(57)【要約】【課題】オイルの冷却効率を向上させることにより、油圧源から吐出されるオイル量を低減することができる冷却制御装置を提供する。【解決手段】車両を走行させるための動力を伝達する動力伝達装置と、該動力伝達装置を収容するケース４と、該ケース４の内部に配置されかつ油圧源８からオイルが供給されて冷却される冷却対象部材１とを備えた冷却制御装置において、前記油圧源８から前記冷却対象部材１に供給するオイルが流動する第１油路１２と、前記油圧源８から前記ケース４の内面に供給するオイルが流動する第２油路１４と、前記車両の車速が所定の車速以上の場合に前記第２油路１４を開弁し、前記車両の車速が所定の車速未満の場合に前記第２油路１４を閉弁する開閉弁１３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】
車両を走行させるための動力を伝達する動力伝達装置と、該動力伝達装置を収容するケースと、該ケースの内部に配置されかつ油圧源からオイルが供給されて冷却される冷却対象部材とを備えた冷却制御装置において、
前記油圧源から前記冷却対象部材に供給するオイルが流動する第１油路と、
前記油圧源から前記ケースの内面に供給するオイルが流動する第２油路と、
前記車両の車速が所定の車速以上の場合に前記第２油路を開弁し、前記車両の車速が所定の車速未満の場合に前記第２油路を閉弁する開閉弁と
を備えていることを特徴とする冷却制御装置。
【請求項２】
前記油圧源は、前記車両の車速に応じて前記第２油路を流動するオイル量が変化するように構成されており、前記開閉弁は、前記第２油路を流動するオイルの圧力に応じて開閉するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の冷却制御装置。
【請求項３】
前記開閉弁は、前記第２油路を流動するオイルの圧力に基づく荷重が一方から作用するように配置されたピストンと、該ピストンの他方から弾性力を作用させる弾性部材とを備え、
前記弾性部材の弾性力より前記第２油路を流動するオイルの圧力に基づく荷重が大きい場合に、前記開閉弁が開弁するように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の冷却制御装置。
【請求項４】
前記油圧源は、前記動力伝達装置のいずれかの回転部材に連結されかつその回転部材の動力によって駆動するオイルポンプを含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の冷却制御装置。
【請求項５】
前記油圧源は、前記動力伝達装置のいずれかの回転部材が回転することにより掻き上げられたオイルを貯留するタンクを含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の冷却制御装置。
【請求項６】
前記ケースは、前記動力伝達装置の軸線方向の端面を閉じるエンドカバーを含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の冷却制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、摺動摩擦や電気抵抗などにより発熱した部位に、オイルを供給して冷却する冷却制御装置に関し、特にケースの内部に貯留されたオイルを循環させることにより発熱部にオイルを供給する冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両のパワートレーンに設けられたギヤや摺動部材は、ギヤの噛み合い面や摺動部材の摺動面などの接触面が摩擦により発熱する。また、内燃機関と電動機とを動力源としたハイブリッド車両や電動機の動力のみで走行する電気自動車などでは、電動機がトルクを出力する際に生じる銅損や、その電動機が回転することにより生じる鉄損などによって電動機が発熱する。そのため、従来知られた車両は、発熱部にオイルを供給することにより、摩擦抵抗を低下させて発熱量を低下させるため、あるいは発熱部を冷却するために、それらギヤや摺動部材あるいは電動機を収容するケースに貯留されたオイルを供給するように構成されている。すなわち、発熱部にオイルを供給して発熱部の熱をオイルに伝達することにより、発熱部を冷却するように構成されている。その熱伝達は、発熱部とオイルとの温度差が大きいほど効率がよく、そのため、オイルを冷却する手段が種々考案されており、その一例が特許文献１や特許文献２に記載されている。
