JPH01237320A - ロータリピストンエンジンの補助空気供給装置 - 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、トロコイド内周面を有するハウジング内で遊
星回転運動を行なうロータを備えたロータリピストンエ
ンジンの補助空気供給装置に関する。

（従来技術） 従来、ロークリピストンエンジンで特に吸気が負圧にな
るアイドル運転領域および軽負荷領域において、吸排気
のオーバーラツプによって排気ガスが比較的多量に吸気
作動室内に持込まれ、この排気ガス（グイリューション
ガスンによって混合気が稀釈されるので、着火ミスが生
じて燃焼が不安定になる問題があり、その対策として燃
料を余分に供給するため、アイドル運転領域および軽負
荷領域における燃費特性を悪化させる欠点があった。

そこで、従来、例えば特開昭５９−１８２３３号公報に
開示されているように、排気ポートのリーディング側で
かつ吸気ポートのトレーリング側に開口する掃気ポート
をハウジングに形成し、この掃気ポートから排気作動室
内へエアを供給することにより、排気作動室内の排気ガ
スを新気に置換して、吸気作動室内への排気ガスの持込
みを阻止して燃焼の安定化を図り、燃費特性を向上させ
るようにしたものが提案されているが、軽負荷領域にお
いて掃気ポートから置換エアを供給すると、内部ＥＧＲ
量が減少してＮｏ、（窒素酸化物）が増加するため、上
記置換エアの供給はアイドル運転領域に限定している。

しかしながら、上記排気ポートからの置換エアの供給に
より、燃焼が短時間で終了していわゆるンジン水温が低
い場合には、排気ガス温度が低下して排気ガス中のＨＣ
（炭化水素）が増え、エミッション特性が悪化するのみ
でなく、暖機に時間を要する問題があった。

（発明の目的） そこで本発明は、低水温時のエミッション特性の改善と
暖機性の向上とを図ったロータリピストンエンジンの補
助空気供給装置を提供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明は、アイドル運転領域において置換エアを第１の
エア供給通路を通して排気作動室内へ供給してダイリュ
ーションガスを新気で置換するように構成されたロータ
リピストンエンジンにおいて、排気ポート内に開口する
第２のエア供給通路を設けるとともに、アイドル運転領
域においてエンジン水温が所定値以下のとき、上記第１
のエア供給通路への置換エアの供給を停止し、代りに上
記置換エアの供給源から上記第２のエア供給通路にエア
を導くように切換える切換手段を設けたこ、とを特徴と
する。

（発明の効果） 本発明では、低水温時に第１のエア供給通路からの置換
エアの供給を停止することにより、後産えが生じ、排気
ガスの温度が上昇する。したがってエミッション特性の
改善と、暖機性の向上を図ることができる。

（実　施　例） 以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。

第１図において、１はロークリピストンエンジンの本体
で、このエンジン本体１のケーシングは、トロコイド内
周面２ａを有するロータハウジング２と、一対のサイド
ハウジング３　（一方のサイドハウジングは図面に表わ
れていない）とにより構成され、このようなケーシング
内にロータ４が収容されて遊星回転運動をするようにな
っている。

ケーシングとロータ４との間には３つの作動室５．６．
７が画成されている。これら３つの作動室５．６．７は
、ロータ４がロータハウジング２の内周面２ａに対して
摺動しつつ図の時計方向に遊星回転運動をすることによ
りその容積が変化して、順次吸気、圧縮、爆発膨張、排
気の各行程を経るものであるが、第１図においては、作
動室５が吸気行程にあり、作動室６が圧縮行程の最終状
態にあり、作動室７が排気行程にある場合を示している
。

上記サイドハウジング３には吸気ポート８が形成され、
この吸気ポート８の上流側の吸気通路９には、吸気ポー
ト８側から順次、フューエルインジェクタ１０、スロッ
トルバルブ１１、インタークーラ１２、ターボチャージ
ャのコンプレッサ１３、エアフローメータ１４が配設さ
れてエアクリーナ１５に至っている。また、ロータハウ
ジング２には上記吸気ポート８のトレーリング側に排気
ポート１６が形成され、この排気ポート１６の下流の排
気通路１７に０２センサ１８および排気浄化用の触媒コ
ーバータ１９が配設されている。さらに排気通路１７に
はターボチャージャを駆動するタービンが配設されてい
るが、このタービンは第１図では省略されている。

上記フューエルインジェクタ１０には、燃料タンク２０
から燃料がフューエルポンプ２１、フューエルフィルタ
２２を介して供給される。上記フューエルインジェクタ
１０に供給される燃料の圧力はプレッシャレギュレータ
２３によって調整される。２４は水温センサ、２５はス
ロットルバルブ１１の開度を検出するスロットル開度セ
ンサ、２６はスロットルバルブ１１の下流側における吸
気通路８内の負圧を検出する圧力センサ、２７はエンジ
ン回転数を検出するクランクアングルセンサで、これら
各センサ、０２センサ１８および上記フローメータ１４
から出力される信号にもとづいて、制御装置２８はフュ
ーエルインジェクタ１０に対して燃料噴射パルスを出力
する。また制御装置２８はイグナイタコイル２９に信号
を送ってスパークプラグ３０の点火時期を制御している
。

