JP2004116492A - Fuel injection apparatus for rotary engine - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロータリーエンジンに燃料を供給するための燃料噴射装置に関し、特に、各気筒毎に複数の燃料噴射弁を備えたものに係る。
【0002】
【従来の技術】
従来より、ロータリーエンジンの燃料噴射装置として、例えば特許文献1に開示されるように、各気筒毎の吸気通路にそれぞれ第1及び第2の2つの燃料噴射弁を備え、低負荷低回転で燃料供給量の少ない状態では比較的容量の小さい第1燃料噴射弁のみにより燃料を噴射させるようにして、燃料の制御性を高める一方、出力要求の高い高負荷乃至高回転側では第1及び第2の両方の燃料噴射弁により燃料を噴射させて、十分な燃料供給量を確保するようにしたものがある。
【0003】
また、前記のものでは、小容量の第1燃料噴射弁を吸気ポートに配設して、作動室までの輸送遅れを小さくすることにより、燃料制御の応答性を向上させる一方、大容量の第2燃料噴射弁は上流側の吸気マニホルドに配設して、噴射した燃料が気筒内の作動室に輸送されるまでの時間をある程度、長くなるようにし、これにより燃料の気化霧化を促進するようにしている。
【0004】
【特許文献1】
特開平7−158478号公報(第2頁〜第3頁、第2図)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来例の如きロータリーエンジンでは、ハウジング内で回転するロータの側面により作動室への吸気ポートを開閉する構造となっており、このロータ側面への付着を避けて燃料を効率良く作動室に供給するためには、吸気ポートの少なくとも一部分が作動室に連通していて、且つ該作動室に吸入される吸気の流速がある程度以上、高い状態のときに、即ち所定のクランク角期間において燃料の噴射を行うことが好ましい(以下、所定のクランク角期間を好適噴射期間ともいう)。
【0006】
この点について、前記従来例のロータリーエンジンでは、作動室におけるロータ一側の壁面のみに吸気ポートが開口されており、この開口部の大きさに幾何学的な制限があって、前記好適噴射期間をあまり長くすることができないから、特に、燃料噴射量の多くなる高負荷の状態、或いはクランク角期間に対する時間間隔が相対的に短くなる高回転状態では、前記好適噴射期間を超えて燃料を噴射せざるを得ない。
【0007】
また、そのように作動室の一側のみから吸気を導入するようにした場合、当該作動室における燃料分布が偏りやすく、このことで燃焼性が大幅に低下する虞れがある。すなわち、作動室へ流入する吸気の速度が低いときには、この吸気に載って作動室に導入された燃料は当該作動室の移動とその容積の拡大とに連れて拡散するので、燃料分布が大きく偏ることはない。また、反対に吸気の流速が十分に高いときには、作動室に強い吸気流動が生じて燃料が広く分散することになるから、このときにも燃料分布の偏りは比較的、小さくなる。
【0008】
しかし、作動室への吸気流速が前記の中間の状態のときには、当該作動室に対し一側から流入する吸気に載って導入された燃料がその反対側に偏って分布することになり、混合気の空燃比に大きな偏りが生じて燃焼性が悪化するのである。このように燃焼性が悪化すると、混合気の燃え残りが多くなって燃費の悪化や出力の低下を招くとともに、いわゆる後燃えによって排ガスの温度が高くなるので、信頼性にも悪影響を及ぼす。
【0009】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、上述の如きロータリーエンジンの特性に着目し、各気筒内の作動室に燃料を供給するための構成に工夫を凝らして、燃料をできるだけロータ側面に付着させずに効率良く作動室に導入しつつ、その作動室における燃料分布の適正化を図って、混合気の良好な燃焼を実現することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明では、ロータリーエンジンの気筒内の作動室へその両側から吸気を供給するように第1及び第2吸気通路を設けるとともに、該各吸気通路にそれぞれに容量の異なる燃料噴射手段を配設して、各吸気通路への燃料の配分をエンジンの運転状態に応じて多様に変更することにより、作動室への燃料の導入効率を高めつつ、当該作動室における燃料分布の適正化を図るようにしたものである。
【0011】
具体的に、請求項1の発明では、ハウジング内にロータを収容してその外周側に複数の作動室を区画し、該ロータの回転に連れて各作動室がそれぞれ周方向に移動しながら、順に吸気、圧縮、膨張及び排気の各行程を行うようにしたロータリーエンジンの燃料噴射装置を対象とし、前記ロータの両側面にそれぞれ摺接するハウジング内壁面には、前記吸気行程にある作動室に連通するように第1及び第2吸気通路を各々開口させる。そして、前記第1及び第2吸気通路にそれぞれ燃料を噴射するように配設した互いに容量の異なる第1及び第2燃料噴射手段と、この第1及び第2燃料噴射手段による燃料の噴射量が略同量になるように、該各燃料噴射手段への燃料の配分を決定する基本配分決定手段と、その各燃料噴射手段による燃料の噴射をそれぞれ所定クランク角期間内にて行えるように、少なくともエンジン回転速度に応じて各燃料噴射手段への燃料の配分を制限する制限手段と、所定の条件下で、前記基本配分決定手段により決定された燃料噴射量の配分を前記制限手段による制限よりも優先して、各燃料噴射手段による燃料噴射量を制御する噴射量制御手段とを備える構成とする。
【0012】
前記の構成により、ロータリーエンジンの運転中に基本的には、基本配分決定手段により第1及び第2燃料噴射手段への燃料噴射量の配分が互いに略同量になるように決定され、第1及び第2吸気通路の両方に略同量の燃料が噴射されて、作動室に対しその両側から導入される。このことで、当該作動室における燃料分布の偏りは非常に小さくなり、混合気の燃焼性が大幅に向上するので、エンジンの出力を向上でき、燃費を改善できるとともに、燃料噴射量の多いときでも排ガス温度を相対的に低くして、信頼性を向上できる。
【0013】
また、前記各燃料噴射手段による燃料の噴射量は、原則として所定のクランク角期間(好適噴射期間)内で行われるよう、制限手段によって少なくともエンジン回転速度に応じて制限される。このことで、吸気通路に噴射された燃料はロータ側面等に付着することなく、効率良く作動室に導入されるようになり、このことによっても燃費や出力の改善が図られる。
【0014】
ここで、前記第1及び第2燃料噴射手段は互いに容量が異なるので、互いに同じ量の燃料を噴射させようとした場合、相対的に容量の小さい一方の燃料噴射手段の噴射期間が相対的に長くなり、燃料噴射量が多くなると、その一方の燃料噴射手段の噴射期間が先に好適噴射期間を超えることになる。このときに、所定の条件下であれば、即ち、例えば、作動室に流入する吸気の速度がある程度、高くて、当該作動室における燃料分布の偏りが大きくなり易い状況であれば、上述した基本配分決定手段による燃料配分を優先して、前記一方の燃料噴射手段による燃料噴射期間が好適噴射期間を超えても、2つの吸気通路への燃料噴射量が略同じになるように、噴射量制御手段により燃料噴射手段の制御が行われる。つまり、燃料分布の偏りが大きくなり易い状況においては、これを防止すべく、基本配分決定手段による燃料配分を優先することで、エンジンの良好な燃焼性を維持して、出力及び燃費の改善を実現できる。
【0015】
請求項2の発明では、第1吸気通路の下流側に第1燃料噴射弁を配設し、第2吸気通路には前記第1燃料噴射弁よりも容量の大きな第2燃料噴射弁を配設し、さらに、前記第1燃料噴射弁よりも上流側の第1吸気通路には前記第2燃料噴射弁と略同じ容量の第3燃料噴射弁を配設する。そして、エンジンの運転状態に基づいて目標燃料供給量を決定する燃料供給量決定手段を備え、基本配分決定手段を、前記燃料供給量決定手段により決定された目標燃料供給量が設定量よりも大きいときに、その燃料を、前記第1及び第3燃料噴射弁による噴射量の和が第2燃料噴射弁による噴射量と略同じになるように配分するものとし、また、制限手段は、前記第1、第2及び第3の各燃料噴射手段への燃料の配分をそれぞれ所定クランク角期間内にて行える量までに制限するものとする。さらに、噴射量制御手段は、前記基本配分決定手段により第2燃料噴射弁に配分された燃料量が所定クランク角期間にて噴射可能な量を超えたときに、該基本配分決定手段による燃料の配分を優先して、前記第2燃料噴射弁により前記所定クランク角期間を超えて燃料を噴射させるものとする。
【0016】
このことで、第1及び第3燃料噴射弁からなる第1燃料噴射手段の容量が、第2燃料噴射弁からなる第2燃料噴射手段よりも大きいので、目標燃料供給量が多くなると、前記第1及び第3燃料噴射弁によりそれぞれ好適噴射期間にて燃料を噴射できても、第2燃料噴射弁によっては前記好適噴射期間にて燃料を噴射し切れないようになる。このときに、基本配分決定手段による配分の方を優先して、前記第2燃料噴射弁により好適噴射期間を超えて、燃料を噴射させるようにすることで、作動室における燃料分布の偏りが大きくなり易い状況であっても、当該作動室へその両側から略同量の燃料を導入することができ、前記請求項1の発明の作用効果が十分に得られる。
【0017】
請求項3の発明では、前記請求項2の発明における噴射量制御手段を、第1及び第3燃料噴射弁に配分される燃料の量がいずれも所定クランク角期間にて噴射可能な量を超えたときには、第1燃料噴射弁により前記所定クランク角期間を超えて燃料を噴射させるものとする。
【0018】
このことで、目標燃料供給量がかなり多くなって、基本配分決定手段により第1及び第3燃料噴射弁に配分される燃料の量がいずれも好適噴射期間では噴射できない量になったとき、第2燃料噴射弁への燃料配分を増やすのではなく、即ち前記基本配分決定手段による燃料の配分を優先して、第1燃料噴射弁により好適噴射期間を超えて燃料を噴射させるようにする。すなわち、相対的に容量が小さく且つ第1吸気通路の下流側に位置していて、制御応答性に優れる第1燃料噴射弁により好適噴射期間を超えて燃料の噴射を行わせるようにする。こうすれば、その後に目標燃料供給量が減少したときに、応答性に優れる第1燃料噴射弁の燃料噴射量は比較的早く減量することができるから、好適噴射期間を超えて燃料の噴射を行うことに起因する悪影響を比較的、小さなものとすることができる。
【0019】
請求項4の発明では、前記請求項2の発明において、第2吸気通路にシャッター弁を配設し、燃料供給量決定手段により決定された目標燃料供給量が設定量以下のときに、その燃料を第1燃料噴射弁のみに配分する少量時配分決定手段と、前記目標燃料供給量が設定量以下のときに前記シャッター弁を閉じるシャッター弁制御手段とを備えるものとする。
【0020】
このことで、目標燃料供給量が比較的、少なくて設定量以下のときには、少量時配分決定手段により燃料が第1燃料噴射弁のみに配分されるとともに、第2吸気通路がシャッター弁により閉じられて、吸気が第1吸気通路のみを流通するようになる。すなわち、吸気の流量が比較的少ない状態であっても、第1吸気通路のみを流通する吸気の流速は十分に高くして、そこへ噴射される燃料を作動室へ効率良く導入することができる。しかも、燃料のポート壁面への付着を低減でき、その気化霧化も促進できる。
