JPS6390625A

JPS6390625A - ロ−タリピストンエンジンのポンプ損失低減装置

Info

Publication number: JPS6390625A
Application number: JP61234316A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Nishimura; 博文西村; Shizo Kariyama; 四三苅山; Yoshio Hotsuta; 堀田　賀雄; Yuji Akagi; 赤木　裕治
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-10-03
Filing date: 1986-10-03
Publication date: 1988-04-21

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ットル弁により吸入空気着を調
整して負荷制御を行うエンジンにあっては、このスロッ
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
プ損失が太きくなる。

このため、ａ−タリピストンエンジンにおいて、スロッ
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
室とを連通ず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っ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５８−１７２４
２９号公報参照）。すなわち、開閉弁を開く所疋の匝転
領域で、連通ポートを通してのＥＲ１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、スロ
ッ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。

（発明が解決しようとする問題点）前述のように、連通ポートを利用してポンプ損失を低減
するものにあっては、圧縮圧力の低下および吸気通路か
ら供給されたの混合気の連通ポートを通しての大きな移
動によるニンジンの温度低下が生じ、このため燃焼速度
の低下やＨＣが増大するという新たな問題を生じること
になっていた。

したがって、本発明の目的は、連通ポートを利用してポ
ンプ損失の低減を図りつつ、燃焼速度の低下およびＨＣ
の増大を抑制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にある。

（問題点を解決するための手段、作用）前述の目的を達
成するため、本発明にあっては、次のような構成としで
ある。すなわち、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〜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ずるタイミン
グでロータにより開閉される連通ポートが開「Ｊされ、前記連通ポートに、所定の運転領域となったときに開と
なる開ｆ２（弁が設けられ、前記第１気筒用と第２気筒用として共通とされた燃料噴
射弁が前記連通ポートに燃料噴射するように配首され、前記燃料噴射弁からの燃料噴射が、出力軸回転１８０°
周期で行われると共に、燃料噴射の終了時期が圧縮行程
にある気筒の吸気ポートが閉じてから後でかつ前記連通
ポートが閉じるまでの間となるように設定されている、ような構成としである。

このように、通ポートに燃料噴射を行うことにより、吸
気通路から混合気を供給する場合に比して混合気の移動
領域を減少させて、ハウシング壁面やロータ表面に付着
する燃料量が減少されて（消炎の減少）、ＨＣが低下さ
れると共に燃費が改善される。

また、連通ポートが開いている間に燃料噴射を終了する
ので、連通ポートｔｌ−通しての空気の速い移動に噴射
された燃料の殆ど全てをのせることができて燃料の微粒
化を促進すると共に、この連通ポートを通して供給され
る混合気はリッチとなってすなわち部分的にリッチな混
合気層を形成することができ（成層化〕、燃焼速度を向
上させることができる。特に、この燃料噴射の終了時期
は、圧縮行程にある気筒の吸気ポートが閉じられた後に
行われるので、この圧縮行程にある気筒（の作動室）と
吸気行程中にある気筒（の作動室）との間の大きな圧力
差によって、連通ポートを流れる吸入空気の流速は極め
て速いものとなり、この速い流速に噴射燃料の全てを乗
せて、燃料の微粒化促進および成層化により（部分的に
リッチな混合気層の形成）燃焼速度の向にが極めて効果
的に行われることになる。

勿論、連通ポートに燃料噴射を行う燃料噴射弁は、２つ
のロータの位相差である１８０’周期としであるので、
第１気筒用に第２気筒用として兼用することができ、し
かも連通ポートを通る速い吸入空気に乗せて、所望の気
筒に対して確実に燃料を供給することができる。

（実施例）以ド木発明の実施例を添付した図面に基づいて説ＩＭノ
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＠ｈ）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によって構成
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
ｌは、ａ−夕１ｏを有する第１気筒Ａとコータ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）によって、それぞれ３つの作動室１２Ａ　
（１２Ｂ）と、１３Ａ　（１３Ｂ）と、１４Ａ（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路）、１６Ａ　（１６Ｂ）
は排気ポートであり、１７Ａ（１７Ｂ）は点火プラグで
ある。したがって、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ふ筒Ｂの作動室は、１２Ｂにつ
いては排気行程（終期）にあり、１３Ｂについは圧縮行
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
ットル弁２６が配設されている。また、サージタンク２
２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木の独立
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１５Ａ　（１５Ｂ）に連なり
、また２次の独立吸気通路２８Ａ　（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
なっている。

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３０Ａ（３０Ｂ）
が配設されている。この１次用の燃料噴射弁２９Ａ（２
９Ｂ）は、１次独立吸気通路２７Ａ　（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３
０Ａ（３０Ｂ）は、２次独立、吸気通路２８Ａ　（２８
Ｂ）の十分上流側に配設されている。

