(57)【要約】【課題】水素ガス添加時の過度のノッキングの発生を抑制すること。【解決手段】ノッキング検知時に点火プラグ６０の点火時期ＩＧを遅角してノッキングを制御するノッキング制御手段（ＫＣＳ制御手段３０Ｂ1）と、水素ガスの添加時にノッキング制御手段（ＫＣＳ制御手段３０Ｂ1）が遅角制御する際の遅角側の限界点火時期（水素添加燃焼時の最遅角点火時期ＩＧｒH2）を水素ガスの添加割合ＡＤH2に応じて炭化水素燃料のみでの燃焼の場合よりも遅角側へと拡大させる最遅角点火時期設定手段３０Ｂ2とを備えること。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化水素燃料と水素ガスの双方を燃料として使用する水素利用内燃機関の点火制御装置において、
ノッキング検知時に点火プラグの点火時期を遅角してノッキングを制御するノッキング制御手段と、
前記水素ガスの添加時に前記ノッキング制御手段が遅角制御する際の遅角側の限界点火時期を前記水素ガスの添加割合に応じて前記炭化水素燃料のみでの燃焼の場合よりも遅角側へと拡大させる最遅角点火時期設定手段と、
を備えたことを特徴とする水素利用内燃機関の点火制御装置。
【請求項２】
前記最遅角点火時期設定手段は、前記水素ガスの添加割合が多いほど前記遅角側の限界点火時期を遅角側に拡大させるよう構成したことを特徴とする請求項１記載の水素利用内燃機関の点火制御装置。
【請求項３】
炭化水素燃料と水素ガスの双方を燃料として使用する水素利用内燃機関の点火制御装置において、
ノッキング検知時に点火プラグの点火時期を遅角してノッキングを制御するノッキング制御手段と、
前記水素ガスの添加時に前記ノッキング制御手段が遅角制御する際の点火遅角制御量を前記炭化水素燃料のみでの燃焼の場合よりも拡大させて遅角速度を速める遅角速度設定手段と、
を備えたことを特徴とする水素利用内燃機関の点火制御装置。
【請求項４】
前記遅角速度設定手段は、前記水素ガスの添加割合が多いほど前記点火遅角制御量を拡大させるよう構成したことを特徴とする請求項３記載の水素利用内燃機関の点火制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化水素燃料と水素ガスの双方を燃料として使用する水素利用内燃機関の点火制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水素ガスの急速燃焼の特性を利用した水素利用内燃機関が存在する。この水素利用内燃機関は、炭化水素燃料と水素ガスの双方を燃料として使用するものであり、水素ガスを添加することによって無添加の場合よりも希薄空燃比で燃焼させることができるので、窒素酸化物（ＮＯｘ）の更なる低減を可能とし、燃焼効率の向上を図ることができるものである。例えば、この種の水素利用内燃機関としては、下記の特許文献１に開示されている。
【０００３】
ところで、水素ガスを添加すると否とに拘わらず、内燃機関においては、高い軸トルクを得る為にＭＢＴ点火時期（Ｍｉｎｉｍｕｍ  ａｄｖａｎｃｅ  ｆｏｒ  Ｂｅｓｔ  Ｔｏｒｑｕｅ：最大トルクを得られる最適点火時期）で点火させることが好ましい。
【０００４】
しかしながら、内燃機関は、様々な運転条件で運転されるので、例えば、過度のノッキングの発生を抑制する為にＭＢＴ点火時期よりも遅角側で点火させる必要がある。これが為、従来の内燃機関においては、過度のノッキングを発生させないように点火時期を遅角又は進角させるノックコントロールシステム（ＫＣＳ）が設けられている。例えば、そのようなノックコントロールシステムとしては、下記の特許文献２に炭化水素燃料のみでの燃焼を行う内燃機関の点火制御装置が開示されている。
【０００５】
ここで、点火時期がＭＢＴ点火時期よりも遅角側になればなるほど軸トルクが低下していく。これが為、点火時期が過度に遅角されてしまうと、極端に軸トルクが低下してしまい好ましくない。
【０００６】
そこで、その特許文献２に開示された点火制御装置においては、それ以上点火時期を遅角させない為の遅角ガード値を設定し、ノッキングが発生する限界まで進角させた状態（以下、「ノック限界」という。）から遅角ガード値の角度分だけ遅角させた遅角側の限界点火時期で遅角制御の規制をかけることによって極端な軸トルクの低下を抑制している。この特許文献２においては、吸気通路に設けてある気流制御弁の開閉状態に応じて遅角ガード値を変化させている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１１６３９８号公報
【特許文献２】特開２００４−１１５１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、炭化水素燃料のみでの燃焼状態と水素ガスを添加しての燃焼状態とでは夫々にＭＢＴ点火時期やノック限界での点火時期（以下、「トレースノック点」という。）が異なり、そのＭＢＴ点火時期やトレースノック点は、水素ガスの添加割合（以下、「水素添加割合」という。）が多くなるほど、遅角側へと変移していく。
【０００９】
これが為、その２つの燃焼状態において同一の遅角ガード値で遅角制御を実行してしまうと，即ち、夫々の燃焼状態において上記特許文献２に開示された点火制御装置と同様の炭化水素燃料用の遅角ガード値で点火時期の遅角制御を行うと、水素ガスを添加した際には、その遅角ガード値により規制されてそれ以上遅角させることができなくなってしまう。そして、これにより、例えば水素添加燃焼時のトレースノック点まで点火時期を遅角させることができず、過度のノッキングを発生させてしまう場合がある。また、トレースノック点と遅角側の限界点火時期との間隔が狭くなり、過度のノッキングが発生しない領域まで点火時期を遅角させることができない場合もある。
【００１０】
そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、炭化水素燃料と水素ガスの双方を燃料として使用する水素利用内燃機関において、水素ガスを添加した場合でも過度のノッキングの発生を抑制し得る水素利用内燃機関の点火制御装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成する為、請求項１記載の発明では、炭化水素燃料と水素ガスの双方を燃料として使用する水素利用内燃機関の点火制御装置において、ノッキング検知時に点火プラグの点火時期を遅角してノッキングを制御するノッキング制御手段と、水素ガスの添加時に前記ノッキング制御手段が遅角制御する際の遅角側の限界点火時期を水素ガスの添加割合に応じて炭化水素燃料のみでの燃焼の場合よりも遅角側へと拡大させる最遅角点火時期設定手段とを備えている。
【００１２】
この請求項１記載の点火制御装置によれば、炭化水素燃料のみでの燃焼状態と水素ガスを添加した際の燃焼状態とで異なり、且つ、その炭化水素燃料時よりも更に遅角側に設定する必要のある水素添加燃焼時の遅角側の限界点火時期を遅角側に拡大し、水素添加燃焼時における遅角制御幅を拡大することができる。これが為、水素添加燃焼時において、過度のノッキングが発生しない領域まで点火時期を遅角させることができ、過度のノッキングの発生を抑制することができる。
【００１３】
ここで、水素添加燃焼時における遅角側の限界点火時期を水素ガスの添加割合が多くなるにつれて遅角側へと変移させていかなければ、過度のノッキングが発生しない領域まで点火時期を遅角させることができない場合がある。これが為、請求項２記載の発明の如く、上記請求項１記載の点火制御装置において、水素ガスの添加割合が多いほど遅角側の限界点火時期を遅角側に拡大させるよう最遅角点火時期設定手段を構成することが好ましい。これによれば、水素ガスの添加割合に応じて最適な遅角側の限界点火時期を設定することができ、水素ガスの添加割合の変化に応じて効果的に過度のノッキングの発生を抑制することができる。
【００１４】
また、上記目的を達成する為、請求項３記載の発明では、炭化水素燃料と水素ガスの双方を燃料として使用する水素利用内燃機関の点火制御装置において、ノッキング検知時に点火プラグの点火時期を遅角してノッキングを制御するノッキング制御手段と、水素ガスの添加時に前記ノッキング制御手段が遅角制御する際の点火遅角制御量を炭化水素燃料のみでの燃焼の場合よりも拡大させて遅角速度を速める遅角速度設定手段とを備えている。
【００１５】
この請求項３記載の点火制御装置によれば、水素添加燃焼時の点火時期を、炭化水素燃料のみでの燃焼状態と水素ガスを添加した際の燃焼状態とで異なり、且つ、その炭化水素燃料時よりも更に遅角側にあるノック限界の点火時期まで早期に遅角させることができる。これが為、水素添加燃焼時において、過度のノッキングが発生しない領域まで点火時期が素早く遅角されるので、ノッキング制御時の過渡期における過度のノッキングの発生を抑制することができる。
【００１６】
ここで、水素添加燃焼時においては、水素ガスの添加割合が多くなるにつれて、燃焼速度が速くなり、更に、水素添加燃焼時における遅角側のノック限界が遅角側に変移するので、遅角速度をより速めなければ過渡期に過度のノッキングが発生してしまう場合がある。これが為、請求項４記載の発明の如く、上記請求項３記載の点火制御装置において、水素ガスの添加割合が多いほど点火遅角制御量を拡大させるよう遅角速度設定手段を構成することが好ましい。これによれば、水素ガスの添加割合に応じて最適な遅角速度を設定することができ、水素ガスの添加割合の変化に応じて過渡期における過度のノッキングの発生を効果的に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る水素利用内燃機関の点火制御装置は、上述した最遅角点火時期設定手段によって遅角側の限界点火時期を水素ガスの添加割合に応じて最適な値に制御することができるので、水素ガスを添加した際の過度のノッキングの発生を抑制することができる。また、この点火制御装置は、上述した遅角速度設定手段によって遅角制御時の遅角速度を水素ガスの添加割合に応じて最適な速度に制御することができるので、水素ガスを添加した際のノッキング制御の過渡期における過度のノッキングの発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明に係る水素利用内燃機関の点火制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１９】
本発明に係る水素利用内燃機関の点火制御装置についての実施例１を図１から図５に基づいて説明する。
【００２０】
最初に、本実施例１の点火制御装置が適用される水素利用内燃機関の構成について図１に基づき説明する。その図１の符号１０は、本実施例１の水素利用内燃機関を示す。尚、ここでは１気筒のみの燃焼室１１を図示しているが、本発明は、直列やＶ型等の形式に拘らず多気筒の内燃機関にも適用される。
【００２１】
本実施例１の水素利用内燃機関１０は、図１に示す如く、燃焼室１１を形成するシリンダヘッド１２，シリンダブロック１３及びピストン１４を備えている。ここで、そのシリンダヘッド１２とシリンダブロック１３は図１に示すヘッドガスケット１５を介してボルト等で締結されており、これにより形成されるシリンダヘッド１２の下面の凹部１２ａとシリンダブロック１３のシリンダボア１３ａとの空間内にピストン１４が往復移動可能に配置される。そして、上述した燃焼室１１は、そのシリンダヘッド１２の凹部１２ａの壁面とシリンダボア１３ａの壁面とピストン１４の頂面１４ａとで囲まれた空間によって構成される。
【００２２】
ここで、その燃焼室１１内には、外部からの空気と燃料とが供給される。
【００２３】
先ず、外部からの空気は、図１に示す吸気経路２０を介して燃焼室１１内に供給される。本実施例１の吸気経路２０は、外部から空気を導入する吸気通路２１と、この吸気通路２１の空気を燃焼室１１内に供給するシリンダヘッド１２の吸気ポート２２とを備えている。
【００２４】
この吸気経路２０を構成する吸気通路２１上には、外部側から順に、導入した空気から塵埃等の異物を除去するエアクリーナ２３と、外部からの吸入空気量Ｇａoutを検出するエアフロメータ２４と、燃焼室１１内への吸入空気量Ｇａを調節するスロットルバルブ２５と、このスロットルバルブ２５を開閉駆動するスロットルバルブアクチュエータ２６とが設けられている。
