JP2007064027A - 副室式内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】 低コストかつコンパクトな構造で副燃焼室における燃料又は新気混合気を圧縮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、ロータ８１とを備える。副燃焼室６１は、主燃焼室６３に隣接する。ロータ８１は、副燃焼室６１において回転する。副燃焼室６１は、第１空間６１ａを有する。第１空間６１ａは、第１面６２ａと、ロータ８１の第１側面８１ａとで囲まれている。ロータ８１は、回転して、第１空間６１ａの容積を変える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、副室式内燃機関に関する。

従来から、主燃焼室と、その主燃焼室に隣接す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）。
特開２００４−１１５１７（第１−６頁、第１−２図）

特許文献１の技術では、往復運動するピストンを用いて、副燃焼室における燃料が圧縮されている。

しかし、特許文献１の技術では、往復運動するピストンが用いられているので、ピストンを駆動するためのカム機構がさらに必要であり、副燃焼室における燃料又は新気混合気を圧縮するための構造が複雑になる傾向がある。このため、副燃焼室における燃料又は新気混合気を圧縮するための構造を形成するためのコストが増加する傾向にあり、そのような構造が搭載されるスペースを確保できないことがある。

本発明の課題は、低コストかつコンパクトな構造で副燃焼室における燃料又は新気混合気を圧縮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。

本発明に係る副室式内燃機関は、主燃焼室と、副燃焼室と、ロータとを備える。副燃焼室は、主燃焼室に隣接する。ロータは、副燃焼室において回転する。副燃焼室は、第１空間を有する。第１空間は、内壁面と、ロータの外面とで囲まれている。ロータは、回転して、第１空間の容積を変える。

この副室式内燃機関では、副燃焼室は、第１空間を有する。ロータは、回転して、第１空間の容積を変える。このため、第１空間における燃料又は新気混合気を圧縮するための構造を簡素化することができる。

本発明に係る内燃機関では、第１空間における燃料又は新気混合気を圧縮するための構造を簡素化することができる。このため、低コストかつコンパクトな構造で副燃焼室における燃料又は新気混合気を圧縮することができる。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係る副室式内燃機関の断面図を図１に示す。

（副室式内燃機関の概略構成）
副室式内燃機関１は、主として、主燃焼室６３，吸排気機構，第１燃料噴射弁２６，第２燃料噴射弁２７，副燃焼室６１，第１点火プラグ（第１点火部）２９，回転ピストン機構８０，可変ロータタイミング機構９１（図３参照）及びＥＣＵ（制御部）４０を備える。

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に新気混合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。

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、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（クランク軸）８６（図３参照）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。さらに、バイパス路６６が副燃焼室６１に至る部分には、バイパスバルブ２８が配備されている。バイパスバルブ２８は、吸気ポート２３から副燃焼室６１へ向かう方向の流れのみを許容する逆止弁であり、吸気ポート２３の圧力よりも副燃焼室６１の圧力が小さくなった場合に、バイパス路６６を開くように設けられている。

第１燃料噴射弁２６は、吸気ポート２３に燃料を噴射する弁である。第１燃料噴射弁２６の先端は、吸気ポート２３に突出している。

第２燃料噴射弁２７は、バイパス路６６に燃料を噴射する弁である。第２燃料噴射弁２７の先端は、バイパスバルブ２８より上流側においてバイパス路６６に突出している。

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６７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、略まゆ形状の副燃焼室壁６７が配置され、副燃焼室６１が形成される。また、副燃焼室壁６７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連通路６４が形成されている。第１点火プラグ２９は、その先端部分２９ａが副燃焼室６１に突出するように設けられている。

回転ピストン機構８０は、主として、ロータ８１，８３，・・・とエキセントリックシャフト（ロータ軸）８２とを有する。ロータ８１，８３，・・・は、副燃焼室６１の内部に設けられている。エキセントリックシャフト８２は、ロータ８１，８３，・・・を貫通しており、ロータ８１，８３，・・・を回転させることができるように設けられている。

可変ロータタイミング機構９１は、油圧駆動式であり、クランクシャフト８６に対するエキセントリックシャフト８２の位相を変化させることで、ロータ８１の回転の位相をクランクシャフト８６の回転の位相に対して進角化あるいは遅角化させる。すなわち、可変ロータタイミング機構９１は、エキセントリックシャフト８２の回転とクランクシャフト８６の回転との位相差ΔＴ（図４参照）を変える。可変ロータタイミング機構９１の具体的構成については、周知の可変バルブタイミング機構と同様であるため、ここでは説明を省略する。

ＥＣＵ４０は、第１燃料噴射弁２６、第２燃料噴射弁２７、第１点火プラグ２９、可変ロータタイミング機構９１などに電気的に接続されている。

（副室式内燃機関の概略動作）
副室式内燃機関１では、副燃焼室６１の吸気行程（以下、「副室吸気行程」とする）において、加圧された燃料が第２燃料噴射弁２７に供給される。このとき、ロータ８１が回転して、吸気ポート２３の圧力よりも副燃焼室６１の圧力が小さくなり、バイパスバルブ２８がバイパス路６６を開く。これにより、吸気ポート２３の新気空気の一部がバイパス路６６へ導入される。第２燃料噴射弁２７は、バイパス路６６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て副燃焼室６１に導入される。

一方、主燃焼室６３の吸気行程（以下、「主室吸気行程」とする）において、加圧された燃料が第１燃料噴射弁２６に供給される。第１燃料噴射弁２６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。

副燃焼室６１の圧縮行程（以下、「副室圧縮行程」とする）においては、副燃焼室６１の新気混合気が圧縮される。一方、主燃焼室６３の圧縮行程（以下、「主室圧縮行程」とする）においては、主燃焼室６３で新気混合気が圧縮される。

副燃焼室６１の膨張行程（以下、「副室膨張行程」とする）では、第１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、連通路６４を介して主燃焼室６３へトーチ状に放射され、主燃焼室６３の均質な新気混合気を燃焼させる。

主燃焼室６３の膨張行程（以下、「主室膨張行程」とする）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。

副燃焼室６１の排気行程（以下、「副室排気行程」とする）では、副燃焼室６１の残留ガスが連通路６４を介して主燃焼室６３へ押し出される。

主燃焼室６３の排気行程（以下、「主室排気行程」とする）では、排気用カム２２ａにより排気バルブ２２が開状態とされ、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。

ＥＣＵ４０は、第１燃料噴射弁２６、第２燃料噴射弁２７、第１点火プラグ２９、可変ロータタイミング機構９１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。

