(57)【要約】【課題】軸受の伝達効率が低下することを抑制する車両用駆動装置の軸受温度制御装置を提供する。【解決手段】軸受温度制御装置において、軸受７または軸受７が嵌合しているケース８の温度が第１所定値以下の温度であるか否かを判断する軸受温度判断手段と、軸受温度判断手段が肯定的に判断された場合に、回転体６ａの回転数が第２所定値以上の回転数であるか否かを判断する回転数判断手段と、軸受温度判断手段が肯定的に判断された場合かつ回転数判断手段が肯定的に判断された場合に、軸受７の温度を上昇させ、軸受温度判断手段または回転数判断手段の少なくともいずれか一方が否定的に判断された場合に、軸受７の温度を上昇させることを中断する軸受温度制御手段とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱源である内燃機関から熱媒体を介して熱を吸収する熱交換器を備えており、前記内燃機関から動力が伝達される回転体を回転自在に支持する軸受がケース内に配置されている車両用駆動装置の軸受温度制御装置において、
前記軸受または前記軸受が嵌合している前記ケースの温度を取得するケース温度取得手段と、
前記回転体の回転数を取得する回転数取得手段と、
前記軸受または前記軸受が嵌合している前記ケースの温度が第１所定値以下の温度であるか否かを判断する軸受温度判断手段と、
前記軸受温度判断手段が肯定的に判断された場合に、前記回転体の回転数が第２所定値以上の回転数であるか否かを判断する回転数判断手段と、
前記軸受温度判断手段が肯定的に判断された場合かつ前記回転数判断手段が肯定的に判断された場合に、前記軸受の温度を上昇させ、前記軸受温度判断手段または前記回転数判断手段の少なくともいずれか一方が否定的に判断された場合に、前記軸受の温度を上昇させることを中断する軸受温度制御手段と
を備えていることを特徴とする変速機の軸受温度制御装置。
【請求項２】
軸受温度制御手段は、前記軸受または前記軸受が嵌合している前記ケースに前記内燃機関から吸熱した前記熱媒体を供給することで前記軸受の暖機を行い、前記熱媒体の供給を停止することで前記軸受の暖機を中断することを含むことを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動装置の軸受温度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、軸受の温度を制御する装置に関するものであり、とくに車両用駆動装置の軸受温度制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
動力源から動力が伝達される軸を回転自在に支持する軸受は、暖機されることにより、その伝達効率が向上することが知られている。その一例として特許文献１が挙げられる。特許文献１に記載された内燃機関の熱交換器は、内燃機関のウォータージャケットを通過して加熱された冷却水を蓄える保温容器と、保温容器の冷却水をクランクシャフトを支持する軸受に流通させる暖機用通路とを備え、軸受の温度が所定値以上の場合には保温容器から暖機用通路への冷却水の流通を遮断する弁を備えている。
【０００３】
また、特許文献２に記載された内燃機関の主軸温度制御装置は、主軸受の周囲に伝熱媒体を循環させる熱交換通路と、熱交換通路に導かれる伝熱媒体を加熱する手段と、軸受の温度を検出する温度センサとを備えている。この発明は、検出した温度が低温である場合には冷却水を熱交換器を介して軸受に導入し、検出した温度が高温の場合には冷却水を熱交換器を介さずに軸受に導入するように構成されている。
【０００４】
また、特許文献３に記載されたシャシダイナモメータには、ベアリングを介してピローブロックに支承された主軸が設けられ、テストをする自動車の駆動車輪で回転させられるローラが主軸に装着され、さらに、ピローブロック内において主軸の周囲に沿うよう複数のヒータが設けられている。つまり、特許文献３に記載された発明は、ベアリングの周囲にヒータを設けて、ベアリングを暖機している。
