JP2017031818A - 内燃機関のノック検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸気弁又は排気弁の着座ノイズによる影響を低減して、ノックセンサによるノッキングの検出精度を向上させることが可能な、内燃機関のノック検出装置を提供する。【解決手段】クランクシャフトの回転に伴って、略１４０〜１９０度の範囲で規定される所定のクランクアングルの間隔を空けて燃焼を生じる、隣り合う少なくとも二つの気筒を含む気筒群ごとに設けられたノックセンサと、ノックセンサの検出信号に基づいてノッキングの有無を判定するノック判定装置と、を備え、ノックセンサは、気筒群のうち所定のクランクアングルの間隔で燃焼を生じる複数の気筒のうちの燃焼順が先の気筒に設けられる。【選択図】図４

Description

本発明は、複数の気筒を備えた内燃機関のノック検出装置に関する。

従来、車両等に搭載される内燃機関では、高負荷運転時等において、燃焼室での燃料の燃焼温度が高温の状態になると、異常燃焼を生じてノッキングが発生しやすくなる。具体的には、燃焼温度が高温の状態では、点火プラグの周囲の混合気に着火されて発生した火炎が燃焼室内に伝播する以前に、混合気の一部が自己着火することによって、異常燃焼を生じる場合がある。ノッキングが発生すると、異音や振動が生じるため、運転者等は違和感を覚える。また、ノッキングは、内燃機関の耐久性に悪影響を及ぼすおそれもある。

そのため、ノッキングが発生した場合、内燃機関の制御装置は、点火時期を遅角させることによって混合気の自己着火を抑制する等、ノッキングを低減する制御を実行する。ノッキングの発生を検出するために、内燃機関にはノックセンサが取り付けられ、内燃機関に生じる振動に基づいてノッキングの発生が検出されるようになっている。ノックセンサを全ての気筒に備えるとコストの上昇につながることから、内燃機関には、気筒数よりも少ない数のノックセンサが備えられ、複数の気筒のノッキングを一つのノックセンサが検出するようになっている。

例えば、特許文献１には、気筒列方向に延びるシリンダブロックの吸気側側壁における、気筒列方向の内側の部位に、気筒軸線の方向について上死点側及び下死点側に離間させて第１及び第２の振動センサが配設されたノック検出装置が開示されている。そして、気筒列方向の外側に位置する外側気筒のノッキングが第１の振動センサからの信号に基づいて検出され、気筒列方向の内側に位置する内側気筒のノッキングが第２の振動センサからの信号に基づいて検出される。

特開２０１３−２４９８０９号公報

ここで、振動を検出する形式のノックセンサは、ノッキングを検出するための期間であるノックゲート区間中に、いずれかの気筒に備えられた吸気弁又は排気弁の着座時期が重なると、着座ノイズによってノッキングの検出精度が低下するおそれがある。具体的に、振動を検出する形式のノックセンサが用いられる場合、ノッキングは、ノックセンサによって検出される振動が、ノッキングが生じていないと推定される基準時の振動よりも所定以上大きいか否かによって判定される。このとき、ノックゲート区間中に吸気弁又は排気弁の着座時期が重なると、実際に検出される振動や基準時の振動が大きくなってしまい、ノッキングの有無を精度よく判定することができない。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、吸気弁又は排気弁の着座ノイズによる影響を低減して、ノックセンサによるノッキングの検出精度を向上させることが可能な、内燃機関のノック検出装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、クランクシャフトの回転に伴って、略１４０〜１９０度の範囲で規定される所定のクランクアングルの間隔を空けて燃焼を生じる、隣り合う少なくとも二つの気筒を含む気筒群ごとに設けられたノックセンサと、前記ノックセンサの検出信号に基づいてノッキングの有無を判定するノック判定装置と、を備え、前記ノックセンサは、前記気筒群のうち前記所定のクランクアングルの間隔で燃焼を生じる複数の気筒のうちの燃焼順が先の気筒に設けられる、内燃機関のノック検出装置が提供される。

前記内燃機関が４気筒の内燃機関であって、前記所定のクランクアングルの間隔が１８０度であってもよい。

前記内燃機関が、並列に配置された４個の気筒を備える場合、前記気筒群は、それぞれの列の２個の気筒の群であり、前記ノックセンサは、それぞれの前記気筒群における燃焼順が先の気筒の前記排気弁側のシリンダブロックに設けられてもよい。

前記内燃機関が、直列に配置された４個の気筒を備える場合、前記気筒群は、配列方向の一方側の２個の気筒の群と他方側の２個の気筒の群とからなり、前記ノックセンサは、それぞれの前記気筒群における燃焼順が先の気筒の前記排気弁側のシリンダブロックに設けられてもよい。

前記内燃機関が、前記クランクアングルの間隔が９０度の等間隔で燃焼を生じる８気筒の内燃機関であって、前記気筒群における隣り合う少なくとも二つの気筒は、前記所定のクランクアングルの間隔が１８０度で燃焼を生じる気筒であってもよい。

前記内燃機関が、Ｖ型に配置された８個の気筒を備える場合、前記気筒群は片側のバンクの気筒群であり、前記ノックセンサは、それぞれの前記気筒群における前記所定のクランクアングルの間隔が１８０度で燃焼を生じる複数の気筒のうちの燃焼順が先の気筒のシリンダブロックに設けられてもよい。

前記内燃機関が５気筒の内燃機関であって、前記所定のクランクアングルの間隔が１４４度であってもよい。

前記内燃機関が、直列に配置された５個の気筒を備える場合、前記気筒群は、配列方向の一方側の前記気筒の群と他方側の前記気筒の群とからなり、前記ノックセンサは、それぞれの前記気筒群における前記所定のクランクアングルの間隔が１４４度で燃焼を生じる複数の気筒のうちの燃焼順が先の気筒の前記吸気弁側のシリンダブロックに設けられてもよい。

本発明によれば、吸気弁又は排気弁の着座ノイズによる影響を低減して、ノックセンサによるノッキングの検出精度を向上させることができる。

本発明の第１の実施の形態にかかるノック検出装置を適用可能な内燃機関の概略構成を示す模式図である。 気筒の構成例を示す模式図である。 同実施形態にかかるノック検出装置の構成例を示すブロック図である。 ノックゲート区間と着座時期を示す説明図である。 同実施形態の第１の例における気筒の燃焼順を示す説明図である。 ノックセンサの出力を示す説明図である。 同実施形態の第１の例におけるノックセンサの設置位置の決定方法を示す説明図である。 同実施形態の第２の例における気筒の燃焼順を示す説明図である。 同実施形態の第２の例におけるノックセンサの設置位置の決定方法を示す説明図である。 本発明の第２の実施の形態の第１の例における気筒の燃焼順を示す説明図である。 同実施形態の第１の例におけるノックセンサの設置位置の決定方法を示す説明図である。 同実施形態の第２の例における気筒の燃焼順を示す説明図である。 同実施形態の第２の例におけるノックセンサの設置位置の決定方法を示す説明図である。 本発明の第３の実施の形態における気筒の燃焼順を示す説明図である。 同実施形態におけるノックゲート区間と着座時期を示す説明図である。 本発明の第４の実施の形態における気筒の燃焼順を示す説明図である。 同実施形態におけるノックゲート区間と着座時期を示す説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜＜１．第１の実施の形態＞＞
＜１−１．内燃機関の構成＞
まず、第１の実施の形態にかかる内燃機関のノック検出装置が適用される内燃機関の全体構成の一例について説明する。図１及び図２は、内燃機関１００の構成例を概略的に示す模式図である。図１は、水平対向型の内燃機関１００の構成を示す説明図である。図１に示す内燃機関１００において、気筒♯１，♯２が車両の前方に位置する。図２は、気筒♯１の構成を示す説明図であって、図１に示された気筒♯１を模式的に示した断面図である。本実施形態で例示する内燃機関１００は、クランクシャフト１１５の回転に伴ってクランクアングルが１８０度ごとに等間隔で順次に燃焼を生じる４気筒の内燃機関１００である。

なお、本明細書において、「等間隔で燃焼を生じる」という場合、１度のずれもなく所定のクランクアングルごとに燃焼を生じることのみを意味するのではなく、進角制御等によって、吸気タイミングあるいは排気タイミングが調節され、燃焼タイミングが制御される場合も含む。

かかる内燃機関１００は、シリンダブロック１０１ａ、シリンダヘッド１０１ｂＲ，１０１ｂＬ、ピストン１０４、コネクティングロッド１０６、点火プラグ１０８、吸気弁１１０ａ、排気弁１１０ｂ、カム機構１１１及びクランクシャフト１１５を備える。シリンダブロック１０１ａには、複数の気筒♯１，♯２，♯３，♯４が設けられる。図１の例では、４つの気筒♯１，♯２，♯３，♯４がシリンダブロック１０１ａに設けられている。このうち、２つの気筒♯１，♯３が右バンクｂｋ＿Ｒの気筒群を構成し、残りの２つの気筒♯２，♯４が左バンクｂｋ＿Ｌの気筒群を構成する。

