一种气缸间空燃比不平衡判定装置，包括：催化剂(43)、具有被扩散阻力层覆盖的空燃比检测元件的上游侧空燃比传感器(55)、下游侧空燃比传感器(56)。判定装置进行用于使由上游侧空燃比传感器的输出值表示的空燃比与上游侧目标空燃比相一致的主反馈控制。判定装置进行用于使下游侧空燃比传感器的输出值与下游侧目标值相一致的副反馈控制。判定装置根据副反馈量取得“不平衡判定用参数”，其中，“包含在通过催化剂前后的排气中的氢的量之差”越大，所述不平衡判定用参数变得越大，在该不平衡判定用参数比异常判定阈值大时，判定为发生气缸间空燃比不平衡。但是，在排气流量在规定值以上等规定的禁止判定条件成立时，判定装置不进行所述气缸间空燃比不平衡的判定。