(57)【要約】【課題】要求空燃比の切り換えの際に懸念されるトルク段差発生を、点火時期の遅角限界の拡大により確実に抑制し、該切り換え前後の要求空燃比の差をより大きく設定可能として、リーン限界を拡大し、燃費を向上する。【解決手段】機関は、液体燃料よりも燃焼速度の大きい気体燃料を供給される。そして、機関の要求空燃比のリーン側とリッチ側との切り換えに応じて要求吸気量を切り換えたとき、その後における実吸気量と要求吸気量との偏差が所定の閾値以上となる期間に、液体燃料及び気体燃料を、前記リーン側の要求空燃比よりもリッチ側の空燃比を得られるように実吸気量に応じて機関に供給させ、かつ、機関の要求トルクを得られるように前記点火手段の点火時期を設定する。【選択図】図３
2009209903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関に炭化水素の液体燃料を供給する液体燃料供給手段と、
前記液体燃料よりも燃焼速度の大きい気体燃料を機関に供給する気体燃料供給手段と、
吸気通路の開度を制御する吸気量調整手段と、
機関の混合気に点火を行う点火手段と、
機関の要求空燃比のリーン側とリッチ側との切り換えに応じて要求吸気量を切り換えたとき、その後における実吸気量と要求吸気量との偏差が所定の閾値以上となる期間に、前記液体燃料供給手段及び気体燃料供給手段の双方により、液体燃料及び気体燃料を、前記リーン側の要求空燃比よりもリッチ側の空燃比を得られるように実吸気量に応じて機関に供給させ、かつ、機関の要求トルクを得られるように前記点火手段の点火時期を設定させる制御手段と、
を含んで構成した内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記リッチ側の要求空燃比は、理論空燃比としたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記制御手段による制御は、
機関の要求空燃比の切り換えに応じて要求吸気量を切り換えたとき、実吸気量が要求吸気量へ収束する前の期間に行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
機関の実吸気量及び要求トルクに基づいて前記点火時期の要求遅角量を算出する要求遅角量算出手段を備え、
前記制御手段は、前記点火時期の要求遅角量が大きいほど、前記気体燃料供給手段による気体燃料の供給量を大きくすることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
第１燃焼状態からこれよりも空燃比がリッチとなる第２燃焼状態への要求空燃比の切り換えを行い、該要求空燃比の切り換えに応じて要求吸気量を減少側へ切り換えたとき、
前記制御手段は、点火時期を、第２燃焼状態に対応して予め設定された所定の要求点火時期よりも遅角側に変更してから、徐々に点火時期の遅角量を減少させ、気体燃料の供給量を徐々に減少させることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
第２燃焼状態からこれよりも空燃比がリーンとなる第１燃焼状態への要求空燃比の切り換えを行い、該要求空燃比の切り換えに応じて要求吸気量を増加側へ切り換えたとき、
前記制御手段は、点火時期を、第１燃焼状態に対応して予め設定された所定の要求点火時期よりも遅角側へ徐々に変更しつつ、気体燃料の供給量を徐々に増加させることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記気体燃料供給手段は、前記気体燃料を、機関の吸気ポートに噴射して機関へ供給することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記気体燃料供給手段は、気体燃料を、機関の燃焼室内に直接噴射することにより、機関に供給することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記機関の燃焼室は、主室と、該主室より容積が小さい副室とからなり、
前記気体燃料供給手段は、前記気体燃料を、該副室内に噴射することにより、機関に供給するように構成され、