シリンダヘッド１０１ｂＲ，１０１ｂＬは、右バンクｂｋ＿Ｒ及び左バンクｂｋ＿Ｌそれぞれにおいて、気筒♯１，♯３（♯２，♯４）の軸方向の両端部のうち、クランクシャフト１１５側とは反対側の端部を閉じるように設けられる。各気筒♯１，♯２，♯３，♯４にはそれぞれピストン１０４が進退移動可能に保持されている。シリンダヘッド１０１ｂＲ，１０１ｂＬ、気筒♯１，♯２，♯３，♯４及びピストン１０４によって燃焼室Ｃが画成される。ピストン１０４は、燃焼室Ｃ内での燃料の燃焼によって直線往復運動を行う。当該直線往復運動は、コネクティングロッド１０６を介してクランクシャフト１１５に回転運動として伝達される。

シリンダヘッド１０１ｂＲ，１０１ｂＬには、各気筒♯１，♯２，♯３，♯４ごとに、吸気弁１１０ａ及び排気弁１１０ｂが備えられる。吸気弁１１０ａ及び排気弁１１０ｂは、カム機構１１１によって開閉動作が行われる。吸気弁１１０ａは、吸気通路１３０と燃焼室Ｃとの間の吸気ポート１３２を開閉する。吸気弁１１０ａの開弁によって、吸気ポート１３２を介して各燃焼室Ｃに外部の新気が取り込まれる。排気弁１１０ｂは、排気通路１４０と燃焼室Ｃとの間の排気ポート１４２を開閉する。排気弁１１０ｂの開弁によって、排気ポート１４２を介して燃焼後のガスが各燃焼室Ｃから排出される。

カム機構１１１は、カムシャフト１１２と、当該カムシャフト１１２に固定されるカム１１４とを備える。カムシャフト１１２は、内燃機関のクランクシャフト１１５に図示しないギヤを介して連結され、クランクシャフト１１５の回転に伴って回転する。吸気弁１１０ａ及び排気弁１１０ｂは、図示しない復帰用バネを備える。カムシャフト１１２の回転に伴ってカム１１４が回転し、カム１１４のカム山が直接的又は間接的に吸気弁１１０ａ及び排気弁１１０ｂを押し込むことによって吸気弁１１０ａ及び排気弁１１０ｂが開かれる。

図１に示した内燃機関１００では、カム１１４と吸気弁１１０ａ及び排気弁１１０ｂとの間にロッカーアーム３０が備えられ、吸気弁１１０ａ及び排気弁１１０ｂはロッカーアーム３０を介してカム１１４によって押し込まれる。また、吸気弁１１０ａ及び排気弁１１０ｂは、カム１１４による吸気弁１１０ａ及び排気弁１１０ｂの押し込みから解放されると、復帰用バネによって元の位置に戻される。

各気筒♯１，♯２，♯３，♯４に備えられる吸気弁１１０ａ及び排気弁１１０ｂの数は適宜設定することができる。本実施形態では、気筒♯１，♯２，♯３，♯４ごとに、吸気弁１１０ａ及び排気弁１１０ｂが２つずつ備えられており、それぞれの吸気弁１１０ａ及び排気弁１１０ｂが吸気ポート１３２あるいは排気ポート１４２を開閉する。図１中、各気筒♯１，♯２，♯３，♯４には、吸気弁１１０ａ又は排気弁１１０ｂの組が示されている。また、図２では、吸気弁１１０ａ及び排気弁１１０ｂがそれぞれ１つ示されているが、吸気弁１１０ａ及び排気弁１１０ｂはそれぞれ紙面の手前側あるいは奥側にさらに１つずつ備えられている。

なお、本明細書において、吸気弁１１０ａ（排気弁１１０ｂ）側のシリンダブロック１０１ａと言う場合、図２に示すように、シリンダブロック１０１ａにおける、吸気弁１１０ａ（排気弁１１０ｂ）が設けられている側の部分を意味する。

各気筒♯１，♯２，♯３，♯４には、燃焼室Ｃに臨むように燃料噴射弁１５０が備えられる。燃料噴射弁１５０は、シリンダブロック１０１ａの壁面に固定される。かかる燃料噴射弁１５０は、制御装置２００によって駆動制御され、主として吸気行程において燃焼室Ｃ内に燃料を噴射する。これにより、燃焼室Ｃ内に吸気と燃料との混合気が形成される。なお、燃料噴射弁１５０は、燃焼室Ｃ内に燃料を直接噴射する形式のものに限られない。燃料噴射弁１５０が吸気通路１３０に備えられ、あらかじめ形成された混合気が吸気ポート１３２から燃焼室Ｃに導入されてもよい。

シリンダヘッド１０１ｂＲ，１０１ｂＬには、各気筒♯１，♯２，♯３，♯４の燃焼室Ｃに臨むように、点火プラグ１０８が設けられている。点火プラグ１０８は、制御装置２００によって駆動制御され、各燃焼室Ｃ内に形成された混合気に点火する。これにより、燃焼室Ｃ内で燃焼を生じ、ピストン１０４が押し下げられて、クランクシャフト１１５が回転する。なお、本明細書において、ピストン１０４の上昇とは、ピストン１０４が燃焼室Ｃ側に移動することをいい、ピストン１０４の下降とは、ピストン１０４がクランクシャフト１１５側に移動することをいう。

クランクシャフト１１５は、クランクピン１１６、クランクジャーナル１１８及びこれらと連結されるクランクアーム１２０を備える。クランクピン１１６はコネクティングロッド１０６と連結される。ピストン１０４の直線往復運動によってクランクアーム１２０が回転し、クランクアーム１２０の回転によってクランクジャーナル１１８が回転する。クランクシャフト１１５は、図示しない駆動伝達装置に連結され、内燃機関１００の出力トルクが駆動伝達装置に伝達される。

内燃機関１００は、クランクシャフト１１５の回転位相（クランクアングル）を検出する図示しないクランク角センサを備える。クランク角センサのセンサ信号は、制御装置２００に送信される。また、図２に示した気筒♯１には、第１のノックセンサ１０Ｒが備えられている。第１のノックセンサ１０Ｒのセンサ信号は、制御装置２００に送信される。ノックセンサの設置位置については、後で詳しく説明する。

＜１−２．ノック検出装置の概略＞
次に、内燃機関１００のノック検出装置の構成の概略について説明する。図３は、ノック検出装置２５０の一例を機能的なブロック構成で示した図である。ノック検出装置２５０は、第１のノックセンサ１０Ｒと、第２のノックセンサ１０Ｌと、第１のノックセンサ１０Ｒ及び第２のノックセンサ１０Ｌのセンサ信号を読み取って、ノッキングの有無の判定を行う制御装置２００とを備える。本実施形態では、内燃機関１００の制御装置２００が、請求項に記載のノック判定装置に相当する。

第１のノックセンサ１０Ｒは、右バンクｂｋ＿Ｒの気筒群を成す気筒♯１，♯３のノッキングを検出するために用いられ、シリンダブロック１０１ａのうち、２つの気筒♯１，♯３のいずれかの位置に設置される。また、第２のノックセンサ１０Ｌは、左バンクｂｋ＿Ｌの気筒群を成す気筒♯２，♯４のノッキングを検出するために用いられ、シリンダブロック１０１ａのうち、２つの気筒♯２，♯４のいずれかの位置に設置される。

制御装置２００は、第１のバンドパスフィルタ２０１ａ及び第２のバンドパスフィルタ２０１ｂと、積算部２１０と、判定部２２０と、記憶部２３０とを備える。第１及び第２のバンドパスフィルタ２０１ａ，２０１ｂは、例えば、フィルタ回路により構成される。記憶部２３０は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶素子によって構成される。積算部２１０及び判定部２２０は、例えば、マイクロプロセッサによるソフトウェアプログラムの実行により実現される機能とし得る。

第１及び第２のバンドパスフィルタ２０１ａ，２０１ｂは、それぞれ第１及び第２のノックセンサ１０Ｒ，１０Ｌのセンサ信号のうち、特定の周波数の信号を減衰させる。積算部２１０は、各気筒♯１，♯２，♯３，♯４の燃焼行程中において、ノックゲート区間ＫＧのセンサ信号の振幅を積算する。例えば、積算部２１０は、クランク角センサの検出信号に基づいて特定される、ノックゲート区間にある気筒に応じて、第１のノックセンサ１０Ｒ又は第２のノックセンサ１０Ｌのうちのいずれかのセンサ信号の振幅を積算し、当該気筒に関連づけて記憶する。積算部２１０は、ノッキングが生じていないと推定される状態では、各気筒♯１，♯２，♯３，♯４のノックゲート区間ＫＧで算出された積算値を、判定基準値として記憶部２３０に記憶する。

