JPH0598921A - アルコールエンジンの潤滑装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】使用される混合燃料のアルコール濃度が高い
程、ガソリン１００％燃料と同一出力を得るための混合
燃料供給量の絶対量が多くなることにともない、燃焼室
に供給されたオイルが燃料により洗い流されて、油膜切
れが発生するのを防止することができて、信頼性の確保
と部材の摩耗低減とを図る。 【構成】ガソリンにアルコールを混合した混合燃料を使
用するアルコールエンジンにおいて、燃焼室内に直接的
もしくは間接的にオイルを供給するオイル供給手段と、
上記使用燃料中のアルコール濃度を検出するアルコール
濃度検出手段と、上記アルコール濃度検出手段の検出結
果に基づいて、アルコール濃度が高い程、上記オイル供
給手段によるオイル供給量を増量補正する補正手段６４
とを備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、ガソリンに
アルコールを混合した混合燃料を使用すると共に、オイ
ルを燃焼室内に直接供給（ダイレクト給油）もしくは間
接的に供給（ポート給油）するようなアルコールエンジ
ンの潤滑装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上述例の混合燃料を使用するアル
コールエンジンとしては、例えば、特開平１−２８５６
６３号公報に記載のレシプロエンジンがある。すなわ
ち、ガソリンとアルコールの混合燃料を、その混合割合
をガソリン１００％（アルコール０％）〜アルコール１
００％（ガソリン０％）まで任意の混合割合で変えて使
用するようなレシプロエンジンである。

【０００３】この従来のアルコールエンジンにおいては
ガソリンにアルコールを混合することにより、ＣＯ（Ca
rbon monoxide、一酸化炭素）の排出量を低減させるこ
とができる利点がある反面、次のような問題点があっ
た。

【０００４】つまり、アルコールが混合された混合燃料
を用いて、ガソリン１００％の燃料使用時と同等の出力
を得ようとした場合、アルコールの比熱はガソリンの比
熱の約１／６であるから、使用燃料の供給量（絶対量）
を多くする必要がある。このようにガソリンに対して多
量の混合燃料が供給されると、燃焼室に直接的または間
接的に供給される潤滑用のオイルが上述の燃料によって
洗い流され、油膜切れが発生する問題点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明の請求項１記
載の発明は、アルコール濃度が高い程、比熱が小さいた
め同一出力を得るための燃料供給量の絶対量が多くなる
ことにともない、燃焼室に供給されたオイルが燃料によ
り洗い流されて、油膜切れが発生するのを防止すること
ができて、信頼性の確保と部材（レシプロエンジンのピ
ストンリング、ロータリピストンエンジンのアペックス
シールなど）の摩耗低減とを図ることができるアルコー
ルエンジンの潤滑装置の提供を目的とする。

【０００６】この発明の請求項２記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の目的と併せて、エンジンの爆発行程
において爆発トルクが大きくなり、摩耗に対する影響力
が大となる運転領域でオイル供給量を増量補正すること
により、より一層良好な信頼性の確保と摩耗低減とを図
ることができるアルコールエンジンの潤滑装置の提供を
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１記載
の発明は、ガソリンにアルコールを混合した混合燃料を
使用するアルコールエンジンにおいて、燃焼室内に直接
的もしくは間接的にオイルを供給するオイル供給手段
と、上記使用燃料中のアルコール濃度を検出するアルコ
ール濃度検出手段と、上記アルコール濃度検出手段の検
出結果に基づいて、アルコール濃度が高い程、上記オイ
ル供給手段によるオイル供給量を増量補正する補正手段
とを備えたアルコールエンジンの潤滑装置であることを
特徴とする。

【０００８】この発明の請求項２記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の構成と併せて、上記オイル供給量を
吸入空気量に応じて増量補正するアルコールエンジンの
潤滑装置であることを特徴とする。

【０００９】

【発明の効果】この発明の請求項１記載の発明によれ
ば、上述のアルコール濃度検出手段の検出結果に基づい
て、アルコール濃度が高い程、上述の補正手段はオイル
供給手段によるオイル供給量を増量補正するので、オイ
ルの流失およびオイル流失に起因する油膜切れを確実に
防止することができ、信頼性の確保と摩耗低減との両立
を図ることができる効果がある。

【００１０】この発明の請求項２記載の発明によれば、
上記請求項１記載の発明の効果と併せて、吸入空気量が
大きくなり、爆発行程での爆発トルクが大となる程、上
述のオイル供給量を増大方向に補正するので、より一層
良好な信頼性の確保と摩耗低減とを図ることができる効
果がある。

【００１１】

【実施例】この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳
述する。図面はアルコールエンジンの潤滑装置をロータ
リピストンエンジンに適用した例を示し、図１におい
て、ロータリピストンエンジン１は、母材と母材内周面
に形成した硬質クロムメッキ層などからなるライナとで
ロータハウジング２を構成し、このロータハウジング２
のペリトロコイド面内部に作動室３を形成している。

