JPH0811932B2

JPH0811932B2 - エンジンの供給潤滑油計量装置

Info

Publication number: JPH0811932B2
Application number: JP61225683A
Authority: JP
Inventors: 弘司吉見; 憲之栗尾
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-09-24
Filing date: 1986-09-24
Publication date: 1996-02-07
Anticipated expiration: 2011-02-07
Also published as: JPS63179110A

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
送する供給潤滑油計量装置に関するものである。

（従来の技術）従来より、２サイクルエンジン等の燃焼室に潤滑油を
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
60−8100号公報参照）また、上記メタリングオイルポンプは、一般に、エン
ジン回転に連係して回転するプランジャを往復動可能に
設け、このプランジャの往復動によって潤滑油を圧送す
るについて、その往復ストローク量をプランジャの一端
が当接するカム軸を回転することによって調整し、供給
潤滑油量を変更するようにしている。そして、上記カム
軸はプランジャの一端が当接する部分に、基礎円に対し
て小寸法に形成されたカム面を設け、プランジャの回転
に伴って該プランジャの先端部が基礎円とカム面に当接
して両者の半径の差に対応するストロークでプランジャ
を往復動させるとともに、カム軸の回転によって偏心形
状に形成されているカム面の接触半径を変えてストロー
ク量を変更し、潤滑油の吐出量を調整するようにしたも
のである。

（発明が解決しようとする問題点）しかして、上記のようにプランジャのストローク量を
調整するためのカム軸を移動する場合に、プランジャの
回転角度によってはポンプハウジングに形成された吸入
ポートおよび吐出ポートのいずれとも連通してない閉塞
期間に、カム軸を介してプランジャを無理に移動するよ
うにし、液体圧縮による大きな駆動力が駆動機構に作用
し、駆動機構に出力した制御信号と実際の移動量との相
関関係がずれる脱調現象が発生して吐出量の制御精度の
確保が困難となる問題を有している。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、カム軸の移動にお
けるプランジャの閉塞期間との関係において簡易な構造
で脱調現象の発生を回避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）本発明の供給潤滑油計量装置は、プランジャの一端が
当接するカム軸のカム面を軸方向の一方方向に向かって
横断面積が減少する面形状に形成するとともに、このカ
ム軸を軸方向に移動させる駆動手段を設け、該駆動手段
はカム軸をカム面の横断面積が減少する方向に向かって
移動させるステップモータとカム面の横断面積が増大す
る方向に向かって移動させる付勢手段とからなり、前記
ステップモータとカム軸とは分離されていることを特徴
とするものである。

（作用）上記のような装置においては、カム軸を移動させるこ
とでプランジャが接触するカム面の横断面積が変化して
プランジャのストローク量を変化させ所定の潤滑油量を
吐出するために、前記カム軸をカム面の横断面積が減少
する方向にはステップモータの駆動によって移動させる
一方、逆に横断面積が増大する方向には付勢手段の付勢
力によって移動させるようにし、しかも、ステップモー
タとカム軸とは連結していないことで、プランジャが吸
入ポートおよび吐出ポートの双方と非連通状態にある閉
塞期間で横断面積が増大する方向に移動する際には、そ
の閉止期間の間はステップモータがカム軸から離れて該
カム軸の移動を行うことなく液体圧縮の発生を防止し、
脱調現象の発生を未然に回避して制御精度を確保し、こ
のカム軸駆動系の信頼性を向上するようにしている。

（実施例）以下、図面に沿って本発明の実施例を説明する。

第５図は本発明の一実施例の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およ
び排気ポート11に吸気通路12および排気通路13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、吸気ポート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16
b,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、その吐出量は駆動手段とし
てのステップモータ21に対して制御ユニット25（ECU）
から制御信号が出力され、運転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。そして、上記メタリ
ングオイルポンプ20と制御ユニット25とにより、後述の
ように運転状態に応じて各給油ノズル16,17からの給油
の比率を制御する。

第１図ないし第３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、
ポート給油のための潤滑油の計量、吐出を行う第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プランジャ33とが平行に往復動自在
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34,3
5（ハウジング側に固定）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
ャ32,33と直交する方向に嵌挿され、このカム軸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を有する。この第１および第２のカム面3
6a,36bは、その軸方向の一方方向に向って横断面積が減
少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32
a,33aがエンジンの出力軸に連動するドライビングウォ
ーム39に噛合して駆動されて回転される。プランジャ3
2,33の先端部は両側耳部32b,33bと中心突部32c,33cとを
有し、耳部32b,32b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内部のピン34,
35前方の容積が変化する計量室32d,33dに、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ポート40に
連通している。一方、プランジャ32,33には上記吸入ポ
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。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には第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,41dには第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。

