JPS63179115A - エンジンの供給潤滑油計量装置 - 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） 本発明は、ロータリピストンエンジンもしくは２サイク
ルエンジン等のエンジンに対して潤滑油を計量して圧送
する供給ｒ４滑油計最装置に関するものである。

（従来の技術） 従来より、ロータリピストンエンジン等に対してｆｌＯ
Ｗ４油を供給してガスシール部分を潤滑するについて、
エンジンに供給する潤滑油を運転状態に応じて変化させ
るメタリングオイルポンプを備えたものは公知である。

（実開昭６０−３２０１号公報参照） また、上記メタリングオイルポンプにより圧送する潤滑
油量は、基本的にエンジン回転数の上昇および負荷の上
昇に対して給油量を増量するように、エンジン回転数お
よび負荷に対応して制御している。また、加速時、エン
ジン昇温時には要求ｒａ　＊油量が増大することから、
この時には給油どを増量補正することが一般に行われて
いる。

（発明が解決しようとする問題点） 一方、エンジンの燃料供給制御においては、過渡運転時
等に良好な運転性を得るために、急激に燃料供給量を増
量するように制御されることがある。このように燃料供
給量が増員補正によって増えた時に、前記のようなエン
ジン回転数および負荷等の運転状態に対応して供給潤滑
油口を決定し給油制御しているものでは、この多量の燃
料によって潤滑油が希釈されて潤滑性能が低下し、エン
ジンの信頼性を損う恐れがある。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、増量した燃料による
潤滑油の希釈に伴う潤滑性能の低下を防止してエンジン
の信頼性を確保するようにしたエンジンの供給潤滑油計
量装置を提供することを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明の計量装置は、燃料供給量が増量補正される運転
状態のとき、その増量割合に応じて計量潤滑油口を増量
補正する混合比補正手段を設けたことを特徴とするもの
である。

（作用） 上記のような供給潤滑油計量装置においては、燃料供給
量の増量に対応して混合比補正手段によって計量潤滑油
量を増量補正し、燃料による潤滑油の希釈があっても良
好な潤滑性能を得て、エンジン本体の信頼性を確保する
ようにしている。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例における供給潤滑油計量装置
を備えたロータリピストンエンジンの概略構成を示す。

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
行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に店接する
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の各頂部両側端にはコーナシー
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ｖ６に開口する吸気ボート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
気ボート１１とが設けられており、上記吸気ボート１０
および排気ボート１１に吸気通路１２および排気通路１
３がそれぞれ接続されている。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、
吸気ボート１０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。

また、上記吸気通路１２に臨んでボート給油ノズル１６
が取付けられ、このボート給油ノズル１６からボート給
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内にボート給油されるとともに、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１
７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２゜から第２′ｍ滑油供給通路１９が
接続されている。

また、上記ボートおよびダイレクト給油ノズル１６．１
７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
おいてもボート給油用のボート給油ノズル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２ｏ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
号が出力されて運転状態および燃料噴射状態に対応して
制御される。上記制御ユニット２５には、吸入空気量を
検出するエアフローメータ２６、エンジン回転数を検出
する回転数センサ２７、冷却水の温度（エンジン温度）
を検出する水温センサ２８、エンジンの加速状態を検出
する加速スイッチ２９からの各信号が入力されている。

また、前記メタリングオイルポンプ２０には作動状態を
検出するポジションセンサー２２が設けられ、その検出
信号が制御ユニット２５に出力される。

そして、前記制御ユニット２５は、上記各種センサーか
らの検出信号に基づくエンジンの運転状態に対応してス
テップモータ２１に駆動パルス信号を出力してこのステ
ップモータ２１を所定のステップ数に制御する吐出量制
御手段を有するとともに、燃料噴射量制御手段から燃料
増全率信号および非同期噴射信号等の過渡時燃料増門信
号を受け、燃料増量補正時にはその増量割合に応じて計
ｆｉｍ滑油固を増發補正する混合比補正手段を包含して
いるものである。

第２図ないし第６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
、ボート給油のための潤滑油の計ω、吐出を行う第１プ
ランジヤ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とが平行に往復動自
在に配設されている（第４図参照）。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
孔がそれぞれビン３４．３５　（ハウシング側に固定）
に嵌挿されている。

