(57)【要約】【課題】  早期着火を抑制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、点火プラグ２９と、ＥＣＵ４０とを備える。副燃焼室６１は、主燃焼室６３に連通される。点火プラグ２９の先端部分２９ａは、副燃焼室６１の新気混合気を点火する。ＥＣＵ４０は、第１空燃比を理論空燃比よりもリーンに制御する。第１空燃比は、第１空間６１ａの新気混合気の空燃比である。第１空間６１ａは、副燃焼室６１の主燃焼室６３に近い空間である。【選択図】      図１
2007085181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主燃焼室と、
前記主燃焼室に連通される副燃焼室と、
前記副燃焼室の新気混合気を点火する点火部と、
前記副燃焼室の前記主燃焼室に近い空間である第１空間の新気混合気の空燃比である第１空燃比を理論空燃比よりもリーン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をさらに備え、
前記制御部は、前記燃料供給部を制御して、前記第１空燃比を理論空燃比よりもリーンに制御する、
請求項１に記載の副室式内燃機関。
【請求項３】
前記燃料供給部は、
前記副燃焼室に新気空気を噴射する新気空気噴射部と、
前記副燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射部と、
を有し、
前記制御部は、前記新気空気噴射部と前記燃料噴射部とを制御して、前記第１空燃比を理論空燃比よりもリーンに制御する、
請求項２に記載の副室式内燃機関。
【請求項４】
前記燃料供給部は、新気空気及び燃料の少なくとも一方を前記副燃焼室に噴射する２流体噴射部を有し、
前記制御部は、前記２流体噴射部を制御して、前記第１空燃比を理論空燃比よりもリーンに制御する、
請求項２に記載の副室式内燃機関。
【請求項５】
前記制御部は、前記第１空燃比をリーン限界よりもリーンに制御する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の副室式内燃機関。
【請求項６】
前記点火部は、前記副燃焼室の前記主燃焼室から離れた空間である第２空間に設けられ、
前記制御部は、前記第２空間の新気混合気の空燃比である第２空燃比を、前記主燃焼室の新気混合気の空燃比である第３空燃比よりもリーンに制御し、前記第１空燃比よりもリッチに制御する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の副室式内燃機関。
【請求項７】
前記制御部は、前記第２空燃比をリーン限界よりもリッチに制御する、
請求項６に記載の副室式内燃機関。
【請求項８】
前記副燃焼室に燃料を供給する燃料供給部をさらに備え、
前記制御部は、前記燃料供給部を制御して、前記第１空間に理論空燃比よりもリーンな新気混合気が噴射されるように制御する、
請求項１に記載の副室式内燃機関。
【請求項９】
前記副燃焼室に燃料を供給する燃料供給部をさらに備え、
前記制御部は、前記燃料供給部を制御して、前記第１空間に新気空気が噴射された後に、前記第２空間に燃料が噴射されるように制御する、
請求項６又は７に記載の副室式内燃機関。
【請求項１０】
前記副燃焼室において前記第２空間に噴射される前記燃料は、気体燃料である、
請求項９に記載の副室式内燃機関。
【請求項１１】
前記制御部は、圧縮工程において、前記第１空間に新気空気が噴射された後に、前記第２空間に燃料が噴射されるように制御する、
請求項９又は１０に記載の副室式内燃機関。
【請求項１２】
前記制御部は、機関負荷が高い場合に、前記第１空燃比を、機関負荷が低い場合よりもリーンに制御する、
請求項１から１１のいずれか１項に記載の副室式内燃機関。
【請求項１３】
前記制御部は、機関負荷が高い場合に、前記第１空間に噴射される新気空気の量を、機関負荷が低い場合よりも多くなるように制御する、
請求項１２に記載の副室式内燃機関。
【請求項１４】
前記制御部は、機関負荷が高い場合に、前記第１空間に新気空気が噴射され始める時期を、機関負荷が低い場合よりも進角するように制御する、
請求項１３に記載の副室式内燃機関。
【請求項１５】
前記主燃焼室と前記副燃焼室とを連通している第１連通路をさらに備え、
前記副燃焼室は、
前記第１連通路を介して前記主燃焼室に連通されている第１副燃焼室と、
前記第１副燃焼室よりも前記主燃焼室から遠い位置に配置され、前記第１副燃焼室に隣接する第２副燃焼室と、
前記第１副燃焼室と前記第２副燃焼室とを連通している第２連通路と、
を有し、
前記点火部は、前記第２副燃焼室及び前記第２連通路のいずれかに設けられる、
請求項１から１４のいずれか１項に記載の副室式内燃機関。
【請求項１６】
前記主燃焼室の新気混合気は、前記副燃焼室を通り前記シリンダ軸に略平行な軸である第１軸を中心とするスワール流を形成している、
請求項１から１５のいずれか１項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、主燃焼室と、その主燃焼室に連通される副燃焼室と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】特開昭６０−４５７１６（第１−５頁、第１−１２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１の技術では、副燃焼室の壁の温度が上昇しすぎることがあり、熱面着火に起因した早期着火が発生することがある。
【０００４】
本発明の課題は、早期着火を抑制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、点火部と、制御部とを備える。副燃焼室は、主燃焼室に連通される。点火部は、副燃焼室の新気混合気を点火する。制御部は、第１空燃比を理論空燃比よりもリーンに制御する。第１空燃比は、第１空間の新気混合気の空燃比である。第１空間は、副燃焼室の主燃焼室に近い空間である。
【０００６】
この副室式内燃機関では、制御部は、第１空燃比を理論空燃比よりもリーンに制御する。このため、副燃焼室の壁のうち主燃焼室に近い部分の温度上昇を抑制できる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る内燃機関では、副燃焼室の壁のうち主燃焼室に近い部分の温度上昇を抑制できる。このため、早期着火を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る副室式内燃機関の構成及び動作について、図１〜図７を参照しながら説明する。
【０００９】
（副室式内燃機関の概略構成）
図１に、副室式内燃機関１の断面図を示す。
【００１０】
副室式内燃機関１は、主として、主燃焼室６３、吸排気機構、燃料供給機構（燃料供給部）７０、副燃焼室６１、点火プラグ２９及びＥＣＵ（制御部）４０を備える。
【００１１】
主燃焼室６３は、シリンダヘッド２０，シリンダブロック１０およびピストン３に囲まれた室である。シリンダヘッド２０には、主燃焼室６３に新気空気を供給するための吸気ポート２３と、主燃焼室６３から既燃ガスを排気ガスとして排出するための排気ポート２４とが形成されている。
