(57)【要約】【課題】  熱面着火に起因したプレイグニッションの発生を低減することができる副室式内燃機関を提供する。【解決手段】  副室式内燃機関１は、主燃焼室６３と、副燃焼室６１と、ＥＣＵ４０とを備える。副燃焼室６１は、主燃焼室６３に隣接して設けられる。ＥＣＵ４０は、全体当量比を理論当量比よりもリッチ又は理論当量比に制御する場合、副燃焼室当量比を温度最大当量比よりもリーン又はリッチに制御する。全体当量比は、主燃焼室６３と副燃焼室６１との全体における平均の当量比である。副燃焼室当量比は、副燃焼室６１の当量比である。温度最大当量比は、燃焼温度が最大となる当量比である。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主燃焼室と、
前記主燃焼室に隣接して設けられる副燃焼室と、
前記主燃焼室と前記副燃焼室との全体における平均の当量比である全体当量比を理論当量比よりもリッチ又は理論当量比に制御する場合、前記副燃焼室の当量比である副燃焼室当量比を、燃焼温度が最大となる当量比である温度最大当量比よりもリーン又はリッチに制御する制御部と、
を備えた、
副室式内燃機関。
【請求項２】
前記副燃焼室に燃料を供給する燃料供給部と、
前記副燃焼室における新気混合気を着火する着火部と、
をさらに備え、
前記制御部は、前記燃料供給部を制御することにより、前記副燃焼室当量比を制御する、
請求項１に記載の副室式内燃機関。
【請求項３】
前記制御部は、前記全体当量比を理論当量比よりもリッチ又は理論当量比に制御する場合、前記温度最大当量比よりもリッチであって略２以下になるように、前記副燃焼室当量比を制御する、
請求項１又は２に記載の副室式内燃機関。
【請求項４】
前記制御部は、前記全体当量比を理論当量比よりもリッチ又は理論当量比に制御する場合、２近傍になるように、前記副燃焼室当量比を制御する、
請求項１又は２に記載の副室式内燃機関。
【請求項５】
前記制御部は、前記全体当量比を理論当量比よりもリッチ又は理論当量比に制御する場合、前記温度最大当量比よりもリーンになるように、前記副燃焼室当量比を制御する、
請求項１又は２に記載の副室式内燃機関。
【請求項６】
前記燃料供給部は、新気空気と前記燃料とを前記副燃焼室に供給する２流体噴射弁を有する、
請求項２に記載の副室式内燃機関。
【請求項７】
新気空気を前記副燃焼室に供給する新気供給部をさらに備えた、
請求項２に記載の副室式内燃機関。
【請求項８】
前記制御部は、比較的低負荷条件において前記全体当量比を理論当量比よりもリーンに制御する場合、理論当量比よりもリッチになるように、前記副燃焼室当量比を制御する、
請求項１から７のいずれか１項に記載の副室式内燃機関。
【請求項９】
前記制御部は、比較的低負荷条件において前記全体当量比を理論当量比よりもリーンに制御する場合、前記副燃焼室当量比を前記温度最大当量比に制御する、
請求項８に記載の副室式内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、副室式内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、主燃焼室及びその主燃焼室に隣接して設けられる副燃焼室を備えた副室式内燃機関が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−２０２７５４（第１−６頁、第１−６図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来の技術では、比較的高負荷条件などのように、全体当量比が理論当量比よりもリッチ又は理論当量比に設定される場合に、副燃焼室の当量比である副燃焼室当量比は、燃焼温度が最大となる当量比である温度最大当量比付近に制御される。この場合には、副燃焼室における燃焼温度が上昇し、副燃焼室の壁面の温度が上昇しすぎることがあり、熱面着火に起因したプレイグニッションが発生するおそれがある。
