JP2007198177A - ノックセンサの接続状態判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノックセンサの接続状態を判定することができる判定装置を提供する。
【解決手段】エンジンＥＣＵは、次に燃料噴射される気筒に最も近いノックセンサの取付け位置Ａを算出するステップ（Ｓ１０６）と、燃料噴射終了タイミングの信号が取り込まれるゲート開区間における最大のピーク値Ｐを出力したノックセンサが接続される入力部Ｂを算出するステップ（Ｓ１１４）と、すべてのゲート区間において入力部Ｂが取付け位置Ａに対応していると検出されない場合（Ｓ１１８にてＮＯ）、ノックセンサの接続状態が異常であると判定するステップ（Ｓ１２０）と、取付け位置Ａに対応していないと検出された入力部Ｂに対応する取付け位置が取付け位置Ａになるように、取付け位置と入力部との対応関係を変更するステップ（Ｓ１２４）とを含むプログラムを実行する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ノックセンサの接続状態を判定する判定装置に関し、特に、複数の気筒を有する内燃機関に設けられた複数のノックセンサの接続状態を判定する判定装置に関する。

従来より、内燃機関に設けられるノックセンサが出力する振動の強度に関する値が、予め定められたノック判定値より大きいか否かによりノッキングの有無を検出し、その検出結果に基づいて、点火時期を制御する技術がある。複数の気筒を有する内燃機関においては、気筒ごとに点火時期が異なり、ノッキングが発生する頻度も気筒ごとに異なるため、ノッキングの有無の検出も気筒ごとに行なわれる。また、気筒ごとのノッキングの有無を精度よく検出するため、内燃機関には各気筒の数や配置に対応した複数のノックセンサが設けられる場合がある。特開２００５−１７１９９７号公報（特許文献１）は、このような複数のノックセンサが設けられた内燃機関のノッキング制御装置に関する技術を開示する。

特許文献１に開示されたマルチシリンダ内燃機関のノッキング制御装置は、複数のシリンダのうちそれぞれ一部のシリンダの噴射の駆動制御を交番的に行なう少なくとも２つの制御装置と、シリンダに配置された複数のノッキングセンサ（ノックセンサ）とを備えたマルチシリンダ内燃機関のノッキング制御装置において、複数のノッキングセンサの一部ずつが各制御装置に配属されており、各ノッキングセンサの信号出力が対応する制御装置の一部であるノッキング制御段に結合されていることを特徴とする。

この公報に開示された発明によると、各制御装置は自身の駆動した噴射に基づくシリンダのノッキングセンサ信号を測定できる。そのため、制御装置間の複雑なリアルタイム同期が必要なくなる。制御装置間のリアルタイム同期は非常に複雑であり、使用されるハードウェアおよびソフトウェアに高度な要求を課すため、これを省略できれば技術的構造が簡単化され、障害耐性が増大する。またシステム全体のコストに関しても有利な構造を実現できる。
特開２００５−１７１９９７号公報

ところで、複数のノックセンサが設けられた内燃機関において、気筒ごとのノッキングの有無を精度よく検出しようとする場合、各気筒のノッキングの有無の検出を、各気筒に対応した位置に取付けられたノックセンサの出力信号を用いて行なう必要がある。そのため、各気筒に対応した位置に取付けられた複数のノックセンサを、ノッキング検出装置に設けられた各ノックセンサの位置に対応した入力部に接続する必要がある。このような接続は、ノックセンサの数量が多いと複雑になる。これにより、各ノックセンサを、ノッキング検出装置に設けられた各ノックセンサの位置に対応した入力部と異なる入力部に接続（誤組付け）してしまう場合がある。そのため、気筒ごとのノッキングの有無を精度よく検出できないおそれがある。したがって、ノッキングの有無の検出を行なう前に、ノックセンサとノッキング検出装置との接続状態が誤組付けなどの状態でないか否かを予め判定することが望ましい。

しかしながら、特許文献１においては、複数のノックセンサの接続状態を判定する技術について、なんら開示されていない。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、複数のノックセンサの接続状態を判定することができる判定装置を提供することである。

第１の発明に係る判定装置は、複数の気筒を有する内燃機関に設けられた複数のノックセンサの接続状態を判定する判定装置であって、ノックセンサは、気筒の位置を基準として取付け位置が予め定められ、各ノックセンサからの信号線は、ノックセンサの数に応じて設けられた複数の入力部を有するノッキング検出装置に接続され、各ノックセンサは、各ノックセンサの取付け位置に対応する入力部が予め定められ、判定装置は、各ノックセンサが出力した値に基づいて、各ノックセンサが、対応する入力部に接続されているか否かを検出するための検出手段と、検出手段により対応する入力部に接続されていないと検出された場合に、接続状態が異常であると判定するための判定手段とを含む。