【０００３】
特許文献１には、内燃機関と電動機とを動力源としたハイブリッド車両における電動機を冷却する冷却装置が記載されている。この特許文献１に記載された冷却装置は、動力源の動力を伝達するギヤと電動機とを収容するケースの下方部にオイルが貯留されており、そのオイルをギヤによって掻き上げ、また電動オイルポンプによって汲み上げてキャッチタンクに貯留し、そのキャッチタンクに貯留されたオイルを電動機に供給することにより電動機を冷却するように構成されている。また、電動オイルポンプとキャッチタンクとに連通した油路には、走行風によってオイルを冷却するオイルクーラーが設けられている。したがって、電動オイルポンプを駆動してオイルを汲み上げる過程で、そのオイルを走行風により冷却することができるように構成されている。なお、特許文献１に記載された冷却装置は、オイルの温度と電動機の温度とを検出して、それらの温度差が所定の温度以上のとき、すなわち電動機の冷却効率が低いときに電動機を駆動して、オイルを冷却するように構成されている。
【０００４】
また、特許文献２には、ベルト式無段変速機から飛散したオイルを、走行風を受けるケースに付着させることにより、オイルの温度を低下させる冷却装置が記載されている。なお、特許文献２に記載された冷却装置も、特許文献１に記載された冷却装置と同様に、ベルト式無段変速機などの動力伝達装置を収容するケースの下方に貯留されたオイルを循環させて各部材を冷却するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２１８２７１号公報
【特許文献２】特開２００６−２００６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１や特許文献２に記載された冷却装置は、走行風によってオイルの温度を低下させるように構成されているので、車両が低速で走行しているときには、オイルの冷却効率が低い。そのため、低速走行時にオイルを冷却するように構成すると、電動オイルポンプの駆動頻度が増加してしまい、その電動オイルポンプによる電気損失が増大してしまう可能性がある。また、ギヤによってオイルを掻き上げる構成であっても、潤滑するオイル量が増加してしまうので、オイルを掻き上げる際の動力損失や攪拌損失などが増加してしまう可能性がある。
【０００７】
この発明は上述した事情を背景としてなされたものであって、オイルの冷却効率を向上させることにより、油圧源から吐出されるオイル量を低減することができる冷却制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、車両を走行させるための動力を伝達する動力伝達装置と、該動力伝達装置を収容するケースと、該ケースの内部に配置されかつ油圧源からオイルが供給されて冷却される冷却対象部材とを備えた冷却制御装置において、前記油圧源から前記冷却対象部材に供給するオイルが流動する第１油路と、前記油圧源から前記ケースの内面に供給するオイルが流動する第２油路と、前記車両の車速が所定の車速以上の場合に前記第２油路を開弁し、前記車両の車速が所定の車速未満の場合に前記第２油路を閉弁する開閉弁とを備えていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記油圧源は、前記車両の車速に応じて前記第２油路を流動するオイル量が変化するように構成されており、前記開閉弁は、前記第２油路を流動するオイルの圧力に応じて開閉するように構成されていることを特徴とする冷却制御装置である。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記開閉弁は、前記第２油路を流動するオイルの圧力に基づく荷重が一方から作用するように配置されたピストンと、該ピストンの他方から弾性力を作用させる弾性部材とを備え、前記弾性部材の弾性力より前記第２油路を流動するオイルの圧力に基づく荷重が大きい場合に、前記開閉弁が開弁するように構成されていることを特徴とする冷却制御装置である。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明において、前記油圧源は、前記動力伝達装置のいずれかの回転部材に連結されかつその回転部材の動力によって駆動するオイルポンプを含むことを特徴とする冷却制御装置である。