JPS62225722A - エンジンの排気還流量制御装置 - 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、エンジンの排気還流量制御ＩｌＩ装置に関し
、特に低回転低負荷時等に燃焼室内の吸気を圧縮行程初
期において吸気通路もしくは他の気筒の燃焼室に還流し
て充Ｉ？Ａｆｊｌを制御することにより、吸入抵抗を低
減してボンピングロスを低減するようにしたエンジンに
おける排気還流量の制御技術に関する。

（従来の技術） 従来より、ボンピングロスの低減を図ったエンジンの一
つとして、例えば特開昭５８−１７２４２９号公報に開
示されるように、気筒の燃焼室に吸気行程時に吸気を燃
焼室内に導入する主吸気ポートと、該主吸気ポートより
遅れて閉じる補助ポートとを開口するとともに、少なく
とも低回転低負荷時に上記補助ポートより燃焼室内の吸
気を圧縮行程初期に吸気通路又は他の気筒の燃焼室内に
還流して充填量を制御するように閉作動し、高回転高負
荷時に上記補助ポート内の吸気の流れをＩＴ止するよう
に閉作動する制御弁を備えて、特に吸気量が少なくてボ
ンピングロスの大きい低回転低負荷時に所定の吸気量ｊ
Ｊ　ｌを確保しながら、吸入゛抵抗を小さくしてボンピ
ングロスを低減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問題点） ところで、このようなボンピングロス低減化エンジンに
対して、排気ガスの一部を吸気系に還流してＮＯｘの発
生を低減する排気還流技術を組合わせた場合、次のよう
な問題が生じる。すなわち、上記補助ポートでの吸気の
流れを制御する制御弁が開作動しているときには、圧縮
行程初期において補助ポートより燃焼室内の吸気を吸気
通路もしくは他の気筒の燃焼室内に還流することから、
圧縮圧力が低下し、それに伴って燃焼温度が低下するの
で、ＮＯＸの発生量が少ない。そのため、このときに排
気ガスの還流を行なうことは、必要以上の還流排気ガス
がエンジンに導入されることになり、燃焼性が悪化し、
失火をＩＢ　＜ことになる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、上記の
ごときボンピングロス低減化エンジンに排気速流ｖ装置
を組合わせた場合において、補助ポート内の吸気の流れ
を制御する制御弁の開作動時にはそれに応じて排気還流
ｍを減少させることにより、排気還流によるＮＯｘの発
生の抑制化を図りつつ、エンジンの燃焼安定性を向上さ
せることを目的とする。

〈問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明の講じた解決手段は
、気筒の燃焼室に、吸気行程時に吸気を燃焼室内に導入
する主吸気ポートと、該主吸気ポートより遅れて閉じる
補助ポートとを開口するとともに、少なくとも低回転低
負荷時に燃焼室内の吸気を圧縮行程初期において上記補
助ポートより吸気通路もしくは他の気筒の燃焼室内に３
！を流して充填量を制御するように開作動し、高回転高
負荷時に補助ポート内の吸気の流れを閉止するように閉
作動する制御弁を備えたエンジンを対象とする。

そして、エンジンの排気ガスを吸気通路に還流する排気
還流通路と、該排気還流通路で充填ｍを流れる排気３！
！流量を制御する排気還流量制御弁とを備える。さらに
、上記制御弁の開作動に応じて上記排気還流量制御弁の
開度を減少させるように補正する補正手段を設ける構成
としたものである。

（作用〉 上記の構成により、本発明では例えば吸気量が少なくて
ボンピングクロスの大きい低回転低負荷時には、制御弁
が開作動して、圧縮行程初期において燃焼室内の吸気が
補助ポートより吸気通路もしくは他の気筒の燃焼室内に
還流されて充１ｍが制御されるので、所定の吸気量を確
保しながら、吸入抵抗を小さくしてボンピングロスを低
減することができる。

その際、上記圧縮行程初期での吸気の還流により圧縮圧
力は低下し、そのため燃焼温度が低下してＮＯｘの発生
量は少ない。このとき、排気還流通路を介しての排気）
重流量は、補助手段により排気還流制御弁の開改が上記
制御弁の開作動に応じて減少補正されることから、少量
に制御されることになり、必要以上の吊の排気ガスが還
流されることがないので、ＮＯｘの発生を抑制しながら
燃焼安定性が向上することになる。