（回転ピストン機構の詳細構成）
回転ピストン機構８０は、図１〜図３に示すように、主として、ロータ８１，・・・，エキセントリックシャフト８２，副燃焼室壁６７，ロータプーリ８８及びタイミングベルト８９を有する。

タイミングベルト８９は、クランクシャフト８６に固定されたクランクプーリ８７と、ロータプーリ８８とをつなぐように掛けられている。エキセントリックシャフト８２は、ロータプーリ８８に固定されており、ロータプーリ８８の回転に連動して回転するように設けられている。すなわち、エキセントリックシャフト８２には、クランクプーリ８７，タイミングベルト８９及びロータプーリ８８を介してクランクシャフト８６から動力が供給されるようになっている。

エキセントリックシャフト８２は、副燃焼室６１の内部に設けられたロータ８１を貫通している。具体的には、エキセントリックシャフト８２とロータ８１とが接する部分には、エキセントリックシャフト８２の外周面８２ａにステーショナリギヤ（図示せず）が設けられており、ロータ８１の内周面８１ｂにインターナルギヤ（図示せず）が設けられている。これにより、エキセントリックシャフト８２の回転トルクがロータ８１に伝達されるようになっている。すなわち、エキセントリックシャフト８２は、ロータ８１を回転させることができるように設けられている。このロータ８１は、略三角柱形状である。

副燃焼室壁６７は、主として、ハウジング６２とサイドカバー６５とを有する。ハウジング６２は、エキセントリックシャフト８２の長手方向と平行に、エキセントリックシャフト８２を囲むように延びている。このハウジング６２には、内面として第１面（内壁面）６２ａが形成されている。ハウジング６２の第１面６２ａは、エキセントリックシャフト８２の長手方向と垂直な断面視において、略まゆ形状のエピトロコイド曲線を含んでいる。このため、略三角柱形状であるロータ８１は、ハウジング６２の第１面６２ａに接しながら回転することができるようになっている。具体的には、ロータ８１において、三角柱の角の辺８１ｄ〜８１ｆに相当する部分にアペックスシール（図示せず）が設けられており、辺８１ｄ〜８１ｆと第１面６２ａとの間のシール性が確保されている。

また、エキセントリックシャフト８２により貫通されているサイドカバー６５は、エキセントリックシャフト８２の長手方向と垂直に延びている。このサイドカバー６５には、平面として第２面（内壁面）６５ａが形成されている。サイドカバー６５の第２面６５ａは、ロータ８１の上面又は底面８１ｃと平行に延びている。このため、ロータ８１は、サイドカバー６５の第２面６５ａに接しながら回転することができるようになっている。具体的には、ロータ８１において、三角柱の上面又は底面８１ｃに相当する部分にサイドシール（図示せず）が設けられており、上面又は底面８１ｃと第２面６５ａとの間のシール性が確保されている。

さらに、副燃焼室壁６７に囲まれて形成されている副燃焼室６１は、主として、第１空間６１ａ，第２空間６１ｂ及び第３空間６１ｃを有する。第１空間６１ａは、ロータ８１の第１側面（外面）８１ａと第１面６２ａと第２面６５ａとで囲まれて形成されている。第２空間６１ｂは、ロータ８１の第２側面８１ｇと第１面６２ａと第２面６５ａとで囲まれて形成されている。第３空間６１ｃは、ロータ８１の第３側面８１ｈと第１面６２ａと第２面６５ａとで囲まれて形成されている。このため、ロータ８１が第１面６２ａや第２面６５ａに沿って回転することにより、第１空間６１ａ・第２空間６１ｂ・第３空間６１ｃの容積はそれぞれ変化するようになっている。

（回転ピストン機構の詳細動作）
回転ピストン機構の動作を第１空間６１ａについて説明する。

まず、副室吸気行程において、ロータ８１が回転して、第１空間６１ａがバイパス路６６と連通し始める。そして、ロータ８１が回転することにより第１空間６１ａの容積が増加していくので、第１空間６１ａに負圧が発生する。このため、吸気ポート２３の圧力よりも副燃焼室６１の圧力が小さくなり、バイパスバルブ２８がバイパス路６６を開く。これにより、吸気ポート２３の新気空気の一部がバイパス路６６へ導入される。第２燃料噴射弁２７は、バイパス路６６に導入された新気空気に、燃料を噴射する。そして、新気混合気が生成されて副燃焼室６１に導入される。すなわち、ロータ８１は、回転して、新気混合気を第１空間６１ａに吸気する。

副室圧縮行程においては、第１空間６１ａがバイパス路６６と連通しなくなる。そして、ロータ８１が回転することにより第１空間６１ａの容積が減少していくので、第１空間６１ａにおける新気混合気は圧縮されて高温高圧になる。また、ロータ８１が回転することにより、第１空間６１ａが第１点火プラグ２９の先端部分２９ａに面した位置に来るようになる。

副室膨張行程では、第１点火プラグ２９により、第１空間６１ａにおける高温高圧な新気混合気が所定のタイミングで着火され燃焼する。そして、ロータ８１がさらに回転して、第１空間６１ａが連通路６４を介して主燃焼室６３と連通し始める。このため、副燃焼室６１の燃焼ガス（火炎）は、未燃の新気混合気とともに、連通路６４を介して主燃焼室６３へトーチ状に放射される。この火炎により、未燃の新気混合気と主燃焼室６３の新気空気とが混合されて生成されたリーンな新気混合気は主燃焼室６３において燃焼する。ここで、第１空間６１ａにおいて着火される新気混合気が高温高圧になっているので、第１空間６１ａにおける新気混合気の燃焼速度が増加しており、その新気混合気が着火されて生成された火炎も強いものとなっている。このため、主燃焼室６３におけるリーン限界が拡大されている。

副室排気行程では、ロータ８１が回転することにより第１空間６１ａの容積が減少していくので、第１空間６１ａにおける残留ガスが連通路６４を介して主燃焼室６３へ押し出される。これにより、副燃焼室６１における残留ガスが掃気される。

なお、第２空間６１ｂ及び第３空間６１ｃについても、各工程における動作は第１空間６１ａと同様である。ただし、各工程が行われるタイミングは、第１空間６１ａと第２空間６１ｂと第３空間６１ｃとで互いに異なっている。

（ＥＣＵの詳細構成）
ＥＣＵ４０は、主として、負荷演算部４１，回転数演算部４２，燃料噴射制御部４３，点火時期制御部４４，位相差制御部４５及び記憶部（図示せず）を備える。負荷演算部４１，回転数演算部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５参照）などを記憶している。

