JP5464123B2 - 車両の潤滑装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の潤滑装置に関する。

従来、回転体によって潤滑油（オイル）を掻き上げ、掻き上げた潤滑油を車両の被潤滑部（要部）へ供給する潤滑装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この潤滑装置は、回転体によって掻き上げられた潤滑油の一部が貯留する油溜まりと、油溜まりから被潤滑部に潤滑油を送る送油経路と、送油経路を開閉する開閉機構とを備えている。潤滑装置は、回転体によって掻き上げられた潤滑油の一部が、被潤滑部へ直接供給される一方で、潤滑油の他の一部が、油溜まりに貯留される。潤滑装置は、車両に加速度が加わると、開閉機構によって送油経路を開くことにより、油溜まりに貯留された潤滑油を、被潤滑部へ向けて流す。これにより、潤滑装置は、車両に加速度が生じた場合であっても、必要十分に被潤滑部へ潤滑油を供給することができる。

また、特許文献２として、回転体によって掻き上げられた作動油を受け入れるキャッチタンクと、キャッチタンク内の作動油を自動変速機へ戻す還流路と、還流路の途中に設置される切替バルブとを備えた自動変速機のオイルレベル調整装置が知られている。

特開２００８−２１５５８６号公報 特開２００８−２５６１８７号公報

ところで、車両に加速度が生じる場合として、例えば、車両が登板走行することが想定される。この場合、潤滑装置は、回転体によって潤滑油を掻き上げる際、掻き上げる潤滑油の油量が減少してしまう。このため、従来の潤滑装置では、車両が登板走行する場合、油溜まりに貯留された潤滑油を被潤滑部へ向けて流す。しかしながら、従来の潤滑装置では、車両が登板走行しない場合、油溜まりに潤滑油が貯留した状態を維持することになるため、油溜まりに貯留した潤滑油が有効に活用されない。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、オイルを有効に活用し、車両の要部にオイルを好適に供給することができる車両の潤滑装置を提供することを課題とする。

本発明の車両の潤滑装置は、回転体の回転によって掻き上げられたオイルを、車両の要部に供給する車両の潤滑装置において、掻き上げられたオイルを貯留可能なオイルタンクと、車両の走行路を予測する走行路予測手段と、オイルタンクに貯留するオイルの貯留量を調整可能な貯留量調整手段と、予測される車両の走行路が登板路であると判断した場合、車両の登板路の走行前に貯留量調整手段を制御して、オイルタンクに貯留するオイルの貯留量が増大するように制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

この場合、貯留量調整手段は、オイルタンクから流出するオイルの流量を調整しており、制御手段は、予測される車両の走行路が登板路であると判断した場合、貯留量調整手段によりオイルタンクから流出するオイルの流量を減少させることで、オイルタンクに貯留するオイルの貯留量を増大させることが好ましい。

本発明に係る車両の潤滑装置は、車両の登板路の走行前に、オイルタンク内のオイルの貯留量を増大させることができるため、車両の登板路の走行時に、増大したオイルを要部へ向けて十分に供給することができるという効果を奏する。

図１は、実施形態１に係る車両の潤滑装置を概略的に表した模式図である。 図２は、車両の走行状態を表した説明図である。 図３は、走行速度が変化したときのオイルの掻き上げ量の変化を表したグラフである。 図４は、実施形態１に係る車両の潤滑装置の潤滑制御に関するフローチャートである。 図５は、実施形態２に係る車両の潤滑装置を概略的に表した模式図である。 図６は、実施形態２に係る車両の潤滑装置の潤滑制御に関するフローチャートである。

以下に、本発明に係る車両の潤滑装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

〔実施形態１〕
図１は、実施形態１に係る車両の潤滑装置を概略的に表した模式図である。図１に示すように、車両１は、動力源となるモータ５と、モータ５の動力により回転する回転体６と、モータ５やギヤ等の要部へオイルを供給する潤滑装置７とを備えている。この車両１は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit：制御手段）１０により制御可能に構成されており、ＥＣＵ１０は、車両１の各部を制御する。このＥＣＵ１０には、ナビゲーション装置１５が接続されている。なお、実施形態１では、車両１として、電気自動車に適用した場合について説明するが、ハイブリッド自動車に適用してもよい。