一方、出力が要求される高回転高負荷時には、制御弁の
閉作動により補助ポート内の吸気の流れが閉止されるの
で、圧縮圧力が高く維持されて高出力が発揮される。ま
た、その際、排気還流制御弁による排気還流量は、その
ときの運転状態に応じた邑に制御されてＮＯｘの発生も
有効に抑制される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図および第２図は本発明を２気筒ロータリピストン
エンジンに適用した例を示す。同図において、１は２気
筒ロータリピストンエンジンのケーシングであって、該
ケーシング１は、インクメゾイエイトハウジング２と、
該インタメゾイエイトハウジング２の両側に配置されト
ロコイド状内周面を有する２つのＤ−タハウジング３ａ
　、　３ｂと、該各ロータハウジング３ａ　、３ｂの外
側に配置された２つのサイドハウジング４ａ、４ｂとか
ら構成されていて、上記ロータハウジング３ａ。

３ｂの１〜口コイド状内周而とインタメゾイエイトハウ
ジング２の両側面と各ロータハウジング４ａ。

４ｂの内側面とで各気筒の燃焼室としての２つのトロコ
イド空間５ａ　、５ｂを形成している。該各トＯコイド
空間５ａ、５ｂにはそれぞれロータ６ａ、６ｂが単一の
偏心軸７に支持されて収容され（、Ｊ３つ、各ロータ５
ａ　、５ｂは互いに１８０度の位相差をもって遊星回転
運動することにより、各気筒のトロコイド空間５ａ、５
ｂにおいて吸気、圧縮、爆発、膨張および排気の各行程
を行わせるように構成されている。

また、８は各気筒に吸気を供給するための吸気通路であ
って、該吸気通路８の下流側は各気筒に対応して２つの
分岐通路９ａ、９ｂに分岐され、該多分岐通路９ａ　、
９ｂはそれぞれインタメゾイエイトハウジング２の両側
壁に開口する主吸気ポート１０ａ、１０１）を介して各
気筒のトロコイド空間５ａ　、５ｂに連通しており、該
名主吸気ポート１０ａ、１０ｂにより各気筒の吸気行程
時に吸気をトロコイド空間５ａ、５ｂの吸気作動室に導
入するようになされている。尚、１１は吸気通路８に配
設されアクセルペダルと連動するスロットル弁であり、
該スロットル弁１１はボンピングロスの低減の観点から
その開度が通常のものよりも聞き気味になるように設定
されている。

さらに、上記インタメゾイエイトハウジング２の両側壁
にはそれぞれ補助ポー１−１２ａ、１２ｂが開口されて
おり、該両補助ポート１２ａ、１２ｂはインタメゾイエ
イトハウジング２に形成された連通路１３を介して連通
されていて、各ロータ５ａ、５ｂの１８０１！！１位相
のずれた回転に応じて一方の気筒のトロコイド空間５ａ
の圧縮作動室を他方の気筒のトロコイド空間５ｂの吸気
作動室に連通する連通状態と、他方の気筒のトロコイド
空間５ｂの圧縮作動室を一方の気筒のトロコイド空間５
ａの吸気作動室に連通ずる連通状態とを交互につくり出
すようになされている。そして、上記連通路１３には第
３図に示すように連通路１３を開閉する制御弁１４がｆ
Ｆ設されており、該制御弁１４は、上記スロットル弁１
１の開度によりエンジン負荷を検出するスロットル開度
センサ１５の信号およびエンジン回転数を検出する回転
数センサ１６の信号等が入力されたコントロールユニッ
ト１７により開閉制御され、第５図に示すように減速領
域を除く低回転及び低負荷領域では開作動して、一方の
トロコイド空間５ａ、５ｂの圧縮作動室内の吸気を圧縮
行程初期において補助ポート１２ａ、１２ｂより連通路
１３を介して使方のトロコイド空間５ｂ、５ａの吸気作
動室に還流して充填量を制御する一方、高回転高負荷時
領域では閉作動して、補助ポート１２ａ、１２ｂ内の吸
気の流れを閉止するように構成されている。