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、可変ロータタイミング機構９１を制御するためのロジックを実行する。

（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や回転数演算部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。回転数演算部４２は、これらの信号に基づいて、機関回転数を演算する。

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、機関回転数の情報を回転数演算部４２から受け取り、機関負荷や機関回転数の情報などに基づいて、第１噴射量制御信号と第２噴射量制御信号とを生成する。これにより、第１燃料噴射弁２６は、第１噴射量制御信号に基づいて所定の噴射量で燃料を噴射する。第２燃料噴射弁２７は、第２噴射量制御信号に基づいて所定の噴射量で燃料を噴射する。

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、機関回転数の情報を回転数演算部４２から受け取り、機関負荷や機関回転数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、第１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。

位相差制御部４５は、機関負荷の情報を負荷演算部４１から受け取り、機関回転数の情報を回転数演算部４２から受け取る。また、位相差制御部４５は、記憶部を参照し、マップ情報（図５参照）を記憶部から受け取る。位相差制御部４５は、機関負荷や機関回転数の情報とマップ情報となどに基づいて、位相差制御信号を生成する。これにより、可変ロータタイミング機構９１は、位相差制御信号に基づいて、所定のタイミングでロータ８１の回転の位相をクランクシャフト８６の回転の位相に対して進角化あるいは遅角化させる。すなわち、位相差制御部４５は、位相差制御信号に基づいて、エキセントリックシャフト８２の回転とクランクシャフト８６の回転との位相差ΔＴを変える。

（副室式内燃機関の制御）
副室式内燃機関１の制御を、図５を参照して説明する。

ＥＣＵ４０の位相差制御部４５が参照するマップ情報を、図５に示す。マップ情報には、機関負荷や機関回転数と制御領域との関係が示されている。すなわち、制御領域は、第１運転条件領域Ａ１のみから構成されている。

ＥＣＵ４０は、第１運転条件領域Ａ１のとき、副燃焼室６１から連通路６４経由で主燃焼室６３へ放射される火炎で主燃焼室６３における新気混合気が点火されるように制御する。具体的には、ＥＣＵ４０は、第１運転条件領域Ａ１において、機関回転数が大きい場合のエキセントリックシャフト８２の回転の位相を、機関回転数が小さい場合よりも進角させる。これにより、機関回転数の上昇に伴って主室膨張行程が実時間単位で短くなっても、主燃焼室６３に火炎が放射されてから既燃ガスが排気ポート２４へ排出されるまでの期間が長く取られるので、主燃焼室６３において燃焼が行われるために期間が十分に確保される。すなわち、種々の機関回転数において、副燃焼室６１から連通路６４経由で火炎が主燃焼室６３へ放射されるタイミング（図４における連通期間Ｔ１のタイミング）は適切なものとなる。

また、ＥＣＵ４０は、第１運転条件領域Ａ１において、機関負荷が低い場合のエキセントリックシャフト８２の回転の位相を、機関負荷が高い場合よりも進角させる。これにより、機関負荷の低下に伴って主燃焼室６３における燃焼期間が長くなっても、主燃焼室６３に火炎が放射されてから既燃ガスが排気ポート２４へ排出されるまでの期間が長く取られるので、主燃焼室６３において燃焼が行われるために期間が十分に確保される。すなわち、種々の機関負荷において、副燃焼室６１から連通路６４経由で火炎が主燃焼室６３へ放射されるタイミング（図４における連通期間Ｔ１のタイミング）は適切なものとなる。

（副室式内燃機関の特徴）
（１）
ここでは、副燃焼室６１は、第１空間６１ａを有する。ロータ８１は、回転して、第１空間６１ａの容積を変える。このため、第１空間６１ａにおける新気混合気を圧縮するための構造は簡素化されている。具体的には、往復運動するピストンを駆動するためのカム機構がなくても、副燃焼室６１における新気混合気は圧縮されるようになっている。

このように、第１空間６１ａにおける新気混合気を圧縮するための構造は簡素化されている。このため、低コストかつコンパクトな構造で副燃焼室６１における新気混合気は圧縮される。

（２）
ここでは、ロータ８１は、回転して、新気混合気を第１空間６１ａに吸気する。このため、簡素な構造で、十分な量の新気混合気が第１空間６１ａに導入される。

（３）
ここでは、ロータ８１は、回転して、第１空間６１ａにおける新気混合気を圧縮する。このため、簡素な構造で、第１空間６１ａにおける新気混合気の燃焼速度は増加しており、第１空間６１ａが主燃焼室６３に連通された際に第１空間６１ａから主燃焼室６３へ火炎が強く放射される。

（４）
ここでは、ハウジング６２の第１面６２ａは、エピトロコイド曲線を含む。このため、第１面６２ａ及び第２面６５ａと、ロータ８１の第１側面８１ａとで第１空間６１ａは形成される。また、ロータ８１が回転して第１空間６１ａの容積は変えられる。

（５）
ここでは、エキセントリックシャフト８２は、クランクシャフト８６から動力が供給される。このため、簡素な構造で、エキセントリックシャフト８２は駆動される。

（６）
ここでは、ＥＣＵ４０は、運転条件に応じて、エキセントリックシャフト８２の回転とクランクシャフト８６の回転との位相差ΔＴを制御する。このため、種々の運転条件において、第１空間６１ａから主燃焼室６３へ火炎が放射されるタイミングは適切なものとなる。

（７）
ここでは、ＥＣＵ４０は、第１運転条件領域Ａ１において、機関回転数が大きい場合のエキセントリックシャフト８２の回転の位相を、機関回転数が小さい場合よりも進角させる。このため、第１運転条件領域Ａ１のとき、種々の機関回転数において、第１空間６１ａから主燃焼室６３へ火炎が放射されるタイミングは適切なものとなる。

（８）
ここでは、ＥＣＵ４０は、第１運転条件領域Ａ１において、機関負荷が低い場合のエキセントリックシャフト８２の回転の位相を、機関負荷が高い場合よりも進角させる。このため、第１運転条件領域Ａ１のとき、種々の機関負荷において、第１空間６１ａから主燃焼室６３へ火炎が放射されるタイミングは適切なものとなる。

（第１実施形態の変形例）
（Ａ）バイパス路６６を介して副燃焼室６１に導入されるのは、新気混合気である代わりに燃料のみであってもよい。この場合、バイパス路６６は、副燃焼室６１にのみ通じていてもよい。

