DE102016111317A1

DE102016111317A1 - Wärmeaustauschvorrichtung

Info

Publication number: DE102016111317A1
Application number: DE102016111317.4A
Authority: DE
Inventors: Takahiro Shiina; Daisuke Tokozakura; Kazuya Arakawa
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-08-06
Filing date: 2016-06-21
Publication date: 2017-02-09
Also published as: JP2017036741A; JP6354699B2; CN106438956B; US20170037954A1; CN106438956A; US10234016B2

Abstract

Eine Wärmeaustauschvorrichtung (10) umfasst: einen Wärmetauscher (11), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser einen Wärmeaustausch zwischen einem in einer Maschine (1) verwendeten ersten Betriebsöl und einem in einer Fluidübertragungsvorrichtung (2) und einem Automatikgetriebe (4) verwendeten zweiten Betriebsöl durchführt; und eine Wärmeaustauschbetrag-Verringerungseinheit (14; 16; 17; 18; 20), welche derart konfiguriert ist, dass diese, wenn eine Temperatur des zweiten Betriebsöls niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist, bei welcher ein Eingriff des Überbrückungsmechanismus (3) zugelassen ist, einen Strömungsbetrag des ersten Betriebsöls und/oder des zweiten Betriebsöls, welche in dem Wärmetauscher (11) strömen, im Vergleich zu einem Fall verringert, bei welchem die Temperatur des zweiten Betriebsöls nicht niedriger als die vorbestimmte Temperatur ist.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2015-156217 , welche am 6. August 2015 in Japan angemeldet wurde und deren gesamter Inhalt durch Inbezugnahme mit aufgenommen wird.
Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die Offenbarung betrifft eine Wärmeaustauschvorrichtung.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Die japanische Patentveröffentlichung mit der Nummer 2007-085457 offenbart eine auf einem Fahrzeug montierte Wärmeaustauschvorrichtung. Die Wärmeaustauschvorrichtung, welche einen Wärmeaustausch zwischen einem in einer Maschine verwendeten Betriebsöl (Maschinenöl) und einem in einem Automatikgetriebe verwendeten Betriebsöl (Getriebeöl) durchführt, ist derart konfiguriert, dass diese das Getriebeöl zu der Zeit eines Kaltstarts der Maschine durch das Maschinenöl erwärmt.
In einem Fahrzeug, bei welchem ein Automatikgetriebe montiert ist, ist zwischen einer Maschine und dem Automatikgetriebe eine Fluidübertragungsvorrichtung (Drehmomentwandler) vorgesehen. Die mit einem Betriebsöl gefüllte Fluidübertragungsvorrichtung ist mit einem Überbrückungsmechanismus vorgesehen. Die Fluidübertragungsvorrichtung bringt den Überbrückungsmechanismus durch einen von einer Hydraulikschaltung zugeführten Hydraulikdruck in Eingriff oder löst diesen. Die Hydraulikschaltung ist derart konfiguriert, dass diese das Automatikgetriebe, welches einer Schmiereinheit entspricht, zusammen mit der Fluidübertragungsvorrichtung mit Öl versorgt und das Öl zirkuliert. Das heißt, in der Fluidübertragungsvorrichtung und dem Automatikgetriebe wird das gleiche Öl verwendet, so dass ein Zustand der Fluidübertragungsvorrichtung mit einer Temperaturveränderung des Getriebeöls in Zusammenhang steht. Bei der in der japanischen Patentveröffentlichung mit der Nummer 2007-085457 offenbarten Wärmeaustauschvorrichtung wird der Zustand der Fluidübertragungsvorrichtung und des Überbrückungsmechanismus jedoch nicht berücksichtigt.
Daher führten die Erfinder der vorliegenden Erfindung einen Evaluationstest zum Klären der Beziehung zwischen der Temperaturveränderung des Getriebeöls und dem Zustand der Fluidübertragungsvorrichtung nach einem Kaltstart der Maschine aus. Ein Evaluationsergebnis ist in 12 dargestellt. 12 ist ein Zeitdiagramm, welches das Evaluationsergebnis darstellt, wenn das Fahrzeug nach dem Kaltstart der Maschine mit einer beliebigen Fahrzeuggeschwindigkeit fährt. Dabei wird bei dem in 12 dargestellten Evaluationstest eine Steuerung ausgeführt, um den Eingriff des Überbrückungsmechanismus zu verhindern, wenn eine Temperatur des Getriebeöls nach dem Kaltstart der Maschine niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist, und um den Eingriff des Überbrückungsmechanismus zu ermöglichen bzw. zuzulassen, wenn die Temperatur des Getriebeöls nicht niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist.
Bei einem in 12 dargestellten Beispiel ist die Temperatur des Getriebeöls unmittelbar nach dem Kaltstart der Maschine niedriger als eine vorbestimmte Temperatur und es ist nicht zugelassen, den Überbrückungsmechanismus in Eingriff zu bringen, so dass der Überbrückungsmechanismus vor einem Zeitpunkt t₁ gelöst ist (L/U: Aus). Danach wird die Temperatur des Getriebeöls zu dem Zeitpunkt t₁ nicht niedriger als die vorstehend beschriebene vorbestimmte Temperatur und demgemäß wird der Überbrückungsmechanismus in Eingriff gebracht (L/U: An). Die Temperatur des Getriebeöls zu dem Zeitpunkt t₁, zu welchem der Eingriff des Überbrückungsmechanismus gestartet wird, ist auf eine L/U-Starttemperatur eingestellt.
In einem Zustand, bei welchem der Überbrückungsmechanismus vor dem Zeitpunkt t₁ gelöst ist, nimmt ein Wärmeaustauschbetrag des Getriebeöls infolge des Wärmeaustauschs zwischen dem Maschinenöl und dem Getriebeöl einen negativen Wert an. Dies gibt an, dass Wärme ausgehend von dem Getriebeöl hin zu dem Maschinenöl übergeht. Wenn der Wärmeaustauschbetrag einen positiven Wert annimmt, steigt die Getriebeöltemperatur an, und wenn der Wärmeaustauschbetrag den negativen Wert annimmt, fällt die Getriebeöltemperatur ab. Daher zeigt sich eine Getriebeöltemperatur T_AUS vor dem Zeitpunkt t₁ nach dem Durchlaufen des Wärmetauschers derart, dass die Temperatur mit dem Wärmeaustausch niedriger ist als die Temperatur ohne den Wärmeaustausch.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung stellten mit dem in 12 dargestellten Evaluationsergebnis fest, dass während eines Aufwärmens des Automatikgetriebes (Anfangsstufe des Aufwärmens) die Getriebeöltemperatur höher als eine Maschinenöltemperatur ist und die Wärme von dem Automatikgetriebe hin zu der Maschine übergeht. Es wird erachtet, dass eine Tatsache, dass ein Pumpenlaufrad und eine Turbinenlaufrad aufgrund des Lösens des Überbrückungsmechanismus in dem Anfangszustand des Aufwärmens in der Fluidübertragungsvorrichtung relativ zueinander rotieren und das Betriebsöl bewegt wird, um die Wärme in der Fluidübertragungsvorrichtung zu erzeugen, einen Zusammenhang mit einem Anstieg der Getriebeöltemperatur aufweist.
Wenn die Wärme zu der Zeit des Aufwärmens des Automatikgetriebes von dem Automatikgetriebe hin zu der Maschine übergeht, verzögert sich der Temperaturanstieg des Getriebeöls und der Kraftstoffverbrauch ist verschlechtert, wie bei dem in 12 dargestellten Evaluationsergebnis angegeben ist.
Es besteht eine Notwendigkeit für eine Wärmeaustauschvorrichtung, welche auf dem Fahrzeug mit der Maschine, der Fluidübertragungsvorrichtung, dem Überbrückungsmechanismus und dem Automatikgetriebe montiert ist, wobei die Wärmeaustauschvorrichtung den Anstieg der Temperatur des Getriebeöls zu der Zeit des Aufwärmens des Automatikgetriebes fördert, um den Kraftstoffverbrauch zu verbessern.
Kurzfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Probleme bei der konventionellen Technologie zumindest teilweise zu lösen.
