(57)【要約】【課題】ノッキングの発生を効果的に抑制できる内燃機関を提供すること。【解決手段】この内燃機関１は、ガソリン燃料をシリンダ２内に噴射する筒内噴射ノズル６１と、水素燃料を吸気ポート４１にて噴射するポート噴射ノズル６２とを備えており、ガソリン燃料および水素燃料をシリンダ内に供給できる。この内燃機関１では、一つのシリンダ２に対して一対の吸気ポート４１ａ、４１ｂおよび一対の吸気バルブ４２ａ、４２ｂが設けられている。また、吸気バルブ４２ａ、４２ｂの開閉を制御する制御手段８１、４３を備える。そして、ノッキングが発生し易い運転領域にて、ポート噴射ノズル６２が吸気ポート４１にて水素燃料を噴射し、一つのシリンダ２に設けられた一対の吸気バルブ４２ａ、４２ｂのうち一方の吸気バルブ４２ａが開弁すると共に他方の吸気バルブ４２ｂが閉弁してシリンダ２内に吸気のスワールを発生させる。【選択図】図１
2010216395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンを収容するシリンダと、前記シリンダに吸気を供給するための吸気ポートと、前記吸気ポートを開閉する吸気バルブと、ガソリン燃料を前記シリンダ内に噴射する筒内噴射ノズルと、水素燃料を前記吸気ポートにて噴射するポート噴射ノズルとを備えると共に、ガソリン燃料および水素燃料を前記シリンダ内に供給できる内燃機関であって、
一つの前記シリンダに対して一対の前記吸気ポートおよび一対の前記吸気バルブが設けられると共に、前記吸気バルブの開閉を制御する制御手段を備え、且つ、
ノッキングが発生し易い運転領域にて、前記ポート噴射ノズルが前記吸気ポートにて水素燃料を噴射し、一つの前記シリンダに設けられた一対の前記吸気バルブのうち一方の前記吸気バルブが開弁すると共に他方の前記吸気バルブが閉弁して前記シリンダ内に吸気のスワールを発生させることを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関に関し、さらに詳しくは、ノッキングの発生を効果的に抑制できる内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の内燃機関では、ガソリン燃料をシリンダ内に噴射する筒内噴射ノズルと、水素燃料を吸気ポートにて噴射するポート噴射ノズルとが設けられており、ガソリン燃料および水素燃料をシリンダ内に供給できる構成が採用されている。かかる構成を採用する従来の内燃機関として、特許文献１に記載される技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−８３２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、内燃機関では、ノッキングの発生を抑制すべき課題がある。
【０００５】
そこで、この発明は、上記に鑑みてされたものであって、ノッキングの発生を効果的に抑制できる内燃機関を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、この発明にかかる内燃機関は、ピストンを収容するシリンダと、前記シリンダに吸気を供給するための吸気ポートと、前記吸気ポートを開閉する吸気バルブと、ガソリン燃料を前記シリンダ内に噴射する筒内噴射ノズルと、水素燃料を前記吸気ポートにて噴射するポート噴射ノズルとを備えると共に、ガソリン燃料および水素燃料を前記シリンダ内に供給できる内燃機関であって、一つの前記シリンダに対して一対の前記吸気ポートおよび一対の前記吸気バルブが設けられると共に、前記吸気バルブの開閉を制御する制御手段を備え、且つ、ノッキングが発生し易い運転領域にて、前記ポート噴射ノズルが前記吸気ポートにて水素燃料を噴射し、一つの前記シリンダに設けられた一対の前記吸気バルブのうち一方の前記吸気バルブが開弁すると共に他方の前記吸気バルブが閉弁して前記シリンダ内に吸気のスワールを発生させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明にかかる内燃機関では、ノッキングが発生し易い運転領域にて、ポート噴射ノズルが吸気ポートにて水素燃料を噴射し、一つのシリンダに設けられた一対の吸気バルブのうち一方の吸気バルブが開弁すると共に他方の吸気バルブが閉弁してシリンダ内に吸気のスワールを発生させる。