また、副燃焼室６１に導入される新気混合気は、バイパス路６６に導入された新気空気に第２燃料噴射弁２７が燃料を噴射することにより生成される代わりに、吸気ポート２３の新気空気に第１燃料噴射弁２６が燃料を噴射することにより生成された新気混合気がバイパス路６６に導入されたものであってもよい。なお、この場合、副室式内燃機関１は、第２燃料噴射弁２７を備えなくても良い。

（Ｂ）クランクシャフト８６に対するエキセントリックシャフト８２の位相は、可変ロータタイミング機構９１により変えられる代わりに、固定されていても良い。このとき、エキセントリックシャフト８２は、クランクシャフト８６の回転に同期してロータ８１を回転させる。このため、副燃焼室６１の燃焼サイクルと主燃焼室６３の燃焼サイクルとが同期するので、第１空間６１ａから主燃焼室６３へ火炎が放射されるタイミングは主燃焼室６３の燃焼サイクルに同期することが容易になる。なお、この場合、副室式内燃機関１は、可変ロータタイミング機構９１を備えなくても良い。

（Ｃ）副室式内燃機関１ｉ（図６参照）は、回転ピストン機構８０の代わりに回転ピストン機構８０ｉを備えてもよい。回転ピストン機構８０ｉは、ロータ８１の代わりにロータ８１ｉを有し、副燃焼室壁６７の代わりに副燃焼室壁６７ｉを有する。

ロータ８１ｉは、略楕円柱形状である。また、副燃焼室壁６７ｉは、ハウジング６２の代わりにハウジング６２ｉを有する。ハウジング６２ｉの第１面６２ａｉは、エキセントリックシャフト８２の長手方向と垂直な断面視において、略円形のエピトロコイド曲線を含んでいる。このため、略楕円柱形状であるロータ８１ｉは、ハウジング６２ｉの第１面６２ａｉに接しながら回転することができるようになっている。

さらに、副燃焼室壁６７ｉに囲まれて形成されている副燃焼室６１ｉは、主として、第１空間６１ａｉ及び第２空間６１ｂｉを有する。第１空間６１ａｉは、ロータ８１ｉの第１側面８１ａｉと第１面６２ａｉと第２面６５ａとで囲まれて形成されている。第２空間６１ｂｉは、ロータ８１ｉの第２側面８１ｇｉと第１面６２ａｉと第２面６５ａとで囲まれて形成されている。このため、ロータ８１ｉが第１面６２ａｉや第２面６５ａに沿って回転することにより、第１空間６１ａｉ・第２空間６１ｂｉの容積はそれぞれ変化するようになっている。

（Ｄ）副室式内燃機関１ｊ（図７参照）は、回転ピストン機構８０の代わりに回転ピストン機構８０ｊを備えてもよい。回転ピストン機構８０ｊは、ロータ８１の代わりにロータ８１ｊを有し、副燃焼室壁６７の代わりに副燃焼室壁６７ｊを有する。

ロータ８１ｊは、略四角柱形状である。また、副燃焼室壁６７ｊは、ハウジング６２の代わりにハウジング６２ｊを有する。ハウジング６２ｊの第１面６２ａｊは、エキセントリックシャフト８２の長手方向と垂直な断面視において、略三つ葉クローバー形状のエピトロコイド曲線を含んでいる。このため、略四角柱形状であるロータ８１ｊは、ハウジング６２ｊの第１面６２ａｊに接しながら回転することができるようになっている。

さらに、副燃焼室壁６７ｊに囲まれて形成されている副燃焼室６１ｊは、主として、第１空間６１ａｊ，第２空間６１ｂｊ，第３空間６１ｃｊ及び第４空間６１ｄｊを有する。第１空間６１ａｊは、ロータ８１ｊの第１側面８１ａｊと第１面６２ａｊと第２面６５ａとで囲まれて形成されている。第２空間６１ｂｊは、ロータ８１ｊの第２側面８１ｇｊと第１面６２ａｊと第２面６５ａとで囲まれて形成されている。第３空間６１ｃｊは、ロータ８１ｊの第３側面８１ｈｊと第１面６２ａｊと第２面６５ａとで囲まれて形成されている。第４空間６１ｄｊは、ロータ８１ｊの第４側面８１ｓｊと第１面６２ａｊと第２面６５ａとで囲まれて形成されている。このため、ロータ８１ｊが第１面６２ａｊや第２面６５ａに沿って回転することにより、第１空間６１ａｊ・第２空間６１ｂｊ・第３空間６１ｃｊ・第４空間６１ｄｊの容積はそれぞれ変化するようになっている。

（Ｅ）副室式内燃機関１ｋ（図８参照）は、回転ピストン機構８０の代わりに回転ピストン機構８０ｋを備えてもよい。回転ピストン機構８０ｋは、ロータ８１の代わりにロータ８１ｋを有し、副燃焼室壁６７の代わりに副燃焼室壁６７ｋを有する。

ロータ８１ｋは、略五角柱形状である。また、副燃焼室壁６７ｋは、ハウジング６２の代わりにハウジング６２ｋを有する。ハウジング６２ｋの第１面６２ａｋは、エキセントリックシャフト８２の長手方向と垂直な断面視において、略四つ葉クローバー形状のエピトロコイド曲線を含んでいる。このため、略五角柱形状であるロータ８１ｋは、ハウジング６２ｋの第１面６２ａｋに接しながら回転することができるようになっている。

さらに、副燃焼室壁６７ｋに囲まれて形成されている副燃焼室６１ｋは、主として、第１空間６１ａｋ，第２空間６１ｂｋ，第３空間６１ｃｋ，第４空間６１ｄｋ及び第５空間６１ｅｋを有する。第１空間６１ａｋは、ロータ８１ｋの第１側面８１ａｋと第１面６２ａｋと第２面６５ａとで囲まれて形成されている。第２空間６１ｂｋは、ロータ８１ｋの第２側面８１ｇｋと第１面６２ａｋと第２面６５ａとで囲まれて形成されている。第３空間６１ｃｋは、ロータ８１ｋの第３側面８１ｈｋと第１面６２ａｋと第２面６５ａとで囲まれて形成されている。第４空間６１ｄｋは、ロータ８１ｋの第４側面８１ｓｋと第１面６２ａｋと第２面６５ａとで囲まれて形成されている。第５空間６１ｅｋは、ロータ８１ｋの第５側面８１ｔｋと第１面６２ａｋと第２面６５ａとで囲まれて形成されている。このため、ロータ８１ｋが第１面６２ａｋや第２面６５ａに沿って回転することにより、第１空間６１ａｋ・第２空間６１ｂｋ・第３空間６１ｃｋ・第４空間６１ｄｋ・第５空間６１ｅｋの容積はそれぞれ変化するようになっている。