【0021】
加えて、相対的に容量の小さな前記第1燃料噴射弁は最小分解能が高いので、燃料噴射量の少ないときでも精度の高い燃料制御が行えるから、前記の如く作動室への燃料導入効率が良いことも相俟って、高い燃料制御性が得られる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基いて説明する。
【0023】
(エンジンの全体構成)
図2は、本発明の実施形態に係るロータリーエンジン1の要部の構成を示し、トロコイド内周面2aを有する繭状のロータハウジング2とサイドハウジング3とに囲まれたロータ収容室4(気筒)には概略三角形状のロータ6が収容されていて、その外周側に3つの作動室5,5,5が区画されている。このロータリーエンジン1は、図3に示すように、2つのロータハウジング2,2を3つのサイドハウジング3,3,3の間に挟み込むようにして一体化し、その間に形成される2つの気筒4,4にそれぞれロータ6,6を収容した2ロータタイプのものである。以下、この実施形態では、2つのロータハウジング2,2の中間に位置するサイドハウジング3(図2に示すもの)を両端側のものと区別して、インターミディエイトハウジング3と呼ぶものとする。
【0024】
前記ロータ6の内側には、図示しないが内歯車が形成されていて、この内歯車とサイドハウジング3側の外歯車とが噛合するとともに、ロータ6は、インターミディエイトハウジング3及びサイドハウジング3を貫通するクランクシャフト7に対して、遊星回転運動をするように支持されている。すなわち、前記ロータ6の回転運動は内歯車と外歯車との噛み合いによって規定され、ロータ6は、外周の3つの頂部にそれぞれ配設されたシール部が各々ロータハウジング2のトロコイド内周面2aに当接した状態で前記クランクシャフト7の偏心輪7aの周りを自転しながら、該クランクシャフト7の軸心Xの周りに公転する。そして、ロータ6が1回転する間に、該ロータ6の各頂部間にそれぞれ形成された作動室5,5,…が周方向に移動しながら、吸気、圧縮、膨張(燃焼)及び排気の各行程を行い、これにより発生する回転力がロータ6を介してクランクシャフト7から出力される。
【0025】
より具体的に、図2に示すようにクランクシャフト7の軸心Xの方向に見ると、各気筒4の左右方向の一側(図例では左側)が概ね吸気及び排気行程の領域になり、その反対側(図例では右側)が概ね圧縮及び膨張行程の領域になる。そして、図示の如く第1吸気ポート11(後述)等に連通する作動室5(図の左上側の作動室)は吸気行程の後半にあり、この作動室5がロータ6の回転に連れて図の時計回りに移動して圧縮行程になると、その内部に吸入された混合気が圧縮され、その後、図の右側に示す作動室5のように圧縮行程の終盤から膨張行程にかけて所定のタイミングにて点火プラグ9,10により混合気に点火されて、燃焼が行われるものである。
【0026】
前記インターミディエイトハウジング3には、両側の2つの気筒4,4においてそれぞれ吸気行程にある作動室5に連通するように一対の第1吸気ポート11,11(図2には1つのみ示す)が形成され、同様に、排気行程にある作動室5,5にそれぞれ連通するように一対の第1排気ポート12,12(図2には1つのみ示す)が形成されている。一方、前記サイドハウジング3には、吸気行程にある作動室5にそれぞれ連通するように第2及び第3の2つの吸気ポート13,14が形成され、また、排気行程にある作動室5に連通するように第2排気ポート15が形成されている。
【0027】
そして、前記第1、第2及び第3吸気ポート11,13,14が、それぞれ、各気筒4の吸気行程にある作動室5に吸気を供給する吸気通路16の下流端部を構成している。すなわち、図1に示すように、吸気通路16は、各気筒4毎に3つに分岐してそれぞれ前記3つの吸気ポート11,13,14に連通していて、それら3つの経路による吸気の供給状態をエンジン1の運転状態に応じて変更することで、低負荷低回転から高負荷高回転まで全ての運転領域に渡って気筒4への吸気の充填を効率良く行えるようになっている。尚、図1は、2つの気筒4,4のうちの一方(図3における手前側のもの)を模式的に2つに分けて、吸排気系の全体的な構成と制御システムの構成とを示したものであり、図の左側には、図2と同様にインターミディエイトハウジング3の側が、また、図の右側にはサイドハウジング3の側が示されている。
【0028】
前記図1に示すように、吸気通路16の上流端にはエアクリーナ17が配設され、そこから下流側に向かって順に、ホットワイヤ式エアフローセンサ18と、ステッピングモータ等により駆動されて通路の断面積を調節する第1の電気式スロットル弁23とが配設されている。また、吸気通路16はスロットル弁23よりも下流側で2つの通路19,20に分岐し、そのうちの一方の通路19は下流側でさらに2つの独立吸気通路21,22に分かれている。そして、第1の独立吸気通路21の下流端が前記第1吸気ポート11に接続され、第2の独立吸気通路22の下流端が前記第2吸気ポート13に連通されている。
【0029】
また、前記他方の通路20の下流端は第3吸気ポート14に接続されるとともに、そこにはアクチュエータにより駆動される電磁式のロータリーバルブ(図示せず)が配設されており、前記第1及び第2独立吸気通路21,22による吸気の供給だけでは吸気量が不足する所定の高回転状態でのみ、前記ロータリーバルブが開かれて、吸気を供給するようになっている。以下、この通路20を追加吸気通路20と呼ぶ。
【0030】
前記第1独立吸気通路21には、吸気マニホルド24内の通路に燃料を噴射するように比較的大容量のマニホルド噴射用第1インジェクタ25(燃料噴射弁)が配設されるとともに、それよりも下流側の第1吸気ポート11内に燃料を噴射するように比較的小容量のポート噴射用インジェクタ26(燃料噴射弁)が配設されている。このポート噴射用インジェクタ26は、作動室5に開口する第1吸気ポート11の下流端部近傍に向かって燃料を噴射するように配置されており、さらに、そのように噴射された燃料噴霧が衝突するポート壁面に向かって、スロットル弁23よりも上流の吸気通路16から取り出した高速の空気流を吹出すように、空気吹出し通路27が設けられている。
【0031】
一方、前記第2独立吸気通路22には、この通路22を開閉するシャッター弁28が配設されている。このシャッター弁28はバタフライバルブからなり、吸気通路16の負圧を利用する電磁空圧式のアクチュエータ29によって駆動されて、第2独立吸気通路22を全閉とするか又は全開とするかのいずれかの状態に切換えられるようになっている。尚、シャッター弁28は、弁体の固着を防止するために、全閉状態であっても通路22の周壁との間に所定量の隙間を生じるように設けられている。また、前記シャッター弁28よりも下流側の第2独立吸気通路22には、前記第1独立吸気通路21のマニホルド噴射用第1インジェクタ25と同じインジェクタ(マニホルド噴射用第2インジェクタ32)が配設されている。
【0032】
尚、図1及び図2に示す符号30は、ロータ6側面等から吹き抜けたブローバイガスの一部を回収するキャッチタンクであり、ここで回収されたブローバイガスは、図1にのみ示すブローバイガス通路31によって吸気通路16に導入される。
【0033】
上述の如き構成の吸気系に対し、エンジン1の排気系は、前記第1及び第2排気ポート12,15がそれぞれ排気マニホルド33に接続し、この排気マニホルド33において2つの気筒4,4からの排気が集合されて、下流側の排気管34に流通するようになっている。そして、前記排気マニホルド33には、排気中の酸素濃度を検出するリニアO2センサ35が配設され、また、排気管34には排気を浄化するための2つの触媒コンバータ36,37が直列に配設されている。前記リニアO2センサ35は、理論空燃比を含む所定の空燃比範囲において酸素濃度に対しリニアな信号を出力するものであり、前記インジェクタ25,26,32による燃料噴射量のフィードバック制御のために用いられる。
【0034】
尚、図1に示す符号38は、ロータリーエンジン1のクランクシャフト7の一端側に配設されてその回転角度を検出する電磁式のクランク角センサである。また、符号39は、ロータハウジング2の内部に形成されたウォータジャケット(図示せず)に臨んで冷却水の温度状態(エンジン水温)を検出する水温センサである。
【0035】
前記点火プラグ9,10の点火回路、スロットル弁23のモータ、インジェクタ25,26,32、シャッター弁28のアクチュエータ29等は、コントロールユニット40(以下、ECUと略称する)により作動制御されるようになっている。このECU40には少なくとも前記エアフローセンサ18の出力信号と、リニアO2センサ35の出力信号と、クランク角センサ38の出力信号と、水温センサ39の出力信号とが入力され、さらに、アクセル開度センサ41からの信号が入力されるようになっている。そして、このECU40においてエンジン1の運転状態(例えばエンジン負荷及びエンジン回転速度)を判定するとともに、その運転状態に応じて各気筒4に点火時期の制御や燃料噴射量及び噴射タイミングの制御が行われ、さらに吸気の流通する経路の切換え等が行われる。
【0036】
すなわち、図4に制御マップの一例を示すように、エンジン1の低負荷域及び中負荷域では各気筒4の作動室5,5,…に供給される空気及び燃料の比率(空燃比)は略理論空燃比になるように制御され(図にλ=1領域と示す)、一方、高負荷域では理論空燃比よりもリッチになるように制御される(図にエンリッチ領域と示す)。具体的には、スロットル弁23により調整される吸気の流量がエアフローセンサ18により検出され、この検出値に応じて、目標とする空燃比になるようにインジェクタ25,26,32による燃料の噴射量が制御される。
【0037】
尚、図示のエンリッチ領域の高回転側に斜線を入れて示す領域では、エンジン1及び触媒コンバータ36,37の過度の温度上昇を抑制すべく、意図的に排ガスの温度を下げる必要があり、このために、空燃比をエンリッチ領域でも特にリッチな状態(例えばA/F=11〜12)になるように制御する。
【0038】
また、主にエンジン回転速度に対応してシャッター弁28の開閉状態が切換えられる。すなわち、シャッター弁28は低回転域(例えば3000rpm以下)では全閉とされ、低中回転域(例えば3000〜4000rpm)では比較的低負荷側で全閉とされる一方、比較的高負荷側では全開とされる。また、中高回転域及び高回転域(例えば4000rpmよりも高回転域)では全開とされる。さらに、前記高回転域(例えば6500rpmよりも高回転域)では追加吸気通路20と第3吸気ポート14との間のロータリーバルブが開かれて、気筒4には追加吸気通路20及び第3吸気ポート14からも吸気が供給されるようになる。
【0039】
(燃料噴射制御)
次に、本発明の主たる特徴部分として、3つのインジェクタ25,26,32を使い分ける燃料噴射制御の手順について、詳細に説明する。
【0040】
まず、図5の機能ブロック図に示すように、ECU40には、クランク角センサ38からの信号に基づいてエンジン回転速度を演算する回転速度演算部40aと、そうして求めたエンジン回転速度とエアフローセンサ18の信号から求めた吸気量とに基づいて、作動室5への吸気充填効率(エンジン負荷)を演算するエンジン負荷演算部40bと、エンジン水温や大気圧、さらには空調装置の作動状態等の環境条件を検出し、この環境条件やエンジン1の運転状態に応じた空燃比のリッチ化補正等のための補正係数を演算する環境条件演算部40cと、それら各演算部による演算結果に基づいて、即ち、主にエンジン1の運転状態に基づいて、3つのインジェクタ25,26,32による総噴射量(目標燃料供給量)を演算する総噴射量演算部40d(燃料供給量決定手段)とを備えている。