【０００４】
そこで、本発明の課題は、熱面着火に起因したプレイグニッションの発生を低減することができる副室式内燃機関を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る副室式内燃機関は、主燃焼室と、副燃焼室と、制御部とを備える。副燃焼室は、主燃焼室に隣接して設けられる。制御部は、全体当量比を理論当量比よりもリッチ又は理論当量比に制御する場合、副燃焼室当量比を温度最大当量比よりもリーン又はリッチに制御する。全体当量比は、主燃焼室と副燃焼室との全体における平均の当量比である。副燃焼室当量比は、副燃焼室の当量比である。温度最大当量比は、燃焼温度が最大となる当量比である。
【０００６】
この副室式内燃機関では、制御部は、全体当量比を理論当量比よりもリッチ又は理論当量比に制御する場合、副燃焼室当量比を温度最大当量比よりもリーン又はリッチに制御する。このため、副燃焼室では、副燃焼室当量比で、着火燃焼が行われる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る副室式内燃機関では、全体当量比を理論当量比よりもリッチ又は理論当量比に制御する場合に、制御部が副燃焼室当量比を温度最大当量比よりもリーン又はリッチに制御するので、副燃焼室における燃焼温度を下げることができる。このため、副燃焼室の壁面の温度を下げることができるので、熱面着火に起因したプレイグニッションの発生を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（第１実施形態）
図１に、本発明の第１実施形態に係る副室式内燃機関１の断面図を示す。また、副室式内燃機関１の副燃焼室６１近傍の拡大断面図を図２に示す。
【０００９】
＜副室式内燃機関１の概略構成＞
図１に示す副室式内燃機関１は、主として、主燃焼室６３，副燃焼室６１，電子制御装置（以下、ＥＣＵと略す）（制御部）４０，シリンダヘッド２０，シリンダブロック１０，ピストン３，吸気バルブ２１，排気バルブ２２，吸気ポート２３，排気ポート２４，吸気用カム３５，排気用カム３６，燃料ポンプ２５，第１燃料噴射弁２７，第２燃料噴射弁（燃料供給部）２８，点火プラグ（着火部）２９，複数の連絡孔６１ｄ，第１燃料配管３１及び第２燃料配管３２を備える。
【００１０】
主燃焼室６３は、シリンダヘッド２０，シリンダブロック１０及びピストン３に囲まれた室である。副燃焼室６１は、主燃焼室６３に隣接して設けられており、副燃焼室壁６１ｃに囲まれた室である。燃料ポンプ２５と第１燃料噴射弁２７とは、第１燃料配管３１で接続されている。燃料ポンプ２５と第２燃料噴射弁２８とは、第２燃料配管３２で接続されている。連絡孔６１ｄは、副燃焼室壁６１ｃに形成されており、主燃焼室６３と副燃焼室６１とを連絡している。
【００１１】
吸気ポート２３及び排気ポート２４は、シリンダヘッド２０に形成されている。吸気バルブ２１は、吸気ポート２３の下流部分であって主燃焼室６３の入口に位置している。排気バルブ２２は、排気ポート２４の上流部分であって主燃焼室６３の出口に位置している。吸気用カム３５及び排気用カム３６は、それぞれ、吸気バルブ２１及び排気バルブ２２の上部に位置しており、クランク軸の回転に従って回転することで吸気バルブ２１及び排気バルブ２２を開閉させる。第１燃料噴射弁２７は、その先端が吸気ポート２３に突出するように設けられている。第２燃料噴射弁２８は、その先端が副燃焼室６１に突出するように設けられている。点火プラグ２９は、その先端が副燃焼室６１に突出するように設けられている。
【００１２】
ＥＣＵ４０は、第１燃料噴射弁２７，第２燃料噴射弁２８，燃料ポンプ２５，点火プラグ２９などに対して、電気的に接続されている。
【００１３】
＜副室式内燃機関１の概略動作＞