かかる構成では、吸気ポートにて吸気に噴射された水素燃料が、このスワールに乗ってシリンダ内のエンドガス領域に到達できる。すると、速い燃焼速度を有する水素燃料がエンドガス領域に供給されるので、シリンダの周方向への火炎伝播が促進される。これにより、エンジンの燃焼効率が向上して、ノッキングの発生が抑制される利点がある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、この発明の実施例にかかる内燃機関を示す構成図である。
【図２】図２は、図１に記載した内燃機関の作用を示すフローチャートである。
【図３】図３は、図１に記載した内燃機関の作用を示す説明図である。
【図４】図４は、図１に記載した内燃機関の作用を示す説明図である。
【図５】図５は、図１に記載した内燃機関の作用を示す説明図である。
【図６】図６は、図１に記載した内燃機関の作用を示す説明図である。
【図７】図７は、図１に記載した内燃機関の作用を示すフローチャートである。
【図８】図８は、図１に記載した内燃機関の作用を示すフローチャートである。
【図９】図９は、図１に記載した内燃機関の作用を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、図１に記載した内燃機関の作用を示す説明図である。
【図１１】図１１は、図１に記載した内燃機関の作用を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施例の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、この実施例に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。
【実施例】
【００１０】
［内燃機関］
この内燃機関１は、ガソリンおよび水素を燃料として用いるレシプロエンジンに適用される。この実施例では、ガソリン燃料をシリンダ内にて直接噴射すると共に水素燃料を吸気ポートにて噴射する４サイクル・レシプロエンジンを一例として説明する。
【００１１】
この内燃機関１は、シリンダ２と、ピストン３と、吸気ポート４１および吸気バルブ４２と、排気ポート５１および排気バルブ５２と、筒内噴射ノズル６１およびポート噴射ノズル６２と、点火プラグ７とを備える（図１参照）。シリンダ２は、シリンダブロック１０側に形成されたシリンダボア２１と、シリンダヘッド１１側に形成された燃焼室２２とにより構成される。ピストン３は、シリンダボア２１内に往復可能に収容される。吸気ポート４１は、燃焼室２２に対する吸気の入口部を構成する。吸気バルブ４２は、吸気ポート４１を開閉するバルブである。排気ポート５１は、燃焼室２２に対する排気の出口部を構成する。排気バルブ５２は、排気ポート５１を開閉するバルブである。筒内噴射ノズル６１は、ガソリン燃料をシリンダ２の燃焼室２２内にて直接噴射するノズルである。ポート噴射ノズル６２は、水素燃料を吸気ポート４１にて噴射するノズルである。点火プラグ７は、燃焼室２２にて混合気に点火するためのプラグである。
【００１２】
また、内燃機関１は、一対の吸気ポート４１ａ、４１ｂおよび各吸気ポート４１ａ、４１ｂに対応する一対の吸気バルブ４２ａ、４２ｂと、一対の排気ポート５１ａ、５１ｂおよび各排気ポートに対応する一対の排気バルブ５２ａ、５２ｂとを、シリンダ２ごとにそれぞれ有する（図３参照）。例えば、この実施例では、吸気通路４４が分岐されて一対の吸気ポート４１ａ、４１ｂが形成されており、これらの吸気ポート４１ａ、４１ｂの出口部がシリンダ２の燃焼室２２にそれぞれ接続されている。また、シリンダ２の径方向断面視にて、これらの吸気ポート４１ａ、４１ｂが燃焼室２２の片側領域にて隣り合って配置されている。また、同様に、一対の排気ポート５１ａ、５１ｂが燃焼室２２の他方の片側領域（吸気ポート４１ａ、４１ｂ対向する側の領域）に配置されている。これにより、燃焼室２２では、各吸気ポート４１ａ、４１ｂおよび各排気ポート５１ａ、５１ｂが、シリンダ２の周方向かつ反時計回りに向かって、一方の吸気ポート４１ａ、一方の排気ポート５１ａ、他方の排気ポート５１ｂ、他方の吸気ポート４１ｂの順に配列されている。