【００１２】上述のロータハウジング２の一側には吸気
ポート４および排気ポート５を形成し、他側にはトレー
リング側点火プラグ６、リーディング側点火プラグ７を
配設している。

【００１３】上述のロータハウジング２の内部には、エ
キセントリックシャフト８により軸芯９を中心として偏
心運動するロータ１０を設けている。

【００１４】このロータ１０は三葉の内方包絡面を有
し、ロータ頂点部にはアペックスシールを取付けてい
る。

【００１５】一方、エアクリーナ１１にエアフロメータ
１２、エアインテークホース１３、ターボチャージャ１
４、インタクーラ１５、スロットルボディ１６、サージ
タンク１７を介して吸気マニホルド１８を接続し、この
吸気マニホルド１８を上述の吸気ポート４に連通接続す
ると共に、上述の排気ポート５には排気マニホルド１９
を連通接続している。

【００１６】上述のロータハウジング２における吸気ポ
ート４の近傍にはメタリングオイルをロータリピストン
エンジン１の作動室３、詳しくはトロコイド内周面に直
接供給する噴射孔２０いわゆる給油孔を形成し、この噴
射孔２０にはダイレクト給油システムのオイル吐出ノズ
ル２１を取付けている。

【００１７】ここで、上述のオイル吐出ノズル２１には
エアインレットチューブ２２およびメタリングオイルチ
ューブ２３を取付け、上述のエアインレットチューブ２
２をエアインテークホース１３に接続する一方、上述の
メタリングオイルチューブ２３をメタリングオイルポン
プ２４の吐出孔２５（図２参照）に接続し、メタリング
オイルをエアインレットチューブ２２からのエア並びに
ターボチャージャ１４で過給されたエアを利用してトロ
コイド内周面へ押し出すように構成している。

【００１８】上述のメタリングオイルポンプ２４は図２
に示すように、ポンプハウジング２６のピン配設孔２７
に収納したコントロールピン２８と、このコントロール
ピン２８に対して直交する方向に配設したプランジャ２
９およびディファレンシャルプランジャ３０と、このデ
ィファレンシャルプランジャ３０内に配設したサブプラ
ンジャ３１と、このサブプランジャ３１の一端に取付け
たスプリングリテーナ３２と、上述のディファレンシャ
ルプランジャ３０とスプリングリテーナ３２との間に張
架して、プランジャ２９をコントロールピン２８側へバ
ネ付勢するスプリング３３と、上述のコントロールピン
２８の上下位置をセンシングレバー３４およびセンシン
グロッド３５を介して検知する可変抵抗型のポジション
センサ３６と、上述のコントロールピン２８を上下方向
に駆動するステップモータ３７と、このステップモータ
３７への通電カット時に上述のコントロールピン２８を
メタリングオイルの最大減少位置（全閉位置）へバネ付
勢するリターンスプリング３８とを備えている。

【００１９】また、上述のプランジャ２９に形成したウ
ォームホイール２９ａは、ドライビングウォーム、ドリ
ブンギヤを介して上述のエキセントリックシャフト８に
連結され、プランジャ２９の回転運動および往復直線運
動により吸入孔３９から吸入したオイル（メタリングオ
イル）を上述の吐出孔２５からメタリングオイルチュー
ブ２３に吐出すべく構成している。

【００２０】さらに、ＣＰＵ４０（図３参照）からの信
号（駆動パルス）により、ステップモータ３７に連動さ
せた上述のコントロールピン２８を上下動させて、この
コントロールピン２８の上下位置に対応してプランジャ
２９の往復ストロークを可変制御することで、メタリン
グオイルの吐出量を調整すべく構成している。

【００２１】さらにまた、上述のポジションセンサ３６
とＣＰＵ４０とをライン４１いわゆるワイヤハーネスで
接続すると共に、ＣＰＵ４０とステップモータ３７とを
ライン４２で接続して、これら各要素４０，４１，４２
からなるフィードバック制御系４３を構成し、このフィ
ードバック制御系４３によりポジションセンサ３６の出
力信号（電圧値）に基づいてステップモータ３７をフィ
ードバック制御すべく構成している。

【００２２】ところで、上述のＣＰＵ４０は図３に示す
ように、クランクアングルセンサ４４からのエンジン回
転数Ｎｅ、ブーストセンサ４５からの吸気負圧Ｂ（この
吸気負圧Ｂは吸入空気量Ｑと略同等の値となる）、水温
センサ４６からのエンジン冷却水水温ｔ、アルコール濃
度検出手段としての光学式のアルコールセンサ４７から
のアルコール濃度Ａの各種入力信号に基づいて、ＲＯＭ
４８に格納したプログラムに従って、メタリングオイル
ポンプ２４のステップモータ３７を駆動制御し、またＲ
ＡＭ４９は図６に示す第１マップＭ１、図７に示す第２
マップＭ２、図８に示す第３マップＭ３などの必要なマ
ップやデータを記憶する。

