(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン用のハウジングであって、
ハウジング内で回転するローターを係合するように構成された円筒形の内面と、
ハウジング内に形成されローターによって少なくとも部分的に形成される少なくとも一つの室へ空気を供給するように構成された吸気マニホルドと、
少なくとも一つの室へ燃料を供給するように構成された燃料ポートと、
エンジンの圧縮サイクル中に少なくとも一つの室がハウジング周りを回転するように少なくとも一つの室における混合気の圧力及び体積の少なくとも一つを制御するように構成された圧縮制御ポートと、
を備え、上記圧縮制御ポートは、
ハウジングを通り形成された通路と、
上記通路に配置され上記通路を通る流れを制御するように構成された少なくとも一つのバルブと、を備える、
ハウジング。
【請求項２】
上記吸気マニホルドと上記通路との間でガスあるいは流体の連通を提供する戻り管をさらに備える、請求項１に記載のハウジング。
【請求項３】
少なくとも一つのバルブは、エンジン制御モジュールによって制御されるように構成されたバルブである、請求項１に記載のハウジング。
【請求項４】
少なくとも一つのバルブは、電気的なポペット電磁弁及びステッパー電気モーター制御バルブのうちの一つである、請求項３に記載のハウジング。
【請求項５】
少なくとも一つのバルブは、エンジンのクランク位置センサーからの第１入力、及び少なくとも一つの追加のセンサーからの第２入力に基づいてエンジン制御モジュールによって制御されるように構成された、リアルタイムの電気的に適合するバルブである、請求項３に記載のハウジング。
【請求項６】
少なくとも一つのバルブは、エンジンのクランク位置センサーからの入力のみに基づいてエンジン制御モジュールによって制御されるように構成された電気的にセット可能なバルブである、請求項３に記載のハウジング。
【請求項７】
少なくとも一つのバルブは、計算されたバルブ閉鎖ポイントに到達するまで、少なくとも一つのバルブが圧縮サイクル中、開いたままであるように制御されるよう構成される、請求項３に記載のハウジング。
【請求項８】
少なくとも一つのバルブは、少なくとも一つの室の圧力が放出レベルに達した状態にて開くように構成された機械的にセット可能なバルブである、請求項１に記載のハウジング。
【請求項９】
少なくとも一つのバルブは、偏向円板弁である、請求項８に記載のハウジング。
【請求項１０】
少なくとも一つの室へ空気を供給するように構成された吸気システムと、
少なくとも一つの室へ燃料を注入するように構成された燃料注入システムと、
ハウジングと、
ハウジング内で回転軸周りに回転するように構成されたローターと、ここで、少なくとも一つの室は、ハウジング内に、ローターによって少なくとも部分的に形成され、ここでハウジングは、エンジンの圧縮サイクル中に少なくとも一つの室がハウジング周りを回転するように少なくとも一つの室における混合気の圧力及び体積の少なくとも一つを制御するように構成された圧縮制御ポートを備え、この圧縮制御ポートは、
ハウジングを通り形成された通路と、
上記通路に配置され上記通路を通る流れを制御するように構成された少なくとも一つのバルブと、
少なくとも一つの室からの排気を排出するように構成された排気システムと、
を備える、
エンジン。
【請求項１１】
少なくとも一つのバルブに通信可能に接続されたエンジン制御モジュールをさらに備え、エンジン制御モジュールは、少なくとも一つのバルブを開状態と閉状態との間で切り替えるように構成される、請求項１０に記載のエンジン。
【請求項１２】
エンジン制御モジュールは、エンジンのクランク位置センサーからの第１入力、及び少なくとも一つの追加のセンサーからの第２入力に基づいて少なくとも一つのバルブを開状態と閉状態との間で切り替えるように構成される、請求項１１に記載のエンジン。
【請求項１３】
エンジン制御モジュールは、エンジンのクランク位置センサーからの入力のみに基づいて少なくとも一つのバルブを開状態と閉状態との間で切り替えるように構成される、請求項１１に記載のエンジン。
【請求項１４】
上記通路と上記吸気システムとの間でガス又は流体連通を提供する戻り管をさらに備える、請求項１０に記載のエンジン。
【請求項１５】
少なくとも一つのバルブは、少なくとも一つの室の圧力が放出レベルに達した状態で開くように構成された機械的にセット可能なバルブである、請求項１０に記載のエンジン。