モータ５は、図示は省略するがロータおよびステータを備えている。モータ５は、力行時において、ステータに電力が供給されると、ロータが回転して動力が発生する動力源として機能する。そして、この動力が、駆動輪の回転へ変換されることで、車両１が走行する。一方で、モータ５は、回生時において、駆動輪が回転させられると、ロータが回転することにより、ステータから誘導起電力が発生する発電機として機能する。そして、この誘導起電力がバッテリに供給されて、バッテリの充電が行われる。また、モータ５には、ロータの回転による発熱を低減するために、モータ５の内部にオイルを流通させてモータ５を冷却する冷却油路１８が設けられている。

回転体６は、ギヤやディスク、プーリ、スプロケット等であり、モータ５の動力により回転する。回転体６は、回転体６を収容するケーシングの底部に溜まったオイルに浸るように設けられている。このため、回転体６は、モータ５の動力によって回転すると、ケーシングの底部に溜まったオイルを掻き上げる。そして、掻き上げられたオイルの一部は、後述する潤滑装置７のキャッチタンク２１に貯留される。なお、実施形態１では、回転体６としてギヤが用いられている。

実施形態１の車両１の潤滑装置７は、車両１に搭載されており、回転体６により掻き上げられたオイルを要部へ供給している。なお、要部としては、潤滑材として機能するオイルが供給される潤滑部分であったり、冷却材として機能するオイルが供給される冷却部分であったり、作動油として機能するオイルが供給される油圧作動部分である。潤滑部分としては、例えば、ボール軸受等の軸受、ギヤ（歯車）やスプロケット等である。また、冷却部分としては、例えば、モータ５等である。また、油圧作動部分としては、例えば、油圧制御回路等である。つまり、要部の一部は、回転体６となっている。

潤滑装置７は、回転体６によって掻き上げられたオイルを貯留するキャッチタンク（オイルタンク）２１と、キャッチタンク２１から要部へ向けてオイルを供給する供給油路２２と、供給油路２２に介設された貯留量調整手段として機能する絞り機構２３とを有している。

キャッチタンク２１は、オイルを貯留可能な構成となっており、回転体６の鉛直方向の上方側に設けられ、回転体６によって掻き上げられたオイルを捕らえることが可能な位置に設けられている。詳細は後述するが、キャッチタンク２１は、車両１が平坦路を走行している状態では、オイルの液位がＬ１に示す位置となる一方で、車両１が登板路を走行する直前の状態では、オイルの液位がＬ２に示す位置となる。つまり、キャッチタンク２１の容量は、車両１が登板路を走行する直前の状態におけるオイルを貯留可能なものとなっている。

供給油路２２は、キャッチタンク２１から要部へ向けて流出するオイルの油路である。供給油路２２は、各要部へ同時に供給できるように設けられてもよいし、各要部へ順次供給できるように設けられてもよい。なお、実施形態１では、例えば、供給油路２２が、キャッチタンク２１とモータ５の冷却油路１８とを接続するように設けられている。

絞り機構２３は、供給油路２２の内部を流れるオイルの流量を調整可能な機構となっている。絞り機構２３としては、例えば、可変絞り弁や流量調整弁等が用いられる。この絞り機構２３は、ＥＣＵ１０に接続されており、ＥＣＵ１０は、絞り機構２３を制御することで、供給油路２２内のオイル流量を制御することができる。

従って、潤滑装置７において、ギヤ等の回転体６によりオイルが掻き上げられると、掻き上げられたオイルの一部は、キャッチタンク２１に流入することで、キャッチタンク２１にオイルが一旦貯留される。この後、キャッチタンク２１に貯留されたオイルは、供給油路２２を通って、モータ５等の要部に供給される。モータ５に供給された一部のオイルは、冷却油路１８を通過することで、モータ５から発せられた熱を受け取り、これにより、モータ５を冷却する。モータ５から流出したオイルは、そのまま、あるいは他のギヤ等の要部を通った後に、ケーシングの底部に貯留する。そして、ケーシングの底部に貯留したオイルは、モータ５によってギヤ等の回転体６が回転することにより、キャッチタンク２１へ向けて再び掻き上げられる。

次に、ナビゲーション装置１５について説明する。ナビゲーション装置１５は、車両１の走行位置に関するＧＰＳ（Global Positioning System）情報、車両１の走行路に関する地理的情報、走行路の渋滞情報等に基づいて、車両１の走行経路の設定および誘導（ナビゲーション）を行なう装置である。このナビゲーション装置１５は、例えば、ナビゲーションに必要な処理を行うナビ用ＥＣＵ（図示省略）、ＧＰＳ情報を取得するためのＧＰＳセンサ（図示省略）、道路情報を記録したデータベース（図示省略）などを有する。そして、このナビゲーション装置１５は、ＥＣＵ１０に接続されており、取得したＧＰＳ情報、地理的情報や渋滞情報等の各種情報を、ＥＣＵ１０へ向けて出力可能となっている。