Eine Wärmeaustauschvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auf einem Fahrzeug montiert, welches mit einer Maschine, einer Fluidübertragungsvorrichtung mit einem Überbrückungsmechanismus und einem über die Fluidübertragungsvorrichtung mit der Maschine verbundenen Automatikgetriebe vorgesehen ist. Die Wärmeaustauschvorrichtung umfasst: einen Wärmetauscher, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser einen Wärmeaustausch zwischen einem in der Maschine verwendeten ersten Betriebsöl und einem in der Fluidübertragungsvorrichtung und dem Automatikgetriebe verwendeten zweiten Betriebsöl durchführt; und eine Wärmeaustauschbetrag-Verringerungseinheit, welche derart konfiguriert ist, dass diese, wenn eine Temperatur des zweiten Betriebsöls niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist, bei welcher ein Eingriff des Überbrückungsmechanismus zugelassen ist bzw. zugelassen ist, diesen in Eingriff zu bringen, einen Strömungsbetrag des ersten Betriebsöls und/oder des zweiten Betriebsöls, welche in dem Wärmetauscher strömen, im Vergleich zu einem Fall verringert, bei welchem die Temperatur des zweiten Betriebsöls nicht niedriger als die vorbestimmte Temperatur ist.
Die vorstehende und weitere Aufgaben, Merkmale, Vorteile und die technische und industrielle Bedeutung dieser Erfindung werden durch das Studieren der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden, bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung besser ersichtlich, wenn diese in Zusammenhang mit den beigefügten Abbildungen betrachtet wird.
Kurze Beschreibung der Abbildungen
1 ist eine schematische Abbildung, welche eine schematische Konfiguration eines Fahrzeugs und einer auf dem Fahrzeug montierten Wärmeaustauschvorrichtung darstellt, welche Zielobjekte einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen;
2A ist eine erklärende Abbildung, welche eine Ölströmung darstellt, wenn eine Öltemperatur nicht niedriger als eine Überbrückungs-Zulassungstemperatur ist;
2B ist eine erklärende Abbildung, welche die Ölströmung darstellt, wenn die Öltemperatur niedriger als die Überbrückungs-Zulassungstemperatur ist;
3 ist ein funktionelles Blockdiagramm, welches ein Beispiel einer elektronischen Steuerungseinheit darstellt;
4 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel einer Wärmeaustauschbetragsteuerung darstellt;
5 ist ein Zeitdiagramm, welches eine Veränderung eines Fahrzeugzustands nach einem Kaltstart einer Maschine darstellt;
6A ist eine erklärende Abbildung, welche eine Ölströmung darstellt, wenn ein Umschaltventil einer ersten Variation vollständig angeschaltet ist;
6B ist eine erklärende Abbildung, welche die Ölströmung darstellt, wenn das Umschaltventil der ersten Variation vollständig abgeschaltet ist;
7 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel einer Wärmeaustauschbetragsteuerung bei der ersten Variation darstellt;
8 ist ein Zeitdiagramm, welches eine Veränderung eines Fahrzeugzustands nach einem Kaltstart einer Maschine der ersten Variation darstellt;
9A ist eine erklärende Abbildung, welche eine Ölströmung darstellt, wenn ein Schalterventil einer zweiten Variation angeschaltet ist;
9B ist eine erklärende Abbildung, welche die Ölströmung darstellt, wenn das Umschaltventil der zweiten Variation vollständig abgeschaltet ist;
10A ist eine erklärende Abbildung, welche eine Ölströmung darstellt, wenn eine Öltemperatur nicht niedriger als eine Überbrückungs-Zulassungstemperatur bei einer zweiten Ausführungsform ist;
10B ist eine erklärende Abbildung, welche die Ölströmung darstellt, wenn die Öltemperatur niedriger als die Überbrückungs-Zulassungstemperatur bei der zweiten Ausführungsform ist;
11A ist eine erklärende Abbildung, welche eine Ölströmung darstellt, wenn eine Öltemperatur niedriger als eine Überbrückungs-Zulassungstemperatur bei einer dritten Ausführungsform ist;
11B ist eine erklärende Abbildung, welche die Ölströmung darstellt, wenn die Öltemperatur nicht niedriger als die Überbrückungs-Zulassungstemperatur bei der dritten Ausführungsform ist; und
12 ist ein Zeitdiagramm, welches ein Evaluationsergebnis darstellt, wenn ein Fahrzeug nach einem Kaltstart einer Maschine mit einer beliebigen Fahrzeuggeschwindigkeit fährt.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Nachfolgend ist eine Wärmeaustauschvorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Abbildungen spezifisch beschrieben.
1. Erste Ausführungsform
1 ist eine schematische Abbildung, welche eine schematische Konfiguration einer auf einem Fahrzeug Ve montierten Wärmeaustauschvorrichtung 10 darstellt. Das Fahrzeug Ve ist mit einer Maschine (ENG) 1, welche einer Leistungsquelle entspricht, einer Fluidübertragungsvorrichtung 2, einem Überbrückungsmechanismus (L/U) 3, welcher in der Fluidübertragungsvorrichtung 2 vorgesehen ist, und einem Automatikgetriebe (T/M) 4 vorgesehen. Eine von der Maschine 1 ausgegebene Leistung wird über die Fluidübertragungsvorrichtung 2 hin zu dem Automatikgetriebe 4 übertragen. Die Leistung wird von einer Ausgangswelle des Automatikgetriebes 4 über ein Differenzial und dergleichen (nicht dargestellt) hin zu einem Antriebsrad übertragen.
Die Fluidübertragungsvorrichtung 2 entspricht einem bekannten Drehmomentwandler, welcher eine Verstärkungsmaßnahme des Drehmoments durch ein Betriebsfluid (Betriebsöl) hervorruft. Die Fluidübertragungsvorrichtung 2 ist in deren Gehäuse, welches mit dem Betriebsöl gefüllt ist, mit dem Überbrückungsmechanismus 3 vorgesehen. Der Überbrückungsmechanismus 3 ist derart konfiguriert, dass dieser durch einen von einer später beschriebenen Hydraulikschaltung 6 (in 3 dargestellt) in die Fluidübertragungsvorrichtung 2 geführten Hydraulikdruck in Eingriff gebracht oder gelöst werden soll. In einem Zustand, bei welchem der Überbrückungsmechanismus 3 gelöst ist, wird der Leistungsausgang von der Maschine 1 über das Betriebsöl in der Fluidübertragungsvorrichtung 2 hin zu dem Automatikgetriebe 4 übertragen. In einem Zustand, in welchem der Überbrückungsmechanismus 3 in Eingriff steht, ist die Maschine 1 direkt mit dem Automatikgetriebe 4 verbunden, so dass die von der Maschine 1 ausgegebene Leistung ohne Beteiligung des Betriebsöls in der Fluidübertragungsvorrichtung 2 direkt hin zu dem Automatikgetriebe 4 übertragen wird.
In dem Fahrzeug Ve ist die Fluidübertragungsvorrichtung 2 mit der Hydraulikschaltung 6 (in 3 dargestellt) verbunden, und diese ist derart konfiguriert, dass ein von der Hydraulikschaltung 6 abgeführtes Öl als Schmieröl des Automatikgetriebes 4 verwendet wird. Beispielsweise wird das Betriebsöl in der Fluidübertragungsvorrichtung 2 von der Hydraulikschaltung 6 abgeführt, um hin zu dem Automatikgetriebe 4 geführt zu werden, als eine Einheit, welche eine Schmierung erfordert. Das heißt, das als das Schmieröl des Automatikgetriebes 4 verwendete Öl (Betriebsöl) und das als das Betriebsöl der Fluidübertragungsvorrichtung 2 verwendete Öl (Betriebsöl) sind gleich. In dieser Beschreibung sind das in dem Automatikgetriebe 4 verwendete Betriebsöl und das in der Fluidübertragungsvorrichtung 2 verwendete Betriebsöl kollektiv als „Getriebeöl” bezeichnet. Ein Öltemperatursensor 5, welcher eine Temperatur T_HO des Öls in der Hydraulikschaltung 6 erfasst (nachfolgend einfach als „Öltemperatur” bezeichnet), ist ebenso vorgesehen. Das heißt, die durch den Öltemperatursensor 5 erfasste Öltemperatur T_HO entspricht der Temperatur des Getriebeöls in der Hydraulikschaltung 6. Dabei kann der Öltemperatursensor 5 ebenso ein existierender Sensor sein, welcher stromabwärts einer Ölpumpe der Hydraulikschaltung 6 vorgesehen ist. Beispielsweise wird die Temperatur (Öltemperatur T_HO) des Öls durch den Öltemperatursensor 5 erfasst, welches gerade von der Ölpumpe abgeführt wird. Der Öltemperatursensor 5 ist in einem mit einer Abführöffnung der Ölpumpe verbundenen Öldurchlass vorgesehen, beispielsweise dem Öldurchlass, in welchem der Druck des Öls auf einen Leitungsdruck angepasst ist.