第１の発明によると、気筒の位置を基準として取付けられた複数のノックセンサからの信号線は、複数の入力部を有するノッキング検出装置に接続される。各ノックセンサは、各ノックセンサの取付け位置に対応する入力部が予め定められる。そのため、各気筒に最も近い位置に取付けられたノックセンサの出力信号を用いて各気筒のノッキングの有無の検出ができるため、気筒ごとのノッキングの有無の検出を精度よく行なうことができる。ところで、複数のノックセンサを複数の入力部に接続するため、各ノックセンサを対応する入力部と異なる入力部に接続（誤組付け）してしまう場合が起こり得る。そのため、各ノックセンサが対応する入力部に接続されているか否か（ノックセンサの接続状態）を判定する必要がある。そこで、各ノックセンサが出力した値に基づいて、各ノックセンサが対応する入力部に接続されているか否かが検出される。たとえば、ノックセンサが出力した値にノイズが含まれる場合、最も大きな値が入力された入力部と、ノイズが生じた場所に最も近い取付け位置（すなわち最も大きな値を出力するノックセンサの取付け位置）に対応する入力部とを比較することにより、ノックセンサの接続状態を検出できる。各ノックセンサが、取付け位置に対応する入力部に接続されていないと検出された場合に、接続状態が異常であると判定する。その結果、複数のノックセンサの接続状態を判定することができる判定装置を提供することができる。

第２の発明に係る判定装置は、第１の発明の構成に加えて、各ノックセンサが出力した値は、ノイズを含む値である。

第２の発明によると、各ノックセンサが出力した値はノイズを含む値であるため、最も大きな値が入力された入力部と、ノイズが生じた場所に最も近い取付け位置に対応する入力部とを比較することにより、ノックセンサの接続状態を検出できる。

第３の発明に係る判定装置は、第２の発明の構成に加えて、ノイズが発生すると予測される場所を算出するための第１の算出手段と、予測される場所に最も近いノックセンサの取付け位置を算出するための第２の算出手段と、各ノックセンサのうち、ノイズが発生するタイミングにおいて最も大きな値を出力したノックセンサが接続される入力部を算出するための第３の算出手段とをさらに含み、検出手段は、第３の算出手段により算出された入力部が、第２の算出手段により算出されたノックセンサの取付け位置に対応する入力部である場合に、対応する入力部に接続されていると検出するための手段を含む。

第３の発明によると、ノイズが発生すると予測される場所が算出され、ノイズが発生すると予測される場所に最も近いノックセンサの取付け位置が算出される。これにより、ノイズが発生すると予測されるタイミングにおいて、最も大きな値を出力するノックセンサの取付け位置を算出することができる。各ノックセンサのうち、ノイズが発生するタイミングにおいて最も大きな値を出力したノックセンサが接続される入力部、すなわち最も大きな値が入力された入力部が算出される。最も大きな値が入力された入力部が、ノイズが発生すると予測される場所に最も近いノックセンサの取付け位置（すなわち最も大きな値を出力するノックセンサの取付け位置）に対応する入力部である場合に、各ノックセンサが対応する入力部に接続されていると検出される。そのため、ノイズが発生する場所およびタイミングに基づいて、複数のノックセンサの接続状態を判定することができる。

第４の発明に係る判定装置は、第１〜第３のいずれかの発明の構成に加えて、判定手段により接続状態が異常であると判定された場合に、ノックセンサの取付け位置と入力部との対応関係を変更するための変更手段とをさらに含む。

第３の発明によると、接続状態が異常であると判定された場合に、ノックセンサの取付け位置と入力部との対応関係が変更される。たとえば、対応するノックセンサに接続されていない入力部に入力された値が、実際に接続されているノックセンサの取付け位置に応じた気筒におけるノッキングの有無の検出に用いられるように変更される。そのため、ノックセンサが対応する入力部に接続されていなくても、気筒ごとのノッキングの有無の検出を精度よく行なうことができる。さらに、たとえば、ノックセンサとノッキング検出装置との接続線の長さをノックセンサの取付け位置ごとに変えるなどの誤組付けを防止する対策が必要なくなるため、誤組付けを防止する対策に必要であったコストが低減できる。

第５の発明に係る判定装置は、第４の発明の構成に加えて、判定手段により接続状態が異常であると判定された場合に、対応する入力部に接続されていないと検出された入力部を特定するための特定手段をさらに含む。変更手段は、特定された入力部に対応するノックセンサの取付け位置が、第２の算出手段により算出された取付け位置になるように、対応関係を変更するための手段を含む。

第５の発明によると、接続状態が異常であると判定された場合に、対応する入力部にノックセンサが接続されていないと検出された入力部が特定される。特定された入力部に対応する取付け位置が、ノイズが発生すると予測される場所に最も近いと算出された取付け位置になるように、ノックセンサの取付け位置と入力部との対応関係が変更される。これにより、特定された入力部に入力された値が、ノイズが発生すると予測される場所に最も近い取付け位置（すなわち実際に接続されているノックセンサの取付け位置）に応じた気筒におけるノッキングの有無の検出に用いられるように変更される。そのため、対応するノックセンサに接続されていない入力部に入力された値が、実際に接続されているノックセンサの取付け位置に応じた気筒におけるノッキングの有無の検出に用いられるように、対応関係を変更することができる。