【００１３】
また、内燃機関１は、各吸気バルブ４２ａ、４２ｂの駆動モードを切り替える動弁切替部４３を有する（図１参照）。この動弁切替部４３と一対の吸気バルブ４２ａ、４２ｂとにより、吸気ポート４１ａ、４１ｂの可変動弁系４が構成される。なお、吸気バルブ４２ａ、４２ｂの駆動モードには、例えば、（１）双方の吸気バルブ４２ａ、４２ｂが所定のバルブタイミングにて同時に開閉するモード、（２）一方の吸気バルブ４２ａのみが所定のバルブタイミングにて開閉し、他方の吸気バルブ４２ｂが閉弁したままの状態となるモードなどが含まれる。駆動モード（１）では、エンジンの吸気行程にて双方の吸気バルブ４２ａ、４２ｂから吸気が行われるため、吸気効率が良い。このため、駆動モード（１）は、例えば、エンジンの定常運転時に用いられる。駆動モード（２）では、吸気が一方の吸気バルブ４２ａのみからシリンダ２内に導入されるため、シリンダ２内にスワール（旋回流）が発生する（図３参照）。これにより、エンジンの燃焼効率が向上する。これらの駆動モードは、エンジンの運転条件などに応じて適宜切り替えられる。なお、動弁切替部４３には、公知かつ任意の構成が採用され得る。
【００１４】
なお、この実施例では、吸気バルブ４２ａ、４２ｂの駆動モード（２）にて閉弁したままの状態となる吸気バルブ４２ｂを、スワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）と呼ぶ。
【００１５】
また、この内燃機関１は、各種制御を行うための制御系８を有する（図１参照）。制御系８は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）８１と、各種センサ（図示省略）とを有する。各種センサには、例えば、エンジン回転数を検出する回転数センサ、エンジン負荷を検出するトルクセンサ、ノッキングの発生を検出するためのノックセンサ、エンジンのクランク角を検出するクランク角センサなどが含まれる（図示省略）。この制御系８では、ＥＣＵ８１が各種センサの出力信号に基づいて、筒内噴射ノズル６１、ポート噴射ノズル６２、動弁切替部４３、点火プラグ７などの駆動制御を行う。これにより、燃料噴射制御、スワール制御、点火遅角制御などが行われて、後述するノッキング抑制制御が実現される。
【００１６】
この内燃機関１では、まず、エンジン稼働時にて、ピストン３が下降すると共に吸気バルブ４２が開弁して、吸気が吸気ポート４１からシリンダ２の燃焼室２２内に供給される（吸気行程）。次に、ピストン３が上昇してシリンダ２内の吸気が圧縮される（圧縮行程）。次に、この吸気と筒内噴射ノズル６１から噴射されたガソリン燃料とがシリンダ２内にて混合されて混合気となる。次に、この混合気が点火プラグ７により点火されてシリンダ２内で燃焼し（燃焼行程）、その燃焼エネルギーによりピストン３が駆動されてシリンダ２内を往復運動する。そして、このピストン３の往復運動がクランクシャフト（図示省略）の回転運動に変換されて動力が発生する。その後に、ピストン３が上昇すると共に排気バルブ５２が開放されて、シリンダ２内の燃焼ガスが排気ポート５１から外部に排出される（排気行程）。
【００１７】
［ノッキング抑制制御］
ここで、この内燃機関１では、エンジンのノッキングを抑制するために、以下の制御（ノック抑制制御）が行われる（図２参照）。
【００１８】
まず、ステップＳＴ１では、一方の吸気バルブ（ＳＣＶ）４２ｂが閉弁したままの状態か否かが判定される。すなわち、一対の吸気バルブ４２ａ、４２ｂのうち一方の吸気バルブ４２ａが所定のバルブタイミングにて開閉し、他方の吸気バルブ４２ｂが閉弁したままの状態（上記したシリンダ２内にスワールを発生させる駆動モード（２））か否かが判定される。この判定は、ＥＣＵ８１から動弁切替部４３への駆動モードに関する指示信号に基づいて行われる。そして、この判定ステップＳＴ１にて、肯定判定が行われた場合には、ステップＳＴ２に進み、否定判定が行われた場合には、処理が終了される。
【００１９】
次に、ステップＳＴ２では、エンジン回転数およびエンジン負荷が読み込まれる。エンジン回転数およびエンジン負荷は、エンジンの所定の位置に設置された回転数センサおよびトルクセンサ（図示省略）の出力値として取得される。