一方、ロータハウジング２には、排気ポート１６のリー
ディング側でかつ吸気ポート８のトレーリング側におい
て作動室７内に開口する掃気ポート３１が形成され、さ
らに排気ポート１６内に開口するエアポート３２と、触
媒に対してその排気ガス浄化機能を高めるためのエアを
供給すべく、触媒コンバータ１９内に開口するエアポー
ト３３とが設けられている。３４は吸気通路９からエア
通路４９を介してエアを吸込んで加圧するエアポンプで
、このエアポンプ３４は制御装置２８によってオン、オ
フ制御される電磁クラッチ３５を介してエンジンで駆動
されるようになっている。エアポンプ３４から吐出され
る加圧エアの通路３６には、吸気通路９内の負圧によっ
てそれぞれ動作する第１および第２の切換弁３７．３８
を備えたエア切換通路４０が設けられており、各切換弁
３７．３８には、吸気通路９に接続された負圧通路４１
．４２からそれぞれソレノイドバルブ４３．４４を介し
て切換弁駆動用負圧が供給される。上記ソレノイドバル
ブ４３．４４は制御装置２８によって制御される。上記
フューエルインジェクタ１０に対しては、スロ、／）ル
バルブ１１の上流側の吸気通路９からエア通路３９を通
してアシスト用エアが供給されるようになっているが、
このエア通路３９の途中にも制御装置２８によって作動
されるソレノイドバルブ（図示は省略）が設けられ、掃
気ポート３１から置換エアが供給されるときにはエア通
路３９が閉しられるようになっている。

上記第１の切換弁３７は、エアポンプ３４から送給され
る加圧エアをエア供給通路４５を通じて掃気ポート３１
に置換エアとして供給するか、あるいはエアポート３２
または３３に供給するかを選択する切換弁である。また
、第２の切換弁３８は、第１の切換弁３７の下流側に設
けられていて、加圧エアを、エア供給通路４６を通じて
排気ポート１６内のエアポート３２にポートエアとして
供給するか、あるいはエア供給通路４７を通じて触媒コ
ンバータ１９内のエアポート３３にスプリントエアとし
て供給するかを選択する切換弁である。

なお、上記エア供給通路４５〜４７には、エアポンプ３
４の停止時の排気ガスの逆流を防止するためのチエツク
弁４８がそれぞれ配設されている。

また、第１図の構成においては、エアフローメータ１４
の下流側でかつターボチャージャのコンプレッサ１３の
上流側の吸気通路９からエア通路４９、を通じてエアポ
ンプ３４に対してエアを供給しているが、このような構
成の場合、エアポンプ３４の吸込みエアの脈動が直接エ
アフローメータ１４に伝わって、エアフローメータ１４
にバラツキを生し、その結果空燃比の制御が不正確にな
って燃焼が不安定になるおそれがある。そのようなおそ
れのある場合には、第１図に破線４９′で示すように、
ターボチャージャのコンプレッサ１３の下流側でインク
クーラ１２の上流側の吸気通路９にエアポンプ３４に対
するエア取出口を設けることにより、コンプレッサ１３
が干渉壁となり、エアポンプ３４の吸込みエアの脈動が
エアフローメータ１４に伝わらず、エアフローメータ１
４のバラツキを防止できる。また、コンプレッサ１３の
下流側からエアポンプ３４にエアを供給することにより
、コンプレッサ１３の下流側の圧力が低下し、その分だ
けターボチャージャのインペラ回転数が上昇し、加速時
におけるターボチャージャの応答性が向上する効果もあ
る。

また、第１図の構成においては、掃気ポート３１へ置換
エアを供給するための第１の切換弁３７を第２の切換弁
３８の上流側に設けているが、このような配置にするこ
とにより、アイドル安定性に対し影響が大きく、かつエ
ア流量がもっとも多い置換エアをできうる限り通路抵抗
の少ない状態で供給した方が有利なためである。そして
もっとも流量の少ないスプリットエアの供給通路をもっ
とも下流側に位置させている。

以上が本発明によるロータリピストンエンジンの補助空
気供給装置の一実施例の構成であるが、このような構成
において、制御装置２８は第２図に述べるような態様で
ソレノイドバルブ４３．４４を制御して、掃気ポート３
１およびエアポート３２．３３に加圧エアを供給するよ
うになっている。