【００１２】
また、吸排気機構として、吸気ポート２３の下流には吸気バルブ２１が配備されている。一方、排気ポート２４の上流には排気バルブ２２が配備されている。クランクシャフトの回転に連動して回転する吸気用カム軸２１ｂ／排気用カム軸２２ｂに固定された吸気用カム２１ａ／排気用カム２２ａは、吸気バルブ２１／排気バルブ２２の上方に配置されており、吸気バルブ２１／排気バルブ２２を開閉させる。
【００１３】
副燃焼室６１は、主燃焼室６３に隣接して設けられる室であり、副燃焼室壁６４に囲まれている。具体的には、シリンダヘッド２０において吸気ポート２３と排気ポート２４との間に形成された空間に、略円筒形状の副燃焼室壁６４が配置され、副燃焼室６１が形成される。また、副燃焼室壁６４の膨出した半球状の底面には、主燃焼室６３と副燃焼室６１とを連通する第１連通路６４ｄが形成されている。
【００１４】
燃料供給機構７０は、主として、燃料第１噴射弁２５と燃料第２噴射弁（燃料噴射部）２７と新気空気噴射弁（新気空気噴射部）２８とを有する。燃料第１噴射弁２５は、吸気ポート２３に燃料を噴射する弁である。燃料第１噴射弁２５の先端は、吸気ポート２３に突出している。また、燃料第２噴射弁２７は、副燃焼室６１に燃料を噴射する弁である。燃料第２噴射弁２７の先端は、副燃焼室６１に突出している。さらに、新気空気噴射弁２８は、副燃焼室６１に新気空気を噴射する弁である。新気空気噴射弁２８の先端は、副燃焼室６１に突出している。
【００１５】
点火プラグ２９は、副燃焼室６１の新気混合気を点火するためのプラグである。点火プラグ２９は、副燃焼室壁６４を貫通するように設けられている。点火プラグ２９の先端部分（点火部）２９ａは、副燃焼室６１に突出するように設けられている。
【００１６】
ＥＣＵ４０は、燃料第１噴射弁２５、燃料第２噴射弁２７、新気空気噴射弁２８、点火プラグ２９などに電気的に接続されている。
【００１７】
（副室式内燃機関の概略動作）
副室式内燃機関１では、吸気行程において、加圧された燃料が燃料第１噴射弁２５に供給される。燃料第１噴射弁２５は、吸気ポート２３に導入された新気空気に、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２１ａ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。
【００１８】
圧縮行程の前半において、主燃焼室６３で新気混合気が圧縮されるとともに、主燃焼室６３の新気混合気の一部が第１連通路６４ｄを介して主燃焼室６３から副燃焼室６１へ導入される。加圧された新気空気が供給される新気空気噴射弁２８は、副燃焼室６１の新気混合気に新気空気を噴射する。これにより、副燃焼室６１の新気混合気は、リーン限界よりもリーン（空気過剰率＞２）になるとともに、その一部が第１連通路６４ｄを介して主燃焼室６３へ押し出される。
【００１９】
圧縮行程の後半においては、主燃焼室６３で新気混合気がさらに圧縮されるとともに、主燃焼室６３へ押し出されたリーンな新気混合気の一部が、第１連通路６４ｄを介して主燃焼室６３から副燃焼室６１へ戻される。一方、燃料第２噴射弁２７は、副燃焼室６１のリーンな新気混合気に燃料を噴射する。これにより、副燃焼室６１に、リーン限界よりリッチ（２＞空気過剰率＞１）な新気混合気が形成される。
【００２０】
点火プラグ２９により、副燃焼室６１の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、第１連通路６４ｄを介して主燃焼室６３へトーチ状に放射され、主燃焼室６３の新気混合気を燃焼させる。
【００２１】
膨張行程では、新気混合気が燃焼して発生した燃焼圧力によって、ピストン３が押し下げられる。
【００２２】
排気行程では、排気用カム２２ａにより排気バルブ２２は開状態とされ、主燃焼室６３で燃焼された既燃ガスが、排気ガスとして排気ポート２４へ排出される。
【００２３】
ＥＣＵ４０は、燃料第１噴射弁２５、燃料第２噴射弁２７、新気空気噴射弁２８、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ロジックを実行する。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。
【００２４】
（副燃焼室の詳細構成）
図２〜図５に、副燃焼室６１の拡大断面図を示す。
【００２５】
副燃焼室６１は、図２に示すように、副燃焼室壁６４に囲まれた室である。副燃焼室６１は、シリンダ軸ＣＡを中心軸とする略円筒形状である。副燃焼室６１は、図３に示すように、主として、第１空間６１ａと第２空間６１ｂとを有する。ここで、第１空間６１ａは、副燃焼室６１の主燃焼室６３に近い空間である。第２空間６１ｂは、副燃焼室６１の主燃焼室６３から離れた空間である。なお、主燃焼室６３は、主として、第３空間６３ａと第４空間６３ｂとを有する。ここで、第３空間６３ａは、主燃焼室６３の副燃焼室６１に近い空間である。第４空間６３ｂは、主燃焼室６３の副燃焼室６１から離れた空間である。
【００２６】
また、副燃焼室壁６４の膨出した半球状の底面には、主燃焼室６３と副燃焼室６１とを連通する複数の第１連通路６４ｄが形成されている。第１連通路６４ｄは、副燃焼室６１から主燃焼室６３へ向かう方向について、シリンダ軸ＣＡと鋭角を成して下方に傾斜している。これにより、副燃焼室６１から主燃焼室６３へ効率よく火炎を放射することができるようになっている。
【００２７】
一方、副燃焼室６１には、第１連通路６４ｄと対向する位置であって上部の位置に、燃料供給機構７０の燃料第２噴射弁２７と新気空気噴射弁２８とが設けられている。燃料第２噴射弁２７と新気空気噴射弁２８とは、副燃焼室壁６４を上方から下方へ貫通するように配置されている。燃料第２噴射弁２７は、副燃焼室６１に気化された燃料（ガソリン燃料）を噴射する弁である。燃料第２噴射弁２７は、副燃焼室６１の上部から、副燃焼室６１の容積中心ＣＰ１より下方へ向かう方向に延びている。それに対して、新気空気噴射弁２８は、副燃焼室６１に新気空気を噴射する弁である。新気空気噴射弁２８は、副燃焼室６１の上部から副燃焼室６１の容積中心ＣＰ１へ向かう方向に延びている。
【００２８】
また、点火プラグ２９は、副燃焼室壁６４の側部を副燃焼室６１の外部から副燃焼室６１の内部へ貫通するように設けられている。点火プラグ２９の先端部分２９ａは、副燃焼室６１の容積中心ＣＰ１の近傍に位置しており、第２空間６１ｂの内部に位置している。これにより、点火プラグ２９は、副燃焼室６１の新気混合気を効率よく点火して燃焼することができるようになっている。
【００２９】
（副燃焼室の詳細動作）
圧縮行程の前半において、主燃焼室６３の新気混合気の一部は、第１連通路６４ｄを介して主燃焼室６３から副燃焼室６１へ導入される。これにより、図２に示すように、副燃焼室６１の新気混合気の空燃比は、主燃焼室６３の新気混合気の空燃比と略同一になる。なお、図２では、色の濃さにより空燃比の大きさを表している。すなわち、空燃比が大きくなる（リーンになる）ほど薄い灰色で示され、空燃比が小さくなる（リッチになる）ほど濃い灰色で示されている。
【００３０】