第６の発明に係る判定装置は、第３〜第５のいずれかの発明の構成に加えて、ノイズが発生すると予測される時期を算出するための手段と、予測される時期に基づいて、各ノックセンサが出力する値を検出する区間を算出するための手段と、各ノックセンサが区間に出力する値のピーク値を、各ノックセンサごとに検出するための手段とをさらに含み、第３の算出手段は、最も大きなピーク値を出力したノックセンサが接続されている入力部を算出するための手段を含む。

第６の発明によると、ノイズが発生すると予測される時期が算出され、予測される時期に基づいて、各ノックセンサが出力する値を検出する区間が算出される。そのため、発生すると予測されるノイズ以外の振動を排除して、予測されるノイズを精度よく検出することができる。このような区間で各ノックセンサが出力する値のピーク値が、各ノックセンサごとに検出され、最も大きなピーク値を出力したノックセンサが接続されている入力部が算出される。そのため、ノックセンサが接続される入力部を精度よく算出することができる。

第７の発明に係る判定装置は、第１〜第６のいずれかの発明の構成に加えて、内燃機関が予め定められた運転状態であるか否かを判断するための判断手段をさらに含み、検出手段は、判断手段により予め定められた運転状態と判断された場合における各ノックセンサが出力する値に基づいて、対応する入力部に接続されているか否かを検出するための手段を含む。

第７の発明によると、内燃機関が予め定められた運転状態であるか否かが判断され、予め定められた運転状態と判断された場合における各ノックセンサが出力する値に基づいて、対応する入力部にノックセンサが接続されているか否かが検出される。たとえば、内燃機関がアイドリング状態である場合に、対応する入力部にノックセンサが接続されているか否かが検出される。これにより、予測されるノイズ以外の大きな振動が発生する高回転高負荷領域を回避して、予測されるノイズを精度よく検出することができる。そのため、ノックセンサが接続される入力部をより精度よく算出することができる。

第８の発明に係る判定装置は、第２〜第７のいずれかの発明の構成に加えて、ノイズは、内燃機関に設けられる部品の作動に起因して発生する振動である。

第８の発明によると、ノイズは、内燃機関に設けられる部品の作動に起因して発生する振動である。内燃機関に設けられる部品が組付けられる場所が、ノイズが発生する場所である。そのため、ノイズが発生する場所に最も近いノックセンサの取付け位置を算出することができる。また、内燃機関に設けられる部品が作動するタイミングは予測できる。そのため、ノイズが発生するタイミングを予測することができる。これにより、内燃機関に設けられる部品が組付けられる場所および作動するタイミングに基づいて、複数のノックセンサの接続状態を判定することができる。

第９の発明に係る判定装置は、第２〜第８のいずれかの発明の構成に加えて、ノイズは、燃料噴射が終了する際に発生する振動、吸気バルブが閉弁する際に発生する振動および排気バルブが閉弁する際に発生する振動の少なくともいずれかである。

第９の発明によると、ノイズは、燃料噴射が終了する際に発生する振動、吸気バルブが閉弁する際に発生する振動および排気バルブが閉弁する際に発生する振動の少なくともいずれかである。そのため、燃料噴射ノズル、吸気バルブおよび排気バルブが取付けられる気筒を算出することができる。そのため、ノイズが発生する気筒に最も近いノックセンサの取付け位置を算出することができる。また、燃料噴射が終了するタイミング、吸気バルブおよび排気バルブが閉弁するタイミングは予測できる。そのため、ノイズが発生するタイミングを予測することができる。これにより、ノイズが発生する気筒とタイミングに基づいて、複数のノックセンサの接続状態を判定することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

図１および図２を参照して、本発明の実施の形態に係るノックセンサの接続状態判定装置であるエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）６００を含むエンジン５００について説明する。図１に、エンジンＥＣＵ６００により制御されるエンジン５００の気筒およびノックセンサの配置と、ノックセンサとエンジンＥＣＵ６００との接続関係とを示す。

図１に示すように、エンジン５００は４サイクルのレシプロ機関であって８つのシリンダを備えるＶ型８気筒ガソリンエンジンである。なお、本実施の形態においては、Ｖ型８気筒の内燃機関について説明するが、本発明はこのような内燃機関に限定されない。

Ｖ型バンクの左バンクには♯１，♯３，♯５，♯７気筒が配置され、右バンクには♯２，♯４，♯６，♯８気筒が配置される。♯１気筒と♯３気筒との間に左前ノックセンサ２３０が、♯５気筒と♯７気筒との間に左後ノックセンサ２３２が、♯２気筒と♯４気筒との間に右前ノックセンサ２３４が、♯６気筒と♯８気筒との間に右後ノックセンサ２３６が、それぞれ配置される。

左前ノックセンサ２３０は、取付け位置である「左前」に対応する、エンジンＥＣＵ６００の左前入力部６３０に接続するように予め定められている。左前入力部６３０に入力された信号は、＃１および＃３気筒のノッキングの有無の検出に用いられる。