【請求項１６】
エンジンを操作する方法であって、
少なくとも一つの室がハウジング内に形成され、かつローターによって少なくとも部分的に形成されるように、ハウジング内にローターを設けること、
少なくとも一つの室へ空気を供給すること、
少なくとも一つの室に燃料を注入すること、
圧縮サイクル中に混合気を圧縮すること、
圧縮制御ポートを使用して、圧縮サイクル中に少なくとも一つの室がハウジング周りを回転するように混合気の体積及び圧力の少なくとも一つを制御すること、ここで圧縮制御ポートは、少なくとも一つの室と流動連通する通路と、
この通路に配置され上記通路を通る流れを制御するように構成された少なくとも一つのバルブとを含む、
圧縮した混合気を燃焼すること、
少なくとも一つの室から排気を排出すること、
を備えた方法。
【請求項１７】
体積及び圧力の少なくとも一つを制御することは、少なくとも一つのバルブに通信可能に接続されたエンジン制御モジュールを使用して少なくとも一つのバルブを開状態と閉状態との間で切り替えることを備える、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
少なくとも一つのバルブを切り替えることは、エンジンのクランク位置センサーからの第１入力、及び少なくとも一つの追加センサーからの第２入力に基づいて少なくとも一つのバルブを切り替えることを備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
少なくとも一つのバルブを切り替えることは、エンジンのクランク位置センサーからの入力のみに基づいて少なくとも一つのバルブを切り替えることを備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
体積及び圧力の少なくとも一つを制御することは、少なくとも一つの室において圧力が放出レベルに達したときに少なくとも一つのバルブを開くことを備える、請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
少なくとも一つの室は、ハウジング内にローターによって少なくとも部分的に形成される複数の室を含み、ここで圧縮制御ポートは、各室がハウジング周りを回転するように複数の室のそれぞれにおいて混合気の体積及び圧力の少なくとも一つを制御するように構成されている、請求項１０に記載のエンジン。
【請求項２２】
ハウジングは、円筒形の内面を含み、通路は、内面から半径方向に外側へ延在し、少なくとも一つのバルブは、内面から半径方向に外側へ配置されている、請求項１０に記載のエンジン。
【請求項２３】
少なくとも一つの室へ空気を供給するように構成された空気吸気システムと、
少なくとも一つの室へ燃料を注入するように構成された燃料注入システムと、
少なくとも一つの室から排気ガスを排出するように構成された排気システムと、
ハウジングと、
ハウジング内で回転軸周りに回転するように構成されたローターと、
を備え、
ここで少なくとも一つの室は、ハウジング内に、ローターによって少なくとも部分的に形成され、ここでハウジングは、エンジンの圧縮サイクル中に少なくとも一つの室がハウジング周りを回転するように少なくとも一つの室における混合気の圧力及び体積の少なくとも一つを制御するように構成された圧縮制御ポートを備え、この圧縮制御ポートは、
ハウジングを通り形成された通路と、
上記通路に配置され上記通路を通る流れを制御するように構成された少なくとも一つのバルブと、を備える、
ロータリーエンジン。
【請求項２４】
燃料注入システムは、エンジンの圧縮サイクルの前に少なくとも一つの室へ燃料を注入するように構成されている、請求項２３に記載のロータリーエンジン。
【請求項２５】
ロータリーエンジンを操作する方法であって、
少なくとも一つの室がハウジング内に、ローターによって少なくとも部分的に形成されるように、ハウジング内にローターを設けること、
少なくとも一つの室へ空気を供給すること、
少なくとも一つの室に燃料を注入すること、
エンジンの圧縮サイクル中に少なくとも一つの室内で混合気を圧縮すること、
圧縮制御ポートを使用して、圧縮サイクル中に少なくとも一つの室がハウジング周りを回転するように混合気の体積及び圧力の少なくとも一つを制御すること、ここで圧縮制御ポートは、少なくとも一つの室と流動連通する通路と、この通路に配置され上記通路を通る流れを制御するように構成された少なくとも一つのバルブとを含む、
