JPH033940A - エンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ロータリピストンエンジンおよびレシプロエ
ンジン等の燃料噴射制御［ｌ装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より、例えば特開昭６３−２５５５２３＠公報に示
されるように、ロータリピストンエンジンの燃料噴射制
ｍ＋装置として、サイドハウジングの内壁面（気筒内壁
面）の、ロータ（略三角形ピストン）の回転に伴って作
動室（燃焼室）に対し開閉される位置に開口する燃料噴
射ポート内に気筒内噴射用燃料噴射弁を設け、この気筒
内噴射用燃料噴射弁から燃料を作動室内に供給するよう
にしたものが知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

この種の燃料噴射制御！ｌｌ装置は、混合気の層状化を
図るため、燃料噴射ポートが作動室のリーディング側位
置で開口した時期に上記気筒内噴射用燃料噴射弁から燃
料を作動室内に向かって噴射するようにしている。とこ
ろが、噴射した燃料の噴霧のペネトレーションが大きい
ため、噴射した燃料が燃料噴射ポートと対向する反対側
のサイドハウジングの壁面に衝突して付着し、燃費が低
下したりＨＣ等の未燃焼成分が多量に発生したりすると
いう問題があった。

以上の事情に鑑みて、本発明は、気筒内壁面への燃料の
付着を抑えることができ、未燃焼成分の発生を低減する
ことができるエンジンの燃料噴射ポート内を提供しよう
とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明にかかるエンジンの燃料噴射制御装置は、気筒内
壁面の、ピストンの移動により燃焼室に対し開閉される
位置に開口した燃料噴射ポート内に気筒内噴射用燃料噴
射弁が設けられ、この気筒内噴射用燃料噴射弁から燃焼
室内に燃料を供給するエンジンにおいて、前記燃料噴射
ポートが閉じられた直後、閉じている期間内に前記気筒
内噴射用燃料噴射弁から燃料が噴射されるように前記気
筒内噴射用燃料噴射弁の噴射時期を制御する気筒内噴射
用燃料噴射弁噴射時期制御手段を設けるようにしたもの
である。

〔作用〕

以上の構成によれば、燃料噴射ポートが閉じられている
時に気筒内噴射用燃料噴射弁から燃料が噴射され、その
噴射された燃料は燃料噴射ポート内に一時的に溜められ
、溜められている間に噴霧の勢いが抑えられるとともに
エンジンの熱を受けて気化し易い状態になり、その後、
ピストンが移動して燃料噴射ポートが開いた時に燃焼室
内に供給されるようになる。

〔実施例〕

第１図および第２図は、本発明にかかるエンジンの燃料
噴射制御装置装置の一実施例を示している。

これらの図において、１はロータリピストンエンジンの
ケーシングであって、トロコイド状の内周面を有するロ
ータハウジング２と、その両側に配置されたサイドハウ
ジング３１．３２とで構成されている。このケーシング
１内には、偏心軸４に支承されて頂部がロータハウジン
グ２の内周面に摺接しつつ遊星回転運動する略三角形の
ロータ（ピストン）５が装備されて、このロータ５の各
フランク面とケーシング１との間に３つの作動室（燃焼
室）６１．６２．６３が形成されている。

ロータ５の両側面には、内周部および外周部にそれぞれ
オイルシール５１およびサイドシール５２が設けられ、
サイドハウジング３１の内壁面３１ａとロータ５の側面
との間にオイルシール５１とサイドシール５２とで仕切
られた密閉空間が形成されている。そして、上記ロータ
５の回転に伴い、吸入、圧縮、爆発、膨張、排気の各行
程が順次行われる。なお、ロータ５は第１図中、右回り
に回転する。

上記ケーシング１には、他に、作動室６１，６２．６３
への吸気を行う吸気ポート１１と、作動室６１．６２．
６３からの排気を行う排気ポート１２と、作動室６１，
６２．６３内の混合気に対する点火を行うリーディング
側およびトレーリング側の点火プラグ１３．１４とが、
一般のロータリピストンエンジンにおいて知られている
ような配置で設けられている。上記吸気ポート１１に通
じる吸気通路１５には、吸気通路１５内に燃料を噴射す
る吸気通路内噴射用燃料噴射弁（以下、「第１燃料噴射
弁」という）１６が設けられているとともに、その上流
にスロットル弁１７および吸入空気量を検出するエア７
０−メータ１８等が配設されている。