このとき、燃料供給機構７０の新気空気噴射弁２８には、加圧された新気空気が供給されている。新気空気噴射弁２８は、図３に示すように、ＥＣＵ４０から受けた制御の信号に基づいて、第１空間６１ａに新気空気ＡＦ１を噴射する。これにより、第１空燃比がリーン限界よりもリーンになるとともに、副燃焼室６１の新気混合気の一部が第１連通路６４ｄを介して主燃焼室６３へ押し出される。ここで、第１空燃比は、第１空間６１ａの新気混合気の空燃比である。すなわち、第１空間６１ａ、第２空間６１ｂ及び第３空間６３ａと、第４空間６３ｂのうち第３空間６３ａに近い部分とは、リーン限界よりもリーンな空燃比になっている。それに対して、第４空間６３ｂのうち第３空間６３ａから遠い部分は、略理論空燃比になっている。
【００３１】
圧縮行程の後半においては、主燃焼室６３で新気混合気がさらに圧縮されるとともに、主燃焼室６３へ押し出されたリーンな新気混合気の一部が、第１連通路６４ｄを介して主燃焼室６３から副燃焼室６１へ戻される。すなわち、第１空間６１ａ、第２空間６１ｂ及び第３空間６３ａは、リーン限界よりもリーンな空燃比になる。それに対して、第４空間６３ｂは、略理論空燃比になる。
【００３２】
このとき、燃料供給機構７０の燃料第２噴射弁２７には、加圧された燃料が供給されている。燃料第２噴射弁２７は、図４に示すように、ＥＣＵ４０から受けた制御の信号に基づいて、第２空間６１ｂに燃料ＧＦ１を噴射する。これにより、第２空燃比が第３空燃比よりもリーンになり、第２空燃比が第１空燃比よりもリッチになるとともにリーン限界よりもリッチになる。ここで、第２空燃比は、第２空間６１ｂの新気混合気の空燃比である。第３空燃比は、第４空間６３ｂの新気混合気の空燃比である。このため、副燃焼室壁６４の内壁面６４ａ・外壁面６４ｂの付近や、第１連通路６４ｄの内壁面６４ｃの付近において、新気混合気の空燃比がリーン限界よりもリーンになっている。
【００３３】
また、点火プラグ２９の先端部分２９ａの近傍において、新気混合気の空燃比がリーン限界よりもリッチになっている。このため、図５に示すように、点火プラグ２９がスパークＳ１を発生させると、第２空間６１ｂの新気混合気は所定のタイミングで着火され燃焼する。
【００３４】
（ＥＣＵの詳細構成）
ＥＣＵ４０は、主として、負荷演算部４１，速度演算部４２，燃料噴射制御部４３，点火時期制御部４４及び記憶部（図示せず）を備える。負荷演算部４１，速度演算部４２，燃料噴射制御部４３及び点火時期制御部４４は、ＣＰＵなどである。記憶部は、ＲＯＭ，ＲＡＭなどであり、プログラムやマップ情報（図２，図３参照）などを記憶している。
【００３５】
ＥＣＵ４０は、各種の制御を行うためのロジックを実行するだけでなく、燃料供給機構７０を制御するためのロジックを実行する。
【００３６】
（ＥＣＵの詳細動作）
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。負荷演算部４１及び速度演算部４２は、これらの信号を受け取る。負荷演算部４１は、これらの信号に基づいて、機関負荷を演算する。速度演算部４２は、これらの信号に基づいて、機関速度を演算する。
【００３７】
燃料噴射制御部４３は、機関負荷の情報を負荷演算部４１から受け取り、機関速度の情報を速度演算部４２から受け取る。また、燃料噴射制御部４３は、記憶部を参照し、マップ情報（図２，図３参照）を記憶部から受け取る。燃料噴射制御部４３は、機関負荷の情報及び機関速度の情報とマップ情報となどに基づいて、燃料第１噴射量制御信号と燃料第２噴射量制御信号と空気噴射量制御信号とを生成する。これにより、燃料第１噴射弁２５は、燃料第１噴射量制御信号に基づいて、所定の噴射量の燃料を吸気ポート２３に噴射する。また、燃料第２噴射弁２７は、燃料第２噴射量制御信号に基づいて、所定の噴射量の燃料を副燃焼室６１に噴射する。さらに、新気空気噴射弁２８は、空気噴射量制御信号に基づいて、所定の噴射量の新気空気を副燃焼室６１に噴射する。
【００３８】
点火時期制御部４４は、機関負荷の情報を負荷演算部４１から受け取り、機関速度の情報を速度演算部４２から受け取る。そして、点火時期制御部４４は、機関負荷の情報及び機関速度の情報などに基づいて、点火時期制御信号を生成する。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。
【００３９】
（副室式内燃機関の制御）
副室式内燃機関１の制御を、図６，図７を参照して説明する。
【００４０】
ＥＣＵ４０の燃料噴射制御部４３が参照するマップ情報を、図６，図７に示す。
【００４１】
図６に示すマップ情報には、機関負荷や機関速度と新気空気の噴射量との関係が示されている。すなわち、ＥＣＵ４０は、マップ情報に基づいて、機関負荷が高い場合に、第１空間６１ａに噴射される新気空気の量を、機関負荷が低い場合よりも多くなるように制御する。
【００４２】
図７に示すマップ情報には、機関負荷や機関速度と燃料の噴射量との関係が示されている。すなわち、ＥＣＵ４０は、マップ情報に基づいて、機関負荷が高い場合に、第１空間６１ａに噴射される燃料の量を、機関負荷が低い場合よりも少なくなるように制御する。
【００４３】
以上より、機関負荷が高い場合に、第１空燃比は、機関負荷が低い場合よりもリーンに制御される。この結果、機関負荷が高い場合に、副燃焼室６１から第１連通路６４ｄ経由で主燃焼室６３へ放射される火炎の強さが抑制されるので、燃焼騒音は抑制される。
【００４４】
（副室式内燃機関に関する特徴）
（１）
ここでは、ＥＣＵ４０は、第１空燃比を理論空燃比よりもリーンに制御する。すなわち、ＥＣＵ４０は、第１空燃比をリーン限界よりもリーンに制御する。このため、副燃焼室壁６４のうち主燃焼室６３に近い部分の温度上昇は抑制される。この結果、副燃焼室壁６４の壁面６４ａ，６４ｂ，６４ｃの熱面着火に起因した早期着火は抑制される。
【００４５】
（２）
ここでは、ＥＣＵ４０は、第２空燃比を第３空燃比よりもリーンに制御する。このため、副燃焼室壁６４の壁面６４ａ，６４ｂ，６４ｃにおいて主燃焼室６３から離れた部分の温度上昇は抑制される。
【００４６】
また、ＥＣＵ４０は、第２空燃比を第１空燃比よりもリッチに制御する。すなわち、ＥＣＵ４０は、第２空燃比をリーン限界よりもリッチに制御する。このため、第２空間６１ｂの新気混合気は点火プラグ２９により確実に点火される。
【００４７】
（３）
ここでは、ＥＣＵ４０は、新気空気噴射弁２８と燃料第２噴射弁２７とを制御して、第１空燃比を理論空燃比よりもリーンに制御する。具体的には、ＥＣＵ４０は、圧縮行程において、新気空気噴射弁２８が第１空間６１ａに新気空気を噴射した後に、燃料第２噴射弁２７が第２空間６１ｂに燃料を噴射するように制御する。このため、圧縮行程において、第２空燃比は第３空燃比よりもリーンに制御され、第２空燃比は第１空燃比よりもリッチに制御される。
【００４８】
（４）
ここでは、副燃焼室６１において第２空間６１ｂに噴射される燃料は、気体燃料である。このため、第２空燃比を第３空燃比よりもリーンに制御することが容易になっており、第２空燃比を第１空燃比よりもリッチに制御することが容易になっている。また、噴射された燃料が副燃焼室壁６４の内壁面６４ａに付着することは低減されている。