【００２０】
次に、ステップＳＴ３では、水素燃料を噴射するための条件が満たされているか否かの判定が行われる（水素噴射条件判定ステップＳＴ３）。この判定ステップＳＴ３では、所定の水素噴射条件が満たされるときに、肯定判定が行われる。所定の水素噴射条件には、例えば、（１）ノッキングが発生しているとき、（２）ステップＳＴ１にて取得されたエンジン回転数およびエンジン負荷が所定の水素噴射領域（図４参照）にあるときなどが含まれる。なお、ノッキングが発生しているか否かは、制御系８のノックセンサの出力値として取得される。また、ノッキングは、エンジン回転数が低いときほど発生し易い。したがって、水素燃料の噴射は、エンジン回転数が低くなるほど小さいエンジン負荷にて行われる（図４参照）。この判定ステップＳＴ３にて、肯定判定が行われた場合には、ステップＳＴ４に進み、否定判定が行われた場合には、処理が終了される。
【００２１】
次に、ステップＳＴ４では、水素噴射タイミングΘinjが決定される（水素噴射タイミング決定ステップＳＴ４）。水素噴射タイミングΘinjとは、ポート噴射ノズル６２から噴射される水素燃料の噴射タイミングである。この水素噴射タイミングΘinjは、所定の水素噴射タイミングマップ（図示省略）に基づいて決定される。具体的には、水素噴射タイミングΘinjは、ポート噴射ノズル６２から噴射された水素燃料がシリンダ２のエンドガス領域（シリンダボア２１の内壁面付近の領域）に到達できるタイミングに決定される。なお、水素噴射タイミングマップの補正については、後述する。
【００２２】
次に、ステップＳＴ５では、水素噴射量Ｇｈ２が決定される（水素噴射量決定ステップＳＴ５）。水素噴射量Ｇｈ２とは、ポート噴射ノズル６２から噴射される水素燃料の噴射量である。この水素噴射量Ｇｈ２は、所定の水素噴射量マップ（図示省略）に基づいて算出される。なお、ノッキングは、エンジン回転数が低く、また、エンジン負荷が大きいときほど発生し易い。したがって、水素噴射量Ｇｈ２は、エンジン回転数が低いときほど増量され、また、エンジン負荷が大きいときほど増量される傾向にある（図５および図６参照）。なお、水素噴射量マップの補正については、後述する。
【００２３】
そして、ステップＳＴ６では、水素燃料の噴射が実行される（水素燃料噴射ステップＳＴ６）。すなわち、ノッキングが発生し易い運転領域（図４の水素噴射領域）にあるときに、ポート噴射ノズル６２が水素燃料を吸気ポート４１内に噴射する。また、水素燃料の噴射は、好適な水素噴射タイミングΘinjおよび水素噴射量Ｇｈ２にて行われる（ＳＴ４およびＳＴ５）。このとき、一方の吸気バルブ４２ｂが閉弁したままの状態にあるため（ステップＳＴ１の肯定判定）、シリンダ２内に吸気のスワールが発生する。したがって、吸気ポート４１にて吸気に噴射された水素燃料が、このスワールに乗ってシリンダ２内のエンドガス領域に到達できる。すると、速い燃焼速度を有する水素燃料がエンドガス領域に供給されるので、シリンダ２の周方向への火炎伝播が促進される。これにより、エンジンの燃焼効率が向上して、ノッキングの発生が抑制される。
【００２４】
なお、この実施例では、筒内噴射ノズル６１の噴射口がシリンダ２の内周かつ吸気ポート４１の近傍に配置されている（図１参照）。しかし、これに限らず、筒内噴射ノズル６１が点火プラグ７の近傍に配置されても良い（図示省略）。かかる構成としても、燃料噴射制御が適正に行われて、エンジンのノッキングが低減される。
【００２５】
［水素噴射タイミングマップおよび水素噴射量マップの補正］
ここで、上記のノッキング抑制制御にもかかわらずノッキングが発生している場合には、経時変化によりシリンダ２内のスワールが変化したと推定される。そこで、かかる場合には、水素噴射タイミングΘinjを補正してノッキング抑制制御を継続することが好ましい。
【００２６】
例えば、この実施例では、水素噴射タイミングΘinjの決定（ＳＴ４）に用いられる水素噴射タイミングマップと、水素噴射量Ｇｈ２の決定（ＳＴ５）に用いられる水素噴射量マップとがそれぞれ補正される。そして、この補正された水素噴射タイミングマップおよび水素噴射量マップが用いられて、水素噴射タイミングΘinjおよび水素噴射量Ｇｈ２が決定され（ＳＴ４およびＳＴ５）、水素燃料の噴射が実行される（ＳＴ６）。これらの処理は、例えば、以下のように行われる（図７参照）。
