JPS63159609A - エンジンの潤滑油供給装置 - 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） 米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＃Ｉ） 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）内に潤滑油を
供給して、ピストンに装着されたシール部材の潤滑を行
うようになっている。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６０−８００１号公報
に示すように、プランジャを利用した潤滑油量！に装置
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
ムと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、エンジンのピストンに装着されたシール部材
が、何等かの原因で異常摩耗してしまうことがある、こ
のシール部材に異常摩耗が生じたまま放置しておくと、
ガス洩れの原因となって燃費悪化や出力の低下をきたす
のは勿論のこと、シール部材が摺動する摺動面を損傷さ
せてしまうことにもつながる。

本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、
エンジンのピストンの装着されたシール部材に異常摩耗
が生じた際には、このシール部材のシール機能低下を防
止すると共に、このシール部材が摺動される摺動面の保
護を行うことができ、さらにはこの異常摩耗したシール
部材の正常なシール機能を自動的に回復させ得るように
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１作用）前述の目的を達
成するため、本発明においては、ピストンに装着された
シール部材が異常摩耗した際には、気筒内に供給する潤
滑油の供給量を増大させるようにしである。具体的には
、第７図に示すように、 エンジンの気筒内に供給する潤滑油の供給量を調整する
潤滑油計量装置を備えたエンジンの潤滑油供給装置にお
いて、 エンジンのピストンに装着されたシール部材の異常摩耗
を検出する異常摩耗検出手段と、前記シール部材が異常
摩耗したとき、前記潤滑油計量装置を制御して潤滑油の
供給量を増大させる潤滑油増量手段と、 を備えた構成としである。

このような構成とすることにより、増量された潤滑油に
よって、異常摩耗されたシール部材のシール機能低下が
補償されると共に、シール部材が摺動する摺動面が効果
的に保護される。また、潤滑油を増量した状態でエンジ
ンの運転を続行していくうちに、ラッピング効果によっ
て、この異常摩耗した部分のシール部材表面が正常な形
状へと原状復帰されることになる。

（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ｌ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ｌ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１
３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が取付られ、吸気ポート
ｌＯ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、このボート給油ノズル１６からポート給油口１
６ａ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ｌ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。前記ボート給
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１
８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、上記ポートおよびグ
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
吐出するようになっており、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）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２
５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、吸気負圧を検出する負圧
センサ２９、過給圧を検出する過給圧センサ３０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、吐出を行う第２プランジヤ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３８ａ、３８ｂを有し、この第１
および第２のカム面３６ａ、３６ｂはその軸方向に横断
面積が変化するテーバ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３７．３Ｂ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、ギア部３２ａ、
３３ａを有して、該ギア部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オーム
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、３
３ｃとを有し、耳部３２ｂ、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）に画成された計撒室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、ドライビングウオーム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）４０と連通可能な位置に吸入口
３２ｅ、３３ｅが開口するとともに、吐出口３２ｆ、３
３ｆ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プランジヤ３２
に対応した２つの第１吐出ポー）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プランジヤ３３に対
応した２つの第２吐出ポート４１ｃ、４１ｄ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
ャツ）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ステツプ（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３８ａ、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４１８〜４１ｄ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図に示しである
。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３２ｇ１４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３２ｃ、３３Ｃが当接するようにし、基礎円３
６ｃ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Ｃ
ＰＵ、ＲＯＭ、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、ピストンと
してのロータ４に装着されたシール部材、すなわちアペ
ックスシール７、サイドシール８あるいはコーナシール
９に異常摩耗が生じたことの検出は、アイドリング時に
おける吸気負圧が所定値以上（大気圧へ近づく）になっ
たことを検出することにより行なうようになっている。

すなわち、エンジンは一般に、例えばスロットル弁をバ
イパスするバイパスエア量を調整することによりアイド
ル回転数が一定となるように制御されるため、シール部
材７．８あるいは９に異常摩耗が生じてシール性が低下
するとアイドル回転数が低下し、このアイドル回転数低
下を防止するために吸入空気量が増大され、この結果吸
気負圧が、シール部材７．８．９が正常なとさよりも低
下されることになる。なお、このような手段を利用して
より正確にシール部材７．８あるいは９の異常摩耗を検
出するには、あらかじめ設定した基準の吸気温度に対す
る現在の吸気温度によって、上記吸気負圧を補正すると
よい。

さらに、実施例では、シール部材７．８あるいは９に異
常摩耗が生じる可能性が高いときは、あらかじめ潤滑油
を増量させようにしである。この異常摩耗が生じる可能
性の高い状態としては、過給圧が異常に上昇したとき、
および、潤滑油の温度（油温）が異常に上昇してその潤
滑能力が大きく低下したときとしである。

制御ユニット２５は、基本的には、エンジン負荷により
具体的にはエンジン１回転当りの吸入空気量に基づいて
、エンジンに対する潤滑油の基本供給量を決定し、この
決定された量の潤滑油が得られるようにステップモータ
２１を制御するようにする。そして、シール部材７．８
あるいは９に異常摩耗が生じたとき（吸気負圧の低下）
、あるいは異常摩耗が生じる可能性が高くなったときは
、上記基本供給量よりも潤滑油を所定割合増量させるよ
うになっている。