【００４９】
（５）
ここでは、ＥＣＵ４０は、機関負荷が高い場合に、第１空燃比を、機関負荷が低い場合よりもリーンに制御する。具体的には、ＥＣＵ４０は、機関負荷が高い場合に、第１空間６１ａに噴射される新気空気の量を、機関負荷が低い場合よりも多くなるように制御する。このため、機関負荷が高い場合に、副燃焼室６１から第１連通路６４ｄ経由で主燃焼室６３へ放射される火炎の強さが抑制されるので、燃焼騒音は抑制される。
【００５０】
（第１実施形態の変形例）
（Ａ）ＥＣＵ４０は、第１空間６１ａに新気空気を噴射し終わる時期を略一定に制御するとともに、第１空間６１ａに新気空気を噴射し始める時期を機関負荷に応じて制御しても良い。この場合、ＥＣＵ４０は、機関負荷が高い場合に、第１空間６１ａに新気空気が噴射され始める時期を、機関負荷が低い場合よりも進角するように制御する。このため、機関負荷が高い場合に、第１空間６１ａに噴射される新気空気の量は、機関負荷が低い場合よりも多くなるように制御される。
【００５１】
（Ｂ）燃料第２噴射弁２７は、気化された燃料（ガソリン燃料）を噴射する代わりに液体の燃料（気化されていない燃料）を噴射してもよい。この場合、燃料を気化する装置を設けなくてよくなるので、燃料供給機構７０は簡易に構成される。
【００５２】
（Ｃ）シリンダヘッド２０において、副燃焼室壁６４の付近にウォータージャケットが形成されていても良い。この場合、副燃焼室壁６４のうち主燃焼室６３から遠い部分の温度上昇が抑制される。このため、副燃焼室壁６４のうち主燃焼室６３に近い部分の温度上昇が抑制されることにより、副燃焼室壁６４の壁面６４ａ，６４ｂ，６４ｃの熱面着火に起因した早期着火はさらに効果的に抑制される。
【００５３】
＜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の断面図を図８に示す。
【００５４】
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、燃料供給機構７０の代わりに燃料供給機構（燃料供給部）１７０を備えている点と、ＥＣＵ４０の代わりにＥＣＵ（制御部）１４０を備えている点と、副燃焼室６１の代わりに副燃焼室１６１を備えている点とで、第１実施形態と異なる。
【００５５】
（副室式内燃機関の概略構成）
燃料供給機構１７０は、主として、燃料第１噴射弁２５と２流体噴射弁（２流体噴射部）１２７とを有する。燃料第１噴射弁２５は、吸気ポート２３に燃料を噴射する弁である。燃料第１噴射弁２５の先端は、吸気ポート２３に突出している。また、２流体噴射弁１２７は、副燃焼室１６１に新気空気と燃料とを噴射する弁である。２流体噴射弁１２７の先端は、副燃焼室１６１に突出している。
【００５６】
ＥＣＵ１４０は、燃料第１噴射弁２５、２流体噴射弁１２７、点火プラグ２９などに電気的に接続されている。
【００５７】
他の点は第１実施形態と同様である。
【００５８】
（副室式内燃機関の概略動作）
圧縮行程の前半において、主燃焼室６３で新気混合気が圧縮されるとともに、主燃焼室６３の新気混合気の一部が第１連通路１６４ｄを介して主燃焼室６３から副燃焼室１６１へ導入される。加圧された新気空気が供給される２流体噴射弁１２７は、副燃焼室１６１の新気混合気に新気空気を噴射する。これにより、副燃焼室１６１の新気混合気は、リーン限界よりもリーンになるとともに、その一部が第１連通路１６４ｄを介して主燃焼室６３へ押し出される。
【００５９】
圧縮行程の後半においては、主燃焼室６３で新気混合気がさらに圧縮されるとともに、主燃焼室６３へ押し出されたリーンな新気混合気の一部が、第１連通路１６４ｄを介して主燃焼室６３から副燃焼室１６１へ戻される。一方、加圧された燃料も供給される２流体噴射弁１２７は、副燃焼室１６１のリーンな新気混合気に燃料を噴射する。これにより、副燃焼室１６１に、リーン限界よりリッチな新気混合気が形成される。
【００６０】
ＥＣＵ１４０は、燃料第１噴射弁２５、２流体噴射弁１２７、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。
【００６１】
他の点は第１実施形態と同様である。
【００６２】
（副燃焼室の詳細構成）
図１０〜図１３に、副燃焼室１６１の拡大断面図を示す。また、図９に、２流体噴射弁１２７の拡大断面図を示す。
【００６３】
副燃焼室１６１は、図１０に示すように、副燃焼室壁１６４に囲まれた室である。副燃焼室１６１は、シリンダ軸ＣＡを中心軸とする略円筒形状である。副燃焼室１６１は、図１１に示すように、主として、第１空間１６１ａと第２空間１６１ｂとを有する。ここで、第１空間１６１ａは、副燃焼室１６１の主燃焼室６３に近い空間である。第２空間１６１ｂは、副燃焼室１６１の主燃焼室６３から離れた空間である。なお、主燃焼室６３は、主として、第３空間６３ａと第４空間６３ｂとを有する。ここで、第３空間６３ａは、主燃焼室６３の副燃焼室１６１に近い空間である。第４空間６３ｂは、主燃焼室６３の副燃焼室１６１から離れた空間である。
【００６４】
また、副燃焼室壁１６４の膨出した半球状の底面には、主燃焼室６３と副燃焼室１６１とを連通する複数の第１連通路１６４ｄが形成されている。第１連通路１６４ｄは、副燃焼室１６１から主燃焼室６３へ向かう方向について、シリンダ軸ＣＡと鋭角を成して下方に傾斜している。これにより、副燃焼室１６１から主燃焼室６３へ効率よく火炎を放射することができるようになっている。
【００６５】
一方、副燃焼室１６１には、第１連通路１６４ｄと対向する位置であって上部の位置に、２流体噴射弁１２７が設けられている。２流体噴射弁１２７は、副燃焼室壁１６４を上方から下方へ貫通するように配置されている。２流体噴射弁１２７は、気化された燃料（ガソリン燃料）と新気空気とを副燃焼室１６１に噴射する弁である。２流体噴射弁１２７は、シリンダ軸ＣＡの近傍において、副燃焼室１６１の上部から副燃焼室１６１の容積中心ＣＰ１０１へ向かう方向に延びている。
【００６６】
この２流体噴射弁１２７は、図９に示すように、主として、噴射口１２７ａ，弁室１２７ｂ，針弁１２７ｃ，空気第１配管１２７ｄ，空気第２配管１２７ｈ，燃料第１配管１２７ｅ，燃料第２配管１２７ｍ，第１開閉弁１２７ｆ及び第２開閉弁１２７ｇを有する。
【００６７】
第１開閉弁１２７ｆは、上流側の空気第２配管１２７ｈと下流側の空気第１配管１２７ｄとの間に設けられており、空気第２配管１２７ｈと空気第１配管１２７ｄとの間を開閉することができるようになっている。同様に、第２開閉弁１２７ｇは、上流側の燃料第２配管１２７ｍと下流側の燃料第１配管１２７ｅとの間に設けられており、燃料第２配管１２７ｍと燃料第１配管１２７ｅとの間を開閉することができるようになっている。空気第１配管１２７ｄと燃料第１配管１２７ｅとは、針弁１２７ｃを介して弁室１２７ｂで合流している。針弁１２７ｃは、空気第１配管１２７ｄ及び燃料第１配管１２７ｅと弁室１２７ｂとの間を開閉することができるようになっており、そのリフト量に応じて開度を変えることができるようになっている。さらに、弁室１２７ｂは、噴射口１２７ａを介して副燃焼室１６１と連通されている。
【００６８】
他の点は第１実施形態と同様である。
【００６９】
（副燃焼室の詳細動作）
