JP2004257266A - Temperature control device of vehicle drive line - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用駆動装置の温度を制御する温度制御装置に関するものであり、特に車両において取得可能な熱量を有効に利用する技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
特に冷間始動時等、燃焼室や内燃機関内の潤滑油の温度が低いために内燃機関内始動が困難であったり、自動変速機等の変速機内の潤滑油の温度が低いために摩擦損失が増加し車両全体のエネルギ効率が悪くなったりする。
【0003】
これに対して、内燃機関の排気通路に、排気ガス熱による加熱で水素を放出する吸熱反応及び水素吸蔵により発熱反応をする第1の水素吸蔵合金が接続され、内燃機関内の潤滑油を貯蔵する容器及び変速機内の潤滑油を貯蔵する容器各々に第2の水素吸蔵合金を備え、この第2の水素吸蔵合金が、第1の水素吸蔵合金の吸熱反応により放出された水素を吸蔵することによる発熱で内燃機関内の潤滑油及び変速機内の潤滑油を早期に暖めるという技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
実開平4−59314号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した特許文献1に記載の技術においては、内燃機関内あるいは変速機内で直接オイルを暖めているためコーキングが生じ、コンロッド,ピストン等をスティックさせてしまうおそれがある。また、内燃機関内あるいは変速機内に水素吸蔵合金を収納するための容器が必要となり、また、そのためのスペースが必要となる等、構造が複雑化しているため、軽量化の妨げとなり、また製造コストの上昇をも招いている。
【0006】
本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡易な構成で車両において取得可能な熱量を有効に利用して車両用駆動装置の温度を制御することができる車両用駆動装置の温度制御装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る車両用駆動装置の温度制御装置にあっては、熱媒体が流通する熱媒体通路と、当該熱媒体通路内の熱媒体と内燃機関から排出される排気ガスとの間で熱交換を行わせる第1熱交換手段と、当該第1熱交換手段を流出した後の熱媒体の熱を車両に用いられる油へ伝達するように熱交換を行わせる第2熱交換手段と、を備えることを特徴とする。
【0008】
前記熱媒体としては、水や油などの流体、空気などの気体を例示することができる。そして、第1熱交換手段において熱媒体と内燃機関から排出される排気ガスとの間で熱交換が行われるので、排気ガスの熱が熱媒体に伝達され、熱媒体の温度が上昇する。そして、その後第2熱交換手段において、排気ガスの熱が伝達された熱媒体の熱が車両に用いられる油へ伝達されるように熱交換が行われるので、もし、車両に用いられる油の温度が熱媒体の温度よりも低い場合、当該油が熱媒体から熱を伝達されて温度が上昇する。このように、複数の熱交換手段を備え、これらの熱交換手段内を流通する熱媒体を介して車両に用いられる油にも排気ガスの熱が伝達されるという構成とすることにより、簡易な構成で車両において取得可能な熱量を有効に利用して熱媒体及び車両に用いられる油の温度を上昇させることができる。
【0009】
前記車両に用いられる油は、内燃機関用潤滑油あるいは変速機用油の少なくともいずれかであることが好適である。前記変速機用油としては、潤滑油や作動油等が考えられるが、これらの油あるいは内燃機関用潤滑油を直接加熱するとコーキングが生じる可能性がある。しかし、かかる構成とすることにより、内燃機関用潤滑油あるいは変速機用油に熱媒体を介して間接的に排気ガスの熱を伝達し、これらの温度を上昇させることができるので、コーキングを生じさせることなく、簡易に潤滑油等の早期昇温を図ることができる。なお、第2熱交換手段として、内燃機関用潤滑油用の熱交換手段あるいは変速機用油用の熱交換手段のいずれか一方を備えていても良いし、またはこれらの熱交換手段の両方を直列的あるいは並列的に備えていても良い。
【0010】
また、前記熱媒体は、内燃機関内外を循環するものであり、前記第2熱交換手段を流出した後に前記内燃機関内へと流入することが好適である。かかる構成とすることにより、排気ガスの熱が伝達された熱媒体が、第2熱交換手段を流出した後に内燃機関内へ流入することにより、車両に用いられる油のみならず内燃機関自体の温度をも上昇させることができる。
【0011】
また、前記第2熱交換手段にて熱交換が行われる車両に用いられる油は内燃機関用潤滑油であり、前記第2熱交換手段を流出した後の熱媒体の熱を変速機用油へ伝達するように熱交換を行わせる第3熱交換手段をさらに備えることが好適である。かかる構成とすることにより、内燃機関用潤滑油及び変速機用油に熱媒体を介して排気ガスの熱を間接的に伝達することができる。ただ、第3熱交換手段において変速機用油と熱交換されるのは第2熱交換手段にて内燃機関用潤滑油へ熱を伝達した後の熱媒体であるため、第3熱交換手段へ熱媒体が流入する際に排気ガスから伝達された熱を全て失っているおそれもある。一方、通常は内燃機関の暖機がある程度完了した後に、変速機へその出力を伝えるのが一般的である。そこで、先に暖めるべき内燃機関用潤滑油と熱交換を行わせる第2熱交換手段の方を変速機用油と熱交換を行わせる第3熱交換手段よりも熱媒体の流れに対して上流側に備えるのが好適である。
【0012】
また、前記熱媒体は、内燃機関内外を循環するものであり、前記第3熱交換手段を流出した後に前記内燃機関内へと流入することが好適である。かかる構成とすることにより、排気ガスの熱が伝達された熱媒体が、第2熱交換手段及び第3熱交換手段を流出した後に内燃機関内へ流入することにより、内燃機関用潤滑油及び変速機用油のみならず内燃機関自体の温度をも上昇させることができる。
【0013】
また、熱媒体が内燃機関内外を循環する車両用駆動装置の温度制御装置において以下のようにするのが好適である。すなわち、前記第1熱交換手段の上流又は下流の少なくともいずれかにおいて、当該第1熱交換手段内に流入する排気ガスの量を調節する調節手段と、前記内燃機関内の熱媒体の温度を検出する機関内熱媒体温度検出手段と、当該機関内熱媒体温度検出手段の検出温度に基づいて前記調節手段を制御する制御手段と、をさらに備える。
【0014】
内燃機関内の熱媒体の温度を検出することにより、その内燃機関の暖機が完了しているのかどうか等の運転状態を把握することができる。ゆえに、その検出温度がある所定の温度以下である場合は、内燃機関が十分に暖まっていないことから、制御手段が第1熱交換手段内へ排気ガスが流入するように調節手段を制御して、再度内燃機関内へ流入してくる熱媒体へ排気ガスの熱が伝達されるようにする。他方、その検出温度がある所定の温度より高い場合は、それ以上内燃機関内を暖める必要がないことから、制御手段が第1熱交換手段内へ排気ガスが流入しないように調節手段を制御し、再度内燃機関内へ流入してくる熱媒体へ排気ガスの熱が伝達されないようにする。
【0015】
また、前記第1熱交換手段の上流又は下流の少なくともいずれかにおいて、当該第1熱交換手段内に流入する排気ガスの量を調節する調節手段と、前記第2熱交換手段から流出した後であって前記内燃機関内へ流入する前の熱媒体の温度を検出する第2熱交換手段下流熱媒体温度検出手段と、当該第2熱交換手段下流熱媒体温度検出手段の検出温度に基づいて前記調節手段を制御する制御手段と、をさらに備える。
【0016】
そして、第2熱交換手段から流出した後の熱媒体の温度を検出し、その検出温度がある所定の温度以下である場合は、第2熱交換手段内で熱交換される車両に用いられる油の温度が十分に暖まっていないことから、制御手段が第1熱交換手段内へ排気ガスが流入するように調節手段を制御して、第2熱交換手段内へ流入してくる熱媒体へ排気ガスの熱が伝達されるようにする。他方、その検出温度がある所定の温度より高い場合は、それ以上第2熱交換手段内で熱交換される車両に用いられる油を暖める必要がないことから、制御手段が第1熱交換手段内へ排気ガスが流入しないように調節手段を制御し、第2熱交換手段内へ流入してくる熱媒体へ排気ガスの熱が伝達されないようにする。その結果、第2熱交換手段内で熱交換される車両に用いられる油の温度を早期かつ正確に暖めることができる。
【0017】
また、前記第1熱交換手段の上流又は下流の少なくともいずれかにおいて、当該第1熱交換手段内に流入する排気ガスの量を調節する調節手段と、前記内燃機関内の熱媒体の温度を検出する機関内熱媒体温度検出手段と、前記第2熱交換手段から流出した後であって前記内燃機関内へ流入する前の熱媒体の温度を検出する第2熱交換手段下流熱媒体温度検出手段と、前記機関内熱媒体温度検出手段の検出温度及び前記第2熱交換手段下流熱媒体温度検出手段の検出温度に基づいて前記調節手段を制御する制御手段と、をさらに備えることが好適である。
【0018】
上述のように、内燃機関内の熱媒体の温度を検出し、その検出温度に基づいて調節手段を制御するのは好適であるが、内燃機関内の熱媒体の温度が所定温度より高い場合であっても、内燃機関用潤滑油あるいは変速機用油の温度が十分に高くなっているとは限らない。また、第2熱交換手段から流出した後であって前記内燃機関内へ流入する前の熱媒体の温度を検出し、その検出温度に基づいて調節手段を制御するのは好適であるが、内燃機関用潤滑油あるいは変速機用油の温度が所定温度より高い場合であっても、内燃機関内の熱媒体の温度が十分に高くなっているとは限らない。そこで、機関内熱媒体温度検出手段及び第2熱交換手段下流熱媒体温度検出手段を備え、かかる箇所の熱媒体の温度を検出し、例えば、内燃機関内の熱媒体の温度が所定温度より高い場合であって、第2熱交換手段から流出した後の熱媒体の温度が内燃機関内の熱媒体の温度より高い場合は、それ以上に、熱媒体及び内燃機関用潤滑油あるいは変速機用油の温度を上昇させる必要がないことから、制御手段が第1熱交換手段内へ排気ガスが流入しないように調節手段を制御する。他方、熱媒体又は内燃機関用潤滑油あるいは変速機用油の温度のいずれかが十分に高くない場合は、制御手段が第1熱交換手段内へ排気ガスが流入するように調節手段を制御して、熱媒体又は内燃機関用潤滑油あるいは変速機用油へ排気ガスの熱が伝達されるようにする。その結果、車両用駆動装置全体の温度を精度よく制御することができる。
【0019】
また、前記第1熱交換手段の上流又は下流の少なくともいずれかにおいて、当該第1熱交換手段内に流入する排気ガスの量を調節する調節手段と、前記内燃機関内の熱媒体の温度を検出する機関内熱媒体温度検出手段と、前記第2熱交換手段から流出した後であって前記第3熱交換手段内へ流入する前の熱媒体の温度を検出する第2熱交換手段下流熱媒体温度検出手段と、前記第3熱交換手段から流出した後であって前記内燃機関内へ流入する前の熱媒体の温度を検出する第3熱交換手段下流熱媒体温度検出手段と、前記機関内熱媒体温度検出手段の検出温度,前記第2熱交換手段下流熱媒体温度検出手段の検出温度及び前記第3熱交換手段下流熱媒体温度検出手段の検出温度に基づいて前記調節手段を制御する制御手段と、をさらに備えることが好適である。