前記点火手段は、前記副室内で混合気へ点火を行うように配設されていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記気体燃料供給手段に対して、前記液体燃料供給手段により機関に液体燃料のみを供給したときにおける点火時期の遅角限界を超えるときのみ、気体燃料を機関に供給させることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に、要求空燃比の切り換えの際に懸念されるトルク段差発生を、点火時期の遅角限界の拡大により確実に抑制し、該切り換え前後の要求空燃比の差をより大きく設定可能として、リーン限界を拡大し、燃費を向上する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃費性能の向上を狙いとして、燃料に対する空気の割合（空燃比）を大きくしてポンプ損失を低減するリーンバーン技術が以前から知られている。
このリーンバーン技術を用いた内燃機関（リーンバーンエンジン）は、条件によっては空燃比をリーンから理論空燃比以下の空燃比に切り換える必要が生じる。
【０００３】
ここで、リーン空燃比での燃焼時と理論空燃比での燃焼時とでは、同トルクを得るための吸気量が大幅に異なるため、要求空燃比をリーンから理論空燃比以下へ切り換えた場合、切り換え後の要求吸気量に対して実吸気量の応答遅れが発生する。
【０００４】
そして、要求トルクを得られるように、この吸気量の応答遅れに合わせて徐々に空燃比を切り換えると、ＮＯｘ生成量が急激に増加する空燃比となる領域を通過してしまうため、この領域を通らないような制御が必要になる。
【０００５】
そこで、特許文献１に記載のように、空燃比の切り換えの際、空燃比を徐々に切り換えるのに代えて、該切り換え開始時から空燃比が理論空燃比に維持されるように機関への燃料供給量の制御を行い、ＮＯｘ発生量が多くなる空燃比領域となる時間をできる限り短くして、ＮＯｘ発生を抑制している。
【０００６】
このとき、吸気量の応答遅れ及び燃料供給量増加によるトルク増大（トルク段差発生）は、点火手段の点火時期の遅角制御により抑制している。
【特許文献１】特開２００５−６９０２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
リーンから理論空燃比以下の空燃比への切り換え時には、切り換え前の空燃比がリーンであるほど、該切り換え後に理論空燃比を維持するための燃料供給量が増加し、上記点火時期の遅角制御における要求遅角量が大きくなる。
【０００８】
しかしながら、点火時期を遅角させていくと燃焼安定性が低下するため、点火時期の遅角限界が存在し、リーン運転が可能な空燃比領域は限られ、リーン運転による燃費向上が制限されていた。
【０００９】
本発明は、以上のような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、要求空燃比の切り換えの際に懸念されるトルク段差発生を、点火時期の遅角限界の拡大により確実に抑制し、該切り換え前後の要求空燃比の差をより大きく設定可能として、リーン限界を拡大し、燃費を向上することができる内燃機関の制御装置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】
【００１０】
このため本発明は、機関に炭化水素の液体燃料を供給する液体燃料供給手段と、前記液体燃料よりも燃焼速度の大きい気体燃料を機関に供給する気体燃料供給手段と、吸気通路の開度を制御する吸気量調整手段と、機関の混合気に点火を行う点火手段と、機関の要求空燃比のリーン側とリッチ側との切り換えに応じて要求吸気量を切り換えたとき、その後における実吸気量と要求吸気量との偏差が所定の閾値以上となる期間に、前記液体燃料供給手段及び気体燃料供給手段の双方により、液体燃料及び気体燃料を、前記リーン側の要求空燃比よりもリッチ側の空燃比を得られるように実吸気量に応じて機関に供給させ、かつ、機関の要求トルクを得られるように前記点火手段の点火時期を設定させる制御手段と、を含んで構成した内燃機関の制御装置。
【発明の効果】
【００１１】