【００２５】
そのエアフロメータ２４の検出信号は水素利用内燃機関１０の制御手段たる電子制御装置（ＥＣＵ）３０へと送られ、その検出信号に基づいて外部からの吸入空気量Ｇａoutが算出される。また、そのＥＣＵ３０は、スロットルバルブアクチュエータ２６に対してスロットルバルブ２５の開弁角度の制御指令を行い、水素利用内燃機関１０の機関運転状態等に応じた所望の吸入空気量Ｇａを燃焼室１１内へと吸入させる。
【００２６】
一方、この吸気経路２０を構成する吸気ポート２２はその一端が燃焼室１１に開口しており、その開口部分に当該開口を開閉させ得る吸気バルブ２７が配設されている。これが為、その吸気バルブ２７を開弁させることによって吸気ポート２２から燃焼室１１内に空気が吸入される一方、その吸気バルブ２７を閉弁させることによって燃焼室１１内への空気の流入が遮断される。
【００２７】
尚、その吸気ポート２２における燃焼室１１内への開口の数量は１つでも複数でもよく、その開口毎に吸気バルブ２７が配備される。また、その吸気バルブ２７の開閉時期やリフト量を運転条件等によって適宜調節可能な所謂可変バルブ機構が具備されている場合には、その可変バルブ機構の動作が上述したＥＣＵ３０により制御される。
【００２８】
更に、本実施例１の水素利用内燃機関１０においては、燃料についても吸気経路２０を介して燃焼室１１内に供給される。ここで、この水素利用内燃機関１０の燃料としては、炭化水素燃料（ここではガソリンを例示する。）と水素ガスの二種類の燃料を使用する。これが為、本実施例１のシリンダヘッド１２には、炭化水素燃料供給手段を経て供給された炭化水素燃料を吸気ポート２２に噴射する炭化水素燃料噴射装置４０と、水素ガス供給手段を経て供給された水素ガスを吸気ポート２２に噴射する水素ガス噴射装置５０とが配設されている。
【００２９】
本実施例１にあっては、その炭化水素燃料供給手段として、液体の炭化水素燃料を貯留する燃料タンク４１と、この燃料タンク４１内の炭化水素燃料を炭化水素燃料噴射装置４０に導く炭化水素燃料供給路４２と、その燃料タンク４１内の炭化水素燃料を吸い上げて所定の圧力に加圧した後に送出する燃料ポンプ４３と、この燃料ポンプ４３から送出された炭化水素燃料の圧力を水素利用内燃機関１０の機関運転状態に応じた所望の圧力に調節するレギュレータ４４とを備えている。
【００３０】
また、水素ガス供給手段としては、圧縮された高圧の水素ガスが貯蔵されている水素燃料タンク５１と、この水素燃料タンク５１内の水素ガスを水素ガス噴射装置５０に導く水素ガス供給路５２と、その水素燃料タンク５１内の水素ガスを吸い上げて所定の圧力に加圧した後に送出する水素燃料ポンプ５３と、この水素燃料ポンプ５３から送出された水素ガスの圧力を水素利用内燃機関１０の機関運転状態に応じた所望の圧力に調節するレギュレータ５４とが設けられている。
【００３１】
ここで、本実施例１のＥＣＵ３０には制御機能の１つとして燃料の噴射制御を行う燃料噴射制御装置３０Ａが設けられており、この燃料噴射制御装置３０Ａの炭化水素燃料噴射制御手段３０Ａ1によって炭化水素燃料噴射装置４０並びに炭化水素燃料供給手段の燃料ポンプ４３及びレギュレータ４４の動作が制御され、水素利用内燃機関１０の機関運転状態に応じた噴射量や噴射時期で炭化水素燃料が噴射される。
【００３２】
一方、その燃料噴射制御装置３０Ａには、水素ガス噴射装置５０並びに水素ガス供給手段の燃料ポンプ５３及びレギュレータ５４の動作を制御する水素添加制御手段３０Ａ2も設けられており、これにより水素利用内燃機関１０の機関運転状態に応じた噴射量や噴射時期で水素ガスの噴射制御が実行される。この水素添加制御手段３０Ａ2は、機関運転状態に応じた炭化水素燃料の噴射量に対する水素ガスの噴射量の割合（水素添加割合）ＡＤH2を設定し、これに基づいて水素ガスの噴射量を決定する。尚、その水素添加割合ＡＤH2は、水素利用内燃機関１０が必要とする全燃料量に対する水素ガスの噴射量の割合としてもよい。
【００３３】
このような構成によって機関運転状態に応じた吸入空気量Ｇａと噴射量の空気並びに炭化水素燃料及び／又は水素ガスが燃焼室１１に供給され、これらの混合気に対して図１に示す点火プラグ６０で着火される。
【００３４】
例えば、希薄燃焼を行う場合には、ＥＣＵ３０がスロットルバルブ２５の開弁角度と炭化水素燃料噴射装置４０及び水素ガス噴射装置５０の夫々の噴射時期や噴射量とを制御し、燃焼室１１内に炭化水素燃料と水素ガスと空気とからなる機関運転状態に応じた希薄領域の空燃比の混合気を形成させる。そして、その混合気に対してＥＣＵ３０の制御機能の１つとして設けられている点火制御装置３０Ｂが点火プラグ６０から着火させ、この水素利用内燃機関１０に燃焼を行わせる。
【００３５】
ここで、水素ガスは炭化水素燃料と比して急速燃焼を行うという特性を有しているので、図２に示す如くＭＢＴ点火時期が炭化水素燃焼のみの燃焼よりも遅角側に変移し、その水素添加時の燃焼の際には炭化水素燃料のみで燃焼させるよりも燃焼効率が良くなってノッキングが改善される。尚、その図２においては、便宜上、炭化水素燃料（ガソリン）のみの場合と水素添加割合ＡＤH2が１０％の場合について図示している。また、その燃焼効率の改善に伴って空燃比をより希薄領域側に移行させることができる（即ち、リーン限界を伸ばすことができる）ので、水素ガスを添加することによって、燃料消費率の低減、ＮＯｘ（窒素酸化物）やＴＨＣ（全炭化水素）等の排出量の低減を図ることができる。
【００３６】
ところで、炭化水素燃料のみでの燃焼、炭化水素燃料と水素ガスとによる燃焼の何れの場合においても、機関運転状態に応じた的確な点火時期ＩＧに点火させなければノッキングが発生してしまう。これが為、本実施例１におけるＥＣＵ３０の点火制御装置３０Ｂには、ノックセンサ７１からのノッキング（ノック振動）の検知有無に応じて点火時期ＩＧを遅角又は進角させて過度のノッキングの発生を抑えるノッキング制御手段（以下、「ＫＣＳ制御手段」という。）３０Ｂ1が設けられている。