少なくとも一つの室内で混合気を燃焼すること、
少なくとも一つの室から排気を排出すること、
を備えた方法。
【請求項２６】
少なくとも一つの室内で混合気を圧縮することは、少なくとも一つの室へ燃料が注入された後に混合気を圧縮することを含む、請求項２５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、一般的にはエンジン、圧縮機、又はポンプに関し、より詳しくは圧縮制御ポートを使用してエンジンの動作状態を制御することに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関（internal combustion engines）は、高温及び圧縮ガスを発生するために酸素（通常、空気から）の存在にて燃焼室で燃料を燃焼し、これは、シャフトを回転させるために膨張し可動のエンジン部品に対して力を与える。このシャフトの動きは、回転機械的エネルギーを生じる。よって、内燃機関は、燃料における潜在的な化学エネルギーを運動機械エネルギーに変換する。したがって、それらは実際的な機械的作業用の動力を提供し、陸、海、空輸送の種々の形態を動かし、ポンプを駆動し、他の設備を駆動する。
【０００３】
少なくとも幾つかの既知の燃焼エンジン（combustion engines）では、吸気ポートは室へガスを供給し、吸気ポートが閉じられ、あるいはエンジンの内部部品の機械的動作によって生成された圧縮により塞がれた後、圧力が発生する。少なくとも幾つかの既知の燃焼エンジンにおいて、最終圧力は、最終圧縮体積を最小にする、初期の非圧縮体積を最大にする、及び／又は初期非圧縮圧力を最大にすることによって制御される。最大圧縮圧力は、少なくとも幾つかの既知のエンジンにおいてエンジン設計から固定される。幾つかの新しいエンジンのコンセプトは、直接にストロークを変更するが、これは典型的に複雑な機械的方法を必要とする。さらに、かなりの設計変更なしには、少なくとも幾つかの既知のエンジンは、限定された燃料種類において動作する。
【発明の概要】
【０００４】
一つの態様において、エンジン用のハウジングが提供される。このハウジングは、ハウジング内に形成された少なくとも一つの室へ空気を供給するように構成された吸気マニホルドと、少なくとも一つの室へ燃料を供給するように構成された燃料ポートと、エンジンの圧縮サイクル中に少なくとも一つの室における混合気の圧力及び体積の少なくとも一つを制御するように構成された圧縮制御ポートと、を含む。圧縮制御ポートは、ハウジングを通り形成された通路と、この通路に配置され通路を通る流れを制御するように構成された少なくとも一つのバルブとを含む。
【０００５】
別の態様においてエンジンが提供される。このエンジンは、少なくとも一つの室へ空気を供給するように構成された吸気システムと、少なくとも一つの室へ燃料を注入するように構成された燃料注入システムと、ハウジングとを含み、ここで、少なくとも一つの室は、ハウジング内に形成され、ハウジングは、エンジンの圧縮サイクル中に少なくとも一つの室における混合気の圧力及び体積の少なくとも一つを制御するように構成された圧縮制御ポートを含む。圧縮制御ポートは、ハウジングを通り形成された通路と、この通路に配置され通路を通る流れを制御するように構成された少なくとも一つのバルブとを含む。エンジンは、さらに、少なくとも一つの室から排気ガスを排出するように構成された排気システムを含む。
【０００６】
さらに別の態様において、エンジンの操作方法が提供される。この方法は、少なくとも一つの室へ空気を供給すること、少なくとも一つの室へ燃料を供給すること、圧縮サイクル中に混合気を圧縮すること、及び、圧縮制御ポートを使用して圧縮サイクル中に混合気の圧力及び体積の少なくとも一つを制御することを含み、圧縮制御ポートは、少なくとも一つの室と流動連通（flow communication）する通路と、この通路に配置され通路を通る流れを制御するように構成された少なくとも一つのバルブとを含む。この方法は、さらに、圧縮された混合気を燃焼すること、及び少なくとも一つの室から排気ガスを排出することを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】例示のロータリーエンジンの正面図である。