ＥＣＵ１０には、上記のナビゲーション装置１５や絞り機構２３の他、各種センサが接続されている。各種センサには、例えば、車両１の走行速度を検出する車速センサ、車両１の前後加速度を検出する前後加速度センサ、車両１の横加速度を検出する横加速度センサ、操舵角を検出する操舵角センサ、操舵トルクを検出するトルクセンサなどが含まれる。そして、ＥＣＵ１０は、ナビゲーション装置１５および各種センサから取得した情報に基づいて、車両１の潤滑装置７を制御可能に構成されている。

次に、図２ないし図４を参照して、ＥＣＵ１０により車両１の潤滑装置７を制御する潤滑制御について説明する。図２は、車両の走行状態を表した説明図であり、図３は、走行速度が変化したときのオイルの掻き上げ量の変化を表したグラフであり、図４は、実施形態１に係る車両の潤滑装置の潤滑制御に関するフローチャートである。ここで、図２に示すように、車両１は平坦路Ｒ１を走行した後、登板路Ｒ２を走行している。

図３に示すグラフは、その横軸が、車両１の走行速度であり、その縦軸が、単位時間当たりのオイルの掻き上げ量である。図３に示すように、回転体６による単位時間当たりのオイルの掻き上げ量は、車両１が平坦路Ｒ１を走行しているときよりも、車両１が登板路Ｒ２を走行しているときのほうが減少する。また、回転体６による単位時間当たりのオイルの掻き上げ量は、車両１が高速で走行しているときよりも、車両１が低速で走行しているときのほうが減少する。

よって、車両１が登板路Ｒ２を走行し、且つ車両１の走行速度が低下すると、回転体６による単位時間当たりのオイルの掻き上げ量が減少するため、キャッチタンク２１に流入する単位時間当たりのオイルの流入量が減少する。このため、キャッチタンク２１からオイルが一定に流出するのであれば、車両１が登板路Ｒ２を走行すると、キャッチタンク２１に貯留されるオイルは徐々に減少する。これにより、車両１の登板路Ｒ２の走行時において、キャッチタンク２１からオイルを十分に供給できない虞がある。そこで、ＥＣＵ１０は、車両１の登板路Ｒ２の走行前に、キャッチタンク２１に十分なオイルを貯留するように潤滑制御を実行している。

先ず、車両１が平坦路Ｒ１を走行している状態において、ＥＣＵ１０は、ナビゲーション装置１５から取得した地理的情報に基づいて、車両１の走行路を予測する（ステップＳ１）。つまり、ＥＣＵ１０は、車両１の走行路を予測する走行路予測手段として機能する。そして、ＥＣＵ１０は、予測した走行路が登板路Ｒ２であるか否かを判定する（ステップＳ２）。ＥＣＵ１０は、予測した走行路が登板路Ｒ２であると判定する（Ｙｅｓ）と、予測される登板路Ｒ２を車両１が走行した場合に、要部（特に、モータ５）へ向けて供給する単位時間当たりに必要なオイルの油量を予測する（ステップＳ３）。予測される単位時間当たりに必要なオイルの油量は、登板路Ｒ２の傾斜角度や、予測される登板路Ｒ２の車両１の走行速度等のパラメータに基づいて、ＥＣＵ１０により算出される。なお、車両１の走行速度は、例えば、ナビゲーション装置１５から取得した渋滞情報に基づいてＥＣＵ１０が予測する。ステップＳ２において、ＥＣＵ１０は、予測した走行路が登板路Ｒ２でない（Ｎｏ）と判定すると、ステップＳ１に再度進む。

続いて、ＥＣＵ１０は、予測した単位時間当たりに必要なオイルの油量に基づいて、キャッチタンク２１に貯留するオイルの目標貯留量を算出する（ステップＳ４）。オイルの目標貯留量は、予測した単位時間当たりに必要なオイルの油量、キャッチタンク２１へのオイルの流出入量や、予測される登板路Ｒ２の車両１の走行速度等のパラメータに基づいて、ＥＣＵ１０により算出される。