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明において、前記油圧源は、前記動力伝達装置のいずれかの回転部材が回転することにより掻き上げられたオイルを貯留するタンクを含むことを特徴とする冷却制御装置である。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかの発明において、前記ケースは、前記動力伝達装置の軸線方向の端面を閉じるエンドカバーを含むことを特徴とする冷却制御装置である。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、第１油路を介して冷却対象部材にオイルを供給することにより冷却対象部材を冷却することができる。また、油圧源からケースの内面には、第２油路を流動してオイルが供給されるように構成され、その第２油路には、車速に応じて開閉する開閉弁が設けられている。したがって、車速が速いときに、走行風によって冷却されたケースの内面にオイルが供給されるので、オイルの熱がケースに伝達されるとともに、走行風によってケースが冷却される。また、車速が比較的遅く、ケースが受ける走行風が少ないときには、オイルがケースの内面に供給されない。すなわち、ケースが走行風によって冷却され難いときには、オイルをケースに供給しない。そのため、オイルの冷却効率が高いなときにのみ、オイルをケースに供給することができるので、オイルの冷却効率が低いときなどに過剰にオイルを吐出することがなく、その結果、油圧源から吐出するオイル量を低減することができる。
【００１５】
また、油圧源は、車速に応じて第２油路を流動するオイル量が変化するように構成されており、開閉弁は、第２油路を流動するオイルの圧力に応じて開閉するように構成されている。したがって、車速が速くなると第２油路を流動するオイル量が多くなり、そのオイルの増加に伴って開閉弁に作用する油圧が増大して開弁する。すなわち、オイルの冷却効率が高いときに、特に制御せずに開弁してオイルを冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明に係る冷却制御装置の一例を説明するための図である。
【図２】その冷却制御装置の冷却対象であるモータ・ジェネレータが搭載された車両の前方部分を示す模式図である。
【図３】開閉弁の一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
つぎにこの発明に係る冷却制御装置の一例について説明する。図２は、車両Ｖｅを走行させるための動力源であるモータ・ジェネレータ１が車両Ｖｅの前方に設けられた状態を模式的に示す図である。図２に示す車両Ｖｅは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンあるいはガスエンジンなどの図示しない内燃機関（以下、エンジンと記す。）と、モータ・ジェネレータ１とを動力源とした、いわゆるハイブリッド車両である。したがって、車両Ｖｅを走行させるための駆動力を出力する際には、エンジンあるいはモータ・ジェネレータ１のいずれか一方あるいは双方からトルクを出力する。
【００１８】
ここで、図２に示すモータ・ジェネレータ１の構成について説明する。図２に示すモータ・ジェネレータ１は、環状の鋼板を軸線方向に積層してステータ２が形成されており、そのステータ２に銅線を巻き付けてコイル３が形成されている。また、ステータ２は、ケース４に固定されていて、その内周側に出力軸５と一体に回転するロータ６が配置されている。このロータ６は、円盤状の鋼板を軸線方向に積層するとともに、その外周側に永久磁石が内在されている。したがって、上記コイル３に通電して形成された電磁場と永久磁石の磁場とによってロータ６が回転する。具体的には、通電される電力に応じて出力トルクが制御され、その通電される電力の周波数を制御することにより回転数が制御される。言い換えると、出力トルクと回転数とが独立して制御される。なお、上記のように構成されたモータ・ジェネレータ１の一例として、交流型の同期電動機や誘導電動機などがある。
【００１９】
上記のように構成されたモータ・ジェネレータ１は、銅損や鉄損によって発熱する。すなわち、通電される電力、あるいはその電力に相当する出力トルクに応じて銅損が生じ、ロータ６の回転数すなわち通電する電力の周波数に応じて鉄損が生じる。特に、ステータ２の軸線方向に突出したコイルエンド部７での発熱が顕著であり、そのコイルエンド部７の耐久性を向上させるため、あるいは温度上昇に伴う出力トルクの低下を抑制もしくは防止するために、コイルエンド部７にはオイルが供給されている。すなわち、コイルエンド部７で生じた熱がオイルに伝達されるため、コイルエンド部７が冷却されるように構成されている。