図１に示す副室式内燃機関１では、燃料ポンプ２５で加圧された燃料が、第１燃料配管３１を介して第１燃料噴射弁２７に供給される。第１燃料噴射弁２７は、吸気ポート２３に導入された新気空気に第１噴射量で燃料を噴射する。これにより、新気混合気が生成される。そして、吸気行程において、吸気用カム３５により吸気バルブ２１は開状態とされ、新気混合気は吸気ポート２３から主燃焼室６３へ導入される。吸気ポート２３から導入された新気混合気は、主燃焼室６３において概ね均質になる。圧縮行程において、主燃焼室６３の均質な新気混合気の一部は、連絡孔６１ｄを介して主燃焼室６３から副燃焼室６１へ導入される。
【００１４】
副燃焼室６１では、燃料ポンプ２５で加圧された燃料が、第２燃料配管３２を介して第２燃料噴射弁２８に供給される。第２燃料噴射弁２８は、副燃焼室６１に導入された新気空気に第２噴射量で燃料を噴射する。点火プラグ２９により、新気混合気は所定のタイミングで着火され燃焼する。副燃焼室６１の燃焼ガス（火炎）は、連絡孔６１ｄを介して主燃焼室６３へ放射され、主燃焼室６３の均質な新気混合気を燃焼させる。膨張行程において、均質な新気混合気が燃焼して発生した燃焼圧力は、ピストン３を押し下げる。
【００１５】
排気行程において、排気用カム３６により排気バルブ２２は開状態とされ、主燃焼室６３で燃焼された後のガス（以下、既燃ガスとする）は、主燃焼室６３から排気ポート２４へ排出される。
【００１６】
ＥＣＵ４０は、第１燃料噴射弁２７，第２燃料噴射弁２８，燃料ポンプ２５，点火プラグ２９などに対して、制御の信号を供給し各種の制御を行う。ＥＣＵ４０は、各種の制御を行うためのプログラムを実行する。例えば、ＥＣＵ４０は、所定のロジックを、電気回路的に、ソフト的に又はその両方により実行する。
【００１７】
＜副燃焼室６１の詳細構成＞
図１に示す副燃焼室６１は、図２に示すように、主燃焼室６３に隣接して設けられており、副燃焼室壁６１ｃに囲まれた室である。副燃焼室壁６１ｃには、連絡孔６１ｄが設けられている。連絡孔６１ｄは、主燃焼室６３と副燃焼室６１とを連絡している。
【００１８】
副燃焼室６１には、連絡孔６１ｄと対向する位置であって上部の位置に第２燃料噴射弁２８が設けられている。また、副燃焼室６１には、側壁から斜め下方へ貫通する位置に点火プラグ２９が設けられている。点火プラグ２９の先端は、副燃焼室６１の半径方向内側に位置している。
【００１９】
＜副燃焼室６１の詳細動作＞
図２に示す副燃焼室６１には、圧縮行程において、連絡孔６１ｄを介して主燃焼室６３から均質な新気混合気が導入される。第２燃料噴射弁２８は、副燃焼室６１の新気混合気に、燃料を第２噴射量で噴射する。これにより、副燃焼室６１の新気混合気に燃料がさらに混合されるので、副燃焼室６１の新気混合気は、主燃焼室６３の新気混合気よりも当量比がリッチな混合気になる。点火プラグ２９が発生させたスパークにより、第２噴射量の燃料が混合された後の副燃焼室６１の新気混合気は、所定のタイミングで着火燃焼される。
【００２０】
副燃焼室６１で着火燃焼された燃焼ガス（火炎）は、連絡孔６１ｄを介して主燃焼室６３へ放射される。
【００２１】
＜主燃焼室６３の詳細構成＞
図１に示す主燃焼室６３は、シリンダヘッド２０，シリンダブロック１０及びピストン３に囲まれた室である。ここで、ピストン３がシリンダブロック１０の側壁に沿って往復運動することにより、主燃焼室６３の容積は変化する。主燃焼室６３は、連絡孔６１ｄにより副燃焼室６１と連絡している。
【００２２】
＜主燃焼室６３の詳細動作＞
図１に示す主燃焼室６３には、ピストン３により主燃焼室６３の容積が増加する吸気行程において、新気混合気が吸気ポート２３から導入される。吸気ポート２３から導入された新気混合気は、主燃焼室６３において概ね均質になる。
【００２３】
主燃焼室６３の均質な新気混合気の一部は、ピストン３により主燃焼室６３の容積が減少する圧縮行程において、連絡孔６１ｄを介して副燃焼室６１に導入される。
【００２４】