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とを連通ず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１２
Ａ）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）とを連通ずるように、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によって、吸気ポート１
５Ａあるいは１５Ｂが閉じられてから遅れて閉じられる
ようになっている（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１ｍ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）４１を開閉するため
の開閉弁４２．およびこの連通ポート４１内に燃料を噴
射するための第１気筒Ａと第２ス１ＭＢ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４
２は、第３図〜第５図に示すように、連通ポート４１の
一部を構成する右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、そのロッド４７を介して、ステップモータ、
ＤＣモータ等のアクチュエータ４８によって開閉駆動さ
れる。

前記燃料噴射弁４３は、回転子４５の連通口４６へ向け
て、燃料を噴射するようになっている。

このため、第３図に示すように１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、取付孔４９〔中間ハウジング５〕、導入口５１（回
転子４５）が形成され、この取付孔４９に燃料噴射弁４
３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＋ｔｌｔ心は、回転子４５から離れるにし
たがっ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が開位置となったときに取付
孔４９と合致するように、連通口４６と直交するように
形成されている。このような構成により、燃料噴射弁４
３からの噴射燃料は、連通ポート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、連通ロ４６内には、燃料噴射弁４３からの噴射燃
料が衝災されて、気化、霧化を促進するための衝突板５
２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。

また、導入口５１は、取付孔４９の開口端を回転子４５
の周回り方向に長く設定して、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４
１へ供給し得るようにされている。

第２図中Ｕはマイクロコンピュータにより構成された制
御ユニットで、この制御ユニッ）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倍けが人力される。また、制御ユ
ニフトＵによって、開閉弁４２の開閉制０ＩＩ（クラッ
チ４８の断続制σＵ）および各燃料噴射弁２９Ａ、２９
Ｂ、３０Ａ、３０Ｂ、４３からの燃料噴射制御かなされ
る。

なお、制御ユニッ）Ｕは、基本的に、ＣＰＵ、ＲＯＭ、
ＲＡＭ、ＣＬＯＣＫを備え、その仕入出力インタフェイ
スおよび駆動回路を備えているが、このマイクロコンピ
ュ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」二の説明は省絡する・さて次に、前述した制御ユニ・ント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Ｅ
ＩＢ６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（
領域工）および高回転あるいは高負荷のとき（領域ｍ）
は共に開閉弁４２が閉じられ、領域ＩＩ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、領域工においては、１次用燃料噴射弁２９Ａ、２９
Ｂからのみとされ、領域ＩＩ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２９
．２９Ｂ、３０Ａ、３０Ｂからとされている。

また、７３７図には、連通ポート４１が開いた運転領域
ＩＩにおけるときの燃焼サイクルと連通ポート４１を通
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である。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回転出りで吸気、
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行程当りのご一夕１
０．１１の回転角度は２７０°であり、ロータ１０と１
１との回転位相差は２気筒のため１８０’である。

以１−のような前提の下に、共通用の燃料噴射弁４３か
らの燃料噴射周期は、第１気筒Ａ用と第２気筒Ｂ用とし
て兼用されているため、第７図に示すように出力軸回転
１８０°周期とされている。

また、共通用の燃料噴射弁４３からの燃料噴射周期時期
は、第７図（り、（２）の「燃料供給」として示すよう
に、連通ポート４１が開いているときに終ｒすることを
前提として、圧縮行程にある気筒の吸気ポートが閉じた
後（第７図ＩＣ後）で、がっ連通ポート４１が閉じるｊ
？ｉ７　（第７ＮＬＣ前）となるように設定されている
。この■で示した例は、噴射開始と終了とが共に吸気ポ
ート閉接で連通ポート４１閉前のときとしてあり、また
（シ）として示した他の例は、噴射開始は吸気ポートが
閉じる前に行われ、噴射終了のみが吸気ポート閉接かつ
連通ポート４１が閉しる前となるように設定されている
。なお、燃料噴射弁４３からの燃料供給遅れを見込んで
、第７図■、（りの「噴射パルス」として示すように、
燃料噴射弁４３作動用の噴射パルスは、実際の燃料供給
（燃料噴射）タイミングよりも若干早められている。