さらに、上記ケーシング１のサイドハウジング３１には
、燃料噴射ポート７が形成されているとともに気筒内噴
射用燃料噴射弁（以下、「第２燃料噴射弁」という）８
がその噴射ノズル８１を燃料噴射ポート７内に挿入する
ようにして装着されている。燃料噴射ポート７は、気筒
内壁面の一部を構成するサイドハウジング３１の内壁面
３１ａに開口している。すなわち、気筒内壁面の、ロー
タ５の回転に伴ってサイドシール５２の内側に入ったり
外側に出たりすることにより作動室６１゜６２．６３に
対し開閉される位置に開口している。

しかも、その開口部７１は、ロータ５が遊星回転運動し
たときにオイルシール５１の内側に入り込むことがない
位置に設けられている。また、燃料噴射ポート７の開口
部７１と吸気ポート１１とは、開口部７１がサイドシー
ル５２の内側に入るまでに吸気ポート１１がサイドシー
ル５２の外側にすでに出ていて、かつ、吸気ポート１１
がサイドシ−ル５２の内側に入るまでに開口部７１がサ
イドシール５２の外側にすでに出ていることとなる位置
関係に設定されている。このため、燃料噴射ポート７は
、閉じられている（サイドシール５２の内側に入ってい
る）ときには吸気ポート１１と連通されることがなく、
しかも、開いた（サイドシール５２の外側に出た）直後
には作動室６１，６２．６３のリーディング側位置に開
口する。

第１燃料噴射弁１６および第２燃料噴射弁８には、燃料
タンク１９に通じる燃料通路２０が接続されており、こ
の燃料通路２０には、燃料ポンプ２１が設けられている
とともに、プレッシャレギュレータ２２を介してリター
ン通路２３が接続されている。さらに第２燃料噴射弁８
には、スロットル弁１７の上流の吸気通路１５に通じる
エアブリード通路２４が接続されており、このエアブリ
ード通路２４には電磁クラッチ付のエアポンプ２５およ
びコントロールバルブ２６が設けられている。

上記第２燃料噴射弁８の噴射ノズル８１は、内側に燃料
通路８１１を有し外側にエア通路８１２を有する２重管
構造になっていて、先端部に燃料噴射ポート７の開口部
７１に向かって開口する噴出口８１３が形成されている
。燃料通路８１１の先端には、燃料通路８１１に燃料が
供給されていないときには閉じ、燃料が供給されると開
くように構成された開閉弁８１４が設けられている。第
２燃料噴射弁８はエンジンコントロールユニット２７か
らの制御信号（噴射パルス信号）に応じて作動し、第２
懲料噴射弁８が作動すると、その内部に設けられた７４
Ｔｉｉ弁（図示省略）の作用によって燃料通路８１１に
燃料が供給されて開閉弁８１４が間き、エア通路８１２
内に燃料が噴出されるようになる。そして、燃料通路８
１１に燃料が供給されると同時にエア通路８１２にエア
が供給され、このエアとエア通路８１２内に噴出した燃
料とが混じって混合気となり、噴出口８１３から噴出さ
れるようになる。

上記第１燃料噴射弁１６もエンジンコントロールユニッ
ト２７からの制御信号（噴射パルス信＠）に応じて作動
するようになっている。このエンジンコントロールユニ
ット２７には、上記エアフローメータ１８と、スロット
ル弁１７の開度を検出するスロットル開度センサ２８と
、エンジン回転数を検出する回転数センサ２９とからそ
れぞれ検出信号が入力されるようになっている。

エンジンコントロールユニット２７は、領域判定手段２
７１と、吸気通路内噴射用燃料噴射弁噴射時期制御手段
（以下、「第１噴射時期制御手段」という）２７２と、
気筒内噴射用燃料噴射弁噴射時期制御手段（以下、「第
２噴射時期制御手段」という）２７３とを備えている。

