混合気供給手段は、前記複数の気筒のそれぞれに混合気を供給する。前記混合気供給手段は、例えば、各気筒に対応する位置に設けられた燃料噴射弁を含むことができる。
【００２４】
前記可変排気タイミング制御機構は、前記複数の気筒のそれぞれの排気弁の開弁タイミングを調整することができる機構である。
【００２５】
前記インバランス気筒決定手段は、
（１）「前記空燃比センサの出力値」又は「同出力値により表される空燃比である検出空燃比」を所定のタイミングが到来する毎に空燃比データとして取得し、
（２）前記取得された複数の空燃比データに基づいて「前記複数の気筒のうちの何れの気筒に供給される混合気の空燃比」が「同複数の気筒のうちの残りの気筒に供給される混合気の空燃比」に対して所定値（第１所定値）以上乖離しているかを決定する。この決定処理は、「インバランス気筒決定処理」とも称呼される。インバランス気筒決定処理は、「前記複数の気筒のうちの何れの気筒に供給される混合気の空燃比」が理論空燃比に対して所定値以上乖離しているかを決定する処理であると言うこともできる。
【００２６】
更に、前記インバランス気筒決定手段は、
所定の特定条件が成立した場合に前記インバランス気筒決定処理を実行するとき、前記空燃比センサの出力値が、前記複数の気筒のうちの排気行程が連続する任意の一対の第１の気筒及び第２の気筒のうち排気行程が後に到来する同第２の気筒の排気弁開弁時に発生するブローダウンガスの空燃比に追従して変化する前に同第１の気筒の排気弁開弁時に発生するブローダウンガスの空燃比に追従して変化するように、前記可変排気タイミング制御機構により、少なくとも同第１の気筒の排気弁の開弁タイミングを同特定条件不成立であるときに比較して遅角させる排気弁開弁タイミング遅角処理を実行した上で前記インバランス気筒判定処理を実行するように構成される。
【００２７】
なお、排気弁開弁タイミング遅角処理によって遅角される開弁タイミング（遅角開弁タイミング）は、筒内容積が「遅角されない状態における排気弁の開弁タイミング（通常開弁タイミング）における容積」よりも「通常開弁タイミング後のピストンの上昇によって小さい容積となるタイミング」である。換言すると、排気弁開弁タイミング遅角処理においては、遅角開弁タイミングにおける筒内圧力が通常開弁タイミング時の筒内圧力よりも高くなるように（即ち、ブローダウンガスの量及び流速が増大するように）、排気弁の遅角量が設定される。
【００２８】
これによれば、所定の特定条件が成立した場合に少なくとも第１の気筒の排気弁の開弁タイミングが遅角させられる。後述するように、開弁タイミングが遅角させられる気筒は、第１の気筒のみであってもよく、第１の気筒の排ガスが到達する空燃比センサに排ガスを排出している総ての気筒の排気弁であってもよい。
【００２９】
この結果、少なくとも前記第１の気筒の排気弁開弁タイミングが遅められるので、その第１の気筒の開弁タイミングにおける第１の気筒内の圧力が高められた状態にて、第１の気筒の排気弁が開弁させられる。この結果、第１の気筒のブローダウンガスの流速及び量が高められるので、第１の気筒からの排ガスのうちのブローダウンガスが空燃比センサに到達して空燃比センサの出力値がこのブローダウンガスの空燃比に追従して変化した後に第２の気筒からの排ガスが空燃比センサに到達する。よって、第１の気筒がインバランス状態にある場合の検出空燃比の波形と、第２の気筒がインバランス状態にある場合の検出空燃比の波形と、が互いに明らかに相違する。従って、何れの気筒がインバランス状態にあるかを確実に決定することができる。
【００３０】
好ましい第２の態様において、前記インバランス気筒決定手段は、
前記排気弁開弁タイミング遅角処理を実行する前に前記取得された複数の空燃比データに基づいて前記インバランス気筒決定処理を事前処理として行い、前記事前処理の結果、前記複数の気筒のうちの二つの気筒に供給される混合気の空燃比が同複数の気筒のうちの残りの気筒に供給される混合気の空燃比に対して所定値（第２所定値）以上乖離していると決定される場合に前記特定条件が成立したと判定するように構成される。第２所定値は第１所定値と同じ値であってもよく相違していてもよい。
【００３１】
これによれば、第１の気筒がインバランス状態にある場合の検出空燃比の波形と、第２の気筒がインバランス状態にある場合の検出空燃比の波形と、が互いに近似する場合に排気弁開弁タイミング遅角処理が実行される。従って、インバランス気筒決定処理を実行する際に常に排気弁開弁タイミング遅角処理を実行する場合に比べ、エミッション及び／又は機関の運転状態の安定性（ドライバビリティ）が悪化する機会を減少させることができる。
【００３２】
好ましい第３の態様において、前記インバランス気筒決定手段は、
前記機関の運転状態を表す運転パラメータであって前記空燃比センサの出力値に応じた値以外の運転パラメータが所定の条件を満足する場合に前記特定条件が成立したと判定するように構成される。
【００３３】
前記運転パラメータは、例えば、機関回転速度ＮＥ及び／又は機関の負荷等である。これによれば、前述した事前処理を実行しなくても、排気弁開弁タイミング遅角処理を必要な場合にのみ予め行っておくことができる。
【００３４】
好ましい第４の態様は、前記第１乃至第３の好ましい態様に適用される。
この第４の態様において、前記インバランス気筒決定手段は、
前記特定条件が成立したとき、前記排気弁開弁タイミング遅角処理として、前記複数のの気筒のそれぞれの気筒の排気弁開弁タイミングを遅角するように構成される。
【００３５】
これによれば、前記可変排気タイミング制御機構が前記複数の気筒のそれぞれの排気弁の開弁タイミングを独立して調整できない場合であっても、前記第１の気筒がインバランス状態にある場合の検出空燃比の波形と、前記第２の気筒がインバランス状態にある場合の検出空燃比の波形と、を相違させることができる。
【００３６】
好ましい第５の態様は、前記第１乃至第３の好ましい態様に適用される。
この第５の態様において、前記インバランス気筒決定手段は、
前記特定条件が成立したとき、前記排気弁開弁タイミング遅角処理として、前記第１の気筒の排気弁開弁タイミングのみを遅角するように構成される。
【００３７】
これによれば、開弁タイミングが遅角される排気弁の数が少ないので、関連する気筒の総ての排気弁の開弁タイミングを遅角する場合に比べ、エミッションが悪化する程度を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の各実施形態に係る空燃比インバランス気筒決定装置が適用される内燃機関の概略図である。
【図２】排ガスの空燃比と図１に示した空燃比センサ（右バンク用上流側空燃比センサ及び左バンク用上流側空燃比センサ）の出力値との関係を示したグラフである。
【図３】排ガスの空燃比と下流側空燃比センサ（左バンク用下流側空燃比センサ、右バンク用下流側空燃比センサ）の出力値との関係を示したグラフである。
【図４】図１に示した機関の排気順序（点火順序）示す図である。
【図５】各気筒がリッチインバランス状態となったときの、検出空燃比のクランク角に対する変化の様子を示した図である。
【図６】第２気筒がリッチインバランス状態となったときの、検出空燃比のクランク角に対する変化の様子を示した図である。
【図７】各気筒がリッチインバランス状態となったときの、検出空燃比のクランク角に対する変化の様子を示した図である。
【図８】各気筒がリッチインバランス状態となったときの、検出空燃比のクランク角に対する変化の様子を示した図である。
【図９】排気弁の開弁タイミングについて説明をするための図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係る空燃比インバランス気筒決定装置（第１決定装置）のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図１１】第１決定装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図１２】第１決定装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図１３】第１決定装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る空燃比インバランス気筒決定装置（第２決定装置）のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図１５】第２決定装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図１６】本発明に関連する空燃比インバランス気筒決定装置（第３決定装置）のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の各実施形態に係る内燃機関の空燃比インバランス気筒決定装置（以下、単に「決定装置」とも称呼する。）について図面を参照しながら説明する。この決定装置は、内燃機関に供給される混合気の空燃比（機関の空燃比）を制御する空燃比制御装置の一部であり、空燃比気筒間インバランス状態が発生したか否かを判定する空燃比気筒間インバランス判定装置でもあり、更に、燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御装置の一部でもある。
【００４０】
＜第１実施形態（第１決定装置）＞
（構成）
図１は、第１実施形態に係る決定装置（以下、「第１決定装置」とも称呼する。）が適用された内燃機関１０の概略構成を示している。機関１０は、４サイクル・火花点火式・Ｖ型８気筒・エンジンである。機関１０は、機関本体部２０と、吸気系統３０と、左バンク排気系統４０と、右バンク排気系統５０と、を含む。
【００４１】
機関本体部２０は、シリンダブロック部及びシリンダヘッド部を含む。機関本体部２０は、８個の気筒（燃焼室）２１を備えている。第１気筒（＃１）、第３気筒（＃３）、第５気筒（＃５）及び第７気筒（＃７）は左バンクＬＢに備えられている。第２気筒（＃２）、第４気筒（＃４）、第６気筒（＃６）及び第８気筒（＃８）は右バンクＲＢに備えられている。
【００４２】
各気筒は、図示しない「吸気ポート及び排気ポート」と連通している。吸気ポートと燃焼室２１との連通部は図示しない吸気弁により開閉される。排気ポートと燃焼室２１との連通部は図示しない排気弁により開閉される。各燃焼室２１には図示しない点火プラグが配設されている。
【００４３】
機関本体部２０は、左バンク用可変排気タイミング制御装置２２Ｌ及び右バンク用可変排気タイミング制御装置２２Ｒを備えている。左バンク用可変排気タイミング制御装置２２Ｌは図示しない左バンクのエキゾーストカムシャフトの端部に取り付けられている。右バンク用可変排気タイミング制御装置２２Ｒは図示しない右バンクのエキゾーストカムシャフトの端部に取り付けられている。左バンク用可変排気タイミング制御装置２２Ｌ及び右バンク用可変排気タイミング制御装置２２Ｒは互いに同一の構造を備える。以下、左バンク用可変排気タイミング制御装置２２Ｌについて説明する。
【００４４】
左バンク用可変排気タイミング制御装置２２Ｌは、例えば、特開２００７−３０３４２３号公報等に記載されているように周知の油圧式可変バルブタイミング機構を備える。左バンク用可変排気タイミング制御装置２２Ｌは、後述する電気制御装置７０の指示に応答してそのアクチュエータに作動油が供給又は排出されることにより、左バンクに属する気筒の「図示しない排気弁のエキゾーストカムシャフト」の位相角を連続的に変更するようになっている。
【００４５】
なお、上述した左バンク用可変排気タイミング制御装置２２Ｌは、例えば、特開２００４−１５０３９７号公報等に開示されている「電動式のバルブタイミング制御装置」に置換されてもよい。この電動式バルブタイミング制御装置は、電磁コイルと複数の歯車とを備える。この装置は、指示信号（駆動信号）に応じて電磁コイルが発生する磁力により、その複数の歯車の相対回転位置を変化させ、もって、エキゾーストカムシャフトのカムの位相を所望の量だけ進角又は遅角することができるようになっている。
【００４６】
吸気系統３０は、インテークマニホールド及び吸気管からなる吸気通路部３１、吸気管３２、及び、複数の燃料噴射弁３３、を備えている。
【００４７】
吸気通路部３１の一端には図示しないエアフィルタが配設されている。吸気通路部３１の他端は図示しない複数の枝部に分かれ、その複数の枝部のそれぞれは複数の吸気ポートのそれぞれに接続されている。
【００４８】
スロットル弁３２は、吸気通路部３１の吸気管内に回動可能に配設されている。スロットル弁３２は、吸気通路部３１の開口断面積を可変とするようになっている。スロットル弁３２は、図示しないスロットル弁アクチュエータにより回転駆動されるようになっている。
【００４９】
