JPH0723683B2

JPH0723683B2 - エンジンの潤滑油供給装置

Info

Publication number: JPH0723683B2
Application number: JP30880986A
Authority: JP
Inventors: 憲之栗尾; 弘司吉見
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-12-26
Filing date: 1986-12-26
Publication date: 1995-03-15
Anticipated expiration: 2010-03-15
Also published as: JPS63162913A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はエンジンの供給潤滑油供給装置に関するもので
ある。

（従来技術）ロータリーピストンエンジンあるいは２サイクル往復動
型エンジンにあっては、作動室（燃焼室）内に潤滑油が
供給される。この潤滑油量をエンジンの運転状態に応じ
て変更するため、特開昭60−6001号公報に示すように、
プランジャを利用したタイプのものがある。このもの
は、基本的には、プランジャの往復動によって容積変化
されるポンプ室を構成し、該プランジャの往復ストロー
ク量を変更することによってポンプ室の容積変化量、す
なわち潤滑油吐出量を変更するようになっている。そし
て、このプランジャの往復ストローク量は、該プランジ
ャが当接される制御カムの変位位置をエンジン負荷に基
づいて変更することにより行ない、この制御カムの駆動
は、例えばスロットルバルブと制御カムをワイヤを介し
て機械的に連係させることにより行なうようになってい
る。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、最近では、潤滑油の消費量低減、あるいはエ
ンジンの運転状態に応じたより適切な値に供給潤滑油量
を変更するため、前述した制御カムを電動モータによっ
て駆動する一方、該電動モータの作動をエンジンの運転
状態に応じて制御することが考えられている。

この電動モータによって制御カムを駆動する場合、電動
モータの駆動力をいかに設定するかが１つの問題とな
る。この点を詳述すると、制御カムを介してプランジャ
を駆動させるとき、種々の要因、例えば潤滑油の粘性、
プランジャの往動時と復動時とで電動モータに要求され
る駆動力の大きさが変化する。一方、電動モータが、制
御カムを駆動するのに要求される駆動力のうち最大の駆
動力を常に一律に発生するようにすると、その耐久性の
面で問題となる。とりわけ、制御用電動モータとして一
般的なステップモータを用いた場合は、その駆動力を大
きくする程応答速度の点で劣るものとなってしまう。

このような問題を解消するため、常に十分な余裕駆動力
が得られるように、大型の電動モータを用いることも考
えられるが、この場合は、大型化、コストアップ、消費
電力増大等となって、なかなか採用し難いものである。

本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、
制御カムを駆動変位させる電動モータの駆動力として、
要求される駆動力を確実に得つつ不用に大きくなるのを
防止し得るようにしたエンジンの潤滑油供給装置を提供
することを目的とする。

（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、電動モ
ータに加わる負荷の大きさに応じて、電動モータの駆動
力を変更するようにしてある。

具体的には、第９図に示すように、エンジンに対して潤滑油を圧送するためのプランジャの
往復ストローク量を、該プランジャが当接される制御カ
ムによって調整するようにしたエンジンの潤滑油供給装
置において、エンジンの運転状態に応じて作動され、前記制御カムを
駆動変位させるための電動モータと、前記電動モータに加わる負荷を検出する負荷検出手段
と、前記電動モータに加わる負荷が大きいときは負荷が小さ
いときに比して、該電動モータの駆動力が大きくなるよ
うに変更する駆動力変更手段と、を備えた構成としてある。

このような構成とすることにより、電動モータは、制御
カムを駆動変位させるのに見合った必要最小限の駆動力
を発生するだけでよく、電動モータの耐久性確保と制御
カムの確実な駆動との両方を同時に満足させることがで
きる。

（実施例）以下、本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明す
る。

第１図においてロータリピストンエンジンのケーシング
１は、トロコイド状の内周面2aを有するロータハウジン
グ２と、その両側に配置されたサイドハウジング３とで
構成されている。また、上記ケーシング１内を遊星回転
運動する略三角形のロータ４は偏心軸５に支承されて、
ケーシング１内に３つの作動室６を区画形成しており、
このロータ４の回転に伴って吸気、圧縮、爆発、膨張お
よび排気の各工程が順次行われるようになっている。上
記ロータ４の各頂部には、ロータハウジング２の内周面
2aに摺接するアペックスシール７が装着され、ロータ４
の両側面にはサイドハウジング３内面に摺接するサイド
シール８が装着され、さらにロータ４の各頂部両端側に
はコーナシール９が装着されている。