加えて、１８ａおよび１８ｂは各ロータハウジング３ａ
　、３ｂに各トロコイド空間５ａ　、５ｂに連通するよ
うに開口された排気ポートであって、該各排気ポート１
８ａ、１８ｂにはそれぞれ排気通路１９ａ、１９ｂに接
続され、該各排気通路１９ａ、１９ｂは１つの集合通路
２０に集合されたのち大気に開口しており、各気筒のト
ロコイド空間５ａ、５ｂの排気作動室からの排気ガスを
大気に成用するようにしている。そして、２１は、一端
が上記各排気通路１９ａ、１９ｂの集合部に開口し、他
端が上記吸気通路８の分岐部に開口して、ｌＪＦ気通路
１９ａ、１９ｂの排気ガスの一部を吸気通路８に還流す
るための排気還流通路であって、該排気還流通路２１の
途中には排気還流通路２１を流れる排気遠ｉ＆量を制御
する排気３ｉｉ１流量制御弁２２が配設されており、該
排気遠＠量制陣弁２２は上記コントロールユニット１７
によって作動制御される。すなわら、該コントロールユ
ニツｌ〜１７により、排気還流量制御弁２２を第５図に
示すようにエンジン運転状態に応じて開閉制御し、減速
領域を除く低・中負荷領域では開作動して排気ガスの還
流を行う一方、その他の運転＠域では閉作動して排気ガ
スの還流を停止するようにしている。さらに、上記排気
還流領域で上記制御弁１４の間作ｖＪ領領域ラップする
領域では、この制御弁１４の開作動に応じて排気還流晰
制御弁２２の開度を減少させるよう補正するようにした
補正手段２３を構成している。

尚、２４ａおよび２４ｂはそれぞれ点火プラグである。

したがって、上記実施側においては、第５図に示すよう
に、吸気間が少なくてボンピングロスの大きい低回転及
び低負荷領１ｉｉｔ（減速領域を除く）では、制御弁１
４が開作動して連通路１３が開かれることにより、各気
筒の圧縮行程初期において当該気筒のトロコイド空間５
ａ、５ｂの圧縮作動室の吸気が補助ポート１２ａ、１２
ｂより連通路１３を介して他の気筒のトロコイド空間５
ｂ、５ａの吸気作動室に還流して充填量が制御されるの
で、所定の吸気量を確保しながら、吸入抵抗が低減でき
てボンピンクロスの低減化を図ることができる。一方、
ＮＯｘの発生量の多い低・中負荷領域では、排気還流量
制御弁２２が開作動して、排気還流通路２１を介して排
気ガスが還流されることにより、ＮＯｘの発生が抑制さ
れる。

その際、この排気還流量は、上記制御弁１４の開閉に応
じて変更制御される。すなわち、制御弁１４が開作動し
ているときには、上述のこと（圧縮作動室の吸気が他の
気筒の吸気作動室に還流されることから、圧縮圧力が低
くなり、それにより燃焼温度も低下するので、ＮＯｘの
発生量が少ない状態にある。この制御弁１４の開作動領
域とラップする排気還流時には、上記制御弁１４の開作
動に応じて排気還流量制御弁２２の開度が減少補正され
て、排気還流量が減少補正されるので、必要以上の排気
ガスが還流されることによる燃焼性の悪化や失火を防止
でき、よってＮＯＸの発生を抑制しながら、燃焼安定性
を向上させることができる。

これに対し、上記制御弁１４の間作動領域とラップしな
い排気還流時には、排気還流量制御弁２２は従来どおり
、そのときの運転状態に応じた開度に制御され、所定の
還流率でもって排気還流が行われるので、エンジンの運
転性を阻害することなくＮＯＸの発生を有効に抑制する
ことができる。

今、第５図に示すように制御弁１４の間作動領域とラッ
プする排気還流領域のａ点から制御弁１４の間作動領域
とラップしない排気還流領域のｂ点に移行した場合での
排気還流量の特性をみると、第６図に示すようになり、
制御弁１４の開作動領域では制御弁１４の閉作動領域と
較べて排気還流量が所定の比″ＪＦ−で減少していて、
元来ＮＯＸの発生量の少ないことに対応した排気還流量
により燃焼安定性の向上が図られている。