副燃焼室６１で着火燃焼された燃焼ガス（火炎）は、連絡孔６１ｄを介して主燃焼室６３へ放射される。この燃焼ガスにより、主燃焼室６３の均質な新気混合気は着火燃焼される。膨張行程において、均質な新気混合気が燃焼して発生した燃焼圧力は、ピストン３を押し下げる。これにより、主燃焼室６３の容積が増加する。
【００２５】
既燃ガスは、ピストン３により主燃焼室６３の容積が減少する排気行程において、排気ポート２４へ排出される。
【００２６】
＜ＥＣＵ４０の詳細構成＞
図１に示すＥＣＵ４０は、クランク角センサ５１，水温センサ５２，アクセル開度センサ５３，第１燃料噴射弁２７，第２燃料噴射弁２８，点火プラグ２９などと電気的に接続されている。
【００２７】
ＥＣＵ４０は、各種の制御を行うためのプログラムを実行するだけでなく、全体当量比と副燃焼室当量比とを制御するためのプログラムを実行する。ここで、全体当量比は、主燃焼室６３と副燃焼室６１との全体における平均の当量比である。副燃焼室当量比は、副燃焼室６１の当量比である。
【００２８】
＜ＥＣＵ４０の詳細動作＞
図１に示すＥＣＵ４０には、クランク角センサ５１で検出されたクランク角信号、水温センサ５２で検出された冷却水温信号、アクセル開度センサ５３で検出されたアクセル開度信号などが入力される。ＥＣＵ４０は、これらの信号に基づいて、エンジン負荷を演算する。ＥＣＵ４０は、エンジン負荷に基づいて、点火時期制御信号、第１噴射量制御信号、第２噴射量制御信号などを生成する。ＥＣＵ４０は、点火時期制御信号を点火プラグ２９へ供給し、第１噴射量制御信号を第１燃料噴射弁２７へ供給し、第２噴射量制御信号を第２燃料噴射弁２８へ供給する。これにより、点火プラグ２９は、点火時期制御信号に基づいて所定のタイミングでスパークを発生させる。第１燃料噴射弁２７は、第１噴射量制御信号に基づいて第１噴射量で燃料を噴射する。第２燃料噴射弁２８は、第２噴射量制御信号に基づいて第２噴射量で燃料を噴射する。すなわち、ＥＣＵ４０は、第１噴射量と第２噴射量とを制御することにより、全体当量比と副燃焼室当量比とを制御する。
【００２９】
＜ＥＣＵ４０の制御内容＞
ＥＣＵ４０の制御内容を、図３に示す概念図を用いて説明する。図３において、一点鎖線９１が副燃焼室当量比を示し、二点鎖線９２が全体当量比を示す。また、温度最大当量比は、燃焼温度が最大となる当量比であり、出力当量比と呼ばれることもある。
【００３０】
ＥＣＵ４０は、エンジン負荷がＬ１よりも小さいと判断した場合、全体当量比が理論当量比よりもリーンになり副燃焼室当量比が温度最大当量比になるように、第１噴射量と第２噴射量とを制御する。
【００３１】
ＥＣＵ４０は、エンジン負荷がＬ１以上Ｌ２以下であると判断した場合、全体当量比が理論当量比になり副燃焼室当量比が２近傍になるように、第１噴射量と第２噴射量とを制御する。
【００３２】
ＥＣＵ４０は、エンジン負荷がＬ２よりも大きいと判断した場合、全体当量比が温度最大当量比になり副燃焼室当量比が２近傍になるように、第１噴射量と第２噴射量とを制御する。
【００３３】
＜副室式内燃機関１に関する特徴＞
（１）
ここでは、ＥＣＵ４０は、全体当量比を理論当量比よりもリッチ又は理論当量比に制御する場合、副燃焼室当量比を温度最大当量比よりもリッチに制御する（図３参照）。ＥＣＵ４０で制御された副燃焼室当量比で、副燃焼室６１の新気混合気は着火燃焼される。副燃焼室６１で着火燃焼された燃焼ガス（火炎）は、主燃焼室６３へ放射され、主燃焼室６３の新気混合気を燃焼させる。
【００３４】
このように、全体当量比を理論当量比よりもリッチ又は理論当量比に制御する場合に、ＥＣＵ４０が副燃焼室当量比を温度最大当量比よりもリッチに制御するので、副燃焼室６１における燃焼温度は下げられる。このため、副燃焼室６１の壁面（図２の内壁面６１ａ，外壁面６１ｂ参照）の温度が下がり、熱面着火に起因したプレイグニッションの発生は低減される。さらに、プレイグニッションの発生により誘発されるノッキングも低減される。
【００３５】