【０００５】
そして、特許文献４に記載された被加熱軸の軸受回転不良防止方法及び装置は、軸受の外輪を加熱するヒータと、軸受の外輪および軸受直近の軸の温度を測定するセンサとを備えており、その外輪と軸受直近の軸との温度差が零となるようにヒータを制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２２０７７０号公報
【特許文献２】実開平５−２７２３１号公報
【特許文献３】特開平１０−２８１９４０号公報
【特許文献４】特開平１１−２７０５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これら特許文献は、軸受の温度が低い場合において軸受を早期に暖機することで、軸受の伝達効率が低下することを抑制している。また、特許文献１の発明は、クランクシャフト軸受の温度が高い場合には、軸受通路に流通する冷却水を用いることで軸受の温度上昇を抑えて、クランクシャフト軸受の熱膨張に伴うクランクシャフトとのクリアランスの過度の拡大を抑制している。また、特許文献２の発明は、潤滑油の温度が過度に上昇するおそれがある負荷や主軸の回転数が高い運転時には、８０℃以下の冷却水を用いて主軸受の温度を低下させ、潤滑油の過熱を防止している。
【０００８】
一方で、回転軸が低回転である場合には、軸受には油膜が形成されにくい。さらに、軸受の温度が高い場合には、軸受に供給された潤滑油は、軸受によって加熱されて、潤滑油の粘性が低くなる。つまり、軸受の温度が高くかつ回転軸が低回転である場合には、潤滑油の粘性抵抗は低く、さらにその油膜の厚さは薄いため、軸受は摩擦抵抗が大きくなってしまう。したがって、軸受の温度が高くかつ回転軸が低回転である場合に軸受が暖機されてしまうと、軸受の伝達効率が低下してしまい、車両の燃費が低下してしまうおそれがある。
【０００９】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、軸受の伝達効率が低下することを抑制する車両用駆動装置の軸受温度制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、発熱源である内燃機関から熱媒体を介して熱を吸収する熱交換器を備えており、前記内燃機関から動力が伝達される回転体を回転自在に支持する軸受がケース内に配置されている車両用駆動装置の軸受温度制御装置において、前記軸受の温度を取得する軸受温度取得手段と、前記回転体の回転数を取得する回転数取得手段と、前記軸受の温度が第１所定値以下の温度であるか否かを判断する軸受温度判断手段と、前記軸受温度判断手段が肯定的に判断された場合に、前記回転体の回転数が第２所定値以上の回転数であるか否かを判断する回転数判断手段と、前記軸受温度判断手段が肯定的に判断された場合かつ前記回転数判断手段が肯定的に判断された場合に、前記軸受の温度を上昇させ、前記軸受温度判断手段または前記回転数判断手段の少なくともいずれか一方が否定的に判断された場合に、前記軸受の温度を上昇させることを中断する軸受温度制御手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、軸受温度制御手段は、前記軸受または前記軸受が嵌合している前記ケースに前記内燃機関から吸熱した前記熱媒体を供給することで前記軸受の暖機を行い、前記熱媒体の供給を停止することで前記軸受の暖機を中断することを含むことを特徴とする車両用駆動装置の軸受温度制御装置である。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、軸受の温度が第１所定値以下の温度であると軸受温度判断手段が肯定的に判断し、かつ、回転体の回転数が第２所定値以上の回転数であると回転数判断手段が肯定的に判断された場合に、軸受温度制御手段は、軸受の温度を上昇させる。つまり、軸受の温度が低くかつ回転軸の回転数が高い場合において、軸受は、軸受温度制御手段によって早期に暖機される。軸受に供給された潤滑油は、暖機された軸受に接触することで加熱され、その粘性抵抗が低下し、攪拌抵抗が低下する。したがって、軸受の伝達効率が低下することを抑制することができる