そして、ＥＣＵ１０は、車両１の登板路Ｒ２の走行前までに、キャッチタンク２１のオイルが目標貯留量となるように、絞り機構２３を絞って供給油路２２を閉路側へ制御し（ステップＳ５）、オイルの貯留を開始する（図２に示すＴ１）。すると、キャッチタンク２１へ流入するオイルが、キャッチタンク２１から流出するオイルよりも多くなり、これにより、キャッチタンク２１のオイルの貯留量が増大する。キャッチタンク２１へ貯留するオイルが目標貯留量に達すると、キャッチタンク２１のオイルの液位はＬ２となる。

この後、車両１が登板路Ｒ２の走行を開始する（図２に示すＴ２）と、ＥＣＵ１０は、要部に十分な油量を供給するように、絞り機構２３により供給油路２２を流れるオイルの流量を調整し、キャッチタンク２１に貯留したオイルを消費する。

以上の構成によれば、潤滑装置７は、車両１の登板路Ｒ２の走行前に、キャッチタンク２１内のオイルの貯留量を増大させることができるため、車両１の登板路Ｒ２の走行時に、増大したオイルを要部へ向けて十分に供給することができる。特に、要部がモータ５である場合、潤滑装置７は、車両１の登板路Ｒ２の走行時に、オイルをモータ５へ向けて十分に供給することができるため、モータ５を好適に冷却することができる。また、潤滑装置７は、車両１が登板路Ｒ２を走行しない場合、キャッチタンク２１に余分なオイルが貯留されないため、オイルを有効に活用することができる。

また、潤滑装置７は、絞り機構２３によってキャッチタンク２１から流出するオイルの流量を調整することにより、キャッチタンク２１に貯留するオイルの貯留量を制御することができる。これにより、ＥＣＵ１０は、キャッチタンク２１から流出するオイルの流量を制御するという簡易な制御でキャッチタンク２１のオイルの貯留量を増大させることができる。

〔実施形態２〕
次に、図５および図６を参照して、実施形態２に係る潤滑装置５０について説明する。なお、重複した記載を避けるべく、異なる部分についてのみ説明する。実施形態１の潤滑装置７では、絞り機構２３は供給油路２２に介設したが、実施形態２の潤滑装置５０では、絞り機構５４はキャッチタンク５１内に設けられている。以下、潤滑装置５０について説明する。

実施形態２の車両１の潤滑措置５０は、オイルを貯留するキャッチタンク５１と、キャッチタンク５１から要部へ向けてオイルを供給する供給油路５２と、キャッチタンク５１内に設けられたサブキャッチタンク５３と、サブキャッチタンク５３に設けられた絞り機構５４とを有している。なお、供給油路５２は、実施形態１の供給油路２２と同様であるため説明を省略する。

キャッチタンク５１は、オイルを貯留可能な構成となっており、キャッチタンク５１内に設けられたサブキャッチタンク５３を介して、掻き上げられたオイルが間接的に流入する構成となっている。

サブキャッチタンク５３は、キャッチタンク５１の内部に設けられ、回転体６によって掻き上げられたオイルを捕らえることが可能な位置に設けられている。つまり、回転体６によって掻き上げられたオイルは、サブキャッチタンク５３に流入した後、キャッチタンク５１に流入する。また、サブキャッチタンク５３には、鉛直方向の底部に流出口５５が形成されており、流出口５５は、サブキャッチタンク５３内に貯留したオイルをキャッチタンク５１へ向けて流出させる。さらに、サブキャッチタンク５３には、鉛直方向の上部が開放されたオーバーフロー開口５６が形成されており、オーバーフロー開口５６は、サブキャッチタンク５３内に貯留したオイルをキャッチタンク５１へ向けて流出させる。

絞り機構５４は、サブキャッチタンク５３の底部に設けられており、流出口５５を開閉可能な機構となっている。絞り機構５４としては、例えば、可変絞り弁や開閉弁等が用いられる。この絞り機構５４は、ＥＣＵ１０に接続されており、ＥＣＵ１０は、絞り機構５４を制御することで、サブキャッチタンク５３からのオイルの流出を制御することができる。

従って、潤滑装置５０において、ギヤ等の回転体６によりオイルが掻き上げられると、掻き上げられたオイルの一部は、サブキャッチタンク５３に流入する。このとき、絞り機構５４が開弁している場合、サブキャッチタンク５３に流入したオイルは、流出口５５を通ってキャッチタンク５１に流入し、キャッチタンク５１に流入したオイルは一旦貯留される。一方で、絞り機構５４が閉弁している場合、サブキャッチタンク５３に流入したオイルは貯留されて、余分なオイルがオーバーフロー開口５６からキャッチタンク５１に流入し、キャッチタンク５１に流入したオイルは一旦貯留される。この後、キャッチタンク５１に貯留されたオイルは、供給油路５２を通って、モータ５等の要部に供給される。モータ５に供給された一部のオイルは、冷却油路１８を通過することで、モータ５から発せられた熱を受け取り、これにより、モータ５を冷却する。モータ５から流出したオイルは、そのまま、あるいは他のギヤ等の要部を通った後に、ケーシングの底部に貯留する。そして、ケーシングの底部に貯留したオイルは、モータ５によってギヤ等の回転体６が回転することにより、サブキャッチタンク５３へ向けて再び掻き上げられる。