【図２】図１に示すロータリーエンジンの斜視図である。
【図３】図１に示すロータリーエンジンで使用されてもよい例示的なハウジング及びエンジン制御モジュールの概念図である。
【図４】図３に示すハウジングの斜視図である。
【図５】例示的な燃焼エンジンの操作方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
ここに記述された実施形態は、圧縮サイクルの前、及び／又はその間に、燃焼エンジン内側の圧力及び／又は体積を制御する圧縮制御ポートを提供する。圧縮制御ポートは、燃焼エンジンの動作中に圧縮を徐々に減らすあるいは放出する一もしくは複数のバルブを含む。この一もしくは複数のバルブは、エンジン制御モジュールによって制御されてもよい。
【０００９】
図１は、例示のロータリーエンジン１００の正面図である。図２は、ロータリーエンジン１００の斜視図である。ロータリーエンジン１００は、ハウジング１０６内で主クランクシャフト１０４の周りに回転するローター１０２を含む。幾つかの実施形態にいて、内側スリーブ（不図示）は、ハウジング１０６用の交換可能な長期摩耗部品を提供するためにハウジング１０６内に嵌合してもよい。したがって、ここで使用されるように、用語「ハウジング」は、単一のハウジング、あるいは組み合わされたハウジング及びスリーブアセンブリを指してもよい。ローター１０２は、複数のピボットピストン１１０あるいはロッカーを含む。ローター１０２は主クランクシャフト１０４の周りを回転するので、ピストン１１０は、ハウジング１０６の内面１１２に近い外側位置と、内面１１２から離れ主クランクシャフト１０４に近い内側位置との間で旋回する。図１及び図２において、２つのピボットピストン１１０は外側位置にあり、２つのピボットピストン１１０は、内側位置にある。ローター１０２及びピボットピストン１１０は、２００９年１２月１４日に出願された米国特許出願番号１２／６３７５９５、これはその全体が参考としてここに編入される、に記載されるものに実質的に類似する。
【００１０】
例示の実施形態において、ローター１０２は、ハウジング１０６内に４つの室１２０を形成し、各室はピボットピストン１１０を含む。あるいはまた、ローター１０２は、ここに記載するようにロータリーエンジン１００を機能可能とするハウジング１０６内に任意数の室１２０を形成する。ロータリーエンジン１００の全サイクルの間、室１２０は、吸気ゾーン１３０、圧縮ゾーン１３２、出力ゾーン１３４、及び排気ゾーン１３６を通り回転する。吸気サイクル、圧縮サイクル、燃焼／出力サイクル、及び排気サイクルは、それぞれ対応のゾーンにおいて生じる。
【００１１】
吸気ゾーン１３０では、燃料及び空気が室１２０に供給され、ピボットピストン１１０は内側位置に位置する。例示の実施形態において、空気は、エアフィルター１４２、スロットルボディー１４４、及び、ハウジング１０６を通り延在する吸気マニホルド１４６を含む空気吸気システム１４０から室１２０へ流れる。あるいはまた、ここに記述されるように、ロータリーエンジン１００を機能可能にするいずれの流体も室１２０に供給されてもよい。燃料噴射器１５０は、室１２０に燃料を注入する。燃料は、圧縮の前に霧状化されてもよいし、及び／又は室１２０の初期圧力よりも高い圧力で注入されてもよい。ロータリーエンジン１００は、複数の異なる燃料（例えば、ガソリン、エタノール、軽油、ＣＮＧ、ＬＮＧ、プロパン、及び／又は水素）を燃焼するように設計されてもよい。したがって、燃料噴射器１５０は、室１２０へ異なる燃料を注入する個別の出口１５２、１５４を含んでもよい。
【００１２】
室１２０が吸気ゾーン１３０から圧縮ゾーン１３２へ回転するとき、ピボットピストン１１０が内側位置から外側位置へ移動するので、室１２０の混合気は圧縮される。圧縮制御ポート１７０は、吸気ゾーン１３０でハウジング１０６により形成される。内部スリーブを含む実施形態では、圧縮制御ポート１７０もまたスリーブによって形成される。以下に詳しく述べるように、圧縮制御ポート１７０は、室１２０が吸気ゾーン１３０と圧縮ゾーン１３２との間で回転するとき、混合気の圧力及び／又は体積を正確に制御することを容易にする。動作中、流体あるいはガス（例えば、空気及び／又は燃料）は、圧縮リリーフポートを通り戻り管１７２を通って吸気マニホルド１４６へ流れる。即ち、戻り管１７２は、圧縮制御ポート１７０及び吸気マニホルド１４６と流体あるいはガスの連通状態にある。例示の実施形態では、一つのみの圧縮制御ポート１７０が示されているが、これとは別に、ここに記述されるようにロータリーエンジン１００が機能することを可能にする任意数の圧縮制御ポート１７０が使用されてもよい。
