JPH0442502Y2

JPH0442502Y2 -

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Publication number: JPH0442502Y2
Application number: JP15145386U
Authority: JP
Priority date: 1986-10-03
Filing date: 1986-10-03
Publication date: 1992-10-07
Also published as: JPS6357330U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案はロータリピストンエンジンのポンプ損
失低減装置に関するものである。

（従来技術）吸気通路に配設したスロツトル弁により吸入空
気量を調整して負荷制御を行うエンジンにあつて
は、このスロツトル弁の開度が小さいときはその
絞り損失すなわちポンプ損失が大きくなる。

このため、ロータリピストンエンジンにおい
て、スロツトル弁によるポンプ損失を低減するた
め、第１気筒と第２気筒とを画成する中間ハウジ
ングに、吸気行程にある一方の気筒の作動室と圧
縮行程にある他方の気筒の作動室とを連通する連
通ポートを形成すると共に、この連通ポートに所
定の運転領域となつたときに開となる開閉弁を設
けるようにしたものがある（特開昭58−172429号
公報参照）。すなわち、連通ポートを通しての第
１気筒と第２気筒との間での吸入空気の往き来を
利用することにより、同じ吸入空気量を得るので
あればスロツトル弁の開度をより大きく開くこと
が可能になり、これによりポンプ損失が低減され
ることになる。より具体的には、圧縮行程中にあ
る作動室内の吸気の一部が、連通ポートを通じて
クランク角180°位相する他気筒の吸気行程中の作
動室内に導出されて、この導出分だけ吸気充填量
が減少し、したがつて連通ポート開と連通ポート
閉のときの吸入空気量を等しくしようとしたとき
には、連通ポート開時のスロツトル弁開度を連通
ポート閉時のスロツトル弁開度よりも大きくする
ことが可能となり、このスロツトル弁開度を大き
くできる分だけポンプ損失が低減されることにな
る。

前述のように、連通ポートを利用してポンプ損
失を低減するものにあつては、開閉弁により連通
ポートを閉じているような運転領域にあつても、
連通ポートのかなりの部分が圧縮比を低下させる
いわゆるデツドボリユームを構成してしまうこと
になる。このため、連通ポート開閉用の開閉弁
を、前記公報記載のように、連通口を有する回転
子を備えたロータリ式のものとすることにより、
連通ポートのかなりの容積部分を回転子で充填さ
せて、連通ポートによるデツドボリユームを小さ
くする上で好ましいものとなる。また、このロー
タリ式の開閉弁を利用することは、連通ポートを
開くような運転領域でも、ロータにより開閉時期
が一律に設定される連通ポートの開閉タイミング
を回転子による開閉タイミングで調整することも
可能となり（例えば出力軸と回転子を同期させて
その位相を調整する）、連通ポートを利用したポ
ンプ損失低減をより最適化する上でも有利とな
る。

（考案が解決しようとする問題点）ところで、このように、連通ポートを利用して
ポンプ損失を低減させるものおいて、燃焼性改善
等の観点から、燃料噴射弁からの燃料噴射をこの
連通ポートに対して行うようにすることが考えら
れている。この場合、燃料噴射弁は中間ハウジン
グに設けられることになるが、前述したように開
閉弁をロータリ式のものとすると、中間ハウジン
グは５cm程度とその厚さがかなり薄いので、回転
子を避けて連通ポートに燃料噴射を行わせること
がかなり難しいものとなる。

したがつて、本考案の目的は、中間ハウジング
に形成した連通ポートを利用してポンプ損失の低
減を図ると共に、この連通ポートを開閉する開閉
弁をロータリ式のものとした場合を前提として、
開閉弁をロータリ式としたことに伴うデツドボリ
ユームの低減効果を犠牲にすることなく、この連
通ポートへの燃料噴射を容易になし得るようにし
たロータリピストンエンジンのポンプ損失低減装
置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段、作用）前記の目的を達成するため、本考案にあつて
は、次のような構成としてある。すなわち、２つの気筒を画成する中間ハウジングに、吸気
行程にある一方の気筒の作動室と圧縮行程にある
他方の気筒の作動室とを連通する連通ポートが開
口され、前記連通ポートに、連通口を有する回転子を備
えて該回転子の回転位置に応じて前記連通ポート
を開閉するロータリ式の開閉弁が配設され、前記中間ハウジングには、前記回転子の側壁に
臨む燃料供給口が形成されて、該燃料供給口に取
付けられた燃料噴射弁からの噴射燃料が該回転子
の側壁に向かうように指向され、前記回転子には、一端が前記連通口に開口する
と共に他端が該回転子側壁に開口する燃料導入口
が形成されて、連通ポートを開状態とする該回転
子の回転位置において該燃料導入口が前記燃料供
給口と合致するようにされ、前記燃料導入口の他端開口位置が、前記連通ポ
ートを閉じているときの前記回転子の回転位置に
おいて、該連通ポートに対して連通しないような
位置に設定されている、ような構成としてある。