【００１３】
また、軸受温度判断手段が否定的に判断された場合かつ回転数判断手段が否定的に判断された場合に、軸受温度制御手段は、軸受の温度を上昇させることを中断する。つまり、軸受の温度が高くかつ回転軸が低回転である場合において、軸受の温度を上昇させることを中断することで、軸受から潤滑油に熱が伝達されることを抑制する。回転軸が低回転である時、軸受における油膜の厚さは薄いが、その一方で、軸受の温度上昇を中止させることで、潤滑油の粘性抵抗は低くなることが抑制されている。つまり、軸受の摩擦抵抗が大きくなることを抑制することができる。したがって、軸受の温度が高くかつ回転軸が低回転である場合には、軸受の伝達効率の低下を抑制することができ、車両の燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明に係る軸受温度制御装置の具体例における制御を説明するためのフローチャートである。
【図２】この発明に係る軸受温度制御装置の具体例を示す概略図である。
【図３】この発明に係る軸受温度制御装置の他の具体例における制御を説明するためのフローチャートである。
【図４】この発明に係る軸受温度制御装置のさらに他の具体例における制御を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
つぎに、この発明に係る車両用駆動装置の軸受温度制御装置を具体例に基づいて説明する。図２の概略図には、この発明における軸受温度制御装置を適用した車両が示されている。図２に示された車両においては、図示しない駆動輪に伝達する動力を発生する動力源１が設けられている。この動力源１は従来知られているものと同様に燃料を燃焼させてその熱エネルギを運動エネルギに変換して、クランクシャフトから出力する動力装置であり、動力源１としては内燃機関、例えば、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンなどを用いることができる。
【００１６】
前述したように内燃機関１は、熱エネルギを運動エネルギに変換することで動力を生み出しているため、高温状態になってしまう。この高温状態を回避するため、車両には熱交換器２が設けられている。熱交換器２は、従来から知られているものであって、ウォーターポンプ３から熱媒体を吐出するとともに、その熱媒体を内燃機関１に形成されたウォータージャケット４に供給することにより、熱を熱媒体により奪い内燃機関１を冷却する装置である。内燃機関１の熱を吸収した熱媒体は、ウォータージャケット４を介して放熱器であるラジエータ５に流入し、ラジエータ５を介して外気に触れて放熱する。放熱した熱媒体は、再びポンプ３で吐出されて、ウォータージャケット４を循環する。また、ポンプ３にはサーモスタット（図示せず）が設けられており、このサーモスタットは、内燃機関１の温度が適温よりも低くなると、内燃機関１が冷え過ぎないように熱媒体を迂回路４ａに迂回させる。なお、熱媒体は、公知のものであってよく、水や水と不凍液を混合したもの、あるいは腐食作用のある薬品を水と混合したもの等でよい。
【００１７】
この内燃機関１から駆動輪に至る動力の伝達経路には変速機６が設けられている。この変速機６は従来から知られているものと同様に入力回転数と出力回転数との間の比である変速比を変更可能に構成された伝動装置である。この変速機６は、動力が入力される入力軸６ａと動力を出力する出力軸６ｂとが互いに動力伝達可能に配置されている。これら軸６ａ，ｂは、回転自在に軸受７に支持されている。軸受７は、その内輪が軸に嵌合し、軸及び内輪に対して相対回転する軸受７の外輪がトランスミッション８の内部に嵌合し固定されている。なお、変速機は、有段変速機または無段変速機のいずれでもよい。