判定部２２０は、内燃機関１００の運転中において、各気筒♯１，♯２，♯３，♯４のノックゲート区間ＫＧにおいて算出された積算値を、対応する判定基準値と比較することにより、ノッキングの有無を判定する。例えば、判定部２２０は、判定基準値に対する積算値の比が所定値以上であった場合に、ノッキングが発生していると判定してもよい。あるいは、判定部２２０は、積算値から判定基準値を減算した差分が所定値以上であった場合に、ノッキングが発生していると判定してもよい。

なお、ノッキングの判定処理の方法は、上述した例に限られず、従来公知の種々の判定方法を採用し得る。

＜１−３．ノックセンサの設置位置＞
次に、本実施形態のノック検出装置２５０において、各気筒♯１，♯２，♯３，♯４におけるノッキングの有無を精度よく検出できるようにするための第１及び第２のノックセンサ１０Ｒ，１０Ｌの設置位置について説明する。第１及び第２のノックセンサ１０Ｒ，１０Ｌの設置位置は、ノックゲート区間ＫＧにある気筒と、各気筒♯１，♯２，♯３，♯４における吸気弁１１０ａ及び排気弁１１０ｂの着座時期との関係が重要である。

図４は、１８０度等間隔燃焼の４気筒の内燃機関における各気筒のノックゲート区間ＫＧと、吸気弁１１０ａ及び排気弁１１０ｂの着座時期との関係を示す説明図である。図４において、左に示す燃焼順１，２，３，４は、気筒♯１，♯２，♯３，♯４を示すものではない点に注意されたい。１８０度等間隔燃焼の４気筒の内燃機関の場合、それぞれの気筒は、クランクシャフトが２回転する度に、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程、排気行程の４行程を繰り返す。吸気行程及び燃焼行程ではピストン１０４が下降し、圧縮行程及び排気行程ではピストン１０４が上昇する。

４つの気筒の各行程は、１行程ずつずらされている。例えば、燃焼順で１番目の気筒が燃焼行程にある期間Ａでは、燃焼順で２番目の気筒が圧縮行程にあり、燃焼順で３番目の気筒が吸気行程にあり、燃焼順で４番目の気筒が排気行程にある。つまり、ある気筒が燃焼行程にある場合、次の燃焼順の気筒が圧縮行程にあり、さらに次の燃焼順の気筒が吸気行程にあり、さらに次の燃焼順の気筒が排気行程にある。換言すれば、４気筒の内燃機関では、クランクシャフト１１５が２回転する間に４つの気筒において順次燃焼が生じるので、燃焼はクランクアングルが１８０度ごとに等間隔で生じる。

図４中の燃焼順が３番目の気筒を例に採って説明すると、期間Ａは主に吸気行程であり、期間Ｂは主に圧縮行程であり、期間Ｃは主に燃焼行程であり、期間Ｄは主に排気行程である。吸気弁１１０ａは、期間Ａの少し前（前回の期間Ｄ）に開かれ、期間Ｂにおいて閉じられる。これにより、燃焼室Ｃ内に混合気が形成される。期間Ｂでは、吸気弁１１０ａが閉じられた後、混合気が圧縮される。期間Ｂが終了する直前に、点火プラグ１０８によって混合気が点火され、期間Ｃにおいて混合気が燃焼する。この燃焼期間中にノックゲート区間ＫＧが設定される。排気弁１１０ｂは、期間Ｃにおいて混合気の燃焼が終了した後に開かれ、期間Ｄの少し後（次の期間Ａ）において閉じられる。

なお、吸気弁１１０ａ又は排気弁１１０ｂの開閉時期や、混合気への点火時期は、形成する所望の燃焼状態に応じて適宜設定され得る。

クランクアンクルが１８０度ごとに燃焼を生じる内燃機関１００では、ある気筒のノックゲート区間ＫＧに、１つ後の燃焼順の気筒の吸気弁１１０ａの着座時期が重なり得るとともに、２つ後の燃焼順の気筒の排気弁１１０ｂの着座時期が重なり得る。吸気弁１１０ａ又は排気弁１１０ｂの着座時には、シリンダヘッド１０１ｂＲ，１０１ｂＬからシリンダブロック１０１ａを経て、吸気弁１１０ａ又は排気弁１１０ｂの着座による振動が第１及び第２のノックセンサ１０Ｒ，１０Ｌに伝わるおそれがある。

例えば、燃焼順が１番目と２番目の気筒におけるノッキングの有無を、燃焼順が２番目の気筒に設置されたノックセンサによって検出する場合を考える。この場合、燃焼順が１番目の気筒のノックゲート区間ＫＧ１に、ノックセンサが設置されている気筒の吸気弁の着座時期が重なり得る。したがって、ノックゲート区間ＫＧ１におけるノックセンサの検出信号には、燃焼順が２番目の気筒の吸気弁１１０ａの着座ノイズが含まれやすい。その結果、ノッキングの有無の判定精度が低下する。

本実施形態にかかるノック検出装置２５０では、ノッキングの有無を判定する際に、吸気弁１１０ａ及び排気弁１１０ｂの着座ノイズの影響が極力小さくなるように、第１及び第２のノックセンサ１０Ｒ，１０Ｌの設置位置が決められる。以下、内燃機関１００の気筒♯１,♯２，♯３，♯４の燃焼順のパターンに分けて、第１及び第２のノックセンサ１０Ｒ，１０Ｌの設置位置について説明する。

（１−３−１．第１の例）
図５は、本実施形態にかかる内燃機関１００の第１の例による燃焼順を示している。図５は、図１に示す４気筒水平対向型の内燃機関１００を簡略的に示している。第１の例では、気筒♯１、気筒♯３、気筒♯２、気筒♯４の順に等間隔で燃焼が繰り返される。すなわち、図４における燃焼順１の気筒が気筒♯１に相当し、燃焼順２の気筒が気筒♯３に相当し、燃焼順３の気筒が気筒♯２に相当し、燃焼順４の気筒が気筒♯４に相当する。

第１及び第２のノックセンサ１０Ｒ，１０Ｌは、燃焼順が連続する、隣り合う気筒♯１，♯３（♯２，♯４）からなる気筒群ごとに一つずつ設けられる。第１の例では、第１のノックセンサ１０Ｒが、右バンクｂｋ＿Ｒのシリンダブロック１０１ａのいずれかの位置に設置され、第２のノックセンサ１０Ｌが、左バンクｂｋ＿Ｌのシリンダブロック１０１ａのいずれかの位置に設置される。

図６は、左バンクｂｋ＿Ｌに設置される第２のノックセンサ１０Ｌが、気筒♯４の吸気弁１１０ａ側のシリンダブロック１０１ａに設置された場合のセンサ出力値の例を示している。かかる第２のノックセンサ１０Ｌは、気筒♯２及び気筒♯４におけるノッキングの有無を検出するために備えられる。

すでに図４に示したように、燃焼順が４番目の気筒♯４のノックゲート区間ＫＧ４には、左バンクｂｋ＿Ｌの気筒♯２，♯４の吸気弁１１０ａ及び排気弁１１０ｂのいずれの着座時期とも重なっていない。かかる気筒♯４のノックゲート区間ＫＧ４には、逆バンクである右バンクｂｋ＿Ｒの気筒♯１の吸気弁１１０ａの着座時期及び気筒♯３の排気弁１１０ｂの着座時期が重なっている。そのため、図６に示すように、ノックゲート区間ＫＧ４で検出される第２のノックセンサ１０Ｌのセンサ出力値には、着座ノイズが現れておらず、気筒♯４での燃焼による振動のみが現れている。

一方、図４に示したように、燃焼順が３番目の気筒♯２のノックゲート区間ＫＧ３は、第２のノックセンサ１０Ｌが設置されている気筒♯４の吸気弁１１０ａの着座時期が重なっている。そのため、図６に示すように、ノックゲート区間ＫＧ３で検出される第２のノックセンサ１０Ｌのセンサ出力値には、気筒♯４の吸気弁１１０ａの着座による振動（着座ノイズ）が現れている。

このような着座ノイズが含まれた状態では、ノッキングの有無の判定に用いる基準値が大きくなったり、あるいは、内燃機関１００の現在の運転状態における振動数が大きくなったりして、ノッキングの有無の判定を精度よく行うことが困難になる。したがって、左バンクｂｋ＿Ｌの気筒♯２，♯４におけるノッキングの有無を検出するには、気筒♯４に第２のノックセンサ１０Ｌを設置することは望ましくないことが分かる。