（Ｆ）副室式内燃機関１ｎ（図９参照）は、回転ピストン機構８０の代わりに回転ピストン機構８０ｎを備えてもよい。回転ピストン機構８０ｎは、ロータプーリ８８の代わりにロータプーリ８８ｎを有し、タイミングベルト８９の代わりにタイミングプーリ８９ｎを有する。

ロータプーリ８８ｎとタイミングプーリ８９ｎとは、互いが接する部分が噛み合うように歯形が形成されている。また、電気モータ８６ｎの回転軸は、タイミングプーリ８９ｎに固定されている。このため、エキセントリックシャフト８２には、タイミングプーリ８９ｎ及びロータプーリ８８ｎを介して電気モータ８６ｎから動力が供給されるようになっている。このため、エキセントリックシャフト８２の回転を電気的に制御することができるようになっているので、エキセントリックシャフト８２の回転の制御性が高まっている。

＜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１０に示す。また、副室式内燃機関における回転ピストン機構の構成を図１１に示す。なお、第１実施形態と同様の構成要素は同じ番号で示されている。

副室式内燃機関１００は、図１０及び図１１に示すように、基本的な構成は第１実施形態と同様であるが、回転ピストン機構８０の代わりに回転ピストン機構１８０を備える点と、可変ロータタイミング機構９１の代わりに可変ロータタイミング機構群１９１（１９１ａ，１９１ｂ，・・・）を備える点と、ＥＣＵ４０の代わりにＥＣＵ（制御部）１４０を備える点とで、第１実施形態と異なる。

（副室式内燃機関の概略構成）
回転ピストン機構１８０は、主として、ロータ８１，８３，・・・とエキセントリックシャフト（ロータ軸）１８２ａ，１８２ｂ，・・・とを有する。エキセントリックシャフト１８２ａ，１８２ｂ，・・・は、ロータ８１，８３，・・・ごとに独立して設けられている。各エキセントリックシャフト１８２ａ，１８２ｂ，・・・は、ロータ８１，８３，・・・を貫通しており、ロータ８１，８３，・・・を回転させることができるように設けられている。

各可変ロータタイミング機構１９１ａ，１９１ｂ，・・・は、油圧駆動式であり、クランクシャフト８６（図３参照）に対するエキセントリックシャフト１８２ａ，１８２ｂ，・・・の位相を変化させることで、ロータ８１，８３，・・・の回転の位相をクランクシャフト８６の回転の位相に対して進角化あるいは遅角化させる。すなわち、各可変ロータタイミング機構１９１ａ，１９１ｂ，・・・は、エキセントリックシャフト１８２ａ，１８２ｂ，・・・の回転とクランクシャフト８６の回転との位相差ΔＴ（図４参照）を変える。

ＥＣＵ１４０は、第１燃料噴射弁２６、第２燃料噴射弁２７、第１点火プラグ２９、可変ロータタイミング機構１９１ａ，１９１ｂ，・・・などに電気的に接続されている。

他の点は第１実施形態と同様である。

（副室式内燃機関の概略動作）
副室式内燃機関１００では、後述の火花点火モードで制御が行われる場合、ロータ８１の回転が停止されるため、副室吸気行程・副室圧縮行程・副室膨張行程・副室排気行程が行われない。また、主室圧縮行程において、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、連通路６４を介して主燃焼室６３から副燃焼室６１へ導入される。そして、第１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。

ＥＣＵ１４０は、第１燃料噴射弁２６、第２燃料噴射弁２７、第１点火プラグ２９、可変ロータタイミング機構１９１ａ，１９１ｂ，・・・などに対して、制御の信号を供給し各種の制御を行う。

他の点は第１実施形態と同様である。

（回転ピストン機構の詳細構成）
回転ピストン機構１８０は、エキセントリックシャフト８２の代わりにエキセントリックシャフト１８２ａ，・・・を有し、ロータプーリ８８の代わりにロータプーリ１８８ａ，・・・を有し、タイミングベルト８９の代わりにタイミングプーリ１８９ａ，・・・を有する。

ロータプーリ１８８ａ，・・・とタイミングプーリ１８９ａ，・・・とは、それぞれ、互いが接する部分が噛み合うように歯形が形成されている。また、電気モータ１８６ａ，・・・の回転軸は、それぞれ、タイミングプーリ１８９ａ，・・・に固定されている。このため、エキセントリックシャフト１８２ａ，・・・には、それぞれ、タイミングプーリ１８９ａ，・・・及びロータプーリ１８８ａ，・・・を介して電気モータ１８６ａ，・・・から動力が供給されるようになっている。このため、エキセントリックシャフト１８２ａ，・・・の回転を電気的に制御することができるようになっているので、エキセントリックシャフト１８２ａ，・・・の回転の制御性が高まっている。

他の点は第１実施形態と同様である。

（回転ピストン機構の詳細動作）
回転ピストン機構１８０が後述の火花点火モードで制御される場合、第１空間６１ａが点火可能位置に来るように、ロータ８１の回転は停止される。ここで、点火可能位置は、第１空間６１ａが連通路６４を介して主燃焼室６３に連通されている位置であり、且つ、第１空間６１ａにおける新気混合気を第１点火プラグ２９が点火することが可能となる位置である。このため、第１点火プラグ２９が所定のタイミングでスパークを発生させることにより、主燃焼室６３における新気混合気は火花点火される（図１３（ｂ）参照）。

一方、回転ピストン機構１８０が後述のトーチ点火モードで制御される場合は、第１実施形態と同様である（図１３（ａ）参照）。

（ＥＣＵの詳細構成）
ＥＣＵ１４０は、位相差制御部４５の代わりに位相差制御部１４５を備え、回転制御部１４６をさらに備える。また、記憶部は、マップ情報（図５参照）の代わりにマップ情報（図１２参照）を記憶している。

他の点は第１実施形態と同様である。

（ＥＣＵの詳細動作）
位相差制御部１４５は、機関負荷の情報を負荷演算部４１から受け取り、機関回転数の情報を回転数演算部４２から受け取る。また、位相差制御部１４５は、記憶部を参照し、マップ情報（図１２参照）を記憶部から受け取る。位相差制御部１４５は、機関負荷や機関回転数の情報とマップ情報となどに基づいて、位相差制御信号を生成する。これにより、可変ロータタイミング機構１９１ａ，・・・は、位相差制御信号に基づいて、所定のタイミングでロータ８１，・・・の回転の位相をクランクシャフト８６の回転の位相に対して進角化あるいは遅角化させる。すなわち、位相差制御部１４５は、位相差制御信号に基づいて、エキセントリックシャフト１８２ａ，・・・の回転とクランクシャフト８６の回転との位相差ΔＴを変える。