燃料噴射弁３３は、一つの気筒（燃焼室）２１に対して一つずつ配設されている。燃料噴射弁３３は吸気ポートに設けられている。即ち、複数の気筒のそれぞれは、他の気筒とは独立して燃料供給を行う燃料噴射弁３３を備えている。燃料噴射弁３３は、噴射指示信号に応答し、正常である場合に「その噴射指示信号に含まれる指示燃料噴射量の燃料」を吸気ポート（従って、燃料噴射弁３３に対応する気筒２１）内に噴射するようになっている。燃料噴射弁３３は、吸気系統３０とともに、機関１０の複数の気筒のそれぞれに混合気を供給する混合気供給手段を構成している。
【００５０】
左バンク排気系統４０は、左バンク用エキゾーストマニホールド４１、左バンク用エキゾーストパイプ４２、左バンク用エキゾーストパイプ４２に配設された左バンク用上流側触媒４３、及び、左バンク用上流側触媒４３よりも下流において左バンク用エキゾーストパイプ４２に配設された「図示しない下流側触媒」を備えている。
【００５１】
左バンク用エキゾーストマニホールド４１は、複数の枝部４１ａと集合部４１ｂとを備えている。複数の枝部４１ａのそれぞれの一端は、左バンクＬＢに属する複数の気筒の排気ポートのそれぞれに接続されている。複数の枝部４１ａのそれぞれの他端は集合部４１ｂに集合している。この集合部４１ｂは、複数（２以上であり、本例では４つ）の気筒から排出された排ガスが集合する部分であるから、左バンク用排気集合部ＨＫ（Ｌ）とも称呼される。
【００５２】
左バンク用エキゾーストパイプ４２は集合部４１ｂに接続されている。左バンクＬＢに属する気筒の排気ポート、左バンク用エキゾーストマニホールド４１及び左バンク用エキゾーストパイプ４２は、左バンク用の排気通路を構成している。
【００５３】
左バンク用上流側触媒４３及び左バンク用下流側触媒のそれぞれは、所謂、白金、ロジウム及びパラジウム等の貴金属（触媒物質）からなる活性成分を担持する三元触媒装置（排気浄化用の触媒）である。各触媒は、各触媒に流入するガスの空燃比が「三元触媒のウインドウ内の空燃比（例えば、理論空燃比）」であるとき、ＨＣ，ＣＯ，Ｈ２などの未燃成分を酸化するとともに窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元する機能を有する。この機能は触媒機能とも称呼される。
【００５４】
更に、各触媒は、酸素を吸蔵（貯蔵）する酸素吸蔵機能を有する。即ち、各触媒は、その触媒に流入するガス（触媒流入ガス）に過剰の酸素が含まれているとき、その酸素を吸蔵するとともにＮＯｘを浄化する。各触媒は、触媒流入ガスに過剰な未燃物が含まれているとき、吸蔵している酸素を放出してその未燃物を浄化する。この酸素吸蔵機能は、触媒に担持されているセリア（ＣｅＯ２）等の酸素吸蔵材によってもたらされる。各触媒は、酸素吸蔵機能により空燃比が理論空燃比から偏移したとしても未燃成分及び窒素酸化物を浄化することができる。つまり、酸素吸蔵機能により、ウインドウの幅が拡大する。
【００５５】
右バンク排気系統５０は、右バンク用エキゾーストマニホールド５１、右バンク用エキゾーストパイプ５２、右バンク用エキゾーストパイプ５２に配設された右バンク用上流側触媒５３、及び、右バンク用上流側触媒５３よりも下流において右バンク用エキゾーストパイプ５２に配設された「図示しない下流側触媒」を備えている。
【００５６】
右バンク用エキゾーストマニホールド５１は、複数の枝部５１ａと集合部５１ｂとを備えている。複数の枝部５１ａのそれぞれの一端は、右バンクＲＢに属する複数の気筒の排気ポートのそれぞれに接続されている。複数の枝部５１ａのそれぞれの他端は集合部５１ｂに集合している。この集合部５１ｂは、複数（２以上であり、本例では４つ）の気筒から排出された排ガスが集合する部分であるから、右バンク用排気集合部ＨＫ（Ｒ）とも称呼される。
【００５７】
右バンク用エキゾーストパイプ５２は集合部５１ｂに接続されている。右バンクＲＢに属する気筒の排気ポート、右バンク用エキゾーストマニホールド５１及び右バンク用エキゾーストパイプ５２は、右バンク用の排気通路を構成している。
【００５８】
右バンク用上流側触媒５３は左バンク用上流側触媒４３と同じ三元触媒である。左バンク用下流側触媒は右バンク用下流側触媒と同じ三元触媒である。
【００５９】
このシステムは、熱線式エアフローメータ６１、スロットルポジションセンサ６２、水温センサ６３、クランクポジションセンサ６４、インテークカムポジションセンサ６５、左バンク用上流側空燃比センサ６６Ｌ、右バンク用上流側空燃比センサ６６Ｒ、左バンク用下流側空燃比センサ６７Ｌ、右バンク用下流側空燃比センサ６７Ｒ、及び、アクセル開度センサ６８を備えている。
【００６０】
エアフローメータ６１は、吸気通路部３１を流れる吸入空気の質量流量（吸入空気流量）Ｇａに応じた信号を出力するようになっている。即ち、吸入空気量Ｇａは、単位時間あたりに機関１０に吸入される吸入空気量を表す。
【００６１】
スロットルポジションセンサ６２は、スロットル弁３２の開度（スロットル弁開度）を検出し、スロットル弁開度ＴＡを表す信号を出力するようになっている。
【００６２】
水温センサ６３は、機関１０の冷却水の温度を検出し、冷却水温ＴＨＷを表す信号を出力するようになっている。冷却水温ＴＨＷは、機関１０の暖機状態（機関１０の温度）を表す運転状態指標量である。
【００６３】
クランクポジションセンサ６４は、クランク軸が１０°回転する毎に幅狭のパルスを有するとともに同クランク軸が３６０°回転する毎に幅広のパルスを有する信号を出力するようになっている。この信号は、後述する電気制御装置７０によって機関回転速度ＮＥに変換される。
【００６４】
インテークカムポジションセンサ６５は、インテークカムシャフトが所定角度から９０度、次いで９０度、更に１８０度回転する毎に一つのパルスを出力するようになっている。後述する電気制御装置７０は、クランクポジションセンサ６４及びインテークカムポジションセンサ６５からの信号に基づいて、基準気筒（例えば第１気筒）の圧縮上死点を基準とした絶対クランク角ＣＡを取得するようになっている。この絶対クランク角ＣＡは、基準気筒（本例において、第２気筒）の圧縮上死点において「０°クランク角度」に設定され、クランク軸の回転角度に応じて７２０°クランク角度まで増大し、その時点にて再び０°クランク角度に設定される。
【００６５】
左バンク用上流側空燃比センサ６６Ｌは、左バンク用エキゾーストマニホールド４１の集合部４１ｂ（排気集合部ＨＫ（Ｌ））と左バンク用上流側触媒４３との間の位置において「左バンク用エキゾーストマニホールド４１及び左バンク用エキゾーストパイプ４２の何れか」に配設されている。
【００６６】
左バンク用上流側空燃比センサ６６Ｌは、例えば、特開平１１−７２４７３号公報、特開２０００−６５７８２号公報及び特開２００４−６９５４７号公報等に開示された「拡散抵抗層を備える限界電流式広域空燃比センサ」である。
【００６７】
左バンク用上流側空燃比センサ６６Ｌは、左バンク用上流側空燃比センサ６６Ｌの配設位置を流れる排ガスの空燃比（左バンク用触媒４３に流入するガスである「触媒流入ガス」の空燃比、左バンク上流側空燃比abyfs(L)＝左バンク検出空燃比abyfs(L)）に応じた出力値Vabyfs(L)を出力する。出力値Vabyfs(L)は、図２に示したように、左バンク用触媒４３に流入するガスの空燃比abyfs(L)が大きくなるほど（リーン側の空燃比になるほど）増大する。
【００６８】
電気制御装置７０は、出力値Vabyfs(L)と左バンク上流側空燃比abyfs(L)との図２に示した関係を規定した空燃比変換テーブル（マップ）Mapabyfsを記憶している。電気制御装置７０は、出力値Vabyfs(L)を空燃比変換テーブルMapabyfsに適用することにより、実際の左バンク上流側空燃比abyfs(L)を検出する（左バンク検出空燃比abyfs(L)を取得する）。
【００６９】
再び、図１を参照すると、左バンク用下流側空燃比センサ６７Ｌは、左バンク用エキゾーストパイプ４２内に配設されている。左バンク用下流側空燃比センサ６７Ｌの配設位置は、左バンク用上流側触媒４３よりも下流側であり、且つ、左バンク用下流側触媒よりも上流側（即ち、左バンク用上流側触媒４３と左バンク用下流側触媒との間の排気通路）である。左バンク用下流側空燃比センサ６７Ｌは、周知の起電力式の酸素濃度センサ（安定化ジルコニア等の固体電解質を用いた周知の濃淡電池型の酸素濃度センサ）である。左バンク用下流側空燃比センサ６７Ｌは、排気通路であって左バンク用下流側空燃比センサ６７Ｌが配設されている部位を通過するガスである被検出ガスの空燃比に応じた出力値Voxs(L)を発生するようになっている。換言すると、出力値Voxs(L)は、左バンク用上流側触媒４３から流出し且つ左バンク用下流側触媒に流入するガスの空燃比に応じた値である。
【００７０】
この出力値Voxs(L)は、図３に示したように、左バンク用上流側触媒４３から流出したガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチのとき最大出力値max（例えば、約０．９Ｖ〜１．０Ｖ）となる。出力値Voxs(L)は、左バンク用上流側触媒４３から流出したガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンのとき最小出力値min（例えば、約０．１Ｖ〜０Ｖ）となる。更に、出力値Voxs(L)は、左バンク用上流側触媒４３から流出したガスの空燃比が理論空燃比であるとき最大出力値maxと最小出力値minの略中間の電圧Ｖst（中央値Vmid、中間電圧Ｖst、例えば、約０．５Ｖ）となる。出力値Voxs(L)は、左バンク用上流側触媒４３から流出したガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比からリーンな空燃比へと変化する際に最大出力値maxから最小出力値minへと急変する。同様に、出力値Voxs(L)は、左バンク用上流側触媒４３から流出したガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比からリッチな空燃比へと変化する際に最小出力値minから最大出力値maxへと急変する。
【００７１】
再び、図１を参照すると、右バンク用上流側空燃比センサ６６Ｒは、右バンク用エキゾーストマニホールド５１の集合部５１ｂ（排気集合部ＨＫ（Ｒ））と右バンク用上流側触媒５３との間の位置において「右バンク用エキゾーストマニホールド５１及び右バンク用エキゾーストパイプ５２の何れか」に配設されている。
【００７２】
右バンク用上流側空燃比センサ６６Ｒは、左バンク用上流側空燃比センサ６６Ｌと同じ「拡散抵抗層を備える限界電流式広域空燃比センサ」である。
【００７３】
右バンク用上流側空燃比センサ６６Ｒは、右バンク用上流側空燃比センサ６６Ｒの配設位置を流れる排ガスの空燃比（右バンク用触媒５３に流入するガスである「触媒流入ガス」の空燃比、右バンク上流側空燃比abyfs(R)＝右バンク検出空燃比abyfs(R)）に応じた出力値Vabyfs(R)を出力する。出力値Vabyfs(R)は、図２に示したように、右バンク用触媒５３に流入するガスの空燃比が大きくなるほど（リーン側の空燃比になるほど）増大する。
【００７４】
電気制御装置７０は、出力値Vabyfs(R)と右バンク上流側空燃比abyfs(R)との図２に示した関係を規定した空燃比変換テーブル（マップ）Mapabyfsを記憶している。電気制御装置７０は、出力値Vabyfs(R)を空燃比変換テーブルMapabyfsに適用することにより、実際の右バンク上流側空燃比abyfs(R)を検出する（右バンク検出空燃比abyfs(R)を取得する）。
【００７５】
再び、図１を参照すると、右バンク用下流側空燃比センサ６７Ｒは、右バンク用エキゾーストパイプ５２内に配設されている。右バンク用下流側空燃比センサ６７Ｒの配設位置は、右バンク用上流側触媒５３よりも下流側であり、且つ、右バンク用下流側触媒よりも上流側（即ち、右バンク用上流側触媒５３と右バンク用下流側触媒との間の排気通路）である。右バンク用下流側空燃比センサ６７Ｒは、左バンク用下流側空燃比センサ６７Ｌと同じ起電力式の酸素濃度センサである。
【００７６】
右バンク用下流側空燃比センサ６７Ｒは、排気通路であって右バンク用下流側空燃比センサ６７Ｒが配設されている部位を通過するガスである被検出ガスの空燃比に応じた出力値Voxs(L)を発生するようになっている（図３を参照。）。
【００７７】
図１に示したアクセル開度センサ６８は、運転者によって操作されるアクセルペダルＡＰの操作量Accp（アクセルペダル操作量、アクセルペダルＡＰの開度）を表す信号を出力するようになっている。アクセルペダル操作量Accpは、アクセルペダルＡＰの操作量が大きくなるとともに大きくなる。
【００７８】
電気制御装置７０は、「ＣＰＵ、ＣＰＵが実行するプログラム、テーブル（マップ、関数）及び定数等を予め記憶したＲＯＭ、ＣＰＵが必要に応じてデータを一時的に格納するＲＡＭ、バックアップＲＡＭ（Ｂ−ＲＡＭ）、並びに、ＡＤコンバータを含むインターフェース等」からなる周知のマイクロコンピュータである。