以上の構成によって、前記気体燃料供給手段が、前記液体燃料よりも燃焼速度の大きい気体燃料を機関に供給することで、前記液体燃料のみを機関に供給する場合と比べて燃焼速度が向上し、点火時期の遅角限界が拡大する。
【００１２】
ここで、切り換え前後の要求空燃比の差が大きいほど、トルク段差発生を抑えるための点火時期の要求遅角量が大きくなるが、上記点火時期の遅角限界の拡大により、点火時期を要求どおりに遅角させることができるようになる。
【００１３】
これにより、切り換え前後の要求空燃比の差をより大きく設定することができるようになり、例えば、リーン運転が可能な空燃比領域を拡大し、燃費を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、本実施形態における内燃機関のシステム構成を示す。
図１において、内燃機関１は、シリンダヘッド９，シリンダブロック１０及びピストン１１により構成される燃焼室１２を有し、さらに、燃焼室１２へ空気を供給するための吸気管２と、燃焼室１２から燃焼排気を排出するための排気管３と、を有している。
【００１５】
吸気管２の上流には、筒内に吸入される空気量（吸気量）を調節する吸気量調整手段としてのスロットル弁４が設置されている。即ち、スロットル弁４は、内燃機関１の要求吸気量に応じて吸気管２の開度を制御するようになっている。
【００１６】
ここで、スロットル弁４は、吸気量を調節できる機構であれば他の構成でもよい。
スロットル弁４よりも上流の吸気管２には、機関の実吸気量を検出するエアフローメータ（図示せず）が設けられている。
【００１７】
また、吸気管２のスロットル弁４の下流には、ガソリンタンク５内のガソリン（液体燃料）を供給するための液体燃料供給手段としてのガソリン噴射弁６と、水素タンク７内の水素（気体燃料）を供給するための気体燃料供給手段としての水素噴射弁８が設置されている。
【００１８】
これらガソリン噴射弁６，水素噴射弁８の少なくとも１つから、燃料が、吸気弁１３が閉じるまでに吸気管２（吸気ポート）に噴射され、吸気との混合により混合気を形成する。
【００１９】
内燃機関１は、吸気弁１３及び排気弁１４の開閉により、混合気の吸気管２から燃焼室１２への導入、及び、排気の燃焼室１２から排気管３への排出を行う。
かかる内燃機関１では、吸気行程において、吸気弁１３を開いて吸気管２から燃焼室１２へ混合気が導入され、圧縮行程後半又は膨張行程前半において、燃焼室１２で点火手段としての点火プラグ１５の点火により混合気が着火・燃焼せしめられて、排気行程において、排気弁１４を開いて排気管３へ燃焼室１２から排気が排出される。
【００２０】
燃焼室１２内の混合気への着火手段は、グロープラグを用いてもよいし、これに限定するものではない。また、ガソリン以外の液体燃料を用いてもよい。
なお、ガソリン噴射弁６及び水素噴射弁８の少なくとも一方が、燃焼室１２内へ直接燃料を噴射するように構成することもできる。
【００２１】
コントロールユニット１６には、クランク角を検出するクランク角センサ３０からの信号、内燃機関１の冷却水温を検出する水温センサ３１からの信号、アクセル開度（アクセルペダルの踏み込み量）を検出するアクセル開度センサ３２からの信号、車速を検出する車速センサ３３からの車速信号、などの信号が入力される。そして、コントロールユニット１６により、スロットル弁４の開度，ガソリン噴射弁６のガソリン噴射量，水素噴射弁８の水素噴射量，点火プラグ１５の点火時期などが統合的に制御される。
【００２２】
図２は、本実施形態における内燃機関１の負荷と吸気量及び燃焼室１２への燃料（ガソリンのみ）の噴射量との定常的な関係の一例を示す。
図２において、切り換えトルクＴ０より低負荷領域では、リーン空燃比で燃焼させる第１燃焼状態とし、切り換えトルクＴ０より高負荷領域では、理論空燃比で燃焼させる第２燃焼状態としている。即ち、切り換えトルクＴ０とは、燃焼状態（空燃比）の切り換えを行うときのトルクである。
【００２３】
第１，第２燃焼状態の各範囲内において燃焼室１２に供給される燃料量は負荷とともに増加しているが、第１燃焼状態のほうがリーンの空燃比であるので、切り換えトルクＴ０において、必要となる吸気量がステップ的に減少している。
【００２４】