圧縮行程の前半において、主燃焼室６３の新気混合気の一部は、第１連通路１６４ｄを介して主燃焼室６３から副燃焼室１６１へ導入される。これにより、図１０に示すように、副燃焼室１６１の新気混合気の空燃比は、主燃焼室６３の新気混合気の空燃比と略同一になる。
【００７０】
このとき、燃料供給機構１７０の２流体噴射弁１２７では、加圧された新気空気が空気第２配管１２７ｈに供給されている。２流体噴射弁１２７では、ＥＣＵ１４０から受けた制御の信号に基づいて、第１開閉弁１２７ｆが開状態に制御され、第２開閉弁１２７ｇが閉状態に制御され、針弁１２７ｃが第１開度に制御される。ここで、第１開度は、噴射口１２７ａから噴射された新気空気が第１空間１６１ａに向かうような開度である。すなわち、２流体噴射弁１２７は、空気第２配管１２７ｈ，第１開閉弁１２７ｆ，空気第１配管１２７ｄ，針弁１２７ｃ，弁室１２７ｂ及び噴射口１２７ａを通過した新気空気ＡＦ１０１を、図１１に示すように、第１空間１６１ａに噴射する。これにより、第１空燃比がリーン限界よりもリーンになるとともに、副燃焼室１６１の新気混合気の一部が第１連通路１６４ｄを介して主燃焼室６３へ押し出される。ここで、第１空燃比は、第１空間１６１ａの新気混合気の空燃比である。すなわち、第１空間１６１ａ、第２空間１６１ｂ及び第３空間６３ａと、第４空間６３ｂのうち第３空間６３ａに近い部分とは、リーン限界よりもリーンな空燃比になっている。それに対して、第４空間６３ｂのうち第３空間６３ａから遠い部分は、略理論空燃比になっている。
【００７１】
圧縮行程の後半においては、主燃焼室６３で新気混合気がさらに圧縮されるとともに、主燃焼室６３へ押し出されたリーンな新気混合気の一部が、第１連通路１６４ｄを介して主燃焼室６３から副燃焼室１６１へ戻される。すなわち、第１空間１６１ａ、第２空間１６１ｂ及び第３空間６３ａは、リーン限界よりもリーンな空燃比になる。それに対して、第４空間６３ｂは、略理論空燃比になる。
【００７２】
このとき、燃料供給機構１７０の２流体噴射弁１２７では、加圧された燃料が燃料第２配管１２７ｍに供給されている。２流体噴射弁１２７では、ＥＣＵ１４０から受けた制御の信号に基づいて、第１開閉弁１２７ｆが閉状態に制御され、第２開閉弁１２７ｇが開状態に制御され、針弁１２７ｃが第２開度に制御される。ここで、第２開度は、噴射口１２７ａから噴射された燃料が第２空間１６１ｂに向かうような開度である。すなわち、２流体噴射弁１２７は、燃料第２配管１２７ｍ，第２開閉弁１２７ｇ，燃料第１配管１２７ｅ，針弁１２７ｃ，弁室１２７ｂ及び噴射口１２７ａを通過した燃料ＧＦ１０１を、図１２に示すように、第２空間１６１ｂに噴射する。これにより、第２空燃比が第３空燃比よりもリーンになり、第２空燃比が第１空燃比よりもリッチになるとともにリーン限界よりもリッチになる。このため、副燃焼室壁１６４の内壁面１６４ａ・外壁面１６４ｂの付近や、第１連通路１６４ｄの内壁面１６４ｃの付近において、新気混合気の空燃比がリーン限界よりもリーンになっている。
【００７３】
また、点火プラグ２９の先端部分２９ａの近傍において、新気混合気の空燃比がリーン限界よりもリッチになっている。このため、図１３に示すように、点火プラグ２９がスパークＳ１を発生させると、第２空間１６１ｂの新気混合気は所定のタイミングで着火され燃焼する。
【００７４】
（ＥＣＵの詳細構成）
ＥＣＵ１４０は、燃料噴射制御部４３の代わりに燃料噴射制御部１４３を備える。
【００７５】
他の点は第１実施形態と同様である。
【００７６】
（ＥＣＵの詳細動作）
燃料噴射制御部１４３は、機関負荷の情報を負荷演算部４１から受け取り、機関速度の情報を速度演算部４２から受け取る。また、燃料噴射制御部１４３は、記憶部を参照し、マップ情報（図６，図７参照）を記憶部から受け取る。燃料噴射制御部１４３は、機関負荷の情報及び機関速度の情報とマップ情報となどに基づいて、燃料第１噴射量制御信号と燃料第２噴射量制御信号と空気噴射量制御信号とを生成する。これにより、燃料第１噴射弁２５は、燃料第１噴射量制御信号に基づいて、所定の噴射量の燃料を吸気ポート２３に噴射する。また、２流体噴射弁１２７は、燃料第２噴射量制御信号に基づいて、所定の噴射量の燃料を副燃焼室１６１に噴射する。さらに、２流体噴射弁１２７は、空気噴射量制御信号に基づいて、所定の噴射量の新気空気を副燃焼室１６１に噴射する。
【００７７】
他の点は第１実施形態と同様である。
【００７８】
（副室式内燃機関の制御）
第１実施形態と同様である。
【００７９】
（副室式内燃機関に関する特徴）
副燃焼室壁１６４のうち主燃焼室６３に近い部分の温度上昇は抑制される点は、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、副燃焼室壁１６４の壁面１６４ａ，１６４ｂ，１６４ｃの熱面着火に起因した早期着火は抑制される。
【００８０】
また、ＥＣＵ１４０は、２流体噴射弁１２７を制御して、第１空燃比を理論空燃比よりもリーンに制御する。具体的には、ＥＣＵ１４０は、圧縮行程において、２流体噴射弁１２７が第１空間１６１ａに新気空気を噴射した後に、２流体噴射弁１２７が第２空間１６１ｂに燃料を噴射するように制御する。このため、圧縮行程において、第２空燃比は第３空燃比よりもリーンに制御され、第２空燃比は第１空燃比よりもリッチに制御される。
【００８１】
（第２実施形態の変形例）
（Ａ）副室式内燃機関１００ｉの燃料供給機構１７０ｉは、２流体噴射弁１２７の代わりに２流体噴射弁（２流体噴射部）１２７ｉを有していても良い。２流体噴射弁１２７ｉは、水素と新気空気とを副燃焼室１６１に噴射する弁である。
【００８２】
このとき、圧縮行程の前半において、２流体噴射弁１２７ｉは、図１４に示すように、新気空気ＡＦ１０１を第１空間１６１ａに噴射する。また、圧縮行程の後半において、２流体噴射弁１２７ｉは、図１５に示すように、水素ＨＦ１０１を第２空間１６１ｂに噴射する。この場合、燃料ＧＦ１０１が噴射される場合に比べて、少ない量の水素ＨＦ１０１が第２空間１６１ｂに噴射されるだけで、点火プラグ２９が第２空間１６１ｂの新気混合気を着火するようになる。すなわち、第２空燃比がリーン限界よりリーンであっても、少ない量の水素ＨＦ１０１が第２空間１６１ｂに噴射されるだけで、点火プラグ２９が第２空間１６１ｂの新気混合気を着火するようになる。
【００８３】
なお、２流体噴射弁１２７ｉは、水素の代わりに他の改質気体燃料を噴射しても良い。他の改質気体燃料は、例えば、ガソリン燃料が改質されて生成されたアセチレンのように燃焼速度を促進する気体燃料でもよい。
【００８４】
（Ｂ）副室式内燃機関１００ｊの燃料供給機構１７０ｊは、２流体噴射弁１２７の代わりに２流体噴射弁１２７ｊを有していても良い。２流体噴射弁（２流体噴射部）１２７ｊは、新気空気と燃料とが混合された新気混合気を副燃焼室１６１に噴射する弁である。
【００８５】
このとき、圧縮行程の前半において、２流体噴射弁１２７ｊは、図１６に示すように、新気混合気ＭＦ１０１を第１空間１６１ａに噴射する。ここで、新気混合気ＭＦ１０１の空燃比は、理論空燃比よりもリーンであってリーン限界よりもリッチ（２＞空気過剰率＞１）に制御されている。このため、第１空間１６１ａ、第２空間１６１ｂ及び第３空間６３ａと、第４空間６３ｂのうち第３空間６３ａに近い部分とは、理論空燃比よりもリーンであってリーン限界よりもリッチな空燃比になっている。それに対して、第４空間６３ｂのうち第３空間６３ａから遠い部分は、略理論空燃比になっている。