領域判定手段２７１は、エンジンの運転状態に応じて、
第１燃料噴射弁１６の作動を停止して第２燃料噴射弁８
のみを作動させる第２燃料噴射弁作動領域か、第１燃料
噴射弁１６および第２燃料噴射弁８を共に作動させる両
燃料噴射弁作動領域かを判定するようになっている。例
えば第３図に示すように、スロットル開度ＴＶＯが所定
開度よりも小さく、かつエンジン回転数Ｎｅが所定回転
数よりも低い低負荷低回転数領域では第２燃料噴射弁作
動領域であると判定し、所定スロットル開度以上の高負
荷領域および所定回転数以上の高回転数領域では両燃料
噴射弁作動領域であると判定する。そして、判定後は、
その判定結果を第１噴射時期制御手段２７２および第２
噴射時期制御手段２７３に出力するようになっている。

第１噴射時期制御手段２７２は、領域判定手段２７１か
ら第２燃料噴射弁作動領域であるという判定信号を受け
たときには第１燃料噴射弁１６にυｔｉｌｌ信号を出力
せず、°領域判定手段２７１から両燃料噴射弁作動領域
であるという判定信号を受けたときに第１燃料噴射弁１
６に制御信号を出力して第１燃料噴射弁１６を所定の噴
射時期および噴射時間で作動させるようになっている。

第２噴射時期制御手段２７３は、領域判定手段２７１か
ら第２燃料噴射弁作動領域であるという判定信号を受け
たときにも両燃料噴射弁作動領域であるという判定信号
を受けたときにも第２燃料噴射弁８に制御信号を出力し
て、燃料噴射ポート７が閏じられた直後の所定時間、閉
じている期間内に第２燃料噴射弁８から混合気が噴射さ
れるように第２燃料噴射弁８を作動させるようになって
いる。すなわち、第４図に示すように、燃料噴射ポート
７が、偏心軸４の角度がθｄからθｂになるまでの間（
作動室が吸気行程後半から圧縮行程前半になるまでの間
）開かれ、θｂからθｄになるまでの間（作動室が吸気
行程前半から吸気行程後半になるまでの間）閉じられて
いるとすると、燃料噴射ポート７が閉じられた直後、つ
まり偏心軸４の角度がθｂになった直後、第２燃料噴射
弁８の噴射ノズル８１の噴出口８１３から混合気を所定
期間噴出させるようになっている。ただし、両燃料噴射
弁作動領域の場合は、第２燃料噴射弁作動領域の場合と
比べて噴射時間を短く設定して、補助的に作動させるよ
うにしている。なお、第２噴射時期制御手段２７３から
第２燃料噴射弁８に制御信号が出力された後、第２燃料
噴射弁８の噴出口８１３から混合気が噴射されるまでに
は、第２燃料噴射弁８の容量に応じて所定の噴射遅れ時
間Ｔｖ（偏心軸４の角度でΔθＣ）があるので、第２噴
射時期制御手段２７３から第２燃料噴射弁８に制御信号
を出力する時期θａは、燃料噴射ポート７が閉じられる
時期θｂよりもΔθＣだけ前の、燃料噴射ポート７が開
いている時期となる。

第５図は、上記エンジンコントロールユニット２７の制
御の具体例を示している。なお、燃料噴射ポート７は、
第４図に示すタイミングで開閉される。このフローチャ
ートにおいては、スタートすると、先ずステップＳ１で
吸入空気量Ｑ（Ｑ／Ｓ）、エンジン回転数Ｎｅ（ｒｐｍ
）およびスロットル開度ＴＶＯを読み取る。次にステッ
プＳ２で上記エンジン回転数Ｎｅおよびスロットル開度
ＴＶＯに基づいて第２燃料噴射弁作動領域であるか両燃
料噴射弁作動領域であるかを判定する。