【００１８】
また、入力軸６ａまたは出力軸６ｂの回転数を取得する回転数取得センサ９がトランスミッションケース８の内部に設けられ、さらに、軸受７が嵌合しているトランスミッションケース８または軸受７の温度を取得する温度センサ１０がトランスミッションケース８に設けられており、これらセンサ９，１０の検知信号が電子制御装置（ＥＣＵ）１１に入力される。検知信号が入力されたＥＣＵ１１は、内燃機関１から熱を吸収した熱媒体が流れる流路に配置された弁１２に対して、制御信号を出力する。なお、回転センサは、回転体の回転数を検出できるものであればよいので、ケースの内部または外部に配置してもよい。また、同様に、温度センサは、軸受の温度または軸受近傍のケースの温度を取得できればよいので、ケースの内部または外部に配置してもよい。
【００１９】
前述した弁１２は、例えば電動式の３方弁であって、ウォータージャケット４に設けられている。この三方弁１２は、ＥＣＵ１１から入力される制御信号に従って弁を開閉し、内部の経路を切り替える。三方弁の一つ目の出入口には、内燃機関１の内部に連通しているウォータージャケット４が結合しており、二つ目の出入口には、ラジエータ５に連通しているウォータージャケット４が連結している。そして、三方弁の三つ目の出入口には、内燃機関１の内部を通過した熱媒体を変速機６に流入させる流路１３ａが連通している。なお、前述した弁は、ウォータージャケット内の熱媒体が流路に流れるようにその流路を開放し、かつウォータージャケット内の熱媒体が流路に流れないように流路を閉鎖する切替機構を有するものであればよく、電磁弁であってもよい。また、弁の内部には、熱媒体の温度を測定する温度センサーが設けられていてもよく、この温度センサーの検知信号はＥＣＵに伝達されてもよい。
【００２０】
また、この流路１３は、軸受７の近傍１３、言い換えると軸受が嵌合しているトランスミッションケース８の嵌合部分１３ｂに接するように設けられており、熱媒体から軸受７に熱を伝達するための流路である。軸受７に熱を伝達した熱媒体は、流路１３ｃを介してラジエータ５に流入する。なお、流路は、要は熱媒体を介して軸受に熱を伝達する構成であればよいので、軸受けに直に接するように設けられてもよく、また、ケースの外部に接し、そのケースを介して軸受に熱を伝達するように設けられてもよい。
【００２１】
この発明に係る軸受温度制御装置は、図１に示すように、軸受の温度が第１所定値以下の温度であるか否かを判断する軸受温度判断手段と、回転体の回転数が第２所定値以上の回転数であるか否かを判断する回転数判断手段と、軸受の温度を上昇させるまたは軸受の温度を上昇させることを中断する軸受温度制御手段とを備えている。
【００２２】
上記のように構成された車両において内燃機関１が作動していない場合、図示しないスターターモータによって内燃機関１が作動させられ、暖機が行われる。図１は、その制御の一例を説明するためのフローチャートであって、このフローチャートで示されるルーチンは、所定の短時間毎に繰り返し実行される。
【００２３】
図１において、先ず、温度センサ１０で取得した軸受７の温度Ｔｂが第１所定値Ｔ１以下の温度であるか否かが判断される（ステップＳ１）。この第１所定値Ｔ１は、軸受７の伝達効率を考慮して定められた値である。
【００２４】
図１に示すフローチャートのステップＳ１において、軸受７の温度Ｔｂが第１所定値Ｔ１以下の温度であると肯定的に判断された場合は、回転数取得センサ９で取得した入力軸６ａの回転数Ｎ０が第２所定値Ｎ１以上の回転数であるか否かを判断する（ステップＳ２）。軸受に支持された回転体が低回転であるとき、軸受の油膜は形成されにくいため、この第２所定値Ｎ１は、軸受の油膜が形成されやすいように考慮して定められた回転数である。
【００２５】