以下、第２図のフローチャートについて、第３図、第４
図のマツプを参照しながら説明する。なお、第３図は、
エンジン水温が５０℃より高い場合の各運転領域におけ
るエアポート３１〜３３に対するエア供給状態を示し、
第４図はエンジン水温が５０℃以下の場合、すなわち暖
機完了前の半暖機状態でのエアポート３１．３２に対す
るエア供給状態を示す。

第２図において、まずステップ３１〜Ｓ４において、水
温センサ２４からのエンジン水温ＴＨＷ、スロットル開
度センサ２５からのスロットル開度ＴＶＯ１圧カセンサ
２６からの吸気管内圧力Ｐおよびクランクアングルセン
サ２７からのエンジン回転数Ｎｅを入力し、ステップＳ
５で、エンジン回転数Ｎｅおよびスロットル開度ＴＶＯ
より減速ラインＤ３を設定する。次にステップＳ６でエ
ンジン水温ＴＨＷを読込み、ステップＳ７でエンジン水
温ＴＨＷが５０°Ｃより高いか否かを判定する。

上記ステップＳ７の判定がｒＹＥｓＪであれば、ステッ
プ８８〜ＳＩＯでスロットル開度Ｔ　Ｖ○、エンジン回
転数Ｎｅおよび吸気管内圧力Ｐを読込んで、エンジンの
回転数Ｎｅが所定（ｉＲｌ（例えば１０１００Ｑｒｐよ
り低いか否かを判定し、次のステップＳ１２ではスロッ
トル開度ＴＶＯが所定の値ＴＶＯＩより小さいか否かを
判定する。そしてステップＳｌｌ、３１２の判定がとも
にｒＹＥｓｊであれば、ステップＳ１３、Ｓ１４と進み
、ソレノイドバルブ４３をＯＮにして加圧エアをエア供
給通路４５へ導き、掃気ポート３１に置換エアを供給す
る。（第３図のアイドル運転領域Ａ）６ 一方、ステップＳｌｌの判定が「ＮＯ］のときは、ステ
ップＳ１５で減速ラインＤ３以下であるか否かを判定し
、ステップ５１５の判定がｒＹＥｓＪのときは、ステッ
プＳ１６、Ｓ１７と進んで、ソレノイドバルブ４４をＯ
ＮＩこして加圧エアをエア供給通路４６へ導き、エアポ
ート３２にポートエアを供給する（第３図のフヱーエル
カソト領域および軽負荷領域Ｂ）。

ステップ５１５の判定がｒＮＯＪのときはステップＳ１
８へ進み、吸気管内圧力Ｐが所定値Ｐ１（例えば−１０
０ｍＨｇ）より低いか否かを判定し、さらに次のステッ
プＳ１９でエンジン回転数Ｎｅが所定値Ｒ２（例えば３
５００ｒｐｍ）より低いか否かを判定し、ステップＳ１
８、Ｓ１９の判定がともにｒＹＥｓＪのとき、ステップ
Ｓ２０、Ｓ２１と進んでソレノイドバルブ４４をＯＦＦ
にして加圧エアをエア供給通路４７へ導き、エアポート
３３にスプリントエアを供給する（第３図のフィードバ
ック領域Ｃ）。またステップ３１８の判定が「ＮＯ」の
ときはステップＳ２２、Ｓ２３と進んでエアポンプ用電
磁クラッチ３５をＯＦＦにしてエアカットを行なう（第
３図の領域Ｄ）。

ステップＳ１９の判定が「ＮＯ」のときもステップ３２
２、Ｓ２３と進んでエアカットする（第３図の領域Ｅ）
。

一方、ステップ３１２の判定が１ＮＯ」の場合はステッ
プＳ２４へ進み、ここで吸気管内圧力Ｐが所定値Ｐ１よ
り低いか否かを判定し、この判定がｒＹＥＳＪのときは
ステップＳ１６へ移り、次のステップＳ１７でエアポー
ト３２にポートエアを供給する（第３図の領域Ｆ）。ま
たステ・７プＳ２４の判定がｒＮＯＪの場合はステップ
Ｓ２２へ移ってエアカットを行なう　（第３図の領域Ｇ
）。

以上のフローは、エンジン水温Ｔ）ＩＷが５０℃より高
温の場合であり、アイドル運転領域Ａのみにおいて掃気
ポート３１から置換エアを供給し、燃費の改善を図って
いる。

次に上記ステップＳ７の判定が１ＮＯ」のとき、すなわ
ちエンジン水温ＴＨＷが５０°Ｃ以下の半暖機状態にお
けるフローについて説明する。この場合はステップＳ２
５、Ｓ２６においてエンジン回転数Ｎｅおよび吸気管内
圧力Ｐを読込んで、ステップＳ２７で吸気管内圧力Ｐが
所定値Ｐ１より低いか否かを判定し、まずこの判定が「
ＮＯ」のときはステップＳ２２、Ｓ２３と進んでエアカ
ットを行なう（第４図の領域りおよびＧ）。