上記ケーシング１には、サイドハウジング３を通って吸
気行程の作動室６に開口する吸気ポート10と、ロータハ
ウジング２を通って排気行程の作動室６に開口する排気
ポート11とが設けられており、上記吸気ポート10、排気
ポート11には吸気通路12あるいは排気通路13が接続され
ている。また、ロータハウジング２の所定位置には一対
の点火プラグ14が取付けられ、吸気ポート10の近傍の吸
気通路12には燃料噴射を行うインジェクタ15が設置され
ている。

上記吸気通路12に臨んでポート給油ノズル16が取付けら
れ、このポート給油ノズル16からポート給油口16aを介
して吐出された潤滑油が、吸気通路12を通してケーシン
グ１内にポート給油される。また、ロータハウジング２
の内周面2aに臨んでダイレクト給油ノズル17が取付けら
れ、このダイレクト給油ノズル17からダイレクト給油口
17aを介して吐出された潤滑油が、ケーシング１内にダ
イレクト給油される。前記ポート給油ノズル16には、供
給潤滑油計量装置としてのメタリングオイルポンプ20か
ら伸びる第１潤滑油供給通路18が接続されており、ダイ
レクト給油ノズル17には、メタリングオイルポンプ20か
ら伸びる第２潤滑油供給通路19が接続されている。ま
た、上記ポートおよびダイレクト給油ノズル16,17に
は、エア通路16b、17bが接続されている。

なお、図のエンジンは２気筒であり、図示しない気筒に
おいてもポート給油用のポート給油ノズル16とダイレク
ト給油用のダイレクト給油ノズル17が配設され、それぞ
れメタリングオイルポンプ20から別途に潤滑油供給通路
18、19が接続される。

上記メタリングオイルポンプ20は、潤滑油を計量して吐
出すようになっており、その吐出量は、電動モータとし
てのステップモータ21に対して制御ユニット25（ECU）
から制御信号を出力することにより、エンジンの運転状
態に応じて制御される。この制御ユニット25には、吸入
空気量を検出するエアフロメータ26、エンジン回転数を
検出する回転数センサ27、潤滑油の温度を検出する油温
センサ28からの各信号が入力されている。

第２図ないし第４図は上記メタリングオイルポンプ20の
具体的構造を示しており、ポンプハウジング31内には、
ポート給油のための潤滑油の計量、吐出を行なう第１プ
ランジャ32、およびダイレクト給油のための潤滑油の計
量、吐出を行なう第２プランジャ33とが、互いに平行に
かつそれぞれ往復動自在に配設されている。両プランジ
ャ32、33は、それぞれ前部と後部とに分割され、後部の
中心孔がそれぞれピン34、35（ハウジング31側に固定）
に嵌挿されている。

また、ポンプハウジング31には、上記プランジャ32、33
と直交する方向に伸びる軸状の制御カム36が、その軸方
向に摺動自在として嵌挿されている。制御カム36は、各
プランジャ32、33の先端部が当接する第１および第２の
カム面36a,36bを有し、この第１および第２のカム面36
a,36bはその軸方向に横断面積が変化するテーパ状の面
形状に形成されている。

上記各プランジャ32,33は、前記ピン34、35の外周に配
設されたスプリング37、38により制御カム36に向けて付
勢されている。さらに、上記プランジャ32,33は、ギヤ
部32a,33aを有して、該ギヤ部32a、33aに噛合されると
共にエンジン出力軸に連動するドライビングウォーム39
によって回転駆動される。プランジャ32,33の先端部は
両側耳部32b,33bと中心突部32c、33cとを有し、耳部32
b、33bが制御カム36の基礎円36cに乗り上げる状態と中
心凸部32c、33cがカム面36a、36bに当接する状態とに変
位して往復動する。このプランジャ32、33の回転および
往復動により、プランジャ32、33内部（ピン34,35前
方）に画成された計量室32d,33dの容積が変化されて、
各吸入ポート40からの潤滑油の吸入と、吐出ポート41a
〜41dへの潤滑油の吐出とが交互に繰返されるようにな
っている。