【００７９】
バックアップＲＡＭは、機関１０を搭載した車両の図示しないイグニッション・キー・スイッチの位置（オフ位置、始動位置及びオン位置等の何れか）に関わらず、車両に搭載されたバッテリから電力の供給を受けるようになっている。バックアップＲＡＭは、バッテリから電力の供給を受けている場合、ＣＰＵの指示に応じてデータを格納する（データが書き込まれる）とともに、そのデータを読み出し可能となるように保持（記憶）する。従って、バックアップＲＡＭは、機関１０の運転停止中においてもデータを保持することができる。
【００８０】
バックアップＲＡＭは、バッテリが車両から取り外される等によりバッテリからの電力供給が遮断されると、データを保持することができない。そこで、ＣＰＵは、バックアップＲＡＭへの電力供給が再開されたとき、バックアップＲＡＭに保持されるべきデータを初期化（デフォルト値に設定）するようになっている。なお、バックアップＲＡＭは、ＥＥＰＲＯＭ等の読み書き可能な不揮発性メモリであってもよい。
【００８１】
電気制御装置７０は、上述したセンサ等と接続され、ＣＰＵにそれらのセンサからの信号を供給するようになっている。更に、電気制御装置７０は、ＣＰＵの指示に応じて、各気筒に対応して設けられた点火プラグ（実際にはイグナイタ）、各気筒に対応して設けられた燃料噴射弁３３、左バンク用可変排気タイミング制御装置２２Ｌ、右バンク用可変排気タイミング制御装置２２Ｒ、及び、スロットル弁アクチュエータ等に駆動信号（指示信号）を送出するようになっている。
【００８２】
なお、電気制御装置７０は、取得されたアクセルペダルの操作量Accpが大きくなるほどスロットル弁開度ＴＡが大きくなるように、スロットル弁アクチュエータに指示信号を送出するようになっている。即ち、電気制御装置７０は、運転者により変更される機関１０の加速操作量（アクセルペダル操作量Accp）に応じて「機関１０の吸気通路に配設されたスロットル弁３２」の開度を変更するスロットル弁駆動手段を備えている。
【００８３】
なお、図４に示したように、機関１０の点火順序（爆発順序、排気順序）は、例えば、＃１、＃８、＃７、＃３、＃６、＃５、＃４、＃２の順である。ここで、「＃Ｎ」は第Ｎ気筒を示す。点火（混合気の爆発）の間隔はクランク角が９０°回転する期間に対応している。
【００８４】
＜気筒別空燃比（各気筒の空燃比）の推定方法の概略＞
次に、上記のように構成された第１決定装置が採用した気筒別空燃比推定方法の概略について説明する。一つの空燃比センサの出力値から複数の気筒の気筒別空燃比を推定するために種々の方法が提案されている（上記先行技術文献を参照。）。ここでは、その一例について簡単に説明する。
【００８５】
いま、右バンクＲＢに着目すると、上流側空燃比センサ（一つの空燃比センサ）６６Ｒには第２、第４、第６及び第８気筒から排出される排ガスが到達する。図５に示したように、右バンクＲＢに属するこれらの複数の気筒のうちの一つがインバランス状態（リッチインバランス状態及びリーンインバランス状態の何れか）になると、空燃比センサ６６Ｒの出力値Vabyfs(R)に基く検出空燃比abyfs(R)は、後述する特定の場合（例えば、負荷が小さい場合）を除き、どの気筒がインバランス状態となったかに対応して変化する。
【００８６】
より具体的に述べると、クランク角に対する検出空燃比abyfs(R)は、７２０°クランク角（以下、Ｘ°クランク角を「Ｘ°ＣＡ」と表記する。）を一周期として変化する。即ち、図５に示したように、検出空燃比abyfs(R)は、第２気筒インバランス状態が発生した場合に実線、第４気筒インバランス状態が発生した場合に破線、第６気筒インバランス状態が発生した場合に一点鎖線、第８気筒インバランス状態が発生した場合に二点鎖線、により示したように変化する。
【００８７】
そこで、図６に例示したように、９０°ＣＡが経過する毎に検出空燃比abyfs(R)を取得（サンプリング）する。即ち、点Ｐ１乃至点Ｐ８のそれぞれに対応する検出空燃比abyfs(R)を、データｘ１乃至データｘ８として取得する。更に、第２気筒の空燃比をＡＦ２、第４気筒の空燃比をＡＦ４、第６気筒の空燃比をＡＦ６、第８気筒の空燃比をＡＦ８、と表記するとき、これらの空燃比ＡＦ２乃至ＡＦ８と、データｘ１乃至データｘ８と、は下記の（１）式により関係付けられる。
【数１】
【００８８】
上記（１）式に、既知のデータ（ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６、ＡＦ８）及び（ｘ１〜ｘ８）を代入し、係数ａ１〜ａ８、ｂ１〜ｂ８、ｃ１〜ｃ８、及びｄ１〜ｄ８を、例えば、最小二乗法等を用いて決定する。
【００８９】
より具体的に述べると、第２気筒を実際にインバランス気筒として設定し、データＡＦ＝（ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６、ＡＦ８）のうちのデータＡＦ２のみを「理論空燃比（例えば、１４．６）から大きく乖離したインバランス空燃比ＡＦimb」に設定する。この場合、右バンクＲＢに属する気筒の全体に供給される混合気の空燃比（空燃比の平均）は理論空燃比に一致するように空燃比フィードバック制御が実行されるので、ＡＦ４、ＡＦ６、ＡＦ８のそれぞれの値ＡＦＹは下記の（２）式により表される値に設定される。下記（２）式においてstoichは理論空燃比（ここでは、１４．６）である。そして、インバランス空燃比ＡＦimbを種々の値に設定したときのデータＡＦ＝（ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６、ＡＦ８）と、実測されたデータＸ＝（ｘ１、ｘ２、・・・・、ｘ８）と、を上記（１）式に代入する。
【数２】
【００９０】
同様に、ＡＦ４のみをインバランス空燃比ＡＦimbに設定し、そのインバランス空燃比ＡＦimbを種々の値に設定したときのデータＡＦ＝（ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６、ＡＦ８）と、実測されたデータＸ＝（ｘ１、ｘ２、・・・・、ｘ８）とを、上記（１）式に代入する。更に、ＡＦ６のみをインバランス空燃比ＡＦimbに設定し、そのインバランス空燃比ＡＦimbを種々の値に設定したときのデータＡＦ＝（ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６、ＡＦ８）と、実測されたデータＸ＝（ｘ１、ｘ２、・・・・、ｘ８）とを、上記（１）式に代入する。加えて、ＡＦ８のみをインバランス空燃比ＡＦimbに設定し、そのインバランス空燃比ＡＦimbを種々の値に設定したときのデータＡＦ＝（ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６、ＡＦ８）と、実測されたデータＸ＝（ｘ１、ｘ２、・・・・、ｘ８）とを、上記（１）式に代入する。なお、インバランス空燃比ＡＦimbは理論空燃比stoichにも設定される。即ち、インバランス状態が発生していない場合の「データＡＦ＝（ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６、ＡＦ８）及び実測されたデータＸ＝（ｘ１、ｘ２、・・・・、ｘ８）」も上記（１）式に代入される。
【００９１】
以上により得られた複数の「データＡＦとデータＸとの関係」から、係数ａ１〜ａ８、ｂ１〜ｂ８、ｃ１〜ｃ８、及びｄ１〜ｄ８が最小二乗法等により決定される。この場合に求められる係数ａ１〜ａ８、ｂ１〜ｂ８、ｃ１〜ｃ８、及びｄ１〜ｄ８は、「通常の計算パラメータ」及び「区別可能時通常計算パラメータ」と称呼される。電気制御装置７０はこの計算パラメータをＲＯＭに記憶している。そして、電気制御装置７０のＣＰＵは、実際に機関１０が運転されている期間において、データＸを取得し、そのデータＸを（１）式に代入することによりデータＡＦ（＝（ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６、ＡＦ８））を決定する。
【００９２】
なお、通常の計算パラメータは、通常運転時の排気弁開弁タイミングに対する係数である。後述するように、排気弁遅角（遅開）処理時（特定条件成立時）に対しても計算パラメータは求められる。この計算パラメータは「排気弁遅角処理時の計算パラメータ」と称呼され、同様にＲＯＭに記憶される。
【００９３】
ところで、右バンクＲＢにおいて、連続する排気行程間のクランク角は、図４に示したように、２７０°ＣＡ、１８０°ＣＡ及び９０°ＣＡの何れかである。このうち最も短い排気行程間隔（９０°ＣＡ）は、第４気筒と第２気筒の間に生じる。このため、第４気筒から排出される排ガスのうちのブローダウンガスが上流側空燃比センサ６６Ｒに充分に到達する前に（換言すると、第４気筒から排出される排ガスのうちのブローダウンガスの空燃比が上流側空燃比センサ６６Ｒの出力値Vabyfs(R)として十分に現れる前に）、第４気筒の主流ガスと第２気筒のブローダウンガスとが混合した状態にて上流側空燃比センサ６６Ｒに到達する場合がある。このような場合は、例えば、機関１０の負荷ＫＬが閾値負荷ＫＬｔｈよりも小さいときに生じる。
【００９４】
この場合、図７に示したように、第２気筒がインバランス気筒であるときの検出空燃比abyfs(R)の波形は、第４気筒がインバランス気筒であるときの検出空燃比abyfs(R)の波形と酷似する（互いに重なっている実線及び破線を参照。）。従って、このような波形が得られる場合、図７の上部の（Ａ）に示したように、第２気筒がインバランス気筒である可能性と、（Ｂ）に示したように、第４気筒がインバランス気筒である可能性が存在する。
【００９５】
このような状態において、
（１）第２気筒の実際の空燃比をインバランス空燃比ＡＦimbに設定してデータＸ（ｘ１，ｘ２，…ｘ８）を実測するとともに、そのデータＸと、ＡＦ２のみをインバランス空燃比ＡＦimbに設定し且つＡＦ４，ＡＦ６及びＡＦ８を上記（２）式により求められる空燃比に設定したデータＡＦ＝（ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６、ＡＦ８）＝（ＡＦimb、ＡＦＹ、ＡＦＹ、ＡＦＹ）と、を上記（１）に代入し、更に、
（２）第４気筒の実際の空燃比をインバランス空燃比ＡＦimbに設定してデータＸ（ｘ１，ｘ２，…ｘ８）を実測するとともに、そのデータＸと、ＡＦ４のみをインバランス空燃比ＡＦimbに設定し且つＡＦ２，ＡＦ６及びＡＦ８を上記（２）式により求められる空燃比に設定したデータＡＦ＝（ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６、ＡＦ８）＝（ＡＦＹ、ＡＦimb、ＡＦＹ、ＡＦＹ）と、を上記（１）に代入する、
ことにより、「通常の計算パラメータ（ａ１〜ａ８、ｂ１〜ｂ８、ｃ１〜ｃ８、及びｄ１〜ｄ８）」を求めることは、データＸ（ｘ１，ｘ２，…ｘ８）が実質的に同一であるにも関らず異なるデータＡＦ（即ち、（ＡＦimb、ＡＦＹ、ＡＦＹ、ＡＦＹ）及び（ＡＦＹ、ＡＦimb、ＡＦＹ、ＡＦＹ））を得るための通常の計算パラメータを求めることになる。
【００９６】
よって、求められる通常の計算パラメータは中途半端な（正確でない）パラメータとなる。即ち、実質的に同じデータＸであるにも関らず、異なる気筒別空燃比（データＡＦ＝（ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６、ＡＦ８））を求めるための通常の計算パラメータ（ａ１〜ａ８、ｂ１〜ｂ８、ｃ１〜ｃ８、及びｄ１〜ｄ８）を決定する点において、矛盾が生じる。
【００９７】
そこで、第１決定装置は、このような矛盾が生じないように、第２気筒がインバランス気筒であるとき及び第４気筒がインバランス気筒であるときに「実質的に唯一のデータＸ」が得られる場合、そのデータＸを用いて通常の計算パラメータ（ａ１〜ａ８、ｂ１〜ｂ８、ｃ１〜ｃ８、及びｄ１〜ｄ８）を決定する際には、図８の（Ａ）及び（Ｂ）に示したように、第２気筒の空燃比及び第４気筒の空燃比の両者を互いに同じインバランス空燃比ＡＦimbに設定したデータＡＦを使用する。これにより、求められる通常の計算パラメータは正確になるので、種々のデータＸから求められる気筒別空燃比の精度が向上する。なお、この場合の計算パラメータは「区別不能時通常計算パラメータ」とも称呼され、上述した「区別可能時通常計算パラメータ」と分けて求められる。
【００９８】
その一方、区別不能時通常計算パラメータを用いる場合において第２気筒及び第４気筒の何れか一方がインバランス気筒であると、第２気筒の空燃比ＡＦ２と第４気筒の空燃比ＡＦ４とは同じインバランス空燃比ＡＦimbであるとして推定されることになる。そのため、どちらが真のインバランス気筒であるかを判別することができない。
【００９９】