ざらに、上記実施例の如きロータリピストンエンジンに
おいては、第４図に示すように１．主吸気ポート１０ａ
（１０ｂ）および補助ポート１２ａ（１２ｂ）は回転す
るロータ６ａ（６ｂ）によって開閉されるものの、サイ
ドシール外周側のロータ側面とインタメゾイエイトハウ
ジング２の側面との間に形成される空隙を介して両者が
連通可能であるため、制御弁１４の開ｆＴ’動領域にお
いて、一方の気筒が同図実線で示すロータ姿勢にあると
き、主吸気ポート１０ａ（１０ｂ）と排気ポート１８ａ
、（１８ｂ）とのオーバラップにより吸気作動室に持ち
込まれたダイリューションガスが補助ホード１２ａ　　
（１２ｂ　）により、同図破線で示すように１８０″の
位相差を持つロータ姿勢にある他方の気筒の吸気作動室
に流入して実質的な排気還流量が増大する傾向にあり燃
焼性の悪化が著しいことから、このときの上記排気還流
量の減少補正はより効果的であり、燃焼安定性の向上が
有効に図られることになる。

尚、本発明は上記実施例のみに限定されるものではなく
、その他種々の変形例をも包含するものである。例えば
、上記実施例では、制御弁１４の開作動による圧縮行程
初期での吸気の還流光を他の気筒の吸気作動室としたが
、単に吸気通路に還流するようにしてもよい。

また、上記実施例では、制御弁１４の開作動に応じた排
気還流量制御弁２２の開度の減少補正により排気還流量
を単に減少補正するようにしたが、上述のロータリビス
１−ンエンジンの如くダイリューションガスの持込み闇
が増大する傾向にある場合には排気還流を停止するよう
にしてもよい。

さらに、本発明は上記実施例の如きロータリピストンエ
ンジンに限らず、その他、レシプロエンジン等のオツト
ーサイクル機関に広く適用可能である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、ボンピングロス
の低減を図るべく、少なくとも低回転低負荷時に燃焼室
内の吸気を圧縮行程初期において吸気通路もしくは他の
気筒の燃焼室内に還流して充填量を制御する場合、この
圧縮圧力の低下によりＮＯＸの発生量が少ないことに対
応して、排気還流石を減少させるように補正したので、
ＮＯＸの発生を有効に抑制しながら、そのときの燃焼安
定性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は２気筒ロータリ
ピストンエンジンを展開して示した縦断正面図、第２図
は同縦断側面図、第３図は第２図の■−■線における拡
大断面図、第４図はダイリューションガスの待込み状態
を説明するための模式図、第５図は制御弁の間作１Ｆｊ
Ｊ領域を排気還流領域とを示す説明図、第６図はＩＪＩ
：気還流利用の特性を示す図である。 ５ａ　、　５１）−Ｊ］〜ｏコイド空間、１０ａ、１０
ｂ・・・主吸気ポート、１２ａ、１２ｂ・・・補助ポー
ト、１３・・・連通路、１４・・・制御弁、２１・・・
排気還流通路、２２・・・排気還流邑制御弁、２３・・
・補正手段。 特許出願人　　　　マツダ株式会社 代　　理　　人　　　　　弁理士　　前　　１）　　弘
ｌＨ，−−ｍ＝　“ 第６図 第４図 第５図 エンジ゛ンロ東Ｊ父

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）気筒の燃焼室に、吸気行程時に吸気を燃焼室内に
   導入する主吸気ポートと、該主吸気ポートより遅れて閉
   じる補助ポートとを開口するとともに、少なくとも低回
   転低負荷時に燃焼室内の吸気を圧縮行程初期において上
   記補助ポートより吸気通路もしくは他の気筒の燃焼室内
   に還流して充填量を制御するように開作動し、高回転高
   負荷時に補助ポート内の吸気の流れを閉止するように閉
   作動する制御弁を備えたエンジンにおいて、エンジンの
   排気ガスを吸気通路に還流する排気還流通路と、該排気
   還流通路を流れる排気還流量を制御する排気還流量制御
   弁と、上記制御弁の開作動に応じて上記排気還流量制御
   弁の開度を減少させるように補正する補正手段とを設け
   たことを特徴とするエンジンの排気還流量制御装置。