【0041】
さらに、ECU40には、前記総噴射量演算部40dにより演算された総噴射量に基づいて、第1及び第2独立吸気通路21,22への燃料の噴射量が略同量になるように、言い換えると、前記マニホルド噴射用第1インジェクタ25及びポート噴射用インジェクタ26による燃料噴射量がマニホルド噴射用第2インジェクタ32による燃料噴射量と略同じになるように、該各インジェクタへの燃料の基本的な配分を決定する燃料配分演算部40eと、それらの各インジェクタ25,26,32による燃料の噴射がそれぞれ所定クランク角期間内にて行われるように、少なくともエンジン回転速度に応じて各インジェクタへの燃料の配分を制限する燃料配分制限部40f(制限手段)と、前記燃料配分演算部40eによる燃料の基本的な配分に前記燃料配分制限部40fによる制限を加味して、3つのインジェクタ25、26,32のそれぞれによる燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御部40gとを備えている。
【0042】
さらにまた、ECU40には、前記マニホルド噴射用第2インジェクタ32への燃料の配分に応じて、シャッター弁28の開閉切換えの判断を行うシャッター弁開閉判断部40hを備えている。
【0043】
尚、前記40a〜40hの各部の機能は、いずれも、ECU40のメモリに電子的に格納されているプログラムがCPUにより実行されることによって、実現する。
【0044】
より具体的に、前記3つのインジェクタ25,26,32による燃料噴射の順序は、まず、ポート噴射用インジェクタ26を作動させ、次にマニホルド噴射用第2インジェクタ32を作動させ、その次にマニホルド噴射用第1インジェクタ25を作動させるというものである。このことから、以下、前記ポート噴射用インジェクタ26をプライマリインジェクタ26と呼び、マニホルド噴射用第2インジェクタ32をセカンダリインジェクタ32と呼び、さらに、マニホルド噴射用第1インジェクタ25をサードインジェクタ25と呼ぶことにする。
【0045】
また、前記所定のクランク角期間というのは、前記各インジェクタ25,26,32によって噴射した燃料が吸気の流れに載って良好に輸送されて、吸気通路21,22の壁面やロータ6の側面等にあまり付着することなく、作動室5に導入されるような期間のことであり、以下、この期間を好適噴射期間ということにする。
【0046】
図6に示すダイヤグラムは、前記の如く、3つのインジェクタ25,26,32を主に総噴射量Qに応じて使い分ける具体的な手法を示したものである。まず、図の横軸に示す総噴射量Qが少なくて、プライマリインジェクタ26のみにより好適噴射期間内に噴射し得る第1設定量Q1以下のときには(Q≦Q1)、図に実線で示すように、プライマリインジェクタ26のみに燃料の噴射作動を行わせる。尚、インジェクタ26による燃料の噴射開始時期はエンジン1の運転状態によってある程度、変更されるが、噴射期間が前記好適噴射期間内に収まるかどうかは、実質的にはインジェクタ26の開弁期間の長さ(クランク角)、即ちパルス巾T1が設定値T0以下になるかどうかで判断できる。
【0047】
前記のように、燃料をプライマリインジェクタ26のみにより前記好適噴射期間内にて噴射するようにすれば、最小分解能の高い小容量のインジェクタ26のみによって燃料が噴射されることで、自ずと噴射量の制御精度が高くなるとともに、燃料は作動室5への開口部に近い第1吸気ポート11に噴射されることから、輸送遅れが小さくなって、制御の応答性も高くなる。
【0048】
また、その際、シャッター弁28は全閉として、吸気を主に第1独立吸気通路21のみに流通させるようにする。これにより、吸気の流量の少ない状態であっても、第1独立吸気通路21における吸気の流速は十分に高くなり、作動室5への吸気及び燃料の吸入は極めて効率良く行われて、輸送遅れが可及的に小さくなるとともに、燃料のポート壁面への付着も軽減され、気化霧化も良好なものとなる。
【0049】
次に、総噴射量Qが前記第1設定量Q1よりも多くて、且つその略2倍の第2設定量Q2以下のときには、前記プライマリインジェクタ26だけでなく、セカンダリインジェクタ32によっても燃料を噴射させ(図には破線で示す)、且つ、それら両方のインジェクタ26,32による燃料噴射量を互いに略同じになるように制御する。ここで、図の縦軸に示す燃料パルス巾は、プライマリインジェクタ26の容量がセカンダリインジェクタ32よりも小さいことを反映して、プライマリインジェクタ26のパルス巾T1がセカンダリインジェクタのパルス巾T2よりも長くなっているが、2つのインジェクタ26,32によって各々第1及び第2独立吸気通路21,22に噴射される燃料の量は略同じである。
【0050】
その際、シャッター弁28は、少なくとも前記セカンダリインジェクタ32が作動するときには開くようにする(Q≦Q1であってもエンジン回転速度が高いときにはシャッター弁28は開かれる)。これにより、第1及び第2独立吸気通路21,22を略同じ量の吸気が流通して、第1及び第2吸気ポート11,13により吸気及び燃料の混合気が作動室5に対しその両側から導入されるようになる。すなわち、第1及び第2吸気ポート11,13は、それぞれ、ロータ6の両側面に摺接するインターミディエイトハウジング3及びサイドハウジング3の各内壁面に開口されており、ロータ6の回転に伴い吸気行程にある作動室5が第1及び第2吸気ポート11,13に連通し、さらにその作動室5の容積が増大すると、これに伴い第1及び第2独立吸気通路21,22並びに第1及び第2吸気ポート11,13からそれぞれ略同じ量の混合気が相対向して作動室5に導入されるようになる。このように、ロータ6及び作動室5の移動する方向に対して左右両側から略同じ量の混合気(吸気及び燃料)が導入されることで、作動室5における燃料分布の偏りは非常に小さくなり、混合気の燃焼性が大幅に向上する。
【0051】
次に、総噴射量Qが第2設定量Q2よりも多くなれば、3つのインジェクタ25,26,32の全てによって燃料を噴射させる。この際、プライマリインジェクタ26による燃料噴射量は前記第1設定量Q1に固定し(T1=T0)、セカンダリインジェクタ32による燃料噴射量は総噴射量Qの略半分とし、さらに、それらの噴射量を合わせても総噴射量Qに不足する残りの燃料を、図6において一点差線で示すようにサードインジェクタ25によって噴射させる。言い換えると、前記プライマリインジェクタ26及びサードインジェクタ25によって総噴射量の略半分の燃料を第1独立吸気通路21に噴射させるとともに、前記セカンダリインジェクタ32によって総噴射量Qの略半分の燃料を第2独立吸気通路22に噴射させる。
【0052】
このことで、燃料の総噴射量Qが多くなっても、プライマリインジェクタ26による燃料の噴射期間を好適噴射期間内に留めて、噴射した燃料を作動室5に対し良好に導入することができるとともに、第1及び第2独立吸気通路21,22にそれぞれ噴射する燃料の量を略同じにして、その略同量の燃料を作動室5に対しその両側から導入することができる。
【0053】
さらに、引き続いて総噴射量Qが増大して、セカンダリインジェクタ32による燃料噴射量が好適噴射期間内に噴射し得る量を超えたときでも(Q>Q3)、該セカンダリインジェクタ32による燃料噴射量はサードインジェクタ25と略同様に増量するようにする(T2>T0)。これは、総噴射量Qが多くなって、作動室5に流入する吸気の速度がある程度、高くなり、これにより当該作動室5における燃料分布の偏りが大きくなり易い状況になったことを考慮して、第2独立吸気通路22に噴射した燃料の作動室5への導入効率を高めることよりも、当該作動室5に対して第1及び第2独立吸気通路21,22の両方から略同じ量の燃料を導入することを優先する、ということであり、こうすることで、混合気のの良好な燃焼性を維持して、出力及び燃費を改善することができる。
【0054】
また、総噴射量Qがさらに多くなって、サードインジェクタ25による燃料噴射量が好適噴射期間内に噴射し得る量を超えれば(Q>Q4)、該サードインジェクタ25による燃料噴射量は第1設定量Q1に固定して(T3=T0)、プライマリインジェクタ26による燃料噴射量を前記第1設定量Q1を超えて増量するようにする(T1>T0)。すなわち、セカンダリインジェクタ32への燃料配分を増やすのではなく、プライマリインジェクタ26により好適噴射期間を超えて燃料の噴射を行わせる。その際、サードインジェクタ25の噴射量は据え置いてプライマリインジェクタ26の噴射量のみを増量するのは、その後に総噴射量Qが減少したときに、制御応答性の高いプライマリインジェクタ26の噴射量は速やかに第1設定量Q1以下に戻すことができるからである。
【0055】
そして、総噴射量Qが多さらにくなって、セカンダリインジェクタ32による燃料噴射量が、このインジェクタ32によって燃料を噴射し得る制御上の上限値に達すれば(Q=Q5)、該セカンダリインジェクタ32による燃料噴射量はその上限値に固定せざるを得ないので(T2=Tmax)、それ以降は、プライマリインジェクタ26の燃料噴射量のみを増量するようにする。そうして、そのプライマリインジェクタ26による燃料噴射量も制御上の上限値に達すれば(Q=Q6)、このインジェクタ26による燃料噴射量はその上限値に固定して(T1=Tmax)、それ以降は、サード1インジェクタ25による燃料噴射量を第1設定量Q1を超えて増量するようにする(T3>T0)。
【0056】
以下に、前記の如くインジェクタ25,26,32を使い分ける制御の手順を図7及び図8に示すフローチャート図に基づいて説明する。尚、この制御は、各気筒4の作動室5,5,…毎にその点火時期に同期した所定のタイミングにて、実行される。
【0057】
まず、図7に示すフローのスタート後のステップSA1において、クランク角センサ38からの信号に基づいてエンジン回転速度を演算し、続くステップSA2では前記エンジン回転速度とエアフローセンサ18からの信号とに基づいて作動室5への吸気充填効率(エンジン負荷)を演算する。続いて、ステップSA3ではエンジン水温等の環境条件等に基づいて補正係数を演算し、続くステップSA4において、前記の演算した吸気充填効率に対して目標とする空燃比(図4の制御マップ参照)になるように、インジェクタ総噴射量Qを演算する。尚、前記の如く演算したエンジン回転速度、吸気充填効率、総噴射量Q等は逐次ECU40のメモリに記憶更新される。この点は、以下のステップにおける噴射パルス巾T1,T2,T3についても同様である。
【0058】
続いて、ステップSA5において、プライマリインジェクタ26へ出力する燃料噴射パルスのパルス巾T1を演算する。ここで求めるのは、前記ステップSA4で求めたインジェクタ総噴射量Qを全てプライマリインジェクタ26により噴射する場合に必要なパルス巾であり、総噴射量Qとインジェクタ26の流量係数とに基づいて周知の計算により求めればよい。そして、ステップSA6において、そのようにして求めたパルス巾T1が好適噴射期間に対応する設定範囲内にあるかどうか判定し(T1≦T0?)、この判定がYESならば図8のフローのステップSA17に進んで、プライマリインジェクタ26に燃料噴射パルスを出力して、燃料を噴射させ(噴射実行)、しかる後にリターンする。