【００２７】
まず、水素噴射条件判定ステップＳＴ３にて所定の水素噴射条件が満たされている場合（肯定判定の場合）には、ステップＳＴ４１にて、ノックセンサの出力値が読み込まれる。
【００２８】
次に、ステップＳＴ４２にて、ポート噴射ノズル６２が水素燃料を噴射している（水素噴射中）か否かの判定が行われる。このステップＳＴ４２にて、肯定判定が行われた場合には、ステップＳＴ４３に進み、否定判定が行われた場合には、ステップＳＴ４に進む。
【００２９】
次に、ステップＳＴ４３では、ノッキングの発生の有無が判定される。この判定は、ステップ４１にて取得されたノックセンサの出力値に基づいて行われる。このステップＳＴ４３にて、肯定判定が行われた場合には、ステップＳＴ４４に進み、否定判定が行われた場合には、ステップＳＴ４に進む。
【００３０】
次に、ステップＳＴ４４では、水素噴射タイミングΘinjが進角側あるいは遅角側に変更される（水素噴射タイミング変更ステップＳＴ４４）。水素噴射タイミングΘinjの変更には、所定の噴射タイミング補正量Θaddが用いられる。なお、この水素噴射タイミング変更ステップＳＴ４４については、後述する。
【００３１】
次に、ステップＳＴ４５では、水素噴射タイミングマップが補正される（水素噴射タイミングマップ補正ステップＳＴ４５）。水素噴射タイミングマップの補正は、所定のマップ値補正量ΔΘinjに基づいて行われる。また、水素噴射タイミングマップを補正するか否かの判定は、例えば、水素噴射タイミングΘinjが進角側あるいは遅角側に変更（ＳＴ４４）されたときの、ノッキングの発生の有無に基づいて行われる。なお、この水素噴射タイミングマップ補正ステップＳＴ４５については、後述する。
【００３２】
次に、ステップＳＴ４６では、水素噴射量マップが補正される（水素噴射量マップ補正ステップＳＴ４６）。水素噴射量マップの補正は、所定のマップ値補正量ΔＧｈ２に基づいて行われる。また、水素噴射量マップを補正するか否かの判定は、例えば、水素噴射タイミングΘinjが進角側あるいは遅角側に変更（ＳＴ４４）されたときの、ノッキングの発生の有無に基づいて行われる。なお、この水素噴射量マップ補正ステップＳＴ４６については、後述する。
【００３３】
そして、この変更された水素噴射タイミングΘinj、並びに、水素噴射タイミングマップおよび水素噴射量マップが用いられて、水素噴射タイミングΘinjおよび水素噴射量Ｇｈ２が決定され（ＳＴ４およびＳＴ５）、水素燃料の噴射が実行される（ＳＴ６）。これにより、シリンダ２内のスワールと水素噴射タイミングΘinjおよび水素噴射量Ｇｈ２との関係が適正化されて、エンジンのノッキングが効果的に抑制される。
【００３４】
［具体例］
なお、この実施例では、水素噴射タイミングΘinjおよび水素噴射量Ｇｈ２の補正ステップＳＴ４１〜ＳＴ４６が以下のように行われる（図８および図９参照）。
【００３５】
まず、ステップＳＴ１０１では、水素噴射タイミングΘinjが現在の水素噴射タイミングマップのマップ値に設定される（図８参照）。
【００３６】
次に、ステップＳＴ１０２では、水素噴射タイミングΘinjを補正するための噴射タイミング補正量Θaddが設定される。この噴射タイミング補正量Θaddは、現在の噴射タイミング補正量Θadd（あるいは初期値）と、所定の補正定数ΔΘとの和（Θadd＋ΔΘ）である。
【００３７】
次に、ステップＳＴ１０３では、水素噴射タイミングΘinjが、その現在値と噴射タイミング補正量Θaddとの差（Θinj−Θadd）として設定される。すなわち、水素噴射タイミングΘinjが進角側に設定される。
【００３８】
次に、ステップＳＴ１０４では、ステップＳＴ１０３にて設定された水素噴射タイミングΘinjが用いられて、ノッキングの発生の有無が判定される。この判定は、ステップ４１にて取得されたノックセンサの出力値に基づいて行われる。このステップＳＴ１０４にて、肯定判定が行われた場合には、ステップＳＴ１０５に進み、否定判定が行われた場合には、ステップＳＴ１１２に進む。
【００３９】