Ein bekanntes Kühlsystem, in welchem Kühlwasser der Maschine 1 verwendet wird, und die Wärmeaustauschvorrichtung 10, welche einen Wärmeaustausch zwischen dem in der Maschine 1 verwendeten Betriebsöl (nachfolgend als „Maschinenöl” bezeichnet) und dem Getriebeöl durchführt, sind auf dem Fahrzeug Ve montiert.
Das Kühlsystem ist mit einem Kühler 31, einem Thermostat 32, einer Wasserpumpe 33, einem Wasserdurchlass-Umschaltventil 34, einem Heizkörper 35 und einem Ölkühler 36 vorgesehen. In einem Kühlerzirkulationsdurchlass strömt das von einem Wassermantel der Maschine 1 ausströmende Kühlwasser ausgehend von dem Kühler 31 über das Thermostat 32, um erneut zu dem Wassermantel zurückzukehren. In einem Wärmeaustausch-Zirkulationsdurchlass des Kühlwassers strömt das von dem Wassermantel der Maschine 1 ausströmende Kühlwasser ausgehend von dem Wasserdurchlass-Umschaltventil 34 über den Heizkörper 35 oder den Ölkühler 36, um die Wasserpumpe 33 zu erreichen. In dem Ölkühler 36 wird der Wärmeaustausch zwischen dem Kühlwasser und dem Betriebsöl des Automatikgetriebes 4 durchgeführt. In dem Wärmeaustausch-Zirkulationsdurchlass des Kühlwassers strömt das Kühlwasser durch die Wasserpumpe 33, um erneut zu dem Wassermantel der Maschine 1 zurückzukehren.
Die Wärmeaustauschvorrichtung 10 ist mit einem Wärmetauscher 11, welcher den Wärmeaustausch zwischen dem Maschinenöl und dem Getriebeöl durchführt, einem Maschinenöl-Zirkulationsdurchlass 12, in welchem das Maschinenöl zirkuliert, und einem Getriebeöl-Zirkulationsdurchlass 13, in welchem das Getriebeöl zirkuliert, vorgesehen. Der Maschinenöl-Zirkulationsdurchlass 12 bildet einen Leitungsweg, in welchem das von der Maschine 1 ausströmende Maschinenöl über den Wärmetauscher 11 strömt, um erneut zu der Maschine 1 zurückzukehren. Der Getriebeöl-Zirkulationsdurchlass 13 bildet einen Leitungsweg, in welchem das von dem Automatikgetriebe 4 ausströmende Getriebeöl über den Wärmetauscher 11 strömt, um erneut zu dem Automatikgetriebe 4 zurückzukehren. Ein Umschaltventil 14 und ein Sperrventil 15 sind in dem Getriebeöl-Zirkulationsdurchlass 13 vorgesehen.
Das Umschaltventil 14 ist ein Richtungs-Umschaltventil, welches einen Strömungsdurchlass des Getriebeöls basierend auf der Öltemperatur T_HO umschaltet. Das Umschaltventil 14 entspricht einem elektromagnetischen Ventil vom Spulen bzw. Schieber-Typ, bei welchem eine elastische Kraft einer Rückstellfeder 14a auf einen darin angeordneten Schieber wirkt. Bei der Wärmeaustauschvorrichtung 10 wird durch die Steuerung einer elektronischen Steuerungseinheit (nachfolgend als „ECU” bezeichnet) 20 zwischen einer Erregung und einer Nicht-Erregung des Umschaltventils 14 umgeschaltet. Beispielsweise wird das Umschaltventil 14 angeschaltet, wenn dieses erregt wird, und das Umschaltventil 14 wird abgeschaltet, wenn dieses nicht erregt wird.
Hier ist die Strömung des Öls in dem Getriebeöl-Zirkulationsdurchlass 13 mit Bezug auf 2A und 2B beschrieben. 2A ist eine erklärende Abbildung, welche die Ölströmung darstellt, wenn die Öltemperatur T_HO nicht niedriger als eine Überbrückungs-Zulassungstemperatur ist. 2B ist eine erklärende Abbildung, welche die Strömung des Öls darstellt, wenn die Öltemperatur T_HO niedriger als die Überbrückungs-Zulassungstemperatur ist.
In dem Getriebeöl-Zirkulationsdurchlass 13 strömt das von dem Automatikgetriebe 4 ausströmende Getriebeöl in einen Einführungs-Strömungsdurchlass 13a, um das Umschaltventil 14 zu erreichen. Ein in dem Wärmetauscher 11 ausgebildeter Wärmeaustausch-Strömungsdurchlass 13b und ein Bypass-Strömungsdurchlass 13d, welcher mit einem Rückführungs-Strömungsdurchlass 13c in Verbindung steht, sind mit einem Anschluss (Auslass) des Umschaltventils 14 auf einer stromabwärtigen Seite verbunden. Der Wärmeaustausch-Strömungsdurchlass 13b und der Bypass-Strömungsdurchlass 13d sind parallel ausgebildet und eine stromabwärtige Seite des Wärmeaustausch-Strömungsdurchlasses 13b ist über das Sperrventil 15 mit dem Rückführungs-Strömungsdurchlass 13c verbunden. Das Getriebeöl in dem Rückführungs-Strömungsdurchlass 13c strömt, um zu dem Automatikgetriebe 4 zurückzukehren. Das heißt, das Umschaltventil 14 schaltet ein Ziel des Einführungs-Strömungsdurchlasses 13a zwischen dem Wärmeaustausch-Strömungsdurchlass 13b und dem Bypass-Strömungsdurchlass 13d um, um dadurch selektiv zwischen einem Wärmeaustausch-Leitungsweg R1, welcher den Wärmetauscher 11 durchläuft, und einem Nicht-Wärmeaustausch-Leitungsweg R2, welcher den Wärmetauscher 11 nicht durchläuft, in dem Getriebeöl-Zirkulationsdurchlass 13 umzuschalten.
Wie in 2A dargestellt, ist der Wärmeaustausch-Leitungsweg R1 aus dem Einführungs-Strömungsdurchlass 13a, dem Umschaltventil 14, dem Wärmeaustausch-Strömungsdurchlass 13b, dem Sperrventil 15 und dem Rückführungs-Strömungsdurchlass 13c in dieser Reihenfolge ausgehend von einer stromaufwärtigen Seite hin zu einer stromabwärtigen Seite ausgebildet. Das Umschaltventil 14 ist abgeschaltet, wenn die Öltemperatur T_HO nicht niedriger als die Überbrückungs-Zulassungstemperatur ist, um den Wärmeaustausch-Leitungsweg R1 zu öffnen und den Nicht-Wärmeaustausch-Leitungsweg R2 zu blockieren bzw. abzusperren. Die Überbrückungs-Zulassungstemperatur entspricht einer Schwelle zum Ermöglichen des Eingriffs des Überbrückungsmechanismus 3, welcher in einem Zustand verhindert ist, in welchem die Öltemperatur T_HO niedrig ist. Das Getriebeöl in dem Wärmeaustausch-Leitungsweg R1 strömt ausgehend von dem Einführungs-Strömungsdurchlass 13a über das Umschaltventil 14, um in den Wärmeaustausch-Strömungsdurchlass 13b zu strömen, so dass das Getriebeöl in den Wärmetauscher 11 strömt. Anschließend strömt das Getriebeöl, bei welchem der Wärmeaustausch mit dem Maschinenöl in dem Wärmetauscher 11 durchgeführt wird, ausgehend von dem Wärmeaustausch-Strömungsdurchlass 13b über das Sperrventil 15, um in den Rückführungs-Strömungsdurchlass 13c zu strömen, und dieses strömt in dem Rückführungs-Strömungsdurchlass 13c in Richtung hin zu dem Automatikgetriebe 4.
Wie in 2B dargestellt, ist der Nicht-Wärmeaustausch-Leitungsweg R2 aus dem Einführungs-Strömungsdurchlass 13a, dem Sperrventil 14, dem Bypass-Strömungsdurchlass 13d und dem Rückführungs-Strömungsdurchlass 13c ausgehend von einer stromaufwärtigen Seite hin zu einer stromabwärtigen Seite in dieser Reihenfolge ausgebildet. Das Umschaltventil 14 ist eingeschaltet, wenn die Öltemperatur T_HO niedriger als die Überbrückungs-Zulassungstemperatur ist, um den Wärmeaustausch-Leitungsweg R1 zu blockieren bzw. abzusperren und den Nicht-Wärmeaustausch-Leitungsweg R2 zu öffnen. Das Getriebeöl in dem Nicht-Wärmeaustausch-Leitungsweg R2 strömt ausgehend von dem Einführungs-Strömungsdurchlass 13a über das Umschaltventil 14, um in den Bypass-Strömungsdurchlass 13d zu strömen, so dass dieses nicht in den Wärmetauscher 11 strömt. Das heißt, in dem Nicht-Wärmeaustausch-Leitungsweg R2 kehrt das Getriebeöl, bei welchem der Wärmeaustausch mit dem Maschinenöl nicht durchgeführt wird, erneut zu dem Automatikgetriebe 4 zurück.