前述のように、運転領域工では、連通ポート４１は閉と
されたままとなり（燃料は、１次燃料噴射弁２９Ａ、２
９Ｂから供給される）、圧縮圧力が確保されて、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、３ＯＡ、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る
。そして、このときには、圧縮圧力の確保および長い吸
気通路を通しての燃料供給によりその気化、霧化が促進
されて、十分な出力が確保される、勿論、これ等両運転
領域工、■における燃料噴射は従来同様、出力＠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ＩＩ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、連通ボー）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
）４１を流れる速い吸入空気に乗ってリッチとなったま
ま吸気行程にある作動室へ居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って、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、さらには燃費改善が得られる。特に、共通
用燃料噴射弁４３からの燃料噴射終了時期は、圧縮行程
にある気筒の吸気ポートが閉じた後でかつ連通ポート４
１が閉じる前とされているので、この吸気ポートが閉じ
てからの両党ｔＲＡとＢとの間での高い圧力差によって
、連通ポート４１を流れる吸入空気は極めて速いものと
なる。このため、燃焼速度の大幅な向上が得られるのは
勿論のこと、所望の気筒に対する燃料分配性も極めて良
好なものとなる。

前述した制御ユニットＵの制御内容について、第８図に
示すフローチャートを参照しつつ説明する。なお、以下
の説明でＰはステップを示す。

先ず、Ｐｌ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ＩＩにあるか否かが判別される。このＰ３
でＹＥＳ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ＴＰを共通用燃
料噴射弁４３からの燃料噴射量ＴＰＬ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
って、所定の燃料噴射時期となったときにＰ７において
、ＴＰＬ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工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、Ｐｌｏ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ＴＰにセットされ、２次用
燃料噴射弁３０Ａ、３０Ｂからの燃料噴射ＴＰＳが０に
セットされる。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、Ｆｉｌへ移行して
、１次用燃料噴射弁２９Ａ（２９Ｂ）からの燃料噴射量
ＴＰＰがＴＰＸＣ，として、また２次用燃料噴射弁３０
Ａ（３０Ｂ）からの燃料噴射量ｒｐｓがＴＰＸＣ，２と
してセットされる（ＴＰをＣ１：Ｃ２に分配するーただ
しｃｌ　、ｃ２共にＯではない）。このＰＩＯあるいは
ｐＨの後は、Ｐｌ２で所定の燃料噴射時期となるのを待
って、所定の燃料噴射時期となったときに、Ｐｌ３にお
いてＴＰＰ、　ＴＰＳ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−ヒ実施例について説明したが、本発明はこれに限ら
す例えば次のような場合をも含むものである。

（Ｄ開閉弁４２は、回転子４５を有するロータリ式に限
らず、例えばバタフライ弁等適宜の形式のものとするこ
とができる。

（す制御ユニッｌ−Ｕをコンピュータによって構成する
場合は、デジタル式あるいはアナログ式のいずれであっ
てもよい。

す）２次独立吸気通路２８Ａ、２８Ｂにはシャツタ弁を
設けて運転領域■になったときにのみこのシャツタ弁を
開くようにしてもよい。また、スロットル弁を１次用と
２次用（１成用スロ・ントル弁の開度が大きくなった後
、徐々に開き始める）とに分けるようにしてもよい（サ
ージタンクを設ける場合は、１次用と２次用とに別途設
ければよい）。

（４）２次吸気通路をもつものにおいて、吸気通路用燃
料噴射弁は、１次もしくは２次のいずれか一方のみ設け
るようにしてもよい。

（発明の効果）本発明は以ヒ述べたことから明らかなように、ポンプ４
０失の低減を図りつつ、燃焼速度の低ＦおよびＨＣ増大
を防止することができる。

また、中間ハウジングに形成された連通ポートへ燃料噴
射を行なう燃料噴射弁は、第１気筒用とｉ２気筒用との
兼用としであるので、厚さの大きくない中間ハウジング
に対する燃料噴射弁の配首上有利となる。そして、この
共通用とされた燃料噴射弁から噴射された燃料は、連通
ポートを極めて彷いよく流れる吸入空気に乗って、燃料
供給すべき気筒側へ確実に供給することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明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Ｉｆｒ面図。第２図は本発明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連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図は本発明の制御例を示すフローチャート。Ａ：第１％筒Ｂ：第２気筒ｌ：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１５Ａ、１５Ｂ＝吸気ポート（２次）１６Ａ、１６Ｂ：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：スロットル弁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４３：燃料噴射弁（共通）４４：ハウジング４５：回転子４６：連通口４８：アクチュエータ（開閉用）４９：取付孔５１：導入口

Claims

【特許請求の範囲】

（１）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タイミングでロータ
により開閉される連通ポートが開口され、前記連通ポートに、所定の運転領域となったときに開と
なる開閉弁が設けられ、前記第１気筒用と第２気筒用として共通とされた燃料噴
射弁が前記連通ポートに燃料噴射するように配置され、前記燃料噴射弁からの燃料噴射が、出力軸回転１８０°
周期で行われると共に、燃料噴射の終了時期が圧縮行程
にある気筒の吸気ポートが閉じてから後でかつ前記連通
ポートが閉じるまでの間となるように設定されている、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。