図７は、図５に示した第１の例による内燃機関１００において、第１のノックセンサ１０Ｒ及び第２のノックセンサ１０Ｌの設置位置の決定方法を示す説明図である。

まず、右バンクｂｋ＿Ｒに設置される第１のノックセンサ１０Ｒの設置位置について説明する。第１のノックセンサ１０Ｒは、右バンクｂｋ＿Ｒの気筒♯１，♯３におけるノッキングの有無を検出するために用いられる。図４にも示したように、燃焼順が１番目の気筒♯１のノックゲート区間ＫＧ１には気筒♯３の吸気弁１１０ａの着座時期が重なり得る。気筒♯３は、気筒♯１と同バンクの１気筒隣りに配置されている。また、燃焼順が１番目の気筒♯１のノックゲート区間ＫＧ１には気筒♯２の排気弁１１０ｂの着座時期が重なり得る。気筒♯２は、気筒♯１と逆バンクに配置されている。

同様に、燃焼順が２番目の気筒♯３のノックゲート区間ＫＧ２には気筒♯２の吸気弁１１０ａの着座時期が重なり得る。気筒♯２は、気筒♯３と逆バンクに配置されている。また、燃焼順が２番目の気筒♯３のノックゲート区間ＫＧ２には気筒♯４の排気弁１１０ｂの着座時期が重なり得る。気筒♯４は、気筒♯３と逆バンクに配置されている。

ノックセンサは、逆バンクの気筒よりも、同バンクの気筒から、吸気弁１１０ａ又は排気弁１１０ｂの着座ノイズを受けやすい。また、言うまでもなく、ノックセンサは、ノックセンサが設置された気筒の吸気弁１１０ａ及び排気弁１１０ｂの着座ノイズを受けやすい。すなわち、第１の例では、気筒♯３に第１のノックセンサ１０Ｒを設置した場合には、気筒♯１のノックゲート区間ＫＧ１において、気筒♯３の吸気弁１１０ａの着座ノイズが現れてしまうことになる。

したがって、吸気弁１１０ａ及び排気弁１１０ｂの着座ノイズが右バンクｂｋ＿Ｒの気筒♯１，♯３のノックゲート区間ＫＧ１，ＫＧ２に現れないようにするには、第１のノックセンサ１０Ｒを、燃焼順が先の気筒♯１に設置すると良いことが分かる。このとき、第１のノックセンサ１０Ｒを、気筒♯１の排気弁１１０ｂ側のシリンダブロック１０１ａに設置することが好ましい。これにより、気筒♯１のノックゲート区間ＫＧ１と着座時期が気筒♯３の吸気弁１１０ａの着座ノイズの影響をより低減することができる。

また、左バンクｂｋ＿Ｌに設置される第２のノックセンサ１０Ｌの設置位置は以下のように決定される。第２のノックセンサ１０Ｌは、左バンクｂｋ＿Ｌの気筒♯２，♯４におけるノッキングの有無を検出するために用いられる。図４にも示したように、燃焼順が３番目の気筒♯２のノックゲート区間ＫＧ３には気筒♯４の吸気弁１１０ａの着座時期が重なり得る。気筒♯４は、気筒♯２と同バンクの１気筒隣りに配置されている。また、燃焼順が３番目の気筒♯２のノックゲート区間ＫＧ３には気筒♯１の排気弁１１０ｂの着座時期が重なり得る。気筒♯１は、気筒♯２と逆バンクに配置されている。

同様に、燃焼順が４番目の気筒♯４のノックゲート区間ＫＧ４には気筒♯１の吸気弁１１０ａの着座時期が重なり得る。気筒♯１は、気筒♯４と逆バンクに配置されている。また、燃焼順が４番目の気筒♯４のノックゲート区間ＫＧ４には気筒♯３の排気弁１１０ｂの着座時期が重なり得る。気筒♯３は、気筒♯４と逆バンクに配置されている。

第１の例では、気筒♯４に第２のノックセンサ１０Ｌを設置した場合には、気筒♯２のノックゲート区間ＫＧ３において、気筒♯４の吸気弁１１０ａの着座ノイズが現れてしまうことになる。したがって、吸気弁１１０ａ及び排気弁１１０ｂの着座ノイズが左バンクｂｋ＿Ｌの気筒♯２，♯４のノックゲート区間ＫＧ３，ＫＧ４に現れないようにするには、第２のノックセンサ１０Ｌを、燃焼順が先の気筒♯２に設置すると良いことが分かる。このとき、第２のノックセンサ１０Ｌを、気筒♯２の排気弁１１０ｂ側のシリンダブロック１０１ａに設置することが好ましい。これにより、気筒♯２のノックゲート区間ＫＧ３と着座時期が重なり得る気筒♯４の吸気弁１１０ａの着座ノイズの影響をより低減することができる。

（１−３−２．第２の例）
図８は、本実施形態にかかる内燃機関１００の第２の例による燃焼順を示している。第２の例では、気筒♯３、気筒♯１、気筒♯４、気筒♯２の順に等間隔で燃焼が繰り返される。すなわち、図４における燃焼順１の気筒が気筒♯３に相当し、燃焼順２の気筒が気筒♯１に相当し、燃焼順３の気筒が気筒♯４に相当し、燃焼順４の気筒が気筒♯２に相当する。

図９は、図８に示した第２の例による内燃機関１００において、第１のノックセンサ１０Ｒ及び第２のノックセンサ１０Ｌの設置位置の決定方法を示す説明図である。

まず、右バンクｂｋ＿Ｒに設置される第１のノックセンサ１０Ｒの設置位置について説明する。第１のノックセンサ１０Ｒは、右バンクｂｋ＿Ｒの気筒♯１，♯３におけるノッキングの有無を検出するために用いられる。図４にも示したように、燃焼順が１番目の気筒♯３のノックゲート区間ＫＧ１には気筒♯１の吸気弁１１０ａの着座時期が重なり得る。気筒♯１は、気筒♯３と同バンクの１気筒隣りに配置されている。また、燃焼順が１番目の気筒♯３のノックゲート区間ＫＧ１には気筒♯４の排気弁１１０ｂの着座時期が重なり得る。気筒♯４は、気筒♯３と逆バンクに配置されている。

同様に、燃焼順が２番目の気筒♯１のノックゲート区間ＫＧ２には気筒♯４の吸気弁１１０ａの着座時期が重なり得る。気筒♯４は、気筒♯１と逆バンクに配置されている。また、燃焼順が２番目の気筒♯１のノックゲート区間ＫＧ２には気筒♯２の排気弁１１０ｂの着座時期が重なり得る。気筒♯２は、気筒♯１と逆バンクに配置されている。

かかる第２の例では、気筒♯１に第１のノックセンサ１０Ｒを設置した場合には、気筒♯３のノックゲート区間ＫＧ１において、気筒♯１の吸気弁１１０ａの着座ノイズが現れてしまうことになる。したがって、吸気弁１１０ａ及び排気弁１１０ｂの着座ノイズが右バンクｂｋ＿Ｒの気筒♯１，♯３のノックゲート区間ＫＧ２，ＫＧ１に現れないようにするには、第１のノックセンサ１０Ｒを、燃焼順が先の気筒♯３に設置すると良いことが分かる。このとき、第１のノックセンサ１０Ｒを、気筒♯３の排気弁１１０ｂ側のシリンダブロック１０１ａに設置することが好ましい。これにより、気筒♯３のノックゲート区間ＫＧ１と着座時期が重なり得る気筒♯１の吸気弁１１０ａの着座ノイズの影響をより低減することができる。

また、左バンクｂｋ＿Ｌに設置される第２のノックセンサ１０Ｌの設置位置は以下のように決定される。第２のノックセンサ１０Ｌは、左バンクｂｋ＿Ｌの気筒♯２，♯４におけるノッキングの有無を検出するために用いられる。図４にも示したように、燃焼順が３番目の気筒♯４のノックゲート区間ＫＧ３には気筒♯２の吸気弁１１０ａの着座時期が重なり得る。気筒♯２は、気筒♯４と同バンクの１気筒隣りに配置されている。また、燃焼順が３番目の気筒♯４のノックゲート区間ＫＧ３には気筒♯３の排気弁１１０ｂの着座時期が重なり得る。気筒♯３は、気筒♯４と逆バンクに配置されている。

同様に、燃焼順が４番目の気筒♯２のノックゲート区間ＫＧ４には気筒♯３の吸気弁１１０ａの着座時期が重なり得る。気筒♯３は、気筒♯２と逆バンクに配置されている。また、燃焼順が４番目の気筒♯２のノックゲート区間ＫＧ４には気筒♯１の排気弁１１０ｂの着座時期が重なり得る。気筒♯１は、気筒♯２と逆バンクに配置されている。