【0020】
第1熱交換手段において、内燃機関内外を循環する熱媒体と排気ガスとの間で熱交換を行わせ、第2熱交換手段において、第1熱交換手段を流出した後の熱媒体の熱を内燃機関用潤滑油へ伝達するように熱交換を行わせ、第3熱交換手段において、第2熱交換手段を流出した後の熱媒体の熱を変速機用油へ伝達するように熱交換を行わせる構成において、上述のように、内燃機関内の熱媒体の温度及び第2熱交換手段を流出した後の熱媒体の温度を検出し、それらの検出温度に基づいて調節手段を制御するのは好適である。しかし、例えば、内燃機関内の熱媒体の温度が所定温度より高く、内燃機関用潤滑油の温度が内燃機関内の熱媒体の温度より高い場合であっても、変速機用油の温度が十分に高くなっているとは限らない。そこで、第3熱交換手段から流出した後であって内燃機関内へ流入する前の熱媒体の温度を検出する第3熱交換手段下流熱媒体温度検出手段をさらに備え、かかる箇所の熱媒体の温度を検出し、例えば、内燃機関内の熱媒体の温度、つまり機関内熱媒体温度検出手段の検出温度が所定温度より高い場合であって、さらに第2熱交換手段下流熱媒体温度検出手段の検出温度及び第3熱交換手段下流熱媒体温度検出手段の検出温度が前記機関内熱媒体温度検出手段の検出温度より高い場合は、それ以上に熱媒体,内燃機関用潤滑油及び変速機用油の温度を上昇させる必要がないことから、制御手段が第1熱交換手段内に排気ガスが流入しないように調節手段を制御する。他方、熱媒体,内燃機関用潤滑油あるいは変速機用油の温度のいずれかが十分に高くない場合は、制御手段が第1熱交換手段内へ排気ガスが流入するように調節手段を制御して、熱媒体,内燃機関用潤滑油あるいは変速機用油へ排気ガスの熱が伝達されるようにする。このようにすることで、車両用駆動装置全体の温度を精度よく制御することができる。
【0021】
また、内燃機関内外を循環する熱媒体が流通する熱媒体通路と、当該熱媒体通路内の熱媒体と内燃機関から排出される排気ガスとの間で熱交換を行わせる第1熱交換手段と、当該第1熱交換手段を流出した後の熱媒体の熱を車両に用いられる油へ伝達するように熱交換を行わせる第2熱交換手段と、を備え、熱媒体が前記第2熱交換手段を流出した後に前記内燃機関内へと流入する車両用駆動装置の温度制御装置において以下のようにするのが好適である。前記第1熱交換手段の上流又は下流の少なくともいずれかにおいて、当該第1熱交換手段内に流入する排気ガスの量を調節する調節手段と、前記内燃機関内の熱媒体の温度を検出する機関内熱媒体温度検出手段と、前記第1熱交換手段から流出した後であって前記第2熱交換手段内へ流入する前の熱媒体の温度を検出する第2熱交換手段上流熱媒体温度検出手段と、前記機関内熱媒体温度検出手段の検出温度及び前記第2熱交換手段上流熱媒体温度検出手段の検出温度に基づいて前記調節手段を制御する制御手段と、をさらに備える。
【0022】
第2熱交換手段を流出する熱媒体の温度が所定温度あるいは内燃機関内の熱媒体の温度より高い場合に、制御手段が前記第1熱交換手段内に排気ガスが流入しないように調節手段を制御することは好適であるが、第2熱交換手段を流出した後の熱媒体の温度はすでに車両に用いられる油と熱交換を行った後の温度であり、この熱媒体の熱の伝達により車両に用いられる油の温度はある程度上昇している。また、その後新たに第2熱交換手段に流入する熱媒体と熱交換を行うことによりさらにその温度が上昇する。そのため、再度第2熱交換手段下流の熱媒体の温度に基づいて調節手段を制御するのでは、車両に用いられる油の温度が過剰に上昇するおそれがある。そこで、第2熱交換手段上流熱媒体温度検出手段の検出温度に基づいて、新たに第2熱交換手段へ流入する熱媒体の熱が伝達された後の車両に用いられる油の温度を推定し、当該推定した温度が前記機関内熱媒体温度検出手段の検出温度より高い場合に、制御手段が前記第1熱交換手段内に排気ガスが流入しないように調節手段を制御する。その結果、車両に用いられる油の温度を過剰に上昇させることなく、内燃機関から排出される熱量を有効に利用して、精度よく車両駆動装置の温度を制御することができる。
【0023】
また、内燃機関内外を循環する熱媒体が流通する熱媒体通路と、当該熱媒体通路内の熱媒体と内燃機関から排出される排気ガスとの間で熱交換を行わせる第1熱交換手段と、当該第1熱交換手段を流出した後の熱媒体の熱を内燃機関用潤滑油へ伝達するように熱交換を行わせる第2熱交換手段と、当該第2熱交換手段を流出した後の熱媒体の熱を変速機用油へ伝達するように熱交換を行わせる第3熱交換手段を備え、熱媒体が前記第3熱交換手段を流出した後に前記内燃機関内へと流入する車両用駆動装置の温度制御装置において以下のようにするのが好適である。前記第1熱交換手段の上流又は下流の少なくともいずれかにおいて、当該第1熱交換手段内に流入する排気ガスの量を調節する調節手段と、前記内燃機関内の熱媒体の温度を検出する機関内熱媒体温度検出手段と、前記第2熱交換手段から流出した後であって前記第3熱交換手段内へ流入する前の熱媒体の温度を検出する第3熱交換手段上流熱媒体温度検出手段と、前記機関内熱媒体温度検出手段の検出温度及び前記第3熱交換手段上流熱媒体温度検出手段の検出温度に基づいて前記調節手段を制御する制御手段と、をさらに備える。
【0024】
第2熱交換手段を流出する熱媒体の温度及び第3熱交換手段を流出する熱媒体の温度が内燃機関内の熱媒体の温度より高い場合に、制御手段が前記第1熱交換手段内に排気ガスが流入しないように調節手段を制御することは好適であるが、第3熱交換手段を流出した後の熱媒体の温度はすでに変速機用油と熱交換を行った後の温度であり、この熱媒体の熱の伝達により変速機用油の温度はある程度上昇している。また、その後新たに第3熱交換手段に流入する熱媒体と熱交換を行うことによりさらにその温度が上昇する。そのため、再度第3熱交換手段下流の熱媒体の温度に基づいて調節手段を制御するのでは、変速機用油の温度が過剰に上昇するおそれがある。そこで、第3熱交換手段上流熱媒体温度検出手段の検出温度に基づいて、該熱媒体の熱が伝達された後の変速機用油の温度を推定し、当該推定した温度が前記機関内熱媒体温度検出手段の検出温度より高い場合に、制御手段が前記第1熱交換手段内に排気ガスが流入しないように調節手段を制御する。その結果、変速機用油の温度を過剰に上昇させることなく、内燃機関から排出される熱量を有効に利用して、精度よく車両駆動装置の温度を制御することができる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【0026】
(第1の実施の形態)
図1には、本実施の形態に係る車両用駆動装置1の概略構成が示されている。車両用駆動装置1は、原動機として内燃機関2を有している。
【0027】
内燃機関2には、シリンダヘッド、シリンダヘッドの下部に連結されたシリンダブロック、シリンダブロックの更に下部に連結されたオイルパンを備えて構成される。そして、シリンダヘッド及びシリンダブロックには熱媒体としての冷却水が循環するための通路であるウォータジャケットが設けられている。また、このウォータジャケットの入口には、冷却水を外部から吸い込み、内燃機関内部に循環させる機能を有するウォータポンプ3が設けられている。このウォータポンプ3は、内燃機関2の出力軸の回転トルクを駆動源として作動するポンプであり、内燃機関2が運転されているときに限り作動する。そして、内燃機関2内を循環した冷却水は内燃機関2に接続された熱媒体通路としての冷却水通路4を通り内燃機関外を流通した後、再度内燃機関2内へ流入する。
【0028】
このように構成された冷却水の循環通路においては、内燃機関2が運転中には、出力軸の回転トルクがウォータポンプ3の入力軸へ伝達されると、ウォータポンプ3は、伝達された回転トルクに応じた圧力で冷却水を吐出する。一方、内燃機関2が停止中にはウォータポンプ3が停止するので、冷却水が冷却水通路4を循環することはない。そして、ウォータポンプ3から吐出された冷却水は、ウォータジャケット内を流通し、このときに、シリンダヘッド及びシリンダブロックと冷却水との間で熱の移動が行われる。具体的には、シリンダ内部で燃焼により発生した熱の一部は、シリンダ壁面へ伝わり、更にシリンダヘッド及びシリンダブロックの内部を伝わってシリンダヘッド及びシリンダブロック全体の温度が上昇する。そして、シリンダヘッド及びシリンダブロックに伝わった熱の一部は、ウォータジャケット内部の冷却水に伝わり、当該冷却水の温度を上昇させる。また、その分熱を失ったシリンダヘッド及びシリンダブロックの温度は低下する。そして、その後冷却水は内燃機関外を流通することとなる。
【0029】
内燃機関2には内燃機関から排出される排気ガスが通る排気通路5が接続されており、この排気通路5は下流にて図示しないマフラーと接続され、排気ガスはこのマフラーから大気中へ放出される。そして、この排気通路5の途中には排気通路5を迂回するバイパス通路6が設けられており、また、このバイパス通路6には外部(特に外気)との間で熱交換を積極的に行わない第1熱交換器7が設けられている。この第1熱交換器7内には冷却水通路5が形成されており、この第1熱交換器7においてバイパス通路6内を流れる排気ガスと内燃機関内外を循環する冷却水との間で熱交換が行われ、排気ガスの熱が冷却水へ伝達される。そして、排気通路5とバイパス通路6との分岐点には切替え弁8が備えられており、後述するECU15の指令信号により、排気ガスがバイパス通路6内を通過するようにするか排気通路5内のみを通過するようにするかが制御される。
【0030】
また、内燃機関2内には、内燃機関2により駆動されるオイルポンプ9が備えられており、内燃機関2内に潤滑油を循環させている。そして、この潤滑油は、潤滑油通路10を通り外部(特に外気)との間で熱交換を積極的に行わない第2熱交換器11内を流れた後、内燃機関2内を循環するようになっている。この第2熱交換器11内には冷却水通路4も形成されており、第2熱交換器11内において内燃機関2用潤滑油と内燃機関2内外を循環する冷却水との間で熱交換を行うようになっている。そのため、第2熱交換器11内に流入する冷却水の温度が内燃機関用潤滑油の温度よりも高い場合、第2熱交換器11内で冷却水の熱が潤滑油へ伝達される。ゆえに、この第2熱交換器11において、冷却水を介して排気ガスの熱が内燃機関用潤滑油にも伝達されることとなる。
【0031】
第2熱交換器11の下流の冷却水通路4にはラジエータ12が接続されている。また、第2熱交換器11の下流であってラジエータ12の上流にはラジエータ12を迂回するためのラジエータバイパス通路13が形成されている。また、冷却水通路のラジエータバイパス通路13への分岐点にはサーモスタット14が設けられている。そして、第2熱交換器11を通過しサーモスタット14へ到達した冷却水の温度が所定温度に達していない場合は、サーモスタット14が閉じられラジエータ12側の冷却水通路4は遮断されているので、冷却水はラジエータバイパス通路13を通過しウォータポンプ3へ流入する。一方、第2熱交換器11を通過しサーモスタット14へ到達した冷却水の温度が所定温度に達している場合は、サーモスタット14が開かれているので、冷却水はラジエータ12側の冷却水通路4を通過しラジエータ12に流入する。