【0059】
一方、前記の判定がNOであればステップSA7に進み、今度はセカンダリインジェクタ32へ出力する燃料噴射パルスのパルス巾T2を演算し、続いて、ステップSA8においてプライマリインジェクタ26への燃料噴射パルス巾T1を再度、演算して、図8のフローに示すステップSA9に進む。すなわち、総噴射量Qを2等分して、それぞれプライマリ及びセカンダリインジェクタ26,32により噴射させるよう、燃料噴射パルス巾T1,T2をそれぞれ決定する。この際、インジェクタの容量が異なることから、燃料噴射パルス巾T1,T2の大小関係は、T1>T2になる。また、プライマリインジェクタ26の燃料噴射パルス巾T1は後述の如く再度、演算される場合があるが、セカンダリインジェクタ32の燃料噴射パルス巾T2は再度、演算されることはない。それ故、パルス巾T2については制御上の上限値Tmax以下に制限される。
【0060】
つまり、プライマリインジェクタ26のみによって総噴射量Qの燃料を所定クランク角期間内にて噴射できるときには、該プライマリインジェクタ26のみから燃料を噴射供給し、そうでないときには少なくともプライマリ及びセカンダリインジェクタ26,32によって燃料を噴射させるとともに、それらの噴射量を略同量になるように制御する。
【0061】
前記ステップSA8に続いて、図8に示すフローのステップSA9では、前記ステップSA6と同様に、プライマリインジェクタ26の燃料噴射パルス巾T1が好適噴射期間に対応する設定範囲内にあるかどうか判定する(T1≦T0?)。この判定がYESならばステップSA17に進んで、プライマリ及びセカンダリインジェクタ26,32にそれぞれ燃料噴射パルスを出力して、両方のインジェクタ26,32から略同量の燃料を噴射させ(噴射実行)、しかる後にリターンする。
【0062】
一方、前記の判定がNOであればステップSA10に進み、一旦、プライマリインジェクタ26の燃料噴射パルス巾T1を前記設定範囲の上限値である設定パルス巾T0に固定し(T1←T0)、続くステップSA11において、サードインジェクタ25へ出力する燃料噴射パルスのパルス巾T3を演算する。すなわち、まず、総噴射量Qを半分にして、これから前記設定パルス巾にてプライマリインジェクタ26が噴射する燃料の量を減算し、これにより得られた量の燃料をサードインジェクタ25により噴射する場合のパルス巾を求める。そして、ステップSA12において、前記サードインジェクタ25の燃料噴射パルス巾T3が好適噴射期間に対応する設定範囲内にあるかどうか判定し(T3≦T0?)、この判定がYESならばステップSA17に進んで、プライマリ、セカンダリ及びサードインジェクタ26,32、25にそれぞれ燃料噴射パルスを出力して、3つのインジェクタ25,26,32により燃料を噴射させ(噴射実行)、しかる後にリターンする。
【0063】
すなわち、プライマリインジェクタ26により総噴射量Qの略半分の燃料を所定クランク角期間内にて噴射できるときには、このプライマリインジェクタ26とセカンダリインジェクタ32とによって略同量の燃料を噴射させる。また、そうでないときでもプライマリインジェクタ26の燃料噴射量は前記所定クランク角期間内にて噴射可能な量に制限し、不足分はサードインジェクタ25により噴射させて、該プライマリ及びサードインジェクタ26,25による燃料噴射量とセカンダリインジェクタ32による燃料噴射量とが略同じになるようにする。
【0064】
前記ステップSA12における判定がNOで、サードインジェクタ25により燃料を好適噴射期間内に噴射できない場合には、ステップSA13に進んでサードインジェクタ25の燃料噴射パルス巾T3を前記設定パルス巾T0に固定し(T3←T0)、続くステップSA14において、プライマリインジェクタ26への燃料噴射パルス巾T1を再度、演算する。すなわち、総噴射量Qからセカンダリインジェクタ32による燃料噴射量を減算し、そこからさらにサードインジェクタ25による燃料噴射量(前記設定パルス巾T0にてサードインジェクタ25が噴射する燃料の量)を減算し、これにより得られた量の燃料をプライマリインジェクタ26により噴射する場合のパルス巾を求める。
【0065】
続いて、ステップSA15において、前記プライマリインジェクタ26の燃料噴射パルス巾T1が、制御上の上限値Tmax以下であるかどうか判定し(T1≦Tmax?)、この判定がYESならばステップSA17に進んで、プライマリ、セカンダリ及びサードインジェクタ26,32、25にそれぞれ燃料噴射パルスを出力して、3つのインジェクタ25,26,32により燃料を噴射させ(噴射実行)、しかる後にリターンする。
【0066】
つまり、総噴射量Qが多くなって、その半分の燃料をプライマリ及びサードインジェクタ32の両方によっても好適噴射期間内では噴射できないようになれば、それ以降は、相対的に応答性の高いプライマリインジェクタ26の燃料噴射量を制御上の上限値になるまで増量する。
【0067】
一方、前記プライマリインジェクタ26の燃料噴射パルス巾T1が制御上の上限値Tmaxを超えていれば(判定がNO)、ステップSA16に進んで、サードインジェクタ25への燃料噴射パルス巾T3を再度、演算する。すなわち、総噴射量Qからセカンダリインジェクタ32による燃料噴射量と前記上限値のパルス巾Tmaxにてプライマリインジェクタ26により噴射される燃料の量とをそれぞれ減算し、これにより得られた量の燃料をサードインジェクタ25により噴射する場合のパルス巾を求める。そうして、ステップSA17に進んで、プライマリ、セカンダリ及びサードインジェクタ26,32、25にそれぞれ燃料噴射パルスを出力して、3つのインジェクタ25,26,32により燃料を噴射させ(噴射実行)、しかる後にリターンする。
【0068】
つまり、プライマリインジェクタ26の燃料噴射量が制御上の上限値に達すれば、それ以降はサードインジェクタ25の燃料噴射量のみを制御上の上限値になるまで増量する。
【0069】
前記図7に示すフローのステップSA1がECU40の回転速度演算部40aに、また、ステップSA2がエンジン負荷演算部40bに、それぞれ対応する。さらに、ステップSA3が環境条件演算部40cに、また、ステップSA4が総噴射量演算部40dに、それぞれ対応する。
【0070】
また、前記フローのステップSA5は、総噴射量演算部40dにより演算された総噴射量Qが第1設定量Q1以下のときに、その燃料をプライマリインジェクタ26のみに配分する少量時配分決定手段を構成する。
【0071】
さらに、前記フローのステップSA7,SA8,SA11,SA14,SA16が燃料配分演算部40eに対応し、ステップSA6,SA9,SA10,SA12,SA13が燃料配分制限部40fに対応し、ステップSA17が燃料噴射量制御部40gに、それぞれ対応する。
【0072】
次に、ECU40のシャッター弁開閉判断部40hによるシャッター弁28の制御手順を図9に示すフローチャート図に基づいて具体的に説明する。尚、この制御も前記したインジェクタの制御と同じタイミングにて、実行される。
【0073】
まず、スタート後のステップSB1,SB2において、それぞれ、前記図7のフローのステップSA1,SA2にて演算されて、ECU40のメモリに記憶更新されているエンジン回転速度及び吸気充填効率を読み込む。続いて、ステップSB3において、同様に前記フローのステップSA7にて演算されて、ECU40のメモリに記憶更新されているセカンダリインジェクタ32の燃料噴射パルス巾T2を読み込む。
【0074】
続いて、ステップSB4において、燃料噴射パルス巾T2に基づいて、セカンダリインジェクタ32により燃料を噴射するのか否かを判定するとともに、エンジン回転速度が所定値(例えば4000回転)以上であるかどうか判定する。そして、それらの判定の結果、少なくとも一方がYESならばステップSB5に進んでシャッター弁28を開く一方、いずれの判定結果もNOであればステップSB6に進んでシャッター弁28を閉じ、しかる後にリターンする。
【0075】
つまり、この実施形態ではシャッター弁28を主にセカンダリインジェクタ32による噴射作動の有無に対応して開閉するようにしており、この結果、総噴射量Qが第1設定量Q1よりも多いときにはシャッター弁28が開かれるようになる。
【0076】
尚、総噴射量Qが第1設定量Q1以下であっても、エンジン回転速度が所定値以上のときにはシャッター弁28は開かれる。すなわち、図4の制御マップにおいてエンジン回転速度が所定値(図に破線で示す)以上のときには、エンジン負荷の大きさによらずシャッター弁28が開かれることになるが、この際、エンジン負荷が低くて総噴射量Qが第1設定量Q1以下であれば、実際にはいわゆる燃料カット制御が行われることになり、一時的に燃料の供給が停止した状態で、次にアクセルペダルが踏まれて燃料の供給を再開するときのために、予めシャッター弁28を開いておくのである。
【0077】
したがって、この実施形態に係るロータリーエンジン1の燃料噴射装置Aによると、例えばエンジン負荷が低くて、インジェクタ総噴射量Qが第1設定量Q1以下のときには、シャッター弁28を閉じて、吸気を主に第1独立吸気通路21のみに流通させるとともに、燃料をプライマリインジェクタ26のみによって第1吸気ポート11へ噴射させるようにする。すなわち、吸気流量の少ない状態であっても、第1吸気ポート11を流れる吸気の流速を十分に高めて、燃料の吸気ポート壁面への付着を抑制し、気化霧化を促しながら、燃料及び空気を作動室5へ極めて効率良く導入することができる。
【0078】
しかも、その際、前記プライマリインジェクタ26による燃料の噴射は、その燃料を吸気ポート壁面やロータ6側面に付着させずに良好に作動室5に導入できるよう、所定の好適噴射期間にて行われるので、前記の作用効果が一層、高くなる。
【0079】
一方、総噴射量Qが前記第1設定量Q1よりも多くなれば、シャッター弁28が開かれて第2独立吸気通路22にも吸気が流通するようになり、これとともに、少なくともプライマリ及びセカンダリインジェクタ26,32から燃料が噴射されて、第1及び第2独立吸気通路21,22の両方から作動室5に対して略同量の吸気及び燃料が導入されるようになる。すなわち、各気筒4毎に、ロータ6の回転に連れて作動室5が移動する方向に対して、左右両側から略同じ量の混合気(吸気及び燃料)が導入されることで、作動室5における燃料分布の偏りが非常に小さくなり、混合気の燃焼性が大幅に向上して、出力及び燃費が改善する。
【0080】
さらに総噴射量Qが多くなって、セカンダリインジェクタ32へ配分される燃料の量が好適噴射期間内に噴射可能な量を超えたときには、このセカンダリインジェクタ32により好適噴射期間を超えて燃料を噴射させるようにし、また、プライマリ及びサードインジェクタ26,25に配分される燃料の量がいずれも好適噴射期間では噴射できないものとなったときには、プライマリインジェクタ26により好適噴射期間を超えて燃料を噴射させるようにする。このことで、それぞれ、作動室5における燃料分布の偏りが大きくなり易い状況下においても前記の如く燃料分布の偏りを防止することができ、これにより、混合気の良好な燃焼性を維持することができる。