【００３７】
具体的に、このＫＣＳ制御手段３０Ｂ1は、ノッキングが検知された際に、ノッキングが発生しなくなるまで又は軽度のノッキングとなるように点火プラグ６０の点火時期ＩＧを所定角度（以下、「点火遅角主制御量」という。）ＳＲずつ遅角制御する。一方、ノッキングが検知されないときには、ノッキングが発生しない範囲内で又は発生したとしても軽度のノッキングとなるように点火プラグ６０の点火時期ＩＧを所定角度（以下、「点火進角主制御量」という。）ＳＦずつ進角制御させる。
【００３８】
また、このＫＣＳ制御手段３０Ｂ1は、その点火遅角主制御量ＳＲずつの遅角制御によりノッキングが検知されなくなったときには、ノッキングが発生しない限界又は軽度のノッキングに抑え得るように、上記の点火進角主制御量ＳＦよりも小さい角度（以下、「点火進角副制御量」という。）ＳＦsubで点火時期ＩＧの進角制御を行う。一方、その点火進角主制御量ＳＦずつの進角制御により過度のノッキングが検知されたときには、ノッキングが発生しなくなるまで又は軽度のノッキングとなるように、上記の点火遅角主制御量ＳＲよりも小さい角度（以下、「点火遅角副制御量」という。）ＳＲsubで点火時期ＩＧの遅角制御を行う。
【００３９】
例えば、本実施例１にあっては、このＫＣＳ制御手段３０Ｂ1が遅角制御する際の主たる点火遅角主制御量ＳＲと進角制御する際の主たる点火進角主制御量ＳＦを夫々１°ＣＡに設定し、点火遅角副制御量ＳＲsubと点火進角副制御量ＳＦsubを夫々０．２°ＣＡに設定しておく。
【００４０】
ここで、図２からも明らかなように、炭化水素燃料燃焼時や水素添加燃焼時に拘わらず夫々の進角側におけるノック限界の点火時期（トレースノック点ＴＫgas，ＴＫH2）がＭＢＴ点火時期よりも遅角側にあるので、上述したＫＣＳ制御手段３０Ｂ1は、そのＭＢＴ点火時期よりも遅角側へとトレースノック点ＴＫgas，ＴＫH2に向けて点火時期ＩＧを遅角させる。
【００４１】
しかしながら、必ずしもそのトレースノック点ＴＫgas，ＴＫH2で過度のノッキングの発生を抑えられるとは限らないので点火時期ＩＧを更に遅角させることがあるが、軸トルクはＭＢＴ点火時期を境にして徐々に低下していくので、過度に点火時期ＩＧを遅角させると軸トルクが大幅に低下してしまう。これが為、本実施例１にあっては、ＫＣＳ制御時における過度の遅角制御を抑制する為の遅角側の限界点火時期（以下、「最遅角点火時期」という。）ＩＧｒを設定し、この設定された最遅角点火時期ＩＧｒで遅角側の点火時期ＩＧに規制をかける。
【００４２】
ところで、水素ガスを添加することによって前述したが如くノッキングの改善を図れるので、図２に示す如く炭化水素燃料燃焼時よりもＭＢＴ点火時期とトレースノック点との差（ΔＳＡ）が縮小されて高トルクを得ることができるが、その水素ガスの添加によって、図２に示す如く、水素添加燃焼時のトレースノック点ＴＫH2が炭化水素燃料燃焼時のトレースノック点ＴＫgasよりも遅角側になる場合がある。これが為、例えば、炭化水素燃料燃焼時と同一の最遅角点火時期ＩＧｒを用いて水素添加燃焼時にＫＣＳ制御を行うと、その最遅角点火時期ＩＧｒよりも水素添加燃焼時のトレースノック点ＴＫH2が進角側にある場合や、その最遅角点火時期ＩＧｒとトレースノック点ＴＫH2との間隔が狭い場合には、その最遅角点火時期ＩＧｒよりも点火時期ＩＧを遅角させることができず、水素添加燃焼時に過度のノッキングが発生してしまう虞がある。
【００４３】
そこで、本実施例１にあっては、炭化水素燃料のみでの燃焼状態と水素ガスを添加した際の燃焼状態の夫々において異なる最遅角点火時期ＩＧｒgas，ＩＧｒH2を設定する最遅角点火時期設定手段３０Ｂ2が点火制御装置３０Ｂに設けられている。
【００４４】
ここで、本実施例１の最遅角点火時期ＩＧｒgas，ＩＧｒH2は、ノック限界の点火時期（トレースノック点ＴＫgas，ＴＫH2）から所定の遅角余裕代（以下、「遅角ガード値」という。）ＲＧgas，ＲＧH2分だけ遅角させた際の点火時期として定義する。これが為、その最遅角点火時期ＩＧｒgas，ＩＧｒH2は、そのトレースノック点ＴＫgas，ＴＫH2と遅角ガード値ＲＧgas，ＲＧH2とから最遅角点火時期設定手段３０Ｂ2が夫々に求めることができる。
【００４５】
最初に、トレースノック点ＴＫgas，ＴＫH2について説明する。
【００４６】
このトレースノック点ＴＫgas，ＴＫH2は、炭化水素燃料のみによる燃焼状態と炭化水素燃料及び水素ガスによる燃焼状態とで異なるが、更に厳密には、同じ燃焼状態であっても、空燃比や水素添加割合ＡＤH2等によっても異なり、水素添加燃焼時には水素添加割合ＡＤH2が多くなるほど遅角側に変移する。
【００４７】
そこで、炭化水素燃料燃焼時のトレースノック点ＴＫgasと水素添加燃焼時のトレースノック点ＴＫH2とに分けてマップデータ（炭化水素燃料燃焼時ＴＫ点マップ、水素添加燃焼時ＴＫ点マップ）を予め用意しておき、このマップデータから最遅角点火時期設定手段３０Ｂ2が適宜トレースノック点ＴＫgas，ＴＫH2を読み込んで最遅角点火時期ＩＧｒgas，ＩＧｒH2の算出に使用する。
【００４８】
その炭化水素燃料燃焼時ＴＫ点マップとは、機関回転数Ｎｅや機関負荷率Ｋｌ等の機関運転状態と空燃比とに応じた進角側のノック限界の点火時期（トレースノック点ＴＫgas）を実験やシミュレーションにより求め、これらの対応関係を格納したものである。一方、水素添加燃焼時ＴＫ点マップとは、機関回転数Ｎｅや機関負荷率Ｋｌ等の機関運転状態と空燃比と更に水素添加割合ＡＤH2とに応じた進角側のノック限界の点火時期（トレースノック点ＴＫH2）を予め実験やシミュレーションにより求め、これらの対応関係を格納したものである。
【００４９】
ここで、その機関回転数Ｎｅは、図１に示すクランク角センサ７２の検出信号に基づいて算出される。一方、機関負荷率Ｋｌは、最大機関負荷に対する現在の負荷割合を示す値である。この機関負荷率Ｋｌは、例えば、スロットルバルブ２５の開弁角度（即ち、燃焼室１１への吸入空気量Ｇａに相当する値）と機関回転数Ｎｅとに基づいて算出される。