【0032】
ラジエータ12では、外気と冷却水との間で熱の移動が行われる。温度が高くなっている冷却水の熱の一部は、ラジエータ12の壁面へ伝わり、更にラジエータ12の内部を伝わってラジエータ12全体の温度が上昇する。そして、ラジエータ12に伝わった熱の一部は、外気に伝わり、当該外気の温度を上昇させる。また、その分熱を失った冷却水の温度は低下する。温度が低下した冷却水は、ラジエータ12から流出してウォータポンプ3へ流入する。
【0033】
以上述べたように構成された車両用駆動装置1には、内燃機関2等を制御するため、CPU、ROM、RAM、バックアップRAM等からなる算術論理演算回路である電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)15が併設されている。そして、このECU15には、内燃機関2のシリンダヘッドのウォータジャケットに備えられた機関内水温センサ16、第1熱交換器7の下流であって第2熱交換器11の上流側の冷却水通路4に備えられた第2熱交換器上流水温センサ17、第2熱交換器の下流であってサーモスタット14の上流側の冷却水通路4に備えられた第2熱交換器下流水温センサ18、排気通路5に備えられた図示しない空燃比センサ等の各種センサが電気配線を介して接続され、水温センサ16,17,18等の出力信号がECU15に入力されるようになっている。一方、ECU15には、上述した切替え弁8、図示しない燃料噴射弁等が電気配線を介して接続され、ECU15が切替え弁8、燃料噴射弁等を制御することが可能になっている。なお、機関内水温センサはシリンダヘッド内のウォータジャケットの最下流に備えられている。つまり、シリンダヘッド内へ流入した冷却水が燃焼室近傍を通過した後の温度を検出している。
【0034】
[温度制御の第1の実施例]
次に、本実施の形態に係る車両用駆動装置の温度制御の第1の実施例について、図2のフローチャートを用いて具体的に説明する。
【0035】
この温度制御は、内燃機関内始動後定期的に行われるものであり、まず、ステップ100にて、暖機完了フラグがONになっているか否かが判定される。そして、暖機完了フラグがONになっていないと判定された場合、即ち暖機が完了していないと判定された場合はステップ101へ進み、ONになっている場合、即ち暖機が完了していると判定された場合はステップ104へ進む。なお、内燃機関内の冷却水の温度あるいは潤滑油の温度が所定温度より高い場合に暖機完了フラグがONされるものであるが、潤滑油が所定の温度以上になっているか否かを判定するにあたっては、内燃機関2内のオイルパンあるいは潤滑油通路10に潤滑油温度センサを設けて、その検出値から判定してもよいし、機関内水温センサ16の検出値から潤滑油の温度を推定することにより判定してもよい。
【0036】
ステップ101においては排気ガスが第1熱交換器7側に流れるように切替え弁8を制御しステップ102へ進む。これは上述したようにECU15の指令信号により切替え弁8が制御され排気ガスが第1熱交換器7側に流れるようにするものである。すると、内燃機関2から排出された排気ガスがバイパス通路6内を通過し、第1熱交換器7において、冷却水通路4を流通する冷却水との間で熱交換が行われることとなる。その結果、冷却水の温度が排気ガスの温度より低い場合は、排気ガスの熱が冷却水へ伝達され、冷却水の温度が上昇する。その後、排気ガスから熱が伝達された冷却水は下流へ流れ第2熱交換器11内を通過する。そして、第2熱交換器11において、この冷却水と内燃機関用潤滑油との間で熱交換が行われ、冷却水の温度が潤滑油の温度より高い場合は、冷却水の熱が潤滑油へと伝達され、潤滑油の温度が上昇することとなる。一方、冷却水の温度が潤滑油の温度より低い場合は、潤滑油の熱が冷却水へと伝達され、冷却水の温度が上昇することとなる。そして、さらに第2熱交換器11を流出した冷却水はその後内燃機関2内へ流入し、内燃機関自体を暖めることとなる。
【0037】
ステップ102においては、内燃機関内水温、つまり機関内水温センサ16の検出値が予め定められた所定温度Tf(例えば、80℃)より高いか否かが判定される。そして、機関内水温センサ16の検出値がTfより高い場合、即ち内燃機関2内の冷却水の温度がTfより高い場合はステップ103へ進み、Tf以下である場合は、排気ガスが第1熱交換器7側に流れるように切替え弁8を制御したまま本ルーチンを終了する。
【0038】
ステップ103において暖機完了フラグをONにした後ステップ104へ進む。ステップ104においては、排気ガスが第1熱交換器7側に流れないように切替え弁8を制御し本ルーチンを終了する。これは上述したようにECU15の指令信号により切替え弁8が制御され排気ガスが第1熱交換器7側に流れないようにするものである。この状態、つまり、ステップ100で暖機が完了していると判定された場合、あるいはすでに内燃機関2内の冷却水の温度がTfより高い場合は、さらに冷却水の温度を高める必要がないので、排気ガスがバイパス通路6を通過しないようにして、第1熱交換器7にて排気ガスと冷却水との間で熱交換をしないようにする。
【0039】
このように、本実施例においては、内燃機関内外を循環する冷却水の温度や内燃機関内を循環する潤滑油の温度が十分に高くなく暖機が完了していない場合、ECU15により排気ガスが第1熱交換器7側に流れるように切替え弁8が制御されるので、第1熱交換器7において、冷却水に排気ガスの熱が伝達されることとなり、冷却水の温度が上昇する。そして、さらに第1熱交換器7を流出した冷却水が排気ガスから伝達された熱を第2熱交換器において内燃機関用潤滑油に伝達するので、当該潤滑油も間接的に排気ガスの熱を受け、早期に昇温する。一方、暖機が完了している場合、ECU15により排気ガスが第1熱交換器7側に流れないように切替え弁8が制御されるので、冷却水は排気ガスから熱が伝達されることがなく、却って所定温度より高い場合は、ラジエータ12において冷却された後内燃機関内へ戻されることとなる。また、暖機がすでに完了し、排気ガスが第1熱交換器7側に流れないように切替え弁8が制御されている場合においては、内燃機関用潤滑油の温度が高い場合であっても、第2熱交換器11において冷却水との間で熱交換が行われることより、内燃機関用潤滑油の熱が冷却水へ伝達され潤滑油の温度が低下する。
【0040】
また、本実施例に係る温度制御においては、暖機が完了していない場合等、内燃機関から排出される熱量を有効に利用して、内燃機関内外を循環する冷却水及び潤滑油の温度を早期に上昇させるように制御することができる。その結果、冷却水の温度が早期に上昇することにより燃焼室の温度も早期に上昇することから、冷間始動時等の燃焼状態を向上させることができ、また内燃機関内の潤滑油の温度も早期に上昇することから摩擦損失も低減させることができる。したがって、車両全体のエネルギ効率も向上し、燃費も向上させることができる。
【0041】
また、従来の技術の項で説明したように水素吸蔵合金を用いて内燃機関内の潤滑油を直接暖めるのではなく、冷却水との間で熱交換を行わせることにより暖めるので、コーキングを防止することができるとともに、内燃機関内に水素吸蔵合金を収納するための容器やスペースが不要であるため、軽量化,低コスト化を図ることができる。
【0042】
[温度制御の第2の実施例]
次に、本実施の形態に係る車両用駆動装置の温度制御の第2の実施例について、図3のフローチャートを用いて説明する。第1の実施例においては、図2のフローチャートのステップ102で、「内燃機関内水温>Tf」であるかどうかを判定していたが、本実施例の温度制御においては、「内燃機関内水温>Tf」であるかどうかを判定する代わりにステップ202で「第2熱交換器下流水温>To」であるかどうかを判定する。その他は図2のフローチャートと同一であるのでその説明は省略する。
【0043】
つまり、ステップ201においては排気ガスが第1熱交換器7側に流れるように切替え弁8を制御してステップ202へ進むものであるが、ステップ202においては、第2熱交換器下流水温、つまり第2熱交換器下流水温を測定する第2熱交換器下流水温センサ18の検出値が予め定められた所定温度To(例えば、80℃)より高いか否かが判定される。そして、第2熱交換器下流水温センサ18の検出値がToより高い場合、即ち第2熱交換器から流出した冷却水の温度がToより高い場合はステップ203へ進む。第2熱交換器11から流出した冷却水の温度がToより高い場合は、すでに内燃機関用潤滑油の温度がToに達していることがわかる。そのため、さらに内燃機関用潤滑油の温度を高める必要がないので、その後のステップ204にて、排気ガスが第1熱交換器7側に流れないように切替え弁8を制御して本ルーチンを終了する。
【0044】
一方、第2熱交換器下流水温センサ18の検出値がTo以下である場合は、まだ、内燃機関用潤滑油の温度が十分に高くなっていないため、排気ガスが第1熱交換器7側に流れるように切替え弁8を制御したまま本ルーチンを終了する。そして、その後のルーチンで第2熱交換器下流水温がToより高くなるまで、排気ガスが第1熱交換器7側に流れるように切替え弁8が制御されることとなる。その結果、排気ガスの熱を利用して内燃機関用潤滑油の温度が所定温度になるまで早期かつ確実に暖めることができる。
【0045】
[温度制御の第3の実施例]
次に、本実施の形態に係る車両用駆動装置の温度制御の第3の実施例について、図4のフローチャートを用いて具体的に説明する。
【0046】
この温度制御も、内燃機関始動後定期的に行われるものであり、まず、ステップ300にて、暖機完了フラグがONになっているか否かが判定される。そして、暖機完了フラグがONになっていないと判定された場合はステップ301へ進み、ONになっている場合は、ステップ305へ進む。ステップ301においては排気ガスが第1熱交換器7側に流れるように切替え弁8を制御しステップ302へ進む。これは上述したようにECU15の指令信号により切替え弁8が制御され排気ガスが第1熱交換器7側に流れるようにするものである。ステップ302においては、内燃機関内水温、つまり機関内水温センサ16の検出値がTfより高いか否かが判定される。そして、機関内水温センサ16の検出値がTfより高い場合はステップ303へ進み、Tf以下である場合は、排気ガスが第1熱交換器7側に流れるように切替え弁8を制御したまま本ルーチンを終了する。
【0047】
以上のステップ300からステップ302までは、図2のフローチャートのステップ100からステップ102までと同様であるが、本実施例では、ステップ303にて、第2熱交換器下流水温が機関内水温より高いか否かを判定する。これは、第2熱交換器下流水温を測定する第2熱交換器下流水温センサ18の検出値と機関内水温センサ16の検出値との比較で判定されるものである。そして、第2熱交換器下流水温が機関内水温より高い場合はステップ304へ進み、第2熱交換器下流水温が機関内水温以下の場合は、排気ガスが第1熱交換器7側に流れるように切替え弁8を制御したまま本ルーチンを終了する。
【0048】
