JPS60216031A - タ−ボ過給機付ロ−タリピストンエンジン - 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〕 この発明は、ターボ過給機付ロータリピストンエンジン
に関するものである。

〔従来技術〕

−ｍにロータリピストンエンジンは、多円弧状内周面を
有するロータハウジングとその両側のサイドハウジング
とからなるケーシング内を、多角形状のロータが遊星回
転運動するようにしたものである。そしてこのロータリ
ピストンエンジンにおいては、排気ガスが吸気行程作動
室に持ち込まれて新気が希釈されるのを防止するために
、吸気ボートを排気ボートとオーバラップしないような
位置に形成しようとすると、ボート面積が小さくなって
高負荷時に十分な混合気を供給できず、エンジン出力が
低下するという不具合があり、又吸気ポートの開口時期
を遅らせてボート面積を確保　゛しようとすると、高負
荷低回転時に吸気が吸気通路に吹き返して充填効率が低
下し、運転性が悪化するという不具合が生じる。

これに対し本件出願人は、上述のような不具合を全て解
消したロークリピストンエンジンの吸気装置を既に開発
している（特公昭５７−４９７３５号公報参照）。即ち
、これは、吸気ポートとして軽負荷用吸気ボートと高負
荷用吸気ポートとを設け、軽負荷吸気ボルトについては
これを排気ポートが実質的に閉じた後に開くように設定
し、もって吸。

排気ポートのオーバラップをなくして着火性を向上させ
、一方晶負荷用吸気ボートについてはその閉しる時期を
軽負荷用吸気ボートより遅く設定し、もってボート面積
を確保して高負荷時のエンジン出力を保証し、さらに高
負荷用吸気ボートに制御弁を設けてこれを負荷と回転数
とに対応した排圧に応動するアクチュエータでもって開
閉制御し、もって高負荷低回転時における吸気の吹き返
しを防止して運転性の悪化を解消するようにしたもので
ある。

また最近、ロータリピストンエンジンとしてターボ過給
機を備えたものが実用化されており、このターボ過給機
付ロータリピストンエンジンにおいても上述の吸気装置
を設けることが考えられるが、この場合制御弁を開閉す
るアクチュエータの排圧として排気通路のどのような箇
所の排圧を用いるかはエンジンの運転性等を確保する上
で大変重要な問題である。即ち、アクチュエータの排圧
として過給機上流側の排圧を用いるようにした場合には
、アクチユエータが排気脈動の影響を受けて制御弁を正
確に開閉制御できないおそれがある。

一方アクチュエータの排圧として過給機下流の排圧を用
いるようにした場合には、過給機下流側では上流に比し
て排圧が低いことから、アクチュエータのばね部材を弱
いばね力に設定でき、又過給機によって排気脈動が軽減
されていることから、制御弁を正確に開閉制御できるも
のであるが、過給機によって排圧の変化に遅れが生じる
ことから、加速時に制御弁の応答性が悪いという問題が
生じる。

〔発明の目的〕

この発明は、かかる点に鑑み、制御弁を正確に開閉制御
でき、又加速時における制御弁の応答性を向上できるタ
ーボ過給機付ロータリピストンエンジンを提供せんとす
るものである。

〔発明の構成〕

そこでこの発明は、ターボ過給機付ロータリピストンエ
ンジンに上述の吸気装置を設け、制御弁を開閉するアク
チュエータの圧力室を上流側連通路及び上流側連通路で
もって過給機下流の排気通路及び過給機上流の排気通路
にそれぞれ連通させ、通常は圧力室に過給機下流側の排
圧を導入するようにし、加速時には開閉弁装置によって
上流側連通路を開き、圧力室に過給機上流側の排圧を導
入するようにしたものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図は本発明の一実施例によるターボ過給機付口〜タ
リピストンエンジンを示す。図において、１はエンジン
で、該エンジン１０ロータハウジング２は多円弧状内周
面を有し、該ロータハウジング２の両側にはサイドハウ
ジング３が配設され、上記ロータハウジング２とサイド
ハウジング３とはケーシング５を構成している。このケ
ーシング５内には偏心軸６によって支承されて遊星回転
運動する多角形状のロータ７が配設され、上記ケーシン
グ５内はロータフのフランク面によって３つの作動室８
ａ、８ｂ、８ｃに画成されている。