【００２０】
つぎに、コイルエンド部７にオイルを供給する手段について説明する。図１はそのコイルエンド部７を冷却するための構成例を示しており、図１に示す例では、エンジンあるいはモータ・ジェネレータ１から出力された動力によって駆動するオイルポンプ８が設けられている。具体的には、エンジンおよびモータ・ジェネレータ１から出力された動力が駆動輪９，９に伝達するまでの動力伝達経路におけるいずれかの回転軸にオイルポンプ８が連結されている。したがって、オイルポンプ８から吐出されるオイルの油圧は、車速に応じて変化する。すなわち、車速が速い場合には、オイルポンプ８から吐出される油圧が高く、車速が遅い場合には、オイルポンプ８から吐出される油圧が低くなる。また、動力伝達装置における下方部には、オイルを貯留するオイルパン１０が設けられており、そのオイルパン１０に貯留されたオイルを、オイルポンプ８が汲み上げて種々の発熱部あるいは潤滑部もしくは油圧制御対象部にオイルを供給するように構成されている。
【００２１】
そして、オイルポンプ８から吐出されたオイルは、図１に示すように、鉛直方向におけるコイルエンド部７，７の上方側に吐出口１１，１１を備えた油路１２を流動するように構成されている。なお、図１では、オイルの流れを破線で示している。したがって、車両Ｖｅが走行してオイルポンプ８が駆動することにより、油路１２にオイルが流動するので、その油路１２に形成された吐出口１１，１１からオイルがコイルエンド部７，７に向けて滴下あるいは噴出される。すなわち、車両Ｖｅが走行しているときは、常時、コイルエンド部７，７にオイルが供給されるように構成されている。
【００２２】
一方、図１に示す例では、油路１２の端部、より具体的には、油路１２における吐出口１１が形成された箇所より下流側には、後述する開閉弁１３を介してケース４の内面に連通した油路１４が形成されている。すなわち、開閉弁１３が開弁しているときは、油路１４を介してケース４の内面にオイルが噴出あるいは吐出され、閉弁しているときは油路１２を流動するオイルは、全てコイルエンド部７，７側に排出されるように構成されている。
【００２３】
そして、この発明における開閉弁は、車速に応じて開閉するように構成されており、図１に示す例では、油路１２を流動する油圧に応じて開閉弁１３が開閉するように構成されている。すなわち、図１に示す油路１２には、上述したように車速に応じて吐出するオイルの油圧が変化するように構成されたオイルポンプ８が連結されており、そのため、車速が所定の車速以上になると、オイルポンプ８から吐出される油圧が増大するので、開閉弁１３が開弁し、それとは反対に、車速が所定の車速未満になると、オイルポンプ８から吐出される油圧が減少するので、開閉弁１３が閉弁するように構成されている。
【００２４】
図１に示す例における開閉弁１３の具体的な構成を図３を参照しつつ説明すると、まず、油路１２内を軸線方向に摺動可能にピストン１５が配置されている。このピストン１５は、油路１２の内径とほぼ同じ外径に形成されており、オイルを油路１２とピストン１５との隙間から漏洩しないように構成されている。また、ピストン１５の一方の面、すなわち油路１２における下流側の面には、ピストン１５を押圧するスプリング１６が設けられている。すなわち、ピストン１５は、油路１２における上流側の面に、オイルポンプ８から吐出された油圧が作用するとともに、その下流側の面に、スプリング１６の押圧力が作用するように構成されている。したがって、ピストン１５に作用する油圧に基づく荷重が、スプリング１６の押圧力より大きくなると、すなわち車速が増大することによりオイルポンプ８から吐出される油圧が増大すると、ピストン１５が、油路１２における下流側に移動する。そして、車速が所定の車速以上となって、ピストン１５に作用する油圧に基づく荷重がスプリング１６の押圧力より大きくなって、ピストン１５が下流側に所定の距離移動すると、油路１２の側面に形成されたドレーン孔１７が、ピストン１５より上流側となり、すなわちドレーン孔１７が開口して油路１４を介してケース４の内面にオイルが吐出あるいは噴出される。すなわち、車速とオイルの冷却効率との関係から、オイルをケース４の内面に吐出あるいは噴出する車速を定め、その車速に基づいてスプリング１６のばね定数を定めればよい。