回転制御部１４６は、機関負荷の情報を負荷演算部４１から受け取り、機関回転数の情報を回転数演算部４２から受け取る。また、回転制御部１４６は、記憶部を参照し、マップ情報（図１２参照）を記憶部から受け取る。回転制御部１４６は、機関負荷や機関回転数の情報とマップ情報となどに基づいて、モータ制御信号を生成する。これにより、電気モータ１８６ａ，・・・は、回転制御信号に基づいて、エキセントリックシャフト１８２ａ，・・・に動力を供給する。

他の点は第１実施形態と同様である。

（副室式内燃機関の制御）
副室式内燃機関１００の制御を、図１２を参照して説明する。

ＥＣＵ１４０の位相差制御部１４５及び回転制御部１４６が参照するマップ情報を、図１２に示す。マップ情報には、機関負荷や機関回転数と制御領域との関係が示されている。すなわち、制御領域は、第１運転条件領域Ａ１０１と第２運転条件領域Ａ１０２とに分けられている。第１運転条件領域Ａ１０１は比較的低回転低負荷側の領域であり、第２運転条件領域Ａ１０２は比較的高回転側又は高負荷側の領域である。

ＥＣＵ１４０は、第１運転条件領域Ａ１０１のとき、副燃焼室６１から連通路６４経由で主燃焼室６３へ放射される火炎で主燃焼室６３における新気混合気が点火されるように制御する。具体的には、ＥＣＵ１４０は、第１運転条件領域Ａ１０１において、機関回転数が大きい場合のエキセントリックシャフト１８２ａ，・・・の回転の位相を、機関回転数が小さい場合よりも進角させる。これにより、機関回転数の上昇に伴って主室膨張行程が実時間単位で短くなっても、主燃焼室６３に火炎が放射されてから既燃ガスが排気ポート２４へ排出されるまでの期間が長く取られるので、主燃焼室６３において燃焼が行われるために期間が十分に確保される。すなわち、種々の機関回転数において、副燃焼室６１から連通路６４経由で火炎が主燃焼室６３へ放射されるタイミング（図４における連通期間Ｔ１のタイミング）は適切なものとなる。

また、ＥＣＵ１４０は、第１運転条件領域Ａ１０１において、機関負荷が低い場合のエキセントリックシャフト１８２ａ，・・・の回転の位相を、機関負荷が高い場合よりも進角させる。これにより、機関負荷の低下に伴って主燃焼室６３における燃焼期間が長くなっても、主燃焼室６３に火炎が放射されてから既燃ガスが排気ポート２４へ排出されるまでの期間が長く取られるので、主燃焼室６３において燃焼が行われるために期間が十分に確保される。すなわち、種々の機関負荷において、副燃焼室６１から連通路６４経由で火炎が主燃焼室６３へ放射されるタイミング（図４における連通期間Ｔ１のタイミング）は適切なものとなる。

ＥＣＵ１４０は、第２運転条件領域Ａ１０２のとき、主燃焼室６３における新気混合気が火花点火されるように制御する。具体的には、ＥＣＵ１４０は、第２運転条件領域Ａ１０２において、第１空間６１ａが点火可能位置に来るように、ロータ８１，・・・の回転を停止する。このため、第１点火プラグ２９が所定のタイミングでスパークを発生させることにより、主燃焼室６３における新気混合気は火花点火される。これにより、副燃焼室６１からの熱損失は低減され、ロータ８１の回転に伴う機械損失も低減される。

（副室式内燃機関の特徴）
第１空間６１ａにおける新気混合気を圧縮するための構造が簡素化されている点は、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、低コストかつコンパクトな構造で副燃焼室６１における新気混合気は圧縮される。

また、エキセントリックシャフト１８２ａ，・・・は、電気モータ１８６ａ，・・・から動力が供給される。このため、エキセントリックシャフト１８２ａ，・・・の回転を電気的に制御することができるようになっているので、エキセントリックシャフト１８２ａ，・・・の回転の制御性が高まっている。

さらに、ＥＣＵ１４０は、第１運転条件領域Ａ１０１のとき、副燃焼室６１から主燃焼室６３へ放射される火炎で主燃焼室６３における新気混合気が点火されるように制御する。また、ＥＣＵ１４０は、第２運転条件領域Ａ１０２のとき、主燃焼室６３における新気混合気が火花点火されるように制御する。このため、種々の運転条件において、主燃焼室６３における燃焼は適切なものとなる。

それから、ＥＣＵ１４０は、第２運転条件領域Ａ１０２において、第１空間６１ａが点火可能位置に来るように、ロータ８１の回転を停止する。このため、第２運転条件領域Ａ１０２のとき、主燃焼室６３における新気混合気は火花点火されるようになる。

＜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１４に示す。なお、第１実施形態と同様の構成要素は同じ番号で示されている。

副室式内燃機関２００は、図１４に示すように、基本的な構成は第１実施形態と同様であるが、ＥＣＵ４０の代わりにＥＣＵ（制御部）２４０を備える点と、第２点火プラグ（第２点火部）２２５及び開閉機構（開閉部）２７０をさらに備える点とで、第１実施形態と異なる。

（副室式内燃機関の概略構成）
第２点火プラグ２２５は、その先端部分２２５ａが主燃焼室６３に突出するように設けられている。

開閉機構２７０は、主として、遮断弁２７１と駆動機構２７２とを有する。駆動機構２７２は、遮断弁２７１を上昇させたり、遮断弁２７１を下降させたりする。これにより、遮断弁２７１は、連通路２６４を開閉する。

ＥＣＵ２４０は、第１燃料噴射弁２６、第２燃料噴射弁２７、第１点火プラグ２９、第２点火プラグ２２５、可変ロータタイミング機構９１、駆動機構２７２などに電気的に接続されている。

他の点は第１実施形態と同様である。

（副室式内燃機関の概略動作）
副室式内燃機関２００では、後述の火花点火モードで制御が行われる場合、遮断弁２７１が連通路２６４を閉める（図１５（ｂ）参照）。そして、副室吸気行程において、第２燃料噴射弁２７は、バイパス路６６に導入された新気空気に、燃料を噴射しない。このため、新気空気が副燃焼室６１に導入される。副室圧縮行程においては、副燃焼室６１の新気空気が圧縮される。副室膨張行程では、第１点火プラグ２９はスパークを発生させない。