このように、回転子（に形成された燃料導入
口）を通して連通ポート（回転子の連通口）に燃
料噴射を行うので、燃料噴射弁はこの回転子を含
む平面内において配設することが可能となり、薄
い中間ハウジングに対して、回転子を有するロー
タリ式の開閉弁と燃料噴射弁とを余裕をもつて組
付けることが可能になる。

また、回転子に形成された燃料導入口は、該回
転子側壁に開口する他端開口の位置が、連通ポー
トと合致しないような位置に設定されているた
め、回転子を連通ポートを閉じている状態とした
ときに、気筒内の作動室がこの燃料導入口は勿論
のこと、この燃料導入口を通して回転子の連通口
に連通されることをも確実に防止される。これに
より、開閉弁をロータリ式としたことによるデツ
ドボリユーム低減の効果が何等阻害されないもの
となる。ちなみに、回転子が連通ポートを閉じて
いる回転位置において、燃料導入口を通して作動
室と連通口とが連通されると、この燃料導入口お
よび連通口の容積分だけデツドボリユームが増え
てしまうことになる。

（実施例）以下本考案の実施例を添付した図面に基づいて
説明する。

第１図において、エンジン本体１のハウジング
が、出力軸２（偏心軸）の一端側から他端側へ順
次、サイドハウジング３、ロータハウジング４、
中間ハウジング５、ロータハウジング６、サイド
ハウジング７によつて構成されている。そして、
中間ハウジング５を境にして画成された２つのロ
ータ室８，９には、ロータ１０あるいは１１が収
納されている。このようにして、エンジン本体１
は、ロータ１０を有する第１気筒Ａとロータ１１
を有する第２気筒Ｂとの２つの気筒を有する２気
筒用とされている。

各ロータ室８，９内は、第２図に示すように、
ロータ１０，１１によつて、それぞれ３つの作動
室１２Ａ，１２Ｂと、１３Ａ，１３Ｂと、１４
Ａ，１４Ｂとに画成されている。この第２図にお
いて、１５Ａ，１５Ｂはサイドハウジング３ある
いは７に画成された２次の吸気ポートであり（中
間ハウジング５に形成された１次の吸気ポートは
図示略）、１６Ａ，１６Ｂは排気ポートであり、
１７Ａ，１７Ｂは点火プラグである。したがつ
て、第２図の状態では、第１気筒Ａの作動室は、
１２Ａについては吸気行程にあり、１３Ａについ
ては爆発行程（初期）にあり、１４Ａについては
排気行程にある。また、第２気筒Ｂの作動室は、
１２Ｂについては排気行程（終期）にあり、１３
Ｂについては圧縮行程にあり、１４Ｂについては
爆発（終期）行程にある。

吸気通路２１は、途中にサージタンク２２を備
え、サージタンク２２上流側は一本の共通吸気通
路２３とされて、この共通吸気通路２３には、そ
の上流側から下流側へ順次、エアクリーナ２４、
エアフローメータ２５、スロツトル弁２６が配設
されている。また、サージタンク２２下流の吸気
通路は、第１気筒Ａ用の１次、２次の各独立吸気
通路２７Ａ，２８Ａ、また第２気筒Ｂ用の１次、
２次の各独立吸気通路２７Ｂ，２８Ｂの合計４本
の独立吸気通路として構成されている。この１次
独立吸気通路２７Ａ，２７Ｂは、既知のように中
間ハウジング５に形成された１次吸気ポート１５
Ａ，１５Ｂに連なり、また２次の独立吸気通路２
８Ａ，２８Ｂはサイドハウジング３，７に形成さ
れた２次の吸気ポートに連なつている。