ステップ304において暖機完了フラグをONにした後ステップ305へ進む。これは、図2のフローチャートにおけるステップ103と同様である。そして、ステップ305においては、排気ガスが第1熱交換器7側に流れないように切替え弁8を制御し本ルーチンを終了する。これは上述したようにECU15の指令信号により切替え弁8を制御し、排気ガスが第1熱交換器7側に流れないようにするものである。
【0049】
上述の第1の実施例に係る温度制御においては、機関内水温がTfより高い場合は、排気ガスがバイパス通路6を通過しないようにして、第1熱交換器7にて排気ガスと冷却水との間で熱交換を行わせないようにしていたが、本実施例においては、機関内水温センサ16で検出した機関内水温がTfより高い場合であっても第2熱交換器下流水温が機関内水温以下である場合は、排気ガスが第1熱交換器7側に流れるように切替え弁8を制御したままにしておく。これは、機関内水温センサ16で検出した機関内水温はシリンダヘッド出口での温度であるため、燃焼室近傍を通過した後の温度であり、必ずしも内燃機関2内のウォータジャケットに存在する冷却水全てにおいてTfより高いとは限らない。一方、第2熱交換器下流水温が機関内水温以下である場合は、第1熱交換器7において排気ガスの熱が伝達され、第2熱交換器11内に流入する冷却水の温度が内燃機関用潤滑油の温度よりも高く、第2熱交換器11において冷却水の熱が潤滑油へ伝達され、冷却水の温度が低下したためであると考えられる。それゆえ、潤滑油の温度は所定温度(例えば、80℃)にまだ達していないことがわかる。
【0050】
また、第2の実施例に係る温度制御においては、機関内水温の如何に関わらず、第2熱交換器下流水温が所定温度Toより高い場合は、排気ガスがバイパス通路6を通過しないようにして、第1熱交換器7にて排気ガスと冷却水との間で熱交換を行わせないようにしているが、第2熱交換器下流水温が所定温度Toより高い、つまり内燃機関用潤滑油の温度が所定温度Toより高い場合であっても、内燃機関2内のウォータジャケットに存在する冷却水全てにおいてTfより高いとは限らない。
【0051】
そこで、本実施例においては、機関内水温及び内燃機関用潤滑油が所定温度に達して暖機が完了するまで、排気ガスが第1熱交換器7側に流れるように切替え弁8を制御したままにしておく。このようにすることで、内燃機関から排出される熱量を有効に利用して、冷却水及び潤滑油の温度を精度よく早期に上昇させることができる。
【0052】
[温度制御の第4の実施例]
次に、本実施の形態に係る車両用駆動装置の温度制御の第4の実施例について、図5のフローチャートを用いて具体的に説明する。
【0053】
この温度制御も、内燃機関始動後定期的に行われるものであり、ステップ400からステップ403までは、図4のフローチャートのステップ300からステップ303までと同様であるのでその説明は省略する。ただ、本実施例では、ステップ403にて第2熱交換器下流水温が機関内水温より高いと判定された場合はステップ405へ進み、第2熱交換器下流水温が機関内水温以下であると判定された場合はステップ404へ進む。そして、ステップ404にて、第2熱交換器11に新たに流入する冷却水から熱を伝達された後の内燃機関用潤滑油の温度を推定し、該推定油温度が機関内水温より高いか否かが判定される。この内燃機関用潤滑油の温度を推定する手法としては、第2熱交換器上流水温センサ17にて第2熱交換器11内に流入する冷却水の温度を検出し、該温度に基づいて内燃機関用潤滑油に与える熱量を計算して推定するものである。そして、本ステップにて、推定油温度が機関内水温より高いと判定された場合は、ステップ405へ進み、推定油温度が機関内水温以下であると判定された場合は、排気ガスが第1熱交換器7側に流れるように切替え弁8を制御したまま本ルーチンを終了する。
【0054】
ステップ405において暖機完了フラグをONにした後ステップ406へ進む。これは、図4のフローチャートにおけるステップ304と同様である。そして、ステップ406においては、排気ガスが第1熱交換器7側に流れないように切替え弁8を制御し本ルーチンを終了する。これは上述したようにECU15の指令信号により切替え弁8を制御し、排気ガスが第1熱交換器7側に流れないようにするものである。
【0055】
図4のフローチャートに示す第3の実施例に係る温度制御においては、機関内水温がTfより高い場合であって第2熱交換器下流水温が機関内水温以下である場合には、排気ガスが第1熱交換器7側に流れるように切替え弁8を制御しているが、本制御においては、機関内水温がTfより高い場合であってかつ第2熱交換器下流水温が機関内水温以下である場合であっても、第2熱交換器上流水温センサ17の検出値である第2熱交換器11に流入する冷却水の温度に基づいてその冷却水の熱が伝達された後の内燃機関用潤滑油の温度を推定し、該推定油温度が機関内水温より高い場合は、暖機完了フラグをONにして、排気ガスが第1熱交換器7側に流れないように切替え弁8を制御する。
【0056】
これは、第2熱交換器下流水温はすでに内燃機関用潤滑油と熱交換を行った後の温度であり、この冷却水の熱の伝達により内燃機関用潤滑油はある程度その温度が上昇している。また、その後第2熱交換器11に流入する冷却水と熱交換を行うことによりさらにその温度が上昇する。そのため、再度第2熱交換器下流水温の温度に基づいて切替え弁8を制御するのでは、内燃機関用潤滑油の温度が過剰に上昇するおそれがある。そこで、本実施例では、上述のように第2熱交換器上流水温センサ17で検出した第2熱交換器11に流入する冷却水の温度に基づいて、該冷却水の熱が伝達された後の内燃機関用潤滑油の温度を推定し、その推定油温度が機関内水温より高くなる場合は、排気ガスが第1熱交換器7側に流れないように切替え弁8を制御する。その結果、内燃機関用潤滑油の温度が過剰に上昇することを防止することができる等、冷却水及び潤滑油の温度を必要以上に上昇させることなく、内燃機関から排出される熱量を有効に利用して、精度よく車両駆動装置の温度を制御することができる。
【0057】
なお、温度制御の第2の実施例で説明した図3のフローチャートのステップ202において、「第2熱交換器下流水温>To」であるかどうかを判定する代わりに、「上記推定油温度>To」であるかどうかを判定してもよい。このようにすることで、内燃機関用潤滑油の温度を必要以上に上昇させることなく、内燃機関から排出される熱量を有効に利用して、早期に内燃機関用潤滑油の温度を所定温度まで上昇させることができる。
【0058】
(第2の実施の形態)
図6には、本実施の形態に係る車両用駆動装置1の概略構成が示されている。本実施の形態において第1の実施の形態と同一の構成部品については、図1と同一の符号を付し、その説明は省略する。
【0059】
本実施の形態の車両用駆動装置1は、原動機として内燃機関2を有しており、該内燃機関2の出力は、第1の実施の形態で図示も説明も省略していた自動変速機19に伝えられ、車両の車輪が駆動するようになっている。
【0060】
自動変速機19は、油伝動機構、変速機構、制御機構を含むものである。本実施の形態において、油伝動機構はトルクコンバータ20であり、また、変速機構は、複数の遊星歯車機構を含む歯車変速機部21であり、この歯車変速機部21は、また各遊星歯車機構の各要素の動きを拘束するクラッチ、ブレーキを含む。これらのクラッチおよびブレーキは、油圧制御部22からの作動油の選択的供給によって制御される。そして、歯車変速機部21の出力は、図示しない推進軸により駆動輪に向けて伝達される。
【0061】
一方、前記自動変速機19においては、この自動変速機19全体の潤滑油、トルクコンバータ20の動力伝達を媒介する作動油および歯車変速機部21内のクラッチ、ブレーキを動作させる作動油は、共通の油が用いられている。以下、この油をA/T油と記す。A/T油は、歯車変速機部21に内蔵された図示しない油圧ポンプにより、油圧制御部22の制御に基づいて自動変速機19の各部に供給される。
【0062】
そして、第1の実施の形態においては、第2熱交換器11において、内燃機関2用の潤滑油と内燃機関2内外を循環する冷却水との間で熱交換を行わせていたが、本実施の形態においては、前記A/T油と冷却水との間で熱交換を行わせるようにしている。つまり、A/T油の一部は、A/T油通路23により、内燃機関2とラジエータ12を結ぶ冷却水通路4上で第1熱交換器7の下流側かつサーモスタット14の上流側に配置される第2熱交換器11に送られる。そして、自動変速機19のA/T油の温度が第2熱交換器11内へ流入する冷却水の温度より高い場合は、第2熱交換器において冷却水との間で熱交換を行うことによりA/T油の熱が冷却水へ伝えられ、冷却された後、再び自動変速機19のオイルパン内に戻ってくる。一方、A/T油の温度が冷却水の温度より低い場合は、冷却水の熱がA/T油へ伝えられ、A/T油が暖められる。
【0063】
自動変速機19内の油圧ポンプは、トルクコンバータ20のポンプ側、すなわち内燃機関2により駆動され、自動変速機19内外へA/T油を循環させている。なお、油圧ポンプを備えるだけだと、車両用駆動装置1が停止しているとき等、油圧ポンプの吐出量が十分確保できない場合がある。このような場合のために、電動式の補助ポンプを備えていてもよい。そして、補助ポンプの動作は、ECU15が車両の走行(駆動)状態に応じて制御し、油圧ポンプのみを使用する制御や補助ポンプのみを使用する制御、両者を使用する制御等必要に応じて周知の油通路切り換え機構等により達成することが好適である。
【0064】
そして、本実施の形態に係る車両用駆動装置の温度制御についても第1の実施の形態で説明した第1から第4の実施例、つまり図2,図3,図4及び図5のフローチャートに基づいて行われる。ただし、図5のフローチャートのステップ404において推定されるのはA/T油温度である。
【0065】
そして、温度制御の結果、暖機が完了していない場合、ECU15により排気ガスが第1熱交換器7側に流れるように切替え弁8が制御されるので、冷却水に排気ガスの熱が伝達されることとなり、冷却水の温度が上昇する。そして、さらに排気ガスの熱が伝達された冷却水がその熱を第2熱交換器11においてA/T油に伝達するので、A/T油も間接的に排気ガスの熱を受け、早期に昇温することとなる。一方、暖機が完了している場合、ECU15により排気ガスが第1熱交換器7側に流れないように切替え弁8を制御するので、冷却水は排気ガスから熱が伝達されず下流へと流れていき、却って所定温度より高い場合は、ラジエータ12において冷却された後内燃機関内へ戻されることとなる。また、暖機がすでに完了し、排気ガスが第1熱交換器7側に流れないように切替え弁8が制御されている場合においては、A/T油の温度が高い場合であっても、第2熱交換器11において冷却水との間で熱交換が行われることより、A/T油の熱が冷却水へ伝達されA/T油の温度が低下する。
【0066】
このように本実施の形態においては、暖機が完了していない場合等、内燃機関から排出される熱量を有効に利用して、内燃機関内外を循環する冷却水及び自動変速機19内を循環するA/T油の温度を早期に上昇させるように制御することができる。その結果、冷却水の温度が早期に上昇することにより燃焼室の温度も早期に上昇することから、冷間始動時等の燃焼状態を向上させることができ、またA/T油の温度も早期に上昇することから摩擦損失も低減させることができる。それゆえ、車両全体のエネルギ効率も向上し、燃費も向上させることができる。