一方、後述のトーチ点火モードで制御が行われる場合、遮断弁２７１が連通路２６４を開く（図１５（ａ）参照）。

ＥＣＵ２４０は、第１燃料噴射弁２６、第２燃料噴射弁２７、第１点火プラグ２９、第２点火プラグ２２５、可変ロータタイミング機構９１、駆動機構２７２などに対して、制御の信号を供給し各種の制御を行う。

他の点は第１実施形態と同様である。

（回転ピストン機構の詳細構成）
第１実施形態と同様である。

（回転ピストン機構の詳細動作）
第１実施形態と同様である。

（ＥＣＵの詳細構成）
ＥＣＵ２４０は、位相差制御部４５を備えず、開閉制御部２４７をさらに備える。また、記憶部は、マップ情報（図５参照）の代わりにマップ情報（図１６、図１７参照）を記憶している。

他の点は第１実施形態と同様である。

（ＥＣＵの詳細動作）
開閉制御部２４７は、機関負荷の情報を負荷演算部４１から受け取り、機関回転数の情報を回転数演算部４２から受け取る。また、開閉制御部２４７は、記憶部を参照し、マップ情報（図１６、図１７参照）を記憶部から受け取る。開閉制御部２４７は、機関負荷や機関回転数の情報とマップ情報となどに基づいて、開閉制御信号を生成する。これにより、開閉機構２７０は、開閉制御信号に基づいて、連通路２６４を開閉する。具体的には、駆動機構２７２は、開閉制御信号に基づいて、遮断弁２７１を上昇させたり、遮断弁２７１を下降させたりする。

他の点は第１実施形態と同様である。

（副室式内燃機関の制御）
副室式内燃機関２００の制御を、図１６，図１７を参照して説明する。

ＥＣＵ２４０の開閉制御部２４７が参照するマップ情報を、図１６，図１７に示す。マップ情報には、機関負荷や機関回転数と制御領域との関係が示されている。すなわち、制御領域は、第１運転条件領域Ａ２０１と第２運転条件領域Ａ２０２とに分けられている。第１運転条件領域Ａ２０１は比較的低回転低負荷側の領域であり、第２運転条件領域Ａ２０２は比較的高回転側又は高負荷側の領域である。

ＥＣＵ２４０は、第１運転条件領域Ａ２０１のとき、副燃焼室６１から連通路２６４経由で主燃焼室６３へ放射される火炎で主燃焼室６３における新気混合気が点火されるように制御する。具体的には、ＥＣＵ２４０は、第１運転条件領域Ａ２０１において、副燃焼室６１又は主燃焼室６３における新気混合気の空気過剰率に応じて、開口率が変わるように、開閉機構２７０に連通路２６４を開かせる。ここで、開口率は、開閉機構２７０に連通路２６４を開かせる度合いであり、駆動機構２７２が遮断弁２７１をリフトさせる量Ｌ（図１５（ａ）参照）に応じて変わるようになっている。すなわち、ＥＣＵ２４０は、副燃焼室６１又は主燃焼室６３における新気混合気の空気過剰率が大きい場合の開口率が、副燃焼室６１又は主燃焼室６３における新気混合気の空気過剰率が小さい場合の開口率よりも小さくなるように、開閉機構２７０を制御する（図１７参照）。これにより、副燃焼室６１又は主燃焼室６３における新気混合気がリーンな場合に、第１空間６１ａから主燃焼室６３へ火炎が放射される速度は速くなる。この結果、リーン限界は拡大する。また、副燃焼室６１又は主燃焼室６３における新気混合気がリッチな場合に、第１空間６１ａから主燃焼室６３へ火炎が放射される速度は抑えられる。この結果、主燃焼室６３において燃焼騒音が発生することは低減される。

ＥＣＵ２４０は、第２運転条件領域Ａ２０２のとき、主燃焼室６３における新気混合気が火花点火されるように制御する。具体的には、ＥＣＵ２４０は、第２運転条件領域Ａ２０２において、開閉機構２７０に連通路２６４を閉めさせる。このため、第２点火プラグ２２５が所定のタイミングでスパークを発生させることにより、主燃焼室６３における新気混合気は火花点火される。これにより、副燃焼室６１からの熱損失は低減される。

（副室式内燃機関の特徴）
第１空間６１ａにおける新気混合気を圧縮するための構造が簡素化されている点は、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、低コストかつコンパクトな構造で副燃焼室６１における新気混合気は圧縮される。

また、ＥＣＵ２４０は、第１運転条件領域Ａ２０１において、開閉機構２７０に連通路２６４を開かせる。このため、第１運転条件領域Ａ２０１のとき、第１空間６１ａから主燃焼室６３へ放射される火炎で主燃焼室６３における新気混合気が点火されるように制御される。また、ＥＣＵ２４０は、第２運転条件領域Ａ２０２において、開閉機構２７０に連通路２６４を閉めさせる。このため、第２運転条件領域Ａ２０２のとき、主燃焼室６３における新気混合気が火花点火されるように制御される。

さらに、ＥＣＵ２４０は、第１運転条件領域Ａ２０１において、副燃焼室６１又は主燃焼室６３における新気混合気の空気過剰率に応じて、開口率が変わるように、開閉機構２７０を制御する。具体的には、ＥＣＵ２４０は、副燃焼室６１又は主燃焼室６３における新気混合気の空気過剰率が大きい場合の開口率が、副燃焼室６１又は主燃焼室６３における新気混合気の空気過剰率が小さい場合の開口率よりも小さくなるように、開閉機構２７０を制御する。このため、副燃焼室６１又は主燃焼室６３における新気混合気がリーンな場合に、第１空間６１ａから主燃焼室６３へ火炎が放射される速度は速くなる。この結果、リーン限界は拡大する。また、副燃焼室６１又は主燃焼室６３における新気混合気がリッチな場合に、第１空間６１ａから主燃焼室６３へ火炎が放射される速度は抑えられる。この結果、主燃焼室６３において燃焼騒音が発生することは低減される。

本発明に係る副室式内燃機関は、低コストかつコンパクトな構造で副燃焼室における燃料又は新気混合気を圧縮することが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。