前記１次の独立吸気通路２７Ａ，２７Ｂには燃
料噴射弁２９Ａ，２９Ｂが配設され、また２次の
独立吸気通路２８Ａ，２８Ｂにも燃料噴射弁３０
Ａ，３０Ｂが配設されている。この１次用の燃料
噴射弁２９Ａ，２９Ｂは、１次独立吸気通路２７
Ａ，２７Ｂの十分下流側に配設されている。ま
た、２次用の燃料噴射弁３０Ａ，３０Ｂは、２次
独立吸気通路２８Ａ，２８Ｂの十分上流側に配設
されている。そして、２次独立吸気通路２８Ａ，
２８Ｂには、高負荷領域となつたときにのみ開く
制御弁３１が配設されている。

中間ハウジング５には、第１図〜第３図に示す
ように、両気筒ＡとＢとを連通するための連通ポ
ート４１が形成されている。この連通ポート４１
は、吸気行程にある一方の気筒の作動室（第２図
では第１気筒Ａの作動室１２Ａ）と、圧縮行程に
ある他方の気筒の作動室（第２図では第２気筒Ｂ
の作動室１３Ｂ）とを連通するように、その開口
位置が決定されている。すなわち、連通ポート４
１は、ロータ１０あるいは１１によつて、吸気ポ
ート１５Ａあるいは１５Ｂが閉じられてから遅れ
て閉じられるようになつている（２次吸気ポート
についても同じ）。なお、この連通ポート４１は
中間ハウジング５の厚さに相当する極めて短い長
さで（５cm前後）、直線的に形成されている。

中間ハウジング５には、連通ポート４１を開閉
するための開閉弁４２、およびこの連通ポート４
１内に燃料を噴射するための第１気筒Ａと第２気
筒Ｂとに対する共通用とされた燃料噴射弁４３が
設けられている。開閉弁４２は、第３図〜第５図
に示すように、ロータリ式とされて、連通ポート
４１の一部を構成する有底筒状のハウジング４４
と、このハウジング４４内に回転自在に嵌挿され
た弁体としての回転子４５とを有し、この回転子
４５には、その径方向に貫通する連通口４６が形
成されている。これにより、回転子４５の回転位
置に応じて、連通ポート４１が開（第４図参照）
または閉（第５図参照）となる。そして、回転子
４５は、そのロツド４７を介して、ステツプモー
タ、DCモータ等のアクチユエータ４８によつて
開閉駆動される。

前記燃料噴射弁４３は、回転子４５の連通口４
６に対して燃料を噴射するようになつている。こ
のため、第３図に示すように、回転子４５の軸心
を通りかつ連通ポート４１の軸心と直交する延長
線上において、中間ハウジング５（ハウジング４
４を含む）には燃料供給口４９が形成される一
方、回転子４５には燃料導入口５１が形成され
て、燃料供給口４９に燃料噴射弁４３が挿入され
ている。そして、上記延長線すなわち燃料噴射弁
４３の軸心は、回転子４５から離れるにしたがつ
て上昇するようにされ、また導入口５１は、第４
図に示すように回転子４５が開位置となつたとき
に燃料供給口４９と合致するように、連通口４６
と直交するようにして形成されている。このよう
な構成により、燃料噴射弁４３からの噴射燃料
は、通気ポート４１が開いているときにのみ、導
入口５１を通して、連通口４６すなわち連通ポー
ト４１へ供給される。

なお、連通口４６内には、燃料噴射弁４３から
の噴射燃料が衝突されて、気化、霧化を促進する
ための衝突板５２が設けられ、この衝突板５２
は、導入口５１に嵌挿されたステー５３を介して
回転子４５に支持されている。