3 ist ein funktionelles Blockdiagramm, welches die ECU 20 schematisch darstellt. Die ECU 20, welche mit einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU), einem Direktzugriffsspeicher (RAM) und einem Nurlesespeicher (ROM) vorgesehen ist, führt gemäß einem vorbestimmten Programm basierend auf Eingangsdaten und im Vorhinein gespeicherten Daten einen arithmetischen Rechenvorgang aus. Ein Signal von dem Öltemperatursensor 5, welcher die Öltemperatur T_HO erfasst, wird bei der ECU 20 eingegeben. Die ECU 20 gibt basierend auf einem Ergebnis von verschiedenartigen arithmetischen Verarbeitungen ein Anweisungssignal aus, um das Umschaltventil 14 und die Hydraulikschaltung 6 zu steuern.
Die ECU 20 ist mit einer Öltemperatur-Erfassungseinheit 21, einer Ermittlungseinheit 22 und einer Steuerungseinheit 23 vorgesehen. Die Öltemperatur-Erfassungseinheit 21 erfasst die Öltemperatur T_HO in der Hydraulikschaltung 6 basierend auf dem Eingangssignal von dem Öltemperatursensor 5. Die Ermittlungseinheit 22 ermittelt unter Verwendung der durch die Öltemperatur-Erfassungseinheit 21 erfassten Öltemperatur T_HO, ob verschiedene Bedingungen erfüllt sind. Die Steuerungseinheit 23 gibt das Anweisungssignal zu einem in der Hydraulikschaltung 6 vorgesehenen elektromagnetischen Ventil aus, um den hin zu der Fluidübertragungsvorrichtung 2 geführten Hydraulikdruck zu steuern und den Eingriff und das Lösen des Überbrückungsmechanismus 3 zu steuern.
Die Steuerungseinheit 23 führt die Steuerung (Überbrückungssteuerung) aus, um den Überbrückungsmechanismus 3 in Eingriff zu bringen. Zunächst ermittelt die Ermittlungseinheit 22 zu der Zeit der Überbrückungssteuerung, ob die Bedingung zum Deaktivieren bzw. Verhindern der Ausführung der Überbrückungssteuerung (Verhinderungsbedingung), eine Bedingung zum Zulassen der Ausführung der verhinderten Überbrückungssteuerung (Zulassungsbedingung) und eine Bedingung zum tatsächlichen Ausführen der Überbrückungssteuerung (Ausführungsbedingung) erfüllt sind. Die Verhinderungsbedingung entspricht einer Bedingung, bei welcher die Öltemperatur T_HO niedriger als eine vorbestimmte Überbrückungs-Zulassungstemperatur ist. Das heißt, die Zulassungsbedingung entspricht einer Bedingung, bei welcher die Öltemperatur T_HO nicht niedriger als die vorbestimmte Überbrückungs-Zulassungstemperatur ist. Die Ausführungsbedingung entspricht einer Bedingung, bei welcher die Öltemperatur T_HO nicht niedriger als die Überbrückungs-Zulassungstemperatur ist, und bei welcher eine Drehzahldifferenz zwischen einem Pumpenlaufrad und einem Turbinenlaufrad in der Fluidübertragungsvorrichtung 2 nicht größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Wenn die Ermittlungseinheit 23 beispielsweise ermittelt, dass die Verhinderungsbedingung erfüllt ist, verhindert die Steuerungseinheit 23 den Eingriff des Überbrückungsmechanismus 3. Wenn die Ermittlungseinheit 23 ermittelt, dass die Zulassungsbedingung erfüllt ist, wird die vorstehend beschriebene Verhinderung beendet und die Steuerungseinheit 23 kann die Überbrückungssteuerung ausführen. Wenn die Ermittlungseinheit 22 ermittelt, dass die Ausführungsbedingung erfüllt ist, steuert die Steuerungseinheit 23 die Hydraulikschaltung 6, um die Überbrückungssteuerung auszuführen. Auch in einem Fall, bei welchem die Zulassungsbedingung erfüllt ist, ist die Ausführungsbedingung nicht erfüllt, so dass die Steuerungseinheit 23 die Überbrückungssteuerung nicht ausführt, falls die Drehzahldifferenz in der Fluidübertragungsvorrichtung 2 größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Darüber hinaus führt die Steuerungseinheit 23 eine Steuerung aus, um einen Wärmeaustauschbetrag des Getriebeöls (Wärmeaustauschbetragsteuerung) basierend auf der Öltemperatur T_HO und der Überbrückungs-Zulassungstemperatur zu verändern. Insbesondere steuert die Steuerungseinheit 23 das Umschaltventil 14, um den Wärmeaustauschbetrag des Getriebeöls zu verändern.
4 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel der Wärmeaustauschbetragsteuerung darstellt. Die ECU 20 führt die Wärmeaustauschbetragsteuerung in 4 zu der Zeit eines Kaltstarts der Maschine 1, das heißt, während eines Aufwärmens des Automatikgetriebes 4, aus. Die Ermittlungseinheit 22 ermittelt, ob die Öltemperatur T_HO nicht niedriger als bzw. höher oder gleich der Überbrückungs-Zulassungstemperatur ist (Schritt S1). Wenn die Öltemperatur T_HO nicht niedriger als die Überbrückungs-Zulassungstemperatur ist (Schritt S1: Ja), schaltet die Steuerungseinheit 23 das Umschaltventil 14 aus, um den Wärmeaustausch-Leitungsweg R1 zu öffnen (Schritt S2). Durch die Steuerung bei Schritt S2 strömt das Getriebeöl durch den Wärmetauscher 11, um zu dem Automatikgetriebe 4 zurückzukehren.
Wenn die Öltemperatur T_HO andererseits niedriger als die Überbrückungs-Zulassungstemperatur ist (Schritt S1: Nein), schaltet die Steuerungseinheit 23 das Umschaltventil 14 an, um den Wärmeaustausch-Leitungsweg R1 zu blockieren bzw. abzusperren (Schritt S3). Durch die Steuerung bei Schritt S3 öffnet das Umschaltventil 14 den Nicht-Wärmeaustausch-Leitungsweg R2, so dass das Getriebeöl derart strömt, dass dieses zu dem Automatikgetriebe 4 zurückkehrt, ohne den Wärmetauscher 11 zu durchlaufen. Das heißt, wenn die Öltemperatur T_HO niedriger als die Überbrückungs-Zulassungstemperatur ist, führt die ECU 20 eine Steuerung aus, um einen Strömungsbetrag des in den Wärmetauscher 11 strömenden Getriebeöls im Vergleich zu einem Fall zu verringern, bei welchem die Öltemperatur T_HO nicht niedriger als die Überbrückungs-Zulassungstemperatur ist. Anschließend führt die ECU 20 die Steuerung bei Schritt S2 oder S3 aus, um diese Steuerroutine zu beenden. Dabei ist der Ölströmungsbetrag dahingehend gedacht, dass dieser für den Betrag von Öl steht, welches einen Strömungsdurchlassquerschnitt pro Zeiteinheit durchläuft.
Wenn die Öltemperatur T_HO nach dem Kaltstart der Maschine 1 beispielsweise ausgehend von der Temperatur unterhalb der Überbrückungs-Zulassungstemperatur auf die Temperatur ansteigt, welche nicht niedriger als die Überbrückungs-Zulassungstemperatur ist, schaltet das Umschaltventil 14 den Strömungsdurchlass des Getriebeöls ausgehend von dem Nicht-Wärmeaustausch-Leitungsweg R2 hin zu dem Wärmeaustausch-Leitungsweg R1 um. Bei einer ersten Ausführungsform sind das Umschaltventil 14 und die ECU 20 in einer Wärmeaustauschbetrag-Verringerungseinheit enthalten, welche den Strömungsbetrag des in dem Wärmetauscher 11 strömenden Getriebeöls verringert, wenn die Öltemperatur T_HO niedriger als die Überbrückungs-Zulassungstemperatur ist.