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１のII-II断面図。 本発明の第１実施形態における回転ピストン機構を示す図。 エキセントリックシャフトの回転とクランクシャフトの回転との位相差を示す図。 本発明の第１実施形態におけるマップ情報を示す図。 本発明の第１実施形態の変形例における回転ピストン機構を示す図。 本発明の第１実施形態の変形例における回転ピストン機構を示す図。 本発明の第１実施形態の変形例における回転ピストン機構を示す図。 本発明の第１実施形態の変形例における回転ピストン機構を示す図。 本発明の第２実施形態に係る副室式内燃機関の断面図。 本発明の第２実施形態における回転ピストン機構を示す図。 本発明の第２実施形態におけるマップ情報を示す図。 本発明の第２実施形態における回転ピストン機構の動作を示す図。 本発明の第３実施形態に係る副室式内燃機関の断面図。 本発明の第３実施形態における回転ピストン機構を示す図。 本発明の第３実施形態におけるマップ情報を示す図。 本発明の第３実施形態におけるマップ情報を示す図。

符号の説明

１，１ｉ，１ｊ，１ｋ，１ｎ，１００，２００ 副室式内燃機関
２９ 第１点火プラグ（第１点火部）
４０，１４０，２４０ ＥＣＵ（制御部）
６１ 副燃焼室
６１ａ 第１空間
６２ａ 第１面（内壁面）
６３ 主燃焼室
６４，２６４ 連通路
６５ａ 第２面（内壁面）
８１等 ロータ
８１ａ 第１側面（外面）
８２，１８２ａ等 エキセントリックシャフト（ロータ軸）
８６ クランクシャフト（クランク軸）
８６ｎ，１８６ａ等 電気モータ
２２５ 第２点火プラグ（第２点火部）
２７０ 開閉機構（開閉部）

Claims (16)

1. 主燃焼室と、
   前記主燃焼室に隣接する副燃焼室と、
   前記副燃焼室において回転するロータと、
   を備え、
   前記副燃焼室は、内壁面と、前記ロータの外面とで囲まれた第１空間を有し、
   前記ロータは、回転して、前記第１空間の容積を変える、
   副室式内燃機関。
2. 前記ロータは、回転して、燃料又は新気混合気を前記第１空間に吸気する、
   請求項１に記載の副室式内燃機関。
3. 主燃焼室と、
   前記主燃焼室に隣接する副燃焼室と、
   前記副燃焼室において回転するロータと、
   を備え、
   前記副燃焼室は、内壁面と、前記ロータの外面とで囲まれた第１空間を有し、
   前記ロータは、回転して、前記第１空間における燃料又は新気混合気を圧縮する、
   副室式内燃機関。
4. 前記ロータを貫通しており、前記ロータを回転させるロータ軸をさらに備え、
   前記副燃焼室の内壁面は、
   前記ロータ軸の長手方向と平行に前記ロータ軸を囲むように延びているハウジングが有する内面である第１面と、
   前記ロータにより貫通されており前記ロータ軸の長手方向と垂直に延びているサイドカバーが有する平面である第２面と、
   を含み、
   前記ハウジングの前記第１面は、エピトロコイド曲線を含む、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の副室式内燃機関。
5. 前記ロータを貫通しており、前記ロータを回転させるロータ軸をさらに備え、
   前記ロータ軸は、クランク軸から動力が供給される、
   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。
6. 前記ロータを貫通しており、前記ロータを回転させるロータ軸をさらに備え、
   前記ロータ軸は、電気モータから動力が供給される、
   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。
7. 前記ロータを貫通しており、前記ロータを回転させるロータ軸をさらに備え、
   前記ロータ軸は、クランク軸の回転に同期して前記ロータを回転させる、
   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。
8. 前記ロータ軸の回転と前記クランク軸の回転との位相差を制御する制御部をさらに備えた、
   請求項５又は６に記載の副室式内燃機関。
9. 前記制御部は、第１運転条件領域のとき、前記副燃焼室から前記主燃焼室へ放射される火炎で前記主燃焼室における新気混合気が点火されるように制御し、第２運転条件領域のとき、前記主燃焼室における新気混合気が火花点火されるように制御する、
   請求項８に記載の副室式内燃機関。
10. 前記制御部は、第１運転条件領域において、前記副燃焼室から前記主燃焼室へ放射される火炎で前記主燃焼室における新気混合気が点火されるように制御し、機関回転数が大きい場合の前記ロータ軸の回転の位相を、機関回転数が小さい場合よりも進角させる、
    請求項８に記載の副室式内燃機関。
11. 前記制御部は、第１運転条件領域において、前記副燃焼室から前記主燃焼室へ放射される火炎で前記主燃焼室における新気混合気が点火されるように制御し、機関負荷が低い場合の前記ロータ軸の回転の位相を、機関負荷が高い場合よりも進角させる、
    請求項８に記載の副室式内燃機関。
12. 前記制御部は、前記第２運転条件領域において、前記ロータの回転を停止する、
    請求項９に記載の副室式内燃機関。
13. 前記主燃焼室と前記副燃焼室とを連通する連通路と、
    前記副燃焼室に配置され、前記第１空間における新気混合気を点火する第１点火部と、
    をさらに備え、
    前記制御部は、前記第２運転条件領域において、前記第１空間が、前記連通路を介して前記主燃焼室に連通されている位置であり且つ前記第１空間における燃料又は新気混合気を前記第１点火部が点火することが可能となる位置である点火可能位置に来るように、前記ロータの回転を停止する、
    請求項１２に記載の副室式内燃機関。
14. 前記主燃焼室と前記副燃焼室とを連通する連通路と、
    前記連通路を開閉する開閉部と、
    前記副燃焼室に配置され、前記第１空間における燃料又は新気混合気を点火する第１点火部と、
    前記主燃焼室に配置され、前記主燃焼室における新気混合気を点火する第２点火部と、
    をさらに備え、
    前記制御部は、前記第１運転条件領域において、前記開閉部に前記連通路を開かせ、前記第２運転条件領域において、前記開閉部に前記連通路を閉めさせる、
    請求項９に記載の副室式内燃機関。
15. 前記制御部は、前記第１運転条件領域において、前記副燃焼室又は前記主燃焼室における新気混合気の空気過剰率に応じて、前記開閉部に前記連通路を開かせる度合いである開口率が変わるように、前記開閉部を制御する、
    請求項１４に記載の副室式内燃機関。
16. 前記制御部は、前記副燃焼室又は前記主燃焼室における新気混合気の空気過剰率が大きい場合の前記開口率が、前記副燃焼室又は前記主燃焼室における新気混合気の空気過剰率が小さい場合の前記開口率よりも小さくなるように、前記開閉部を制御する、
    請求項１５に記載の副室式内燃機関。
    

Images