【００８６】
圧縮行程の後半においては、主燃焼室６３で新気混合気がさらに圧縮されるとともに、主燃焼室６３へ押し出されたリーンな新気混合気の一部が、第１連通路１６４ｄを介して主燃焼室６３から副燃焼室１６１へ戻される。すなわち、第１空間１６１ａ、第２空間１６１ｂ及び第３空間６３ａは、理論空燃比よりもリーンであってリーン限界よりもリッチな空燃比になる。それに対して、第４空間６３ｂは、略理論空燃比になる。
【００８７】
この場合でも、副燃焼室壁１６４の壁面１６４ａ，１６４ｂ，１６４ｃの付近の空燃比が理論空燃比よりもリーンになっているので、副燃焼室壁１６４の壁面１６４ａ，１６４ｂ，１６４ｃの熱面着火に起因した早期着火は低減される。
【００８８】
＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態に係る副室式内燃機関の断面図を図１７に示す。
【００８９】
副室式内燃機関２００は、基本的な構成は第２実施形態と同様であるが、燃料供給機構１７０の代わりに燃料供給機構（燃料供給部）２７０を備えている点と、ＥＣＵ１４０の代わりにＥＣＵ（制御部）２４０を備えている点と、副燃焼室１６１の代わりに副燃焼室２６１を備えている点とで、第２実施形態と異なる。
【００９０】
（副室式内燃機関の概略構成）
燃料供給機構２７０は、主として、燃料第１噴射弁２５と２流体噴射弁（２流体噴射部）２２７とを有する。燃料第１噴射弁２５は、吸気ポート２３に燃料を噴射する弁である。燃料第１噴射弁２５の先端は、吸気ポート２３に突出している。また、２流体噴射弁２２７は、副燃焼室２６１に新気空気と燃料とを噴射する弁である。２流体噴射弁２２７の先端は、副燃焼室２６１に突出している。
【００９１】
ＥＣＵ２４０は、燃料第１噴射弁２５、２流体噴射弁２２７、点火プラグ２９などに電気的に接続されている。
【００９２】
他の点は第２実施形態と同様である。
【００９３】
（副室式内燃機関の概略動作）
圧縮行程の前半において、主燃焼室６３で新気混合気が圧縮されるとともに、主燃焼室６３の新気混合気の一部が第１連通路２６４ｄを介して主燃焼室６３から副燃焼室２６１へ導入される。加圧された新気空気が供給される２流体噴射弁２２７は、副燃焼室２６１の新気混合気に新気空気を噴射する。これにより、副燃焼室２６１の新気混合気は、リーン限界よりもリーンになるとともに、その一部が第１連通路２６４ｄを介して主燃焼室６３へ押し出される。
【００９４】
圧縮行程の後半においては、主燃焼室６３で新気混合気がさらに圧縮されるとともに、主燃焼室６３へ押し出されたリーンな新気混合気の一部が、第１連通路２６４ｄを介して主燃焼室６３から副燃焼室２６１へ戻される。一方、加圧された燃料も供給される２流体噴射弁２２７は、副燃焼室２６１のリーンな新気混合気に燃料を噴射する。これにより、副燃焼室２６１に、リーン限界よりリッチな新気混合気が形成される。
【００９５】
ＥＣＵ２４０は、燃料第１噴射弁２５、２流体噴射弁２２７、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。
【００９６】
他の点は第２実施形態と同様である。
【００９７】
（副燃焼室の詳細構成）
図１８〜図２１に、副燃焼室２６１の拡大断面図を示す。
【００９８】
副燃焼室２６１は、図１８に示すように、副燃焼室壁２６４に囲まれた室である。副燃焼室２６１は、シリンダ軸ＣＡを中心軸とする略円筒形状である。
【００９９】
副燃焼室２６１は、第１副燃焼室（第１空間）２６１ａと第２連通路２６１ｃと第２副燃焼室（第２空間）２６１ｂとを有している。第１副燃焼室２６１ａは、シリンダ軸ＣＡに垂直な断面が略円形である。第１副燃焼室２６１ａは、主燃焼室６３に隣接して設けられており、副燃焼室壁２６４とバッフル板２６５とで囲まれた室である。第１副燃焼室２６１ａは、シリンダ軸ＣＡを中心軸とする略半球形状である。副燃焼室壁２６４の膨出した半球状の底面には、主燃焼室６３と第１副燃焼室２６１ａとを連通する複数の第１連通路２６４ｄが形成されている。第１連通路２６４ｄは、第１副燃焼室２６１ａから主燃焼室６３へ向かう方向について、シリンダ軸ＣＡと鋭角を成して下方に傾斜している。これにより、第１副燃焼室２６１ａから主燃焼室６３へ効率よく火炎を放射することができるようになっている。
【０１００】
第２副燃焼室２６１ｂは、第１副燃焼室２６１ａよりも主燃焼室６３から遠い位置であって第１副燃焼室２６１ａに隣接した位置に設けられており、副燃焼室壁２６４とバッフル板２６５とで囲まれた室である。第２副燃焼室２６１ｂは、シリンダ軸ＣＡを中心軸とする略円筒形状である。
【０１０１】
ここで、バッフル板２６５は、副燃焼室２６１を第１副燃焼室２６１ａと第２副燃焼室２６１ｂとに分割している板部材である。バッフル板２６５には、シリンダ軸ＣＡの近傍において開口されて第２連通路２６１ｃが形成されている。第２連通路２６１ｃは、第１副燃焼室２６１ａと第２副燃焼室２６１ｂとを連通している。
【０１０２】
一方、第２副燃焼室２６１ｂには、第１連通路２６４ｄと対向する位置であって上部の位置に、２流体噴射弁２２７が設けられている。２流体噴射弁２２７は、副燃焼室壁２６４を上方から下方へ貫通するように配置されている。２流体噴射弁２２７は、気化された燃料（ガソリン燃料）と新気空気とを副燃焼室２６１に噴射する弁である。２流体噴射弁２２７は、シリンダ軸ＣＡの近傍において、副燃焼室２６１の上部から副燃焼室２６１の容積中心ＣＰ２０１へ向かう方向に延びている。
【０１０３】
また、点火プラグ２９は、副燃焼室壁２６４の側部を副燃焼室２６１の外部から副燃焼室２６１の内部へ貫通するように設けられている。点火プラグ２９の先端部分２９ａは、副燃焼室２６１の容積中心ＣＰ２０１の近傍に位置しており、第２副燃焼室２６１ｂの内部に位置している。これにより、点火プラグ２９は、副燃焼室２６１の新気混合気を効率よく点火して燃焼することができるようになっている。
【０１０４】
なお、２流体噴射弁２２７は、図９に示すように、主として、噴射口１２７ａ，弁室１２７ｂ，針弁１２７ｃ，空気第１配管１２７ｄ，空気第２配管１２７ｈ，燃料第１配管１２７ｅ，燃料第２配管１２７ｍ，第１開閉弁１２７ｆ及び第２開閉弁１２７ｇを有する。この点は第２実施形態と同様である。
【０１０５】
（副燃焼室の詳細動作）
圧縮行程の前半において、主燃焼室６３の新気混合気の一部は、第１連通路２６４ｄを介して主燃焼室６３から副燃焼室２６１へ導入される。これにより、図１８に示すように、副燃焼室２６１の新気混合気の空燃比は、主燃焼室６３の新気混合気の空燃比と略同一になる。
【０１０６】