そこで、第１決定装置は、区別不能時通常計算パラメータを用いて気筒別空燃比を推定した結果、第２気筒及び第４気筒の何れか一方がインバランス気筒であると判定される場合、図９に示したように、右バンクＲＢに属する気筒の排気弁の開弁タイミングを「通常運転時の排気弁開弁タイミング」よりもクランク角θ°ＣＡだけ遅角する（排気弁を遅開する）。
【０１００】
即ち、第１決定装置は、右バンクＲＢに属する気筒の排気弁の開弁タイミングを「遅角時の排気弁開弁タイミング」に設定する。この遅角時の排気弁開弁タイミングは、筒内容積が「通常運転時の排気弁開弁タイミング（即ち、遅角されていない状態における排気弁の開弁タイミング）における容積」よりも「その後のピストンの上昇によって小さい容積」となるタイミングである。換言すると、遅角時の排気弁開弁タイミングにおけるピストン位置は通常運転時の排気弁開弁タイミングにおけるピストン位置よりも上死点に近い。更に、換言すると、遅角時の排気弁開弁タイミングにおける筒内圧力が通常運転時の排気弁開弁タイミングにおける筒内圧力よりも高くなり、それにより、ブローダウンガスの流速が増大するように、排気弁の開弁タイミングの遅角量θが設定される。この排気弁の開弁タイミングを遅角する処理を「排気弁開弁タイミング遅角処理」と称呼する。
【０１０１】
排気弁開弁タイミング遅角処理によれば、各気筒の排気弁開弁タイミング直後に発生するブローダウンガス量が増大し且つブローダウンガスの流速が増大する。よって、第４気筒の排ガス（ブローダウンガス）が上流側空燃比センサ６６Ｒに確実に到達した後に第２気筒の排ガス（ブローダウンガス）が上流側空燃比センサ６６Ｒに到達する。この結果、第２気筒がリッチインバランス気筒であるときの検出空燃比abyfs(R)の波形と、第４気筒がリッチインバランス気筒であるときの検出空燃比abyfs(R)の波形と、は重なることがなく、クランク角に対して互いに異なる波形となる。
【０１０２】
そして、第１決定装置は、予め求めておいた（ＲＯＭに格納しておいた）排気弁遅角処理時の計算パラメータ（ａ１〜ａ８、ｂ１〜ｂ８、ｃ１〜ｃ８、及びｄ１〜ｄ８）と、排気弁遅角処理時に得られたデータＸ（ｘ１，ｘ２，…，ｘ８）と、を用いて、気筒別空燃比（データＡＦ＝（ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６、ＡＦ８））を再度推定する。この結果、第２気筒がインバランス気筒であるときにはデータＡＦ２のみが他のデータＡＦ４、ＡＦ６及びＡＦ８と大きく相違し、第４気筒がインバランス気筒であるときにはデータＡＦ４のみが他のデータＡＦ２、ＡＦ６及びＡＦ８と大きく相違する。従って、第２気筒がインバランス気筒であるのか、第４気筒がインバランス気筒であるのかを確実に決定することができる。
【０１０３】
（作動）
次に、上記のように構成された第１決定装置の実際の作動について説明する。
【０１０４】
＜燃料噴射量制御（空燃比フィードバック制御）＞
第１決定装置のＣＰＵは、図１０に示した燃料噴射制御ルーチンを、任意の気筒のクランク角が吸気上死点前の所定クランク角度（例えば、ＢＴＤＣ９０°ＣＡ）となる毎に、その気筒（以下、「燃料噴射気筒」とも称呼する。）に対して繰り返し実行するようになっている。なお、この燃料噴射制御ルーチンは、複数の気筒に混合気を供給する混合気供給手段に対応している。
【０１０５】
従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵはステップ１０００から処理を開始してステップ１０１０に進み、「エアフローメータ６１により計測された吸入空気量Ｇａ、クランクポジションセンサ６４の信号に基いて取得された機関回転速度ＮＥ、及び、ルックアップテーブルMapMc」に基いて「燃料噴射気筒に吸入される空気量」である「筒内吸入空気量Ｍｃ（ｋ）」を取得する。筒内吸入空気量Ｍｃ（ｋ）は、各吸気行程に対応されながらＲＡＭ内に記憶される。筒内吸入空気量Ｍｃ（ｋ）は、周知の空気モデルにより算出されてもよい。
【０１０６】
次に、ＣＰＵはステップ１０２０に進み、燃料噴射気筒が左バンクに属する気筒（＃１、＃３、＃５、＃７の何れか）であるか否かを判定する。このとき、燃料噴射気筒が左バンクに属する気筒であると、ＣＰＵはステップ１０２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１０３０に進み、筒内吸入空気量Ｍｃ（ｋ）を左バンク用目標空燃比abyfrLで除することにより基本燃料噴射量Ｆｂａｓｅを求める。
【０１０７】
左バンク用目標空燃比abyfrLは、理論空燃比stoichから左バンク用サブフィードバック量ＫＳＦＢＬを減じた値（abyfrL＝stoich−ＫＳＦＢＬ）である。
【０１０８】
左バンク用サブフィードバック量ＫＳＦＢＬは、左バンク用下流側空燃比センサ６７Ｌの出力値Voxs(L)が下流側目標値である中央値Vmidよりも小さいとき所定量だけ増大させられる。この結果、左バンク用目標空燃比abyfrLは減少させられ、左バンクの気筒に供給される混合気の空燃比は小さくなる（リッチ側へと変化する）。
【０１０９】
左バンク用サブフィードバック量ＫＳＦＢＬは、左バンク用下流側空燃比センサ６７Ｌの出力値Voxs(L)が下流側目標値である中央値Vmidよりも大きいとき所定量だけ減少させられる。この結果、左バンク用目標空燃比abyfrLは増大させられ、左バンクの気筒に供給される混合気の空燃比は大きくなる（リーン側へと変化する）。
【０１１０】
次に、ＣＰＵはステップ１０４０に進み、基本燃料噴射量Ｆｂａｓｅを左バンク用メインフィードバック量ＫＦmainＬにより補正する。より具体的には、ＣＰＵは、基本燃料噴射量Ｆｂａｓｅに左バンク用メインフィードバック量ＫＦmainＬを乗じることにより、指示燃料噴射量（最終燃料噴射量）Ｆｉを算出する。
【０１１１】
左バンク用メインフィードバック量ＫＦmainＬは、左バンク用上流側空燃比センサ６６Ｌの出力値Vabyfs(L)に基づいて取得された左バンク検出空燃比abyfs(L)が、左バンク用目標空燃比abyfrLに一致するように、ＰＩＤ制御に従って算出される。簡単に述べると、左バンク検出空燃比abyfs(L)が左バンク用目標空燃比abyfrLよりも大きいとき（リーンであるとき）、左バンク用メインフィードバック量ＫＦmainＬは所定量だけ増大させられる。左バンク検出空燃比abyfs(L)が左バンク用目標空燃比abyfrLよりも小さいとき（リッチであるとき）、左バンク用メインフィードバック量ＫＦmainＬは所定量だけ減少させられる。
【０１１２】
なお、左バンク用メインフィードバック量ＫＦmainＬは、左バンクメインフィードバック条件が成立したとき、上述したように更新される。左バンク用メインフィードバック量ＫＦmainＬは、左バンクメインフィードバック条件が成立していないとき、「１」に設定される。左バンクメインフィードバック条件は以下の総ての条件が成立したときに成立する。
（Ａ１）左バンク用上流側空燃比センサ６６Ｌが活性化している。
（Ａ２）機関の負荷（負荷率）ＫＬがフィードバック許可閾値以下である。
（Ａ３）フューエルカット制御中でない。
【０１１３】
次に、ＣＰＵはステップ１０５０に進み、「指示燃料噴射量Ｆｉの燃料」を「燃料噴射気筒に対応して設けられている燃料噴射弁３３」から噴射させるための噴射指示信号を、その燃料噴射弁３３に送出する。
【０１１４】
この結果、燃料噴射気筒の燃料噴射弁３３が正常であれば、左バンクに属する気筒の空燃比を左バンク用目標空燃比abyfrLに一致させるために必要な量の燃料が、燃料噴射気筒の燃料噴射弁３３から噴射される。
【０１１５】
一方、ＣＰＵがステップ１０２０の処理を行う時点において、燃料噴射気筒が右バンクに属する気筒（＃２、＃４、＃６、＃８の何れか）であると、ＣＰＵはステップ１０２０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１０６０に進み、筒内吸入空気量Ｍｃ（ｋ）を右バンク用目標空燃比abyfrRで除することにより基本燃料噴射量Ｆｂａｓｅを求める。
【０１１６】
右バンク用目標空燃比abyfrRは、理論空燃比stoichから右バンク用サブフィードバック量ＫＳＦＢＲを減じた値（abyfrR＝stoich−ＫＳＦＢＲ）である。
【０１１７】
右バンク用サブフィードバック量ＫＳＦＢＲは、右バンク用下流側空燃比センサ６７Ｒの出力値Voxs(R)が下流側目標値である中央値Vmidよりも小さいとき所定量だけ増大させられる。この結果、右バンク用目標空燃比abyfrRは減少させられ、右バンクの気筒に供給される混合気の空燃比は小さくなる（リッチ側へと変化する）。
【０１１８】
右バンク用サブフィードバック量ＫＳＦＢＲは、右バンク用下流側空燃比センサ６７Ｒの出力値Voxs(R)が下流側目標値である中央値Vmidよりも大きいとき所定量だけ減少させられる。この結果、右バンク用目標空燃比abyfrRは増大させられ、右バンクの気筒に供給される混合気の空燃比は大きくなる（リーン側へと変化する）。
【０１１９】
次に、ＣＰＵはステップ１０７０に進み、基本燃料噴射量Ｆｂａｓｅを右バンク用メインフィードバック量ＫＦmainＲにより補正する。より具体的には、ＣＰＵは、基本燃料噴射量Ｆｂａｓｅに右バンク用メインフィードバック量ＫＦmainＲを乗じることにより、指示燃料噴射量（最終燃料噴射量）Ｆｉを算出する。
【０１２０】
右バンク用メインフィードバック量ＫＦmainＲは、右バンク用上流側空燃比センサ６６Ｒの出力値Vabyfs(R)に基づいて取得された右バンク検出空燃比abyfs(R)が、右バンク用目標空燃比abyfrRに一致するように、ＰＩＤ制御に従って算出される。簡単に述べると、右バンク検出空燃比abyfs(R)が右バンク用目標空燃比abyfrRよりも大きいとき（リーンであるとき）、右バンク用メインフィードバック量ＫＦmainＲは所定量だけ増大させられる。右バンク検出空燃比abyfs(R)が右バンク用目標空燃比abyfrRよりも小さいとき（リッチであるとき）、右バンク用メインフィードバック量ＫＦmainＲは所定量だけ減少させられる。
【０１２１】
なお、右バンク用メインフィードバック量ＫＦmainＲは、右バンクメインフィードバック条件が成立したとき、上述したように更新される。右バンク用メインフィードバック量ＫＦmainＲは、右バンクメインフィードバック条件が成立していないとき、「１」に設定される。右バンクメインフィードバック条件は以下の総ての条件が成立したときに成立する。
（Ｂ１）右バンク用上流側空燃比センサ６６Ｒが活性化している。
（Ｂ２）機関の負荷（負荷率）ＫＬが閾値フィードバック許可閾値以下である。
（Ｂ３）フューエルカット制御中でない。
【０１２２】
次に、ＣＰＵはステップ１０５０に進み、「指示燃料噴射量Ｆｉの燃料」を「燃料噴射気筒に対応して設けられている燃料噴射弁３３」から噴射させるための噴射指示信号を、その燃料噴射弁３３に送出する。
【０１２３】
この結果、燃料噴射気筒の燃料噴射弁３３が正常であれば、右バンクに属する気筒の空燃比を右バンク用目標空燃比abyfrRに一致させるために必要な量の燃料が、燃料噴射気筒の燃料噴射弁３３から噴射させられる。
【０１２４】
＜空燃比インバランス気筒決定（空燃比気筒間インバランス判定）＞
次に、「空燃比インバランス気筒（インバランス状態となっている気筒）を決定するための処理」について説明する。ＣＰＵは、所定時間が経過する毎に、図１１にフローチャートにより示した「右バンクインバランス気筒決定ルーチン」を実行するようになっている。このルーチンは、右バンクＲＢに属する気筒（第２、第４、第６及び第８気筒）についてのルーチンである。左バンクに属する気筒（第１、第３、第５及び第７気筒）については、図１１に示したルーチンと同様の「右バンクインバランス気筒決定ルーチン」が別途実行される。
【０１２５】
従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵはステップ１１００から処理を開始してステップ１１０５に進み、インバランス気筒決定完了フラグＸcom（以下、「決定完了フラグＸcom」と称呼する。）の値が「１」であるか否かを判定する。決定完了フラグＸcomの値は、イニシャルルーチンにおいて「０」に設定される。イニシャルルーチンは、機関１０を搭載した車両のイグニッション・キー・スイッチの位置がオフ位置からオン位置へと変更されたときにＣＰＵにより実行される初期化ルーチンである。決定完了フラグＸcomの値は、機関１０の始動後においてインバランス気筒が決定されたとき（インバランス気筒がないとの決定を含む。）、「１」に設定される（後述するステップ１１４０及びステップ１１８５を参照。）。
【０１２６】