ここで、回転子４５に形成された導入口５１
は、その一端が連通口４６に開口すると共に、そ
の他端５１ａが回転子４５の側壁に開口している
が、この他端開口５１ａの位置は、連通ポート４
１に対して次のような関係となるように設定され
ている。すなわち、第９図、第１０図に示すよう
に、連通ポート４１の上端縁に対して、他端開口
５１ａの下端縁が距離「ｌ」分だけ上方位置とな
るようにオフセツトされており、これにより、回
転子４５が連通ポート４１を閉じた回転位置（第
５図、第９図、第１０図）においては、他端開口
５１ａはハウジング４４により閉塞されて、連通
ポート４１と何等連通しないようにされている。
これにより、この連通ポート４１を閉じたとき
に、両気筒Ａ，Ｂ（の作動室）は、導入口５１お
よび連通口４６と完全に遮断されることになり、
開閉弁４２をロータリ式としたことによるデツド
ボリユーム低減効果が十分に維持される。なお、
導入口５１は、その他端開口５１ａが回転子４５
の周回り方向に長く設定されて、開閉弁４２の開
度が小さいときにも、燃料噴射弁４３からの燃料
を連通ポート４１へ供給し得るようにされてい
る。

第２図中Ｕはマイクロコンピユータにより構成
された制御ユニツトで、この制御ユニツトＵに
は、エアフローメータ２５からの吸入空気量信号
および回転数センサ６１からのエンジン回転数信
号が入力される。また、制御ユニツトＵによつ
て、開閉弁４２の開閉制御および各燃料噴射弁２
９Ａ，２９Ｂ，３０Ａ，３０Ｂ，４３からの燃料
噴射制御がなされる。

なお、制御ユニツトＵは、基本的に、CPU，
ROM，RAM，CLOCKを備え、その他入出力イ
ンタフエイスおよび駆動回路を備えているが、こ
のマイクロコンピユータの利用の仕方そのものは
従来より既知なのでこれ以上の説明は省略する。

さて次に、前述した制御ユニツトＵの制御概要
について説明する。先ず、開閉弁４２の開閉領域
は、例えば第６図に示すように、エンジン回転数
Neとエンジン負荷（吸入空気量Qa）とをパラメ
ータとして設定されている。すなわち、本実施例
では、アイドル領域付近（領域）および高回転
あるいは高負荷のとき（領域）は共に開閉弁４
２が閉じられ、領域において開閉弁４２が開か
れる。また、燃料噴射が行われる燃料噴射弁は、
領域においては、１次用燃料噴射弁２９Ａ，２
９Ｂからのみとされ、領域においては連通ポー
ト４１へ燃料噴射を行う共通の燃料噴射弁４３か
らのみとされ、領域においては、１次と２次と
の両燃料噴射弁２９Ａ，２９Ｂ，３０Ａ，３０Ｂ
からとされている。

また、第７図には、連通ポート４１が開いた運
転領域におけるときの燃焼サイクルと連通ポー
ト４１と通しての吸入空気のやりとりの方向と、
燃料噴射弁４３からの燃料噴射タイミングとを示
してある。すなわち、第７図中、IOが吸気ポー
ト開時期、ICが吸気ポート閉時期、LOが連通ポ
ート４１開時期、LCが連通ポート閉時期を示し
ている。そして、斜線を施した部分が、両気筒Ａ
とＢとの間で吸気の往き来されるときであり、白
抜き矢印がその吸気の流れ方向を示している。そ
して、ロータ１０あるいは１１の１回転当りで吸
気、圧縮、爆発、排気の４行程が行われる一方、
ロータ１回転で出力軸２が３回転するので、１行
程当りの出力軸２の回転角度は270°であり、ロー
タ１０と１１との回転位相差は２気筒のため180°
である。

以上のような前提の下に、共通用の燃料噴射弁
４３からの燃料噴射タイミングは、例えば第７図
で噴射パルス，として示すように、連通ポー
ト４１が開いているときに終了するように設定さ
れている。この噴射パルスで示した例は、噴射
開始と終了とが共に連通ポート４１が開いている
ときとしてあり、また噴射パルスとして示した
他の例は、噴射開始は連通ポート４１が閉じてい
るときに行われ、噴射終了は連通ポート４１が開
いているときに行うようにしてある。