このとき、燃料供給機構２７０の２流体噴射弁２２７では、加圧された新気空気が空気第２配管１２７ｈに供給されている。２流体噴射弁２２７では、ＥＣＵ２４０から受けた制御の信号に基づいて、第１開閉弁１２７ｆが開状態に制御され、第２開閉弁１２７ｇが閉状態に制御され、針弁１２７ｃが第３開度に制御される。ここで、第３開度は、噴射口１２７ａから噴射された新気空気が第１副燃焼室２６１ａに向かうような開度である。すなわち、２流体噴射弁２２７は、空気第２配管１２７ｈ，第１開閉弁１２７ｆ，空気第１配管１２７ｄ，針弁１２７ｃ，弁室１２７ｂ及び噴射口１２７ａを通過した新気空気ＡＦ２０１を、図１９に示すように、第１副燃焼室２６１ａに噴射する。これにより、第１空燃比がリーン限界よりもリーンになるとともに、副燃焼室２６１の新気混合気の一部が第１連通路２６４ｄを介して主燃焼室６３へ押し出される。ここで、第１空燃比は、第１副燃焼室２６１ａの新気混合気の空燃比である。すなわち、第１副燃焼室２６１ａ、第２副燃焼室２６１ｂ及び第３空間６３ａと、第４空間６３ｂのうち第３空間６３ａに近い部分とは、リーン限界よりもリーンな空燃比になっている。それに対して、第４空間６３ｂのうち第３空間６３ａから遠い部分は、略理論空燃比になっている。
【０１０７】
圧縮行程の後半においては、主燃焼室６３で新気混合気がさらに圧縮されるとともに、主燃焼室６３へ押し出されたリーンな新気混合気の一部が、第１連通路２６４ｄを介して主燃焼室６３から副燃焼室２６１へ戻される。これにより、第１副燃焼室２６１ａに旋回流Ａ２０３，Ａ２０４が形成される（図２１参照）。すなわち、第１副燃焼室２６１ａ、第２副燃焼室２６１ｂ及び第３空間６３ａは、リーン限界よりもリーンな空燃比になる。それに対して、第４空間６３ｂは、略理論空燃比になる。
【０１０８】
このとき、燃料供給機構２７０の２流体噴射弁２２７では、加圧された燃料が燃料第２配管１２７ｍに供給されている。２流体噴射弁１２７では、ＥＣＵ１４０から受けた制御の信号に基づいて、第１開閉弁１２７ｆが閉状態に制御され、第２開閉弁１２７ｇが開状態に制御され、針弁１２７ｃが第４開度に制御される。ここで、第４開度は、噴射口１２７ａから噴射された燃料が第２副燃焼室２６１ｂに向かうような開度である。すなわち、２流体噴射弁２２７は、燃料第２配管１２７ｍ，第２開閉弁１２７ｇ，燃料第１配管１２７ｅ，針弁１２７ｃ，弁室１２７ｂ及び噴射口１２７ａを通過した燃料ＧＦ２０１を、図２０に示すように、第２副燃焼室２６１ｂに噴射する。これにより、第２副燃焼室２６１ｂに旋回流Ａ２０１，Ａ２０２が形成される（図２１参照）。一方、第１副燃焼室２６１ａには旋回流Ａ２０３，Ａ２０４が形成されている。それらの旋回流により、第２空燃比が第３空燃比よりも安定的にリーンになり、第２空燃比が第１空燃比よりも安定的にリッチになるとともにリーン限界よりも安定的にリッチになる。このため、副燃焼室壁２６４の内壁面２６４ａ・外壁面２６４ｂの付近や第１連通路２６４ｄの内壁面２６４ｃの付近において、新気混合気の空燃比がリーン限界よりもリーンになっている。
【０１０９】
また、点火プラグ２９の先端部分２９ａの近傍において、新気混合気の空燃比がリーン限界よりもリッチになっている。このため、図２１に示すように、点火プラグ２９がスパークＳ１を発生させると、第２副燃焼室２６１ｂの新気混合気は所定のタイミングで着火され燃焼する。
【０１１０】
（ＥＣＵの詳細構成）
ＥＣＵ２４０は、燃料噴射制御部１４３の代わりに燃料噴射制御部２４３を備える。
【０１１１】
他の点は第２実施形態と同様である。
【０１１２】
（ＥＣＵの詳細動作）
燃料噴射制御部２４３は、機関負荷の情報を負荷演算部４１から受け取り、機関速度の情報を速度演算部４２から受け取る。また、燃料噴射制御部２４３は、記憶部を参照し、マップ情報（図６，図７参照）を記憶部から受け取る。燃料噴射制御部２４３は、機関負荷の情報及び機関速度の情報とマップ情報となどに基づいて、燃料第１噴射量制御信号と燃料第２噴射量制御信号と空気噴射量制御信号とを生成する。これにより、燃料第１噴射弁２５は、燃料第１噴射量制御信号に基づいて、所定の噴射量の燃料を吸気ポート２３に噴射する。また、２流体噴射弁２２７は、燃料第２噴射量制御信号に基づいて、所定の噴射量の燃料を副燃焼室２６１に噴射する。さらに、２流体噴射弁２２７は、空気噴射量制御信号に基づいて、所定の噴射量の新気空気を副燃焼室２６１に噴射する。
【０１１３】
他の点は第２実施形態と同様である。
【０１１４】
（副室式内燃機関の制御）
第２実施形態と同様である。
【０１１５】
（副室式内燃機関に関する特徴）
副燃焼室壁２６４のうち主燃焼室６３に近い部分の温度上昇は抑制される点は、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２００によっても、副燃焼室壁２６４の壁面２６４ａ，２６４ｂ，２６４ｃの熱面着火に起因した早期着火は抑制される。
【０１１６】
また、ＥＣＵ２４０は、２流体噴射弁２２７を制御して、第１空燃比を理論空燃比よりもリーンに制御する。具体的には、ＥＣＵ２４０は、圧縮行程において、２流体噴射弁２２７が第１副燃焼室２６１ａに新気空気を噴射した後に、２流体噴射弁２２７が第２副燃焼室２６１ｂに燃料を噴射するように制御する。このため、圧縮行程において、第２空燃比は第３空燃比よりもリーンに制御され、第２空燃比は第１空燃比よりもリッチに制御される。
【０１１７】
さらに、第１副燃焼室２６１ａは、第１連通路２６４ｄを介して主燃焼室６３に連通されている。また、第２連通路２６１ｃは、第１副燃焼室２６１ａと第２副燃焼室２６１ｂとを連通している。これにより、第２副燃焼室２６１ｂに旋回流Ａ２０１，Ａ２０２が容易に形成され、第１副燃焼室２６１ａに旋回流Ａ２０３，Ａ２０４が容易に形成される。このため、第１空燃比は理論空燃比よりも安定的にリーンになる。
【０１１８】
また、第２空燃比はリーン限界よりも安定的にリッチになっている。さらに、点火プラグ２９は、先端部分２９ａが第２副燃焼室２６１ｂの内部に位置するように設けられる。このため、第２副燃焼室２６１ｂの新気混合気は点火プラグ２９により安定的に点火される。
【０１１９】
（第３実施形態の変形例）
点火プラグ２９は、先端部分２９ａが第２連通路２６１ｃの内部に位置するように設けられても良い。この場合でも、第２連通路２６１ｃの近傍の空燃比がリーン限界よりも安定的にリッチになっているので、第２副燃焼室２６１ｂの新気混合気は点火プラグ２９により安定的に点火される。
【０１２０】
＜第４実施形態＞
本発明の第４実施形態に係る副室式内燃機関の断面図を図２２に示す。
【０１２１】
副室式内燃機関３００は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるが、吸排気機構として吸気ポート２３の代わりに吸気ポート３２３が配備されている点と、主燃焼室６３の代わりに主燃焼室３６３を備えている点と、ＥＣＵ４０の代わりにＥＣＵ（制御部）３４０を備えている点とで、第１実施形態と異なる。
【０１２２】
（副室式内燃機関の概略構成）
吸排気機構として、吸気ポート３２３の下流には吸気バルブ２１が配備されている。吸気ポート３２３には、燃料第１噴射弁２５の先端が突出した部分よりも上流にスワール制御弁３２６が設けられている。
【０１２３】
ＥＣＵ３４０は、燃料第１噴射弁２５、燃料第２噴射弁２７、新気空気噴射弁２８、点火プラグ２９、スワール制御弁３２６などに電気的に接続されている。
【０１２４】
他の点は第１実施形態と同様である。