第２の例では、気筒♯２に第２のノックセンサ１０Ｌを設置した場合には、気筒♯４のノックゲート区間ＫＧ３において、気筒♯２の吸気弁１１０ａの着座ノイズが現れてしまうことになる。したがって、吸気弁１１０ａ及び排気弁１１０ｂの着座ノイズが左バンクｂｋ＿Ｌの気筒♯２，♯４のノックゲート区間ＫＧ４，ＫＧ３に現れないようにするには、第２のノックセンサ１０Ｌを、燃焼順が先の気筒♯４に設置すると良いことが分かる。このとき、第２のノックセンサ１０Ｌを、気筒♯４の排気弁１１０ｂ側のシリンダブロック１０１ａに設置することが好ましい。これにより、気筒♯４のノックゲート区間ＫＧ３と着座時期が重なり得る気筒♯２の吸気弁１１０ａの着座ノイズの影響をより低減することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、クランクアングルが１８０度ごとに燃焼を生じる内燃機関１００の右バンクｂｋ＿Ｒ及び左バンクｂｋ＿Ｌそれぞれに設置される第１及び第２のノックセンサ１０Ｒ，１０Ｌが、燃焼順が先の気筒に備えられる。これにより、同バンクの２つの気筒のノックゲート区間に、ノックセンサが設置された気筒の吸気弁１１０ａ及び排気弁１１０ｂの着座時期が重なり得ることを防ぐことができる。したがって、第１及び第２のノックセンサ１０Ｒ，１０Ｌのセンサ信号に基づいて、ノッキングの有無を精度よく検出することができる。

また、第１及び第２のノックセンサ１０Ｒ，１０Ｌを、燃焼順が先の気筒の排気弁１１０ｂ側のシリンダブロック１０１ａに設置することにより、同バンクの気筒のノックゲート区間ＫＧに重なり得る、同バンクの気筒の吸気弁１１０ａの着座による着座ノイズをより低減することができる。

＜＜２．第２の実施の形態＞＞
次に、第２の実施の形態にかかる内燃機関のノック検出装置として、第１の実施の形態で示した水平対向型の内燃機関ではなく、直列型の内燃機関に適用されるノック検出装置の例について説明する。直列型の内燃機関は、気筒が所定の方向に沿って一列に配置された内燃機関である。各気筒、及び、ノッキングの有無の判定を実施する制御装置（ノック判定装置）は、基本的に第１の実施の形態にかかる内燃機関１００及び制御装置２００と同一の構成とすることができる。以下、１８０度等間隔燃焼の４気筒直列型の内燃機関を例に採って、ノックセンサの設置位置について説明する。

＜２−１．ノックセンサの設置位置＞
（２−１−１．第１の例）
図１０は、本実施形態にかかる１８０度等間隔燃焼の４気筒の内燃機関１００Ａの第１の例による燃焼順を示している。図１０は、４気筒直列型の内燃機関１００Ａを簡略的に示している。内燃機関１００Ａは、直列に配置された４つの気筒♯１，♯２，♯３，♯４を有する。このうち、配列方向の一方側（例えばフロント側）の気筒♯１，♯２が一つの気筒群Ｇ１を構成し、他方側（例えばリア側）の気筒♯３，♯４が他の気筒群Ｇ２を構成する。かかる４気筒直列型の内燃機関１００Ａでは、クランクシャフト１１５が２回転する間に４つの気筒において順次燃焼が生じるので、燃焼はクランクアングルが１８０度ごとに生じる。

第１の例では、気筒♯１、気筒♯２、気筒♯４、気筒♯３の順に等間隔で燃焼が繰り返される。すなわち、図４における燃焼順１の気筒が気筒♯１に相当し、燃焼順２の気筒が気筒♯２に相当し、燃焼順３の気筒が気筒♯４に相当し、燃焼順４の気筒が気筒♯３に相当する。

第１及び第２のノックセンサ１０Ｆｒ，１０Ｒｒは、燃焼順が連続する、隣り合う気筒♯１，♯２（♯３，♯４）からなる気筒群ごとに一つずつ設けられる。第１の例では、第１のノックセンサ１０Ｆｒが、気筒群Ｇ１のシリンダブロック１０１ａのいずれかの位置に設置され、第２のノックセンサ１０Ｒｒが、気筒群Ｇ２のシリンダブロック１０１ａのいずれかの位置に設置される。

図１１は、図１０に示した第１の例による内燃機関１００Ａにおいて、第１のノックセンサ１０Ｆｒ及び第２のノックセンサ１０Ｒｒの設置位置の決定方法を示す説明図である。

まず、気筒群Ｇ１に設置される第１のノックセンサ１０Ｆｒの設置位置について説明する。第１のノックセンサ１０Ｆｒは、気筒群Ｇ１の気筒♯１，♯２におけるノッキングの有無を検出するために用いられる。図４にも示したように、燃焼順が１番目の気筒♯１のノックゲート区間ＫＧ１には気筒♯２の吸気弁１１０ａの着座時期が重なり得る。気筒♯２は、気筒♯１と同じ気筒群Ｇ１に含まれ、隣り合って配置されている。また、燃焼順が１番目の気筒♯１のノックゲート区間ＫＧ１には気筒♯４の排気弁１１０ｂの着座時期が重なり得る。気筒♯４は、気筒♯１から気筒３つ分の間隔を置いて配置されている。

同様に、燃焼順が２番目の気筒♯２のノックゲート区間ＫＧ２には気筒♯４の吸気弁１１０ａの着座時期が重なり得る。気筒♯４は、気筒♯２から気筒２つ分の間隔を置いて配置されている。また、燃焼順が２番目の気筒♯２のノックゲート区間ＫＧ２には気筒♯３の排気弁１１０ｂの着座時期が重なり得る。気筒♯３は、気筒♯２に隣り合って配置されている。

ノックセンサは、ノックセンサが設置された気筒の吸気弁１１０ａ及び排気弁１１０ｂの着座ノイズを受けやすい。すなわち、第１の例では、気筒♯２に第１のノックセンサ１０Ｆｒを設置した場合には、気筒♯１のノックゲート区間ＫＧ１において、気筒♯２の吸気弁１１０ａの着座ノイズが現れてしまうことになる。

したがって、吸気弁１１０ａ及び排気弁１１０ｂの着座ノイズが気筒群Ｇ１の気筒♯１，♯２のノックゲート区間ＫＧ１，ＫＧ２に現れないようにするには、第１のノックセンサ１０Ｆｒを、燃焼順が先の気筒♯１に設置すると良いことが分かる。このとき、第１のノックセンサ１０Ｆｒを、気筒♯１の排気弁１１０ｂ側のシリンダブロック１０１ａに設置することが好ましい。これにより、気筒♯１のノックゲート区間ＫＧ１と着座時期が重なり得る気筒♯２の吸気弁１１０ａの着座ノイズの影響をより低減することができる。

また、気筒群Ｇ２に設置される第２のノックセンサ１０Ｒｒの設置位置は以下のように決定される。第２のノックセンサ１０Ｒｒは、気筒群Ｇ２の気筒♯３，♯４におけるノッキングの有無を検出するために用いられる。図４にも示したように、燃焼順が３番目の気筒♯４のノックゲート区間ＫＧ３には気筒♯３の吸気弁１１０ａの着座時期が重なり得る。気筒♯３は、気筒♯４と同じ気筒群Ｇ２に含まれ、隣り合って配置されている。また、燃焼順が３番目の気筒♯４のノックゲート区間ＫＧ３には気筒♯１の排気弁１１０ｂの着座時期が重なり得る。気筒♯１は、気筒♯４から気筒３つ分の間隔を置いて配置されている。

同様に、燃焼順が４番目の気筒♯３のノックゲート区間ＫＧ４には気筒♯１の吸気弁１１０ａの着座時期が重なり得る。気筒♯１は、気筒♯３から気筒２つ分の間隔を置いて配置されている。また、燃焼順が４番目の気筒♯３のノックゲート区間ＫＧ４には気筒♯２の排気弁１１０ｂの着座時期が重なり得る。気筒♯２は、気筒♯３と隣り合って配置されている。

第１の例では、気筒♯３に第２のノックセンサ１０Ｒｒを設置した場合には、気筒♯４のノックゲート区間ＫＧ３において、気筒♯３の吸気弁１１０ａの着座ノイズが現れてしまうことになる。したがって、吸気弁１１０ａ及び排気弁１１０ｂの着座ノイズが気筒群Ｇ２の気筒♯２，♯４のノックゲート区間ＫＧ２，ＫＧ３に現れないようにするには、第２のノックセンサ１０Ｒｒを、燃焼順が先の気筒♯４に設置すると良いことが分かる。このとき、第２のノックセンサ１０Ｒｒを、気筒♯４の排気弁１１０ｂ側のシリンダブロック１０１ａに設置することが好ましい。これにより、気筒♯４のノックゲート区間ＫＧ３と着座時期が重なり得る気筒♯３の吸気弁１１０ａの着座ノイズの影響をより低減することができる。