【0081】
特に、高負荷高回転の状態では、前記の如く作動室5の燃料分布が適正化されて燃焼性が向上することによって、混合気の燃え残りが少なくなり、いわゆる後燃えの軽減により排ガスの温度が低下する。このことから、例えば図4の制御マップに示すエンリッチ領域において空燃比のリッチ化の度合いを弱めることができ、これにより、出力や燃費のさらなる改善が図られる。
【0082】
尚、本発明の構成は、前記実施形態のものに限定されることなく、その他の種々の構成を包含するものである。すなわち、前記実施形態では、追加吸気通路20を設けて、特に吸気量の多くなる高回転域においては第1及び第2独立吸気通路21,22に加えて前記追加吸気通路20からも作動室5に吸気を導入するようにしているが、この追加吸気通路20は設けなくてもよい。
【0083】
また、前記実施形態では、プライマリ、セカンダリ、サードの3つのインジェクタ26,32,25を配設しているが、互いに容量の異なる2つのインジェクタをそれぞれ第1及び第2独立吸気通路21,22に配設するようにしてもよい。その場合、比較的容量の小さい方を第1吸気ポート11若しくはその付近に配設するのが好ましい。さらに、シャッター弁28は必ずしも設けなくてよい。
【0084】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項1の発明に係るロータリーエンジンの燃料噴射装置によると、気筒内の作動室へその両側から吸気を供給するように第1及び第2吸気通路を設け、該各吸気通路にそれぞれに容量の異なる第1及び第2燃料噴射手段を配設して、基本的には該第1及び第2燃料噴射手段による燃料の噴射量が略同量になるように燃料の配分を決定するとともに、各燃料噴射手段による燃料の噴射をそれぞれ所定クランク角期間内にて行えるように制限する。そして、所定の条件下、即ち作動室内の燃料分布の偏りが大きくなり易い状況においては、前記基本的な燃料噴射量の配分を前記所定クランク角期間の制限に対し優先させて、各燃料噴射手段による燃料噴射量を制御することで、作動室内の燃料分布の偏りを抑えてエンジンの良好な燃焼性を維持し、出力及び燃費の改善を実現できる。
【0085】
請求項2の発明によると、第2燃料噴射弁に配分される燃料量が所定クランク角期間にて噴射できないものとなったときに、その所定クランク角期間を超えて燃料を噴射させることで、作動室における燃料分布の偏りが大きくなり易い状況であっても、その偏りを抑えて、前記請求項1の発明の効果を十分に得ることができる。
【0086】
請求項3の発明によると、第1及び第3燃料噴射弁に配分される燃料の量がいずれも好適噴射期間では噴射できないものとなったときに、第2燃料噴射弁への燃料配分を増やすのではなく、第1燃料噴射弁により好適噴射期間を超えて燃料の噴射を行わせることで、作動室における燃料分布の偏りを抑制できるとともに、その後、目標燃料供給量が減少したときには、応答性に優れる第1燃料噴射弁の燃料噴射量を比較的早く減量することができるので、好適噴射期間を超えて燃料を噴射することの悪影響を軽減できる。
【0087】
請求項4の発明によると、目標燃料供給量が比較的、少ないときには、燃料を第1燃料噴射弁のみに配分するとともに、第2吸気通路を閉じて第1吸気通路の吸気の流速を十分に高くすることで、燃料を作動室へ効率良く導入することができ、燃料のポート壁面への付着を低減でき、その気化霧化も促進できる。加えて、高い燃料制御性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るロータリーエンジンの燃料噴射装置の全体構成を示す図である。
【図2】エンジンの要部構成を示す図である。
【図3】エンジンの要部の構成を一部分、切り欠いて示す斜視図である。
【図4】エンジンの運転制御マップの一例を示す図である。
【図5】燃料噴射制御の構成を示す機能ブロック図である。
【図6】総噴射量の変化と、これに対する各インジェクタの燃料噴射パルス巾の変化との対応関係を示すダイヤグラムである。
【図7】燃料噴射制御の前半の手順を示すフローチャート図である。
【図8】燃料噴射制御の後半の手順を示すフローチャート図である。
【図9】シャッター弁の制御手順を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
A 燃料噴射装置
1 ロータリーエンジン
2 ロータハウジング
3 サイドハウジング、インターミディエイトハウジング
5 作動室
6 ロータ
11 第1吸気ポート(第1吸気通路)
13 第2吸気ポート(第2吸気通路)
21 第1独立吸気通路(第1吸気通路)
22 第2独立吸気通路(第2吸気通路)
25 サードインジェクタ(第3燃料噴射弁:第1燃料噴射手段)
26 プライマリインジェクタ(第1燃料噴射弁:第1燃料噴射手段)
28 シャッター弁
32 セカンダリインジェクタ(第2燃料噴射弁:第2燃料噴射手段)
40 コントロールユニット(ECU)
40d 総噴射量演算部(燃料供給量決定手段)
40e 燃料配分演算部(基本配分決定手段)
40f 燃料配分制限部(制限手段)
40g 燃料噴射量制御部(燃料噴射量制御手段)
40h シャッター弁開閉判断部(シャッター弁制御手段)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel injection device for supplying fuel to a rotary engine, and more particularly to a fuel injection device provided with a plurality of fuel injection valves for each cylinder.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a fuel injection device for a rotary engine, for example, as disclosed in
[0003]
Further, in the above-described apparatus, a small-capacity first fuel injection valve is disposed at the intake port to reduce the delay in transporting the fuel to the working chamber, thereby improving the responsiveness of the fuel control. (2) The fuel injection valve is disposed in the intake manifold on the upstream side so as to increase the time required for the injected fuel to be transported to the working chamber in the cylinder to some extent, thereby promoting vaporization and atomization of the fuel. Like that.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-7-158478 (
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the rotary engine as in the conventional example, the intake port to the working chamber is opened and closed by the side surface of the rotor rotating in the housing, and the fuel is efficiently removed by avoiding the attachment to the side surface of the rotor. In order to supply the fuel to the working chamber, when at least a part of the intake port communicates with the working chamber and the flow rate of the intake air sucked into the working chamber is higher than a certain level and high, that is, during a predetermined crank angle period, (Hereinafter, a predetermined crank angle period is also referred to as a suitable injection period).
[0006]
In this regard, in the conventional rotary engine, the intake port is opened only on the wall on one side of the rotor in the working chamber, and there is a geometric restriction on the size of the opening, so that the preferred injection period In particular, in a high load state where the fuel injection amount is large or a high rotation state where the time interval with respect to the crank angle period is relatively short, the fuel is injected beyond the preferable injection period. I have to do it.
[0007]
In addition, when the intake air is introduced only from one side of the working chamber, the fuel distribution in the working chamber tends to be uneven, which may significantly reduce the combustibility. That is, when the speed of the intake air flowing into the working chamber is low, the fuel introduced into the working chamber on this intake diffuses as the working chamber moves and its volume increases, so that the fuel distribution is largely biased. Never. On the other hand, when the flow rate of the intake air is sufficiently high, a strong intake flow is generated in the working chamber, and the fuel is widely dispersed. Therefore, the bias of the fuel distribution is relatively small also at this time.