【０１２５】
（副室式内燃機関の概略動作）
吸気行程において、スワール制御弁３２６が所定の開度で開閉される。燃料第１噴射弁２５は、吸気ポート３２３に導入されてスワール制御弁３２６を通過した新気空気に、燃料を噴射する。
【０１２６】
他の点は第１実施形態と同様である。
【０１２７】
（主燃焼室の詳細構成）
主燃焼室３６３のシリンダ軸ＣＡ方向の透視図を図２３に示す。なお、図２３において、燃料第２噴射弁２７、新気空気噴射弁２８及び点火プラグ２９などは、図示が省略されている。
【０１２８】
主燃焼室３６３は、主として、第３空間３６３ａと第４空間３６３ｂとを有する。ここで、第３空間３６３ａは、主燃焼室３６３の副燃焼室６１に近い空間である。第４空間３６３ｂは、主燃焼室３６３の副燃焼室６１から離れた空間である。
【０１２９】
主燃焼室３６３は、シリンダ軸ＣＡを中心軸とする略円筒形状である。また、シリンダ軸ＣＡは、副燃焼室６１を通っており、副燃焼室６１の中心軸にもなっている。
【０１３０】
（主燃焼室の詳細動作）
所定の運転条件のとき、吸気行程において、吸気ポート３２３から主燃焼室３６３へ導入された新気混合気は、図２３に白抜き矢印で示すように、主燃焼室３６３でスワール流Ａ２０５，Ａ２０６を形成する。このスワール流Ａ２０５，Ａ２０６は、シリンダ軸ＣＡと略垂直な平面上において、シリンダ軸ＣＡを中心とする円を描くように旋回する。ここで、径方向Ｒについて内側のスワール流Ａ２０５が第３空間３６３ａの付近を旋回しているのに対して、径方向Ｒについて外側のスワール流Ａ２０６は第３空間３６３ａから離れた第４空間３６３ｂを旋回している。
【０１３１】
このため、副燃焼室６１から第１連通路６４ｄを介して主燃焼室３６３へ押し出されたリーンな新気混合気が副燃焼室６１の近くを滞留するので、副燃焼室６１のリーンな新気混合気が主燃焼室３６３へ流出することが抑制されており、主燃焼室３６３の略理論空燃比の新気混合気が副燃焼室６１に流れ込むことも抑制されている。すなわち、第１空間６１ａ、第２空間６１ｂ及び第３空間３６３ａと、第４空間３６３ｂのうち第３空間３６３ａに近い部分とは、リーン限界よりも安定的にリーンな空燃比になっている（図３参照）。それに対して、第４空間３６３ｂのうち第３空間３６３ａから遠い部分は、略理論空燃比になっている。
【０１３２】
（副燃焼室の詳細構成）
第１実施形態と同様である。
【０１３３】
（副燃焼室の詳細動作）
第１実施形態と同様である。
【０１３４】
（ＥＣＵの詳細構成）
ＥＣＵ３４０は、開閉制御部３４５をさらに備える。その他の点は第１実施形態と同様である。
【０１３５】
（ＥＣＵの詳細動作）
開閉制御部３４５は、機関負荷の情報を負荷演算部４１から受け取り、機関速度の情報を速度演算部４２から受け取る。開閉制御部３４５は、機関負荷の情報及び機関速度の情報などに基づいて、開閉制御信号を生成する。これにより、スワール制御弁３２６は、開閉制御信号に基づいて、所定の開度で開閉される。
【０１３６】
（副室式内燃機関の制御）
第１実施形態と同様である。
【０１３７】
（副室式内燃機関に関する特徴）
副燃焼室壁６４のうち主燃焼室３６３に近い部分の温度上昇は抑制される点は、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３００によっても、副燃焼室壁６４の壁面６４ａ，６４ｂ，６４ｃの熱面着火に起因した早期着火は抑制される。
【０１３８】
また、ＥＣＵ３４０は、スワール制御弁３２６を制御して、吸気ポート３２３を所定の開度で開閉させる。これにより、主燃焼室３６３の新気混合気は、シリンダ軸ＣＡを中心とするスワール流を形成する。このため、副燃焼室６１の新気混合気が主燃焼室３６３へ流出することが抑制されるので、第１空燃比を理論空燃比よりもリーンに制御することは容易になる。
【０１３９】
（第４実施形態の変形例）
主燃焼室３６３のスワール流Ａ２０５，Ａ２０６は、吸気ポート３２３のスワール制御弁３２６により形成される代わりに、吸気バルブ２１の開閉の仕方により形成されても良いし、スワール流を形成することができればどのような機構により形成されても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１４０】
本発明に係る副室式内燃機関は、早期着火を抑制できるという効果を有し、副室式内燃機関等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１４１】
【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実施形態における副燃焼室の拡大断面図。
【図３】本発明の第１実施形態における副燃焼室の拡大断面図。
【図４】本発明の第１実施形態における副燃焼室の拡大断面図。
【図５】本発明の第１実施形態における副燃焼室の拡大断面図。
【図６】マップ情報を示す図。
【図７】マップ情報を示す図。
【図８】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９】２流体噴射弁の構成を示す断面図。
【図１０】本発明の第２実施形態における副燃焼室の拡大断面図。
【図１１】本発明の第２実施形態における副燃焼室の拡大断面図。
【図１２】本発明の第２実施形態における副燃焼室の拡大断面図。
【図１３】本発明の第２実施形態における副燃焼室の拡大断面図。
【図１４】本発明の第２実施形態の変形例における副燃焼室の拡大断面図。
【図１５】本発明の第２実施形態の変形例における副燃焼室の拡大断面図。
【図１６】本発明の第２実施形態の変形例における副燃焼室の拡大断面図。
【図１７】本発明の第３実施形態に係る副室式内燃機関の断面図。
【図１８】本発明の第３実施形態における副燃焼室の拡大断面図。
【図１９】本発明の第３実施形態における副燃焼室の拡大断面図。
【図２０】本発明の第３実施形態における副燃焼室の拡大断面図。
【図２１】本発明の第３実施形態における副燃焼室の拡大断面図。
【図２２】本発明の第４実施形態に係る副室式内燃機関の断面図。
【図２３】本発明の第４実施形態における主燃焼室のシリンダ軸方向の透視図。
【符号の説明】
【０１４２】
１，１００，１００ｉ，１００ｊ，２００，３００  副室式内燃機関
２７  燃料第２噴射弁（燃料噴射部）
２８  新気空気噴射弁（新気空気噴射部）
２９  点火プラグ
２９ａ  先端部分（点火部）
４０，１４０，２４０，３４０  ＥＣＵ（制御部）
６１，１６１，２６１  副燃焼室
６１ａ，１６１ａ  第１空間
６１ｂ，１６１ｂ  第２空間
６３，３６３  主燃焼室
６４ｄ，１６４ｄ，２６４ｄ  第１連通路
７０，１７０，２７０  燃料供給機構（燃料供給部）
１２７，１２７ｉ，１２７ｊ，２２７  ２流体噴射弁（２流体噴射部）
２６１ａ  第１副燃焼室（第１空間）
２６１ｂ  第２副燃焼室（第２空間）
２６１ｃ  第２連通路
【図１】
2007085181.tif 000003
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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