ステップＳ２において、入力軸６ａの回転数Ｎ０が第２所定値Ｎ１以上の回転数である肯定的に判断された場合に、軸受７の温度を上昇させる（ステップＳ３）。具体的に説明すると、内燃機関１から熱を吸収した熱媒体が、流路１３ａに流入するように、ＥＣＵ１１から三方弁１２に制御信号を出力することにより、三方弁１２の弁を切り替える。言い換えると、熱媒体が流入するよう流路１３の弁を開放する。流路１３は軸受７の近傍１３ｂに設けられているため、熱媒体から軸受７に熱を伝達することができる。
【００２６】
つまり、軸受７の温度が低くかつ入力軸６ａの回転数が高い場合において、軸受７は、熱媒体によって早期に暖機される。これに伴い、軸受７に供給された潤滑油は、暖機された軸受７に接触することで加熱され、その粘性抵抗が低下し、攪拌抵抗が低下する。したがって、軸受の伝達効率が低下することを抑制することができる。
【００２７】
また、図１に示すフローチャートのステップＳ１において軸受７の温度Ｔｂが第１所定値Ｔ１以下の温度でないと否定的に判断された場合に、軸受の温度を上昇させることを中断する（ステップＳ４）。具体的に説明すると、熱媒体が流路１３ａに流入しないように、ＥＣＵ１１から三方弁１２に制御信号を出力することで、三方弁１２を切り替える。三方弁１２を切り替えることで、内燃機関１から熱を吸収した熱媒体は、ラジエータ５に流入する。言い換えると、熱媒体が流路１３に流入することを防止するために流路１３の弁は閉鎖される。したがって、流路１３には熱媒体が流入しないため、熱媒体から軸受７に熱を伝達することを防止することができる。
【００２８】
また、ステップＳ４は、図１に示すフローチャートのステップＳ１において軸受７の温度Ｔｂが第１所定値Ｔ１以下の温度でないと否定的に判断された場合かつステップＳ２において入力軸６ａの回転数Ｎ０が第２所定値Ｎ１以上の回転数でないと否定的に判断された場合、言い換えると、軸受７の温度が高くかつ入力軸６ａが低回転である場合において、軸受７に熱を伝達することを中断する。これにより、軸受７から軸受に供給される潤滑油に熱が伝達されることを抑制することができる。入力軸６ａが低回転である時、軸受７における油膜の厚さは薄いが、その一方で軸受の温度上昇を中止させることで、潤滑油の粘性抵抗は低くなることが抑制されている。その結果、軸受の摩擦抵抗が大きくなることを抑制することができる。したがって、軸受の温度が高くかつ回転軸が低回転である場合には、軸受の伝達効率の低下を抑制することができ、車両の燃費を向上させることができる。
【００２９】
つぎに、この発明に係る軸受温度制御装置の他の具体例について説明する。軸受温度制御装置は、図３に示すように、軸受の温度が第１所定値以下の温度であるか否かを判断する軸受温度判断手段と、熱媒体の温度が第３所定値以上の温度であるか否かを判断する熱媒体温度判断手段と、軸受の温度を上昇させるまたは軸受の温度を上昇させることを中断する軸受温度制御手段とを備えている。
【００３０】
図３は、その制御の一例を説明するためのフローチャートであって、このフローチャートで示されるルーチンは、所定の短時間毎に繰り返し実行される。図３において、先ず、温度センサ１０で取得した軸受７の温度Ｔｂが第１所定値Ｔ１以下の温度であるか否かが判断される（ステップＳ５）。この第１所定値Ｔ１は、軸受７の伝達効率を考慮した上で定められた値である。
【００３１】
図３に示すフローチャートのステップＳ５において、軸受７の温度Ｔｂが第１所定値Ｔ１以下の温度であると肯定的に判断された場合は、熱媒体の温度Ｔｈが第３所定値Ｔ３以上の温度であるか否かを判断する（ステップＳ６）。熱媒体の温度Ｔｈは、三方弁１２の内部に設けられた温度センサ（図示せず）によって取得される。また、この第３所定値Ｔ３は、具体的に説明すると、流路１３ａに供給される熱媒体が軸受７から熱を奪わず、軸受７を暖機できる程度の温度に設定されている。
【００３２】
