JPS63162914A - 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） 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陽
、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、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、電動モータは、その耐久性確保
、消費電力低減等を勘案すると、極力小さな駆動力を発
生させるようにすることが望まれることになる。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ため、この応答性確保の点か
らも小さな駆動力を発生させることが強く望まれること
になる。

一方、制御カムを駆動するのに要求される駆動力は、種
々の要因によって変化する０例えば、低温で潤滑油の粘
性抵抗が大きいときなどは、制御カムを駆動させるには
大きな駆動力が要求されることになる。したがって、電
動モータの駆動力を小さいものとして一律に設定してし
まうと、この電動モータをエンジンの運転状態に応じた
所定の目標位置へと駆動させること、すなわち所定の潤
滑油供給量を得ることが困難になってしまう。

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、
常時は小さいものとして設定しつつ、制御カムを確実に
駆動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、第９図に示すような構
成としである。すなわち、 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、 前記制御カムを駆動変位させるための電動モータと、 エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、 エンジンの運転状態に応じて前記制御カムの目標位置を
決定する目標位置決定手段と、前記目標位置となるよう
に前記電動モータの駆動を制御する駆動制御手段と、 前記制御カムの実際の位置を検出する位置検出手段と。

前記目標位置と実際の位置との偏差を検出する偏差検出
手段と、 前記電動モータを目標位置となるように駆動した際に、
該目標位置と実際の位置との間に偏差が生じたときに、
該電動モータの駆動力を大きくする駆動力補正手段と、 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、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。

！１１Ｎにおいてロータリピストンエンジンのケーシン
グｌ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、さらにロー夕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ｌ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）１１とが設けられており、上記吸気ポート１０
、排気ボー）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。

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１内にボート給油される。また、ａ−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５Ｓｌｌｌ！Ｉ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１
７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、上記ボート
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に対しテ制御ユニー／）２
５（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、
エンジン何転数を検出する回転数センサ２７、制御カム
３６の実際の位置を検出する位置センサ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、ボ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、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０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３６ａ、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（ビン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
吸気ボート４０に導入される。一方、ブラーンジャ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
の吐出ポー１−４１ａ〜４１ｄは前記吸入ボート４０と
直交する両側に開口している。そして、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
対して第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）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の軸方向に進退勤されるシャフト２１　ａ
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。

前記位置センサ２８は、第２図に示すように、ポンプハ
ウジング３１に螺合、固定された本体２８ａと、該本体
２８ａに進退自在に保持されて突出方向に常時付勢され
た触子２８ｂとを有し、触子２８ｂの先端が、制御カム
に形成されたテーバ面３６ｇに常時当接されている。こ
れにより、制御カム３６の変位に応じて触子２８ｂが進
退勤されて、この触子２８ｂの進退位置に応じた信号（
一般には電圧）が本体２８ｂから出力される。勿論、位
置センサ２８は、ステップモータ２１のシャツ）２１ａ
の変位位置を検出する等、制御カム３６の位置を間接的
に検出するものであってもよい。

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、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ボー
）４１　ａ〜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３２側と３３側とで個々独立して設定し
得るものである（ボ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第
８図に示すフローチャートを参照しつつ説明するが、実
施例では、制御ユニット２５が基本的にＣＰＵ、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、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）、なお
、以下の説明でＰはステップを示す。

先ず、ＰＩ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
ｌが読込まれる０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Ｉｋ■が算出される。この後、
Ｐ３において、目標カム位置を示すステップ数Ｉｋ腸か
ら現在のカム位置を示すステップ数Ｉｋｌを差し引くこ
とにより、目標カム位置Ｉｋ璽とするのに必要な移動ス
テップ数Ｓｉｌが算出される。

Ｐ３の後は、Ｐ４において、パルス速度Ｐｓ１として大
きなパルス速度Ｓ１　（駆動力小）に対応したものとし
て設定された後、Ｐ５において、この大きなパルス速度
Ｓ１でもって、Ｐ３での移動ステップ数Ｓｉｌを実現さ
せるべくパルス発信される。

次いで、Ｐ６において、位置センサ２８の出力に応じて
、ステップモータ２１の実際の位置Ｉｋ２が確認される
。この後、Ｐｌにおいて、Ｐ２で決定された目標位置Ｉ
ｋ■とＰ６で確認された実際の位置ＩＩＢとが一致する
か否かが判別される。

このＰｌの判別でＮＯのときは、ステップモータ２１の
駆動力が不足して目標位置Ｉｋ層とすることができない
ときなので、Ｐ８、Ｐ９、ＰＩＯでの処理がなされる。

すなわち、Ｐ８において、目標位置Ｉｋｍと実際の位置
Ｉｋ２との偏差に相当する移動ステップ数Ｓｉ２が算出
される。また、Ｐ９において、パルス速度Ｐｓ２として
、Ｐ５でのパルス速度Ｓ１よりも小さいパルス速度Ｓ２
が設定される。そして、ＰＬＯにおいて、この小さいパ
ルス速度５２　　（大きな駆動力）でもって、Ｐ８での
移動ステップ数Ｓｉ２を実現すべくパルス発信がなされ
る。

前記Ｐ７の判別でＹＥＳのときは、ステップモータ２１
の小さな駆動力でもって目標位置Ｉｋ層が実現されたと
きなので、Ｐ８〜ＰＩＯのルートを経ることなくそのま
まＰｌへ戻る。

なお、位置センサ２８による実際の位置の検出精度は、
ステップモータ、２１の「１ステツプ」に対応した位置
変化までは検出し得ないので、Ｐ・７での判別において
は、実際の位置Ｉｋｌの目標位置Ｉｋｍに対する偏差が
例えば「５ステツプ」の範囲内にあれば、許容誤差範囲
内であるとされる。

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。

■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。この場合、ＤＣ
モータの駆動力調整は、供給電力を調整することにより
行えばよい（一時には電圧調整で、デユーティ制御可能
）。

■制御ユニット２５をコンピュータを利用して構成する
場合は、デジタル式、アナログ式のいずれでもよい ■制御カム３６はロータリ式であってもよい（この場合
はステップモータ２１、位置センサ２８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化に対処して電
動モータの駆動力が調整されるので、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。

特に、制御カムの実際の位置を検出する位置センサを利
用して、電動モータで発生する駆動力が十分であるか不
足しているかを検出するようにしであるので、制御カム
を変位させるために必要とされる駆動力を変化させる種
々の要因に総合的に対処することができる。

【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ｍ−ｍ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。 Ｓ７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：吸気通路 １６：ポート給油ノズル 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 ２１ニステツプモータ（電動モータ） ２５：制御ユニット ２６：エアフローメータ ２７二回転数センサ ２８：位置センサ ３１：ポンプハウジング ３２．３３ニブランジヤ ３２ｄ、３３ｄ：計量室 ３６：制御カム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （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、 前記制御カムを駆動変位させるための電動モータと、 エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、 エンジンの運転状態に応じて前記制御カムの目標位置を
   決定する目標位置決定手段と、 前記目標位置となるように前記電動モータの駆動を制御
   する駆動制御手段と、 前記制御カムの実際の位置を検出する位置検出手段と、 前記目標位置と実際の位置との偏差を検出する偏差検出
   手段と、 前記電動モータを目標位置となるように駆動した際に、
   該目標位置と実際の位置との間に偏差が生じたときに、
   該電動モータの駆動力を大きくする駆動力補正手段と、 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。