[0008]
However, when the flow rate of intake air to the working chamber is in the intermediate state described above, the fuel introduced on the intake air flowing into the working chamber from one side is unevenly distributed to the opposite side, and the air-fuel mixture The air-fuel ratio is greatly biased, and the flammability deteriorates. When the combustibility deteriorates in this way, the amount of unburned fuel in the air-fuel mixture increases, leading to deterioration in fuel efficiency and output. In addition, the so-called afterburning increases the temperature of the exhaust gas, which adversely affects reliability.
[0009]
The present invention has been made in view of the above-described points, and the object thereof is to pay attention to the characteristics of the rotary engine as described above, and to devise a configuration for supplying fuel to the working chamber in each cylinder. It is an object of the present invention to efficiently introduce fuel into the working chamber without adhering the fuel to the side surface of the rotor as much as possible and to optimize the fuel distribution in the working chamber to realize good combustion of the air-fuel mixture.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, first and second intake passages are provided so as to supply intake air from both sides to a working chamber in a cylinder of a rotary engine, and each of the intake passages has a capacity. By disposing different fuel injection means and changing the distribution of fuel to each intake passage in various ways according to the operating state of the engine, the efficiency of introducing fuel into the working chamber is increased, This is to optimize the fuel distribution.
[0011]
Specifically, according to the first aspect of the present invention, a plurality of working chambers are defined on the outer peripheral side of the housing by accommodating the rotor in the housing, and each working chamber moves in the circumferential direction as the rotor rotates. It is intended for a fuel injection device of a rotary engine that sequentially performs the intake, compression, expansion, and exhaust strokes. The housing inner wall surfaces that are in sliding contact with both side surfaces of the rotor respectively communicate with the working chamber in the intake stroke. The first and second intake passages are respectively opened so as to perform the above. The first and second fuel injection means having different capacities and arranged to inject fuel into the first and second intake passages, respectively, and the fuel injection amounts of the first and second fuel injection means are different. Basic distribution determining means for determining the distribution of fuel to each of the fuel injection means so as to have substantially the same amount, and at least so that fuel injection by each of the fuel injection means can be performed within a predetermined crank angle period. Limiting means for limiting the distribution of fuel to each fuel injection means in accordance with the engine rotation speed; and under predetermined conditions, the distribution of the fuel injection amount determined by the basic distribution determining means is smaller than the restriction by the limiting means. An injection amount control means for controlling a fuel injection amount by each fuel injection means is preferentially provided.
[0012]
With the above configuration, during the operation of the rotary engine, basically, the distribution of the fuel injection amount to the first and second fuel injection units is determined by the basic distribution determining unit so as to be substantially equal to each other. A substantially equal amount of fuel is injected into both the first and second intake passages and introduced into the working chamber from both sides thereof. As a result, the deviation of the fuel distribution in the working chamber becomes extremely small, and the combustibility of the air-fuel mixture is greatly improved, so that the output of the engine can be improved, the fuel efficiency can be improved, and even when the fuel injection amount is large. The reliability can be improved by relatively lowering the exhaust gas temperature.
[0013]
The amount of fuel injected by each of the fuel injection means is limited by the limiting means at least according to the engine speed so that the fuel injection amount is performed within a predetermined crank angle period (preferable injection period) in principle. This allows the fuel injected into the intake passage to be efficiently introduced into the working chamber without adhering to the side surfaces of the rotor and the like, thereby improving fuel efficiency and output.