【００５０】
続いて、遅角ガード値ＲＧgas，ＲＧH2について説明する。
【００５１】
先ず、炭化水素燃料燃焼時の遅角ガード値（以下、「炭化水素燃料遅角ガード値」という。）ＲＧgasは、機関回転数Ｎｅや機関負荷率Ｋｌ等の機関運転状態と空燃比とに応じた値を予め実験やシミュレーションにより求め、その対応関係からなる炭化水素燃料遅角ガード値マップとして用意されている。
【００５２】
これが為、最遅角点火時期設定手段３０Ｂ2は、その炭化水素燃料遅角ガード値マップから機関運転状態や空燃比に基づいて炭化水素燃料遅角ガード値ＲＧgasを読み込み、これを炭化水素燃料燃焼時にＫＣＳ制御を行う際の遅角ガード値（以下、「ＫＣＳ制御遅角ガード値」という。）ＲＧKCSとして設定する。そして、上述した炭化水素燃料燃焼時ＴＫ点マップから読み込んだトレースノック点ＴＫgasを基点にして点火時期ＩＧをＫＣＳ制御遅角ガード値ＲＧKCS（＝炭化水素燃料遅角ガード値ＲＧgas）分だけ遅角させ、その際の点火時期を炭化水素燃料燃焼時の最遅角点火時期ＩＧｒgasとして設定する。
【００５３】
一方、水素添加燃焼時については、機関回転数Ｎｅや機関負荷率Ｋｌ等の機関運転状態と空燃比と更に水素添加割合ＡＤH2とに応じた水素添加燃焼時の遅角ガード値（以下、「水素添加遅角ガード値」という。）ＲＧH2を上述した炭化水素燃料燃焼時と同様にマップデータ（水素添加遅角ガード値マップ）として予め用意しておき、これを利用して得た水素添加遅角ガード値ＲＧH2を水素添加燃焼時のＫＣＳ制御遅角ガード値ＲＧKCSとして設定してもよい。かかる場合、最遅角点火時期設定手段３０Ｂ2は、水素添加燃焼時ＴＫ点マップから読み込んだトレースノック点ＴＫH2を基点にして点火時期ＩＧをＫＣＳ制御遅角ガード値ＲＧKCS（＝水素添加遅角ガード値ＲＧH2）分だけ遅角させ、その際の点火時期を水素添加燃焼時の最遅角点火時期ＩＧｒH2として設定する。
【００５４】
但し、本実施例１にあっては、炭化水素燃料遅角ガード値ＲＧgasを水素添加割合ＡＤH2に応じて補正したものを水素添加燃焼時のＫＣＳ制御遅角ガード値ＲＧKCSとして設定させる。
【００５５】
具体的には、水素添加割合ＡＤH2に応じた水素添加燃焼時における遅角ガード値の補正値（以下、「水素添加遅角ガード補正値」という。）ＲＧｃを予め実験やシミュレーションにより求め、その対応関係を図３に示す遅角ガード補正値マップとして用意しておく。その水素添加遅角ガード補正値ＲＧｃは、図３に示す如く、水素添加割合ＡＤH2が多くなるほどに大きくなっている。
【００５６】
そして、最遅角点火時期設定手段３０Ｂ2は、機関運転状態や空燃比に応じた炭化水素燃料遅角ガード値ＲＧgasを炭化水素燃料遅角ガード値マップから読み込むと共に、その際の水素添加割合ＡＤH2に基づいて遅角ガード補正値マップから水素添加遅角ガード補正値ＲＧｃを読み込み、これらを加算してＫＣＳ制御遅角ガード値ＲＧKCSの遅角制御幅を拡大し、これを水素添加燃焼時のＫＣＳ制御遅角ガード値ＲＧKCSとして設定する。かかる場合の最遅角点火時期設定手段３０Ｂ2は、炭化水素燃料燃焼時ＴＫ点マップから読み込んだトレースノック点ＴＫgasを基点にして点火時期ＩＧをＫＣＳ制御遅角ガード値ＲＧKCS（＝炭化水素燃料遅角ガード値ＲＧgas＋水素添加遅角ガード補正値ＲＧｃ）分だけ遅角させ、その際の点火時期を水素添加燃焼時の最遅角点火時期ＩＧｒH2として設定する。
【００５７】
本実施例１のＫＣＳ制御手段３０Ｂ1は、そのようにして最遅角点火時期設定手段３０Ｂ2により設定された最遅角点火時期ＩＧｒgas，ＩＧｒH2よりも遅角側に点火時期ＩＧが入らないようにＫＣＳ制御を実行する。
【００５８】
これにより、本実施例１の水素利用内燃機関１０においては、夫々の燃焼状態に応じた最適な最遅角点火時期ＩＧｒgas，ＩＧｒH2によって、水素ガスの添加有無に拘わらず過度のノッキングを抑制し、更に、大幅な軸トルクの低下を抑制しながら燃焼室１１内で燃焼することができる。
【００５９】
その燃焼後の筒内ガスは、燃焼室１１から図１に示す排気経路８０へと排出される。この排気経路８０は、燃焼室１１との間の開口から燃焼後の筒内ガスが流入するシリンダヘッド１２の排気ポート８１と、この排気ポート８１に連通する排気通路８２とを備えている。
【００６０】
ここで、この排気経路８０を構成する排気ポート８１には、燃焼室１１との間の開口を開閉させ得る排気バルブ８３が配設されている。これが為、その排気バルブ８３を開弁させることによって燃焼室１１内から排気ポート８１に燃焼後の筒内ガスが排出され、その排気バルブ８３を閉弁させることによって筒内ガスの排気ポート８１への排出が遮断される。
【００６１】
尚、その排気ポート８１における燃焼室１１内への開口の数量は１つでも複数でもよく、その開口毎に上述した排気バルブ８３が配備される。また、その排気バルブ８３の開閉時期やリフト量を運転条件等によって適宜調節可能な所謂可変バルブ機構が具備されている場合には、その可変バルブ機構の動作が上述したＥＣＵ３０により制御される。
【００６２】
次に、本実施例１の点火制御装置３０ＢによるＫＣＳ制御動作について図４及び図５のフローチャートに基づき説明する。
【００６３】
先ず、本実施例１の点火制御装置３０Ｂは、図４のフローチャートに示す如く、そのＫＣＳ制御手段３０Ｂ1により、燃料噴射制御装置３０Ａの水素添加制御手段３０Ａ2が水素添加制御を実行しているか否かについて判断する（ステップＳＴ１）。例えば、本実施例１にあっては、水素添加制御手段３０Ａ2が水素添加制御を実行する際に立てる実行フラグに基づいてＫＣＳ制御手段３０Ｂ1に水素添加制御が実行中であるか否かを判断させる。
【００６４】
ここで、ＫＣＳ制御手段３０Ｂ1が水素添加制御実行中と判断した場合、点火制御装置３０Ｂの最遅角点火時期設定手段３０Ｂ2は、水素添加制御手段３０Ａ2が設定した水素添加割合ＡＤH2を読み込み（ステップＳＴ２）、その水素添加割合ＡＤH2に応じた水素添加遅角ガード補正値ＲＧｃを図３の遅角ガード補正値マップから読み込む（ステップＳＴ３）。
【００６５】