前述のように、運転領域では、連通ポート４
１は閉とされたままとなり（燃料は、１次燃料噴
射弁２９Ａ，２９Ｂから供給される）、このため、
圧縮圧力が確保されて、アイドル付近での安定し
た燃焼が確保される。また、運転領域でも開閉
弁４２は閉じており、燃料噴射は１次と２次との
両燃料噴射弁２９Ａ，２９Ｂ，３０Ａ，３０Ｂか
ら行われるが、１次用と２次用との燃料噴射割合
が所定のものに設定されて、気化、霧化の促進と
（２次用燃料噴射弁３０Ａ，３０Ｂからの燃料供
給）、圧縮圧力の確保との両方により、十分な出
力が確保される。勿論、これ等両運転領域，
における燃料噴射は従来同様、出力軸２の１回転
に相当する360°周期で行なわれる。

一方、運転領域においては、第７図に示すよ
うに連通ポート４１が所定のタイミングで開か
れ、圧縮行程にある一方の気筒から吸気行程にあ
る他方の気筒へ吸入空気が流れる。このとき、連
通ポート４１内へ共通の燃料噴射弁４３から噴射
された燃料は、その全てが連通ポート４１を流れ
る速い空気に乗つて微粒化が促進されると共にリ
ツチとなつたまま吸気行程にある作動室へ層状化
されて供給される。この連通ポート４１から供給
された燃料は、燃焼されるまでの移動距離が短い
こともあつて、ハウジング３，４，５，６，７壁
面やロータ１０，１１の表面に付着する燃料量が
少ないものとなる。この結果、燃焼速度の向上、
HCの低下、さらには燃費低減が得られる。

前述した制御ユニツトＵの制御内容について、
第８図に示すフローチヤートを参照しつつ説明す
る。なお、以下の説明でＰはステツプを示す。

先ず、P1でエンジン回転数Neと吸入空気量Qa
とが検出され、次いでP2において、該両者Neと
Qaとに基づいて、１気筒当りについて噴射すべ
き燃料噴射量T_Pが算出される。

P3においては、現在のエンジンの運転状態が
第６図に示す運転領域にあるか否かが判別され
る。このP3でTESのときは、P4において開閉弁
４２を開き、次いでP5において、P2での燃料噴
射量T_Pを共通用燃料噴射弁４３からの燃料噴射
量T_PLとして設定する。この後、P6において所定
に燃料噴射時期となるのを待つて、所定の燃料噴
射時期となつたときにP7において、T_PLが出力さ
れる。勿論、このP4〜P7を経るルートにおける
燃料噴射の周期は180°である。

一方、前記P3でNOと判別されたときは、P8に
おいて開閉弁４２を閉とした後、P9において現
在のエンジンの運転状態が運転領域であるか否
かが判別される。このP9での判別でYESのとき
は、P10に移行して、１次用燃料噴射弁２９Ａ，
２９Ｂからの燃料噴射量T_PPが前記P2で算出され
たT_Pにセツトされ、２次用燃料噴射弁３０Ａ，
３０Ｂからの燃料噴射T_PSが０にセツトされる。
また、P9においてNOと判別されたときは、運転
領域にあるときなので、P11へ移行して、１次
用燃料噴射弁２９Ａ，２９Ｂからの燃料噴射量
T_PPがT_P×C₁として、また２次用燃料噴射弁３０
Ａ，３０Ｂからの燃料噴射量T_PSがT_P×C₂として
セツトされる（T_PをC₁：C₂に分配する−ただし
C₁，C₂共に０ではない）。このP10あるいはP11の
後は、P12で所定の燃料噴射時期となるのを待つ
て、所定の燃料噴射時期となつたときに、P13に
おいてT_PP，T_PSが出力される。勿論、このP8〜
P13を経るルートの場合の燃料噴射周期は、従来
同様360°である。

以上実施例について説明したが、本考案はこれ
に限らず例えば次のような場合をも含むものであ
る。

連通ポート４１へ燃料噴射を行う燃料噴射弁
４３は、第１気筒Ａ用と第２気筒Ｂ用とに別個
に設けるようにしてもよい。この場合、２つの
燃料噴射弁は、回転子４５を境にしてこの後径
方向180°反対側に位置させるとよい。勿論、こ
の場合は、回転子４５に形成される燃料導入口
は、第３図に示された導入口５１の他にこれと
対称位置にさらにもう１つ形成すればよく、ま
た各燃料噴射弁４３の燃料噴射周期は360°とさ
れる。