【００２３】ここで、上述のＣＰＵ４０はアルコールセ
ンサ４７の検出結果に基づいて、アルコール濃度が高い
程、上述のメタリングオイルポンプ２４によりオイル供
給量を増量補正する補正手段（図９に示すフローチャー
トの第４ステップ６４参照）を兼ねる。

【００２４】ところで、上述の光学式のアルコールセン
サ４７は燃料供給系に介設され、その具体的構成は図４
に示す通りである。すなわち、ガソリンにアルコールが
混合された混合燃料Ｆの屈折率を測定するための光を発
生するＬＥＤ（light emission diode、発光ダイオー
ド）５０と、このＬＥＤ５０の発光を制御する発光制御
手段５１と、ＬＥＤ５０からの光を平行光線にするコリ
メートレンズ５２と、このコリメートレンズ５２からの
光を透過するロッドプリズム５３と、このロッドプリズ
ム５３の透過光を受光するように上述の燃料Ｆを導入す
る燃料導入部５４と、燃料透過光を反射する反射鏡とし
てのミラー５５と、このミラー５５からの反射光を受光
して、収束させるコンデンサレンズ５６と、このコンデ
ンサレンズ５６の透過光を受けるＰＳＤ（Position Se
nsitive Detector ）すなわちコンデンサレンズ５６か
ら自己の位置を検出しつつ、受光する位置検出受光装置
５７とを備えている。

【００２５】上述の位置検出受光装置５７は、上記反射
光を受光できる位置に移動することにより、燃料Ｆの屈
折率の変化にともなう光路変化を検出する。この場合、
上述の位置検出受光装置５７は、図５に示すように装置
５７の位置に対応した電圧を出力するので、この電圧値
を換算することによりアルコール濃度を検出することが
できる。

【００２６】このように構成したアルコールエンジンの
潤滑装置の作用を、図９に示すフローチャートを参照し
て以下に説明する。なお、図９のフローチャートでの処
理はイグニッションスイッチのＯＮ時に開始され、イグ
ニッションスイッチのＯＦＦ時に終了する。

【００２７】第１ステップ６１で、ＣＰＵ４０はクラン
クアングルセンサ４４からのエンジン回転数Ｎｅ、ブー
ストセンサ４５からの吸気負圧いわゆるブーストＢもし
くは吸入空気量Ｑなどの必要な各種信号の読込みを実行
する。

【００２８】次に第２ステップ６２で、ＣＰＵ４０は第
１マップＭ１（図６参照）から基本ステップ数Ｓｍを読
込んで、決定し、次の第３ステップ６３で、ＣＰＵ４０
は水温センサ４６から水温ｔを読込んだ後に、第２マッ
プＭ２（図７参照）から水温補正係数Ｓｔを読込んで、
決定する。

【００２９】次に第４ステップ６４で、ＣＰＵ４０はア
ルコールセンサ４７からアルコール混合率Ａ（アルコー
ル濃度と同意）を読込んだ後に、第３マップＭ３（図８
参照）から補正係数Ｓａを読込んで、決定する。ここ
で、上述の図８の第３マップＭ３から明らかなように、
上述の補正係数Ｓａの値はアルコール混合率Ａが大きい
程、大きな値となるように設定されている。

【００３０】次に第５ステップ５５で、ＣＰＵ４０は次
式に基づいて目標ステップＳｏを演算する。 Ｓｏ＝Ｓｍ×Ｓｔ×Ｓａ ここに、Ｓｍは基本ステップ数 Ｓｔは水温補正係数 Ｓａはアルコール混合率による補正係数 次に第６ステップ６６で、ＣＰＵ４０は目標ステップＳ
ｏから現行のステップＳｉを減算した値に相当する駆動
パルスをメタリングオイルポンプ２４のステップモータ
３７に印加する。このメタリングオイルポンプ２４はス
テップモータ３７に印加される駆動パルスに応じて、そ
の吐出量が可変し、吐出量に対応するコントロールピン
２８の位置はポジションセンサ３６の電圧値となって現
れる。

【００３１】次に第７ステップ６７で、ＣＰＵ４０は上
述のポジションセンサ３６の電圧値を読込み、次の第８
ステップ６８で、ＣＰＵ４０は目標ステップＳｏとポジ
ションセンサ３６の電圧値との差が４ステップ未満か否
かを判定し、４ステップ未満の時には上述の第１ステッ
プ６１にリターンする一方、４ステップ以上の時には次
の第９ステップ６９に移行して、上述の目標ステップＳ
ｏとポジションセンサ３６の電圧値との差が４ステップ
未満となるようにフィードバック制御を実行する。