また、ポンプハウジング３１にカム軸３６が上記プラン
ジｔ３２．３３と直交する方向に嵌挿され、このカム軸
３６には各プランジャ３２．３３の先端部が当接する第
１および第２のカム面３６ａ、３６ｂが形成されている
。上記各プランジャ３２．３３は、前記ビン３４．３５
の外周に配設されたスプリング３７．３８によりカム軸
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３２８．３３ａがエンジンの出力軸
に連動するドライビングウオーム３９に噛合して駆動さ
れて回転される。プランジャ３２゜３３の先端部は両側
耳部３２ｂ、３３ｂと中心突部３２Ｇ、３３Ｇとを有し
、耳部３２ｂ、３３ｂがカム軸３６の基礎円３６ｃに乗
り上げる状態と、中心突部３２ｃ、３３Ｃがカム面３６
ａ、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内部のビン３４．３５前方の容積が
変化する計量室３２ｄ、３３ｄに、各吸入ボート４０か
らの潤滑油の吸入と吐出ボート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
ナル部からカム軸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
入ボート４０に連通している。一方、プランジャ３２．
３３には上記吸入ボート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、３３ｆが軸
方向にずれて開口し、ポンプハウジング３１の吐出ボー
ト４１ａ〜４１ｄは前記吸入ボート４０と直交する両側
に開口している。第１プランジヤ３２に対応した２つの
第１吐出ボート４１ａ。

４１ｂには第１および第２気筒へのボート給油用の第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吐出ボート４１ｃ、４１ｄに
は第１および第２気筒へのダイレクト給油用の第２１１
ｊｌ滑油供給通路１９．１９が接続されている。

上記カム軸３６はステップモータ２１により回転駆動さ
れる。このステップモータ２１は前記カム軸３６と平行
に配設され、そのシャフト２１ａには駆動ギヤ４４が固
着され、該駆動ギヤ４４がカム軸３６の端部に固着され
た扇形の従動ギヤ４５に噛合し、ステップモータ２１の
駆動によってカム軸３６の回転角度を操作するように構
成されている。また、このカム軸３６には従動ギヤ４５
の内方に、その回転角度を検出するポジションセンサ２
２が配設されている。上記ステップモータ２１は、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（一定角度）だけカム軸３６を回
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、カム軸３
６の回動による各カム面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ｍＷ４油吐出量が変化
する。そして、この単位回転数当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
計することができ、かつ、その吐出量変化の特性は、各
カム面３６ａ、３６ｂの形状により、ボート給油とダイ
レクト給油とに対して個々、に設定しうる。

そこで、予め上記各カム面３６ａ、３６ｂの形状を異な
らせておくことにより、カム軸３６の軸方向位置の変化
によって各吐出ボート４１８〜４１ｄからの吐出量と吐
出比率が種々変るようにし、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
制御するものである。

例えば、ステップモータ２１のステップ数に応じた単位
回転数当りの吐出量の変化の特性を第７図に示す。ボー
ト給油については第１カム面３６ａによって破線×１〜
×４のように、また、ダイレクト給油については第２カ
ム面３６ｂによって実線Ｙ！〜Ｙ４のように設定してい
る。すなわち、ステップモータ２１のステップ数ＮがＯ
から設定値ａまでの範囲のＡゾーンでは、ダイレクト給
油用の吐出量を上限値ｆに保つ（Ｙｌ）と共に、ボート
給油用の吐出量を上記ステップ数Ｎの増加につれて所定
値Ｑから下限値ｅまで直線的に変化させ（Ｋ１）、上記
ステップ数Ｎが設定値ａから設定値すまでの範囲の８ゾ
ーンではボート給油用の吐出量を下限値ｅに保つ（Ｋ２
）とともに、ダイレクト給油用の吐出量を上記ステップ
ＩＮの増加につれて上限値ｆから下限値ｅまで直線的に
変化させる（Ｙｌ）のように設定している。さらに、上
記ステップ数Ｎが設定値すから設定値ＣまでのＣゾーン
では、ダイレクト給油用の吐出量を下限値ｅに保つ（Ｙ
３）と共に、ボート給油用の吐出量をステップ数Ｎの増
加につれて下限値ｅから上限値りまで直線的に変化させ
（Ｋ３）、ステップ数Ｎが設定値Ｃから設定値ｄまでの
Ｄゾーンでは、ボート給油用の吐出量を上限値りに保つ
（Ｋ４）とともに、ダイレクト給油用の吐出量をステッ
プ数Ｎの増加につれて下限値ｅから上限値ｆまで直線的
に変化させる（Ｙ４）ように設定している。

ただし、本発明において後述する制御で必要とするのは
上記ＡゾーンおよびＢゾーンであって、Ｃゾーンおよび
Ｄゾーンは必ずしも必要としないが、水温等に応じてボ
ート給油とダイレクト給油との給油比率を変える場合に
利用してもよい。なお、ダイレクト給油用の吐出量の上
限値ｆは点火プラグ１４への潤滑油の付着による着火不
良を生じない程度に設定する。