（２）
ここでは、第２燃料噴射弁２８が副燃焼室６１に燃料を供給するので、副燃焼室当量比を容易にリッチに制御することができている。
【００３６】
（３）
ここでは、ＥＣＵ４０は、全体当量比を理論当量比よりもリッチ又は理論当量比に制御する場合（図３に示すエンジン負荷がＬ１以上の条件において）、副燃焼室当量比を２近傍になるように制御する。
【００３７】
このように、副燃焼室当量比が略２以下になるので、スモークの生成は抑制される。また、副燃焼室当量比が温度最大当量比よりもリッチになるので、副燃焼室６１における燃焼温度は下げられる。すなわち、ここでは、図３に示すエンジン負荷がＬ１以上の条件において、スモークの生成が抑制され且つ副燃焼室６１における燃焼温度が下げられている。
【００３８】
（４）
ここでは、ＥＣＵ４０は、比較的低負荷条件（図３に示すエンジン負荷がＬ１以下の条件）において全体当量比を理論当量比よりもリーンに制御する場合、副燃焼室当量比を理論当量比よりもリッチになるように制御する。具体的には、ＥＣＵ４０は、副燃焼室当量比を温度最大当量比に制御する（図３参照）。
【００３９】
このため、副燃焼室６１から主燃焼室６３へ噴射される火炎の速度は速くなり、リーン限界は拡大する。この制御は、比較的低負荷条件において全体当量比を理論当量比よりもリーンに制御する場合に、副燃焼室６１の壁面（図２の内壁面６１ａ，外壁面６１ｂ参照）の温度が上昇しにくく、熱面着火に起因したプレイグニッションの発生するおそれが少ないことを考慮して行われている。
【００４０】
＜第１実施形態の変形例＞
（Ａ）ＥＣＵ４０の制御内容（図３参照）における温度最大当量比は、１．１０〜１．１５であることが好ましい。ここで、図３に示すように、温度最大当量比は理論当量比よりもわずかにリッチな当量比である。
【００４１】
理論当量比では、燃焼温度が高いため、燃料の燃焼により生成した二酸化炭素が一酸化炭素と酸素とに熱解離してしまう。この熱解離は吸熱反応であるため、結果的に燃焼温度が下がってしまう。
【００４２】
一方、理論当量比よりもわずかにリッチな１．１０〜１．１５という当量比では、同様に燃焼温度が高いため、燃料の燃焼により生成した二酸化炭素が一酸化炭素と酸素とに熱解離する。しかし、この当量比では、余剰の燃料が存在しており、熱解離された一酸化炭素又は酸素が余剰の燃料と反応して発熱するため、結果的に理論当量比よりも燃焼温度が高くなる。
【００４３】
これらのことから、温度最大当量比は、理論当量比よりもわずかにリッチな当量比（１．１０〜１．１５）であることが好ましい。
【００４４】
（Ｂ）燃料は、ガソリンを想定しているが、それに限定されるものではない。
【００４５】
（Ｃ）ＥＣＵ４０は、エンジン負荷がＬ１以上Ｌ２以下であると判断した場合やエンジン負荷がＬ２よりも大きいと判断した場合に、温度最大当量比よりもリッチであって略２以下になるように、副燃焼室当量比を制御してもよい。この場合でも、全体当量比が理論当量比よりもリッチ又は理論当量比に設定される場合に、副燃焼室当量比を略２以下になるようにＥＣＵ４０が制御するので、スモークの生成は抑制される。また、副燃焼室当量比を温度最大当量比よりもリッチになるようにＥＣＵ４０が制御するので、副燃焼室６１における燃焼温度は下げられる。このため、スモークの生成が抑制されながら副燃焼室６１における燃焼温度は下げられる。
【００４６】
（Ｄ）ＥＣＵ４０は、図４に示すように、比較的低負荷条件において全体当量比が理論当量比よりもリーンに設定される場合、温度最大当量比よりも若干リッチになるように、副燃焼室当量比を制御してもよい。なお、図４において、一点鎖線９１ａは副燃焼室当量比を示し、二点鎖線９２は全体当量比を示す。この場合、副燃焼室当量比を温度最大当量比にＥＣＵ４０が制御する場合に比べて、燃焼温度は低下する。しかし、燃焼しきっていない反応性の高いガスは、副燃焼室６１で着火燃焼された燃焼ガスにより多く含まれて、副燃焼室６１から連絡孔６１ｄを介して主燃焼室６３に放射されることになる。このため、着火燃焼された燃焼ガスにより主燃焼室６３において行われる燃焼がより活発になるので、比較的低負荷条件における出力はさらに高められる。また、リーン限界はさらに拡大することになる。