上記カム軸36の軸方向への移動は、駆動手段によって
行われる。この駆動手段としては、カム軸36をカム面36
a,36bの横断面積が減少する方向に向かって移動させる
ストロークタイプのステップモータ21と、カム軸36をカ
ム面36a,36bの横断面積が増大する方向に向かって移動
させる付勢手段43（リターンスプリング）とからなる。
前記ステップモータ21のシャフト21aは軸方向に出没作
動し、カム軸36と同軸上に配設されるが該カム軸36とは
分離され、カム軸36が付勢手段としてのリターンスプリ
ング43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、カム軸36は第１
図の下方（増量方向）へはステップモータ21の駆動力で
移動し、上方（減量方向）へはリターンスプリング43の
付勢力によって移動する。上記ステップモータ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）だけカム軸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、カム軸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、その吐出量変化の特性は、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
て各吐出ポート41a〜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Ｎに応じ
た単位回転数当りの吐出量Ｑの変化の特性を第４図に示
す。ポート給油については第１カム面36aによって破線
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０から大きくなるのに
したがって、ダイレクト給油の吐出量は第１ステップ数
N₁までは下限値Q₁とし、第１ステップ数N₁を越えるとス
テップ数Ｎの増加につれて吐出量が第３ステップ数N₃の
上限値Q₂まで直線的に増加するように変化する。一方、
ポート給油の吐出量は、第２ステップ数N₂までは下限値
Q₁とし、第２ステップ数N₂を越えるとステップ数Ｎの増
加につれて吐出量が第３ステップ数N₃の上限値Q₂まで直
線的に急増するように設定されている。上記吐出特性
は、ダイレクト給油の方が効率よいが上限値があり、ダ
イレクト給油の不足分をポート給油で補うように吐出非
率が変るように設定しているものである。

そして、前記制御ユニット25は吸入空気量とエンジン
回転数に応じて基本吐出量を求め、これを水温、加速等
に応じて補正し、最終的な給油量に対応してステップモ
ータ21を駆動するためのステップ数Ｎを求め、所定のパ
ルス信号をステップモータ21に出力して供給潤滑油の計
量制御を行うものである。

上記実施例においては、潤滑油の吐出量を増量する時
にはカム軸36を第１図の下方に移動させて、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36cとの差す
なわちストローク量を大きくして増量するものである。
一方、吐出量を低減する時には、ステップ数Ｎを減少す
る方向にパルスを出力し、カム軸36を第１図の上方に移
動するようにステップモータ21を駆動する。

その際、ステップモータ21のシャフト21aとカム軸と
は連結されておらず、カム軸36は減量方向へはリターン
スプリング43によって移動されるものであり、プランジ
ャ32,33の回転角が閉止期間すなわちプランジャ32,33の
吸入口32e,33eおよび吐出口32f,33fがポンプハウジング
31側の吸入ポート40および吐出ポート41a〜41dのいずれ
とも連通していない時期にあるときにプランジャ32,33
を圧縮方向に摺動させることはステップモータ21に大き
な負荷が作用してステップモータ21が作動できずにパル
ス信号に対するステップ数がずれる脱調現象を発生する
ことになって制御精度が低下するが、前記ステップモー
タ21のシャフト21aとカム軸36との分離によって上記脱
調現象の発生を防止する構造となっている。

一方、上記のような潤滑油の吐出作動において、吐出
ポート41a〜41dもしくは潤滑油供給通路18,19等が詰っ
て潤滑油が送給されない状態が発生した場合には、昇圧
した潤滑油がプランジャ32,33外周からプランジャ分割
部に漏れ、該プランジャ32,33の後部をスプリング37,38
に抗して移動して前部と分離し、ウォーム39の回転運動
と遮断してそれ以上の昇圧が生じないようにしている。

また、ストロークタイプのステップモータ21の使用に
より、回転式ステップモータの使用による駆動方式にお
ける減速機構等が不要で、駆動系がコンパクトに形成可
能であり、ステップモータ21の取付け精度の管理も容易
となる。

（発明の効果）以上のような本発明によれば、プランジャのストロー
ク量を変化させて運転状態に応じた潤滑油量を吐出する
ためにカム軸を移動する際に、カム軸の横断面積の変化
の方向と駆動手段のステップモータによる駆動方向と付
勢手段による付勢方向とを設定し、かつステップモータ
とカム軸とを分離したことにより、プランジャが吸入ポ
ートおよび吐出ポートの双方と非連通状態にある閉塞期
間はプランジャの圧縮方向への移動をステップモータの
駆動によって行うことなくカム軸と分離して、前記ステ
ップモータ自体は所定の制御信号に対応した駆動を維持
して脱調現象の発生を防止することができ、良好な制御
精度を確保して吐出制御が行え信頼性を向上することが
できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるメタリングオイルポ
ンプの縦断面図、第２図は第１図のII−II線に沿う断面図、第３図は同III−III線に沿う断面図、第４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５図は供給潤滑油計量装置を備えたロータリピストン
エンジンの全体構成図である。 16,17……給油ノズル 18,19……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、25……制御ユニット 31……ポンプハウジング 32,33……プランジャ 36……カム軸、39……ウォーム 36a,36b……カム面 36c……基礎円、40……吸入ポート 41a〜41d……吐出ポート 43……リターンスプリング

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポンプハウジング内を往復動し、潤滑油を
圧送するプランジャと、該プランジャの一端と当接し、
プランジャの往復ストロークを変化させるカム軸とを備
え、エンジンに供給する潤滑油量を調量するエンジンの
供給潤滑油計量装置において、前記プランジャの一端が当接するカム軸のカム面を軸方
向の一方方向に向かって横断面積が減少する面形状に形
成するとともに、このカム軸を軸方向に移動させる駆動
手段を設け、該駆動手段は、カム軸をカム面の横断面積が減少する方
向に向かって移動させるステップモータと、カム面の横
断面積が増大する方向に向かって移動させる付勢手段と
からなり、前記ステップモータとカム軸とは分離されて
いることを特徴とするエンジンの供給潤滑油計量装置。