次に、図６を参照して、ＥＣＵ１０により車両１の潤滑装置５０を制御する潤滑制御について説明する。図６は、実施形態２に係る車両の潤滑装置の潤滑制御に関するフローチャートである。この場合も、図２に示す車両１の走行状態を例にして説明する。なお、ステップＳ１からステップＳ４までは同様であるため、説明を省略する。ステップＳ４において、オイルの目標貯留量が算出されると、ＥＣＵ１０は、車両１の登板路Ｒ２の走行前までに、キャッチタンク５１およびサブキャッチタンク５３に貯留するオイルが目標貯留量となるように、絞り機構５４を絞って流出口５５を閉じ（ステップＳ１５）、オイルの貯留を開始する（図２に示すＴ１）。すると、サブキャッチタンク５３へ流入するオイルがサブキャッチタンク５３に貯留され、この後、余分なオイルがオーバーフロー開口５６からキャッチタンク５１に流入し、キャッチタンク５１に流入したオイルは貯留される。これにより、キャッチタンク５１およびサブキャッチタンク５３に貯留するオイルの貯留量が、目標貯留量に達する。

この後、車両１が登板路Ｒ２の走行を開始する（図２に示すＴ２）と、ＥＣＵ１０は、要部に十分な油量を供給するように、絞り機構５４を開いて、サブキャッチタンク５３内のオイルをキャッチタンク５１に流入させ、キャッチタンク５１に貯留するオイルの貯留量を増大させる。

以上の構成においても、潤滑装置５０は、車両１の登板路Ｒ２の走行前に、キャッチタンク５１内のオイルの貯留量を増大させることができるため、車両１の登板路Ｒ２の走行時に、増大したオイルを要部へ向けて十分に供給することができる。

また、潤滑装置５０は、絞り機構５４を閉じることでサブキャッチタンク５３にオイルを貯留し、絞り機構５４を開くことでサブキャッチタンク５３からキャッチタンク５１へ向けてオイルを流出させることができる。これにより、ＥＣＵ１０は、絞り機構５４の開閉制御という簡易な制御でキャッチタンク５１のオイルの貯留量を増大させることができる。

以上のように、本発明に係る車両の潤滑装置は、動力源となるモータを備えた車両の潤滑装置に有用であり、特に、オイルによってモータを冷却する場合に適している。

１ 車両
５ モータ
６ 回転体
７ 潤滑装置
１０ ＥＣＵ
１５ ナビゲーション装置
１８ 冷却油路
２１ キャッチタンク
２２ 供給油路
２３ 絞り機構
５０ 潤滑装置（実施形態２）
５１ キャッチタンク（実施形態２）
５２ 供給油路（実施形態２）
５３ サブキャッチタンク
５４ 絞り機構（実施形態２）
５５ 流出口
５６ オーバーフロー開口
Ｒ１ 平坦路
Ｒ２ 登板路

Claims (2)

1. 回転体の回転によって掻き上げられたオイルを、車両の要部に供給する車両の潤滑装置において、
   掻き上げられた前記オイルを貯留可能なオイルタンクと、
   前記車両の走行路を予測する走行路予測手段と、
   前記オイルタンクに貯留する前記オイルの貯留量を調整可能な貯留量調整手段と、
   予測される前記車両の走行路が登板路であると判断した場合、前記車両の登板路の走行前に前記貯留量調整手段を制御して、前記オイルタンクに貯留する前記オイルの貯留量が増大するように制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする車両の潤滑装置。
2. 前記貯留量調整手段は、前記オイルタンクから流出する前記オイルの流量を調整しており、
   前記制御手段は、予測される前記車両の走行路が登板路であると判断した場合、前記貯留量調整手段により前記オイルタンクから流出する前記オイルの流量を減少させることで、前記オイルタンクに貯留する前記オイルの貯留量を増大させることを特徴とする請求項１に記載の車両の潤滑装置。

Images