【００１３】
室１２０が圧縮ゾーン１３２から出力ゾーン１３４へ回転するとき、ピボットピストン１１０は、外側位置から内側位置へ旋回し、点火プラグは、混合気を燃焼させるため発火する。点火プラグ１８０によって発生した燃焼は、主クランクシャフト１０４の周りにローター１０２の回転を起こさせる。室１２０が出力ゾーン１３４から排気ゾーン１３６へ回転するとき、ピボットピストン１１０は、内側位置から外側位置へ移動し、室１２０からの排気は、ハウジング１０６を通り排気システム（不図示）へ延在する排気マニホルド１８２を通り外へ流れる。
【００１４】
例示の実施形態において、ロータリーエンジン１００は、ハウジング１０６に取り付けられるエンジン制御モジュール（ＥＣＭ）１９０を含む。ＥＣＭ１９０は、室１２０が吸気ゾーン１３０と圧縮ゾーン１３２との間で回転するとき、以下に詳しく述べるように圧縮制御ポート１７０を通る流れを制御することによって、混合気の圧力及び／又は体積を制御することを容易にする。ロータリーエンジン１００は、また、例示の実施形態において、ハウジング１０６に取り付けられるオルタネーター１９４及びスターターモーター１９６を含む。
【００１５】
図３は、ハウジング１０６及びＥＣＭ１９０の概略図である。図４は、ハウジング１０６の斜視図である。上述したように、ハウジング１０６は、吸気マニホルド１４６、排気マニホルド１８２、及び圧縮制御ポート１７０を含む。ハウジング１０６は、例えば燃料噴射器１５０から室１２０へ燃料を供給する少なくとも一つの燃料噴射口３００を含む。
【００１６】
例示の実施形態において、圧縮制御ポート１７０は、第１通路３０２及び第２通路３０４を含み、第２通路３０４は、第１通路３０２と流体あるいはガスの連通状態にあり第１通路３０２よりも広い。圧縮制御ポート１７０は、さらに、第１及び第２の通路３０２、３０４を通る流れを制御する少なくとも一つのバルブ３１０含む。例示の実施形態では、圧縮制御ポート１７０は、第２通路３０４内に配置した２つのバルブ３１０を含んでいる。一つのバルブ３１０を通る意図しない漏れが第２の、余剰のバルブ３１０によって意図しない結果を引き起こすことを防止できるだろうことから、少なくとも２つのバルブ３１０の使用は、バルブ故障の漏れの可能性を低減することを容易にする。あるいはまた、圧縮制御ポート１７０は、ここに記述されるように圧縮制御ポート１７０が機能することを可能にする任意数のバルブ３１０を含む。さらに代わりの実施形態では、少なくとも一つのバルブ３１０が第１通路３０２内に配置されてもよい。さらに、バルブ３１０は、電子的に、空気的に、液圧で、及び／又は機械的に制御されてもよい。
【００１７】
例示の実施形態において、各バルブ３１０は、リアルタイムの電気的に適合するバルブ（real-time electrically adapting valve）、電気的にセット可能なバルブ（electrically settable valve）、及び機械的にセット可能なバルブ（mechanically settable valve）のうちの一つである。これらのバルブの種類の各々は、ここに記述される。あるいはまた、バルブ３１０は、ここに記述されるように圧縮制御ポート１７０が機能することを可能にする任意のタイプのバルブ装置であってもよい。
【００１８】
バルブ３１０がリアルタイムの電気的に適合するバルブ、あるいは電気的にセット可能なバルブであるとき、バルブ３１０は、ＥＣＭ１９０を使用して制御される。例示の実施形態において、ＥＣＭ１９０は、プロセッサー３２０、及びプロセッサー３２０と通信可能に接続されたメモリデバイス３２２を含む。プロセッサー３２０は、一もしくは複数のシステム、並びに、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサー、縮小命令セット回路（ＲＩＳＣ）、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、プログラマブルロジック回路（ＰＬＣ）、現場プログラム可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、及びここに記述された機能を実行可能な他の任意の回路を含んでもよい、あらゆる適切なプログラム可能な回路を含む。