JPS63113120A - ロ−タリピストンエンジンの燃料供給装置 - 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） 本発明はロークリピストンエンジンの燃料供給装置、特
に作動室に直接燃料を噴射する燃料噴射ノズルが備えら
れたロータリピストンエンジンの燃料供給装置に関する
。

（従来の技術） ロークリピストンエンジンの作動室に燃料を供給する方
法として、例えば特公昭５２−１９６１２号公報に示さ
れているように、ａ−タハウジングの所定位置に燃料噴
射ノズルをその噴口が作動室を指向するように設置して
、該ノズルから作動室に直接燃料を噴射供給する方法が
知られている。

この燃料供給方法は、当該エンジンの低負荷時に作動室
内に燃料を遍在させて混合気の層状化を図るために用い
られるものであって、燃費性能や排°気性能が向上され
るという利点がある。

ところで、このような方法を用いて上記混合気の層状化
を図るには、作動室のトレーリング側に燃料が残留され
ることによる火炎伝播性の悪化等を防止すべく、該作動
室のリーディング側にリッチな混合気を遍在させること
が有利である。そして、上記公報においては、燃料噴射
ノズルの噴口つまり噴射方向がロータにおけるロータフ
ランクのリーディング側を指向している時でしかも作動
室の容積変化率が最大となる時に燃料の噴射を行うこと
により、作動室のリーディング側にリッチな混合気を遍
在させるといった方法が用いられている。これによれば
、混合気の作動室リーディング側への層状化による燃焼
性の向上効果が得られると共に、容積変化率が最大であ
ることに伴って作動室内の空気の流れが速い時に燃料が
噴射されることにより、燃料の気化霧化が促進されるこ
とが期待できる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このように作動室内に直接燃料を噴射供
給する方法を用いる場合においては、燃料の気化霧化の
悪化が極めて重要な問題であり、上記公報のように単に
作動室の容積″変化率が最大の時に燃料の噴射を行うと
いった手段では、このような問題を確実に解決すること
はできない。そのため、燃焼状態が悪化して排気ガス中
の有害成分であるＨＣが多量に発生することになる。

更に、上記公報に示されたものは、燃料の噴射時期がロ
ータの回転位置のみによって決定されるものであり、燃
料はロータフランクの特定位置（リーディング側）に向
けて常時噴射されるようになっているため、ノッキング
の発生を未然に防止することはできない。つまり、この
ノッキングは当該エンジンの加速時或いはスロットル全
開時に、極めて高温状態となっているロータリセスのト
レーリング側における切り上がり部周辺で生じる自己着
火が主たる原因となって発生するものであるが、上記公
報の如く運転状態の変化に関係なく常にロータフランク
の同一位置に向けて燃料を噴射する構成では、ノッキン
グの発生を防止することができないのは勿論のこと、こ
のノッキングに対しては何の対策も講じられていないの
が実情である。

本発明はロータリピストンエンジンの燃料供給装置に関
する上記のような実情に対処するもので、燃料噴射ノズ
ルから作動室に直接噴射される燃料を所定の手段により
微粒化させて排気ガス中のト１Ｃの含有量を減少させる
と共に、運転状態に応じて燃料の噴射時期及び噴射方法
を最適制御することによりノッキングの発生を未然に防
止することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記目的達成のため次のように構成したことを
特徴とする。

即ち、作動室に直接燃料を噴射する燃料噴射ノズルを有
するロータリピストンエンジンの燃料供給装置において
、上記燃料噴射ノズルの噴口近傍にエアを噴出させるエ
アブリード手段を設けると共に、エンジンの運転領域が
ノッキングの発生し易い所定の領域にある時に、上記エ
アブリード手段によるエアの噴出を停止し且つ上記燃料
噴射ノズルの噴射時期を吸気行程後半とする制御手段を
備えたことを特徴とする。そして、この制御手段が上記
の如く燃料噴射時期を吸気行程後半とすることにより、
燃料噴射ノズルからの噴射燃料は、ロータのロータフラ
ンク面に形成されたロータリセス部のトレーリング側切
り上がり部に達するようになっている。