【0067】
また、従来の技術の項で説明したように水素吸蔵合金を用いてA/T油を直接暖めるのではなく、冷却水との間で熱交換を行わせることにより暖めるので、コーキングを防止することができるとともに、自動変速機19内に水素吸蔵合金を収納するための容器やスペースが不要であるため、軽量化,低コスト化を図ることができる。
【0068】
また、図5に示すフローチャートに基づいて温度制御する場合においては、A/T油の温度が過剰に上昇することを防止することができる等、冷却水及びA/T油の温度を必要以上に上昇させることなく、内燃機関から排出される熱量を有効に利用して、精度よく車両駆動装置の温度を制御することができる。
【0069】
(第3の実施の形態)
図7には、本実施の形態に係る車両用駆動装置1の概略構成が示されている。図7では、第1の実施の形態を示す図1に対して、さらに第2の実施の形態において説明した自動変速機19を示している。そして、上述したA/T油と冷却水との間でのみ熱交換を行わせ、外部(特に外気)との間で熱交換を積極的に行わない第3熱交換器24を、本実施の形態においては第2熱交換器11の下流側であってサーモスタット14の上流側に備えたものである。また、第3熱交換器24の下流側であってサーモスタット14の上流側には、第3熱交換器24から流出した冷却水の温度を検出する第3熱交換器下流水温センサ25を備えている。なお、第1の実施の形態あるいは第2の実施の形態と同一の構成部品については、図1あるいは図6と同一の符号を付し、その説明は省略する。
【0070】
そして、本実施の形態に係る車両用駆動装置の温度制御についても第1の実施の形態で説明した第1から第4の実施例、つまり図2,図3,図4及び図5のフローチャートに基づいて行われる。
【0071】
その結果、暖機が完了していない場合、ECU15が、排気ガスが第1熱交換器7側に流れるように切替え弁8を制御するので、冷却水に排気ガスの熱が伝達されることとなり、冷却水の温度が上昇する。そして、さらに冷却水が排気ガスから伝達された熱を第2熱交換器11において内燃機関2用の潤滑油及び第3熱交換器24において自動変速機19用のA/T油に伝達するので、内燃機関用潤滑油及びA/T油も間接的に排気ガスの熱を受け、早期に昇温する。一方、暖機が完了している場合、ECU15により排気ガスが第1熱交換器7側に流れないように切替え弁8が制御されるので、冷却水は排気ガスから熱が伝達されることなく下流へ流れていき、却って所定温度より高い場合は、ラジエータ12において冷却された後内燃機関2内へ戻されることとなる。また、暖機がすでに完了し、排気ガスが第1熱交換器7側に流れないように切替え弁8が制御されている場合においては、内燃機関用潤滑油あるいはA/T油の温度が高い場合であっても、第2熱交換器11あるいは第3熱交換器24において冷却水との間で熱交換が行われることより、内燃機関用潤滑油あるいはA/T油の熱が冷却水へ伝達されそれらの温度が低下する。
【0072】
このように本実施の形態においては、暖機が完了していない場合等、内燃機関2から排出される熱量を有効に利用して、冷却水,内燃機関用潤滑油及びA/T油の温度を早期に上昇させるように制御することができる。その結果、冷却水の温度が早期に上昇することにより燃焼室の温度も早期に上昇することから、冷間始動時等の燃焼状態を向上させることができ、また内燃機関用潤滑油及びA/T油の温度も早期に上昇することから摩擦損失も低減させることができる。それゆえ、車両全体のエネルギ効率も向上し、燃費も向上させることができる。
【0073】
また、従来の技術の項で説明したように水素吸蔵合金を用いて内燃機関用潤滑油及びA/T油を直接暖めるのではなく、冷却水との間で熱交換を行わせることにより暖めるので、コーキングを防止することができるとともに、内燃機関内及び自動変速機内に水素吸蔵合金を収納するための容器やスペースが不要であるため、軽量化,低コスト化を図ることができる。
【0074】
[温度制御の第5の実施例]
次に、本実施の形態に係る車両用駆動装置の温度制御の第5の実施例について、図8のフローチャートを用いて具体的に説明する。
【0075】
ステップ500からステップ503までは、図4のフローチャートのステップ300からステップ303までと同様であるのでその説明は省略する。本実施例では、さらにステップ504にて、第3熱交換器下流水温が機関内水温より高いか否かを判定する。これは、第3熱交換器下流水温を検出する第3熱交換器下流水温センサ25の検出値と機関内水温センサ16の検出値との比較で判定されるものである。そして、第3熱交換器下流水温が機関内水温より高い場合はステップ505へ進み、第3熱交換器下流水温が機関内水温以下の場合は、排気ガスが第1熱交換器7側に流れるように切替え弁8を制御したまま本ルーチンを終了する。
【0076】
ステップ505において暖機完了フラグをONにした後ステップ506へ進む。これは、図4のフローチャートにおけるステップ304と同様である。そして、ステップ506においては、排気ガスが第1熱交換器7側に流れないように切替え弁8を制御し本ルーチンを終了する。これは上述したようにECU15の指令信号により切替え弁8を制御し、排気ガスが第1熱交換器7側に流れないようにするものである。
【0077】
図4のフローチャートに示す温度制御においては、機関内水温がTfより高い場合であって第2熱交換器下流水温が機関内水温より高い場合は、排気ガスが第1熱交換器7側に流れないように切替え弁8を制御しているが、本実施例の温度制御においては、機関内水温がTfより高い場合であってかつ第2熱交換器下流水温が機関内水温より高い場合であっても第3熱交換器下流水温が機関内水温以下である場合は、排気ガスが第1熱交換器7側に流れるように切替え弁8を制御したままにしておく。これは、機関内水温センサ16で検出した機関内水温はシリンダヘッド出口での温度であるため、燃焼室近傍を通過した後の温度であり、必ずしも内燃機関内のウォータジャケットに存在する冷却水全てにおいてTfより高いとは限らない。一方、第3熱交換器下流水温が機関内水温以下である場合は、第3熱交換器24に流入する冷却水の温度がA/T油の温度よりも高く、第3熱交換器24において冷却水の熱がA/T油へ伝達され、冷却水の温度が低下したためであると考えられる。それゆえ、A/T油の温度は所定温度(例えば、80℃)にまだ達しておらず、自動変速機19内のA/T油の粘性はまだ高いと考えられる。そこで、本実施例においては、A/T油の温度が所定温度に達して粘性が十分に低くなるまで、排気ガスが第1熱交換器7側に流れるように切替え弁8を制御したままにしておく。
【0078】
このようにすることで、内燃機関から排出される熱量を有効に利用して、冷却水,内燃機関用潤滑油及びA/T油の温度を精度よく早期に上昇させることができる。
【0079】
[温度制御の第6の実施例]
次に、本実施の形態に係る車両用駆動装置の温度制御の第6の実施例について、図9のフローチャートを用いて具体的に説明する。
【0080】
この温度制御も、内燃機関始動後定期的に行われるものであり、ステップ600からステップ604までは、図8のフローチャートのステップ500からステップ504までと同様であるのでその説明は省略する。ただ、本実施例では、ステップ604にて第3熱交換器下流水温が機関内水温より高いと判定された場合はステップ606へ進み、第3熱交換器下流水温が機関内水温以下であると判定された場合はステップ605へ進む。そして、ステップ605にて、第3熱交換器24に新たに流入する冷却水から熱を伝達された後のA/T油の温度を推定し、該推定油温度が機関内水温より高いか否かが判定される。このA/T油の温度を推定する手法としては、第2熱交換器下流水温センサ18にて第3熱交換器24内に流入する冷却水の温度を検出し、該温度に基づいてA/T油に与える熱量を計算して推定するものである。そして、本ステップにて、推定油温度が機関内水温より高いと判定された場合は、ステップ606へ進み、推定油温度が機関内水温以下であると判定された場合は、排気ガスが第1熱交換器7側に流れるように切替え弁8を制御したまま本ルーチンを終了する。
【0081】
ステップ606において暖機完了フラグをONにした後ステップ607へ進む。これは、図8のフローチャートにおけるステップ505と同様である。そして、ステップ607においては、排気ガスが第1熱交換器7側に流れないように切替え弁8を制御し本制御を終了する。これは上述したようにECU15の指令信号により切替え弁8を制御し、排気ガスが第1熱交換器7側に流れないようにするものである。
【0082】
図8のフローチャートに示す温度制御においては、機関内水温がTfより高く、第2熱交換器下流水温が機関内水温より高い場合であっても第3熱交換器下流水温が機関内水温以下である場合には、排気ガスが第1熱交換器7側に流れるように切替え弁8を制御しているが、本実施例の温度制御においては、機関内水温がTfより高い場合であってかつ第2熱交換器下流水温が機関内水温より高い場合であってかつ第3熱交換器下流水温が機関内水温以下である場合であっても、第2熱交換器下流水温センサ18の検出値である第3熱交換器24に流入する冷却水の温度に基づいてその冷却水の熱が伝達された後のA/T油の温度を推定し、該推定油温度が機関内水温より高い場合は、暖機完了フラグをONにして、排気ガスが第1熱交換器7側に流れないように切替え弁8を制御する。
【0083】
これは、第3熱交換器下流水温はすでに冷却水がA/T油と熱交換を行った後の温度であり、この冷却水の熱の伝達によりある程度A/T油の温度が上昇している。また、その後第3熱交換器24に流入する冷却水と熱交換を行うことによりさらにその温度が上昇する。そのため、再度第3熱交換器下流水温の温度に基づいて切替え弁8を制御するのでは、A/T油の温度が過剰に上昇するおそれがある。そこで、本実施例では、上述のように第2熱交換器下流水温センサ18で検出した第3熱交換器24に流入する冷却水の温度に基づいて、該冷却水の熱が伝達された後のA/T油の温度を推定し、その推定油温度が機関内水温より高くなる場合は、排気ガスが第1熱交換器7側に流れないように切替え弁8を制御する。その結果、A/T油の温度が過剰に上昇することを防止することができる等、冷却水及び内燃機関用潤滑油あるいはA/T油等の車両に用いられる油の温度を必要以上に上昇させることなく、内燃機関から排出される熱量を有効に利用して、精度よく車両駆動装置の温度を制御することができる。
【0084】
なお、温度制御の第2の実施例で説明した図3のフローチャートのステップ202において、「第2熱交換器下流水温>To」であるかどうかを判定する代わりに、「上記推定油温度>To」であるかどうかを判定してもよい。このようにすることで、A/T油の温度を必要以上に上昇させることなく、内燃機関から排出される熱量を有効に利用して、早期にA/T油の温度を所定温度まで上昇させることができる。
