JP5018806B2 - 内燃機関の軸受け装置 - Google Patents
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Description
まず、第1実施形態における内燃機関の軸受け装置について説明する。以下では、まず、内燃機関の軸受け装置の構成について説明した後、内燃機関の軸受け装置が行う制御について説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る内燃機関の軸受け装置100の断面図の一例を示す。図1では、内燃機関の軸受け装置100は、後述するように、転がり軸受けとして機能している。内燃機関の軸受け装置100は、軸受け部50と、ECU22と、を有する。
次に、第1実施形態でECU22が実行する制御について説明する。ECU22は、運転状態に応じて転がり軸受モードと滑り軸受モードとを適切に切り替える。このようにすることで、ECU22は、摩擦損失低減により燃費を向上させると共に、軸受け部50の高寿命及び低騒音を実現する。
次に、本実施形態における処理の手順について説明する。図5は、本実施形態での処理手順を表すフローチャートの一例である。ECU22は、このフローチャートの処理を、例えば所定周期に従い繰り返し実行する。
第1実施形態では、ECU22は、固定軸12の位置を制御することで、外輪5とハウジング6とを一体に固定させた転がり軸受モードと、回転軸1ところ保持器3と外輪5とを一体に固定させた滑り軸受モードとを運転状態に応じて切り替えた。これに加え、第2実施形態では、ECU22は、上述の転がり軸受モードと滑り軸受モードとの中間状態(遷移状態)を意図的に形成することで、モード切替時に発生するショックを抑制する。
Pr≦Ps 式(1)
また、初期段階では、ハウジング6と外輪5とが固定軸12で固定されており、軸受け部50は転がり軸受けとして機能している。従って、この場合、外輪5はハウジング6に固定されて静止すると共に、ころ4は外輪5の内面を摺動する。即ち、回転軸1の回転数を「N1」、ころ保持器3の回転数を「N3」、外輪5の回転数を「N5」とすると、初期段階では以下の式(2)が成立する。
N1>N3>N5=0 式(2)
図6(b)は、モード切替制御の遷移段階での軸受け部50の状態を示す。
Pr=Ps 式(3)
また、図6(b)に示す遷移段階では、ころ保持器3と外輪5とが固定軸12で一体となって固定されている。従って、ころ保持器3と外輪5とは、ハウジング6内を一体となって摺動する。即ち、図6(b)の状態では、以下の式(4)が成立する。
N1>N3=N5 式(4)
このように、遷移段階では、ECU22は、ころ保持器3と外輪5とを一体に固定し、これらの回転数と回転軸1の回転数との回転数差が縮小するまで待機する。
Pr<Ps 式(5)
これにより、ECU22は、図6(c)に示すように、固定軸12を第1ストッパ10まで移動させる。このとき、回転軸1の回転数N1と、ころ保持器3の回転数N3及び外輪5の回転数N5と、の回転数の差は、固定軸12の潤滑油経路7aへの移動に起因したショックが発生しない範囲内にある。従って、ECU22は、ショックを発生させることなく固定軸12を第1ストッパ10まで移動させることができる。
N1=N3=N5 式(6)
このように、図6(c)に示す終了段階では、ECU22は、回転軸1の回転数ところ保持器3及び外輪5の回転数との回転数差を縮小させた後、固定軸12を回転軸1内の潤滑油経路7aに挿入させる。これにより、ECU22は、軸受け部50を、滑り軸受けとして機能させることができる。
上述の第2実施形態では、転がり軸受モードから滑り軸受モードへのモード切替制御について述べた。しかし、本発明が適用可能な場面はこれに限らず、滑り軸受モードから転がり軸受モードへ切り替える場合にも本発明を適用してもよい。この場合、例えば、ECU22は、上述した制御を逆方向に実行する。即ち、ECU22は、上述した油圧調整バルブ8の制御などにより、転がり潤滑油圧Prと滑り潤滑油圧Psとを調整し、軸受け部50を図6(c)の状態から図6(b)、そして図6(a)へと遷移させる。このようにすることで、ECU22は、滑り軸受モードから転がり軸受モードへ切り替える場合でも、モード切替に起因したショックの発生を抑制することができる。
第3実施形態では、内燃機関の軸受け装置100はハイブリッド車両に搭載される。そして、第1及び第2実施形態の制御に代えて、または加えて、ECU22は、EV走行中に、モーターで回転軸を移動させることにより潤滑油経路7a乃至7dの位置を調整すると共に、転がり潤滑油圧Pr及び滑り潤滑油圧Psを制御することで、滑り軸受モードから転がり軸受モードへの切替えを実行する。以下では、まず、ハイブリッド車両の構成について説明した後、ECU22が実行する具体的な制御方法について説明する。なお、内燃機関の軸受け装置100の構成は第1実施形態と同様であるため、内燃機関の軸受け装置100の構成の説明は省略する。
まず、第3実施形態の内燃機関の軸受け装置100を適用したハイブリッド車両について説明する。図7は、車両200の概略構成を示す図である。車両200は、主に、エンジン31と、車軸32と、車輪33と、モータ(モータジェネレータ)MG1、MG2と、プラネタリギヤ34と、インバータ35と、バッテリ36と、ECU22と、を備える。以後、ハイブリッド車両200の各構成要素について説明する。