5 ist ein Zeitdiagramm, welches eine Veränderung eines Fahrzeugzustands nach dem Kaltstart der Maschine 1 darstellt. Vor einem Zeitpunkt t₁₁ liegt eine Zeit unmittelbar nach dem Kaltstart der Maschine 1 vor und die Öltemperatur T_HO ist niedriger als die Überbrückungs-Zulassungstemperatur, so dass der Überbrückungseingriff verhindert ist und der Überbrückungsmechanismus 3 in der Fluidübertragungsvorrichtung 2 gelöst ist. Da das Umschaltventil 14 den Wärmeaustausch-Leitungsweg R1 blockiert bzw. absperrt, nimmt der Strömungsbetrag des in dem Wärmetauscher 11 strömenden Getriebeöls einen minimalen Wert MIN an.
Kurz gesagt, der Wärmeaustausch zwischen dem Maschinenöl und dem Getriebeöl wird nicht durchgeführt.
Nach dem Kaltstart der Maschine 1 steigt die Öltemperatur T_HO in einem Zustand, bei welchem der Überbrückungsmechanismus 3 gelöst ist, an, um die Überbrückungs-Zulassungstemperatur zu erreichen (Zeitpunkt t₁₁). Zu dem Zeitpunkt t₁₁ schaltet das Umschaltventil 14 ausgehend von einem angeschalteten Zustand hin zu einem abgeschalteten Zustand um. Demgemäß öffnet sich der Wärmeaustausch-Leitungsweg R1 und der Strömungsbetrag des in dem Wärmetauscher 11 strömenden Getriebeöls wechselt von dem minimalen Wert MIN hin zu einem maximalen Wert MAX. Nach dem Zeitpunkt t₁₁ startet der Wärmeaustausch zwischen dem Maschinenöl und dem Getriebeöl, so dass der Getriebeöl-Wärmeaustauschbetrag damit beginnt, ausgehend von null anzusteigen. Wenn dabei der Getriebeöl-Wärmeaustauschbetrag, welcher in 5 dargestellt ist, einen positiven Wert annimmt, gibt dies an, dass Wärme ausgehend von dem Maschinenöl hin zu dem Getriebeöl übergeht. Das heißt, dies gibt an, dass das Getriebeöl durch das Maschinenöl erwärmt wird.
Wie vorstehend beschrieben ist, wird der Wärmeaustausch zwischen dem Maschinenöl und dem Getriebeöl gemäß der ersten Ausführungsform basierend auf der Öltemperatur und der Überbrückungs-Zulassungstemperatur, welche zum Steuern des Überbrückungsmechanismus verwendet wird, gesteuert. Insbesondere wenn das Automatikgetriebe aufgewärmt wird und die Öltemperatur niedriger als die Überbrückungs-Zulassungstemperatur ist, kann der Strömungsbetrag des in dem Wärmetauscher zirkulierenden Getriebeöls im Vergleich zu dem Fall nach dem Abschluss des Aufwärmens verringert sein. Demgemäß ist es möglich, eine Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs aufgrund eines Wärmeübergangs ausgehend von dem Automatikgetriebe hin zu der Maschine unmittelbar nach dem Kaltstart der Maschine zu verhindern.
Dabei ist es ausreichend, dass der Wärmeaustausch-Leitungsweg R1 abgesperrt ist, wenn die Öltemperatur T_HO niedriger als die Überbrückungs-Zulassungstemperatur ist, so dass das Umschaltventil 14 zu der Zeit der Absperrung den Nicht-Wärmeaustausch-Leitungsweg R2 nicht notwendigerweise öffnen muss. Das heißt, wenn der Wärmeaustausch-Leitungsweg R1 abgesperrt ist, muss das Umschaltventil 14 nicht ermöglichen, dass der Einführungs-Strömungsdurchlass 13a mit dem Bypass-Strömungsdurchlass 13d in Verbindung steht. Beispielsweise kann das Umschaltventil 14 selektiv zwischen einem Fall des Öffnens des Wärmeaustausch-Leitungswegs R1 durch Ermöglichen, dass der Einführungs-Strömungsdurchlass 13a mit dem Wärmeaustausch-Strömungsdurchlass 13b in Verbindung steht, und einem Fall des Blockierens bzw. Absperrens des Wärmeaustausch-Leitungswegs R1 durch Absperren eines Abschnitts zwischen einem stromaufwärtsseitigen Anschluss (Einlass), mit welchem der Einführungs-Strömungsdurchlass 13a verbunden ist, und dem stromabwärtsseitigen Anschluss (Auslass), so dass die Zirkulation nicht durchgeführt werden kann, umschalten.
2. Variationen der ersten Ausführungsform
Hier sind Variationen der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform beschrieben. Bei einer ersten Variation ist ein Umschaltventil 16, welches aus einem Strömungsbetrag-Steuerungsventil ausgebildet ist, anstelle des Umschaltventils 14 der ersten Ausführungsform vorgesehen. Dabei ist die Konfiguration, welche ähnlich zu der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist, nicht beschrieben und das Bezugszeichen davon ist angeführt.
6A ist eine erklärende Abbildung, welche eine Strömung von Öl darstellt, wenn das Umschaltventil 16 vollständig angeschaltet ist. 6B ist eine erklärende Abbildung, welche die Strömung des Öls darstellt, wenn das Umschaltventil 16 vollständig abgeschaltet ist. Wenn das Ventil vollständig angeschaltet ist, ist ein Wärmeaustausch-Leitungsweg R1 vollständig geschlossen. Wenn das Ventil vollständig abgeschaltet ist, ist der Wärmeaustausch-Leitungsweg R1 vollständig geöffnet. Das Umschaltventil 16, welches einem elektromagnetischen Ventil vom Spulen- bzw. Schieber-Typ entspricht, ist derart konfiguriert, dass dieses einen Strömungsbetrag eines von einem Einführungs-Strömungsdurchlass 13a hin zu einem Wärmetauscher 11 laufenden bzw. strömenden Getriebeöls kontinuierlich verändert. Eine Federkraft von einer Rückstellfeder 16a wirkt auf einen in dem Umschaltventil 16 angeordneten Schieber. Wie in 6A dargestellt ist, befindet sich eine Wärmeaustauschvorrichtung 10 in einem Zustand, bei welchem ein Wärmeaustausch in dem Wärmetauscher 11 verhindert ist, wenn das Umschaltventil 16 vollständig angeschaltet ist. Das Umschaltventil 16 verschließt den Wärmeaustausch-Leitungsweg R1 vollständig und öffnet einen Nicht-Wärmeaustausch-Leitungsweg R2 vollständig. Daher strömt das Getriebeöl lediglich in dem Nicht-Wärmeaustausch-Leitungsweg R2. Wie in 6B dargestellt ist, befindet sich die Wärmeaustauschvorrichtung 10 in einem Zustand, bei welchem ein vollständiger Wärmeaustausch zwischen dem Maschinenöl und dem Getriebeöl in dem Wärmetauscher 11 durchgeführt wird, wenn das Umschaltventil 16 vollständig abgeschaltet ist. Das Umschaltventil 16 öffnet den Wärmeaustausch-Leitungsweg R1 vollständig und dieses verschließt den Nicht-Wärmeaustausch-Leitungsweg R2 vollständig. Daher strömt das Getriebeöl lediglich in dem Wärmeaustausch-Leitungsweg R1. Die Wärmeaustauschvorrichtung 10 der ersten Variation ist derart konfiguriert, dass der Strömungsbetrag des in einem Wärmeaustausch-Strömungsdurchlass 13b zirkulierenden Getriebeöls kontinuierlich zunimmt, während das Umschaltventil 16 ausgehend von einem vollständig angeschalteten Zustand hin zu einem vollständig abgeschalteten Zustand umgeschaltet wird.
7 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel einer Wärmeaustauschbetragsteuerung bei der ersten Variation darstellt. Eine ECU 20 führt die Wärmeaustauschbetragsteuerung in 7 unmittelbar nach einem Kaltstart einer Maschine 1 aus. Eine Ermittlungseinheit 22 vergleicht eine Öltemperatur T_HO mit einer ersten Temperatur T_START und einer zweiten Temperatur T_ENDE (Schritt S11). Die erste Temperatur T_START ist niedriger als eine Überbrückungs-Zulassungstemperatur. Die zweite Temperatur T_ENDE ist höher als die Überbrückungs-Zulassungstemperatur. Die Temperaturen T_START und T_ENDE werden dabei im Vorhinein ermittelt.