ここで、切り換えトルクＴ０において第１燃焼状態では必要となる吸気量が１００％に達しているが、１００％に達する前に第２燃焼状態に切り換わるように切り換えトルクＴ０を設定しても構わない。また、第１，第２燃焼状態の切り換えは、要求トルクだけでなく、機関回転速度やその他の要因（排気浄化触媒の再生要求等）に応じて行うようにしてもよい。
【００２５】
なお、本実施形態では、要求トルクに応じた燃焼状態の切り換えについて説明する。
図３は、本実施形態における内燃機関１の要求トルクが増加した際の燃焼状態切り換え制御のタイムチャートである。詳細には、図３は、機関回転速度がある回転数で一定に保たれていると仮定して、アクセルペダルの踏み込み量を増やす過渡走行を行った際のタイムチャートであり、（ａ）吸気量、（ｂ）ガソリン噴射量、（ｃ）点火時期、（ｄ）水素噴射量、（ｅ）エンジンのトルク、の変化を示している。
【００２６】
図３において、アクセルペダルの踏み込み量が増加するとともに、（ｅ）の実線Ｅ１に示すように、要求トルクも増加する。
この要求トルクが破線Ｅ２で示す切り換えトルクに到達する時刻ｔ１までは第１燃焼状態（リーン空燃比）で、要求トルクが該切り換えトルク以上となる時刻ｔ１以降は第２燃焼状態（理論空燃比）で運転が行われるため、（ａ）に示すように、要求吸気量は実線Ａ１から一点鎖線Ａ２へとステップ的に減少する。
【００２７】
しかし、要求吸気量に応じてスロットル弁４の開度を小さくしても、吸気量の応答遅れにより、実吸気量は実線Ａ３で示すように徐々に要求吸気量に収束することになる。ここで、ガソリン噴射量を、点線Ｂ１で示すように要求トルクに基づいて設定してしまうと、実吸気量が要求トルクへ収束するに伴い、空燃比が、リーンから理論空燃比へと連続的に変化して、ＮＯｘ生成量が急激に増加する領域を通ってしまう。
【００２８】
そこで、ガソリン噴射量を、実線Ｂ２で示すように、実吸気量に応じて理論空燃比が得られるように設定することにより、排気悪化（ＮＯｘ発生）を抑制している。
それでも、このとき、点火時期を点線Ｃ１で示すように第２燃焼状態での所定の点火時期（例えば、第２燃焼状態で実吸気量が要求吸気量に収束しているときに、十分トルクを得られるように予め設定された点火時期）に設定すると、点線Ｅ３で示すように実トルクが急激に増大し、運転性に大きな影響を及ぼすので、実線Ｃ２で示すように、要求トルクを得られるように点火時期を遅角側に変更することにより、トルク段差の発生を抑制したい。
【００２９】
しかし、点火時期を遅角側に変更するにつれて燃焼安定性が悪化することから、破線Ｃ３で示すように点火時期の遅角限界が存在し、点火時期の破線Ｃ３よりも遅角側への変更が制限されてしまい、結局、点線Ｅ４で示すようにトルク段差が残ってしまう。
【００３０】
そこで、本実施形態では、実線Ｄ１で示すように、点火時期の遅角要求に応じて、層流燃焼速度がガソリンよりも大きい気体燃料である水素を水素噴射弁８により供給している。
【００３１】
これにより、破線Ｃ４で示すように点火時期の遅角限界を大幅に拡大することが可能になり、点火時期の遅角限界の存在を懸念することなく遅角要求通りに点火時期を設定でき、確実にトルク段差の発生を抑制することができる。
【００３２】
なお、点火時期を遅角するほど燃焼安定性が低下する傾向にあるので、点火時期の遅角量が大きいほど水素噴射量を多くし、点火時期の遅角量が小さいほど水素噴射量を少なくすることにより、水素消費量を必要最小限に抑えることができる。
【００３３】
また、点線Ｄ２で示すように、燃焼室１２へガソリンのみを供給する場合の点火時期の遅角限界（Ｃ３の破線）よりも点火時期の遅角要求が大きい場合（時刻ｔ１〜ｔ２の期間）のみ水素噴射弁８により燃焼室１２へ水素を供給するようにすると、確実にトルク段差を抑制しながら、水素消費量を抑えることができる。
【００３４】
ここで、気体燃料として水素を使用したが、例えばエチレンガスのようにガソリンよりも層流燃焼速度が大きい気体燃料であれば、同様の効果を得ることができる。
また、本実施形態では、上記燃焼状態の切り換え制御を、吸気量偏差（ここでは実吸気量から要求吸気量を減算した値）が予め設定された閾値（＞０）以上の場合に行い、吸気量偏差が前記閾値よりも小さくなる時刻ｔ３以降では行わないようにしたが、該閾値を０として、第２燃焼状態の間は常に行うようにすることも可能である。