上述の例は、例示的のみであり、よって、用語「プロセッサー」の定義及び／又は意味を制限するようには意図されない。メモリデバイス３２２は、次のものに限定しないが、ランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）、フラッシュメモリー、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ、ディスケット、フラッシュドライブ、コンパクトディスク、ディジタルビデオディスク、及び／又は、プロセッサー３２０に命令及び／又はデータの格納、検索及び／又は実行を可能にする任意の適切なデバイスのような、コンピューター読取り可能な媒体を含む。いくつかの実施形態において、ＥＣＭ１９０は、追加の部品を含んでもよい。例えば、ＥＣＭ１９０は、一もしくは複数のリモートデバイスと通信するための通信インターフェース（図示せず）、ユーザーへ情報を表示するための提示インターフェース（図示せず）、及び／又は、ユーザーからの入力を受け取るためのユーザー入力インターフェース（図示せず）を含んでもよい。
【００１９】
上述したように、室１２０が吸気ゾーン１３０から圧縮ゾーン１３２へ回転するとき、室１２０における混合気は圧縮される。具体的には、圧縮サイクルの間、ガス（即ち、混合気）は、初期体積、Ｖ＿ｍａｘｃｈａｍｂｅｒ、及び初期圧力、Ｐ＿ｉｎｔａｋｅで始まる。ガスの体積は、最終体積、Ｖ＿ｍｉｎｃｈａｍｂｅｒへ減じ、その結果、それをより高い最終圧力、Ｐ＿ｆｉｎａｌに達成させる。ここで（Ｐ＿ｉｎｔａｋｅ）＊（Ｖ＿ｍａｘｃｈａｍｂｅｒ）＝（Ｐ＿ｆｉｎａｌ）＊（Ｖ＿ｍｉｎｃｈａｍｂｅｒ）。ここに記述するように、Ｐ＿ｆｉｎａｌは、リアルタイムの電気的に適合するバルブあるいは電気的にセット可能なバルブを使用して、圧縮の前及び／又は圧縮中に、Ｖ＿ｍａｘｃｈａｍｂｅｒを減じることによって、あるいは、機械的にセット可能なバルブを使用して、燃焼サイクルの前及び／又は燃焼サイクル中に、Ｐ＿ｆｉｎａｌをより低い圧力へ下げることによって、制御されてもよい。リアルタイムの電気的に適合するバルブ、電気的にセット可能なバルブ、あるいは機械的にセット可能なバルブは、各々、圧縮サイクルの前に及び／又は圧縮サイクル中に、圧縮制御ポート１７０によって低制限流路を提供する。
【００２０】
リアルタイムの電気的に適合するバルブ、及び電気的にセット可能なバルブの両方に関して、圧縮制御ポート１７０により圧縮を徐々に減らすことは、室１２０における圧力をＰ＿ｉｎｔａｋｅに維持することを生じ、一方、室１２０における体積は、Ｖ＿ｍａｘｃｈａｍｂｅｒの目標値へ減じられる（例えば内側位置から外側位置へ旋回するピボットピストン１１０によって）。機械的にセット可能なバルブに関しては、圧縮制御ポート１７０による圧縮の放出は、圧縮サイクルが完了したときに起こり、その結果、室１２０における圧力は、最大可能圧力からＰ＿ｆｉｎａｌの目標値へ落ちる。徐々に減らし、あるいは放出したものは、戻り管１７２を通ってもとの吸気マニホルド１４６へ向かわせる。戻り管１７２による閉ループシステムを設けることは、爆発可能性がある混合気が大気へ解放されないことを保証する。
【００２１】
例示の実施形態において、リアルタイムの電気的に適合するバルブ、及び電気的にセット可能なバルブの両方に関して、バルブ３１０は、電気的なポペット電磁弁及び／又はステッパー弁である。ＥＣＭ１９０は、バルブ３１０が開状態（圧縮制御ポート１７０によって徐々に減らすことを許可する）か、閉状態（圧縮制御ポート１７０によって徐々に減らすことを防止する）かをＥＣＭ１９０が制御できるように、ポペット弁３１０に通信可能に接続される。ＥＣＭ１９０がステッパー弁に通信可能に接続されるとき、ＥＣＭ１９０は、変動あるいは跳ね上がりなく、体積及び／又は圧力を制御するだろう。
【００２２】
例示の実施形態において、ＥＣＭ１９０は、ローター１０２及び／又はピボットピストン１１０の位置の直接指示を提供するクランク位置センサー（図示せず）からの入力を受け取る。ＥＣＭ１９０はまた、ノックセンサのような追加センサからの入力を受け取るために通信可能に接続されてもよい。
【００２３】