次に、ステップＳＴ１０５では、噴射タイミング補正量Θaddと所定の閾値ΘlimitとがΘadd＞Θlimitの関係を有するか否かが判定される。このステップＳＴ１０５にて、肯定判定が行われた場合には、ステップＳＴ１０６（図９参照）に進み、否定判定が行われた場合には、ステップＳＴ１０２に戻る。
【００４０】
次に、ステップＳＴ１０６では、水素噴射タイミングΘinjが現在の水素噴射タイミングマップのマップ値に設定される。
【００４１】
次に、ステップＳＴ１０７では、噴射タイミング補正量Θaddが設定される。この噴射タイミング補正量Θaddは、現在の噴射タイミング補正量Θaddと、所定の補正定数ΔΘとの和（Θadd＋ΔΘ）である。
【００４２】
次に、ステップＳＴ１０８では、水素噴射タイミングΘinjが、その現在値と噴射タイミング補正量Θaddとの和（Θinj＋Θadd）として設定される。すなわち、水素噴射タイミングΘinjが遅角側に設定される。
【００４３】
次に、ステップＳＴ１０９では、ステップＳＴ１０８にて設定された水素噴射タイミングΘinjが用いられて、ノッキングの発生の有無が判定される。この判定は、ステップ４１にて取得されたノックセンサの出力値に基づいて行われる。このステップＳＴ１０９にて、肯定判定が行われた場合には、ステップＳＴ１１０に進み、否定判定が行われた場合には、ステップＳＴ１１４に進む。
【００４４】
次に、ステップＳＴ１１０では、噴射タイミング補正量Θaddと所定の閾値ΘlimitとがΘadd＞Θlimitの関係を有するか否かが判定される。そして、肯定判定が行われた場合には、ステップＳＴ１１１に進み、否定判定が行われた場合には、ステップＳＴ１０７に戻る。
【００４５】
次に、ステップＳＴ１１１では、点火遅角制御が行われる。すなわち、水素噴射タイミングΘinjが進角側および遅角側のいずれに変更されてもノッキングが収まらない場合（ＳＴ１０３、ＳＴ１０８、ステップＳＴ１０４の否定判定およびステップＳＴ１０９の否定判定）には、エンジンの吸気温度が上昇したと判断されて、点火遅角制御が行われる。なお、点火遅角制御では、制御系８のＥＣＵ８１がノックセンサ、クランク角センサなどの出力信号に基づいて点火プラグ７による点火時期を制御する。
【００４６】
一方、ステップＳＴ１１２（図８参照）では、水素噴射タイミングマップのマップ値（マップΘinj）が現在のマップ値とマップ値補正量ΔΘinjとの和（マップΘinj＋ΔΘinj）に補正される（水素噴射タイミングマップ補正ステップＳＴ１１２）。すなわち、水素噴射タイミングΘinjが進角側に変更（ＳＴ１０３）されるとノッキングが収まる場合（ステップＳＴ１０４の否定判定）には、水素噴射タイミングマップのマップ値が進角側に補正される。なお、マップ値補正量ΔΘinjは、噴射タイミング補正量Θaddとの所定の関係に基づいて算出される（図１０参照）。
【００４７】
次に、ステップＳＴ１１３では、水素噴射量マップのマップ値（マップＧｈ２）が現在のマップ値とマップ値補正量ΔＧｈ２との和（マップＧｈ２＋ΔＧｈ２）に補正される。すなわち、水素噴射タイミングΘinjが進角側に変更（ＳＴ１０３）されるとノッキングが収まる場合（ステップＳＴ１０４の否定判定）には、水素噴射量マップのマップ値が増量側に補正される。なお、マップ値補正量ΔＧｈ２は、噴射タイミング補正量Θaddとの所定の関係に基づいて算出される（図１１参照）。そして、このステップＳＴ１１３の後に、ステップＳＴ４に進む。
【００４８】
また、ステップＳＴ１１４（図９参照）では、水素噴射タイミングマップのマップ値（マップΘinj）が現在のマップ値とマップ値補正量ΔΘinjとの差（マップΘinj−ΔΘinj）に補正される（水素噴射タイミングマップ補正ステップＳＴ１１４）。すなわち、水素噴射タイミングΘinjが進角側に変更（ＳＴ１０８）されるとノッキングが収まる場合（ステップＳＴ１０９の否定判定）には、水素噴射タイミングマップのマップ値が遅角側に補正される。
【００４９】
次に、ステップＳＴ１１５では、水素噴射量マップのマップ値（マップＧｈ２）が現在のマップ値とマップ値補正量ΔＧｈ２との差（マップＧｈ２−ΔＧｈ２）に補正される。すなわち、水素噴射タイミングΘinjが進角側に変更（ＳＴ１０８）されるとノッキングが収まる場合（ステップＳＴ１０９の否定判定）には、水素噴射量マップのマップ値が減量側に補正される。そして、このステップＳＴ１１５の後に、ステップＳＴ４に進む。