すなわち、潤滑油は、ドライビングウォーム39のジャー
ナル部から制御カム36外周部に導入されここからプラン
ジャ32、33と平行に形成された吸入通路42からプランジ
ャ32,33に直交して両側に開口する前記吸気ポート40に
導入される。一方、プランジャ32、33には上記吸入ポー
ト40と連通可能な位置に吸入口32e、32eが開口するとと
もに、吐出口32f、33fが軸方向にずれて開口し、ポンプ
ハウジング31の吐出ポート41a〜41dは前記吸入ポート40
と直交する両側に開口している。そして、第１プランジ
ャ32に対応した２つの第１吐出ポート41a、41bに対して
第１および第２気筒へのポート給油用の第１潤滑油供給
通路18、18が接続され、第２プランジャ33に対応した２
つの第２吐出ポート41c、42dに対して第１および第２気
筒へのダイレクト給油用の第２潤滑油供給通路19、19が
接続されている。

上記制御カム36の軸方向への移動は、ストロークタイプ
のステップモータ21により行なわれる。このステップモ
ータ21の軸方向に進退動されるシャフト21aは、制御カ
ム36と同軸上に配設され、制御カム36がリターンスプリ
ング23によって付勢されてその一端がシャフト21aに圧
接するように連係されている。よって、制御カム36の第
２図下方（増量方向）への変位はステップモータ21の駆
動力で行なわれ、上方（減量方向）への変位はリターン
スプリング23の付勢力によって行なわれる。勿論、ステ
ップモータ21は、前記制御ユニット25から出力されるパ
ルス信号を受け、１パルスの入力で１ステップ（一定長
さ）だけ制御カム36を摺動させるようになっている。

上記メタリングオイルポンプ20においては、制御カム36
の摺動による各カム面36a、36bの半径変化により、各プ
ランジャ32、33の移動ストロークが変えられ、エンジン
の単位回転数当りの潤滑油吐出量が変化する。そして、
この単位回転数当たりの吐出量はステップモータ21を介
して制御ユニット25により電気的に制御することがで
き、かつ、その吐出量の特性は、各カム面36a、36bの形
状により、ポート給油とダイレクト給油とに対して個々
に設定しうる。そこで、予め上記カム面36a、36bの形状
を異ならせておくことにより、制御カム36の軸方向の変
化によって各吐出ポート41a〜41dからの吐出量と吐出比
率が種々変わるように、ステップモータ21の制御によっ
て上記吐出量および吐出比率を運転状態に応じて制御さ
れ得る。

このステップモータ21におけるステップ数（カム位置）
と潤滑油の吐出量との設定例を、第５図に示してある。
勿論、この第５図に示すような特性は、前述したよう
に、プランジャ32側と33側とで個々独立して設定し得る
ものである（ポート給油とダイレクト給油との比率設
定）。

上記実施例においては、潤滑油の吐出量を増量する時に
は、制御カム36を第２図の下方に移動させて（ステップ
数増加方向へパルスを出力）、カム面36a.36bの半径の
小さい部分にプランジャ32、33の先端部の中心突部32
c、33cが当接するようにし、基礎円36cとの差すなわち
ストローク量を大きくする。一方、吐出量を低減する時
には、ステップ数を減少する方向にパルスを出力し、制
御カム36を第２図の上方に移動させる。

さて次に、制御ユニット25による制御内容について説明
するが、実施例では、制御ユニット25が基本的にCPU、R
OM、RAMを備えたマイクロコンピュータによって構成さ
れている。また、実施例では、ステップモータ21の駆動
力調整を、該ステップモータ21に対して出力されるパル
ス速度を変更することにより行なうようになっている。
すなわち、ステップモータ21の特性として、パルス速度
が大きくなる程その駆動力が低下する一方（第７図参
照）その作動速度が速くなる（第６図参照）。そして、
ステップモータ21に加わる負荷を示すパラメータとし
て、潤滑油の温度（油温）を用いるようにしてある。

以上のことを前提に、油温が低くて潤滑油の粘性抵抗が
大きくなるエンジン冷機時には、ステップモータ21へ出
力されるパルス速度が小さくされて、ステップモータ21
の駆動力が大きくされる。逆にエンジンが十分に暖機さ
れていることにより、油温が高くなって潤滑油の粘性抵
抗が小さくなったときには、ステップモータ21へ出力さ
れるパルス速度が大きくされて、該ステップモータ21の
駆動力が小さくされると共に応答性が向上れる。