左後ノックセンサ２３２は、取付け位置である「左後」に対応する、エンジンＥＣＵ６００の左後入力部６３２に接続するように予め定められている。左後入力部６３２に入力された信号は、＃５および＃７気筒のノッキングの有無の検出に用いられる。

右前ノックセンサ２３４は、取付け位置である「右前」に対応する、エンジンＥＣＵ６００の右前入力部６３４に接続するように予め定められている。右前入力部６３４に入力された信号は、＃２および＃４気筒のノッキングの有無の検出に用いられる。

右後ノックセンサ２３６は、取付け位置である「右後」に対応する、エンジンＥＣＵ６００の右後入力部６３６に接続するように予め定められている。右後入力部６３６に入力された信号は、＃６および＃８気筒のノッキングの有無の検出に用いられる。

図２に、図１に示す８つのシリンダのうちの＃１気筒のシリンダを代表とした図を示す。エンジン５００は、シリンダブロック１２とシリンダブロック１２の上部に連結されるシリンダヘッド１４とを備えるシリンダ１０と、シリンダ１０内を往復運動するピストン２０とを有して構成される。このピストン２０の下部にはコンロッド２４が接続され、コンロッド２４にはクランクアーム２６が連結される。クランクアーム２６には、エンジン５００の出力軸であるクランクシャフト２２が連結される。ピストン２０の往復運動が、コンロッド２４およびクランクアーム２６を介して、クランクシャフト２２の回転に置換えられるようになっている。そして、シリンダ１０内においては、シリンダブロック１２およびシリンダヘッド１４の内壁とピストンの頂面とによって混合気を燃焼するための燃焼室３０が区画形成されている。

シリンダヘッド１４には、この燃焼室３０に突出する態様で混合気に点火を行なう点火プラグ４０、燃焼室３０に燃料を噴射供給する筒内噴射用のインジェクタ１００が配設されている。インジェクタ１００から燃料が噴射される場合、燃料噴射時期や燃料噴射量がエンジン５００の運転状態に適した値に制御される。さらに燃焼室３０には、吸気通路６０および排気通路７０がそれぞれ吸気弁８０および排気弁９０を介して連通されている。なお、本実施の形態においては、筒内噴射用のインジェクタ１００のみが設けられたエンジン５００について説明するが、本発明はこのような内燃機関に限定されない。たとえば、吸気通路６０に燃料を噴射供給するインジェクタを持つ内燃機関であってもよい。さらに、筒内噴射用のインジェクタと吸気通路６０に燃料を噴射供給するインジェクタとを併せ持つ内燃機関であってもよい。

吸気弁８０および排気弁９０は、それぞれ、吸気用カム８２および排気用カム９２を介して開閉される。吸気可変バルブタイミング機構８４および排気可変バルブタイミング機構９４は、エンジンＥＣＵ６００からの制御信号に基づいて吸気用カム８２および排気用カム９２の回転位相を変化させることにより、吸気弁８０および排気弁９０の開閉タイミングを制御する。なお、本発明はこのような可変バルブタイミング機構を備えた内燃機関に限定されない。

さらに、エンジン５００には、アクセルセンサ２１０、クランクポジションセンサ２２０、左前ノックセンサ２３０、吸気用カムポジションセンサ２４０、排気用カムポジションセンサ２５０、およびエアフロメータ２６０が設けられている。

アクセルセンサ２１０は、図示しないアクセルペダルの近傍に設けられ、その開度（踏み込み量）を検出するセンサである。検出された値はエンジンＥＣＵ６００で適宜にＡ／Ｄ変換された後、エンジンＥＣＵ６００内に設けられているマイクロコンピュータに取込まれる。

クランクポジションセンサ２２０は、エンジン５００のクランクシャフト２２に装着されたロータと、その近傍に配設されてロータの外周に設けられた突起の通過を検出する電磁ピックアップとを備えて構成される。クランクシャフト２２の回転位相（クランク角）、およびエンジン５００の回転数を検出するためのセンサである。このクランクポジションセンサ２２０の出力は、エンジンＥＣＵ６００で適宜に波形が成型された後、クランクシャフト２２の回転数に応じたパルス信号（ＮＥパルス）として、エンジンＥＣＵ６００のマイクロコンピュータに取込まれる。

左前ノックセンサ２３０は、エンジン５００の♯１気筒と♯３気筒との間のシリンダブロック１２に設けられている。左前ノックセンサ２３０は、エンジン５００で発生する振動の大きさに応じた値の信号を出力し、出力信号はエンジンＥＣＵ６００の左前入力部６３０に入力される。

吸気用カムポジションセンサ２４０および排気用カムポジションセンサ２５０は、吸気用カム８２および排気用カム９２のカムシャフト（図示せず）に装着されたロータと、その近傍に配設されてロータの外周に設けられた突起の通過を検出する電磁ピックアップとを備えて構成される。吸気用カムポジションセンサ２４０および排気用カムポジションセンサ２５０は、カムシャフトの回転位相（カム角）を検出する。吸気用カムポジションセンサ２４０および排気用カムポジションセンサ２５０の出力は、エンジンＥＣＵ６００で適宜に波形が成型された後、カムシャフトの回転速度に応じたパルス信号として、エンジンＥＣＵ６００に取込まれる。