【００５０】
［効果］
以上説明したように、この内燃機関１では、ノッキングが発生し易い運転領域にて、ポート噴射ノズル６２が吸気ポート４１にて水素燃料を噴射し、一つのシリンダ２に設けられた一対の吸気バルブ４２ａ、４２ｂのうち一方の吸気バルブ４２ａが開弁すると共に他方の吸気バルブ４２ｂが閉弁してシリンダ２内に吸気のスワールを発生させる（図３参照）。かかる構成では、吸気ポート４１にて吸気に噴射された水素燃料が、このスワールに乗ってシリンダ２内のエンドガス領域に到達できる。すると、速い燃焼速度を有する水素燃料がエンドガス領域に供給されるので、シリンダ２の周方向への火炎伝播が促進される。これにより、エンジンの燃焼効率が向上して、ノッキングの発生が抑制される利点がある。
【００５１】
また、この内燃機関１では、ノッキングが発生したときに、水素噴射タイミングΘinj（水素噴射タイミングマップおよび水素噴射量マップ）が補正されてノッキング抑制制御が行われる（ＳＴ４３〜ＳＴ４６）（図７参照）。かかる構成では、経時変化によりシリンダ２内のスワールが変化したときに、水素噴射タイミングΘinjおよび水素噴射量Ｇｈ２が適正化される。これにより、エンジンのノッキングが効果的に低減される利点がある。
【００５２】
また、この内燃機関１では、水素噴射タイミングΘinjが進角側に変更されるとノッキングが収まる場合には、水素噴射タイミングマップのマップ値が進角側に補正され、また、水素噴射量マップのマップ値が増量側に補正される（ＳＴ１０３、ＳＴ１０４、ＳＴ１１２およびＳＴ１１３）。すなわち、水素噴射タイミングΘinjが進角側に変更されるとノッキングが収まる場合には、シリンダ２内のスワールが弱くなったと考えられる。したがって、かかる場合には、水素噴射タイミングマップのマップ値が進角側に補正され、また、水素噴射量マップのマップ値が増量側に補正されることにより、水素燃料の噴射制御がスワールの強さに応じて適正に行われる。これにより、エンジンのノッキングが効果的に低減される利点がある。
【００５３】
また、この内燃機関１では、水素噴射タイミングΘinjが遅角側に変更されるとノッキングが収まる場合には、水素噴射タイミングマップのマップ値が遅角側に補正され、また、水素噴射量マップのマップ値が減量側に補正される（ＳＴ１０８、ＳＴ１０９、ＳＴ１１４およびＳＴ１１５）。すなわち、水素噴射タイミングΘinjが遅角側に変更されるとノッキングが収まる場合には、シリンダ２内のスワールが強くなったと考えられる。したがって、かかる場合には、水素噴射タイミングマップのマップ値が遅角側に補正され、また、水素噴射量マップのマップ値が減量側に補正されることにより、水素燃料の噴射制御がスワールの強さに応じて適正に行われる。これにより、エンジンのノッキングが効果的に低減される利点がある。
【００５４】
また、これらの構成では、点火時期を遅角させることなくノッキングの発生を抑制できる利点がある。また、水素燃料の噴射制御がスワールの強さに応じて行われるので、燃料の燃焼状態が一定に保持されると共に、エンジンの燃費悪化が抑制される利点がある。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上のように、この発明にかかる内燃機関は、ノッキングの発生を効果的に抑制できる点で有用である。
【符号の説明】
【００５６】
１  内燃機関、２  シリンダ、３  ピストン、４  可変動弁系、７  点火プラグ、８  制御系、１０  シリンダブロック、１１  シリンダヘッド、２１  シリンダボア、２２  燃焼室、４１ａ、４１ｂ  吸気ポート、４２ａ、４２ｂ  吸気バルブ、４３  動弁切替部、４４  吸気通路、５１ａ、５１ｂ  排気ポート、６１  筒内噴射ノズル、６２  ポート噴射ノズル、８１  ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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