しかる後、この最遅角点火時期設定手段３０Ｂ2は、現在の機関回転数Ｎｅや機関負荷率Ｋｌ等の機関運転状態と空燃比とに基づいて炭化水素燃料遅角ガード値ＲＧgasを上述した炭化水素燃料遅角ガード値マップから読み込み、この炭化水素燃料遅角ガード値ＲＧgasに水素添加遅角ガード補正値ＲＧｃを加算して、これを水素添加燃焼時のＫＣＳ制御遅角ガード値ＲＧKCS（＝ＲＧgas＋ＲＧｃ）として設定する（ステップＳＴ４）。
【００６６】
例えば、図３に示す如く水素添加割合ＡＤH2が１０％の場合には水素添加遅角ガード補正値ＲＧｃが７．５°ＣＡであるので、これと図２に示す炭化水素燃料遅角ガード値ＲＧgas（＝２°ＣＡ）とを加算した値（９．５°ＣＡ）が水素添加燃焼時のＫＣＳ制御遅角ガード値ＲＧKCSとして設定される。
【００６７】
そして、この最遅角点火時期設定手段３０Ｂ2は、ＫＣＳ制御遅角ガード値ＲＧKCSの設定時に用いた機関回転数Ｎｅ等の機関運転状態や空燃比に基づいて炭化水素燃料燃焼時のトレースノック点ＴＫgasを上述した炭化水素燃料燃焼時ＴＫ点マップから読み込み（ステップＳＴ５）、そのトレースノック点ＴＫgasと上記ステップＳＴ４で設定したＫＣＳ制御遅角ガード値ＲＧKCSとに基づいて水素添加燃焼時の最遅角点火時期ＩＧｒH2を設定する（ステップＳＴ６）。
【００６８】
本実施例１の点火制御装置３０Ｂは、その後、ＫＣＳ制御手段３０Ｂ1により水素添加燃焼時のＫＣＳ制御を実行する（ステップＳＴ７）。この際のＫＣＳ制御は、以下のようにして実行される。
【００６９】
ＫＣＳ制御手段３０Ｂ1は、図５のフローチャートに示す如く、現状の点火時期ＩＧでノッキングが発生していればそれを抑制するように、ノッキングが発生していなければノッキングを抑えつつ軸トルクが高くなるように点火プラグ６０の点火時期ＩＧを制御する。
【００７０】
具体的に、このＫＣＳ制御手段３０Ｂ1は、先ずノックセンサ７１の検出信号からノッキングの発生有無を判断する（ステップＳＴ７Ａ）。
【００７１】
ここで、ノッキングが発生していると判断された場合、ＫＣＳ制御手段３０Ｂ1は、上述した点火遅角主制御量ＳＲだけ点火時期ＩＧを遅角制御し（ステップＳＴ７Ｂ）、再びノッキングの発生有無を判断する（ステップＳＴ７Ｃ）。その際にもノッキングが発生していれば、ステップＳＴ７Ｂに戻り、ステップＳＴ７Ｃにてノッキングが検知されなくなるまで点火遅角主制御量ＳＲの遅角制御を繰り返す。そして、そのステップＳＴ７Ｃにてノッキングが検知されなくなった後、ＫＣＳ制御手段３０Ｂ1は、上述した点火進角副制御量ＳＦsubだけ点火時期ＩＧを進角制御し（ステップＳＴ７Ｄ）、その際の点火時期ＩＧを保ったまま上記ステップＳＴ１に戻り、同様の動作を繰り返す。
【００７２】
一方、ノッキングが発生していないと判断された場合には、ＫＣＳ制御手段３０Ｂ1が上述した点火進角主制御量ＳＦだけ点火時期ＩＧを進角制御し（ステップＳＴ７Ｅ）、再びノッキングの発生有無を判断する（ステップＳＴ７Ｆ）。その際にもノッキングが発生していなければ、ステップＳＴ７Ｅに戻り、ステップＳＴ７Ｆにてノッキングが検知されるまで点火進角主制御量ＳＦの進角制御を繰り返す。そして、そのステップＳＴ７Ｆにてノッキングが検知された後、ＫＣＳ制御手段３０Ｂ1は、上述した点火遅角副制御量ＳＲsubだけ点火時期ＩＧを遅角制御し（ステップＳＴ７Ｇ）、その際の点火時期ＩＧを保ったまま上記ステップＳＴ１に戻り、同様の動作を繰り返す。
【００７３】
このように、水素ガスを添加した際には、その水素添加割合ＡＤH2に応じて遅角側への点火遅角制御幅（ＫＣＳ制御遅角ガード値ＲＧKCS）を拡大させるので、炭化水素燃料遅角ガード値ＲＧgasに規制されてそれ以上遅角させることができずに過度のノッキングを発生させてしまう、という不都合を解消することができる。そして、これにより、ノッキングの発生を抑制し得る範囲内の高い軸トルクで効率良く水素利用内燃機関１０を運転させることができる。
【００７４】
尚、本実施例１にあっては、上記ステップＳＴ７Ａ，ＳＴ７Ｃ，ＳＴ７Ｆにおいてノッキングの発生有無のみの二者択一として判断させたが、ノッキングが発生していても軽度のものであればこれを許容して上記ステップＳＴ１に戻させてもよい。
【００７５】
次に、上記ステップＳＴ１にてＫＣＳ制御手段３０Ｂ1が水素添加制御を実行していない（即ち、炭化水素燃料のみで燃焼制御が行われている）と判断した場合について、図４に戻って説明する。かかる場合、点火制御装置３０Ｂの最遅角点火時期設定手段３０Ｂ2は、上記ステップＳＴ４と同様にして炭化水素燃料遅角ガード値ＲＧgasを炭化水素燃料遅角ガード値マップから読み込み、これを炭化水素燃料燃焼時のＫＣＳ制御遅角ガード値ＲＧKCSとして設定する（ステップＳＴ８）。
【００７６】
しかる後、この最遅角点火時期設定手段３０Ｂ2は、上述したステップＳＴ５と同様にして炭化水素燃料燃焼時のトレースノック点ＴＫgasを炭化水素燃料燃焼時ＴＫ点マップから読み込み（ステップＳＴ９）、そのトレースノック点ＴＫgasと上記ステップＳＴ８で設定したＫＣＳ制御遅角ガード値ＲＧKCSとに基づいて炭化水素燃料燃焼時の最遅角点火時期ＩＧｒgasを設定する（ステップＳＴ１０）。
【００７７】
そして、この点火制御装置３０ＢのＫＣＳ制御手段３０Ｂ1は、上記ステップＳＴ７に進み、図５のフローチャートと同様にしてＫＣＳ制御を実行する。これにより、ノッキングの発生を抑制し得る範囲内の高い軸トルクで水素利用内燃機関１０を運転させることができる。
【００７８】
以上示した如く、本実施例１の点火制御装置３０Ｂによれば、炭化水素燃料燃焼時には、従来と同様のＫＣＳ制御遅角ガード値ＲＧKCS（炭化水素燃料遅角ガード値ＲＧgas）に基づいた最遅角点火時期ＩＧｒgasでＫＣＳ制御を行い、ピストン１４の溶融等の問題が生じ得る過度のノッキングの発生を抑制することができる。一方、水素添加燃焼時には、そのＫＣＳ制御遅角ガード値ＲＧKCSを水素添加割合ＡＤH2に応じて拡大（ＲＧKCS＝ＲＧgas＋ＲＧｃ）し、最遅角点火時期ＩＧｒH2を遅角側に移行させるので、過度のノッキングが発生しない領域まで点火時期ＩＧを遅角させることができ、過度のノッキングの発生を抑制することができる。