またステップＳ２７の判定がｒＹＥｓＪのときは次のス
テップＳ２８へ進んでエンジン回転数Ｎｅが所定値Ｒ２
より低いか否かを判定し、この判定がｒＹＥｓＪのとき
は、ステップＳ１６、Ｓ１７と進んで、エアポート３２
にポートエアを供給する（第４図の領域Ａ、Ｂ−１、Ｃ
およびＦ）。−方、ステップ３２Ｂの判定がｒＮＯＪの
ときはステップＳ２９へ進んで減速ラインＤ３以下であ
るか否かを判定し、この判定がｒＹＥｓｊのときは、ス
テップＳ１６、Ｓ１７と進んで、エアポート３２にポー
トエアを供給する（第４図の領域Ｂ−２）。

またステップＳ２９の判定が「ＮＯ」のときはステップ
Ｓ２２へ進んでエアカットを行なう　（第４図の領域Ｅ
）。

以上のフローが、エンジン水温ＴＨＷが５０℃以下の半
暖機状態の場合であり、アイドル運転領域Ａにおけるエ
ア供給通路４５を通じた置換エアの供給を停止し、代り
にエア供給通路４６を通じてエアポート３２にポートエ
アを供給するようにしている。

そして上記置換エアの供給停止により、アイドル運転領
域で後産えが生じ、排気ガスの温度が上昇するから、エ
ミッション特性の改善と、暖機性の向上とを図ることが
できる。

第５図は、掃気ポート３１からの置換エアの供給条件を
示す論理口である。

なお、上述の説明では省略したが、エアポンプ３４の１
次エアをエアフローメータ１４の下流側から取出してい
るため、エアポンプ３４の作動時には、エアフローメー
タ１４の計量値を補正する必要がある。このうち置換エ
アの供給時には、エアポンプ３４を通るエアの全量が掃
気ポート３１に供給されるようになっているため、フュ
ーエルインジェクタ１０の燃料噴射量を所定量増量すれ
ばよい。しかしながら、ポートエアおよびスプリットエ
アの通路にはリリーフ通路が設けられていて、エアポン
プ３４を通るエアの一部分が供給されるようになってい
るため、特にポートエアについてはエア量を計量する必
要がある。このため、第１図には省略しであるが、実際
には、切換弁３７の下流側でかつポートエア通路のチエ
ツク弁４８の上流側にオリフィスを設け、差圧センサを
用いて、オリフィスの上流と下流との間の圧力差を測定
してポートエアの流量を検出し、このエア流量をエアフ
ローメータ１４の計量値から減算して空燃比制御を行な
っている。なお、フィードバック領域におけるスプリッ
トエアの供給に関しては、必要なエア量も少ないので、
エンジン回転数Ｎｅとスロットル開度ＴＶＯのマツプに
よってあらかじめ設定した量を補正している。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明による補助空気供給装置を備えたロータ
リピストンエンジンの概略的全体構成図、第２図はその
制御装置が実行する制御のフローチャート、第３図、第
４図はそれぞれエンジン水温の高温時および低温時にお
ける各運転領域における補助空気供給状態を示すマツプ
、第５図は１換エアの供給条件を示す論理図である。 １−エンジン本体　　２−ロータハウジング、８−吸気
ポート　　　９−吸気通路 １１−スロットルバルブ １２−　インタークーラ １３−ターボチャージャのコンプレッサ１４−エアフロ
ーメータ １６−排気ポート　　１９−触媒コンハータ２４−水温
センサ ２５−スロットル開度センサ ２６−圧力センサ ２７−クランクアングルセンサ ３１−掃気ポート　　３２．３３−エアポート３４−エ
アポンプ　　３５−電磁クラッチ３７〜３９−切換弁　
４０−エア制御装置４３．４４−ソレノイドバルブ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　トロコイド内周面を有するハウジング内で遊星回転運
   動を行なうロータを備え、排気ポートのリーディング側
   でかつ吸気ポートのトレーリング側に開口する第１のエ
   ア供給通路を上記ハウジングに形成し、アイドル運転領
   域において、上記第１のエア供給通路を通じて置換エア
   を排気作動室内へ供給して、吸気作動室への排気ガスの
   持込みを阻止するようにしたロータリピストンエンジン
   において、 上記排気ポート内に開口する第２のエア供給通路を設け
   るとともに、アイドル運転領域においてエンジン水温が
   所定値以下のとき、上記第１のエア供給通路への上記置
   換エアの供給を停止し、代りに上記置換エアの供給源か
   ら上記第２のエア供給通路にエアを導くように切換える
   切換手段を設けたことを特徴とするロータリピストンエ
   ンジンの補助空気供給装置。