いま、決定完了フラグＸcomの値が「０」であると仮定する。この場合、ＣＰＵはステップ１１０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１１０に進み、右バンク排気弁遅開フラグＸchikaiR（以下、「遅開フラグＸchikaiR」と称呼する。）の値が「１」であるか否かを判定する。この遅開フラグＸchikaiRの値は、上述したイニシャルルーチンにおいて「０」に設定される。更に、遅開フラグＸchikaiRの値は、後述するステップ１１５５にて「１」に設定され、且つ、後述するステップ１１８５にて「０」に設定される。
【０１２７】
いま、遅開フラグＸchikaiRの値が「０」であると仮定する。この場合、ＣＰＵはステップ１１１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１１５に進み、上記（１）式に区別不能時通常計算パラメータ（係数ａ１〜ａ８、ｂ１〜ｂ８、ｃ１〜ｃ８、及びｄ１〜ｄ８）を設定する。なお、本例の機関１０は、総ての運転領域において第２気筒の検出空燃比abyfs(R)の波形と第４気筒の検出空燃比abyfs(R)の波形とが類似する機関である。
【０１２８】
次に、ＣＰＵはステップ１１２０に進み、右バンクに属する気筒のそれぞれの空燃比ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６及びＡＦ８を、区別不能時通常計算パラメータが設定された上記（１）式にデータＸ（ｘ１〜ｘ８）を適用することにより推定する。なお、データＸ（ｘ１〜ｘ８）は、後述する図１３に示したサンプリングルーチンにより別途取得されている。また、データＸ（ｘ１〜ｘ８）が取得されていない場合、ＣＰＵはステップ１１２０の処理を行うことなく直ちに本ルーチンを一旦終了する。
【０１２９】
次に、ＣＰＵはステップ１１２５に進み、推定された空燃比ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６及びＡＦ８の中から、理論空燃比stoichから所定値以上乖離した空燃比（リッチ空燃比又はリーン空燃比）であって、他の気筒の空燃比との乖離が大きい空燃比（他の気筒の空燃比から所定値以上乖離した空燃比）ＡＦ（Ｚ）（Ｚは、２，４，６，８の何れか）を選択し、その値Ｚに対応する気筒がインバランス気筒であると決定する。換言すると、ＣＰＵは、空燃比ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６及びＡＦ８の４つのデータの中から、他の３つのデータ又は理論空燃比に比較して所定値以上リッチ側又はリーン側に乖離しているデータを選択し、その選択されたデータに対応する気筒をインバランス気筒であると決定する。なお、空燃比ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６及びＡＦ８の中に上記空燃比ＡＦ（Ｚ）がなければ、ＣＰＵは「インバランス気筒はない（空燃比気筒間インバランス状態が発生していない。）。」と決定する。更に、空燃比ＡＦ２及びＡＦ４が互いに実質的に同一であれば、インバランス気筒は第２気筒及び第４気筒の何れかであるとの決定を行う。
【０１３０】
次に、ＣＰＵはステップ１１３０に進み、第６気筒がインバランス気筒であると決定されたか否かを判定する。このとき、第６気筒がインバランス気筒であると決定されていれば、ＣＰＵはステップ１１３０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１３５に進み、「第６気筒がインバランス気筒である。」旨の情報をバックアップＲＡＭに記憶する。
【０１３１】
その後、ＣＰＵはステップ１１４０に進んで決定完了フラグＸcomの値を「１」に設定し、ステップ１１９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。このように、決定完了フラグＸcomの値が「１」に設定されると、ＣＰＵはステップ１１０５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１１９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了するようになる。
【０１３２】
一方、ＣＰＵがステップ１１３０の処理を実行する時点において第６気筒がインバランス気筒であると決定されていなければ、ＣＰＵはステップ１１３０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１１４５に進み、第８気筒がインバランス気筒であると決定されたか否かを判定する。このとき、第８気筒がインバランス気筒であると決定されていれば、ＣＰＵはステップ１１４５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１５０に進み、「第８気筒がインバランス気筒である。」旨の情報をバックアップＲＡＭに記憶する。その後、ＣＰＵはステップ１１４０を経由してステップ１１９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。
【０１３３】
他方、ＣＰＵがステップ１１４５の処理を実行する時点において第８気筒がインバランス気筒であると決定されていなければ、ＣＰＵはステップ１１４５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１１５５に進み、遅開フラグＸchikaiRの値を「１」に設定し、その後、ステップ１１９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１３４】
ところで、ＣＰＵは、所定時間が経過する毎に、図１２にフローチャートにより示したルーチンを実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵは図１２のステップ１２００から処理を開始してステップ１２１０に進み、右バンクの遅開フラグＸchikaiRの値が「０」であるか否かを判定する。
【０１３５】
現時点では、先のステップ１１５５にて遅開フラグＸchikaiRの値は「１」に設定されている。従って、ＣＰＵはステップ１２１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１２３０に進み、右バンクに属する気筒の排気弁開弁タイミングを「図９に示した排気弁遅角開弁タイミング」に設定する。この結果、インバランス気筒が、第６気筒でなく且つ第８気筒でない場合、右バンク用可変排気タイミング制御装置２２Ｒによって、右バンクに属する気筒の排気弁の開弁タイミングが「図９に示した通常運転時の排気弁開弁タイミング（通常排気弁開弁タイミング）」に対して所定クランク角θだけ遅角される。その後、ＣＰＵはステップ１２４０に進む。
【０１３６】
なお、ＣＰＵがステップ１２１０の処理を実行する時点において遅開フラグＸchikaiRの値が「０」であると、ＣＰＵはそのステップ１２１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１２２０に進み、右バンクＲＢに属する気筒の排気弁の開弁タイミングを「通常排気弁開弁タイミング」に設定する。その後、ＣＰＵはステップ１２４０に進む。
【０１３７】
ＣＰＵは、ステップ１２４０にて左バンクの遅開フラグＸchikaiLの値が「０」であるか否かを判定する。そして、ＣＰＵは遅開フラグＸchikaiLの値が「０」である場合にはステップ１２５０にて左バンクＬＢに属する気筒の排気弁の開弁タイミングを「通常排気弁開弁タイミング」に設定し、ステップ１２９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。これに対し、ＣＰＵは遅開フラグＸchikaiLの値が「１」である場合にはステップ１２６０にて左バンクＬＢに属する気筒の排気弁の開弁タイミングを「排気弁遅角開弁タイミング」に設定し、ステップ１２９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１３８】
なお、遅開フラグＸchikaiLの値は、前述した図示しない「左バンクインバランス気筒決定ルーチン」により、左バンクＬＢに属する気筒のそれぞれの空燃比ＡＦ１（第１気筒の空燃比）、ＡＦ３（第３気筒の空燃比）、ＡＦ５（第５気筒の空燃比）及びＡＦ７（第７気筒の空燃比）を、「区別不能時通常計算パラメータ」とデータＸとを用いて推定した結果、インバランス気筒が第１気筒でなく且つ第５気筒でないと決定される場合に「１」に設定される。
【０１３９】
所定時間の経過後にＣＰＵが図１１のステップ１１００から処理を再開すると、先に説明したステップ１１５５にて遅開フラグＸchikaiRの値が「１」に設定されているので、ＣＰＵはステップ１１０５にて「Ｙｅｓ」と判定し且つステップ１１１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１１６０に進む。そして、ＣＰＵはステップ１１６０にて、上記（１）式に排気弁遅角処理時の計算パラメータ（係数ａ１〜ａ８、ｂ１〜ｂ８、ｃ１〜ｃ８、及びｄ１〜ｄ８）を設定する。
【０１４０】
次に、ＣＰＵはステップ１１６５に進み、右バンクに属する気筒のそれぞれの空燃比ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６及びＡＦ８を、排気弁遅角処理時の計算パラメータが設定された上記（１）式に「排気弁遅角処理がなされた状態にて得られたデータＸ（ｘ１〜ｘ８）」を適用することにより推定する。なお、排気弁遅角処理がなされた状態にてデータＸ（ｘ１〜ｘ８）が取得されていない場合、ＣＰＵはステップ１１６５の処理を行うことなく直ちに本ルーチンを一旦終了する。
【０１４１】
次いで、ＣＰＵはステップ１１７０に進み、ステップ１１２５と同様の処理により、インバランス気筒を決定する。次に、ＣＰＵはステップ１１７５に進み、第２気筒がインバランス気筒であると決定されたか否かを判定する。このとき、第２気筒がインバランス気筒であると決定されていれば、ＣＰＵはステップ１１７５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１８０に進み、「第２気筒がインバランス気筒である。」旨の情報をバックアップＲＡＭに記憶する。
【０１４２】
その後、ＣＰＵはステップ１１８５に進み、決定完了フラグＸcomの値を「１」に設定するとともに遅開フラグＸchikaiRの値を「０」に設定し、ステップ１１９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。これにより、ＣＰＵは図１２のステップ１２２０に進むので、右バンクＲＢに属する気筒の排気弁開弁タイミングは通常排気弁開弁タイミングに設定される。
【０１４３】
一方、ＣＰＵが図１１のステップ１１７５の処理を実行する時点において、第２気筒がインバランス気筒であると決定されていなければ、ＣＰＵはステップ１１７５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１１９０に進み、第４気筒がインバランス気筒であると決定されたか否かを判定する。このとき、第４気筒がインバランス気筒であると決定されていれば、ＣＰＵはステップ１１９０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１９２に進み、「第４気筒がインバランス気筒である。」旨の情報をバックアップＲＡＭに記憶する。その後、ＣＰＵはステップ１１８５を経由してステップ１１９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。
【０１４４】
更に、ＣＰＵがステップ１１９０の処理を実行する時点において、第４気筒がインバランス気筒であると決定されていなければ、ＣＰＵはステップ１１９０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１１９４に進み、「インバランス気筒は存在しない。」旨の情報をバックアップＲＡＭに記憶する。その後、ＣＰＵはステップ１１８５を経由してステップ１１９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。なお、ＣＰＵは、ステップ１１２５にて「インバランス気筒は存在しない。」と判定した際に、その旨の情報をバックアップＲＡＭに記憶するとともに、決定完了フラグＸcomの値を「１」に設定してもよい。
【０１４５】
＜データＸのサンプリング＞
ＣＰＵは、クランク角が９０°ＣＡ経過する毎に図１３にフローチャートにより示した「右バンクデータサンプリングルーチン」を実行するようになっている。より具体的には、絶対クランク角が０°ＣＡ（＝７２０°ＣＡ）、９０°ＣＡ、１８０°ＣＡ、２７０°ＣＡ、３６０°ＣＡ、５４０°ＣＡ及び６３０°ＣＡに一致する毎に、ＣＰＵは図１３に示したルーチンを割り込み処理により開始する。
【０１４６】