【0085】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、簡易な構成で車両において取得可能な熱量を有効に利用して内燃機関内の熱媒体若しくは潤滑油又は変速機内のA/T油の温度を制御し、車両用駆動装置全体の温度を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態に係る車両用駆動装置の概略構成を示す図である。
【図2】第1の実施の形態に係る車両用駆動装置の温度制御の第1の実施例のフローチャート図である。
【図3】第1の実施の形態に係る車両用駆動装置の温度制御の第2の実施例のフローチャート図である。
【図4】第1の実施の形態に係る車両用駆動装置の温度制御の第3の実施例のフローチャート図である。
【図5】第1の実施の形態に係る車両用駆動装置の温度制御の第4の実施例のフローチャート図である。
【図6】第2の実施の形態に係る車両用駆動装置の概略構成を示す図である。
【図7】第3の実施の形態に係る車両用駆動装置の概略構成を示す図である。
【図8】第3の実施の形態に係る車両用駆動装置の温度制御の第5の実施例のフローチャート図である。
【図9】第3の実施の形態に係る車両用駆動装置の温度制御の第6の実施例のフローチャート図である。
【符号の説明】
1 車両用駆動装置
2 内燃機関
3 ウォータポンプ
4 冷却水通路
5 排気通路
6 バイパス通路
7 第1熱交換器
8 切替え弁
9 オイルポンプ
10 潤滑油通路
11 第2熱交換器
12 ラジエータ
13 ラジエータバイパス通路
14 サーモスタット
15 ECU
16 機関内水温センサ
17 第2熱交換器上流水温センサ
18 第2熱交換器下流水温センサ
19 自動変速機
20 トルクコンバータ
21 歯車変速機部
22 油圧制御部
23 A/T油通路
24 第3熱交換器
25 第3熱交換器下流水温センサ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a temperature control device for controlling the temperature of a vehicle drive device, and more particularly to a technique for effectively utilizing the amount of heat obtainable in a vehicle.
[0002]
[Prior art]
Especially during a cold start, it is difficult to start the internal combustion engine due to the low temperature of the lubricating oil in the combustion chamber and the internal combustion engine, and friction loss is low because the temperature of the lubricating oil in the transmission such as an automatic transmission is low. And the energy efficiency of the entire vehicle becomes poor.
[0003]
On the other hand, an endothermic reaction that releases hydrogen by heating with exhaust gas heat and a first hydrogen storage alloy that performs an exothermic reaction by storing hydrogen are connected to the exhaust passage of the internal combustion engine, and the lubricating oil in the internal combustion engine is stored. The second hydrogen storage alloy is provided in each of the container for storing the lubricating oil in the transmission and the container for storing the lubricating oil in the transmission, and the second hydrogen storage alloy stores the hydrogen released by the endothermic reaction of the first hydrogen storage alloy. A technology has been proposed in which the lubricating oil in the internal combustion engine and the lubricating oil in the transmission are quickly heated by the heat generated by the heat generation (for example, see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-4-59314
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the technology described in Patent Document 1 described above, since the oil is directly heated in the internal combustion engine or the transmission, caulking may occur, and the connecting rod, the piston, and the like may stick. In addition, a container for accommodating the hydrogen storage alloy is required in the internal combustion engine or the transmission, and a space for the hydrogen storage alloy is required. Has also been rising.
[0006]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to control the temperature of a vehicle drive device by effectively utilizing the amount of heat obtainable in a vehicle with a simple configuration. It is an object of the present invention to provide a temperature control device for a vehicle drive device that can be used.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In the temperature control device for a vehicle drive device according to the present invention, the heat exchange between the heat medium passage through which the heat medium flows and the exhaust gas discharged from the internal combustion engine and the heat medium in the heat medium passage. First heat exchange means for performing heat exchange, and second heat exchange means for performing heat exchange so as to transfer heat of the heat medium after flowing out of the first heat exchange means to oil used in the vehicle. It is characterized by the following.
[0008]
Examples of the heat medium include fluids such as water and oil, and gases such as air. Then, since heat is exchanged between the heat medium and the exhaust gas discharged from the internal combustion engine in the first heat exchange means, the heat of the exhaust gas is transmitted to the heat medium, and the temperature of the heat medium rises. Then, after that, in the second heat exchange means, heat exchange is performed so that the heat of the heat medium to which the heat of the exhaust gas has been transmitted is transmitted to the oil used for the vehicle. Is lower than the temperature of the heat medium, the oil is transferred from the heat medium and the temperature rises. As described above, a simple structure is provided by providing a plurality of heat exchange means, and by transferring heat of the exhaust gas to oil used in the vehicle via a heat medium flowing through the heat exchange means. With this configuration, the temperature of the heat medium and the oil used in the vehicle can be increased by effectively utilizing the amount of heat that can be obtained in the vehicle.