【００３５】
図４は、図３とは逆に、内燃機関１の要求トルクが減少した際の燃焼状態切り換え制御のタイムチャートである。詳細には、図４は、機関回転速度がある回転数で一定に保たれていると仮定して、アクセルペダルの踏み込み量を減らす過渡走行を行った際の作用であり、（ａ）吸気量、（ｂ）ガソリン噴射量、（ｃ）点火時期、（ｄ）水素噴射量、（ｅ）エンジンのトルク、の変化を示している。
【００３６】
図４において、アクセルペダルの踏み込み量が減少するとともに、（ｅ）の実線Ｅ１１のように、要求トルクも減少する。
この要求トルクが破線Ｅ１２で示す切り換えトルクに到達する時刻ｔ１１までは第２燃焼状態（理論空燃比）で、要求トルクが該切り換えトルク以下となる時刻ｔ１１以降は第１燃焼状態（リーン空燃比）で運転が行われるため、（ａ）に示すように、要求吸気量は実線Ａ１１から一点鎖線Ａ１２へとステップ的に増加する。
【００３７】
しかし、要求吸気量に応じてスロットル弁４の開度を大きくしても、吸気量の応答遅れにより、実吸気量は実線Ａ１３で示すように徐々に要求吸気量に収束することになる。ここで、ガソリン噴射量を点線Ｂ１１で示すように、要求トルクに基づいて設定してしまうと、実吸気量が収束するに伴い、空燃比が理論空燃比からリーン空燃比へと連続的に変化して、ＮＯｘ生成量が急激に増加する領域を通ってしまう。
【００３８】
また、燃焼状態の切り換えと同時に、切り換え後の要求吸気量（一点鎖線Ａ１２）に基づいて第１燃焼状態での空燃比（切り換え後の要求空燃比）になるように燃料噴射量を設定すると、実吸気量が少ないためトルクが足りず、運転性に大きな影響を与えてしまう。
【００３９】
そこで、ガソリン噴射量を、実線Ｂ１２で示すように、吸気量偏差（ここでは要求吸気量から実吸気量を減算した値）が予め設定した閾値（＞０）より低くなる時刻ｔ１３までは、理論空燃比となるように実吸気量に応じて設定することにより、排気悪化（ＮＯｘ発生）とトルク低下を防止している。
【００４０】
それでも、このとき、点火時期を点線Ｃ１１で示すように第１燃焼状態での所定の点火時期（例えば、第１燃焼状態で実吸気量が要求吸気量に収束しているときに、十分トルクを得られるように予め設定された点火時期）に設定すると、点線Ｅ１３で示すように実トルクが増大し、運転性に大きな影響を及ぼすので、実線Ｃ１２で示すように、要求トルクを得られるように点火時期を遅角側に変更することにより、トルク段差の発生を抑制したい。
【００４１】
しかし、点火時期を遅角側に変更するにつれて燃焼安定性が悪化するので、破線Ｃ１３で示すように点火時期の遅角限界が存在し、点火時期の破線Ｃ１３より遅角側への変更が制限されてしまい、結局、点線Ｅ１４で示すようにトルク段差が残ってしまう。
【００４２】
そこで、本実施形態では、前記第１実施形態に係る第１燃焼状態から第２燃焼状態への切り換え時と同様に、実線Ｄ１１で示すように、点火時期の遅角要求に応じてガソリンより層流燃焼速度が大きい気体燃料である水素を水素噴射弁８により供給している。
【００４３】
これにより、破線Ｃ１４で示すように点火時期の遅角限界を大幅に拡大することが可能になり、点火時期の遅角限界の存在を懸念することなく遅角要求通りに点火時期を設定でき、確実にトルク段差の発生を抑制することができる。
【００４４】
そして、吸気量偏差が予め設定された閾値以下になったら（時刻ｔ１３）、点火時期を前記第１燃焼状態での所定の点火時期に変更し、ガソリン噴射量を要求トルクを得られる値とすることにより、トルク段差の発生を最小限に抑えつつ燃焼状態の切り換えを終了することができる。
【００４５】
このとき、点火時期を遅角するほど燃焼安定性が低下する傾向にあるので、点火時期の遅角要求が大きいほど水素噴射量を多くし、点火時期の遅角量が小さいほど水素噴射量を少なくすることにより、水素消費量を必要最小限に抑えることができる。
【００４６】
また、点線Ｄ１２で示すように、燃焼室１２へガソリンのみを供給する場合の点火時期の遅角限界（破線Ｃ１３）よりも点火時期の遅角要求が大きい場合（時刻ｔ１２〜ｔ１３の期間）のみ水素噴射弁８により燃焼室１２へ水素を供給するようにすると、確実にトルク段差を抑制しながら、より水素消費量を抑えることができる。