また上記ロータハウジング２には排気ポー上９が形成さ
れ、上記両サイドハウジング３の一方には軽負荷用吸気
ボート（図示せず）が、他方には中負荷用及び高負荷用
吸気ボー）１０．１１がそれぞれ形成されている。上記
軽負荷用吸気ボート及び中負荷用吸気ボート１０は排気
ポート９が実質的に閉じた後に開き、かつ高負荷低回転
時に吹き返しが生じない早い時期に閉じるように設定さ
れ、又上記高負荷用吸気ボート１１は軽負荷用吸気ボー
トが閉じた後に設定値遅れて閉じるように設定されてい
る。この高負荷用吸気ボート１１内には該ボート１１を
開閉制御する制御弁１２が配置され、該制御弁１２は排
圧に応動するダイヤフラム装置（アクチュエータ）１３
によって開閉されるようになっている。

またエンジンｌの吸気通路１４はその途中から１次側及
び２次側の吸気通路１４ａ、１４ｂに分岐形成され、上
記１次側吸気通路１４ａ内にはアクセルペダルと連動し
て開閉する１次側スロットル弁１５が配設され、上記２
次側吸気通路１４ｂ内にはエンジンが設定負荷以上の運
転時にアクセルペダルと連動して開閉する２次スロット
ル弁１６が配設されている。また上記１次側吸気通路１
４ａの下流端は図示していないが軽負荷用吸気ボートに
、上記２次側吸気通路１４ｂの下流端は中負荷及び高負
荷の両吸気ボート１０．１１にそれぞれ接続されている
。一方、上記ロータハウジング２の排気ポート９には排
気通路１７が接続され、該排気通路１７にはタービンが
、上記吸気通路１４にはブロワがそれぞれ配設され、上
記タービンとブロワとは相互に連結されてターボ過給機
１８を構成している。

そして上記ダイヤフラム装置１３の大気圧室には図示し
ていないがばね力の弱いばね部材が配設され、又圧力室
には排圧導入通路１９の一端が接続され、該排圧導入通
路１９の他端側は下流側連通路１９ａと上流側連通路１
９ｂとに分岐されている。上記下流側連通路１９ａは過
給機下流側の排気通路１７に、上記上流側連通路１９ｂ
は過給機上流側の排気通路１７にそれぞれ接続され、該
上流側連通路１９ｂの途中には該通路１９ｂを開閉する
ソレノイド弁２０が介設されている。

また図中、２１はエンジン回転数を検出する回転数セン
サ、２２はスロットル弁開度を検出する開度センサ、２
３はＣＰＵと第２図に示すＣＰＵのプログラム等を格納
したメモリとからなるコントロールユニットで、該コン
トロールユニット２３は上記両センサ２１，２２の出力
を受け、定常運転時及び設定回転以下の加速時にはソレ
ノイド弁２０に閉信号を、設定回転以上の加速時にはソ
レノイド弁２０に開信号を出力するようになっており、
上記ソレノイド弁２０とコントロールユニット２３とは
加速時に上流側連通路１９ｂを開く開閉弁装置２４を構
成している。

次に動作について説明する。

エンジンが作動スると、コントロールユニット２３は回
転数センサ２１及び開度センサ２２の両市力を受け（第
２図のステップ３０）、スロットル開度の変化ｄθ／ｄ
ｔが設定値ａ以上か否かの判断から加速時か否かを判定
するとともに（第２図のステップ３１）、加速時の場合
にはエンジン回転数が設定値ｂ２例えば１１０００ｒｐ
以上か否かを判定しく第２図のステップ３２）、定常運
転時及び設定回転数以下の加速時にはソレノイド弁２０
に閉信号を出力しく第２図のステップ３３）、設定回転
数以上の加速時にはソレノイド弁２０に開信号を出力す
る（第２図のステップ３４）。