ステップＳ６において、熱媒体の温度Ｔｈが第３所定値Ｔ３以上の温度であると肯定的に判断された場合に、軸受７の温度を上昇させる（ステップＳ７）。具体的に説明すると、内燃機関１から熱を吸収した熱媒体が、流路１３ａに流入するように、ＥＣＵ１１から三方弁１２に制御信号を出力することにより、三方弁１２の弁を切り替える。言い換えると、熱媒体が流入するよう流路１３の弁を開放する。流路１３は軸受７の近傍１３ｂに設けられているため、熱媒体から軸受７に熱を伝達することができる。
【００３３】
つまり、軸受７の温度が低くかつ熱媒体の温度が高い場合において、軸受７は、熱媒体によって早期に暖機される。これに伴い、軸受７に供給された潤滑油は、暖機された軸受７に接触することで加熱され、その粘性抵抗が低下し、攪拌抵抗が低下する。したがって、軸受の伝達効率が低下することを抑制することができる。
【００３４】
また、図３に示すフローチャートのステップＳ５において軸受７の温度Ｔｂが第１所定値Ｔ１以下の温度でないと否定的に判断された場合、または、Ｓ６において熱媒体の温度Ｔｈが第３所定値Ｔ３以上の温度でないと否定的に判断された場合、弁１２は閉鎖される（ステップＳ８）。具体的に説明すると、熱媒体が流路１３ａに流入しないように、ＥＣＵ１１から三方弁１２に制御信号が出力されることにより、流路１３の弁は閉鎖される。軸受７の暖機を妨げるほどの低温状態である熱媒体は、流路１３には流入しない。したがって、熱媒体が低温である場合において熱媒体は軸受の暖機を妨げないため、伝達効率の低下を抑制することができる。
【００３５】
つぎに、この発明に係る軸受温度制御装置のさらに他の具体例について説明する。軸受温度制御装置は、図４に示すように、軸受の温度が第１所定値以下の温度であるか否かを判断する軸受温度判断手段と、軸受の温度を上昇させるまたは軸受の温度を上昇させることを中断する軸受温度制御手段とを備えている。
【００３６】
図４は、その制御の一例を説明するためのフローチャートであって、このフローチャートで示されるルーチンは、所定の短時間毎に繰り返し実行される。図４において、先ず、温度センサ１０で取得した軸受７の温度Ｔｂが第１所定値Ｔ１以下の温度であるか否かが判断される（ステップＳ９）。この第１所定値Ｔ１は、軸受７の伝達効率を考慮した上で定められた値である。
【００３７】
ステップＳ９において、軸受７の温度Ｔｂが第１所定値Ｔ１以下の温度であると肯定的に判断された場合に、軸受７の温度を上昇させる（ステップＳ１０）。具体的に説明すると、内燃機関１から熱を吸収した熱媒体が、流路１３ａに流入するように、ＥＣＵ１１から三方弁１２に制御信号を出力することにより、三方弁１２の弁を切り替える。言い換えると、熱媒体が流入するよう流路１３の弁を開放する。流路１３は軸受７の近傍１３ｂに設けられているため、熱媒体から軸受７に熱を伝達することができる。したがって、軸受を早期に暖機することができ、軸受の伝達効率の低下を抑制することができる。
【００３８】
また、図４に示すフローチャートのステップＳ９において軸受７の温度Ｔｂが第１所定値Ｔ１以下の温度でないと否定的に判断された場合に、軸受の温度を上昇させることを中断する（ステップＳ１１）。具体的に説明すると、熱媒体が流路１３ａに流入しないように、ＥＣＵ１１から三方弁１２に制御信号を出力することで、三方弁１２を切り替える。三方弁１２を切り替えることで、内燃機関１から熱を吸収した熱媒体は、ラジエータ５に流入する。言い換えると、熱媒体が流路１３に流入することを防止するために流路１３の弁は閉鎖される。したがって、流路１３には熱媒体が流入しないため、熱媒体から軸受７に熱を伝達することを防止することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１…内燃機関、  ２…熱交換器、  ６ａ，６ｂ…軸（回転体）、  ７…軸受、  ９，１０…センサ、  １１…ＥＣＵ、１２…弁、  １３…流路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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