エアフロメータ２６０は、エンジン５００に吸入される空気量を検出し、検出結果を表わす信号をエンジンＥＣＵ６００に送信する。

エンジンＥＣＵ６００は、マイクロコンピュータを始め、Ａ／Ｄ変換器や波形成型回路、さらには各種データや演算結果を一時的に記憶しておくメモリや各種アクチュエータ等を駆動するためのドライバ（駆動回路）を備えている。そして、各センサからの検出信号などから把握されるエンジン５００の運転状態に基づき、インジェクタ１００からの燃料噴射タイミングや噴射量、吸気弁８０および排気弁９０の開閉タイミング、および点火プラグ４０の点火時期などについての制御を実行する。

エンジンＥＣＵ６００は、エンジン５００でのノッキングの有無を検出するノッキング検出装置としても作動する。また、エンジンＥＣＵ６００は、ノッキングの有無の検出結果に基づいて点火時期を制御する点火時期制御装置としても作動する。ここで、ノッキング検出装置および点火時期制御装置について説明する。

ノッキング検出装置であるエンジンＥＣＵ６００は、エンジン５００におけるノッキングが発生し得る期間、たとえば、各気筒の燃焼行程においてＡＴＤＣ１０度から６０度までのクランク角を、ノック検出ゲートとする。そのノック検出ゲート中におけるノックセンサからの出力信号に基づいてノッキング発生の有無を検出する。たとえば、＃１気筒のノック検出ゲート中、左前ノックセンサ２３０からの出力ピーク値が予め定められた判定値を超えた場合に、＃１気筒にノッキングが発生したと検出する。なお、ノッキングの有無の検出方法は、これに限定されない。

点火時期制御装置であるエンジンＥＣＵ６００は、ノッキングが発生したと検出されると、点火時期を遅角して、ノッキングの発生を抑制する。具体的には、ノッキングが発生したと検出されるたびに点火時期の遅角を行い、ノッキングが発生したと検出されない場合は、点火時期を進角する。こうした点火時期の制御により、点火時期がノッキング限界へと調整され、ノッキングを回避しつつエンジン５００の出力は可能な限り高められる。なお、点火時期の制御方法は、これに限定されない。

図１に示すように、８つの気筒（＃１〜＃８）を有するエンジン５００に、４つのノックセンサ（２３０，２３２，２３４，２３６）が、各気筒の位置を基準として取付けられている。そのため、各気筒にノッキングが発生した場合、その気筒に最も近い取付け位置のノックセンサが最も大きな値を出力する。各ノックセンサからの信号線は、ノッキング検出装置であるエンジンＥＣＵ６００の複数の入力部（６３０，６３２，６３４，６３６）に接続される。各ノックセンサは、各ノックセンサの取付け位置に対応するエンジンＥＣＵ６００の入力部が予め定められる。そのため、気筒ごとのノッキングの有無の検出を、各気筒に最も近い位置に取付けられたノックセンサの出力信号を用いて行なうことができる。これにより、各気筒の振動の強度を精度よく検出することができるため、気筒ごとのノッキングの有無の検出を精度よく行なうことができる。

ところで、各ノックセンサの信号線を、エンジンＥＣＵ６００の入力部に接続する場合、ノックセンサの信号線と入力部がそれぞれ複数であるため、各ノックセンサの信号線を対応した入力部と異なる入力部に接続（誤組付け）してしまう場合が起こり得る。そのため、各ノックセンサが対応する入力部に接続されているか否か（ノックセンサの接続状態）を判定する必要がある。このため、本実施の形態においては、エンジンＥＣＵ６００がノックセンサの接続状態を判定する装置として機能する。

図３を参照して、本実施の形態に係るノックセンサの接続状態判定装置であるエンジンＥＣＵ６００が、ノックセンサの接続状態が異常であるか否かを判定し、異常と判定された場合に、ノックセンサとノッキング検出装置の入力部との対応関係を変更するために実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、このフローチャートで示されるプログラムは、予め定められたサイクルタイム（たとえばエンジン５００が始動されるタイミング）で実行される。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、エンジンＥＣＵ６００は、クランクポジションセンサ２２０から送信された信号に基づいて、エンジン回転数ＮＥを検出するとともに、エアフロメータ２６０から送信された信号に基づいて、吸入空気量ＱＡを検出する。

Ｓ１０２にて、エンジンＥＣＵ６００は、エンジン回転数ＮＥおよび吸入空気量ＱＡに基づいて、エンジン５００の運転領域が、ノックセンサの接続状態を判定する領域内であるか否かを判断する。たとえば、エンジン５００の運転領域がアイドリング領域である場合、ノックセンサの接続状態を判定する領域内であると判断される。ノックセンサの接続状態を判定する領域内である場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。そうでない場合（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。

Ｓ１０４にて、エンジンＥＣＵ６００は、次に燃料噴射される気筒を算出する。次に燃料噴射される気筒は、クランクポジションセンサ２２０および吸気用カムポジションセンサ２４０から送信された信号などに基づいて算出される。