そしてエンジンが定常運転時であって、軽負荷運転状態
の場合には、２次側スロットル弁１６は閉じたままで１
次側スロットル弁１５のみがアクセルペダルと連動して
開閉しており、吸気通路１４内の吸気は１次側吸気通路
１４ａ及び軽負荷用吸気ボートを介して吸気行程作動室
に吸入される。

するとエンジンには速い流速でもって吸気が供給されて
燃料が良好に気化霧化され、しかも吸、排気ポートがオ
ーバラップせず、吸気行程作動室にはほとんど排気ガス
が持ち込まれないことから、混合気は希釈されず、これ
により混合気は良好に着火されることとなる。

またエンジンが定常運転時であって中負荷運転状態の場
合には、２次側スロットル弁１６は１次側スロットル１
５とともにアクセルペダルと連動して開閉し、又このと
きソレノイド弁２０はコントロールユニット２３の閉信
号を受けて閉じ、ダイヤフラム装置１３の圧力室には過
給機１８下流の排圧が導入される。この中負荷時には排
圧はダイヤフラム装置１３のばね部材のばね力に対応す
る設定圧力以下であることから、制御弁１２は高負荷用
吸気ボー１−１１を閉塞しており、吸気行程作動室には
軽負荷用吸気ボートに加え、中負荷用吸気ボート１０か
らも吸気が吸入される。するとエンジンにはこの中負荷
運転状態に応じた十分な量の吸気が供給され、これによ
り中負荷時のエンジン出力が確保されることとなる。

さらにエンジンが定常運転時であって、高負荷運転状態
の場合、この場合もダイヤフラム装置１３の圧力室には
過給機１８下流側の排圧が導入され、該排圧はエンジン
負荷と回転数とに対応して変化することから、エンジン
回転数の低いときには制御弁１２は上記と同様に高負荷
用吸気ポート１１を閉塞しており、これにより高負荷低
回転時における吸気の吹き返しは防止されることとなる
。

エンジン回転数が増大し排圧が設定圧力以上となると、
制御弁１２は高負荷用吸気ポート１１を開き、吸気行程
作動室には上記軽負荷用吸気ボート及び中負荷用吸気ボ
ー）１０に加え、高負荷用吸気ボート１１からも吸気が
供給される。するとエンジンにはこの高負荷運転状態に
応じた十分な量の吸気が供給され、これにより高負荷時
のエンジン出力が保証されることとなる。

そして上述のような定常運転状態から設定回転数以上の
加速状態になると、ソレノイド弁２ｏがコントロールユ
ニット２３がらの開信号を受けＣ開き、ダイヤフラム装
置１３の圧力室には今度は過給機１８上流側の排圧が導
入される。この過給機１８上流側の排圧はエンジン負荷
及び回転数の変化に対して追従性よく変化しており、こ
れによりダイヤフラム装置１３は応答性よく制御弁１２
を開閉制御することとなる。

また定常運転状態から設定回転数以下の加速状態になっ
た場合には、コントロールユニット２３は定常運転時と
同様にソレノイド弁２０に閉信号を出力し、ダイヤフラ
ム装置１３の圧力室には定常運転時と同様に過給ｆｉ１
Ｂ下流側の排圧が導入され、制御弁１２は過給機１８下
流側の排圧に応じて開閉制御される。これは、低回転の
加速時に制御弁１２を過給機１８上流側の排圧に応じて
開閉制御して応答性よく開くようにすると、高負荷吸気
ボー）１１への吸気の吹き返しが発生するおそれがある
からである。

以上のような本実施例の装置では、通常は制御弁を過給
機下流側の排圧に応じて開閉制御するようにしたので、
制御弁は排気脈動の影響をほとんど受けることなく正確
に開閉制御される。

また本装置では、加速時においては、エンジンの運転状
態の変化に対して追従性よく変化する過給機上流側の排
圧に応じて制御弁を開閉するようにしたので、制御弁は
応答性よく開閉１１Ｊ御される。

しかもダイヤフラム装置内のばね部材は弱いばね力に設
定されており、又過給機上流側ｑ排圧は下流側に比して
高いことから、常時過給機上流側の排圧を導入する場合
に比して加速時における制御弁の応答性はよい。