制御ユニツトＵをコンピユータによつて構成
する場合は、デジタル式あるいはアナログ式の
いずれであつてもよい。

スロツトル弁を１次用と２次用（所定の高負
荷領域となつたときから徐々に開き始める）と
に分けるようにしてもよい。この場合、サージ
タンクを設けるときは、１次用と２次用とにサ
ージタンクを別途構成すればよい。

１次と２次との両方の吸気通路を有する場
合、いずれか一方の吸気通路に対してのみ燃料
供給を行なうようにしてもよい。

（考案の効果）本考案は以上述べたことから明らかなように、
連通ポートに配設する開閉弁をロータリ式として
デツドボリユームを低減する一方において、この
デツドボリユーム低減効果を損なうことなく連通
ポートに対して燃料噴射を行うことができる。

とりわけ、連通ポートに対して燃料噴射を行う
燃料噴射弁は、回転子と同一平面内に配置するこ
とが可能となるので、肉厚の薄い中間ハウジング
に対して、比較的大型部材であるロータリ式の開
閉弁と燃料噴射弁とをスペース上の余裕を十分に
見込んで組付けることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案が適用されたロータリピストン
エンジンのエンジン本体部分を示す側面断面図。
第２図は本考案の一実施例を示す全体系統図。第
３図は連通ポート部分を詳細に示す要部断面図。
第４図、第５図は開閉弁の開閉状態を示すもの
で、第３図Ｘ−Ｘ線に相当する部分での断面図。
第６図は開閉弁を開閉させる運転領域の設定の一
例を示すグラフ。第７図は吸気ポートの開閉と連
通ポートの開閉と燃料噴射タイミングとの関係を
示すグラフ。第８図は本考案の制御例を示すフロ
ーチヤート。第９図は回転子における連通口と燃
料導入口との連通ポートに対する位置関係を示す
側面断面図。第１０図は第９図のＡ方向矢視図。Ａ……第１気筒、Ｂ……第２気筒、１……エン
ジン本体、２……出力軸、５……中間ハウジン
グ、８，９……ロータ室、１０，１１……ロー
タ、１２Ａ，１２Ｂ……作動室、１３Ａ，１３Ｂ
……作動室、１４Ａ，１４Ｂ……作動室、１５
Ａ，１５Ｂ……吸気ポート（２次）、１６Ａ，１
６Ｂ……排気ポート、１７Ａ，１７Ｂ……点火プ
ラグ、２１……吸気通路、２３……共通吸気通
路、２６……スロツトル弁、２７Ａ，２７Ｂ……
独立吸気通路（１次）、２８Ａ，２８Ｂ……独立
吸気通路（２次）、２９Ａ，２９Ｂ……燃料噴射
弁（１次）、３０Ａ，３０Ｂ……燃料噴射弁（２
次）、４１……連通ポート、４２……開閉弁、４
３……燃料噴射弁（連通ポート用）、４５……回
転子、４６……連通口、４８……アクチユエータ
（開閉用）、４９……燃料供給口、５１……燃料導
入口、５１ａ……他端開口、ｌ……オフセツト
量。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】２つの気筒を画成する中間ハウジングに、吸気
行程にある一方の気筒の作動室と圧縮行程にある
他方の気筒の作動室とを連通する連通ポートが開
口され、前記連通ポートに、連通口を有する回転子を備
えて該回転子の回転位置に応じて前記連通ポート
を開閉するロータリ式の開閉弁が配設され、前記中間ハウジングには、前記回転子の側壁に
臨む燃料供給口が形成されて、該燃料供給口に取
付けられた燃料噴射弁からの噴射燃料が該回転子
の側壁に向かうように指向され、前記回転子には、一端が前記連通口に開口する
と共に他端が該回転子側壁に開口する燃料導入口
が形成されて、連通ポートを開状態とする該回転
子の回転位置において該燃料導入口が前記燃料供
給口と合致するようにされ、前記燃料導入口の他端開口位置が、前記連通ポ
ートを閉じているときの前記回転子の回転位置に
おいて、該連通ポートに対して連通しないような
位置に設定されている、ことを特徴とするロータリピストンエンジンのポ
ンプ損失低減装置。