Ｓ１０６にて、エンジンＥＣＵ６００は、次に燃料噴射されると算出された気筒に最も近いノックセンサの取付け位置Ａを算出する。たとえば、次に燃料噴射される気筒が＃１気筒である場合、＃１気筒に最も近いノックセンサの取付け位置Ａは「右前」と算出される。

Ｓ１０８にて、エンジンＥＣＵ６００は、インジェクタ１００の燃料噴射終了タイミングを算出する。インジェクタ１００の噴射終了タイミングは、エンジン回転数ＮＥと吸入空気量ＱＡに基づいて算出された燃料噴射開始タイミングおよび燃料噴射時間から算出される。

Ｓ１１０にて、エンジンＥＣＵ６００は、各ノックセンサから送信された信号を取り込む区間（ゲート開区間）を算出する。ゲート開区間は、Ｓ１０８で算出された燃料噴射終了タイミングにおける各ノックセンサの出力信号が取り込まれるように算出される。

Ｓ１１２にて、エンジンＥＣＵ６００は、ゲート開区間に取り込んだ各ノックセンサから送信された信号のピーク値Ｐを各入力部ごとに検出する。

Ｓ１１４にて、エンジンＥＣＵ６００は、最大のピーク値Ｐを出力したノックセンサが接続される入力部Ｂを算出する。最大のピーク値Ｐを取り込んだ入力部が、入力部Ｂと算出される。

Ｓ１１６にて、エンジンＥＣＵ６００は、すべての気筒の燃料噴射タイミングを算出したか否かを判断する。すべての気筒の燃料噴射タイミングを算出したと判断される場合（Ｓ１１６にてＹＥＳ）、処理はＳ１１８に移される。もしそうでない場合（Ｓ１１６にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。

Ｓ１１８にて、エンジンＥＣＵ６００は、入力部Ｂが取付け位置Ａに対応しているか否かを、すべての気筒のゲート開区間ごとに検出する。たとえば、あるゲート開区間で算出された入力部Ｂが「左前入力部６３０」であり、取付け位置Ａが「左前」の場合、入力部Ｂが取付け位置Ａに対応していると検出される。すべてのゲート開区間において対応していると検出される場合（Ｓ１１８にてＹＥＳ）、処理は終了する。もしそうでない場合（Ｓ１１８にてＮＯ）、処理はＳ１２０に移される。

Ｓ１２０にて、エンジンＥＣＵ６００は、ノックセンサの接続状態が異常であると判定する。

Ｓ１２２にて、エンジンＥＣＵ６００は、入力部Ｂが取付け位置Ａに対応していないと検出された入力部Ｂを特定する。

Ｓ１２４にて、エンジンＥＣＵ６００は、特定された入力部Ｂに対応する取付け位置が、取付け位置Ａに対応するように、ノックセンサの取付け位置と入力部との対応関係を変更する。たとえば、特定された入力部Ｂが＃１気筒のゲート開区間において算出された「右前入力部６３４」である場合、「右前入力部６３４」に対応する取付け位置が、＃１気筒に最も近いノックセンサの取付け位置Ａとして算出された「左前」に対応するように、対応関係が変更される。

なお、Ｓ１０４、Ｓ１０８およびＳ１１０において、燃料噴射される気筒、インジェクタ１００の燃料噴射終了タイミングおよび燃料噴射終了タイミングに対応したゲート開区間を算出したが、各ノックセンサが検出できるノイズであれば、これらに限定されない。たとえば、Ｓ１０４にて、次に吸気弁８０が閉弁される気筒を、Ｓ１０８にて、吸気可変バルブタイミング機構８４により制御される吸気弁８０の閉弁タイミングを、Ｓ１１０にて吸気弁８０の閉弁タイミングにおけるノックセンサの出力信号が取り込まれるようなゲート開区間を算出してもよい。また、吸気弁８０と同様に、排気弁９０について算出してもよい。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るエンジンＥＣＵ６００が、ノックセンサの接続状態を検出し、接続状態が異常であると判定された場合にノックセンサの取付け位置と入力部との対応関係を変更する場合の動作について説明する。

図４に示すように、左前ノックセンサ２３０が右前入力部６３４に、右前ノックセンサ２３４が左前入力部６３０に、それぞれ誤組付けされた場合について説明する。また、図５に示すように、次に燃料噴射される気筒が＃１気筒であり、♯１，♯８，♯４，♯３，♯６，♯５，♯７，♯２気筒の順に燃料噴射される場合について説明する。

エンジン５００が始動されると、エンジン回転数ＮＥおよび吸入空気量ＱＡが検出され（Ｓ１００）、エンジン５００の運転領域が、ノックセンサの接続状態を判定する領域内であるか否かが判断される（Ｓ１０２）。これにより、エンジン５００の運転領域がたとえばアイドリング領域などの燃焼による振動やノッキングによる振動の大きさが小さい領域において、ノックセンサからの信号を取り込むことができる。そのため、インジェクタ１００のニードルの閉弁ノイズを精度よく検出することができる。