（２−１−２．第２の例）
図１２は、本実施形態にかかる１８０度等間隔燃焼の４気筒の内燃機関１００Ａの第２の例による燃焼順を示している。第２の例では、気筒♯２、気筒♯１、気筒♯３、気筒♯４の順に等間隔で燃焼が繰り返される。すなわち、図４における燃焼順１の気筒が気筒♯２に相当し、燃焼順２の気筒が気筒♯１に相当し、燃焼順３の気筒が気筒♯３に相当し、燃焼順４の気筒が気筒♯４に相当する。

図１３は、図１２に示した第２の例による内燃機関１００において、第１のノックセンサ１０Ｆｒ及び第２のノックセンサ１０Ｒｒの設置位置の決定方法を示す説明図である。

まず、気筒群Ｇ１に設置される第１のノックセンサ１０Ｆｒの設置位置について説明する。第１のノックセンサ１０Ｆｒは、気筒群Ｇ１の気筒♯１，♯２におけるノッキングの有無を検出するために用いられる。図４にも示したように、燃焼順が１番目の気筒♯２のノックゲート区間ＫＧ１には気筒♯１の吸気弁１１０ａの着座時期が重なり得る。気筒♯１は、気筒♯２と同じ気筒群Ｇ１に含まれ、隣り合って配置されている。また、燃焼順が１番目の気筒♯２のノックゲート区間ＫＧ１には気筒♯３の排気弁１１０ｂの着座時期が重なり得る。気筒♯３は、気筒♯２と隣り合って配置されている。

同様に、燃焼順が２番目の気筒♯１のノックゲート区間ＫＧ２には気筒♯３の吸気弁１１０ａの着座時期が重なり得る。気筒♯３は、気筒♯１から気筒２つ分の間隔を置いて配置されている。また、燃焼順が２番目の気筒♯１のノックゲート区間ＫＧ２には気筒♯４の排気弁１１０ｂの着座時期が重なり得る。気筒♯４は、気筒♯１から気筒３つ分の間隔を置いて配置されている。

かかる第２の例では、気筒♯１に第１のノックセンサ１０Ｆｒを設置した場合には、気筒♯２のノックゲート区間ＫＧ１において、気筒♯１の吸気弁１１０ａの着座ノイズが現れてしまうことになる。したがって、吸気弁１１０ａ及び排気弁１１０ｂの着座ノイズが気筒群Ｇ１の気筒♯１，♯２のノックゲート区間ＫＧ２，ＫＧ１に現れないようにするには、第１のノックセンサ１０Ｆｒを、燃焼順が先の気筒♯２に設置すると良いことが分かる。

なお、第１のノックセンサ１０Ｆｒを、気筒♯２の排気弁１１０ｂ側のシリンダブロックに設置した場合には、気筒♯２のノックゲート区間ＫＧ１に、隣り合う気筒♯１の吸気弁１１０ａの着座時期が重なり得るとともに、隣り合う気筒♯３の排気弁１１０ｂの着座時期が重なり得る。一般に、吸気弁１１０ａの着座時の衝撃は、排気弁１１０ｂの着座時の衝撃よりも大きいことが知られている。したがって、第１のノックセンサ１０Ｆｒを設置する気筒♯２のノックゲート区間ＫＧ１に、隣り合う気筒♯１の吸気弁１１０ａの着座時期、及び隣り合う気筒♯３の排気弁１１０ｂの着座時期が重なり得る場合には、排気弁１１０ｂ側のシリンダブロックを優先して、第１のノックセンサ１０Ｆｒを設置することが好ましい。

また、気筒群Ｇ２に設置される第２のノックセンサ１０Ｒｒの設置位置は以下のように決定される。第２のノックセンサ１０Ｒｒは、気筒群Ｇ２の気筒♯３，♯４におけるノッキングの有無を検出するために用いられる。図４にも示したように、燃焼順が３番目の気筒♯３のノックゲート区間ＫＧ３には気筒♯４の吸気弁１１０ａの着座時期が重なり得る。気筒♯４は、気筒♯３と同じ気筒群Ｇ２に隣り合って配置されている。また、燃焼順が３番目の気筒♯３のノックゲート区間ＫＧ３には気筒♯２の排気弁１１０ｂの着座時期が重なり得る。気筒♯２は、気筒♯３に隣り合って配置されている。

同様に、燃焼順が４番目の気筒♯４のノックゲート区間ＫＧ４には気筒♯２の吸気弁１１０ａの着座時期が重なり得る。気筒♯２は、気筒♯４から気筒２つ分の間隔を置いて配置されている。また、燃焼順が４番目の気筒♯４のノックゲート区間ＫＧ４には気筒♯１の排気弁１１０ｂの着座時期が重なり得る。気筒♯１は、気筒♯４から気筒３つ分の間隔を置いて配置されている。

第２の例では、気筒♯４に第２のノックセンサ１０Ｒｒを設置した場合には、気筒♯３のノックゲート区間ＫＧ３において、気筒♯４の吸気弁１１０ａの着座ノイズが現れてしまうことになる。したがって、吸気弁１１０ａ及び排気弁１１０ｂの着座ノイズが気筒群Ｇ２の気筒♯３，♯４のノックゲート区間ＫＧ３，ＫＧ４に現れないようにするには、第２のノックセンサ１０Ｒｒを、燃焼順が先の気筒♯３に設置すると良いことが分かる。

なお、第２のノックセンサ１０Ｒｒを、気筒♯３の排気弁１１０ｂ側のシリンダブロックに設置した場合には、気筒♯３のノックゲート区間ＫＧ３に、隣り合う気筒♯４の吸気弁１１０ａの着座時期が重なり得るとともに、隣り合う気筒♯２の排気弁１１０ｂの着座時期が重なり得る。上述のとおり、一般に、吸気弁１１０ａの着座時の衝撃は、排気弁１１０ｂの着座時の衝撃よりも大きいことが知られていることから、この場合においても、排気弁１１０ｂ側のシリンダブロックを優先して、第１のノックセンサ１０Ｆｒを設置することが好ましい。

以上説明したように、本実施形態によれば、クランクアングルが１８０度ごとに燃焼を生じる内燃機関１００の気筒群Ｇ１及び気筒群Ｇ２それぞれに設置される第１及び第２のノックセンサ１０Ｆｒ，１０Ｒｒが、燃焼順が先の気筒に備えられる。これにより、同じ気筒群Ｇ１，Ｇ２の２つの気筒のノックゲート区間に、ノックセンサが設置された気筒の吸気弁１１０ａ及び排気弁１１０ｂの着座時期が重なり得ることを防ぐことができる。したがって、第１及び第２のノックセンサ１０Ｆｒ，１０Ｒｒのセンサ信号に基づいて、ノッキングの有無を精度よく検出することができる。

また、第１及び第２のノックセンサ１０Ｆｒ，１０Ｒｒを、燃焼順が先の気筒の排気弁１１０ｂ側のシリンダブロック１０１ａに設置することにより、同バンクの気筒のノックゲート区間ＫＧに重なり得る、同バンクの気筒の吸気弁１１０ａの着座による着座ノイズをより低減することができる。

なお、本実施形態にかかるノックセンサの設置位置の考え方は、フラットプレーンのクランクシャフトを有する８気筒Ｖ型の内燃機関についても適用することができる。この場合、Ｖ型の内燃機関における、それぞれ４つの気筒からなる片側のバンクごとに本実施形態を適用すればよい。これにより、各バンクごとにノッキングの有無を精度よく検出することができる。

＜＜３．第３の実施の形態＞＞
次に、第３の実施の形態にかかる内燃機関のノック検出装置として、５気筒直列型の内燃機関に適用し得るノック検出装置の例について説明する。ノック検出装置のうち、ノッキングの有無の判定処理を実行する制御装置については、第１の実施の形態にかかるノック検出装置の場合と同様に構成することができる。したがって、以下、本実施形態にかかる内燃機関におけるノックセンサの設置位置について説明する。

図１４は、本実施形態にかかる５気筒直列型の内燃機関３００を、燃焼順の一例と併せて簡略的に示している。内燃機関３００は、直列配置された５つの気筒♯１，♯２，♯３，♯４，♯５を有する。本実施形態の例では、一方側の２つの気筒♯１，♯２が一つの気筒群Ｇ１を構成し、他方側の３つの気筒♯３，♯４，♯５が他の気筒群Ｇ２を構成する。かかる５気筒直列型の内燃機関３００では、クランクシャフトが２回転する間に５つの気筒において順次燃焼が生じるので、燃焼はクランクアングルが１４４度ごとに等間隔で生じる。図１４に示した例では、気筒♯１、気筒♯２、気筒♯４、気筒♯５、気筒♯３の順に等間隔で燃焼が繰り返される。

一方側の気筒群Ｇ１は、クランクアングルが１４４度の間隔を空けて連続して燃焼する隣り合う気筒♯１，♯２により構成される。また、他方側の気筒群Ｇ２は、クランクアングルが１４４度の間隔を空けて連続して燃焼する隣り合う気筒♯４，♯５を含んで構成される。