従って、絶対クランク角が前記何れかのクランク角に一致すると、ＣＰＵは図１３のステップ１３００から処理を開始してステップ１３０５に進み、データ取得許可フラグＸkyokaの値が「１」であるか否かを判定する。データ取得許可フラグＸkyokaの値は、絶対クランク角ＣＡが０°クランク角になった時点においてデータ取得条件が成立しているときに「１」に設定され、データ取得条件が不成立になった時点において直ちに「０」に設定される。更に、データ取得許可フラグＸkyokaは上述したイニシャルルーチンにおいて「０」に設定される。
【０１４７】
データ取得条件は、以下の総ての条件（条件Ｃ１乃至条件Ｃ５）が成立したときに成立する。従って、データ取得条件は、以下の総ての条件（条件Ｃ１乃至条件Ｃ５）のうちの少なくとも一つが不成立であるとき、成立しない。勿論、データ取得条件を構成する条件は、以下の条件Ｃ１乃至条件Ｃ５に限定されることはない。
【０１４８】
（条件Ｃ１）決定完了フラグＸcomの値が「０」に設定されている。なお、決定完了フラグＸcomの値は、「０」から「１」へと変更された後、「機関１０の運転時間の積算値、又は、吸入空気量Ｇａの積算値」が所定値以上となったとき、再び「０」に設定されてもよい。
（条件Ｃ２）エアフローメータ６１により取得される吸入空気量Ｇａが、所定範囲内である。
（条件Ｃ３）機関回転速度ＮＥが所定範囲内である。即ち、機関回転速度ＮＥが、低側閾値回転速度ＮＥＬｏｔｈ以上であり且つ高側閾値回転速度ＮＥＨｉｔｈ以下である。
（条件Ｃ４）冷却水温ＴＨＷが閾値冷却水温ＴＨＷｔｈ以上である。
（条件Ｃ５）右バンクメインフィードバック条件が成立している。なお、このルーチンが、左バンクに属する気筒についてのルーチンである場合、条件Ｃ５は「左バンクメインフィードバック条件が成立していること」に置換される。
【０１４９】
このとき、データ取得許可フラグＸkyokaの値が「０」であれば、ＣＰＵはステップ１３０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１３９２に進み、データＸ（＝ｘ１〜ｘ８）を破棄し、ステップ１３９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１５０】
これに対し、ＣＰＵがステップ１３０５の処理を実行する時点において、データ取得許可フラグＸkyokaの値が「１」であれば、ＣＰＵはそのステップ１３０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１３１０に進み、その時点の右バンク用上流側空燃比センサ６６Ｒの出力値Vabyfs(R)により表される検出空燃比abyfs(R)を取得する。
【０１５１】
次に、ＣＰＵは以下に述べる処理を行う。
ステップ１３１５及びステップ１３２０：ＣＰＵは現時点の絶対クランク角が０°ＣＡであることをステップ１３１５にて確認すると、ステップ１３２０にて検出空燃比abyfs(R)をデータｘ１として格納する。ＣＰＵは現時点の絶対クランク角が０°ＣＡでなければ、ステップ１３２５に進む。
ステップ１３２５及びステップ１３３０：ＣＰＵは現時点の絶対クランク角が９０°ＣＡであることをステップ１３２５にて確認すると、ステップ１３３０にて検出空燃比abyfs(R)をデータｘ２として格納する。ＣＰＵは現時点の絶対クランク角が９０°ＣＡでなければ、ステップ１３３５に進む。
【０１５２】
ステップ１３３５及びステップ１３４０：ＣＰＵは現時点の絶対クランク角が１８０°ＣＡであることをステップ１３３５にて確認すると、ステップ１３４０にて検出空燃比abyfs(R)をデータｘ３として格納する。ＣＰＵは現時点の絶対クランク角が１８０°ＣＡでなければ、ステップ１３４５に進む。
ステップ１３４５及びステップ１３５０：ＣＰＵは現時点の絶対クランク角が２７０°ＣＡであることをステップ１３４５にて確認すると、ステップ１３５０にて検出空燃比abyfs(R)をデータｘ４として格納する。ＣＰＵは現時点の絶対クランク角が２７０°ＣＡでなければ、ステップ１３５５に進む。
【０１５３】
ステップ１３５５及びステップ１３６０：ＣＰＵは現時点の絶対クランク角が３６０°ＣＡであることをステップ１３５５にて確認すると、ステップ１３６０にて検出空燃比abyfs(R)をデータｘ５として格納する。ＣＰＵは現時点の絶対クランク角が３６０°ＣＡでなければ、ステップ１３６５に進む。
ステップ１３６５及びステップ１３７０：ＣＰＵは現時点の絶対クランク角が４５０°ＣＡであることをステップ１３６５にて確認すると、ステップ１３７０にて検出空燃比abyfs(R)をデータｘ６として格納する。ＣＰＵは現時点の絶対クランク角が４５０°ＣＡでなければ、ステップ１３７５に進む。
【０１５４】
ステップ１３７５及びステップ１３８０：ＣＰＵは現時点の絶対クランク角が５４０°ＣＡであることをステップ１３７５にて確認すると、ステップ１３８０にて検出空燃比abyfs(R)をデータｘ７として格納する。ＣＰＵは現時点の絶対クランク角が５４０°ＣＡでなければ、ステップ１３８５に進む。
ステップ１３８５及びステップ１３９０：ＣＰＵは現時点の絶対クランク角が６３０°ＣＡであることをステップ１３８５にて確認すると、ステップ１３９０にて検出空燃比abyfs(R)をデータｘ８として格納する。ＣＰＵは現時点の絶対クランク角が６３０°ＣＡでなければ、ステップ１３９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１５５】
以上により、絶対クランク角ＣＡが０°ＣＡから７２０°ＣＡに変化する一つの期間（一つの燃料サイクル）におけるデータＸ（ｘ１〜ｘ８）が取得される。なお、ＣＰＵは、検出空燃比abyfs(R)の代わりに、データＸ（ｘ１〜ｘ８）として各時点の出力値Vabyfs(R)を取得してもよい。その場合、第１決定装置は、上述した計算パラメータを、出力値Vabyfs(R)からなるデータＸに対して適合しておく。
【０１５６】
以上、説明したように、第１決定装置は、
前記空燃比センサの出力値又は同出力値により表される空燃比である検出空燃比を所定のタイミングが到来する毎に空燃比データとして取得するとともに（図１３のルーチンを参照。）、前記取得された複数の空燃比データに基づいて前記複数の気筒のうちの何れの気筒に供給される混合気の空燃比が同複数の気筒のうちの残りの気筒に供給される混合気の空燃比に対して所定値以上乖離しているかを決定する処理であるインバランス気筒決定処理を実行する（図１１の特にステップ１１２０及びステップ１１６５を参照。）インバランス気筒決定手段を備える。
【０１５７】
更に、そのインバランス気筒決定手段は、
所定の特定条件が成立した場合（図１１のステップ１１３０での「Ｎｏ」との判定及びステップ１１４５での「Ｎｏ」との判定を参照。）に前記インバランス気筒決定処理を実行するとき（ステップ１１６５を参照。）、前記空燃比センサの出力値が、前記複数の気筒のうちの排気行程が連続する任意の一対の第１の気筒及び第２の気筒のうち排気行程が後に到来する同第２の気筒の排気弁開弁時に発生するブローダウンガスの空燃比に追従して変化する前に同第１の気筒の排気弁開弁時に発生するブローダウンガスの空燃比に追従して変化するように、前記可変排気タイミング制御機構（２２Ｒ）により、少なくとも同第１の気筒の排気弁の開弁タイミングを同特定条件が不成立であるときに比較して遅角させる排気弁開弁タイミング遅角処理を実行し（図１１のステップ１１５５及び図１２のルーチンを参照。）、その上で前記インバランス気筒判定処理を実行するように構成されている（図１１のステップ１１１０での「Ｎｏ」との判定、ステップ１１６０及びステップ１１６５を参照。）。
【０１５８】
従って、排気弁開弁タイミング遅角処理により、第１の気筒（例えば、第４気筒）がインバランス状態にある場合の検出空燃比の波形と、第２の気筒（例えば、第２気筒）がインバランス状態にある場合の検出空燃比の波形と、が互いに明らかに相違するようになるから、何れの気筒がインバランス状態にあるかを確実に決定することができる。更に、排気弁開弁タイミング遅角処理が必要な場合（ステップ１１４５にて「Ｎｏ」と判定される場合）にのみ実行されるので、インバランス気筒を決定するためにエミッションが悪化する頻度を低下することができる。
【０１５９】
更に、前記インバランス気筒決定手段は、
前記排気弁開弁タイミング遅角処理を実行する前に（図１１のステップ１１５５を参照。）前記取得された複数の空燃比データに基づいて前記インバランス気筒決定処理を事前処理として行い（ステップ１１２０を参照。）、前記事前処理の結果、前記複数の気筒のうちの二つの気筒に供給される混合気の空燃比が同複数の気筒のうちの残りの気筒に供給される混合気の空燃比に対して前記所定値以上乖離していると決定される場合に（ステップ１１３０での「Ｎｏ」との判定及びステップ１１４５での「Ｎｏ」との判定を参照。）、前記特定条件が成立したと判定するように構成される。
【０１６０】
更に、前記インバランス気筒決定手段は、
前記特定条件が成立したとき、前記排気弁開弁タイミング遅角処理として、前記複数のの気筒のそれぞれの気筒の排気弁開弁タイミングを遅角するように構成される（図１１のステップ１１５５、図１２のステップ１２１０での「Ｎｏ」との判定、ステップ１２３０、及び、右バンク用可変排気タイミング制御装置２２Ｒを参照。）。
【０１６１】
＜第２実施形態（第２決定装置）＞
次に、本発明の第２実施形態に係る決定装置（以下、単に「第２決定装置」と称呼する。）について説明する。
【０１６２】
第２決定装置は、「機関の運転状態を表す運転パラメータであって前記空燃比センサの出力値に応じた値以外の運転パラメータ（例えば、機関の負荷（負荷率ＫＬ））」が「所定の条件（特定条件）」を満足しない場合、通常の計算パラメータ（区別可能時通常計算パラメータ）を用いて右バンクに属する気筒のそれぞれの空燃比ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６及びＡＦ８を推定し、どの気筒がインバランス気筒かを決定する。
【０１６３】
前記所定の条件は、負荷率が所定値以下のとき（機関１０の負荷が所定の閾値負荷以下のとき）成立する条件である。この所定の条件は、この所定の条件が成立しない場合に、第２気筒がインバランス気筒であるときの検出空燃比abyfs(R)の波形が、第４気筒がリッチインバランス気筒であるときの検出空燃比abyfs(R)の波形と明らかに相違する（図５を参照。）ように予め定められている。この場合の計算パラメータ（ａ１〜ａ８、ｂ１〜ｂ８、ｃ１〜ｃ８、及びｄ１〜ｄ８）は、空燃比ＡＦ２、空燃比ＡＦ４、空燃比ＡＦ６及び空燃比ＡＦ８のうちの何れか一つのみがインバランス空燃比ＡＦimbであり、他は上記（２）式にて表されるような空燃比であるとして適合された「区別可能時通常計算パラメータ」である。
【０１６４】
これに対し、第２決定装置は、前記所定の条件（特定条件）が成立する場合（機関１０の負荷が所定の閾値負荷以下のとき）、第２気筒がインバランス気筒であるときの検出空燃比abyfs(R)の波形と第４気筒がインバランス気筒であるときの検出空燃比abyfs(R)の波形とが酷似するので、右バンクＲＢに属する気筒の排気弁に対して上述した排気弁遅角処理を行う。これにより、どの気筒がインバランス気筒であっても、その検出空燃比abyfs(R)の波形は互いに相違する。
【０１６５】
そして、第２決定装置は、排気弁遅角処理時の計算パラメータを用いて右バンクに属する気筒のそれぞれの空燃比ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６及びＡＦ８を推定し、どの気筒がインバランス気筒かを決定する。その他の点において、第２決定装置は第１決定装置と同様である。
【０１６６】
なお、第２決定装置は、左バンクに属する気筒についても、右バンクに属する気筒に対する処理と同様な処理を行い、左バンクの何れの気筒がインバランス気筒であるかを決定する。
【０１６７】
第２決定装置のＣＰＵは、図１０、図１２及び図１３に示したルーチンと、図１４及び図１５に示したインバランス気筒決定ルーチンと、を実行する。図１０、図１２及び図１３に示したルーチンについては説明済みである。従って、以下においては図１４及び図１５に示したルーチンを中心に第２決定装置の作動について説明する。なお、図１４及び図１５に示したステップのうち既に示したステップと同一の処理を行うステップには、そのようなステップと同じ符号が付されている。これらのステップの詳細な説明は適宜省略される。また、図１４及び図１５は右バンクＲＢに属する気筒に対するルーチンであるが、第２決定装置のＣＰＵは左バンクＬＢに属する気筒についても同様なルーチンを実行する。
【０１６８】
ＣＰＵは、所定時間が経過する毎に、図１４にフローチャートにより示した「右バンクインバランス気筒決定ルーチン」を実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵはステップ１４００から処理を開始してステップ１４０５に進み、決定完了フラグＸcomの値が「０」であるか否かを判定する。