第８図は前記ＩＩ　ＩＩＩユニット２５による制御のフ
ローチャートの一部を示す。このフローチャートにおい
ては、まず、ステップＳ１で吸入空気ロＱａ１エンジン
回転数Ｎｅおよび水ＩＴＷの各検出値と、加速スイッチ
２９からの加速信号（ＯＮまたはＯＦＦ＞、燃料増量率
１ｆ、非同期燃料噴射信号（ＯＮまたは０ＦＦ）　、ボ
ート開口信号（ＯＮまたは０ＦＦ）とを読み込む。つぎ
に、ステップＳ２で、エンジン１回転当りの吸入空気量
に応じて単位回転当りの潤滑油の基本吐出量Ｑ　９．　
ｏを［Ｑ９Ｊｏ　＝ＫＸＱａ／Ｎｅ］と演算する（Ｋは
定数）。

また、エンジン回転数に応じたシール部分の摺動速度の
変化、水温（油温）の変化および燃料増量率の変化によ
っても潤滑油要求最が変るため、ステップＳ３で、回転
数補正係数α１、水温補正係数α２、混合比補正係数α
３をそれぞれ演算する（Ｋ１．に２　、に３は定数）。

続いてステップＳ４で、加速信号がＯＮかＯＦＦかによ
り加速時であるか否かを判定するとともに、ステップＳ
５で非同期燃料噴射信号がＯＮかＯＦＦかにより非同期
燃料噴射時であるか否かを判定する。ステップＳ４およ
びＳ５での判定がＮＯとなる加速時以外の同期燃料噴射
時には、ステップＳ６で基本吐出１１１　Ｑ　Ｑ、　ｏ
に各補正係数α１゜α２．α３を乗算することにより、
最終的な吐出をＱ応を求める。そして、この吐出量に応
じ、ステップ８７〜８１１で、第７図中のゾーンを選定
するとともに吐出量をステップモータ２１のステップ数
Ｎに変換して、ボート開口信号に基づいてプランジャ３
２．３３の回転に対してボート開口時期に、演算された
ステップ数Ｎに相当するパルス信号をステップモータ２
１に出力する処理を行う。

この実施例では、ステップ８７〜Ｓ９によって定常運転
時等にも基本的には第７図中の８ゾーンを利用して給油
効率のよいダイレクト給油を主に行い、ダイレクト給油
用の吐出量が上限値ｆに達しても吐出量が不足するとき
はＡゾーンを利用して不足分をボート給油で補うように
している。すなわち、ステップＳ７では上記吐出量Ｑｚ
に対応するステップ数Ｎが上記Ｂゾーンにあると仮定し
、このＢゾーンの線×２と線Ｙ２とによる吐出特性から
、上記吐出ｍＱ９．に応じたステップ数Ｎを演算し、ス
テップＳ８で上記ステップ数Ｎが設定値ａ以上か否かを
判定することにより、ステップＳ７で求めたステップ数
Ｎが実際に８ゾーンにあるか否かを調べる。そして、こ
のステップＳ８の判定がＮＯの時には、ステップＳ９で
Ａゾーンでの吐出ｆｆ１Ｑ９．、に応じたステップ数Ｎ
を、線×１と線Ｙ１とによる吐出特性から演算し直すも
のである。

一方、前記ステップＳ５の判定がＹＥＳで非同期燃料噴
射時にある場合には、ステップ８１２でさらに非同期燃
料増量補正係数α４を含む各補正係数α１〜α４に基づ
いて非同期噴射時用に増量した吐出ｆＭＱ９．を求める
。さらに、ステップＳ４の判定がＹＥＳで加速時には、
ステップ８１３で加速補正係数αｓ　−Ｋｓ　ＸＮｅを
演算する（Ｋｓは定数）。続いて、ステップ８１４で前
記ステップＳ５と同様に、非同期燃料噴射時期か否かを
判定し、この判定がＮｏで加速時における同期噴射時に
はステップ８１５でこの状態の吐出量Ｑｚを各補正係数
α１〜α３．α５に基づいて求める。

一方、ステップ８１４の判定がＹＥＳで加速時における
非同期噴射時には、ステップ８１６でこの状態における
吐出ｆｆ１Ｑ９Ｊを各補正係数α１〜α５に基づいて求
め、前記ステップ８７〜Ｓ１１によって吐出量Ｑ９Ｊに
対応したパルス信号をステップモータ２１に出力するも
のである。

上記のように、過渡運転時における燃料噴射口の変化に
対応し、燃料増量率１ｆが大きくなると混合比補正係数
α３が大きくなって潤滑油の吐出量を増量するとともに
、非同期燃料噴射時には非同期増量補正係数α４によっ
てさらに潤滑油の吐出量を増大し、両補正係数による混
合比の増加で燃料による希釈に対して潤滑性能を確保す
るようにしている。すなわち、上記処理の基本的事項は
、基本燃料噴射最に対して補正し、燃料と潤滑油の混合
比を調整し、燃料増量率もしくは非同期燃料噴射等から
運転過渡時の燃料増量に対して一定割合で潤滑油の増量
を行うものである。