また上述のように過給機上流側の排圧をダイヤフラム装
置の圧力室に導入するようにした場合、制御弁は排気脈
動の影響を受けて正確に開閉制御されないこととなる。

しかるにこの加速時においては、エンジンは制ｒｎ＃−
が排気脈動の影響を受ける運転状態からすぐに他の運転
状態に変化してしまうため、上述のように過給機上流側
の排圧を用いて制御弁を開閉制御するようにしてもエン
ジンの運転性に何ら支障が生ずることはない。

とごろで上記実施例ではコントロールユニット２３をソ
フト構成したが、このコントロールユニット２３は勿論
ハード回路で構成してもよ（、第３図はコントロールユ
ニット２３をハード回路で構成した本発明の他の実施例
を示す。図において、第１図と同一符号は同図と同一の
ものを示し、４０は開度センサ２２の出力を受けて加速
か否かを判定する加速判定回路、４１は加速判定回路４
０の出力と回転数センサ２１の出力とを受け、開信号を
出力すべきか閉信号を出力すべきかを判定する制御領域
判定回路、４２は制御領域判定回路４１の出力を受け、
ソレノイド弁２０に開信号又は閉信号を加えるバルブ駆
動回路である。

本装置の動作は容易に理解できるので、その詳細な説明
は省略する。

なお上記実施例では吸気ボートを軽負荷、中負荷及び高
負荷の３ボートとしたが、これは軽負荷及び高負荷の２
ボートとしてもよい、またソレノイド弁は上流側連通路
ではなく、上流側連通路と下流側連通路の分岐部に設け
て連通路の切換えを行なうものでもよい。また上流側及
び下流側の両速通路にソレノイド弁をそれぞれ設けて通
路の切換えを行なってもよ（、この場合には過給機上流
側の高い排圧が下流側連通路に流れ込むのを防止して制
御弁の応答性をより向上できる。

〔発明の効果〕 以上のように本発明によれば、ターボ過給機付エンジン
に、軽負荷用吸気ポート、該ポートより閉しる時期が遅
い高負荷用吸気ボート及びこれを開閉する制御弁を設け
、制御弁を開閉するアクチュエータの圧力室を下流側連
通路及び上流側連通路でもって過給機下流の排気通路及
び過給機上流の排気通路にそれぞれ連通さ−Ｌ、ｉｌｌ
常は圧力室に過給機下流側の排圧を導入するようにし、
加速時には開閉弁装置によって上流側連通路を開き、圧
力室に過給機上流側の排圧を導入するようにしたので、
制御弁を正確に開閉制御でき、又加速時における制御弁
の応答性を向上できる’Ａｙ果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるターボ過給機付ローク
リピストンエンジンの構成図、第２図番Ｊ上記エンジン
におけるコントロールユニットの演算処理のフローチャ
ートを示す図、第３図は本発明の他の実施例におけるコ
ントロールユニソ１−の構成図である。 １１・・・高負荷用吸気ボート、１２・・・制御弁、１
３・・・ダイヤフラム装置（アクチュエータ）、１７・
・・排気通路、１８・・・ターボ過給機、１９ａ・・・
下流側連通路、ｉ９ｂ・・・上流側連通路、２４・・・
開閉弁装置。 特許出願人　東洋工業株式会社 代理人　弁理士　早　瀬　恵　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＋１１　軽負荷用吸気ボートと、この軽負荷用吸気ボー
   トより閉口時期の遅い高負荷用吸気ボートと、この高負
   荷用吸気ボートに配置されてこの高負荷用吸気ボートを
   開閉制御する制御弁とを有するターボ過給機付ロークリ
   ピストンエンジンであって、上記制御弁を開閉するアク
   チュエータの圧力室と過給機下流の排気通路とを連通ず
   る下流側連通路と、上記圧力室と過給機上流の排気通路
   とを連通ずる上流側連通路と、加速時に上記上流側連通
   路を開く開閉弁装置とを備えたことを特徴とするターボ
   過給機付ロークリピストンエンジン。