（作　　　用） 上記の構成によれば、燃料噴射ノズルから噴射される燃
料は、エアブリード手段により噴出されるエアの作用に
よって拡散された上で作動室内に供給されることになる
ので、該ノズルから直接燃料を作動室に噴射する場合に
おける燃料気化率の低下等の問題が解消されて、噴射燃
料の気化霧化が促進されることになる。

更に、ノッキングの発生し易い運転領域においては、噴
射燃料がエアブリード手段により拡散されることなく、
ロータフランク面のロータリセス部におけるトレーリン
グ側の切り上がり部に噴射されることになるので、この
切り上がり部周辺が噴射燃料によって良好に冷却される
ことになる。

これにより、上記切り上がり部が高温状態であること等
に起因してその周辺部に自己着火が生じるといった事態
が回避され、ノッキングの発生が効果的に防止されるこ
とになる。

（実　　施　　例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

先ず、第１図に基づいて該実施例の概略構成を説明する
と、ロータリピストンエンジン１は、トロコイド状の内
周面が形成されたロータハウジング２とその両側に配置
されたサイドハウジング３とによって画成されてなるト
ロコイド空間４を有し、偏心軸５に支承されたロータ６
が該空間４内をＸ方向に遊星回転運動する構成とされて
いる。

上記サイドハウジング３には、一端がトロコイド空間４
に開口され且つ他端がスロットルバルブ７を配設してな
る吸気通路８に通じる吸気ボート９が設けられており、
またロータハウジング２には、一端がトロコイド空間４
に開口され且つ他端が排気通路（図示せず）に通じる排
気ボート１゜と、先端着火部がトロコイド空間４“を臨
む点火プラグ１１１．１１２とが配設されている。そし
て、上記ロータ６の外周面は、中央部にロータリセス１
２・・・１２が設けられた３つのロータフランク１３・
・・１３により構成され、該ロータ６の回転に伴っで各
ロータフランク１３・・・１３が吸気、圧縮、燃焼、排
気を行うための作動室を順次形成するようになっている
。

また、上記サイドハウジング３には、吸気ボート９内に
燃料を噴射する第１燃料噴射ノズル１４が設置されてお
り、更にロータハウジング２には、ロータフランク１３
によって形成される作動室１５に直接燃料を噴射する第
２燃料噴射ノズル１６が設置されている。そして、上記
第２燃料噴射ノズル１６は、エンジン低負荷時に吸気作
動室１５のリーディング側つまり点火プラグ１１ｔ（１
１２）側に燃料を層状化させるため、その噴口部１６ａ
が点火プラグ１１１　　（１１２）側を指向するように
傾斜して取付けられている。

然して、このエンジン１には、一端が上記第２燃料噴射
ノズル１６の噴口部１６ａ近傍に開口され且つ他端が上
記吸気通路８におけるスロットルバルブ７の直上流側に
開口されて、その途中に開閉弁１７を備えてなるエアブ
リード通路１８が設けられている。そして、上記開閉弁
１７が開かれている時は吸気作動室１５内の負圧によっ
て、吸気通路８内のエアがエアブリード通路１８内に導
かれ更に第２燃料噴射ノズル１６の噴口部１６ａ近傍に
噴出されるようになっている。

以上の構成に加えてこのエンジン１には、運転領域に応
じて第１．第２燃料噴射ノズル１４．１６による燃料の
噴射供給と、エアブリード通路１８上の開閉弁１７の開
閉動作とを制御するコントロールユニット２０が備えら
れている。このコントロールユニット２０は、２０ット
ル開度センサ２１からのスロットル開度信号ａとブース
ト圧センサ２２からのブースト圧信号すとエンジン回転
センサ２３からの回転数信号Ｃとを入力してエンジン１
の運転領域がいずれの領域にあるかを検出する。そして
、この検出結果に基づいて、第１゜第２燃料噴射ノズル
１４．１６による燃料の噴射供給を行わせるか否かの判
定と、各ノズル１４゜１６の噴射時期の設定と、エアブ
リード手段を作動させるか否かの判定とを行った上で、
第１燃料噴射ノズル１４への第１噴射信号ｄと、第２燃
料噴射ノズル１６への第２噴射信号ｅと、開閉弁１７へ
の開閉信号ｆとを出力するようになっている。