[0009]
Preferably, the oil used in the vehicle is at least one of a lubricating oil for an internal combustion engine and an oil for a transmission. As the transmission oil, lubricating oil, hydraulic oil, and the like can be considered. However, if these oils or the lubricating oil for an internal combustion engine are directly heated, caulking may occur. However, with this configuration, the heat of the exhaust gas can be indirectly transmitted to the lubricating oil for the internal combustion engine or the oil for the transmission via the heat medium, and the temperature of the exhaust gas can be increased. Without raising the temperature, it is possible to easily raise the temperature of the lubricating oil or the like at an early stage. As the second heat exchange means, either one of a heat exchange means for lubricating oil for an internal combustion engine and a heat exchange means for oil for a transmission may be provided, or both of these heat exchange means may be provided. They may be provided in series or in parallel.
[0010]
Preferably, the heat medium circulates inside and outside the internal combustion engine, and flows into the internal combustion engine after flowing out of the second heat exchange means. With this configuration, the heat medium to which the heat of the exhaust gas has been transmitted flows into the internal combustion engine after flowing out of the second heat exchange means, so that not only the oil used in the vehicle but also the temperature of the internal combustion engine itself is reduced. Can also be raised.
[0011]
The oil used for the vehicle in which heat is exchanged by the second heat exchange means is lubricating oil for an internal combustion engine, and transfers heat of the heat medium after flowing out of the second heat exchange means to transmission oil. It is preferable to further include third heat exchange means for performing heat exchange so as to transfer the heat. With this configuration, the heat of the exhaust gas can be indirectly transmitted to the lubricating oil for the internal combustion engine and the oil for the transmission via the heat medium. However, since the heat exchange with the transmission oil in the third heat exchange means is the heat medium after the heat is transmitted to the lubricating oil for the internal combustion engine by the second heat exchange means, the heat medium is transferred to the third heat exchange means. There is a possibility that all the heat transferred from the exhaust gas when the heat medium flows in may be lost. On the other hand, it is common to transmit the output to the transmission after the internal combustion engine has been warmed up to some extent. Therefore, the second heat exchange means for performing heat exchange with the lubricating oil for the internal combustion engine to be heated first is more upstream than the third heat exchange means for performing heat exchange with the transmission oil. Preferably it is provided on the side.
[0012]
Preferably, the heat medium circulates inside and outside the internal combustion engine, and flows into the internal combustion engine after flowing out of the third heat exchange means. With this configuration, the heat medium to which the heat of the exhaust gas has been transmitted flows into the internal combustion engine after flowing out of the second heat exchange means and the third heat exchange means. The temperature of the internal combustion engine itself as well as the machine oil can be increased.
[0013]
Further, in the temperature control device of the vehicle drive device in which the heat medium circulates inside and outside the internal combustion engine, the following is preferable. That is, at least either upstream or downstream of the first heat exchange means, an adjustment means for adjusting an amount of exhaust gas flowing into the first heat exchange means, and a temperature of a heat medium in the internal combustion engine is detected. And a control means for controlling the adjusting means based on the temperature detected by the heat medium temperature detecting means in the engine.
[0014]
By detecting the temperature of the heat medium in the internal combustion engine, it is possible to ascertain an operating state such as whether or not the internal combustion engine has been completely warmed up. Therefore, when the detected temperature is lower than a predetermined temperature, the internal combustion engine is not sufficiently warmed, and the control means controls the adjusting means so that the exhaust gas flows into the first heat exchange means. The heat of the exhaust gas is transmitted to the heat medium flowing again into the internal combustion engine. On the other hand, when the detected temperature is higher than the predetermined temperature, it is not necessary to further heat the internal combustion engine. Therefore, the control means controls the adjusting means so that the exhaust gas does not flow into the first heat exchange means. In addition, the heat of the exhaust gas is prevented from being transmitted to the heat medium flowing into the internal combustion engine again.
[0015]
Further, at least either upstream or downstream of the first heat exchange means, an adjustment means for adjusting the amount of exhaust gas flowing into the first heat exchange means, and after flowing out of the second heat exchange means. A second heat exchange means downstream heat medium temperature detection means for detecting the temperature of the heat medium before flowing into the internal combustion engine, and the second heat exchange means downstream heat medium temperature detection means. And control means for controlling the adjusting means.
[0016]
Then, the temperature of the heat medium after flowing out of the second heat exchanging means is detected, and when the detected temperature is equal to or lower than a predetermined temperature, the oil used for the vehicle to be heat-exchanged in the second heat exchanging means. Is not sufficiently heated, the control means controls the adjustment means so that the exhaust gas flows into the first heat exchange means, and the control means controls the exhaust medium to flow into the heat medium flowing into the second heat exchange means. Allow the heat of the gas to be transferred. On the other hand, if the detected temperature is higher than the predetermined temperature, it is not necessary to warm oil used for the vehicle which is further heat-exchanged in the second heat exchange means. The adjusting means is controlled so that the exhaust gas does not flow into the second heat exchange means so that the heat of the exhaust gas is not transmitted to the heat medium flowing into the second heat exchange means. As a result, it is possible to quickly and accurately warm the temperature of the oil used for the vehicle that is heat-exchanged in the second heat exchange means.
[0017]
An adjusting means for adjusting an amount of exhaust gas flowing into the first heat exchange means at least upstream or downstream of the first heat exchange means; and detecting a temperature of a heat medium in the internal combustion engine. Internal heat medium temperature detecting means for detecting the temperature of the heat medium after flowing out of the second heat exchanging means and before flowing into the internal combustion engine. And a control unit for controlling the adjusting unit based on a temperature detected by the internal heat medium temperature detecting unit and a temperature detected by the second heat exchanging unit downstream heat medium temperature detecting unit. .
[0018]
As described above, it is preferable to detect the temperature of the heat medium in the internal combustion engine and control the adjusting means based on the detected temperature, but when the temperature of the heat medium in the internal combustion engine is higher than a predetermined temperature. Even so, the temperature of the lubricating oil for the internal combustion engine or the oil for the transmission is not always sufficiently high. It is preferable to detect the temperature of the heat medium after flowing out of the second heat exchange means and before flowing into the internal combustion engine, and control the adjusting means based on the detected temperature. Even when the temperature of the engine lubricating oil or the transmission oil is higher than a predetermined temperature, the temperature of the heat medium in the internal combustion engine is not necessarily sufficiently high. Therefore, the engine is provided with a heat medium temperature detecting means in the engine and a second heat exchange means downstream heat medium temperature detecting means for detecting the temperature of the heat medium in such a place, for example, when the temperature of the heat medium in the internal combustion engine is higher than a predetermined temperature. In the case where the temperature of the heat medium after flowing out of the second heat exchange means is higher than the temperature of the heat medium in the internal combustion engine, the heat medium and the lubricating oil for the internal combustion engine or the transmission oil Since it is not necessary to raise the temperature of the first heat exchange means, the control means controls the adjustment means so that the exhaust gas does not flow into the first heat exchange means. On the other hand, if the temperature of the heat medium or the lubricating oil for the internal combustion engine or the oil for the transmission is not sufficiently high, the control means controls the adjusting means so that the exhaust gas flows into the first heat exchange means. Thus, the heat of the exhaust gas is transmitted to the heat medium, the lubricating oil for the internal combustion engine, or the oil for the transmission. As a result, the temperature of the entire vehicle drive device can be accurately controlled.
[0019]
An adjusting means for adjusting an amount of exhaust gas flowing into the first heat exchange means at least upstream or downstream of the first heat exchange means; and detecting a temperature of a heat medium in the internal combustion engine. And a second heat exchange means downstream heat medium for detecting the temperature of the heat medium after flowing out of the second heat exchange means and before flowing into the third heat exchange means. Temperature detection means, third heat exchange means downstream heat medium temperature detection means for detecting the temperature of the heat medium after flowing out of the third heat exchange means and before flowing into the internal combustion engine; Control for controlling the adjusting means based on the temperature detected by the heat medium temperature detecting means, the temperature detected by the second heat exchanging means downstream heat medium temperature detecting means, and the temperature detected by the third heat exchanging means downstream heat medium temperature detecting means Means are further provided. Door is preferred.
[0020]
In the first heat exchange means, heat is exchanged between the heat medium circulating inside and outside the internal combustion engine and the exhaust gas, and in the second heat exchange means, the heat of the heat medium after flowing out of the first heat exchange means is transferred. Heat exchange is performed so as to be transmitted to the lubricating oil for the internal combustion engine, and heat exchange is performed in the third heat exchange means so as to transmit the heat of the heat medium after flowing out of the second heat exchange means to the transmission oil. In the above configuration, as described above, the temperature of the heat medium in the internal combustion engine and the temperature of the heat medium after flowing out of the second heat exchange means are detected, and the adjusting means is controlled based on the detected temperatures. Is preferred. However, for example, even when the temperature of the heat medium in the internal combustion engine is higher than the predetermined temperature and the temperature of the lubricating oil for the internal combustion engine is higher than the temperature of the heat medium in the internal combustion engine, the temperature of the transmission oil is not sufficient. Is not necessarily high. Therefore, the apparatus further comprises a third heat exchange means downstream heat medium temperature detection means for detecting the temperature of the heat medium after flowing out of the third heat exchange means and before flowing into the internal combustion engine, and The temperature is detected, for example, when the temperature of the heat medium in the internal combustion engine, that is, the temperature detected by the heat medium temperature detection means in the engine is higher than a predetermined temperature, and the temperature of the heat medium temperature detection means downstream of the second heat exchange means is further detected. When the detected temperature and the temperature detected by the third heat exchange means downstream heat medium temperature detecting means are higher than the detected temperature of the engine heat medium temperature detecting means, the heat medium, the lubricating oil for the internal combustion engine and the transmission oil Since there is no need to raise the temperature of the first heat exchange means, the control means controls the adjustment means so that the exhaust gas does not flow into the first heat exchange means. On the other hand, if the temperature of the heat medium, the lubricating oil for the internal combustion engine or the oil for the transmission is not sufficiently high, the control means controls the adjusting means so that the exhaust gas flows into the first heat exchange means. Thus, the heat of the exhaust gas is transmitted to the heat medium, the lubricating oil for the internal combustion engine or the oil for the transmission. By doing so, the temperature of the entire vehicle drive device can be accurately controlled.