ノックセンサの接続状態を判定する領域内であると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、次に燃料噴射される気筒である＃１気筒が算出され（Ｓ１０４）、＃１気筒に最も近いノックセンサの取付け位置Ａである「左前」が算出される（Ｓ１０６）。＃１気筒でインジェクタ１００のニードルの閉弁ノイズが発生するタイミングにおいて、＃１気筒に最も近い「左前」に取付けられた左前ノックセンサ２３０が、最も大きな信号を出力する。そのため、最も大きな信号を出力するノックセンサの取付け位置を予測することができる。

インジェクタ１００の燃料噴射終了タイミングが算出され（Ｓ１０８）、燃料噴射終了タイミングの信号が取り込まれるように各ノックセンサから送信された信号を取り込むゲート開区間が算出される（Ｓ１１０）。ゲート開区間に取り込んだ各ノックセンサから送信された信号のピーク値Ｐが各ノックセンサごとに検出される（Ｓ１１２）。最大のピーク値Ｐを出力したノックセンサが接続される入力部Ｂが算出される（Ｓ１１４）。このとき、最大のピーク値Ｐを出力する左前ノックセンサ２３０は、図４に示すように、右前入力部６３４に接続されているため、入力部Ｂは「右前入力部６３４」と算出される。

以上のような動作が、♯８，♯４，♯３，♯６，♯５，♯７，♯２気筒の順に繰返される（Ｓ１１６にてＮＯ）。

すべての気筒の燃料噴射タイミングを算出し（Ｓ１１６にてＹＥＳ）、各ゲート開区間ごとの取付け位置Ａおよび入力部Ｂが算出されると、入力部Ｂが取付け位置Ａに対応しているか否かが、すべての気筒のゲート開区間で検出される（Ｓ１１８）。

♯８，♯６気筒のゲート開区間においては、取付け位置Ａが「右後」であり、入力部Ｂが「右後入力部６３６」であるため、入力部Ｂが取付け位置Ａに対応している。♯５，♯７気筒のゲート開区間においては、取付け位置Ａが「左後」であり、入力部Ｂが「左後入力部６３２」であるため、入力部Ｂが取付け位置Ａに対応している。

一方、♯１，♯３気筒のゲート開区間においては、取付け位置Ａが「左前」であるにも関わらず、入力部Ｂが「右前入力部６３４」であるため、入力部Ｂが取付け位置Ａに対応していない。♯４，♯２気筒のゲート開区間においては、取付け位置Ａが「右前」であるにも関わらず、入力部Ｂが「左前入力部６３０」であるため、入力部Ｂが取付け位置Ａに対応していない。そのため、すべての気筒のゲート開区間において、入力部Ｂが取付け位置Ａに対応していないと検出され（Ｓ１１８にてＮＯ）、ノックセンサの接続状態が異常であると判定される（Ｓ１２０）。これにより、ノックセンサとＥＣＵ６００の入力部との接続状態を判定することができる。

取付け位置Ａに対応していないと判定された入力部Ｂである「右前入力部６３４」および「左前入力部６３０」が特定される（Ｓ１２２）。特定された入力部Ｂである「右前入力部６３４」および「左前入力部６３０」に対応する取付け位置が、算出された取付け位置Ａである「左前」および「右前」にそれぞれ対応するように、ノックセンサの取付け位置と入力部との対応関係が変更される（Ｓ１２４）。すなわち、右前入力部６３４に接続されたノックセンサは左前ノックセンサ２３０であるとして、右前入力部６３４に入力された信号が＃１および＃３気筒のノッキングの有無の検出に用いられるように変更される。左前入力部６３０に接続されたノックセンサは右前ノックセンサ２３４であるとして、左前入力部６３０に入力された信号が＃２および＃４気筒のノッキングの有無の検出に用いられるように変更される。これにより、ノックセンサが対応する入力部に接続されていなくても、いずれかの入力部に接続されていれば、気筒ごとのノッキングの有無の検出を精度よく行なうことができる。さらに、たとえば、ノックセンサとエンジンＥＣＵ６００とを接続するハーネスの長さを、ノックセンサの取付け位置ごとに変えるなどの誤組付けを防止する対策が不要となり、誤組付け防止対策のコスト低減ができる。

以上のようにして、本実施の形態に係るエンジンＥＣＵによる制御を実行することにより、複数のノックセンサが、ノックセンサの取付け位置に対応するエンジンＥＣＵの入力部に接続されているか否かを判定することができる。さらに、ノックセンサが対応するエンジンＥＣＵの入力部に接続されていない場合であっても、ノックセンサとエンジンＥＣＵの対応関係が実際の組付け状態に基づいて変更されるため、気筒ごとのノッキングの有無の検出を精度よく行なうことができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本実施の形態に係る判定装置であるエンジンＥＣＵにより制御されるエンジンの気筒およびノックセンサの配置と、ノックセンサとエンジンＥＣＵとの接続関係を示す図である。 本実施の形態に係る判定装置であるエンジンＥＣＵにより制御されるエンジンの構成を示す図である。 本実施の形態に係る判定装置であるエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る判定装置であるエンジンＥＣＵによる、ノックセンサとエンジンＥＣＵとの接続状態を示す図である。 本実施の形態に係る判定装置であるエンジンＥＣＵによる、ノックセンサとエンジンＥＣＵとの対応関係の変更例を示す図である。