【実施例２】
【００７９】
次に、本発明に係る水素利用内燃機関の点火制御装置についての実施例２を図２及び図６から図８に基づいて説明する。
【００８０】
ここで、前述した実施例１においては、水素ガスを添加する際に炭化水素燃料燃焼時のＫＣＳ制御遅角ガード値ＲＧKCS（炭化水素燃料遅角ガード値ＲＧgas）を水素添加遅角ガード補正値ＲＧｃで補正して拡大し、これを水素添加燃焼時のＫＣＳ制御遅角ガード値ＲＧKCSとしてＫＣＳ制御を行い、水素添加燃焼時における過度のノッキングの発生を抑制している。
【００８１】
しかしながら、水素ガスを添加した際には、燃焼速度が速くなるので、点火時期ＩＧに対するノック感度が高くなる。また、実施例１においても説明したように、水素ガスの添加に伴って水素添加燃焼時のトレースノック点ＴＫH2が炭化水素燃料燃焼時のトレースノック点ＴＫgasよりも遅角側になる場合がある。特に、水素添加割合ＡＤH2が高いほど、燃焼速度が速くなり、更に、水素添加燃焼時のトレースノック点ＴＫH2が遅角側に変移する。
【００８２】
そのようなことから、拡大されたＫＣＳ制御遅角ガード値ＲＧKCSを用いて水素添加燃焼時にＫＣＳ制御を行ったとしても、炭化水素燃料燃焼時と同じ点火遅角主制御量ＳＲで遅角制御を実行すると、水素添加燃焼時のトレースノック点ＴＫH2へと到達するまでに時間がかかる。即ち、ノッキング１回検知当たりの点火遅角主制御量ＳＲが少なく（換言すれば、点火時期ＩＧの遅角速度が遅く）、過度のノッキングが発生しない領域に至るまでに時間を要してしまう。これが為、水素添加燃焼時のＫＣＳ制御においては、制御開始から制御終了又はトレースノック点ＴＫH2へと到達するまでの過渡期に過度のノッキングを長期に渡り発生させ続けてしまう場合がある。
【００８３】
そこで、本実施例２にあっては、その遅角速度を水素添加割合ＡＤH2に応じて変化させ、過渡期における過度のノッキングの発生を抑制する。
【００８４】
図６の符号１００は、本実施例２の点火制御装置が適用される水素利用内燃機関を示す。本実施例２の水素利用内燃機関１００やＥＣＵ３０は、以下の構成を除き前述した実施例１の水素利用内燃機関１０やＥＣＵ３０と同様に構成されたものを例示する。尚、ここでも１気筒のみの燃焼室１１を図示しているが、本発明は、直列やＶ型等の形式に拘らず多気筒の内燃機関にも適用される。
【００８５】
本実施例２の点火制御装置３０Ｂは、水素添加割合ＡＤH2に応じて点火時期ＩＧの遅角速度を変化させる図６に示す遅角速度設定手段３０Ｂ3を実施例１の構成に加えて更に備えている。
【００８６】
ここで、その遅角速度とは上述したが如くノッキング１回検知当たりの点火遅角主制御量ＳＲを表しているので、本実施例２にあっては、その点火遅角主制御量ＳＲを水素添加割合ＡＤH2に応じて変化させることにより遅角速度を変える。
【００８７】
例えば、炭化水素燃料燃焼時の点火遅角主制御量ＳＲgasを実施例１と同様に１°ＣＡに設定しておき、これを炭化水素燃料燃焼時のＫＣＳ制御実行時に遅角速度設定手段３０Ｂ3が読み込んで炭化水素燃料燃焼時にＫＣＳ制御を実行する際の点火遅角主制御量ＳＲとして設定する。
【００８８】
一方、水素添加燃焼時に遅角速度設定手段３０Ｂ3が点火遅角主制御量ＳＲの設定を行う際には、水素添加割合ＡＤH2に応じた水素添加燃焼時用の点火遅角主制御量の補正値（以下、「点火遅角主制御量補正値」という。）ＳＲｃを図７に示す点火遅角主制御量補正値マップから読み込んで、これと炭化水素燃料燃焼時の点火遅角主制御量ＳＲgasとを加算して水素添加燃焼時にＫＣＳ制御を実行する際の点火遅角主制御量ＳＲとして設定する。その点火遅角主制御量補正値マップは、水素添加割合ＡＤH2に応じた点火遅角主制御量補正値ＳＲｃを予め実験やシミュレーションにより求め、その対応関係を格納したものであり、水素添加割合ＡＤH2が多くなるほどに点火遅角主制御量補正値ＳＲｃを大きくしている。
【００８９】
以下に、本実施例２の点火制御装置３０ＢによるＫＣＳ制御動作について図５及び図８のフローチャートに基づき説明する。
【００９０】
最初に、本実施例２の点火制御装置３０Ｂは、図８のフローチャートに示す如く、そのＫＣＳ制御手段３０Ｂ1により、燃料噴射制御装置３０Ａの水素添加制御手段３０Ａ2が水素添加制御を実行しているか否かについて判断する（ステップＳＴ１１）。
【００９１】
ここで、点火制御装置３０Ｂは、水素添加制御実行中であればステップＳＴ１２に進み、水素添加制御を実行していなければステップＳＴ２０に進む。尚、本実施例２にあっては、上記のステップＳＴ１１を含め、ステップＳＴ１２〜ＳＴ１６までの処理動作及びステップＳＴ２０〜ＳＴ２２までの処理動作が夫々前述した実施例１のステップＳＴ２〜ＳＴ６までの処理動作及びステップＳＴ８〜ＳＴ１０までの処理動作と同一であるので、ここでの説明を省略する。
【００９２】
先ず、水素添加制御実行中の場合、点火制御装置３０Ｂは、ステップＳＴ１６にて水素添加燃焼時の最遅角点火時期ＩＧｒH2を設定した後、その遅角速度設定手段３０Ｂ3により、ステップＳＴ１２で読み込んだ水素添加割合ＡＤH2に応じて図７の点火遅角主制御量補正値マップから点火遅角主制御量補正値ＳＲｃを読み込む（ステップＳＴ１７）。
【００９３】
しかる後、その遅角速度設定手段３０Ｂ3は、炭化水素燃料燃焼時の点火遅角主制御量ＳＲgasを読み込み、これと点火遅角主制御量補正値ＳＲｃとを加算して水素添加燃焼時の点火遅角主制御量ＳＲ（＝ＳＲgas＋ＳＲｃ）として設定する（ステップＳＴ１８）。
【００９４】
例えば、図７に示す如く水素添加割合ＡＤH2が１０％の場合には点火遅角主制御量補正値ＳＲｃが０．２５°ＣＡであるので、これと炭化水素燃料燃焼時の点火遅角主制御量ＳＲgas（＝１°ＣＡ）とを加算した値（１．２５°ＣＡ）が水素添加燃焼時の点火遅角主制御量ＳＲとして設定される。
【００９５】