次に、上記実施例の作用を、コントロールユニット２０
の動作を示す第２図のフローチャートに従って説明する
。

先ず、コントロールユニット２０はフローチャートにお
けるステップＳ１を実行して、ブースト圧信号すが示す
ブースト圧Ｐと、スロットル開度信号ａが示すスロット
ル開度Ａと、回転数倍＠Ｃが示すエンジン回転数ｎとを
読み込む。そして、この読み込んだ多値に基づいて以ド
のステップ８２〜Ｓ７を実行することによりエンジンの
運転領域を判定し、この判定結果に応じてステップＳａ
。

Ｓ９とステップＳｈａとステップＳ１１．Ｓ１２との３
通りの処理のうちのいずれか一つを実行する。

このような動作を具体的に説明すると以下に示すように
なる。即ち、ステップ＄２で上記エンジン回転数ｎが第
１設定回転数０１以下であることが判定された場合つま
り第３図に示す領域工である場合と、ステップＳ３及び
ステップｓ７で上記エンジン回転数ｎが第２設定回転数
０２以上であり且つ上記ブースト圧Ｐが第３設定圧Ｐ３
以下であることが判定された場合つまり第３図に示す領
域■である場合と、ステップＳ４及びステップＳ７で上
記アクセル開度Ａの時間的変化率ＡＡ／Ａｔが所定値以
下であり且つブースト圧Ｐが上記第３設定圧Ｐ３以下で
あることが判定された場合つまり第３図に示す領域ｍ、
ｒｖ、ｖで加速が行われていない場合と、ステップＳ５
でブースト圧Ｐが第１設定圧Ｐ１以下であることが判定
された場合つまり加速が行われている場合であってしか
も第３図に示す領域■である場合と、ステップＳ６及び
ステップＳ７でブースト圧Ｐが第２設定圧Ｐ２以上であ
り且つ第３設定圧Ｐ３以下である場合つまり加速が行わ
れている場合であって第３図に示す領域Ｖである場合と
においては、′ステップＳ１１及びステップＳ１２が実
行される。この場合、上記ステップＳ１１においてはコ
ントロールユニット２０からエアブリード通路１８上の
開閉弁１７を開くための開閉信号ｔを出力して、第２噴
射ノズル１６の噴口部１６ａ近傍にエアを噴出させる。

また、上記ステップＳ　１２においてはコントロールユ
ニット２０から第２燃料噴射ノズル１６に対してのみ作
動室１５のリーディング側に燃料を噴射させるための第
２噴射信号ｅを所定の時期（吸気行程前半）に出力する
。つまり、上記の如くエアを噴出させた状態で、ロータ
６の回転位置が例えば第４図に示す（イ）の位置と（ロ
）の位置との間の所定位置にある時にロータフランク１
３のリーディング側に向けて燃料を噴射させるのである
。

これにより、上記第２燃料噴射ノズル１６から噴射され
る燃料は、エアブリード通路１８から噴出されたエアに
より拡散されて良好にその微粒化が促進された上で、作
動室１５のリーディング側に層状化されることになって
、燃費性能が向上されると共に排気性能の改善特に排気
ガス中の有害成分であるＨＣの低減が図られることにな
る。

また、フローチャートにおけるステップＳ３及びステッ
プＳ７でエンジン回転数ｎが第２設定回転数０２以上で
あり且つブースト圧Ｐが第３設定圧Ｐ３以上であること
が判定された場合つまり第３図に示す領域■である場合
と、ステップＳ４（ステップＳｓ）及びステップＳｒで
ブースト圧Ｐが第３設定圧Ｐ３以上であることが判定さ
れた場合（エンジン回転数ｎは、ｎ１≦ｎ≦ｎ２）つま
り第３図に示す領域■である場合とにおいては、ステッ
プＳｔｏが実行される。このステップＳ１０においては
、コントロールユニット２０から第１燃料噴射ノズル１
４により噴射を行わせるための第１噴射信号ｄと、第２
燃料噴射ノズル１６により作動室１５のトレーリング側
に燃料を噴射させるための第２噴射信号ｅとを所定時期
に出力する。