そして、特に、燃料供給量の増量補正に伴う潤滑油量の
増量は、燃料増量に対し希釈の影響を大きく受けるボー
ト給油の吐出量の増量を行うようにする。なお、非同期
燃料噴射を行う場合としては、減速時の燃料カットゾー
ンから復帰する時、発進時におけるギヤ操作時もしくは
アイドル脱出時等に非同期パルスが出力されて行うもの
であり、加速時の燃料増量は同期噴射で行うようにして
いる。

なお、水温補正として具体的には、水温が所定温度（例
えば５℃程度）以下の低温状態においては潤滑油の粘性
が大きくなってグリスアップによって供給量が不足する
ことから、水温が上記設定温度より低下するのにつれて
補正係数を大きくして潤滑油の吐出量の増量を図るとと
もに、水温が高温鋼の所定温度（例えば８５℃程度）以
上の高温状態においては潤滑面の温度が高くなって油膜
の形成が困難となることから水温がこの所定温度より上
昇するにつれて補正係数を大きくして潤滑油の吐出量の
増量を図るようにしてもよい。

上記のような制御ユニット２５の処理に基づきメタリン
グオイルポンプ２０のステップモータ２１に運転状態に
応じたパルス信号が出力されて、このステップモータ２
１はこのパルス信号に対応してカム軸３６を正転もしく
は逆転作動して所定のステップ数（回転角度）に操作す
る。吐出量を増大する場合には、カム面３６ａ、３６ｂ
に対するプランジャ３２．３３の先端中心突部３２ｃ。

３３ｃの接触半径を小さくする一方、吐出ｍを低減する
場合には接触半径が大きくなるように回転操作するもの
である。

第９図は本発明計量装置における他の例のメタリングオ
イルポンプ５０を示すものであり、カム軸５１のカム面
５１ａ、５１ｂの形状を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し、このカム軸５１をステッ
プモータ５２によって軸方向に移動させて吐出量の変更
調整を行うものである。

すなわち、ポンプハウジング５３に対して前例と同様に
、２本のプランジャ３２．３３が並設され、このプラン
ジャ３２．３３の先端部と当接可能にカム軸５１が直交
方向に移動するように嵌挿されている。そして、上記プ
ランジャ３２．３３の先端部と当接するカム軸５１の部
位に軸方向に横断面積が変化する同心状のカム面５１ａ
、５１ｂが形成されている。

上記カム軸５１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５２によって駆動され、このステップ
モータ５２のシャフト５２ａは軸方向に出没作動し、カ
ム軸５１と同軸上に配設され、カム軸５１はリターンス
プリング５４によって付勢されてその一端がシャフト５
２ａに圧接されるように連係されている。このステップ
モータ５２は、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）
だけカム軸５１を摺動させるようになっている。

その他は前例と同様であり、同一構造には同一符号を付
している。

そして、上記メタリングオイルポンプ５０のステップモ
ータ５２に対する吐出ｍ　！ＩＩ　Ｉｌｌにおいて、燃
料増台に対応して混合比を増加するように吐出口を増量
補正し、燃料による潤滑油の希釈に対処してエンジンの
信頼性を確保するものである。

（発明の効果） 上記のような本発明によれば、燃料供給量の増量に対応
して混合比の補正によって計量潤滑油量を憎口補正し、
燃料による潤滑油の希釈があっても良好な潤滑性能を得
て、エンジン本体の信頼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における潤滑供給量計量装置
を備えたロータリピストンエンジンの全体構成図、 第２図はメタリングオイルポンプのカバーを一部除去し
て示す正面図、 第３図は一部断面にして示す側面図、 第４図は第２図のｒＶ−ｒＶ線に沿う縦断面図、第５図
は第４図のｖ−ｖ線に沿う断面図、第６図は同Ｖｌ−Ｖ
Ｔ線に沿う断面図、第７図はメタリングオイルポンプの
吐出特性を示す特性図、 第８図は制御ユニットによる処理を説明するためのフロ
ーチャート図、 第９図は本発明の他の実施例におけるメタリングオイル
ポンプの縦断面図である。 １６．１７・・・・・・給油ノズル １８．１９・・・・・・潤滑油供給通路２０．５０・・
・・・・メタリングオイルポンプ２１．５２・・・・・
・ステップモータ２５・・・・・・制御ユニット ３２．３３・・・・・・プランジャ ３６．５１・・・・・・カム軸 第２　図 ２１ａ 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジン回転数、負荷等の運転状態に応じて潤滑
   供給量を計量し圧送するエンジンの供給潤滑油計量装置
   において、燃料供給量が増量補正される運転状態のとき
   、その増量割合に応じて計量潤滑油量を増量補正する混
   合比補正手段を設けたことを特徴とするエンジンの供給
   潤滑油計量装置。