上述した制御ユニット25による制御の詳細について、第
８図に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、
以下の説明ではＰはステップを示す。

先ず、P1において、吸入空気量Ｑ、エンジン回転数Ｎ、
制御カム36の現在の変位位置を示すステップ数Ik、油温
Ｔが読込まれる。次いでP2において、エンジン１回転当
りの吸入空気量に所定の定数Ｋを掛け合わせて、目標カ
ム位置、すなわちエンジンの運転状態に応じた目標潤滑
油量を示すステップ数Ikmが算出される。この後、目標
カム位置を示すステップ数Ikmから現在のカム位置を示
すステップ数Ikを差し引くことにより、目標カム位置Ik
mとするのに必要な移動ステップ数Siが算出される。

P3の後は、P4において、油温Ｔが、あらかじめ定めた所
定温度αより大きいか否かが判別される。このP4の判別
でYESのときは、潤滑油の粘性抵抗が小さくてステップ
モータ21に加わる負荷が小さいときなので、P5におい
て、パルス速度Psとして大きな値S₁（駆動力小）が設定
される。逆に、P4の判別でNOのときは、ステップモータ
21に加わる負荷が大きいときなので、P6において、パル
ス速度Psとして小さな値S₂（駆動力大）が設定される。
このP5あるいはP6の後は、P7において、パルス速度Psで
もってP3での移動ステップ数Siが発信される。

以上実施例について説明したが、本発明はこれに限らず
例えば次のような場合をも含むものである。

ステップモータ21に加わる負荷の大きさを示すパラメ
ータとしては、例えば制御カム36（プランジャ32、33）
の変位方向（計量室32d、33dの容積を小さくする方向へ
の変位時は、容積を大きくする方向への変位時よりも負
荷が大きくなる）、あるいはドライビングウォーム36の
回転数（回転数が大きくなるほど負荷が小さくなる）等
を用いるようにしてもよい。また、ステップモータ21に
加わる負荷の大きさを示すパラメータとして２種以上の
ものを用いてもよく、このとき、例えばある基本のパル
ス速度を定めて、各パラメータ毎に補正項（補正値改）
を求めて、基本のパルス速度を補正するようにすればよ
い。

制御カム36を駆動変位させるための電動モータとして
はDCモータを用いることもできる。

制御ユニット25をコンピュータを利用して構成する場
合、デジタル式、アナログ式のいずれであってもよい。

制御カム36としてロータリ式のものを用いてもよい
（この場合はステップモータ21もロータリ式のものを用
いればよい）。

（発明の効果）本発明は以上述べたことから明らかなように、制御カム
を変位させるのに要求される駆動力の変位に対処して電
動モータの駆動力を調整するようにしたので、当接電動
モータに不必要に大きな駆動力を発生させることがなく
なる。この結果、制御カムの確実な駆動変位すなわち所
望の潤滑油量へと確実に変更し得ると共に、電動モータ
の耐久性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体系統図。第２図はプランジャによって潤滑油を計量する部分の一
例を示す断面図。第３図は第２図III−III線断面図。第４図は第２図IV−IV線断面図。第５図は制御カムの位置と潤滑油の吐出量との関係例を
示すグラフ。第６図はパルス速度とステップモータの作動速度との関
係を示すグラフ。第７図はパルス速度とステップモータの駆動力との関係
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。第９図は本発明の全体構成図。 12:通気通路 16:ポート給油ノズル 17:ダイレク給油ノズル 18:第１潤滑油供給通路 19:第２潤滑油供給通路 20:メタリングオイルポンプ 21:ステップモータ（電動モータ） 25:制御ユニット 26:エアフローメータ 27:回転数センサ 28:油温センサ 31:ポンプハウジング 32、33:プランジャ 32d、33d:計量室 36:制御カム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンに対して潤滑油を圧送するための
プランジャの往復ストローク量を、該プランジャが当接
される制御カムによって調整するようにしたエンジンの
潤滑油供給装置において、エンジンの運転状態に応じて作動され、前記制御カムを
駆動変位させるための電動モータと、前記電動モータに加わる負荷を検出する負荷検出手段
と、前記電動モータに加わる負荷が大きいときは負荷が小さ
いときに比して、該電動モータの駆動力が大きくなるよ
うに変更する駆動力変更手段と、を備えていることを特徴とするエンジンの潤滑油供給装
置。