Bei Schritt S11 wechselt der Ablauf hin zu Schritt S12, wenn die Ermittlungseinheit 22 ermittelt, dass die Öltemperatur T_HO niedriger als die erste Temperatur T_START ist. Bei Schritt S12 schaltet eine Steuerungseinheit 23 das Umschaltventil 16 vollständig an, um den Wärmeaustausch-Leitungsweg R1 abzusperren.
Bei Schritt S11 wechselt der Ablauf hin zu einem Schritt S13, wenn die Ermittlungseinheit 22 ermittelt, dass die Öltemperatur T_HO nicht niedriger als die erste Temperatur T_START und niedriger als die zweite Temperatur T_ENDE ist. Bei Schritt S13 führt die Steuerungseinheit 23 eine Steuerung aus, um den Strömungsbetrag des in dem Wärmetauscher 11 strömenden Getriebeöls kontinuierlich zu verändern.
Bei Schritt S11 wechselt der Ablauf hin zu einem Schritt S14, wenn die Ermittlungseinheit 22 ermittelt, dass die Öltemperatur T_HO nicht niedriger als die zweite Temperatur T_ENDE ist. Bei Schritt 514 schaltet die Steuerungseinheit 23 das Umschaltventil 16 vollständig ab, um den Wärmeaustausch-Leitungsweg R1 vollständig zu öffnen.
Wenn die Öltemperatur T_HO nach dem Kaltstart der Maschine 1 beispielsweise ausgehend von der Temperatur unterhalb der ersten Temperatur T_START hin zu der Temperatur ansteigt, welche nicht niedriger als die zweite Temperatur T_ENDE ist, führt die Steuerungseinheit 23 die Steuerung aus, um ausgehend von dem Nicht-Wärmeaustausch-Leitungsweg R2 hin zu dem Wärmeaustausch-Leitungsweg R1 umzuschalten. Wenn die Öltemperatur T_HO innerhalb eines Bereichs ansteigt, welcher nicht niedriger als die erste Temperatur T_START und niedriger als die zweite Temperatur T_ENDE ist, führt die Steuerungseinheit 23 die Steuerung (Strömungsbetragsteuerung) aus, um den Strömungsbetrag des in dem Wärmetauscher 11 strömenden Getriebeöls kontinuierlich zu erhöhen. Das heißt, die Steuerungseinheit 23 führt die Steuerung aus, um den Getriebeöl-Wärmeaustauschbetrag kontinuierlich zu erhöhen (Wärmeaustauschbetragsteuerung). Bei der ersten Variation sind das Umschaltventil 16 und die ECU 20 in einer Wärmeaustauschbetrag-Verringerungseinheit umfasst.
8 ist ein Zeitdiagramm, welches eine Veränderung eines Fahrzeugzustands nach dem Kaltstart der Maschine 1 bei der ersten Variation darstellt. Nach dem Kaltstart der Maschine 1 steigt die Öltemperatur T_HO an, um die erste Temperatur T_START zu erreichen (Zeitpunkt t₂₁). Zu dem Zeitpunkt t₂₁ startet die ECU 20 die Strömungsbetragsteuerung und der Strömungsbetrag des in dem Wärmetauscher 11 strömenden Getriebeöls beginnt damit, zuzunehmen. Demgemäß beginnt der Getriebeöl-Wärmeaustauschbetrag damit, ausgehend von null anzusteigen. Zu dieser Zeit arbeitet das Umschaltventil 16, um den Strömungsbetrag des in dem Ventil strömenden Öls kontinuierlich zu verändern. Der Getriebeöl-Strömungsbetrag nimmt ausgehend von einem minimalen Wert MIN hin zu einem maximalen Wert MAX kontinuierlich zu.
Nach dem Zeitpunkt t₂₁ steigt die Öltemperatur T_HO kontinuierlich an, um die Überbrückungs-Zulassungstemperatur zu erreichen (Zeitpunkt t₂₂). Anschließend steigt die Öltemperatur T_HO an, so dass diese höher als die Überbrückungs-Zulassungstemperatur ist, um die zweite Temperatur T_ENDE zu erreichen (Zeitpunkt t₂₃). Zu dem Zeitpunkt t₂₃ steuert die ECU 20, um das Umschaltventil 16 vollständig abzuschalten. Die Steuerungseinheit 23 beendet die Steuerung zum Erhöhen des Strömungsbetrags des in dem Wärmetauscher 11 zirkulierenden Getriebeöls zu dem Zeitpunkt t₂₃. Das heißt, der Getriebeöl-Strömungsbetrag erreicht zu dem Zeitpunkt t₂₃ den Maximalwert MAX.
Wie vorstehend beschrieben ist, kann gemäß der ersten Variation der Strömungsbetrag des in dem Wärmetauscher zirkulierenden Getriebeöls nicht nur dann verringert werden, wenn die Öltemperatur niedriger als die Überbrückungs-Zulassungstemperatur ist, sondern auch dann, wenn diese niedriger ist als die Temperatur in einem vorbestimmten Bereich einschließlich der Überbrückungs-Zulassungstemperatur. Demgemäß ist es möglich, eine Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs aufgrund einer Wärmeübertragung von dem Automatikgetriebe hin zu der Maschine unmittelbar nach dem Kaltstart der Maschine zu verhindern.
Nachfolgend ist bei einer zweiten Variation ein wärmeempfindliches Umschaltventil 17 anstelle des aus dem elektromagnetischen Ventil der ersten Variation ausgebildeten Umschaltventils 16 vorgesehen. 9A ist eine erklärende Abbildung, welche eine Strömung des Öls darstellt, wenn das Umschaltventil 17 angeschaltet ist. 9B ist eine erklärende Abbildung, welche die Strömung des Öls darstellt, wenn das Umschaltventil 17 abgeschaltet ist.
Das Umschaltventil 17 ist mit einem wärmeempfindlichen Stellglied 17a vorgesehen, welches gemäß einer Öltemperatur T_HO arbeitet. Das Stellglied 17a entspricht einer Feder aus einer Formgedächtnislegierung, welche gemäß einer Temperaturveränderung durch ein Bimetall verformt wird. Wenn das Stellglied 17a durch das Bimetall verformt wird, wird das Umschaltventil 17 zwischen einem angeschalteten Zustand und einem abgeschalteten Zustand umgeschaltet. Da das Umschaltventil 17 einem Strömungsbetrag-Steuerungsventil entspricht, arbeitet dieses beispielsweise derart, dass dieses einen Strömungsbetrag eines in einem Wärmetauscher 11 strömenden Getriebeöls erhöht, wenn dieses von dem angeschalteten Zustand hin zu dem abgeschalteten Zustand umgeschaltet wird.
Wenn das Stellglied 17a derart konfiguriert ist, dass dieses mit dem Getriebeöl in einem Getriebeöl-Zirkulationsdurchlass 13 in Kontakt kommt, wird das Stellglied 17a im Ansprechen auf die Öltemperatur in einem Einführungs-Strömungsdurchlass 13a durch das Bimetall verformt. In diesem Fall kann die Öltemperatur in dem Einführungs-Strömungsdurchlass 13a, wenn die Öltemperatur T_HO eine Überbrückungs-Zulassungstemperatur erreicht, durch eine Beziehung zwischen der Öltemperatur T_HO in einer Hydraulikschaltung 6 und der Öltemperatur in dem Einführungs-Strömungsdurchlass 13a spezifiziert sein. Das Stellglied 17a kann derart konfiguriert sein, dass dieses bei der spezifizierten Öltemperatur durch das Bimetall verformt wird. Eine Federkraft von einer Rückstellfeder 17b wirkt auf einen in dem Umschaltventil 17 angeordneten Schieber.
Wie vorstehend beschrieben, ist es gemäß der zweiten Variation nicht erforderlich, das Umschaltventil durch eine elektronische Steuerungseinheit zu steuern, da das Umschaltventil mit dem wärmeempfindlichen Stellglied vorgesehen ist. Demgemäß kann eine Prozesslast der elektronischen Steuerungseinheit reduziert werden.
3. Zweite Ausführungsform
Nachfolgend ist eine Wärmeaustauschvorrichtung 10 einer zweiten Ausführungsform beschrieben. Bei der zweiten Ausführungsform ist anstelle des Umschaltventils 14 der ersten Ausführungsform ein Richtungs-Umschaltventil, welches einen Strömungsdurchlass von Maschinenöl basierend auf einer Öltemperatur T_HO umschaltet, in einem Maschinenöl-Zirkulationsdurchlass 12 vorgesehen.