[0014]
Here, since the first and second fuel injection means have different capacities, when trying to inject the same amount of fuel, the injection period of one fuel injection means having a relatively small capacity is relatively short. When the fuel injection amount increases and the fuel injection amount increases, the injection period of one of the fuel injection means first exceeds the suitable injection period. At this time, under a predetermined condition, that is, for example, when the speed of the intake air flowing into the working chamber is high to some extent and the bias of the fuel distribution in the working chamber tends to be large, The injection amount control is performed so that the fuel injection amount to the two intake passages becomes substantially the same even when the fuel injection period by the one fuel injection unit exceeds the preferred injection period, giving priority to the fuel allocation by the allocation determination unit. The means controls the fuel injection means. In other words, in a situation where the uneven fuel distribution tends to be large, priority is given to the fuel allocation by the basic allocation determining means in order to prevent this, thereby maintaining good combustion performance of the engine and improving output and fuel efficiency. realizable.
[0015]
According to the second aspect of the present invention, the first fuel injection valve is disposed downstream of the first intake passage, and the second fuel injection valve having a larger capacity than the first fuel injection valve is disposed in the second intake passage. Further, a third fuel injection valve having substantially the same capacity as the second fuel injection valve is disposed in the first intake passage upstream of the first fuel injection valve. And a fuel supply amount determining unit for determining a target fuel supply amount based on an operation state of the engine, wherein the basic distribution determining unit determines that the target fuel supply amount determined by the fuel supply amount determining unit is larger than a set amount. In some cases, the fuel is distributed such that the sum of the injection amounts of the first and third fuel injection valves is substantially the same as the injection amount of the second fuel injection valve. It is assumed that the distribution of fuel to the first, second and third fuel injection means is limited to an amount which can be performed within a predetermined crank angle period. Further, when the fuel amount distributed to the second fuel injection valve by the basic distribution determining means exceeds the amount that can be injected in a predetermined crank angle period, the injection amount controlling means controls the fuel distribution by the basic distribution determining means. Prioritizing distribution, the second fuel injection valve injects fuel beyond the predetermined crank angle period.
[0016]
Thus, the capacity of the first fuel injection means including the first and third fuel injection valves is larger than that of the second fuel injection means including the second fuel injection valve. Even if the first and third fuel injection valves can respectively inject fuel during the preferred injection period, the second fuel injection valve cannot completely inject the fuel during the preferred injection period. At this time, by prioritizing the distribution by the basic distribution determining means and injecting the fuel by the second fuel injection valve beyond the suitable injection period, the deviation of the fuel distribution in the working chamber becomes large. Even in a situation where it is easy to become difficult, the same amount of fuel can be introduced into the working chamber from both sides thereof, and the effect of the invention of the first aspect can be sufficiently obtained.
[0017]
According to a third aspect of the present invention, the injection amount control means according to the second aspect of the present invention is configured such that the amount of fuel distributed to the first and third fuel injection valves exceeds the amount that can be injected during a predetermined crank angle period. In this case, the first fuel injection valve injects fuel beyond the predetermined crank angle period.
[0018]
As a result, when the target fuel supply amount becomes considerably large and the amount of fuel distributed to the first and third fuel injection valves by the basic distribution determining means becomes an amount that cannot be injected in the preferred injection period, (2) Instead of increasing the fuel distribution to the fuel injection valves, that is, giving priority to the fuel distribution by the basic distribution determining means, the first fuel injection valve injects the fuel beyond the preferred injection period. That is, the first fuel injection valve, which has a relatively small capacity and is located on the downstream side of the first intake passage and has excellent control responsiveness, causes the fuel to be injected beyond the suitable injection period. With this configuration, when the target fuel supply amount subsequently decreases, the fuel injection amount of the first fuel injection valve having excellent responsiveness can be reduced relatively quickly, so that the fuel injection beyond the suitable injection period is performed. The adverse effects of doing so can be relatively small.
[0019]
According to a fourth aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, a shutter valve is provided in the second intake passage, and when the target fuel supply amount determined by the fuel supply amount determining means is equal to or less than the set amount, the fuel is supplied. And a shutter valve control unit for closing the shutter valve when the target fuel supply amount is equal to or less than a set amount.
[0020]
Thus, when the target fuel supply amount is relatively small and equal to or less than the set amount, the fuel is distributed only to the first fuel injection valve by the small amount distribution determining means, and the second intake passage is closed by the shutter valve. Thus, the intake air flows only through the first intake passage. That is, even when the flow rate of the intake air is relatively small, the flow velocity of the intake air flowing only through the first intake passage can be made sufficiently high, and the fuel injected there can be efficiently introduced into the working chamber. . In addition, the adhesion of the fuel to the port wall surface can be reduced, and the vaporization and atomization can be promoted.
[0021]
In addition, since the first fuel injection valve having a relatively small capacity has a high minimum resolution, highly accurate fuel control can be performed even when the fuel injection amount is small, so that the efficiency of introducing fuel into the working chamber is high as described above. Together with this, high fuel controllability is obtained.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0023]
(Overall configuration of engine)
FIG. 2 shows a configuration of a main part of the
[0024]
An internal gear (not shown) is formed inside the
[0025]
More specifically, as viewed in the direction of the axis X of the
[0026]
The
[0027]
The first, second and
[0028]
As shown in FIG. 1, an
[0029]
The downstream end of the
[0030]
The first
[0031]
On the other hand, the second
[0032]
[0033]
In contrast to the intake system having the above-described configuration, the exhaust system of the
[0034]
[0035]
The ignition circuits of the ignition plugs 9 and 10, the motors of the
[0036]
That is, as shown in an example of the control map in FIG. 4, the ratio of the air and fuel (air-fuel ratio) supplied to the working
[0037]
In the enriched region shown in the figure, the region of the high-rotation side is indicated by diagonal lines, and it is necessary to intentionally lower the temperature of the exhaust gas in order to suppress an excessive rise in temperature of the
[0038]
The open / close state of the
[0039]
(Fuel injection control)
Next, as a main feature of the present invention, a procedure of fuel injection control in which the three
[0040]
First, as shown in the functional block diagram of FIG. 5, the
[0041]
Furthermore, the
[0042]
Further, the
[0043]
The functions of each of the
[0044]
More specifically, the order of fuel injection by the three
[0045]
The predetermined crank angle period means that the fuel injected by each of the
[0046]
The diagram shown in FIG. 6 shows a specific method of selectively using the three
[0047]
As described above, if the fuel is injected only by the
[0048]
At this time, the
[0049]
Next, when the total injection amount Q is larger than the first set amount Q1 and is equal to or less than the second set amount Q2 which is approximately twice as large, the fuel is injected not only by the
[0050]
At this time, the
[0051]
Next, when the total injection amount Q becomes larger than the second set amount Q2, fuel is injected by all of the three
[0052]
Thus, even if the total fuel injection amount Q increases, the fuel injection period by the
[0053]
Further, even when the total injection amount Q subsequently increases and the fuel injection amount by the
[0054]
Further, if the total injection amount Q further increases and the fuel injection amount by the
[0055]
When the total injection amount Q further increases and the fuel injection amount by the
[0056]
Hereinafter, a control procedure for selectively using the
[0057]
First, in step SA1 after the start of the flow shown in FIG. 7, the engine speed is calculated based on the signal from the
[0058]
Subsequently, in step SA5, the pulse width T1 of the fuel injection pulse output to the
[0059]
On the other hand, if the determination is NO, the process proceeds to step SA7, where the pulse width T2 of the fuel injection pulse to be output to the
[0060]
That is, when the fuel of the total injection amount Q can be injected within the predetermined crank angle period only by the
[0061]
Following step SA8, in step SA9 of the flow shown in FIG. 8, as in step SA6, it is determined whether the fuel injection pulse width T1 of the
[0062]
On the other hand, if the determination is NO, the process proceeds to step SA10, where the fuel injection pulse width T1 of the
[0063]
That is, when the fuel that is substantially half of the total injection amount Q can be injected by the
[0064]
If the determination in step SA12 is NO and the fuel cannot be injected by the
[0065]
Subsequently, in step SA15, it is determined whether or not the fuel injection pulse width T1 of the
[0066]
That is, if the total injection amount Q becomes large and half of the fuel cannot be injected within the preferred injection period by both the primary and the
[0067]
On the other hand, if the fuel injection pulse width T1 of the
[0068]
That is, when the fuel injection amount of the
[0069]
Step SA1 of the flow shown in FIG. 7 corresponds to the
[0070]
In step SA5 of the flow, when the total injection amount Q calculated by the total injection
[0071]
Further, steps SA7, SA8, SA11, SA14, and SA16 of the flow correspond to the fuel
[0072]
Next, a control procedure of the
[0073]
First, in steps SB1 and SB2 after the start, the engine rotational speed and intake charging efficiency calculated in steps SA1 and SA2 of the flow of FIG. 7 and updated in the memory of the
[0074]
Subsequently, in step SB4, based on the fuel injection pulse width T2, it is determined whether or not to inject fuel by the
[0075]
That is, in this embodiment, the
[0076]
Note that, even if the total injection amount Q is equal to or less than the first set amount Q1, the
[0077]
Therefore, according to the fuel injection device A of the
[0078]
Moreover, at this time, the fuel injection by the
[0079]
On the other hand, if the total injection amount Q is larger than the first set amount Q1, the
[0080]
When the total injection amount Q further increases and the amount of fuel distributed to the
[0081]
In particular, in a high-load and high-speed state, the fuel distribution in the working
[0082]
Note that the configuration of the present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes other various configurations. That is, in the above-described embodiment, the
[0083]
Further, in the above-described embodiment, the three
[0084]
【The invention's effect】
As described above, according to the fuel injection device for a rotary engine according to the first aspect of the present invention, the first and second intake passages are provided so as to supply the intake air to the working chamber in the cylinder from both sides thereof. First and second fuel injection means having different capacities are respectively disposed in the intake passage, and the fuel is basically injected so that the fuel injection amounts by the first and second fuel injection means are substantially the same. The distribution is determined, and the fuel injection by each fuel injection unit is limited so that it can be performed within a predetermined crank angle period. Under a predetermined condition, that is, in a situation where the deviation of the fuel distribution in the working chamber tends to be large, the distribution of the basic fuel injection amount is prioritized over the restriction of the predetermined crank angle period, and each fuel injection means is controlled. By controlling the fuel injection amount by the above, it is possible to suppress the bias of the fuel distribution in the working chamber, maintain good combustion characteristics of the engine, and improve the output and fuel efficiency.