従って、上記第２燃料噴射ノズル１６からは、ロータ６
の回転位置が例えば第４図に示す（ロ）の位置と（ハ）
の位＠（或いは（ニ）の位置）との間の所定位置にある
時にロータフランク１３のトレーリング側に向けて燃料
が噴射供給されるのである。このように、エンジン出力
が要求されるこのような領域においては、第２燃料噴射
ノズル１６からのトレーリング側への燃料の噴射供給に
加えて第１燃料噴射ノズル１４から噴射された燃料が吸
気ボート９側から作動室１５内に供給されることにより
、作動室１５内の燃料分布が均一化されて混合気のミキ
シングが良好に行われ、これにより所長のエンジン出力
が得られることになる。

然して、フローチャートにおけるステップ８２〜Ｓ６に
おいて全てＹＥＳの判定がなされた場合つまり第３図に
示す領域■であってしかも加速が行われている場合には
ステップＳ８及びステップＳ９が実行される。上記ステ
ップＳ８においては、コントロールユニット２０からエ
アブリード通路１８上の開閉弁１７を閉じるための開閉
信号ｆを出力して、第２燃料噴射ノズル１６の噴口部１
６ａ近傍へのエアの噴出を停止させる。また、上記ステ
ップＳ９においては、コントロールユニット２０から第
２燃料噴射ノズル１６に対してのみ作動室１５のトレー
リング側に燃料を噴射させるための第２噴射信号ｅを所
定の時期つまり吸気行程後半に出力する。

この場合において、上記第２燃料噴射ノズル１６からは
、ロータ６の回転位置が第４図における（ハ）の位置に
ある時に燃料が噴射されるようになっていると共にエア
ブリード通路１８が閉鎖されていることにより、該ノズ
ル１６からの噴射燃料２は拡散されることなく同図に示
すようにロータフランク１３に形成されているロータリ
セス１２のトレーリング側切り上がり部１２ａに達する
ことになる。これにより、上記ロータリセス１２のトレ
ーリング側切り上がり部１２ａの周辺が、噴射燃料Ｚに
よって良好に冷却され、第３図の領域■内において加速
を行った場合に発生するノッキングが未然に防止される
。つまり、上記ノッキングは、ロータリセス１２のトレ
ーリング側切り上がり部１２ａが極めて高温でありしか
も圧縮行程時においては点火プラグ１１１．１１２の配
役位置から離れた位置にあるため、加速時等にこの切り
上がり部１２ａの周辺に自己着火が生じるといった事態
が原因となって発生するのであるが、上記のようにこの
切り上がり部１２８周辺を第２燃料噴射ノズル１６から
の噴射燃料Ｚによって冷却することによりノッキングの
発生が効果的に防止されるのである。

ここで、上記のようにロータリセス１２のトレーリング
側切り上がり部１２ａに向けて燃料を噴射供給すればノ
ッキングを防止する上で如何に有利であるかを、第５図
のグラフを参照して説明する。このグラフは、ロータ６
の回転位置が第４図における（イ）〜（ニ）の位置にあ
る時に夫々燃料を噴射した場合における点火時期の進角
量を示したものであって、同グラフからも明らかなよう
に、（ハ）の位置で燃料を噴射するように噴射時期を設
定することにより、つまり上記トレーリング側切り上が
り部１２ａに向けて燃料を噴射することにより、上記進
角量を大きくすることが可能となって、ノッキングを防
止する上で有利となることが証明できる。尚、このグラ
フは、第１．第２燃料噴射ノズル１４．１６の両者から
燃料を噴射した場合についてのものであって、その横軸
は、第２燃料噴射ノズル１６からの燃料噴射量を両噴射
ノズル１４．１６からの燃料噴射量で除算した噴射量比
率を示している。

ところで、上記実施例は当該エンジンのアイドル時等に
第２燃料噴射ノズル１６から燃料の噴射供給を行う構成
としたものであるが、これとは別に上記アイドル時に第
１燃料噴射ノズル１４のみから燃料を噴射させる構成と
してもよい。そして、このような構成とした場合には、
コントロールユニット２０が第６図のフローチャートに
示す処理を実行することにより、第２燃料噴射ノズル１
６の作動不良、つまり噴口部１６ａの目詰りを防止して
、該ノズル１６を良好に作動させることが可能となる。