Eine Strömung des Öls in dem Maschinenöl-Zirkulationsdurchlass 12 bei der zweiten Ausführungsform ist mit Bezug auf 10A und 10B beschrieben. 10A ist eine erläuternde Abbildung, welche die Strömung des Öls darstellt, wenn die Öltemperatur T_HO nicht niedriger als eine Überbrückungs-Zulassungstemperatur bei der zweiten Ausführungsform ist. 10B ist eine erläuternde Abbildung, welche die Strömung des Öls darstellt, wenn die Öltemperatur T_HO niedriger als die Überbrückungs-Zulassungstemperatur bei der zweiten Ausführungsform ist.
Die Wärmeaustauschvorrichtung 10 der zweiten Ausführungsform ist mit einem Maschinenöl-Umschaltventil (nachfolgend als „zweites Umschaltventil” bezeichnet) 18 in dem Maschinenöl-Zirkulationsdurchlass 12 vorgesehen. Das zweite Umschaltventil 18 schaltet den Strömungsdurchlass des Maschinenöls basierend auf der Öltemperatur T_HO um. Dabei kann das zweite Umschaltventil 18 die gleiche Struktur aufweisen wie diese des vorstehend beschriebenen Umschaltventils 14; das heißt, ein elektromagnetisches Ventil vom Spulen- bzw. Schieber-Typ, bei welchem eine Federkraft von einer Rückstellfeder 18a wirkt. Das zweite Umschaltventil 18 kann ebenso ein Strömungsbetrag-Steuerungsventil sein, welches aus dem elektromagnetischen Ventil ausgebildet ist, oder ein Strömungsbetrag-Steuerungsventil, welches mit einem wärmeempfindlichen Stellglied vorgesehen ist. Darüber hinaus kann ein Verfahren, mit welchem eine ECU 20 das zweite Umschaltventil 18 steuert, ebenso ähnlich zu diesem der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform sein.
In dem Maschinenöl-Zirkulationsdurchlass 12 strömt das von einer Maschine 1 ausströmende Maschinenöl in einem Einführungs-Strömungsdurchlass 12a, um das zweite Umschaltventil 18 zu erreichen. Ein Wärmeaustausch-Strömungsdurchlass 12b, welcher in einem Wärmetauscher 11 ausgebildet ist, und ein Bypass-Strömungsdurchlass 12d, welcher mit einem Rückführungs-Strömungsdurchlass 12c in Verbindung steht, sind mit einem Anschluss (Auslass) des zweiten Umschaltventils 18 auf einer stromabwärtigen Seite verbunden. Der Wärmeaustausch-Strömungsdurchlass 12b und der Bypass-Strömungsdurchlass 12d sind parallel ausgebildet und eine stromabwärtige Seite des Wärmeaustausch-Strömungsdurchlasses 12b ist über ein Sperrventil 19 mit dem Rückführungs-Strömungsdurchlass 12c verbunden. Das Maschinenöl in dem Rückführungs-Strömungsdurchlass 12c strömt derart, dass dieses zu der Maschine 1 zurückkehrt. Das heißt, das zweite Umschaltventil 18 schaltet ein Ziel des Einführungs-Strömungsdurchlasses 12a zwischen dem Wärmeaustausch-Strömungsdurchlass 12b und dem Bypass-Strömungsdurchlass 12d um, wodurch selektiv zwischen einem Maschinenöl-Wärmeaustausch-Leitungsweg (nachfolgend als „zweiter Wärmeaustausch-Leitungsweg” bezeichnet) R3, welcher den Wärmetauscher 11 durchläuft, und einem Maschinenöl-Nicht-Wärmeaustausch-Leitungsweg (nachfolgend als „zweiter Nicht-Wärmeaustausch-Leitungsweg” bezeichnet) R4, welcher den Wärmetauscher 11 nicht durchläuft, in dem Maschinenöl-Zirkulationsdurchlass 12 umgeschaltet wird.
Wie in 10A dargestellt, ist der zweite Wärmeaustausch-Leitungsweg R3 aus dem Einführungs-Strömungsdurchlass 12a, dem zweiten Umschaltventil 18, dem Wärmeaustausch-Strömungsdurchlass 12b, dem Sperrventil 19 und dem Rückführungs-Strömungsdurchlass 12c ausgehend von einer stromaufwärtigen Seite hin zu einer stromabwärtigen Seite in dieser Reihenfolge ausgebildet. Das zweite Umschaltventil 18 ist abgeschaltet, wenn die Öltemperatur T_HO nicht niedriger als die Überbrückungs-Zulassungstemperatur ist, um den zweiten Wärmeaustausch-Leitungsweg R3 zu öffnen und den zweiten Nicht-Wärmeaustausch-Leitungsweg R4 abzusperren. Das Maschinenöl in dem zweiten Wärmeaustausch-Leitungsweg R3 strömt ausgehend von dem Einführungs-Strömungsdurchlass 12a durch das zweite Umschaltventil 18, um in den Wärmeaustausch-Strömungsdurchlass 12b zu strömen, so dass das Maschinenöl in den Wärmetauscher 11 strömt. Anschließend strömt das Maschinenöl, bei welchem ein Wärmeaustausch mit einem Getriebeöl in dem Wärmetauscher 11 durchgeführt wird, ausgehend von dem Wärmeaustausch-Strömungsdurchlass 12b durch das Sperrventil 19, um in den Rückführungs-Strömungsdurchlass 12c zu strömen, und dieses strömt in dem Rückführungs-Strömungsdurchlass 12c in Richtung hin zu der Maschine 1.
Wie in 10B dargestellt, ist der zweite Nicht-Wärmeaustausch-Leitungsweg R4 aus dem Einführuungs-Strömungsdurchlass 12a, dem zweiten Umschaltventil 18, bei Bypass-Strömungsdurchlass 12d und dem Rückführungs-Strömungsdurchlass 12c ausgehend von einer stromaufwärtigen Seite hin zu einer stromabwärtigen Seite in dieser Reihenfolge ausgebildet. Das zweite Umschaltventil 18 ist angeschaltet, wenn die Öltemperatur T_HO niedriger als die Überbrückungs-Zulassungstemperatur ist, um den zweiten Wärmeaustausch-Leitungsweg R3 abzusperren und den zweiten Nicht-Wärmeaustausch-Leitungsweg R4 zu öffnen. Das Maschinenöl in dem zweiten Nicht-Wärmeaustausch-Leitungsweg R4 strömt ausgehend von dem Einführungs-Strömungsdurchlass 12a durch das zweite Umschaltventil 18, um in den Bypass-Strömungsdurchlass 12d zu strömen, so dass das Maschinenöl nicht in den Wärmetauscher 11 strömt. Das heißt, in dem zweiten Nicht-Wärmeaustausch-Leitungsweg R4 kehrt das Maschinenöl, bei welchem der Wärmeaustausch mit dem Getriebeöl nicht durchgeführt wird, erneut zu der Maschine 1 zurück.
Wie vorstehend beschrieben ist, kann gemäß der zweiten Ausführungsform, wenn die Öltemperatur während eines Aufwärmens des Automatikgetriebes niedriger als die Überbrückungs-Zulassungstemperatur ist, ein Strömungsbetrag des Maschinenöls, welches in dem Wärmetauscher zirkuliert, im Vergleich zu diesem, nachdem das Aufwärmen abgeschlossen ist, verringert sein. Demgemäß ist es möglich, eine Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs aufgrund einer Wärmeübertragung von dem Automatikgetriebe hin zu der Maschine unmittelbar nach dem Kaltstart der Maschine zu verhindern.
4. Dritte Ausführungsform
Nachfolgend ist eine Wärmeaustauschvorrichtung 10 einer dritten Ausführungsform beschrieben. Die dritte Ausführungsform wird durch Kombinieren der vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen erhalten. 11A ist eine erläuternde Abbildung, welche ein Beispiel einer Ölströmung darstellt, wenn eine Öltemperatur T_HO niedriger als eine Überbrückungs-Zulassungstemperatur bei der dritten Ausführungsform ist. 11B ist eine erläuternde Abbildung, welche ein Beispiel der Ölströmung darstellt, wenn die Öltemperatur T_HO nicht niedriger als die Überbrückungs-Zulassungstemperatur bei der dritten Ausführungsform ist.