リアルタイムの電気的に適合するバルブに関して、ポペット及び／又はステッパー弁３１０は、クランク位置センサーの入力、及び少なくとも一つの他のセンサーの入力あるいはパラメーターに基づいてＥＣＭ１９０によって制御される。例えば、ＥＣＭ１９０は、ノックセンサからのセンサー入力における少なくとも一部に基づいてポペット弁３１０を制御するかもしれない。具体的には、ＥＣＭ１９０は、圧縮サイクルがスタートするとき、計算されたバルブ閉鎖ポイントに到達するまで室１２０におけるＰ＿ｉｎｔａｋｅを維持しながら、開状態のままであるようにポペット弁３１０を制御する。バルブ閉鎖ポイントは、クランク位置センサーの入力、少なくとも一つの他のセンサーの入力あるいはパラメーターから計算され、バルブ閉鎖ポイントは、圧縮サイクルのＶ＿ｍａｘｃｈａｍｂｅｒを決定する。ロータリーエンジン１００の設計に基づいてＰ＿ｉｎｔａｋｅを一定にセットし、Ｖ＿ｍｉｎｃｈａｍｂｅｒを一定にセットすることで、Ｐ＿ｆｉｎａｌは、Ｖ＿ｍａｘｃｈａｍｂｅｒを制御することによって制御することができる。
【００２４】
電気的にセット可能なバルブに関して、ポペット弁３１０は、クランク位置センサーの入力にのみ基づいてＥＣＭ１９０によって制御される。具体的には、ＥＣＭ１９０は、圧縮サイクルがスタートするとき、計算されたバルブ閉鎖ポイントに到達するまで、室１２０におけるＰ＿ｉｎｔａｋｅを維持しながら、開状態のままであるようにポペット弁３１０を制御する。バルブ閉鎖ポイントは、クランク位置と関係するＥＣＭ１９０のキャリブレーションに基づいてクランク位置センサーの入力から計算され、バルブ閉鎖ポイントは、圧縮サイクル用にＶ＿ｍａｘｃｈａｍｂｅｒを設定する。リアルタイムの電気的に適合するバルブと同様に、ロータリーエンジン１００の設計に基づいて、Ｐ＿ｉｎｔａｋｅを一定にセットし、Ｖ＿ｍｉｎｃｈａｍｂｅｒを一定にセットすることで、Ｐ＿ｆｉｎａｌは、Ｖ＿ｍａｘｃｈａｍｂｅｒを制御することによって制御することができる。
【００２５】
例示の実施形態において、機械的にセット可能なバルブについて、バルブ３１０は、圧力調整器として働く偏向円板弁（deflective disk valve）である。室において最大リリーフ圧力に到達しているとき、偏向円板弁３１０は開き、圧縮制御ポート１７０を通して放出を可能にする。即ち、圧縮サイクルの始まりにスタートして、室１２０における圧力が偏向円板弁３１０を開かせる放出レベルに達するまで、偏向円板弁３１０は閉じられ続ける。放出レベルは、バルブ３１０の物理的特性に基づいてセットされ、あるいは、例えばコイルばね、偏向円板の予荷重、もしくはバルブ３１０のオリフィスのサイズを調整することによってセットされてもよい。放出レベルは、室１２０におけるＰ＿ｆｉｎａｌの目標値に相当する。特に、室１２０における圧力が放出レベルを超過すれば、偏向円板弁３１０は、圧縮制御ポート１７０を通り放出を許可し、圧力が放出レベルよりも下に下がるまで圧力を下げて、その結果、偏向円板弁３１０を閉じさせるだろう。
【００２６】
圧縮制御ポート１７０を使用することで、ロータリーエンジン１００は、異なる種類の燃料を使用して比較的速く作動するように形成することができる。具体的には、異なる種類の燃料は、異なる運転条件（つまり室１２０の圧力及び体積）を使用するかもしれない。バルブ閉鎖ポイント（リアルタイムの電気的に適合するバルブ及び電気的にセット可能なバルブ用）を調節すること、あるいは放出レベル（機械的にセット可能なバルブ用）を調節することによって、ロータリーエンジン１００の運転条件（つまり室１２０の圧力及び体積）は、ロータリーエンジン１００の設計を操作せずに（例えばピストンロッドあるいはクランクシャフトを変更することなく）、正確に制御することができる。例えば、一つの実施形態では、ＥＣＭ１９０は、異なる種類の燃料に関連した、個々の現在のバルブ閉鎖ポイントと共に、メモリデバイス３２２に格納された、プリセットされた複数のバルブ閉鎖ポイントを含んでもよい。プリセットされたバルブ閉鎖ポイントは、例えばユーザー入力インターフェースを使用して、選択可能であってもよく、その結果、ロータリーエンジン１００は、異なる種類の燃料を使用する動作モード間で素早く切り替えられることができる。
【００２７】