つまり、コントロールユニット２０は第６図のフローチ
ャートにおけるステップ×１でイグニッションスイッチ
がＯＮか否かの判定を行い、ＯＮである場合にはステッ
プ×２を実行してエンジン回転数ｎとブースト圧Ｐとを
読み込む。そして、ステップ×３及び×４で上記エンジ
ン回転数ｎが所定回転数ｎｏ以下であるか否かと、ブー
スト圧Ｐが所定圧Ｐｏ以上であるか否かとを判定し、こ
の判定結果が両者共にＹＥＳである場合つまりエンジン
のクランキング時である場合には第２燃料噴射ノズル１
６のみから燃料を噴射させる。更に、コントロールユニ
ット２０はこのような処理を、ステップ×６でエンジン
回転数ｎが上記所定回転数ｎｏを上回ったことが判定さ
れるまでの間継続して行うと共に、所定回転数ｎｏを上
回った場合にはステップＸ７　、Ｘａを実行して、上記
第２燃料噴射ノズル１６からの燃料噴射量を徐々に減少
させ、且つ第１燃料噴射ノズル１４からの燃料噴射を開
始しその噴射Ｍを徐々に増加させ、所定時間経過後には
第１燃料噴射ノズル１４のみから噴射が行われるように
するのである。このように、エンジン始動直後における
クランキング時に、第２燃料噴射ノズル１６から燃料を
噴射させておくことにより、該ノズル１６の作動不良が
効果的に防止されることになる。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、作動至に直接燃料を噴射
する燃料噴射ノズルの噴口部近傍に、工アブリード手段
を構成するエアブリード通路の一端を開口させて、所定
のエンジン運転領域で該通路の一端開口部から上記ノズ
ルの噴口部近傍にエアを噴出させるようにしたから、該
エアの作用によって上記ノズルからの噴射燃料の微粒化
ないし気化霧化が促進されて排気性能の向上が図られる
ことになる。

更に、ノッキングの発生し易いエンジン運転領域（加速
時）においては、上記エアブリード通路からのエアの噴
出を停止させた上で、上記燃料噴射ノズルからの噴射燃
料がロータリセス部のトレーリング側切り上がり部に達
するように該ノズルの噴射時期を吸気行程後半としたか
ら、上記噴射燃料が拡散されることなく上記切り上がり
部に達することになって該切り上がり部周辺が良好に冷
却されると共に、これに伴ってノッキングの発生が未然
に防止されることになる。

【図面の簡単な説明】

第１〜６図は本発明の実施例を示すもので、第１図は本
発明に係るロータリピストンエンジンの燃料供給装置を
示す概略構成図、第２図は上記装置に備えられたコント
ロールユニットの動作を示すフローチャート図、第３図
は制御領域を示すグラフ、第４図は該実施例の作用を示
す要部概略正面図、第５図は該実施例の効果確認のため
に行った測定結果を示すグラフ、第６図は本発明に関連
する上記コントロールユニットの他の制御例を示すフロ
ーチャート図である。 １・・・ロータリピストンエンジン、６・・・ロータ、
１２・・・ロータリセス、１２ａ・・・トレーリング側
切り上がり部、１３・・・ロータフランク、１５・・・
作動至、１６・・・燃料噴射ノズル（第２燃料噴射ノズ
ル）、１６ａ・・・噴口部、１８・・・エアブリード手
段（エアブリード通路）、２０・・・制御手段（コント
ロールユニット）。 第１図 ＩＩ。 １’）’）− 第４図 第５図 禎射量比甲

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）作動室に直接燃料を噴射する燃料噴射ノズルが備
   えられたロータリピストンエンジンの燃料供給装置であ
   って、上記燃料噴射ノズルの噴口近傍にエアを噴出させ
   るエアブリード手段が設けられていると共に、エンジン
   の運転領域がノッキングの発生し易い所定の領域にある
   時に、上記エアブリード手段によるエアの噴出を停止し
   且つ上記燃料噴射ノズルからの噴射燃料がロータのロー
   タフランク面に形成されたロータリセス部のトレーリン
   グ側切り上がり部に達するように該ノズルの燃料噴射時
   期を吸気行程後半とする制御手段が備えられていること
   を特徴とするロータリピストンエンジンの燃料供給装置
   。