上述した制御ユニツ）２５による制御の詳細について、
第６図に示すフローチャーに基づいて説明する。なお、
以下の説明でＰはステップを示す。

先ず、Ｐｉにおいて、フラグが「０」にイニシャライズ
されるが、このフラグは「ｌ」のときがシール部材７．
８あるいは９の異常摩耗を検出したことを意味する。

次いで、Ｐ２において、吸入空気量Ｑ、エンジン回転数
Ｎ、アイドリング時の吸気負圧すなわちアイドル負圧Ｉ
ｐ、油温Ｗ、過給圧Ｋｐ、制御カム３６の現在の変位位
置を示すステップ数Ｉｋ。

が読込まれる。

Ｐ３においては、エンジン１回転当りの吸入空気量に所
定の定数に１を掛は合わせて、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Ｉ　ｋｓ＋１が算出される。

この後、Ｐ４において、目標カム位置を示すステップ数
Ｉ　ｋ＋ｓｌから現在のカム位置を示すステップ数Ｉｋ
■ｌを差し引くことにより、目標カム位置Ｉ　ｋｓｌと
するのに必要な移動ステップ数Ｓｉｌが算出され、この
ＳｉｌがＰ５において、Ｓｉとしてセットされる。

Ｐ５の後は、Ｐ６において、現在アイドル中であるか否
かが判別され、この判別でＹＥＳのときは、Ｐ７におい
て、アイドル負圧がＩｐがあらかじめ定めた基準値α３
よりも小さいか否かが判別される。このＰ７の判別でＮ
ｏのときは、シール部材７．８、あるいは９に異常摩耗
が生じたときと考えられるので、Ｐ８においてフラグを
ｒｌＪにセットした後、Ｐ９、ＰＩＯ，ｐＨでの異常摩
耗に対処するための潤滑油の増量補正がなされる。すな
わち、Ｐ９において、Ｐ３でのＩ　ｋｍｌに対して、所
定の増量係数に２　　（Ｋ２＞１）が掛は合わされて、
補正後の目標カム位置１に■２が算出される。この＠ｐ
１ｏにおいてＩｋ■２を実施させるのに必要な移動ステ
ップ数Ｓｉ２が算出され、さらにＦｉｌでこのＳｉ２か
Ｓｉとしてセットされる。

Ｆｉｌの後は、Ｐｉ２において、油温Ｗがあらかじめ定
めた基準値αｌ以下であるか否かが判別される。このＰ
ｉ２の判別でＹＥＳのときは、Ｐｉ３において、過給圧
が以あらかじめ定めた基準値α２より小さいか否かが判
別される。そして、Ｐｉ３の判別でＹＥＳのときは、Ｐ
ｉ４においてＳｌがパルス発信される。また、Ｐｉ２．
Ｐｉ３の判別でＮＯのときは、シール部材７．８あるい
は９に異常摩耗を生じる可能性が高いときなので、共に
Ｐ９へ移動して、潤滑油の増量補正がなされる。

勿論、上記Ｐ９、ＰＩＯｌＦｉｌを経るルートのときは
、Ｐｉ４で発信されるパルスＳＩは、潤滑油増量補正が
なされたＦｉｌのＳｉに担当する。

前記Ｐ７の判別でＹＥＳのときは、シール部材７．８．
９に異常摩耗が生じていないときなので、Ｐｉ５におい
てフラグをｒＱＪにリセットした後、Ｐ１２以降の処理
がなされる。

前記Ｐ６の判別でＮｏのときは、Ｐｉ６に移行して、フ
ラグが「１」であるか否かが判別される。このＰｉ６で
の判別がＹＥＳのときは、シール部材７．８あるいは９
に異常摩耗が生じているときなので、Ｐ９へ移行する。

また、このＰｉ６での判別がＮＯのときは、シール部材
７．８．９に異常摩耗が生じていないときなので、Ｐ１
２＾４移行する。

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。

■エンジンとしては、２サイクル往復動型のものであっ
てもよい。

■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。

■制御二ニー２ト２５をコンピュータを利用して構成す
る場合は、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、エンジン
のピストンに装着されシール部材に異常摩耗を生じた際
には、潤滑油を増量することによって、このシール部材
のシール機能低下を補償して十分なシール性を確保する
ことができると共に、このシール部材が摺動する摺動面
の保護を行なうことができる。

また、増量された潤滑油を利用したラッピング効果によ
って、エンジンの運転に伴なって自動的にシール部材を
正常な形状に原状復帰させることができる。

【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ｍ−ｍ線断面図。 第４図は第２図１１！’−ｆｆ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図は本発明の制御例を示すフローチャート。 第７図は本発明の全体構成図。 ４：ロータ（ピストン） ７．８．９：シール部材 １２：吸気通路 １６：ボート給油ノズル １７：ダイレクト給油ノズル 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 （潤滑油計量装置） ２１ニステツプモータ 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 ２９：負圧センサ ３０：過給圧センサ 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの気筒内に供給する潤滑油の供給量を調
   整する潤滑油計量装置を備えたエンジンの潤滑油供給装
   置において、 エンジンのピストンに装着されたシール部材の異常摩耗
   を検出する異常摩耗検出手段と、 前記シール部材が異常摩耗したとき、前記潤滑油計量装
   置を制御して潤滑油の供給量を増大させる潤滑油増量手
   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。