次に、第3実施形態においてECU22が実行する制御について図8を用いて説明する。図8は、エンジンを停止してモータの動力により車両200が駆動している時(即ち、EV走行時)の軸受け部50の構成の一例を示す。具体的には、図8(a)は、滑り軸受モードでの軸受け部50の構成を示す。図8(b)は、転がり軸受モードでの軸受け部50の構成を示す。以下では、図8(a)の状態から図8(b)の状態へ遷移させる制御について説明する。
上述の第3実施形態では、滑り軸受モードから転がり軸受モードへのモード切替制御について説明した。一方、これに加えて、本実施形態は、転がり軸受モードから滑り軸受モードへ切り替える場合にも適用可能である。この具体例について以下説明する。
第3実施形態での制御は、第2実施形態と組み合わせて(または使い分けて)適用することもできる。
上述の第1実施形態乃至第3実施形態では、ECU22は、油圧を調整することにより潤滑油経路7内で固定軸12を移動させて転がり軸受モードと滑り軸受モードとを切り替えていた。これに代えて、またはこれに加えて、第4実施形態では、ECU22は、アッパーハウジング6xとロアハウジング6yとの締付力を調整することで、転がり軸受モードと滑り軸受モードとを切り替える。このようにすることで、ECU22は、モード切替に起因したショックをより低減させることができる。以下では、第4実施形態の軸受け部50の構成について説明した後、ECU22が実行する制御について具体的に説明する。
2 回転軸内潤滑油経路
3 ころ保持器
4 ころ
5 外輪
6 ハウジング
7 潤滑油経路
8 油圧調整バルブ
9 オイルポンプ
10 第1ストッパ
11 第2ストッパ
12 固定軸
20 アクセル開度センサ
21 回転数センサ
22 ECU
31 エンジン
36 バッテリ
50 軸受け部
100 内燃機関の軸受け装置
Claims (6)
- 回転軸と、
前記回転軸の外周に設けられたころ保持器と、
前記回転軸の外周位置で前記ころ保持器により保持された複数のころと、
前記ころ保持器の外周に設けられた外輪と、
前記外輪の外周に設けられたハウジングと、
前記回転軸の延在方向に設けられた回転軸内潤滑油経路と、
前記回転軸内潤滑油経路と連通し、前記ハウジングの外部から前記回転軸内潤滑油経路にかけて設けられ、前記ハウジング内、前記外輪内、前記ころ保持器内、及び前記回転軸内に経路を有する潤滑油経路と、
前記潤滑油経路内に配置された固定軸と、
前記固定軸を移動させることで、転がり軸受け機能と滑り軸受け機能とを運転状態に応じて切り替える制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の軸受け装置。 - 前記制御手段は、転がり軸受け機能に切り替える場合、前記固定軸により前記ハウジングと前記外輪とを一体に固定し、滑り軸受け機能に切り替える場合、前記固定軸により前記回転軸と前記ころ保持器と前記外輪とを一体に固定する請求項1に記載の内燃機関の軸受け装置。
- 前記潤滑油経路に設けられたオイルポンプと、
前記ハウジングの前記潤滑油経路と前記オイルポンプとの間の前記潤滑油経路に設けられた油圧調整バルブと、
前記回転軸内の前記潤滑油経路に設けられ、前記固定軸の前記回転軸内潤滑油経路側への移動を制限する第1ストッパと、
前記ハウジング内の前記潤滑油経路に設けられ、前記固定軸の前記オイルポンプ側への移動を制限する第2ストッパと、をさらに備え、
前記制御手段は、前記油圧調整バルブの開度を調整することにより、前記第1ストッパと前記第2ストッパとの間で前記固定軸の位置を移動させる請求項1または2に記載の内燃機関の軸受け装置。 - 前記制御手段は、前記転がり軸受け機能と前記滑り軸受け機能との切替えの遷移段階では、前記回転軸内潤滑油経路から前記固定軸への油圧と、前記油圧調整バルブから前記固定軸への油圧とを所定時間幅にわたり等しくする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の内燃機関の軸受け装置。
- エンジンとモータとを駆動源とするハイブリッド車両に搭載され、
前記制御手段は、前記エンジンの停止中に、前記外輪内の前記潤滑油経路と前記ハウジング内の前記潤滑油経路とが前記固定軸の摺動方向に重なるように、前記回転軸を前記モータにより回転させる請求項1乃至4のいずれか一項に記載の内燃機関の軸受け装置。 - 回転軸と、
前記回転軸の外周に設けられたころ保持器と、
前記回転軸の外周位置で前記ころ保持器により保持された複数のころと、
前記ころ保持器の外周に設けられた外輪と、
前記外輪の外周に設けられ、アッパーハウジングとロアハウジングとから形成されるハウジングと、
前記アッパーハウジングに、前記ロアハウジング側への油圧を供給するハウジング軸力調整用ポンプと、
前記ハウジング軸力調整用ポンプを駆動制御して前記アッパーハウジングと前記ロアハウジングとの締付力を調整することで、転がり軸受け機能と滑り軸受け機能とを切り替える制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の軸受け装置。
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