そして、この点火制御装置３０ＢのＫＣＳ制御手段３０Ｂ1は、水素添加燃焼時のＫＣＳ制御を実行する（ステップＳＴ１９）。これにより、水素添加割合ＡＤH2に応じて拡大された点火遅角主制御量ＳＲで点火時期ＩＧの遅角制御が行われるので、その点火時期ＩＧを早い段階で水素添加燃焼時のトレースノック点ＴＫH2にまで到達させることができ、ＫＣＳ制御の過渡期における過度のノッキングの発生を抑制することができる。尚、その際のＫＣＳ制御は、点火遅角主制御量ＳＲの数値が異なるのみで実施例１における図５のフローチャートと同様にして実行されるので、ここでの詳細な説明は省略する。
【００９６】
一方、水素添加制御を実行していない場合、点火制御装置３０Ｂは、ステップＳＴ２２にて炭化水素燃料燃焼時の最遅角点火時期ＩＧｒgasを設定した後、その遅角速度設定手段３０Ｂ3により、炭化水素燃料燃焼時の点火遅角主制御量ＳＲgasを読み込んで、これを炭化水素燃料燃焼時にＫＣＳ制御を実行する際の点火遅角主制御量ＳＲ（＝ＳＲgas）として設定する（ステップＳＴ２３）。
【００９７】
そして、この点火制御装置３０ＢのＫＣＳ制御手段３０Ｂ1は、上記ステップＳＴ１９に進み、実施例１と同様にしてＫＣＳ制御を実行する。
【００９８】
尚、ステップＳＴ１３〜ＳＴ１６における水素添加燃焼時の最遅角点火時期ＩＧｒH2の設定処理とステップＳＴ１７，ＳＴ１８における水素添加燃焼時の点火遅角主制御量ＳＲの設定処理とについては、最初に点火遅角主制御量ＳＲの設定処理を実行させた後に最遅角点火時期ＩＧｒH2の設定処理を実行してもよく、また、夫々の設定処理を同時に実行してもよい。更に、ステップＳＴ２０〜ＳＴ２２における炭化水素燃料燃焼時の最遅角点火時期ＩＧｒgasの設定処理とステップＳＴ２３における炭化水素燃料燃焼時の点火遅角主制御量ＳＲの設定処理とについても、最初に点火遅角主制御量ＳＲの設定処理を実行させてもよく、また、夫々を同時に実行してもよい。
【００９９】
以上示した如く、本実施例２の点火制御装置３０Ｂによれば、炭化水素燃料燃焼時には、従来と同様の最遅角点火時期ＩＧｒgasと点火遅角主制御量ＳＲ（＝ＳＲgas）に基づいた点火時期ＩＧでＫＣＳ制御を行って過度のノッキングの発生を抑制することができる。
【０１００】
一方、水素添加燃焼時には、実施例１と同様に、水素添加割合ＡＤH2に応じてＫＣＳ制御遅角ガード値ＲＧKCSを拡大（ＲＧKCS＝ＲＧgas＋ＲＧｃ）した最遅角点火時期ＩＧｒH2を設定することにより、過度のノッキングが発生しない領域まで点火時期ＩＧを遅角させることができ、過度のノッキングの発生を抑制することができる。そして、更に、水素添加割合ＡＤH2に応じて点火遅角主制御量ＳＲを拡大（ＳＲ＝ＳＲgas＋ＳＲｃ）させるので、早期に点火時期ＩＧを水素添加燃焼時のトレースノック点ＴＫH2まで遅角させることができ、ＫＣＳ制御の過渡期における過度のノッキングの発生を抑制することができる。
【０１０１】
ここで、上述した各実施例１，２においては自然吸気の水素利用内燃機関１０，１００について例示したが、本発明に係る点火制御装置３０Ｂは、吸気経路２０と排気経路８０との間に排気ターボ過給機を具備する水素利用内燃機関に適用してもよい。また、その各実施例１，２の水素利用内燃機関１０，１００においては、吸気ポート２２に燃料を噴射して燃焼室１１内で吸入空気と混合させる態様のものを例示したが、燃料を燃焼室１１内に直接噴射して当該燃焼室１１内で吸入空気と混合させる所謂筒内直噴式の水素利用内燃機関に本発明に係る点火制御装置３０Ｂを適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
以上のように、本発明に係る水素利用内燃機関の点火制御装置は、水素ガスを添加した際の過度のノッキングの発生を抑制させ得る技術として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明に係る水素利用内燃機関の点火制御装置の実施例１の構成について示す図である。
【図２】点火時期毎の軸トルクの関係の一例を示す図であって、その関係についての炭化水素燃料のみの場合と水素ガスを添加した場合とを示す図である。
【図３】水素添加燃焼時のＫＣＳ制御遅角ガード値を設定する際に用いる遅角ガード補正値マップの一例を示す図である。
【図４】実施例１におけるＫＣＳ制御遅角ガード値の設定処理動作について説明するフローチャートである。
【図５】ＫＣＳ制御動作について説明するフローチャートである。
【図６】本発明に係る水素利用内燃機関の点火制御装置の実施例２の構成について示す図である。
【図７】水素添加燃焼時の点火遅角主制御量を設定する際に用いる点火遅角主制御量補正値マップの一例を示す図である。
【図８】実施例２におけるＫＣＳ制御遅角ガード値の設定処理動作と点火遅角主制御量の設定処理動作とについて説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０４】
１０，１００  水素利用内燃機関
３０  電子制御装置（ＥＣＵ）
３０Ｂ  点火制御装置
３０Ｂ1  ＫＣＳ制御手段（ノッキング制御手段）
３０Ｂ2  最遅角点火時期設定手段
３０Ｂ3  遅角速度設定手段
４０  炭化水素燃料噴射装置
５０  水素ガス噴射装置
６０  点火プラグ
７１  ノックセンサ
ＡＤH2  水素添加割合
ＩＧ  点火時期
ＩＧｒgas  炭化水素燃料燃焼時の最遅角点火時期
ＩＧｒH2  水素添加燃焼時の最遅角点火時期
ＲＧKCS  ＫＣＳ制御遅角ガード値
ＲＧgas  炭化水素燃料遅角ガード値
ＲＧｃ  水素添加遅角ガード補正値
ＳＦ  点火進角主制御量
ＳＦsub  点火進角副制御量
ＳＲ  点火遅角主制御量
ＳＲsub  点火遅角副制御量
ＳＲgas  炭化水素燃料燃焼時の点火遅角主制御量
ＳＲｃ  点火遅角主制御量補正値
ＴＫgas  炭化水素燃料燃焼時のトレースノック点
ＴＫH2  水素添加燃焼時のトレースノック点
【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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