符号の説明

１０ シリンダ、１２ シリンダブロック、１４ シリンダヘッド、２０ ピストン、２２ クランクシャフト、２４ コンロッド、２６ クランクアーム、３０ 燃焼室、４０ 点火プラグ、５０ 筒内噴射用インジェクタ、６０ 吸気通路、６２ 吸気ポート、７０ 排気通路、８０ 吸気弁、８２ 吸気用カム、８４ 吸気可変バルブタイミング機構、９０ 排気弁、９２ 排気用カム、９４ 排気可変バルブタイミング機構、１００ インジェクタ、２１０ アクセルセンサ、２２０ クランクポジションセンサ、２３０ 左前ノックセンサ、２３２ 左後ノックセンサ、２３４ 右前ノックセンサ、２３６ 右後ノックセンサ、２４０ 吸気用カムポジションセンサ、２５０ 排気用カムポジションセンサ、２６０ エアフロメータ、５００ エンジン、６００ エンジンＥＣＵ、６３０ 左前入力部、６３２ 左後入力部、６３４ 右前入力部、６３６ 右後入力部。

Claims (9)

1. 複数の気筒を有する内燃機関に設けられた複数のノックセンサの接続状態を判定する判定装置であって、
   前記ノックセンサは、気筒の位置を基準として取付け位置が予め定められ、
   各前記ノックセンサからの信号線は、前記ノックセンサの数に応じて設けられた複数の入力部を有するノッキング検出装置に接続され、
   各前記ノックセンサは、各前記ノックセンサの取付け位置に対応する入力部が予め定められ、
   前記判定装置は、
   各前記ノックセンサが出力した値に基づいて、各前記ノックセンサが、前記対応する入力部に接続されているか否かを検出するための検出手段と、
   前記検出手段により前記対応する入力部に接続されていないと検出された場合に、前記接続状態が異常であると判定するための判定手段とを含む、判定装置。
2. 各前記ノックセンサが出力した値は、ノイズを含む値である、請求項１に記載の判定装置。
3. 前記判定装置は、
   前記ノイズが発生すると予測される場所を算出するための第１の算出手段と、
   前記予測される場所に最も近いノックセンサの取付け位置を算出するための第２の算出手段と、
   各前記ノックセンサのうち、前記ノイズが発生するタイミングにおいて最も大きな値を出力したノックセンサが接続される入力部を算出するための第３の算出手段とをさらに含み、
   前記検出手段は、前記第３の算出手段により算出された入力部が、前記第２の算出手段により算出されたノックセンサの取付け位置に対応する入力部である場合に、前記対応する入力部に接続されていると検出するための手段を含む、請求項２に記載の判定装置。
4. 前記判定装置は、前記判定手段により前記接続状態が異常であると判定された場合に、前記ノックセンサの取付け位置と前記入力部との対応関係を変更するための変更手段をさらに含む、請求項１〜３のいずれかに記載の判定装置。
5. 前記判定装置は、前記判定手段により前記接続状態が異常であると判定された場合に、前記対応する入力部に接続されていないと検出された入力部を特定するための特定手段をさらに含み、
   前記変更手段は、前記特定された入力部に対応するノックセンサの取付け位置が、前記第２の算出手段により算出された取付け位置になるように、前記対応関係を変更するための手段を含む、請求項４に記載の判定装置。
6. 前記判定装置は、
   前記ノイズが発生すると予測される時期を算出するための手段と、
   前記予測される時期に基づいて、各前記ノックセンサが出力する値を検出する区間を算出するための手段と、
   各前記ノックセンサが前記区間に出力する値のピーク値を、各前記ノックセンサごとに検出するための手段とをさらに含み、
   前記第３の算出手段は、最も大きな前記ピーク値を出力した前記ノックセンサが接続されている入力部を算出するための手段を含む、請求項３〜５のいずれかに記載の判定装置。
7. 前記判定装置は、前記内燃機関が予め定められた運転状態であるか否かを判断するための判断手段をさらに含み、
   前記検出手段は、前記判断手段により前記予め定められた運転状態と判断された場合における各前記ノックセンサが出力する値に基づいて、前記対応する入力部に接続されているか否かを検出するための手段を含む、請求項１〜６のいずれかに記載の判定装置。
8. 前記ノイズは、前記内燃機関に設けられる部品の作動に起因して発生する振動である、請求項２〜７のいずれかに記載の判定装置。
9. 前記ノイズは、燃料噴射が終了する際に発生する振動、吸気バルブが閉弁する際に発生する振動および排気バルブが閉弁する際に発生する振動の少なくともいずれかである、請求項２〜８のいずれかに記載の判定装置。

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