【０１６９】
このとき、決定完了フラグＸcomの値が「１」であれば、ＣＰＵはステップ１１０５からステップ１４９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１７０】
いま、決定完了フラグＸcomの値が「０」であると仮定する。この場合、ＣＰＵはステップ１１０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１４１０に進み、特定条件成立フラグＸtokuteiの値が「０」であるか否かを判定する。この特定条件成立フラグＸtokuteiの値は、上述したイニシャルルーチンにおいて「０」に設定される。更に、特定条件成立フラグＸtokuteiの値は、図示しない特定条件判定ルーチンにより、負荷（負荷率）ＫＬが閾値負荷ＫＬｔｈ以下であるときに「１」に設定され、負荷ＫＬが閾値負荷ＫＬｔｈより大きいとき「０」に設定される。
【０１７１】
なお、負荷ＫＬは、本例において負荷率（充填率）ＫＬであり、下記の（３）式に基いて算出される。この（３）式において、ρは空気密度（単位は（ｇ／ｌ））、Ｌは機関１０の排気量（単位は（ｌ））、８は機関１０の気筒数である。但し、負荷ＫＬは、筒内吸入空気量Ｍｃ、スロットル弁開度ＴＡ及びアクセルペダル操作量Accp等であってもよい。
【数３】
【０１７２】
特定条件成立フラグＸtokuteiの値が「１」である場合、第２気筒がリッチインバランス気筒であるときの検出空燃比abyfs(R)の波形と第４気筒がリッチインバランス気筒であるときの検出空燃比abyfs(R)の波形とが酷似する。従って、ＣＰＵはステップ１４２０に進み遅開フラグＸchikaiRの値を「１」に設定する。この結果、図１２のルーチンが実行されると、右バンクＲＢに属する気筒の排気弁に対して上述した排気弁遅角処理が行われる。
【０１７３】
これに対し、特定条件成立フラグＸtokuteiの値が「０」である場合、ＣＰＵはステップ１４１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１４３０に進み、上記（１）式に上述した区別可能時通常計算パラメータを設定する。次いで、ＣＰＵはステップ１１２０及びステップ１１２５にて右バンクに属する気筒のそれぞれの空燃比ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６及びＡＦ８を（１）式に従って推定するとともに、インバランス気筒を決定する。
【０１７４】
第６気筒がインバランス気筒であると決定された場合、ＣＰＵはステップ１１３０及びステップ１１３５にてその旨をバックアップＲＡＭに記憶する。一方、第８気筒がインバランス気筒であると決定された場合、ＣＰＵはステップ１１４５及びステップ１１５０にてその旨をバックアップＲＡＭに記憶する。更に、第２気筒がインバランス気筒であると決定された場合、ＣＰＵはステップ１１７５及びステップ１１８０にてその旨をバックアップＲＡＭに記憶する。加えて、第４気筒がインバランス気筒であると決定された場合、ＣＰＵはステップ１１９０及びステップ１１９２にてその旨をバックアップＲＡＭに記憶する。そして、インバランス気筒がないと決定された場合、ＣＰＵはステップ１１９４にてその旨をバックアップＲＡＭに記憶する。
【０１７５】
ＣＰＵは、ステップ１１３５、ステップ１１５０、ステップ１１８０、ステップ１１９２及びステップ１１９４の何れかのステップの処理を実行した後にステップ１１４０に進み、決定完了フラグＸcomの値を「１」に設定し、ステップ１４９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１７６】
更に、ＣＰＵは、所定時間が経過する毎に、図１５にフローチャートにより示した「排気弁遅開時右バンクインバランス気筒決定ルーチン」を実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵはステップ１５００から処理を開始してステップ１１０５に進み、決定完了フラグＸcomの値が「０」であるか否かを判定する。
【０１７７】
このとき、決定完了フラグＸcomの値が「１」であれば、ＣＰＵはステップ１１０５からステップ１５９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１７８】
いま、決定完了フラグＸcomの値が「０」であると仮定する。この場合、ＣＰＵはステップ１１０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１５１０に進み、遅開フラグＸchikaiRの値が「１」であるか否かを判定する。このとき、遅開フラグＸchikaiRの値が「０」であれば、ＣＰＵはステップ１５１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１５９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１７９】
これに対し、遅開フラグＸchikaiRの値が「１」であると、ＣＰＵはステップ１５１０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ１１６０乃至ステップ１１７０の処理により、第１決定装置のＣＰＵと同様にインバランス気筒を決定する。
【０１８０】
第６気筒がインバランス気筒であると決定された場合、ＣＰＵはステップ１１３０及びステップ１１３５にてその旨をバックアップＲＡＭに記憶する。一方、第８気筒がインバランス気筒であると決定された場合、ＣＰＵはステップ１１４５及びステップ１１５０にてその旨をバックアップＲＡＭに記憶する。更に、第２気筒がインバランス気筒であると決定された場合、ＣＰＵはステップ１１７５及びステップ１１８０にてその旨をバックアップＲＡＭに記憶する。加えて、第４気筒がインバランス気筒であると決定された場合、ＣＰＵはステップ１１９０及びステップ１１９２にてその旨をバックアップＲＡＭに記憶する。そして、インバランス気筒がないと決定された場合、ＣＰＵはステップ１１９４にてその旨をバックアップＲＡＭに記憶する。
【０１８１】
ＣＰＵは、ステップ１１３５、ステップ１１５０、ステップ１１８０、ステップ１１９２及びステップ１１９４の何れかのステップの処理を実行した後にステップ１５２０に進み、決定完了フラグＸcomの値を「１」に設定するとともに遅開フラグＸchikaiRの値を「０」に設定し、ステップ１５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１８２】
以上、説明したように、第２決定装置は、「前記機関の運転状態を表す運転パラメータであって前記空燃比センサの出力値（Vabyfs(R)、Vabyfs(L)）に応じた値（検出空燃比abyfs(R)、検出空燃比abyfs(L)）以外の運転パラメータ（負荷ＫＬ）」が所定の条件（負荷ＫＬが閾値負荷ＫＬｔｈ以下であるという条件）を満足する場合に、前記特定条件が成立したと判定して排気弁開弁タイミング遅角処理を実行し、その上で前記インバランス気筒判定処理を実行する（図１４の「ステップ１４１０及びステップ１４２０」、図１２の「ステップ１２１０及びステップ１２３０」、並びに、図１５のルーチンを参照。）。これによれば、排気弁開弁タイミング遅角処理を必要な場合にのみ予め行っておくことができる。
【０１８３】
なお、特定条件成立フラグＸtokuteiの値は、負荷ＫＬ以外の他の運転パラメータ（例えば、機関回転速度ＮＥ及び推定される排気圧力等）に基づいて変更されてもよい。更に、上流側空燃比センサ６６Ｒ及び上流側空燃比センサ６６Ｌの近傍にそれぞれ排気圧力を検出する排気圧力センサを設け、その排気圧力センサの検出値に基づいて特定条件成立フラグＸtokuteiの値を変更してもよい。
【０１８４】
＜第３決定装置＞
次に、本発明に関連する決定装置（以下、単に「第３決定装置」と称呼する。）について説明する。
【０１８５】
第３決定装置は、右バンクＲＢについては、区別不能時通常計算パラメータを用いて、第６気筒がインバランス気筒であるとの決定、第８気筒がインバランス気筒であるとの決定、第２及び第４気筒の何れかがインバランス気筒であるとの決定、及び、インバランス気筒なしとの決定を行う。但し、第３決定装置は、第２及び第４気筒の何れかがインバランス気筒であると決定した場合、第１決定装置のように、排気弁遅角処理時を行わない。同様に、第３決定装置は、左バンクＬＢについては、区別不能時通常計算パラメータを用いて、第１気筒がインバランス気筒であるとの決定、第５気筒がインバランス気筒であるとの決定、第３及び第７気筒の何れかがインバランス気筒であるとの決定、及び、インバランス気筒なしとの決定を行う。第３決定装置は、第３及び第７気筒の何れかがインバランス気筒であると決定した場合、第１決定装置のように、排気弁遅角処理時を行わない。その他の点において、第３決定装置は第１決定装置と同様である。
【０１８６】
第３決定装置のＣＰＵは、図１０及び図１３に示したルーチンと、図１６に示したインバランス気筒決定ルーチンと、を実行する。図１０及び図１３に示したルーチンについては説明済みである。従って、以下においては図１６に示したルーチンを中心に第３決定装置の作動について説明する。なお、図１６に示したステップのうち図１１に示したステップと同一の処理を行うステップには、図１１に示したステップと同じ符号が付されている。これらのステップの詳細な説明は適宜省略される。
【０１８７】
ＣＰＵは、決定完了フラグＸcomの値が「０」であるとき、ステップ１１１５乃至ステップ１１２５の処理により、第１決定装置のＣＰＵと同様にインバランス気筒を決定する。ここで、第６気筒がインバランス気筒であると決定された場合、ＣＰＵはステップ１１３０及びステップ１１３５にてその旨をバックアップＲＡＭに記憶する。一方、第８気筒がインバランス気筒であると決定された場合、ＣＰＵはステップ１１４５及びステップ１１５０にてその旨をバックアップＲＡＭに記憶する。
【０１８８】
これに対し、「第６気筒及び第８気筒の何れも」がインバランス気筒であると決定されていなかった場合、ＣＰＵはステップ１６１０に進み、第２気筒及び第４気筒の何れかがインバランス気筒であると決定されたか否かを判定する。このとき、第２気筒及び第４気筒の何れかがインバランス気筒であると決定されていれば、ＣＰＵはステップ１６１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１６２０に進み、第２気筒及び第４気筒の何れかがインバランス気筒である旨をバックアップＲＡＭに記憶する。その後、ＣＰＵはステップ１１４０を経由してステップ１６９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。
【０１８９】
更に、ＣＰＵがステップ１６１０の処理を実行する時点において、第２気筒及び第４気筒の何れかがインバランス気筒であると決定されていなければ、ＣＰＵはステップ１６１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１６３０に進み、インバランス気筒はない旨をバックアップＲＡＭに記憶する。その後、ＣＰＵはステップ１１４０を経由してステップ１６９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。
【０１９０】
以上、説明したように、第３決定装置は、排気弁の開弁タイミングを通常運転時の排気弁開弁タイミングに維持した状態にて、右バンクに属する気筒のそれぞれの空燃比ＡＦ２、ＡＦ４、ＡＦ６及びＡＦ８を、区別不能時通常計算パラメータが設定された上記（１）式にデータＸ（ｘ１〜ｘ８）を適用することにより推定する。そして、第２気筒又は第４気筒がインバランス気筒であると決定される場合、そのどちらの気筒がインバランス気筒であるかを決定することなく、第２気筒又は第４気筒がインバランス気筒である旨を記憶する。
【０１９１】
＜第４決定装置＞
次に、本発明に関連する決定装置（以下、単に「第４決定装置」と称呼する。）について説明する。
【０１９２】
上述した第１決定装置は、インバランス気筒が第２気筒であるか第４気筒であるか判別できない場合に排気弁開弁タイミング遅角処理を実行していた。これに対し、第４決定装置は、インバランス気筒が第２気筒であるか第４気筒であるか判別できない場合、第２気筒の空燃比及び第４気筒の空燃比のうちの片方のみを変更し、それにより、インバランス気筒が第２気筒であるか第４気筒であるかを決定する。この空燃比の変更方法は、対応する燃料噴射弁３３の噴射量を調整することにより行う。なお、第４決定装置が、各気筒に吸入する空気量を他の気筒と独立して調整することができる「独立スロットル弁」を備える場合、その独立スロットル弁を用いて空燃比を変更してもよい。
【０１９３】