図１５は、本実施形態にかかる内燃機関３００における各気筒のノックゲート区間ＫＧと、吸気弁及び排気弁の着座時期との関係を示す説明図である。本実施形態では、それぞれの気筒群Ｇ１，Ｇ２におけるノックセンサの設置位置が、燃焼順を考慮して設定されている。

一方側の気筒群Ｇ１では、気筒♯１のノックゲート区間ＫＧ１に、隣り合う気筒♯２の吸気弁の着座時期が重なり得るとともに、気筒♯５の排気弁の着座時期が重なり得る。したがって、等間隔で連続して燃焼を生じる気筒群Ｇ１において、ノックセンサが気筒♯２に設置されていると、気筒♯１のノックゲート区間ＫＧ１におけるノックセンサの検出信号には、ノックセンサが設置されている気筒♯２の吸気弁の着座時期が重なって、着座ノイズが現れやすくなる。

一方、気筒♯２のノックゲート区間ＫＧ２には、気筒♯４の吸気弁の着座時期と、気筒♯３の排気弁の着座時期とが重なり得る。つまり、ノックセンサが気筒♯１に設置されていても、気筒♯１，♯２のノックゲート区間ＫＧ１，ＫＧ２において、気筒♯１の吸気弁及び排気弁の着座時期が重なり得ることがない。したがって、気筒群Ｇ１を構成する気筒♯１，♯２におけるノッキングの有無を検出するには、燃焼順が先の気筒♯１にノックセンサを設置するとよいことが分かる。さらに、気筒♯１のノックゲート区間ＫＧ１には、気筒♯２の吸気弁の着座時期が重なり得ることから、ノックセンサは、気筒♯１の排気弁側のシリンダブロックに設けることがより好ましい。

また、他方側の気筒群Ｇ２においては、クランクアングルが１４４度の間隔を空けて連続して燃焼する燃焼順が１番先の気筒♯４にノックセンサを設置した場合には、気筒♯４における排気弁の着座時期が、隣り合う気筒♯３のノックゲート区間ＫＧ５に重なり得る。また、気筒群Ｇ２では、燃焼順が２番目の気筒♯５にノックセンサを設置すると、気筒♯５における吸気弁の着座時期が、隣り合う気筒♯４のノックゲート区間ＫＧ３に重なり得る。また、燃焼順が３番目の気筒♯３にノックセンサを設置すると、気筒♯３における吸気弁の着座時期が、気筒群Ｇ２の気筒♯５のノックゲート区間ＫＧ４に重なり得る。

上述のとおり、気筒群内の燃焼順が後の気筒にノックセンサを設置すると、燃焼順が先の気筒のノックゲート区間に、ノックセンサを設置した気筒の吸気弁の着座時期が重なり、着座ノイズが現れやすくなる。隣り合わない気筒♯３と気筒♯５では、燃焼順が後の気筒♯３にノックセンサがある場合、ノックゲート区間となる気筒♯５からのノック信号が気筒♯４を介して気筒♯３に伝えられる。そのために、ノック信号が減衰しやすく、ノック信号とノイズとの比が小さくなり、より検出性が悪化する。この場合、１４４度の間隔で燃焼している３つの気筒のうちの燃焼順が１番先の気筒♯４にノックセンサを設置することで、吸気弁の着座ノイズの影響を抑えることができる。なお、気筒♯４にノックセンサを設置した場合、気筒♯４における排気弁の着座時期が、隣り合う気筒♯３のノックゲート区間ＫＧ５に重なり得る。したがって、排気弁の着座ノイズの影響を抑えるためには、ノックセンサが吸気弁側に設置されることが好ましい。

以上説明したように、本実施形態によれば、クランクアングルが１４４度ごとに燃焼を生じる５気筒直列型の内燃機関３００の気筒群Ｇ１に設置される第１のノックセンサが、クランクアングルが１４４度の間隔を空けて連続して燃焼する隣り合う気筒♯１，♯２のうちの燃焼順が先の気筒♯１に備えられる。これにより、一の気筒群Ｇ１の２つの気筒のノックゲート区間ＫＧ１，ＫＧ２に、ノックセンサが設置された気筒の吸気弁及び排気弁の着座時期が重なり得ることを防ぐことができる。したがって、ノックセンサのセンサ信号に基づいて、一の気筒群Ｇ１の気筒♯１，♯２のノッキングの有無を精度よく検出することができる。

また、一の気筒群Ｇ１のノッキングの有無を検出するためのノックセンサを、燃焼順が先の気筒♯１の排気弁側のシリンダブロックに設置することにより、気筒群Ｇ１の気筒♯１，♯２のノックゲート区間ＫＧ１、ＫＧ２に重なり得る、同バンクの気筒の吸気弁の着座による着座ノイズをより低減することができる。

また、本実施形態によれば、クランクアングルが１４４度ごとに燃焼を生じる５気筒直列型の内燃機関３００の気筒群Ｇ２に設置される第２のノックセンサが、クランクアングルが１４４度の間隔を空けて連続して燃焼する隣り合う気筒♯４，♯５を含む気筒群のうちの燃焼順が先の気筒♯４の吸気弁側に備えられる。これにより、他方の気筒群Ｇ２の３つの気筒のノックゲート区間ＫＧ３，ＫＧ４，ＫＧ５に、ノックセンサが設置された気筒♯４の吸気弁の着座時期が重なり得ることを防ぐことができる。したがって、ノックセンサのセンサ信号に基づいて、他方の気筒群Ｇ２の気筒♯３，♯４，♯５のノッキングの有無を比較的精度よく検出することができる。

なお、本実施形態の例では、一方側の気筒群Ｇ１を気筒♯１，♯２により構成し、他方側の気筒群Ｇ２を気筒♯３，♯４，♯５により構成していたが、一方側の気筒群Ｇ１を気筒♯１，♯２，♯３により構成し、他方側の気筒群Ｇ２を気筒♯４，♯５により構成してもよい。このように構成した場合であっても、同様に、クランクアングルが１４４度の間隔を空けて連続して燃焼を生じる、隣り合う気筒♯１，♯４にノックセンサを設けることにより、吸気弁及び排気弁の着座ノイズを低減することができる。

＜＜４．第４の実施の形態＞＞
次に、第４の実施の形態にかかる内燃機関のノック検出装置として、クロスプレーンのクランクシャフトを有する８気筒Ｖ型の内燃機関に適用し得るノック検出装置の例について説明する。ノック検出装置のうち、ノッキングの有無の判定処理を実行する制御装置については、第１の実施の形態にかかるノック検出装置の場合と同様に構成することができる。したがって、以下、本実施形態にかかる内燃機関におけるノックセンサの設置位置について説明する。

図１６は、本実施形態にかかる８気筒Ｖ型の内燃機関４００を、燃焼順の一例と併せて簡略的に示している。内燃機関４００は、並列配置された８つの気筒♯１，♯２，♯３，♯４，♯５，♯６，♯７，♯８を有する。このうち、一方のバンク列の４つの気筒♯１，♯３，♯５，♯７が一つの気筒群Ｇ１を構成し、他方のバンク列の４つの気筒♯２，♯４，♯６，♯８が他の気筒群Ｇ２を構成する。かかる８気筒Ｖ型の内燃機関４００では、クランクシャフトが２回転する間に８つの気筒において順次燃焼が生じるので、燃焼はクランクアングルが９０度ごとに生じる。図１６に示した例では、気筒♯１、気筒♯８、気筒♯４、気筒♯３、気筒♯６、気筒♯５、気筒♯７、気筒♯２の順に等間隔で燃焼が繰り返される。

一方側の気筒群Ｇ１は、クランクアングルが１８０度の間隔を空けて燃焼する隣り合う気筒♯３，♯５を含んで構成される。また、他方側の気筒群Ｇ２は、クランクアングルが１８０度の間隔を空けて燃焼する隣り合う気筒♯４，♯６を含んで構成される。かかる内燃機関４００において、各気筒群Ｇ１，Ｇ２の気筒におけるノッキングの有無を検出するノックセンサは、１８０度の間隔を空けて燃焼を生じる隣り合う気筒♯３，♯５（♯４，♯６）のうちの燃焼順が先の気筒♯３，♯４に設けられる。

具体的に、一の気筒群Ｇ１では、気筒♯１の燃焼と気筒♯３の燃焼とは略２７０度間隔となる。また、気筒♯３の燃焼と気筒♯５の燃焼とは略１８０度間隔となる。また、気筒♯５の燃焼と気筒♯７の燃焼とは略９０度間隔となる。さらに、気筒♯７の燃焼と気筒♯１の燃焼とは略１８０度間隔となる。一の気筒群Ｇ１では、ノックセンサは、略１８０度の間隔を空けて燃焼する隣り合う気筒♯３，♯５のうちの燃焼順が先の気筒♯３に設けられる。