ステップＳ２で第２燃料噴射弁作動領域であると判定し
た場合には、ステップＳ３で第２燃料噴射弁８の噴射パ
ルス幅（噴射時間）Ｔ（ｍｓ）を下記式■に基づいて演
算し、ステップＳ４で噴射遅れ角ΔθＣを下記式■に基
づいて演算する。

Ｔ　−ａ　ｘ　Ｑ　／　Ｎ　ｅ　＋　Ｔｖ−・・■Δθ
ｃ　−Ｔ　ｖ　ｘ　１０００／　６０ｘ　Ｎ　ｅ　ｘ　
　３６０・・・■ただし、αは演算係数、ＴＶ（ＩＳ）
は遅れ時間を示す。

続いて、ステップＳ５で、燃料噴射ポート７が閉じられ
る時期の偏心軸４．の角度θｂをメモリから読み出して
、その角度θｂから噴射遅れ角ΔθＣを引いて第２燃料
噴射弁８の噴射パルス信号比カタイミ・ング角θａを求
め、その後、ステップＳθで偏心軸４の角度が第２燃料
噴射弁８の噴射パルス信号出力タイミング角θａになっ
たと判断された時に第２燃料噴射弁８へ噴射パルス信号
を出力する。

一方、ステップＳ２で両燃料噴射弁作動領域であると判
定した場合には、ステップＳ７で第１燃料噴射弁１６お
よび第２燃料噴射弁８の各噴射パルス幅Ｔ１．Ｔ２の演
算、ステップＳ８で第２燃料噴射弁８の噴射遅れ角θＣ
１の演算、ステップＳ９で第２燃料噴射弁８の噴射パル
ス信号出力タイミング角θａ１の演算を順次行い、ステ
ップＳ旬で第１燃料噴射弁１６および第２燃料噴射弁８
へそれぞれ噴射パルス信号を出力する。

以上の構成によれば、エンジン運転状態が低負荷低回転
数領域のときには第２燃料噴射弁８のみが作動し、高負
荷高回転数領域のときには第１燃料噴射弁１６および第
２燃料噴射弁８が共に作動する。そして、低負荷低回転
数領域のときにも高負荷高回転数領域のときにも、第２
燃料噴射弁８の噴出口８１３からは、燃料噴射ポート７
が閉じられた直後（ロータ５が第１図および第２図に実
線で示す状態の時）に混合気が噴射される。第２燃料噴
射弁８の噴出口８１３から混合気が噴射されると、その
時期には燃料噴射ポート７が閉じられているため、燃料
噴射ポート７が開く（ロータ５が第１図および第２図に
二点鎖線で示す状態になる）までの間、上記混合気は、
燃料噴射ポート７内と、オイルシール５１とサイドシー
ル５２とで仕切られたロータ５側面の密閉空間とに溜め
られる。このため、上記混合気は、溜められている間に
運動エネルギがＯにされるとともに、エンジンから熱を
受けて気化し易い状態になる。その後、ロータ５が回転
して燃料噴射ポート７が開くと燃料噴射ポート７内とロ
ータ５側面の密閉空間とに溜められた混合気は、燃料噴
射ポート７が開口する作動室６１．６２．６３内が負圧
になっているため、作動室６１，６２．６３内に吸い出
される。そして、上記燃料噴射ポート７が開くときには
上部から開き、しかも、燃料噴射ポート７が作動室６１
．６２．６３のリーディング側位置に開口するため、上
記混合気は、上向きに吸い出され、作動室６１．６２．
６３のリーディング側位置に集中的に供給される。

このようにエンジン運転状態が低負荷低回転数領域のと
きには、第２燃料噴射弁８のみが作動し、燃料噴射ポー
ト７に溜められることによってペネトレーションが抑え
られ気化し易くなった混合気が作動室６１．６２．６３
のリーディング側位置に集中的に供給されるため、サイ
ドハウジング３２への燃料付着を防止でき、かつ、燃焼
性を向上することができて未燃焼成分の発生を低減でき
るとともに、吸気の層状化が図れ燃費を向上することが
できる。