より具体的に述べると、第４決定装置は、第３決定装置と同様にインバランス気筒を決定し、その結果、右バンクＲＢに属する気筒について、第２気筒又は第４気筒がインバランス気筒であると決定した場合、先ず、第２気筒又は第４気筒がリッチインバランス状態にあるのかリーンインバランス状態にあるのかを（データＡＦ２及びＡＦ４に基いて）決定する。
【０１９４】
第４決定装置は、第２気筒又は第４気筒がリッチインバランス状態であると判定した場合、先ず、第２気筒の燃料噴射量を所定量減量する。そして、第４決定装置は、検出空燃比abyfs(R)の振幅が小さくなった場合、第２気筒がインバランス気筒（リッチインバランス気筒）であると決定する。これに対し、第２気筒の燃料噴射量を所定量減量した結果、検出空燃比abyfs(R)の振幅が減少しなければ、第４気筒がインバランス気筒（リッチインバランス気筒）であると決定する。
【０１９５】
これに対し、第４決定装置は、第２気筒又は第４気筒がリーンインバランス状態であると判定した場合、第２気筒の燃料噴射量を所定量増量する。そして、第４決定装置は、検出空燃比abyfs(R)の振幅が小さくなった場合、第２気筒がインバランス気筒（リーンインバランス気筒）であると決定する。これに対し、第２気筒の燃料噴射量を所定量増量した結果、検出空燃比abyfs(R)の振幅が減少しなければ、第４気筒がインバランス気筒（リーンインバランス気筒）であると決定する。
【０１９６】
加えて、第４決定装置は、左バンクＬＢに属する気筒について、インバランス気筒が第３気筒であるか第７気筒であるか判別できない場合、第３気筒の空燃比及び第７気筒の空燃比のうちの片方のみを変更し、それにより、インバランス気筒が第３気筒であるか第７気筒であるかを決定する。
【０１９７】
更に、第４決定装置は、インバランス気筒を決定するために燃料噴射量を増量又は減量する場合、機関回転速度ＮＥを監視し、機関回転速度ＮＥの変動が大きくなった場合には燃料噴射量が増量又は減量された気筒の点火時期を調整することにより同気筒のトルクを変更し、以って、機関回転速度ＮＥの変動を減少させてもよい。
【０１９８】
以上、説明したように、本発明による空燃比インバランス気筒決定装置の各実施形態は、検出空燃比abyfsに基いて推定した気筒別空燃比を用いて、どの気筒がインバランス気筒であるのかを精度良く決定することができる。
【０１９９】
本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、データＸのサンプリング間隔は９０°ＣＡでなくてもよく、例えば、４５°ＣＡ及び３０°ＣＡ等の７２０°ＣＡの約数のクランク角であってもよい。
【０２００】
更に、本発明は、Ｖ８エンジンに限らず、一つの上流側空燃比センサに到達する排ガスを排出する複数の気筒の何れか二以上の気筒のうちの一つがインバランス状態となったときと、同二以上の気筒のうちの他の一つがインバランス状態となったときと、において検出空燃比の波形が酷似するエンジンであれば適用することができる。
【０２０１】
更に、上記排気弁開弁タイミング遅角処理は、右バンクＲＢに属する気筒の総ての排気弁、又は、左バンクＬＢに属する気筒の総ての排気弁、の開弁タイミングを同時に遅角させていた。これに対し、機関１０が各気筒の排気弁の開弁タイミングを他の気筒の排気弁の開弁タイミングと独立して調整できる機構（例えば、各気筒独立の電磁式のバルブタイミング制御装置、電磁式排気弁駆動装置等）を備えている場合、第１の気筒（例えば、第４気筒）がインバランス状態にある場合の検出空燃比の波形と、第２の気筒（例えば、第２気筒）がインバランス状態にある場合の検出空燃比の波形と、が酷似するとき、排気行程が先に到来する気筒（第４気筒）の排気弁開弁タイミングのみを遅角してもよい。
【０２０２】
また、本発明において、左バンク用サブフィードバック量ＫＳＦＢＬ及び右バンク用サブフィードバック量ＫＳＦＢＲの少なくとも一方は常に「０」であってもよい。即ち、本発明において、下流側空燃比センサ（６７Ｌ、６７Ｒ）の出力値に基く空燃比フィードバック制御は必ずしも必要ではない。
【符号の説明】
【０２０３】
１０…多気筒内燃機関、２０…機関本体部、２１…燃焼室（気筒）、２２Ｌ…左バンク用可変排気タイミング制御装置、２２Ｒ…右バンク用可変排気タイミング制御装置、３３…燃料噴射弁、４０…左バンク排気系統、４１…左バンク用エキゾーストマニホールド、４１ｂ…集合部（左バンク排気集合部）、４２…左バンク用エキゾーストパイプ、４３…左バンク用上流側触媒、５０…右バンク排気系統、５１…右バンク用エキゾーストマニホールド、５１ｂ…集合部（右バンク排気集合部）、５２…右バンク用エキゾーストパイプ、５３…右バンク用上流側触媒、６６Ｌ…左バンク用上流側空燃比センサ、６６Ｒ…右バンク用上流側空燃比センサ、７０…電気制御装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多気筒内燃機関に適用され、
前記機関が備える複数の気筒から排出された排ガスが集合する前記機関の排気通路の排気集合部又は同排気通路の同排気集合部よりも下流側の部位に配設された空燃比センサであって同空燃比センサが配設された部位を通過する排ガスの空燃比に応じた出力値を出力する空燃比センサと、
前記複数の気筒のそれぞれに混合気を供給する混合気供給手段と、
前記複数の気筒のそれぞれの排気弁の開弁タイミングを調整することができる可変排気タイミング制御機構と、
前記空燃比センサの出力値又は同出力値により表される空燃比である検出空燃比を所定のタイミングが到来する毎に空燃比データとして取得するとともに、前記取得された複数の空燃比データに基づいて前記複数の気筒のうちの何れの気筒に供給される混合気の空燃比が同複数の気筒のうちの残りの気筒に供給される混合気の空燃比に対して所定値以上乖離しているかを決定する処理であるインバランス気筒決定処理を実行するインバランス気筒決定手段と、
を備える空燃比インバランス気筒決定装置において、
前記インバランス気筒決定手段は、
所定の特定条件が成立した場合に前記インバランス気筒決定処理を実行するとき、前記空燃比センサの出力値が、前記複数の気筒のうちの排気行程が連続する任意の一対の第１の気筒及び第２の気筒のうち排気行程が後に到来する同第２の気筒の排気弁開弁時に発生するブローダウンガスの空燃比に追従して変化する前に同第１の気筒の排気弁開弁時に発生するブローダウンガスの空燃比に追従して変化するように、前記可変排気タイミング制御機構により、少なくとも同第１の気筒の排気弁の開弁タイミングを同特定条件が不成立であるときに比較して遅角させる排気弁開弁タイミング遅角処理を実行した上で前記インバランス気筒判定処理を実行するように構成された空燃比インバランス気筒決定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の空燃比インバランス気筒決定装置において、
前記インバランス気筒決定手段は、
前記排気弁開弁タイミング遅角処理を実行する前に前記取得された複数の空燃比データに基づいて前記インバランス気筒決定処理を事前処理として行い、前記事前処理の結果、前記複数の気筒のうちの二つの気筒に供給される混合気の空燃比が同複数の気筒のうちの残りの気筒に供給される混合気の空燃比に対して所定値以上乖離していると決定される場合に前記特定条件が成立したと判定するように構成された空燃比インバランス気筒決定装置。
【請求項３】
請求項１に記載の空燃比インバランス気筒決定装置において、
前記インバランス気筒決定手段は、
前記機関の運転状態を表す運転パラメータであって前記空燃比センサの出力値に応じた値以外の運転パラメータが所定の条件を満足する場合に前記特定条件が成立したと判定するように構成された空燃比インバランス気筒決定装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の空燃比インバランス気筒決定装置において、
前記インバランス気筒決定手段は、
前記特定条件が成立したとき、前記排気弁開弁タイミング遅角処理として、前記複数のの気筒のそれぞれの気筒の排気弁開弁タイミングを遅角するように構成された空燃比インバランス気筒決定装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の空燃比インバランス気筒決定装置において、
前記インバランス気筒決定手段は、
前記特定条件が成立したとき、前記排気弁開弁タイミング遅角処理として、前記第１の気筒の排気弁開弁タイミングのみを遅角するように構成された空燃比インバランス気筒決定装置。
【請求項１】
多気筒内燃機関に適用され、
前記機関が備える複数の気筒から排出された排ガスが集合する前記機関の排気通路の排気集合部又は同排気通路の同排気集合部よりも下流側の部位に配設された空燃比センサであって同空燃比センサが配設された部位を通過する排ガスの空燃比に応じた出力値を出力する空燃比センサと、
前記複数の気筒のそれぞれに混合気を供給する混合気供給手段と、
前記複数の気筒のそれぞれの排気弁の開弁タイミングを調整することができる可変排気タイミング制御機構と、
前記空燃比センサの出力値又は同出力値により表される空燃比である検出空燃比を所定のタイミングが到来する毎に空燃比データとして取得するとともに、前記取得された複数の空燃比データに基づいて前記複数の気筒のうちの何れの気筒に供給される混合気の空燃比が同複数の気筒のうちの残りの気筒に供給される混合気の空燃比に対して所定値以上乖離しているかを決定する処理であるインバランス気筒決定処理を実行するインバランス気筒決定手段と、
を備える空燃比インバランス気筒決定装置において、
前記インバランス気筒決定手段は、
所定の特定条件が成立した場合に前記インバランス気筒決定処理を実行するとき、前記空燃比センサの出力値が、前記複数の気筒のうちの排気行程が連続する任意の一対の第１の気筒及び第２の気筒のうち排気行程が後に到来する同第２の気筒の排気弁開弁時に発生するブローダウンガスの空燃比に追従して変化する前に同第１の気筒の排気弁開弁時に発生するブローダウンガスの空燃比に追従して変化するように、前記可変排気タイミング制御機構により、少なくとも同第１の気筒の排気弁の開弁タイミングを同特定条件が不成立であるときに比較して遅角させる排気弁開弁タイミング遅角処理を実行した上で前記インバランス気筒判定処理を実行するように構成された空燃比インバランス気筒決定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の空燃比インバランス気筒決定装置において、
前記インバランス気筒決定手段は、
前記排気弁開弁タイミング遅角処理を実行する前に前記取得された複数の空燃比データに基づいて前記インバランス気筒決定処理を事前処理として行い、前記事前処理の結果、前記複数の気筒のうちの二つの気筒に供給される混合気の空燃比が同複数の気筒のうちの残りの気筒に供給される混合気の空燃比に対して所定値以上乖離していると決定される場合に前記特定条件が成立したと判定するように構成された空燃比インバランス気筒決定装置。
【請求項３】
請求項１に記載の空燃比インバランス気筒決定装置において、
前記インバランス気筒決定手段は、
前記機関の運転状態を表す運転パラメータであって前記空燃比センサの出力値に応じた値以外の運転パラメータが所定の条件を満足する場合に前記特定条件が成立したと判定するように構成された空燃比インバランス気筒決定装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の空燃比インバランス気筒決定装置において、
前記インバランス気筒決定手段は、
前記特定条件が成立したとき、前記排気弁開弁タイミング遅角処理として、前記複数のの気筒のそれぞれの気筒の排気弁開弁タイミングを遅角するように構成された空燃比インバランス気筒決定装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の空燃比インバランス気筒決定装置において、
前記インバランス気筒決定手段は、
前記特定条件が成立したとき、前記排気弁開弁タイミング遅角処理として、前記第１の気筒の排気弁開弁タイミングのみを遅角するように構成された空燃比インバランス気筒決定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−８３１８６（Ｐ２０１３−８３１８６Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２２９２２（Ｐ２０１１−２２２９２２）
【出願日】平成２３年１０月７日（２０１１．１０．７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月７日（２０１１．１０．７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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