【００４７】
ここで、気体燃料として水素を使用したが、例えばエチレンガスのようにガソリンよりも層流燃焼速度が大きい気体燃料であれば、同様の効果を得ることができる。
以上のように、本実施形態では、空燃比の異なる２つの燃焼状態を切り換える際に、実吸気量が要求吸気量へ収束する（要求吸気量へ十分近い値となった状態を含む）までは空燃比を理論空燃比に設定して、燃焼室１２へ水素を供給しながら要求トルクを得られるように点火時期を遅角することにより、燃焼安定性を保ちながら、排気悪化（ＮＯｘ発生）とトルク段差の発生とを抑制することができる。
【００４８】
したがって、燃料として水素を用いない内燃機関に対して、第１燃焼状態での空燃比をよりリーンにして運転することができ、燃費をより向上させることが可能になる。
また、本実施形態では要求トルクの増減に応じて燃焼状態を切り換えた場合の制御について説明したが、他の要因（例えば排気浄化触媒の再生要求に伴うリッチスパイク時など）による燃焼状態切り換え時も、同様の制御を行うことができる。
【００４９】
なお、図５は、様々な吸気量に対して理論空燃比を得られるように燃料（ガソリン及び水素）を噴射した場合における、吸気量と要求トルクに対する要求点火時期を示したマップである。
【００５０】
図５において、実吸気量が大きくなるほど、理論空燃比を維持するために燃焼室１２へのガソリン噴射量が増えるため、点火時期を遅角している。また、要求トルクが小さくなるほど、点火時期を遅角している。このマップに基づき、前記燃焼状態切り換え時の点火時期の遅角要求量を算出するとよい。
【００５１】
図６は、上述の燃焼状態切り換え制御のフローチャートである。
ステップＳ１では、アクセルペダルの踏み込み量と、実吸気量と、を検出する。
ステップＳ２では、ステップＳ１で検出されたアクセルペダルの踏み込み量などに基づき、要求トルクを算出する。
【００５２】
ステップＳ３では、ステップＳ２で算出された要求トルクに基づいて、燃焼状態（前記第１燃焼状態又は第２燃焼状態）を設定する。
ステップＳ４では、ステップＳ３で設定された燃焼状態での要求吸気量を得られるように、スロットル弁４の開度を制御する。
【００５３】
ステップＳ５では、燃焼状態の切り換え中であるか判定する。
ここでは、上述のように、要求吸気量が切り換わってから、前記吸気量偏差が予め設定された前記閾値以上であるとき、燃焼状態の切り換え中であると判定する。
【００５４】
ステップＳ５で燃焼状態の切り換え中と判定したときはステップＳ６へ進み、実吸気量に基づき、理論空燃比を得られるようなガソリン噴射弁６のガソリン噴射量を算出し、ステップＳ７へ進む。
【００５５】
ステップＳ７では、要求トルクを得られるような点火プラグ１５の点火時期を算出し、ステップＳ８へ進む。
ステップＳ８では、点火プラグ１５の点火時期の遅角要求に応じて、水素噴射弁８の水素噴射量を算出する。
【００５６】
一方、ステップＳ５で、燃焼状態の切り換え中ではない（通常時）と判定したときは、ステップＳ９へ進み、ステップＳ３で設定された燃焼状態に応じて、実吸気量に基づきガソリン噴射弁６のガソリン噴射量を算出して、ステップＳ１０へ進む。
【００５７】
ステップＳ１０では、点火プラグ１５の点火時期を算出する。
なお、ステップＳ５からステップＳ９へ進んだ場合、水素噴射弁８の水素噴射量を算出するようにはしていないが、燃焼状態に応じて水素を供給するようにしてもよい。
【００５８】
図７は、本発明の第２実施形態における内燃機関のシステム構成を示す構成説明図である。以下に、前記第１実施形態と違う点について説明する。
図７において、ガソリンタンク５の代わりに、オクタン価の低い液体燃料（低オクタン価液体燃料、例えば軽油）を貯蔵する低オクタン価液体燃料タンク１７と、オクタン価の高い液体燃料（高オクタン価液体燃料、例えばガソリン）を貯蔵する高オクタン価液体燃料タンク１８と、が設けられている。
【００５９】
そして、低オクタン価液体燃料，高オクタン価液体燃料を夫々吸気管２内に噴射する液体燃料噴射弁１９，２０が設けられている。