【００２５】
上述したように、車速が所定の車速以上のときに開閉弁１３が開弁し、車速が所定の車速未満のときに閉弁することにより、ケース４の内面に付着したオイルの冷却効率が高いのときに限り、オイルポンプ８から出力されたオイルをケース４の内面に出力することができる。すなわち、車速が所定の車速未満のときなどオイルの冷却効率が低いときに過剰にオイルが出力することがなく、その結果、オイルポンプ８の駆動頻度あるいは動力損失を低減することができる。また、上記のようにオイルの冷却効率が高いのときに、ケース４の内面にオイルを付着させて冷却することにより、動力伝達装置の内部に収容されたオイルの温度を低減することができるので、ひいては、コイルエンド部７の冷却効率を向上させることができる。
【００２６】
なお、この発明に係る冷却制御装置は、上記のモータ・ジェネレータ１を冷却するものに限らず、例えば、動力伝達装置におけるギヤの噛み合い面やローラーの摺動面などの摩擦接触している箇所にオイルを供給して冷却するものであってもよく、要はオイルが供給されることにより冷却されるものであれば良い。
【００２７】
また、上述したように車両Ｖｅが走行することによる動力を利用して駆動するメカオイルポンプに限らず、検出あるいは算出された車速に応じて電力を制御することにより吐出する油圧を制御することができる電動オイルポンプであってもよい。さらに、従来知られたように動力伝達装置におけるファイナルギヤによって掻き上げられたオイルを一時的に貯留するキャッチタンクを油圧源としても良い。すなわち、車速が増大するとファイナルギヤが掻き上げるオイル量が多くなってキャッチタンクに貯留されるオイル量が増大する。その結果、キャッチタンクに連通された油路に作用する油圧が、キャッチタンクに貯留されたオイル量に応じて増減する、すなわち車速に応じて増減するので、その油圧に基づいて開閉弁１３が開弁あるいは閉弁するように構成したものであってもよい。
【００２８】
さらに、上述した開閉弁１３は、車速に追従して油路１２の油圧が増大するため、その油圧に応じて開閉弁１３が開弁あるいは閉弁するように構成されているが、開閉弁１３は電気的に制御することのできる電磁弁であってもよい。すなわち、車速を検出するセンサを設け、そのセンサにより検出された車速に基づいて電磁弁に通電する電力を制御することで、開閉弁１３を開弁あるいは閉弁するように構成したものであってもよい。
【００２９】
また、上述した例では、油路１４を介してオイルがケース４の内面に吐出あるいは噴出されて冷却されるように構成されているが、車両に搭載された動力伝達装置における走行風をより多く受ける箇所にオイルを吐出あるいは噴出することが好ましく、その一例として動力伝達装置における軸線方向の端部を閉じるエンドカバーの内面にオイルを吐出あるいは噴出することが好ましい。さらに、オイルを冷却するために吐出あるいは噴出されたオイルが付着するケースは、モータ・ジェネレータ１におけるステータ２が連結されたケースに限らない。すなわち、走行風を多く受けるケースの内面にまで油路１４を設けて、その走行風を多く受けるケースの内面にオイルを吐出あるいは噴出するように構成していてもよい。
【００３０】
また、上述した例では、一つのモータ・ジェネレータ１とエンジンとを備えたハイブリッド車両を例に挙げて説明したが、モータ・ジェネレータが複数設けられたハイブリッド車両あるいはエンジンを搭載していない電気自動車もしくはエンジンの動力のみで走行する従来知られたガソリン車両など種々の車両を対象とすることができる。
【００３１】
そして、ケース４の内面にオイルを吐出あるいは噴出するための油路１４と、モータ・ジェネレータ１にオイルを供給する油路１２とが直列的に配置されたものを例に挙げて説明したが、例えば、オイルポンプに油路１２と油路１４とを並列的に連結して、油路１４に開閉弁１３を設けたものであってもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１…モータ・ジェネレータ、  ３…コイル、  ４…ケース、  ７…コイルエンド部、  ８…オイルポンプ、  １２，１４…油路、  １３…開閉弁、  １５…ピストン、  １６…スプリング、  Ｖｅ…車両。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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