図５は、ロータリーエンジン１００と共に使用されてもよい例示的な方法５００のフロー図である。方法５００は、室１２０（図１及び図２に示される）のような少なくとも一つの室へ空気を供給５０２することを含んでいる。空気は、空気吸気システム１４０（図１及び図２に示される）のような空気吸気システムを使用して供給５０２されてもよい。燃料は、例えば、燃料噴射器１５０（図１及び図２に示される）のような燃料噴射器を使用して少なくとも一つの室へ注入５０４される。室における混合気は、圧縮サイクルの間、圧縮５０６される。混合気は、ピボットピストン１１０（図１及び図２に示される）のようなピストンを使用して、圧縮５０６されてもよい。圧縮サイクルの間、混合気の体積及び圧力の少なくとも一つは、圧縮制御ポート１７０（図１〜図４に示される）のような圧縮制御ポートを使用して、制御５０８される。圧縮された混合気は、燃焼５１０され、排気は、少なくとも一つの室から排出５１２される。
【００２８】
ここに記述されたシステム及び方法は、圧縮サイクルの前に及び／又は圧縮サイクル中に、燃焼エンジンの内側の圧力及び／又は体積を制御する圧縮制御ポートを提供する。この圧縮制御ポートは、燃焼エンジンの動作中、圧力を徐々に減らす、放出する、あるいは制御するために、一もしくは複数のバルブを含んでいる。この一もしくは複数のバルブは、エンジン制御モジュールによって制御されてもよい。
【００２９】
少なくともいくつかの既知のエンジンと比較したとき、ここに記述されたシステム及び方法は、エンジンの動作中に圧縮を制御することを容易にする圧縮制御ポートを含んでいる。さらに、限定された種類の燃料のみを使用して作動するかもしれない少なくとも幾つかの既知のエンジンとは異なり、ここに記述されたシステム及び方法は、エンジンがガソリン、軽油等のような種々の種類の燃料を使用して動作するように素早く構成することができるように、エンジンを比較的速く調節することを容易にする。ここに記述した圧縮制御ポート及びＥＣＭを使用して、いくつかの実施形態において、エンジンは、緩和状態中、かなり低い圧縮比（例えば、低用の４：１まで）で作動してもよく、特別なパワーが必要なときには、かなり高い圧縮比（例えば、高用の３０：１まで）で作動してもよく、また、少なくともいくつかの既知の燃焼エンジンでの非常にリーンな空燃比（例えば、１７：１、よりリーン）を使用して作動してもよい。
【００３０】
特にここに記述された実施形態は、一つのタイプのロータリーエンジンにおいて実施されるが、当業者は、ここに記述された方法及びシステムは、例えば、バンケルエンジンを含む様々なタイプのエンジン及びポンプにおいて実施されてもよいことを認識するであろう。ポンプにおける実施に関して、ここに記述されたシステム及び方法は、出口からの流れを制御するのに利用されてもよい。さらに、複数の圧縮サイクルを有するエンジンは、複数の圧縮制御ポートを含んでいてもよい。例えば、圧縮制御ポートは、ピストンエンジンの各シリンダーに適用されてもよい。別の例において、２つの圧縮サイクルを有するロータリーエンジンは、２つの対応する圧縮制御ポートを含んでいてもよい。
【００３１】
例示の実施形態は、上に詳細に記述されている。記述したシステム及び方法は、ここに記述した特定の実施形態に制限されず、むしろ、本請求の装置及び／又システム及び／又は方法のステップの構成部分は、ここに記述された他の構成部分及び／又はステップから独立して及び別々に利用されてもよい。
【００３２】
発明の様々な実施形態の特定の特徴は、いくつかの図面中で示され他の図では示されないかもしれないが、これは便宜上のみのためである。発明の原理にしたがって、図面のいずれの特徴も、いずれの他の図面におけるいずれの特徴と組み合わせて参照され及び／又はクレームされてもよい。
【００３３】
この書かれた記述は、ベストモードを含む発明を開示するために、並びに、いずれの装置あるいはシステムを製作し使用し及び編入したいずれの方法を実行して当業者に発明を実施可能とするために、例を使用する。発明の特許可能な範囲は、請求範囲によって定義され、当業者に生じる他の例を含んでもよい。そのような他の例は、それらが請求範囲の文字どおりの言語と異ならない構造的要素を有する場合、あるいはそれらが請求範囲の文字どおりの言語と実質的に差異がない等価の構造的要素を有する場合には、請求範囲内にあるように意図される。
【図１】
0006416183.tif 000002
【図２】
0006416183.tif 000003
【図３】
0006416183.tif 000004
【図４】
0006416183.tif 000005
【図５】
0006416183.tif 000006