また、燃焼室１２は、主室２４と、主室２４より容積の小さい副室２１とからなり、主室２４と副室２１との隔壁に設けられた連通路を介して、主室２４と副室２１とがガス交換可能に連通している。
【００６０】
副室２１には、水素タンク７内の水素を噴射する水素噴射弁２２の噴孔と、この水素噴射弁２２により噴射された水素に点火する点火栓２３の電極と、が臨んでいる。水素噴射弁２２は、水素を副室２１内に噴射し、点火栓２３の電極近傍に混合気を形成させる。
【００６１】
かかる構成において、吸気行程では、吸気弁１３の開弁により、吸気が、吸気管２から主室２４へ、液体燃料噴射弁１９，２０から噴射された燃料と共に吸入され、主室２４内に混合気が形成される。
【００６２】
圧縮行程では、ピストン１１によって主室２４内のガスが圧縮され、主室２４内の混合気の一部が、前記連通路を介して副室２１へ流入し、水素噴射弁２２から水素が噴射されていれば該水素と混合する。
【００６３】
膨張行程では、点火栓２３の点火により副室２１内の混合気が燃焼し、副室２１内の圧力上昇によって、トーチ火炎が前記連通路を介して主室２４へ噴出し、主室２４内の混合気が燃焼する。
【００６４】
そして、排気行程では、主室２４及び副室２１内の排気ガスが、排気弁１４の開弁により排気管３へ排出される。
なお、排気管３に改質器を設け、排気の熱を利用して、低オクタン価液体燃料を脱水素反応により改質し、高オクタン価液体燃料と水素とを生成するような構成としてもよく、これら各燃料の生成方法は限定しない。
【００６５】
図８は、本実施形態における機関回転速度と負荷（要求トルク）に基づく各燃料供給マップを示す。詳細には、図８（ａ）は、液体燃料噴射弁１９，２０による吸気管２（主室２４）への液体燃料の供給条件に係るマップを示し、図８（ｂ）は、水素噴射弁２２による副室２１への水素の供給条件に係るマップを示している。
【００６６】
図８によれば、要求トルクが低い低負荷時は、水素及び低オクタン価液体燃料の供給割合を高くすることで、燃焼速度を十分に確保して着火の安定性を維持し、上述のように点火時期の遅角限界の拡大によりリーン限界が拡大して、良好な燃費を確保することができる。
【００６７】
一方、要求トルクが高い高負荷時は、高オクタン価液体燃料の供給割合を高くして、理論空燃比での運転を行い、十分なトルクを確保することができる。
このように、図８のマップに従い、機関回転速度及び要求トルクに基づいて各燃料の供給を行うことで、低負荷時の燃費性能の向上と、高負荷時のトルク性能の向上と、を両立させることができる。
【００６８】
そして、図８のマップに従って各燃焼状態を得る場合でも、燃焼状態の切り換えの際には、前記第１実施形態と同様の制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る内燃機関のシステム構成図
【図２】本発明の第１実施形態に係る負荷と、空燃費，吸気量及び燃料供給量と、の定常的な関係の一例を示す図
【図３】本発明の第１実施形態に係る内燃機関の要求トルクが増加した際の燃焼状態切り換え制御のタイムチャートを示す図
【図４】本発明の第１実施形態に係る内燃機関の要求トルクが減少した際の燃焼状態切り換え制御のタイムチャートを示す図
【図５】本発明の第１実施形態に係る理論空燃比での実吸気量及び要求トルクに対する要求点火時期を示したマップを示す図
【図６】本発明の第１実施形態に係る燃焼状態切り換え制御のフローチャートを示す図
【図７】本発明の第２実施形態に係る内燃機関のシステム構成図
【図８】本発明の第２実施形態に係る各燃料の供給条件に係るマップを示す図
【符号の説明】
【００７０】
１    内燃機関
２    吸気管
４    スロットル弁
６    ガソリン噴射弁
８    水素噴射弁
１２  燃焼室
１５  点火プラグ
１６  コントロールユニット
１９  液体燃料噴射弁
２０  液体燃料噴射弁
２１  副室
２２  水素噴射弁
２４  主室
【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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