一方、エンジン運転状態が高負荷高回転数領域のときに
は、第１燃料噴射弁１６が作動して作動室６１．６２．
６３全体に混合気が供給されるため、高出力を得ること
ができ、しかも、第２燃料噴射弁８を補助的に使用する
ことにより、着火性を向上することができる。

なお、ロータ５側面の密閉空間から作動室６１゜６２．
６３内へは混合気が抜は難いため、混合気がロータ５側
面の密閉空間に入らない構造とすることが好ましい。第
６図から第１０図に、その構造の具体例を示す。

第６図の実施例は、燃料噴射ポート７の開口部７１内に
その大部分を遮る邪魔板４１を設け、第２燃料噴射弁８
から噴射された混合気を燃料噴射ポート７内に積極的に
滞留させてロータ５側面の密閉空間内に入らないように
している。第７図の実施例は、燃料噴射ポート７の開口
部７１ａを絞り、第２燃料噴射弁８から噴射された混合
気を燃料噴射ポート７内に積極的に滞留させるようにす
るとともに、燃料噴射ポート７が開いた時に滞留した混
合気を作動室６１．６２．６３内に速くスムーズに抜い
て層状化し易いようにしている。第８図および第９図の
実施例は、燃料噴射ポート７の開口部７１に網板４２を
設は混合気を燃料噴射ポート７内に積極的に滞留させる
ようにしている。

第１０図の実施例は、ロータ５の側面のオイルシール５
１とサイドシール５２との間の部分に柔軟性および摺動
性が良好なソフトシール４３を貼着し、第２燃料噴射弁
８から噴射された混合気がロー９５の側面の密閉空間に
入り込まないようにしている。

なお、本発明は、ロータリピストンエンジンに限らず、
レシプロエンジンに応用してもよい。

〔発明の効果〕

本発明にかかるエンジンの燃料噴射制御装置は、燃料噴
射ポートが閉じられた直後、閉じている期間内に気筒内
噴射用燃料噴射弁から燃料を噴射するようにしているた
め、燃料を噴射してから燃料噴射ポートが開くまでの間
に燃料が一時的に燃料噴射ポート内に溜められ、その間
に噴霧の運動エネルギがＯにされるとともに、燃料がエ
ンジンから熱を受けて気化し易い状態になる。このため
、燃料噴射ポートが開いて燃焼室内に燃料が入るときに
は、噴霧のペネトレーションが充分に抑えられ、気化し
易くなった状態となる。したがって、気筒内壁面への燃
料の付着を抑えることができ、かつ、燃焼性が向上して
未燃焼成分の発生を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるエンジンの燃料噴射制御装置の
一実施例を示す概略構造図、第２図はその■−■線断面
図、第３図は第１および第２燃料噴射弁の作動領域を示
すグラフ、第４図は偏心軸の角度に対する燃料噴射ポー
トの開閉時期と第２燃料噴射弁の噴射時期との関係を示
すタイムチャート、第５図はエンジンコントロールユニ
ットの制御の具体例を示すフローチャート、第６図、第
７図、第８図および第１０図はそれぞれ別の実施例の要
部を示す断面図、第９図は第８図の■矢視図である。 ５・・・ロータ（ピストン）、７・・・燃料噴射ポート
、８・・・気筒的噴射用燃料噴射弁、３１ａ・・・サイ
ドハウジングの内壁面（気筒内壁面＞、６１，６２゜６
３・・・作動室（燃焼室）、２７３・・・気筒内噴射用
燃料噴射弁噴射時期制御手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、気筒内壁面の、ピストンの移動により燃焼室に対し
   開閉される位置に開口した燃料噴射ポート内に気筒内噴
   射用燃料噴射弁が設けられ、この気筒内噴射用燃料噴射
   弁から燃焼室内に燃料を供給するエンジンにおいて、前
   記燃料噴射ポートが閉じられた直後、閉じている期間内
   に前記気筒内噴射用燃料噴射弁から燃料が噴射されるよ
   うに前記気筒内噴射用燃料噴射弁の噴射時期を制御する
   気筒内噴射用燃料噴射弁噴射時期制御手段が設けられて
   いることを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。