【００３２】以上要するに、アルコールセンサ４７の検
出結果に基づいてアルコール混合率Ａが高い程、上述の
補正手段（第４ステップ６４参照）は目標ステップＳｏ
が大きくなるように補正するので、メタリングオイルポ
ンプ２４によるオイル供給量が増量補正される。

【００３３】このため、アルコール混合率Ａが高い程、
比熱の関係によりガソリン１００％燃料と同一出力を得
る目的で、作動室３に供給される混合燃料の燃料供給量
の絶対量が多くなっても、オイルの該燃料による流失お
よびオイルの流失に起因する油膜切れを確実に防止する
ことができて、信頼性の確保と摩耗低減との両立を図る
ことができる効果がある。

【００３４】図１０、図１１は上述の第３マップＭ３の
他の実施例を示すマップである。すなわち、図１０に示
す第４マップＭ４は横軸に吸入空気量Ｑをとり、縦軸に
メタリングオイル要求流量をとって、このメタリングオ
イル要求流量がアルコール混合率をパラメータとして変
化するように設定したマップである。

【００３５】すなわち、アルコール混合率に対応してメ
タリングオイル要求流量を増加させるが、吸入空気量Ｑ
が小の時はオイル増加量を小とし、吸入空気量Ｑが大の
時はオイル増加量を大とするように構成している。これ
は、吸入空気量Ｑが少ない運転領域では燃料の絶対量も
小さく、燃料により洗い流されるオイルの量も少なく、
かつ爆発行程での爆発トルクも小さいから、摩耗に対す
る影響は少ないのでオイル増加量を小とし、摩耗に対す
る影響が大きい運転領域でオイル増加量を多くするもの
である。

【００３６】上述の第４マップＭ４を用いると、エンジ
ンの爆発行程において爆発トルクが大きくなり、かつ摩
耗に対する影響力が大となる運転領域でオイル供給量を
さらに増量補正することができるので、より一層良好な
信頼性の確保と摩耗低減とを図ることができる効果があ
る。

【００３７】図１１に示す第５マップＭ５はアルコール
混合率とブーストに対応して変化する補正係数Ｓａの値
を設定した二次元マップで、この第５マップＭ５で設定
された値を図９のフローチャートにおる第４ステップ６
４の処理に適用すると、図１０の第４マップＭ４を用い
る時と同様の効果がある。

【００３８】この発明の構成と、上述の実施例との対応
において、この発明のアルコールエンジンは、実施例の
ロータリピストンエンジン１に対応し、以下同様に、燃
焼室は、作動室３に対応し、オイル供給手段は、メタリ
ングオイルポンプ２４に対応し、アルコール濃度検出手
段は、アルコールセンサ４７に対応し、補正手段は、図
９のフローチャートにおける第４ステップ６４に対応す
るも、この発明は、上述の実施例の構成のみに限定され
るものではない。

【００３９】例えば上記実施例においてはメタリングオ
イルポンプ２４からのオイルをロータリピストンエンジ
ン１の作動室３にダイレクト給油するオイル供給系を例
示したが、上述のメタリングオイルポンプ２４からのオ
イルを作動室３と吸気マニホルド１８との双方に給油す
るダイレクト給油およびポート給油を行なうオイル供給
系であってもよく、また本発明のアルコールエンジンは
ロータリピストンエンジンの他にレシプロエンジンに適
用してもよいことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアルコールエンジンの潤滑装置を示す
系統図。

【図２】メタリングオイルポンプの断面図。

【図３】制御回路ブロック図。

【図４】アルコールセンサの説明図。

【図５】位置検出受光装置の位置に対する出力電圧の変
化を示す説明図。

【図６】第１マップの説明図。

【図７】第２マップの説明図。

【図８】第３マップの説明図。

【図９】オイル供給量増量補正を示すフローチャート。

【図１０】第４マップの説明図。

【図１１】第５マップの説明図。

【符号の説明】

１…ロータリピストンエンジン ３…作動室 ２４…メタリングオイルポンプ ４７…アルコールセンサ ６４…補正手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富田 吉昭 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガソリンにアルコールを混合した混合燃料
   を使用するアルコールエンジンにおいて、燃焼室内に直
   接的もしくは間接的にオイルを供給するオイル供給手段
   と、上記使用燃料中のアルコール濃度を検出するアルコ
   ール濃度検出手段と、上記アルコール濃度検出手段の検
   出結果に基づいて、アルコール濃度が高い程、上記オイ
   ル供給手段によるオイル供給量を増量補正する補正手段
   とを備えたアルコールエンジンの潤滑装置。
2. 【請求項２】上記オイル供給量を吸入空気量に応じて増
   量補正する請求項１記載のアルコールエンジンの潤滑装
   置。