Die Wärmeaustauschvorrichtung 10 der dritten Ausführungsform ist mit einem Umschaltventil 14, welches in einem Getriebeöl-Zirkulationsdurchlass 13 vorgesehen ist, und einem zweiten Umschaltventil 18, welches in einem Maschinenöl-Zirkulationsdurchlass 12 vorgesehen ist, vorgesehen. Wie in 11A dargestellt ist, sperrt das Umschaltventil 14 einen Wärmeaustausch-Leitungsweg R1 ab und das zweite Umschaltventil 18 sperrt einen zweiten Wärmeaustausch-Leitungsweg R3 ab, wenn die Öltemperatur T_HO niedriger als die Überbrückungs-Zulassungstemperatur ist. Wie in 11B dargestellt ist, öffnet das Umschaltventil 14 den Wärmeaustausch-Leitungsweg R1 und das zweite Umschaltventil 18 öffnet den zweiten Nicht-Wärmeaustausch-Leitungsweg R3, wenn die Öltemperatur T_HO nicht niedriger als die Überbrückungs-Zulassungstemperatur ist.
Die dritte Ausführungsform ist derart konfiguriert, dass der Wärmeaustausch-Leitungsweg R1 und/oder der zweite Wärmeaustausch-Leitungsweg R3 abgesperrt sind, wenn die Öltemperatur T_HO niedriger als die Überbrückungs-Zulassungstemperatur ist. Wenn demgemäß die Öltemperatur T_HO niedriger als die Überbrückungs-Zulassungstemperatur ist, ist es möglich, einen Strömungsbetrag eines in einem Wärmetauscher 11 strömenden Getriebeöls und/oder eines in einem Wärmetauscher 11 strömenden Maschinenöls zu verringern.
Wie vorstehend beschrieben, ist es gemäß der dritten Ausführungsform möglich, den Strömungsbetrag des in dem Wärmetauscher zirkulierenden Maschinenöls und/oder des in dem Wärmetauscher zirkulierenden Getriebeöls im Vergleich zu dem Fall zu verringern, nachdem das Aufwärmen abgeschlossen ist, wenn die Öltemperatur während eines Aufwärmens eines Automatikgetriebes niedriger als die Überbrückungs-Zulassungstemperatur ist. Demgemäß ist es möglich, eine Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs aufgrund einer Wärmeübertragung ausgehend von dem Automatikgetriebe hin zu der Maschine unmittelbar nach dem Kaltstart der Maschine zu verhindern.
Gemäß einem Aspekt der Offenbarung wird, wenn die Temperatur des in dem Automatikgetriebe und der Fluidübertragungsvorrichtung verwendeten zweiten Betriebsöls niedriger als die Zulassungstemperatur des Überbrückungseingriffs ist, der Strömungsbetrag des ersten und/oder zweiten Betriebsöls, welche in dem Wärmetauscher strömen, im Vergleich zu einem Fall verringert, bei welchem die Temperatur des zweiten Betriebsöls nicht niedriger als die Zulassungstemperatur ist. Demgemäß ist es möglich, die Wärmeübertragung von dem zweiten Betriebsöl des Automatikgetriebes hin zu dem ersten Betriebsöl der Maschine zu der Zeit des Aufwärmens des Automatikgetriebes zu verhindern, so dass der Anstieg der Temperatur des zweiten Betriebsöls gefördert werden kann und der Kraftstoffverbrauch verbessert werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung sperrt das Umschaltventil den Wärmeaustausch-Leitungsweg ab, so dass das zweite Betriebsöl zu der Zeit des Aufwärmens des Automatikgetriebes nicht in dem Wärmetauscher zirkuliert, wenn die Temperatur des zweiten Betriebsöls niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist. Demgemäß ist es möglich, die Übertragung der Wärme von dem zweiten Betriebsöl hin zu dem ersten Betriebsöl zu verhindern. Daher ist es möglich, den Anstieg der Temperatur des zweiten Betriebsöls zu fördern, um den Kraftstoffverbrauch zu verbessern. In der Wärmeaustauschvorrichtung ist der Wärmeaustausch-Leitungsweg geöffnet, wenn die Temperatur des zweiten Betriebsöls nicht niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist, so dass der Anstieg der Temperatur des zweiten Betriebsöls gefördert werden kann.
Gemäß einem noch weiteren Aspekt der Offenbarung sperrt das erste Betriebsöl-Umschaltventil den ersten Betriebsöl-Wärmeaustausch-Leitungsweg ab, so dass das erste Betriebsöl zu der Zeit des Aufwärmens des Automatikgetriebes nicht in dem Wärmetauscher zirkuliert, wenn die Temperatur des zweiten Betriebsöls niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist. Demgemäß ist es möglich, die Übertragung der Wärme von dem zweiten Betriebsöl hin zu dem ersten Betriebsöl zu verhindern. Daher ist es möglich, den Anstieg der Temperatur des zweiten Betriebsöls zu fördern, um den Kraftstoffverbrauch zu verbessern. Bei der Wärmeaustauschvorrichtung ist der Wärmeaustausch-Leitungsweg geöffnet, so dass der Anstieg der Temperatur des zweiten Betriebsöls gefördert werden kann, wenn die Temperatur des zweiten Betriebsöls nicht niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist.
Obwohl die Erfindung für eine vollständige und klare Offenbarung mit Bezug auf spezifische Ausführungsform beschrieben wurde, sollen die beigefügten Ansprüche nicht auf diese Weise beschränkt sein, sondern diese sollen dahingehend aufgefasst werden, dass dieses sämtliche Modifikationen und alternative Konstruktionen verkörpern, welche dem Fachmann aufscheinen, die angemessen unter die hier dargelegte grundsätzliche Lehre fallen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2015-156217 [0001]
JP 2007-085457 [0003, 0004]

Claims

Wärmeaustauschvorrichtung (10), welche auf einem Fahrzeug (Ve) montiert ist, das mit einer Maschine (1), einer Fluidübertragungsvorrichtung (2) mit einem Überbrückungsmechanismus (3) und einem über die Fluidübertragungsvorrichtung (2) mit der Maschine (1) verbundenen Automatikgetriebe (4) vorgesehen ist, aufweisend: einen Wärmetauscher (11), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser einen Wärmeaustausch zwischen einem in der Maschine (1) verwendeten ersten Betriebsöl und einem in der Fluidübertragungsvorrichtung (2) und dem Automatikgetriebe (4) verwendeten zweiten Betriebsöl durchführt; und eine Wärmeaustauschbetrag-Verringerungseinheit (14; 16; 17; 18; 20), welche derart konfiguriert ist, dass diese, wenn eine Temperatur des zweiten Betriebsöls niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist, bei welcher ein Eingriff des Überbrückungsmechanismus (3) zugelassen ist, einen Strömungsbetrag des ersten Betriebsöls und/oder des zweiten Betriebsöls, welche in dem Wärmetauscher (11) strömen, im Vergleich zu einem Fall verringert, bei welchem die Temperatur des zweiten Betriebsöls nicht niedriger als die vorbestimmte Temperatur ist.
Wärmeaustauschvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Wärmeaustauschbetrag-Verringerungseinheit (14; 16; 17) ein Umschaltventil (14; 16; 17) umfasst, welches derart konfiguriert ist, dass dieses selektiv zwischen einer Absperrung und einer Öffnung eines Wärmeaustausch-Leitungswegs (13) umschaltet, in welchem das aus dem Automatikgetriebe (4) ausströmende zweite Betriebsöl durch den Wärmetauscher (11) strömt, um zu dem Automatikgetriebe (4) zurückzukehren, und das Umschaltventil (14; 16; 17) derart konfiguriert ist, dass dieses: den Wärmeaustausch-Leitungsweg (13) absperrt, wenn die Temperatur des zweiten Betriebsöls niedriger als die vorbestimmte Temperatur ist; und den Wärmeaustausch-Leitungsweg (13) öffnet, wenn die Temperatur des zweiten Betriebsöls nicht niedriger als die vorbestimmte Temperatur ist.
Wärmeaustauschvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Wärmeaustauschbetrag-Verringerungseinheit (18) ein erstes Betriebsöl-Umschaltventil (18) umfasst, welches derart konfiguriert ist, dass dieses selektiv zwischen einer Absperrung und einer Öffnung eines ersten Betriebsöl-Wärmeaustausch-Leitungswegs (12) umschaltet, in welchem das von der Maschine (1) ausströmende erste Betriebsöl durch den Wärmetauscher (11) strömt, um zu der Maschine (1) zurückzukehren, und das erste Betriebsöl-Umschaltventil (18) derart konfiguriert ist, dass dieses: den ersten Betriebsöl-Wärmeaustausch-Leitungsweg (12) absperrt, wenn die Temperatur des zweiten Betriebsöls niedriger als die vorbestimmte Temperatur ist; und den ersten Betriebsöl-Wärmeaustausch-Leitungsweg (12) öffnet, wenn die Temperatur des zweiten Betriebsöls nicht niedriger als die vorbestimmte Temperatur ist.