【００４７】
なお、ＥＣＵ４０は、比較的低負荷条件において全体当量比が理論当量比よりもリーンに設定される場合、主燃焼室６３において安定して燃焼が行われ得るのであれば、図３，図４に示す当量比以外の当量比になるように副燃焼室当量比を制御してもよい。
【００４８】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る副室式内燃機関１００の断面図を図５に示す。図５において、図１に示す副室式内燃機関１の構成要素と同様の構成要素は同じ番号で示してある。
【００４９】
図５に示す副室式内燃機関１００は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるが、エアポンプ１２６とエア配管１３３とをさらに備える点と、第２燃料噴射弁１２８が新気空気をさらに噴射する点とで、第１実施形態と異なる。ここで、第２燃料噴射弁１２８は、２流体噴射弁である。２流体噴射弁は、新気空気と燃料とを副燃焼室６１に供給する噴射弁である。すなわち、エアポンプ１２６で加圧された新気空気は、エア配管１３３を介して第２燃料噴射弁１２８へ供給される。第２燃料噴射弁１２８は、副燃焼室６１の新気混合気中に、新気空気を第３噴射量でさらに噴射する。
【００５０】
ＥＣＵ１４０は、エンジン負荷に基づいて、第３噴射量制御信号をさらに生成する。ＥＣＵ１４０は、第３噴射量制御信号を第２燃料噴射弁１２８へ供給する。これにより、第２燃料噴射弁１２８は、第３噴射量制御信号に基づいて、第３噴射量で新気空気をさらに噴射する。すなわち、ＥＣＵ１４０は、第１噴射量と第２噴射量と第３噴射量とを制御することにより、全体当量比と副燃焼室当量比とを制御する。
【００５１】
このように、第２実施形態に係る副室式内燃機関１００では、第２燃料噴射弁１２８が新気空気と燃料とを副燃焼室６１に供給するので、副燃焼室当量比を温度最大当量比よりもリーンに制御することが可能である。第２実施形態は、これらの点で第１実施形態と異なる。
【００５２】
＜ＥＣＵ１４０の制御内容＞
ＥＣＵ１４０の制御内容を、図６に示す概念図を用いて説明する。図６において、一点鎖線１９１は副燃焼室当量比を示し、二点鎖線１９２は全体当量比を示す。また、図６に示す温度最大当量比は、燃焼温度が最大となる当量比であり、出力当量比と呼ばれることもある。
【００５３】
ＥＣＵ１４０は、エンジン負荷がＬ１よりも小さいと判断した場合、全体当量比が理論当量比よりもリーンになり副燃焼室当量比が温度最大当量比になるように、第１噴射量と第２噴射量と第３噴射量とを制御する。
【００５４】
ＥＣＵ１４０は、エンジン負荷がＬ１以上Ｌ２以下であると判断した場合、全体当量比が理論当量比になり副燃焼室当量比が温度最大当量比よりもリーンになるように、第１噴射量と第２噴射量と第３噴射量とを制御する。具体的には、ＥＣＵ１４０は、副燃焼室当量比が理論当量比よりもリーンになるように制御する。
【００５５】
ＥＣＵ１４０は、エンジン負荷がＬ２よりも大きいと判断した場合、全体当量比が温度最大当量比になり副燃焼室当量比が温度最大当量比よりも（さらに理論当量比よりも）リーンになるように、第１噴射量と第２噴射量と第３噴射量とを制御する。
【００５６】
このように、第２実施形態に係る副室式内燃機関１００では、全体当量比を理論当量比よりもリッチ又は理論当量比に制御する場合に、ＥＣＵ１４０が副燃焼室当量比を温度最大当量比よりもリーンになるように制御するので、副燃焼室６１における燃焼温度は下げられる。第２実施形態は、これらの点で第１実施形態と異なる。
【００５７】