他の気筒群Ｇ２では、気筒♯８の燃焼と気筒♯４の燃焼とは略９０度間隔となる。また、気筒♯４の燃焼と気筒♯６の燃焼とは略１８０度間隔となる。また、気筒♯６の燃焼と気筒♯２の燃焼とは略２７０度間隔となる。さらに、気筒♯２の燃焼と気筒♯８の燃焼とは略１８０度間隔となる。他の気筒群Ｇ２では、ノックセンサは、略１８０度の間隔を空けて燃焼する隣り合う気筒♯４，♯６のうちの燃焼順が先の気筒♯４に設けられる。

図１７は、本実施形態にかかる内燃機関４００における各気筒のノックゲート区間ＫＧと、吸気弁及び排気弁の着座時期との関係を示す説明図である。一の気筒群Ｇ１について見ると、気筒♯１のノックゲート区間ＫＧ１には、逆バンクの気筒♯４の吸気弁及び逆バンクの気筒♯６の排気弁の着座時期が重なり得る。また、気筒♯３のノックゲート区間ＫＧ４には、隣り合う気筒♯５の吸気弁及び逆バンクの気筒♯２の排気弁の着座時期が重なり得る。また、気筒♯５のノックゲート区間ＫＧ６には、逆バンクの気筒♯２の吸気弁及び逆バンクの気筒♯８の排気弁の着座時期が重なり得る。さらに、気筒♯７のノックゲート区間ＫＧ７には、気筒♯１の吸気弁及び逆バンクの気筒♯４の排気弁の着座時期が重なり得る。

すなわち、気筒群Ｇ１の気筒♯１，♯３，♯５，♯７のうち、気筒♯３，♯７にノックセンサを設けても、ノックゲート区間ＫＧ１，ＫＧ４，Ｋｇ６，ＫＧ７において、同バンクの気筒での吸気弁及び排気弁の着座ノイズの影響を受けることが無い。ただし、気筒♯７にノックセンサを設けると、気筒♯１との距離が３気筒分になって、検出精度が低下するおそれがある。したがって、気筒群Ｇ１の気筒におけるノッキングの有無を検出するためのノックセンサは、１８０度の間隔を空けて燃焼を生じる隣り合う気筒♯３，♯５のうちの燃焼順が先の気筒♯３に設けるとよいことが分かる。

同様に、他の気筒群Ｇ２について見ると、気筒♯８のノックゲート区間ＫＧ２には、逆バンクの気筒♯３の吸気弁及び逆バンクの気筒♯５の排気弁の着座時期が重なり得る。また、気筒♯４のノックゲート区間ＫＧ３には、隣り合う気筒♯６の吸気弁及び逆バンクの気筒♯７の排気弁の着座時期が重なり得る。また、気筒♯６のノックゲート区間ＫＧ５には、逆バンクの気筒♯７の吸気弁及び逆バンクの気筒♯１の排気弁の着座時期が重なり得る。さらに、気筒♯２のノックゲート区間ＫＧ８には、気筒♯８の吸気弁及び逆バンクの気筒♯３の排気弁の着座時期が重なり得る。

すなわち、気筒群Ｇ２の気筒♯２，♯４，♯６，♯８のうち、気筒♯２，♯４にノックセンサを設けても、ノックゲート区間ＫＧ２，ＫＧ３，Ｋｇ５，ＫＧ８において、同バンクの気筒での吸気弁及び排気弁の着座ノイズの影響を受けることが無い。ただし、気筒♯２にノックセンサを設けると、気筒♯８との距離が３気筒分になって、検出精度が低下するおそれがある。したがって、気筒群Ｇ２の気筒におけるノッキングの有無を検出するためのノックセンサは、１８０度の間隔を空けて燃焼を生じる隣り合う気筒♯４，♯６のうちの燃焼順が先の気筒♯４に設けるとよいことが分かる。

以上説明したように、本実施形態によれば、各気筒群Ｇ１，Ｇ２を構成する気筒♯１，♯３，♯５，♯７（♯２，♯４，♯６，♯８）に含まれる、クランクアングルが１８０度間隔で燃焼を生じる隣り合う気筒♯３，♯５（♯４，♯６）のうちの燃焼順が先の気筒にノックセンサが備えられる。これにより、各気筒群Ｇ１，Ｇ２の複数の気筒のノックゲート区間ＫＧに、ノックセンサが設置された気筒の吸気弁及び排気弁の着座時期が重なり得ることを防ぐことができる。したがって、ノックセンサのセンサ信号に基づいて、各気筒群Ｇ１，Ｇ２の気筒のノッキングの有無を精度よく検出することができる。

また、各気筒群Ｇ１，Ｇ２のノッキングの有無を検出するためのノックセンサを、検出対象の気筒群の各気筒からの最大距離が小さい気筒♯３，♯４に設けることにより、検出精度の低下を抑制することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は応用例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施の形態においては、特定の構成の内燃機関を例に採って説明したが、内燃機関の構成は上記の例に限られない。例えば、気筒数や気筒の配列が異なる場合であっても、略１４０〜１９０度の範囲で規定される所定のクランクアングルの間隔を空けて燃焼を生じる、隣り合う少なくとも二つの気筒を含む気筒群を含む内燃機関であれば、本発明を適用することができる。

１０Ｒ 第１のノックセンサ
１０Ｌ 第２のノックセンサ
１０Ｆｒ 第１のノックセンサ
１０Ｒｒ 第２のノックセンサ
１００，１００Ａ 内燃機関
１０１ａ シリンダブロック
１１０ａ 吸気弁
１１０ｂ 排気弁
１１５ クランクシャフト
２００ 制御装置（ノック判定装置）
２１０ 積算部
２２０ 判定部
２３０ 記憶部
２５０ ノック検出装置
３００，４００ 内燃機関
ｂｋ＿Ｒ 右バンク
ｂｋ＿Ｌ 左バンク
Ｇ１，Ｇ２ 気筒群

Claims (8)

1. クランクシャフトの回転に伴って、略１４０〜１９０度の範囲で規定される所定のクランクアングルの間隔を空けて燃焼を生じる、隣り合う少なくとも二つの気筒を含む気筒群ごとに設けられたノックセンサと、
   前記ノックセンサの検出信号に基づいてノッキングの有無を判定するノック判定装置と、を備え、
   前記ノックセンサは、前記気筒群のうち前記所定のクランクアングルの間隔で燃焼を生じる複数の気筒のうちの燃焼順が先の気筒に設けられる、内燃機関のノック検出装置。
2. 前記内燃機関が４気筒の内燃機関であって、前記所定のクランクアングルの間隔が１８０度である、請求項１に記載の内燃機関のノック検出装置。
3. 前記内燃機関が、並列に配置された４個の気筒を備える場合、前記気筒群は、それぞれの列の２個の気筒の群であり、
   前記ノックセンサは、それぞれの前記気筒群における燃焼順が先の気筒の前記排気弁側のシリンダブロックに設けられる、請求項１又は２に記載の内燃機関のノック検出装置。
4. 前記内燃機関が、直列に配置された４個の気筒を備える場合、前記気筒群は、配列方向の一方側の２個の気筒の群と他方側の２個の気筒の群とからなり、
   前記ノックセンサは、それぞれの前記気筒群における燃焼順が先の気筒の前記排気弁側のシリンダブロックに設けられる、請求項１又は２に記載の内燃機関のノック検出装置。
5. 前記内燃機関が、前記クランクアングルの間隔が９０度の等間隔で燃焼を生じる８気筒の内燃機関であって、前記気筒群における隣り合う少なくとも二つの気筒は、前記所定のクランクアングルの間隔が１８０度で燃焼を生じる気筒である、請求項１に記載の内燃機関のノック検出装置。
6. 前記内燃機関が、Ｖ型に配置された８個の気筒を備える場合、前記気筒群は片側のバンクの気筒群であり、
   前記ノックセンサは、それぞれの前記気筒群における前記所定のクランクアングルの間隔が１８０度で燃焼を生じる複数の気筒のうちの燃焼順が先の気筒のシリンダブロックに設けられる、請求項５に記載の内燃機関のノック検出装置。
7. 前記内燃機関が５気筒の内燃機関であって、前記所定のクランクアングルの間隔が１４４度である、請求項１に記載の内燃機関のノック検出装置。
8. 前記内燃機関が、直列に配置された５個の気筒を備える場合、前記気筒群は、配列方向の一方側の前記気筒の群と他方側の前記気筒の群とからなり、
   前記ノックセンサは、それぞれの前記気筒群における前記所定のクランクアングルの間隔が１４４度で燃焼を生じる複数の気筒のうちの燃焼順が先の気筒の前記吸気弁側のシリンダブロックに設けられる、請求項７に記載の内燃機関のノック検出装置。
   

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