本发明提供了一种用于平滑内燃机的多个汽缸之间空燃比的差异的空燃比控制设备。该空燃比控制设备包括用于测量所述内燃机的输出的传感器。所述空燃比控制设备通过取所述传感器测得的值与针对各汽缸的基准信号的互相关来计算各汽缸的相关函数。所述空燃比控制设备计算对于所有汽缸公共的平滑目标值。所述空燃比控制设备包括用于产生到相应的汽缸的控制输入以使所述相关函数收敛到所述平滑目标值的汽缸控制器。所述空燃比快速收敛到所述目标值，而与建模误差和空载时间无关。