副燃焼室６１における燃焼温度が下げられるため、副燃焼室６１の壁面（図２の内壁面６１ａ，外壁面６１ｂ参照）の温度が下げられる点は、第１実施形態と同様である。したがって、このような副室式内燃機関１００によっても、熱面着火に起因したプレイグニッションの発生は低減される。
【００５８】
＜第２実施形態の変形例＞
（Ａ）副室式内燃機関１００は、第２燃料噴射弁１２８として２流体噴射弁を採用する代わりに、図示しないエア噴射弁（新気供給部）をさらに備えてもよい。すなわち、エアポンプ１２６で加圧された新気空気が、エア配管１３３を介してエア噴射弁に供給される。エア噴射弁は、副燃焼室６１の新気混合気中に、新気空気を第３噴射量で噴射する。また、第２燃料噴射弁１２８は、燃料のみを第２噴射量で噴射する。
【００５９】
この場合、第１燃料噴射弁２７と第２燃料噴射弁１２８とエア噴射弁とをＥＣＵ１４０が制御することにより、第２燃料噴射弁１２８が副燃焼室６１に燃料のみを供給し、エア噴射弁が新気空気を副燃焼室６１に供給することになる。
【００６０】
（Ｂ）ＥＣＵ１４０は、全体当量比を理論当量比よりもリッチ又は理論当量比に制御する場合、副燃焼室当量比を温度最大当量比よりもリッチになるように制御してもよい。すなわち、ＥＣＵ１４０は、図３又は図４に示されるような制御を行ってもよい。
【００６１】
（Ｃ）ＥＣＵ１４０は、図７に示すように、比較的低負荷条件において全体当量比を理論当量比よりもリーンに制御する場合、温度最大当量比よりも若干リッチになるように、副燃焼室当量比を制御してもよい。なお、図７において、一点鎖線１９１ａが副燃焼室当量比を示し、二点鎖線１９２が全体当量比を示す。この場合、副燃焼室当量比が温度最大当量比に制御される場合に比べて、燃焼温度は下げられる。しかし、燃焼しきっていない反応性の高いガスは、副燃焼室６１で着火燃焼された燃焼ガスにより多く含まれて、副燃焼室６１から連絡孔６１ｄを介して主燃焼室６３に放射されることになる。このため、着火燃焼された燃焼ガスにより主燃焼室６３において行われる燃焼がより活発になるので、比較的低負荷条件における出力はさらに高くなる。また、リーン限界はさらに拡大することになる。
【００６２】
なお、ＥＣＵ１４０は、比較的低負荷条件において全体当量比が理論当量比よりもリーンに制御される場合、主燃焼室６３において安定して燃焼が行われ得るのであれば、図７に示す当量比以外の当量比になるように副燃焼室当量比を制御してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明に係る副室式内燃機関及び制御方法は、熱面着火に起因したプレイグニッションの発生を低減することができるという効果を有し、副室式内燃機関及び制御方法等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る副室式内燃機関の断面図。
【図２】本発明の第１実施形態に係る副燃焼室の断面図。
【図３】ＥＣＵによる副室式内燃機関の動作を示す概念図。
【図４】ＥＣＵによる副室式内燃機関の動作を示す概念図（変形例）。
【図５】本発明の第２実施形態に係る副室式内燃機関の断面図。
【図６】ＥＣＵによる副室式内燃機関の動作を示す概念図。
【図７】ＥＣＵによる副室式内燃機関の動作を示す概念図（変形例）。
【符号の説明】
【００６５】
１，１００  副室式内燃機関
３  ピストン
１０  シリンダブロック
２０  シリンダヘッド
２７  第１燃料噴射弁
２８，１２８  第２燃料噴射弁（燃料供給部）
２９  点火プラグ（着火部）
３１  第１燃料配管
３２  第２燃料配管
１３３  エア配管
４０，１４０  ＥＣＵ（制御部）
６１  副燃焼室
６２ａ等  連絡孔
６３  主燃焼室
【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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