[0085]
According to the invention of
[0086]
According to the third aspect of the invention, when the amount of fuel distributed to the first and third fuel injection valves cannot be injected during the preferred injection period, the fuel distribution to the second fuel injection valve is increased. Rather, the first fuel injection valve injects the fuel beyond the preferred injection period, thereby suppressing the uneven distribution of the fuel in the working chamber. After that, when the target fuel supply amount decreases, the responsiveness is reduced. The fuel injection amount of the first fuel injection valve, which is excellent in the above, can be reduced relatively quickly, so that the adverse effect of injecting fuel beyond the suitable injection period can be reduced.
[0087]
According to the present invention, when the target fuel supply amount is relatively small, the fuel is distributed only to the first fuel injection valve, and the second intake passage is closed to sufficiently increase the flow velocity of the intake air in the first intake passage. By increasing the height, the fuel can be efficiently introduced into the working chamber, the adhesion of the fuel to the port wall surface can be reduced, and the vaporization and atomization can be promoted. In addition, high fuel controllability is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a fuel injection device for a rotary engine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a main part of an engine.
FIG. 3 is a partially cutaway perspective view showing a configuration of a main part of the engine.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an engine operation control map.
FIG. 5 is a functional block diagram showing a configuration of fuel injection control.
FIG. 6 is a diagram showing a correspondence relationship between a change in the total injection amount and a change in the fuel injection pulse width of each injector corresponding thereto.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a first half procedure of fuel injection control;
FIG. 8 is a flowchart showing the latter half of the procedure of fuel injection control.
FIG. 9 is a flowchart illustrating a control procedure of a shutter valve.
[Explanation of symbols]
A fuel injection device
1 Rotary engine
2 Rotor housing
3 Side housing, intermediate housing
5 Working chamber
6 rotor
11 First intake port (first intake passage)
13 Second intake port (second intake passage)
21 1st independent intake passage (first intake passage)
22 Second independent intake passage (second intake passage)
25 Third injector (third fuel injection valve: first fuel injection means)
26 primary injector (first fuel injection valve: first fuel injection means)
28 Shutter valve
32 secondary injector (second fuel injection valve: second fuel injection means)
40 Control Unit (ECU)
40d total injection amount calculation unit (fuel supply amount determination means)
40e Fuel distribution calculation unit (basic distribution determining means)
40f Fuel distribution restriction unit (restriction means)
40g fuel injection amount control unit (fuel injection amount control means)
40h Shutter valve open / close determination unit (shutter valve control means)
Claims (4)
前記ロータの両側面にそれぞれ摺接するハウジング内壁面には、前記吸気行程にある作動室に連通するように第1及び第2吸気通路が各々開口されており、
前記第1及び第2吸気通路にそれぞれ燃料を噴射するように配設された互いに容量の異なる第1及び第2燃料噴射手段と、
前記第1及び第2燃料噴射手段による燃料の噴射量が略同量になるように、該各燃料噴射手段への燃料の配分を決定する基本配分決定手段と、
前記各燃料噴射手段による燃料の噴射をそれぞれ所定クランク角期間内にて行えるように、少なくともエンジン回転速度に応じて各燃料噴射手段への燃料の配分を制限する制限手段と、
所定の条件下で、前記基本配分決定手段により決定された燃料噴射量の配分を前記制限手段による制限よりも優先して、各燃料噴射手段による燃料噴射量を制御する噴射量制御手段とを備えることを特徴とするロータリーエンジンの燃料噴射装置。The rotor is accommodated in the housing, and a plurality of working chambers are defined on an outer peripheral side of the housing. Each of the working chambers moves in the circumferential direction as the rotor rotates, and each stroke of intake, compression, expansion, and exhaust is sequentially performed. A rotary engine fuel injection device,
First and second intake passages are respectively opened on an inner wall surface of the housing that is in sliding contact with both side surfaces of the rotor so as to communicate with a working chamber in the intake stroke.
First and second fuel injection means having different capacities and arranged to inject fuel into the first and second intake passages, respectively;
Basic distribution determining means for determining the distribution of fuel to each of the fuel injection means such that the amount of fuel injected by the first and second fuel injection means is substantially equal;
Limiting means for limiting the distribution of fuel to each fuel injection means according to at least the engine speed so that fuel injection by each of the fuel injection means can be performed within a predetermined crank angle period,
An injection amount control unit that controls the fuel injection amount of each fuel injection unit under a predetermined condition, with the distribution of the fuel injection amount determined by the basic allocation determination unit being given priority over the restriction by the restriction unit. A fuel injection device for a rotary engine, comprising:
第1吸気通路の下流側に第1燃料噴射弁が配設され、
第2吸気通路には、前記第1燃料噴射弁よりも容量の大きな第2燃料噴射弁が配設され、
前記第1燃料噴射弁よりも上流側の第1吸気通路には、前記第2燃料噴射弁と略同じ容量の第3燃料噴射弁が配設され、
エンジンの運転状態に基づいて目標燃料供給量を決定する燃料供給量決定手段を備え、
基本配分決定手段は、前記燃料供給量決定手段により決定された目標燃料供給量が設定量よりも大きいときに、その燃料を、前記第1及び第3燃料噴射弁による噴射量の和が第2燃料噴射弁による噴射量と略同じになるように配分するものであり、
制限手段は、前記第1、第2及び第3の各燃料噴射手段への燃料の配分をそれぞれ所定クランク角期間内にて行える量までに制限するものであり、
噴射量制御手段は、前記基本配分決定手段により第2燃料噴射弁に配分された燃料量が所定クランク角期間にて噴射可能な量を超えたときに、該基本配分決定手段による燃料の配分を優先して、前記第2燃料噴射弁により前記所定クランク角期間を超えて燃料を噴射させるものであることを特徴とするロータリーエンジンの燃料噴射装置。In claim 1,
A first fuel injection valve disposed downstream of the first intake passage;
A second fuel injection valve having a larger capacity than the first fuel injection valve is disposed in the second intake passage.
A third fuel injection valve having substantially the same capacity as the second fuel injection valve is disposed in the first intake passage upstream of the first fuel injection valve,
Fuel supply amount determining means for determining a target fuel supply amount based on an operation state of the engine,
When the target fuel supply amount determined by the fuel supply amount determining unit is larger than the set amount, the basic distribution determining unit determines that the fuel is equal to the sum of the injection amounts of the first and third fuel injection valves in the second fuel injection amount. It is distributed so as to be approximately the same as the injection amount by the fuel injection valve,
The limiting means limits the distribution of fuel to the first, second, and third fuel injection means to an amount which can be performed within a predetermined crank angle period, respectively.
The injection amount control means, when the fuel amount distributed to the second fuel injection valve by the basic distribution determining means exceeds the amount that can be injected in a predetermined crank angle period, the fuel distribution by the basic distribution determining means. A fuel injection device for a rotary engine, wherein fuel is injected by priority over the predetermined crank angle period by the second fuel injection valve.
噴射量制御手段は、第1及び第3燃料噴射弁に配分される燃料の量がいずれも所定クランク角期間にて噴射可能な量を超えたときに、第1燃料噴射弁により前記所定クランク角期間を超えて燃料を噴射させるように構成されていることを特徴とするロータリーエンジンの燃料噴射装置。In claim 2,
Injection amount control means, when the amount of fuel distributed to the first and third fuel injection valves both exceeds the amount that can be injected during a predetermined crank angle period, the first fuel injection valve controls the predetermined crank angle. A fuel injection device for a rotary engine, wherein the fuel injection device is configured to inject fuel over a period.
第2吸気通路にはシャッター弁が配設され、
燃料供給量決定手段により決定された目標燃料供給量が設定量以下のときに、その燃料を第1燃料噴射弁のみに配分する少量時配分決定手段と、
前記目標燃料供給量が設定量以下のときに前記シャッター弁を閉じるシャッター弁制御手段とを備えることを特徴とするロータリーエンジンの燃料噴射装置。In claim 2,
A shutter valve is provided in the second intake passage,
When the target fuel supply amount determined by the fuel supply amount determination unit is equal to or less than the set amount, the small amount distribution determination unit that distributes the fuel to only the first fuel injection valve;
A fuel injection device for a rotary engine, comprising: shutter valve control means for closing the shutter valve when the target fuel supply amount is equal to or less than a set amount.
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