[0021]
A heat medium passage through which a heat medium circulating inside and outside the internal combustion engine flows; and first heat exchange means for performing heat exchange between the heat medium in the heat medium passage and exhaust gas discharged from the internal combustion engine. Second heat exchange means for performing heat exchange so as to transfer heat of the heat medium after flowing out of the first heat exchange means to oil used in the vehicle, wherein the heat medium is the second heat exchange means. It is preferable that the temperature control device of the vehicle drive device that flows into the internal combustion engine after flowing out of the means is as follows. Adjusting means for adjusting the amount of exhaust gas flowing into the first heat exchange means at least upstream or downstream of the first heat exchange means, and an engine for detecting a temperature of a heat medium in the internal combustion engine Internal heat medium temperature detection means, and second heat exchange means upstream heat medium temperature detection for detecting the temperature of the heat medium after flowing out of the first heat exchange means and before flowing into the second heat exchange means Means, and control means for controlling the adjusting means based on the temperature detected by the internal heat medium temperature detecting means and the temperature detected by the second heat exchange means upstream heat medium temperature detecting means.
[0022]
When the temperature of the heat medium flowing out of the second heat exchange means is higher than a predetermined temperature or the temperature of the heat medium in the internal combustion engine, the control means controls the adjustment means so that exhaust gas does not flow into the first heat exchange means. Although it is preferable to control, the temperature of the heat medium after flowing out of the second heat exchange means is the temperature after the heat exchange with the oil used for the vehicle has already been performed. The temperature of oil used in vehicles has increased to some extent. Further, the temperature is further increased by performing heat exchange with the heat medium that newly flows into the second heat exchange means thereafter. Therefore, if the adjusting means is controlled again based on the temperature of the heat medium downstream of the second heat exchanging means, the temperature of the oil used in the vehicle may increase excessively. Therefore, based on the temperature detected by the second heat exchange means upstream heat medium temperature detection means, the temperature of the oil used in the vehicle after the heat of the heat medium newly flowing into the second heat exchange means is transmitted is estimated. When the estimated temperature is higher than the temperature detected by the heat medium temperature detecting means in the engine, the control means controls the adjusting means so that the exhaust gas does not flow into the first heat exchanging means. As a result, the temperature of the vehicle drive device can be accurately controlled by effectively utilizing the amount of heat discharged from the internal combustion engine without excessively increasing the temperature of the oil used in the vehicle.
[0023]
A heat medium passage through which a heat medium circulating inside and outside the internal combustion engine flows; and first heat exchange means for performing heat exchange between the heat medium in the heat medium passage and exhaust gas discharged from the internal combustion engine. A second heat exchange means for performing heat exchange so as to transfer heat of the heat medium after flowing out of the first heat exchange means to the lubricating oil for an internal combustion engine; and a second heat exchange means for performing heat exchange after flowing out of the second heat exchange means. A third heat exchange means for performing heat exchange so as to transfer heat of the heat medium to the transmission oil, wherein the heat medium flows into the internal combustion engine after flowing out of the third heat exchange means. In the temperature control device of the driving device, the following is preferable. Adjusting means for adjusting the amount of exhaust gas flowing into the first heat exchange means at least upstream or downstream of the first heat exchange means, and an engine for detecting a temperature of a heat medium in the internal combustion engine Internal heat medium temperature detection means, and third heat exchange means upstream heat medium temperature detection for detecting the temperature of the heat medium after flowing out of the second heat exchange means and before flowing into the third heat exchange means Means, and control means for controlling the adjusting means based on the temperature detected by the engine heat medium temperature detecting means and the temperature detected by the third heat exchange means upstream heat medium temperature detecting means.
[0024]
When the temperature of the heat medium flowing out of the second heat exchange means and the temperature of the heat medium flowing out of the third heat exchange means are higher than the temperature of the heat medium in the internal combustion engine, the control means sets the temperature in the first heat exchange means. It is preferable to control the adjusting means so that the exhaust gas does not flow in. However, the temperature of the heat medium after flowing out of the third heat exchanging means is the temperature after the heat exchange with the transmission oil has already been performed. The temperature of the transmission oil has increased to some extent due to the transfer of heat from the heat medium. After that, the temperature is further increased by performing heat exchange with the heat medium newly flowing into the third heat exchange means. Therefore, if the adjusting means is controlled again based on the temperature of the heat medium downstream of the third heat exchange means, the temperature of the transmission oil may increase excessively. Therefore, based on the temperature detected by the third heat exchange means upstream heat medium temperature detection means, the temperature of the transmission oil after the heat of the heat medium is transmitted is estimated, and the estimated temperature is used as the engine internal heat. When the temperature is higher than the temperature detected by the medium temperature detecting means, the control means controls the adjusting means so that the exhaust gas does not flow into the first heat exchange means. As a result, the temperature of the vehicle drive device can be accurately controlled by effectively utilizing the amount of heat discharged from the internal combustion engine without excessively increasing the temperature of the transmission oil.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be illustratively described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to them unless otherwise specified.
[0026]
(First Embodiment)
FIG. 1 shows a schematic configuration of a vehicle drive device 1 according to the present embodiment. The vehicle drive device 1 has an
[0027]
The
[0028]
In the cooling water circulation passage configured as above, when the rotation torque of the output shaft is transmitted to the input shaft of the
[0029]
The
[0030]
An oil pump 9 driven by the
[0031]
A
[0032]
In the
[0033]
In order to control the
[0034]
[First Embodiment of Temperature Control]
Next, a first example of the temperature control of the vehicle drive device according to the present embodiment will be specifically described with reference to the flowchart of FIG.
[0035]
This temperature control is periodically performed after the internal combustion engine is started. First, at
[0036]
In step 101, the switching valve 8 is controlled so that the exhaust gas flows toward the first heat exchanger 7, and the process proceeds to step 102. As described above, the switching valve 8 is controlled by the command signal of the
[0037]
In step 102, it is determined whether the internal water temperature of the internal combustion engine, that is, the detection value of the internal
[0038]
After turning on the warm-up completion flag in step 103, the process proceeds to step 104. In step 104, the switching valve 8 is controlled so that the exhaust gas does not flow to the first heat exchanger 7, and the routine ends. As described above, the switching valve 8 is controlled by the command signal of the
[0039]
As described above, in this embodiment, when the temperature of the cooling water circulating inside and outside the internal combustion engine and the temperature of the lubricating oil circulating in the internal combustion engine are not sufficiently high and the warm-up is not completed, the
[0040]
Further, in the temperature control according to the present embodiment, for example, when warm-up is not completed, the amount of heat discharged from the internal combustion engine is effectively used to control the temperature of the cooling water and the lubricating oil circulating inside and outside the internal combustion engine. It can be controlled to rise early. As a result, the temperature of the cooling water rises early, so that the temperature of the combustion chamber also rises early, so that it is possible to improve the combustion state at the time of cold start and the like, and also to improve the temperature of the lubricating oil in the internal combustion engine. Is increased early, so that the friction loss can be reduced. Therefore, the energy efficiency of the entire vehicle can be improved, and the fuel efficiency can be improved.
[0041]
Also, as described in the section of the related art, the lubricating oil in the internal combustion engine is not directly heated by using a hydrogen storage alloy, but is heated by performing heat exchange with cooling water, thereby preventing coking. In addition, since no container or space is required for storing the hydrogen storage alloy in the internal combustion engine, the weight and cost can be reduced.
[0042]
[Second embodiment of temperature control]
Next, a second example of the temperature control of the vehicle drive device according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart in FIG. In the first embodiment, whether or not “water temperature in the internal combustion engine> Tf” is determined in step 102 of the flowchart of FIG. 2. However, in the temperature control of the present embodiment, “water temperature in the internal combustion engine” is determined. > Tf ”, it is determined at
[0043]
That is, in step 201, the switching valve 8 is controlled so that the exhaust gas flows toward the first heat exchanger 7, and the process proceeds to step 202. In
[0044]
On the other hand, when the detection value of the second heat exchanger downstream
[0045]
[Third embodiment of temperature control]
Next, a third example of the temperature control of the vehicle drive device according to the present embodiment will be specifically described with reference to the flowchart in FIG.
[0046]
This temperature control is also performed periodically after the start of the internal combustion engine. First, at
[0047]
[0048]
After turning on the warm-up completion flag in step 304, the process proceeds to step 305. This is the same as step 103 in the flowchart of FIG. Then, in step 305, the switching valve 8 is controlled so that the exhaust gas does not flow to the first heat exchanger 7, and the routine ends. As described above, the switching valve 8 is controlled by the command signal of the
[0049]
In the above-described temperature control according to the first embodiment, when the engine water temperature is higher than Tf, the exhaust gas is prevented from passing through the bypass passage 6, and the exhaust gas and the cooling water are set in the first heat exchanger 7. However, in this embodiment, even when the engine water temperature detected by the engine
[0050]
Further, in the temperature control according to the second embodiment, regardless of the water temperature in the engine, when the downstream water temperature of the second heat exchanger is higher than the predetermined temperature To, the exhaust gas is prevented from passing through the bypass passage 6. Therefore, the first heat exchanger 7 does not perform heat exchange between the exhaust gas and the cooling water. However, the downstream water temperature of the second heat exchanger is higher than the predetermined temperature To, that is, the lubrication for the internal combustion engine. Even when the temperature of the oil is higher than the predetermined temperature To, it is not necessarily higher than Tf in all the cooling water present in the water jacket in the
[0051]
Therefore, in the present embodiment, the switching valve 8 is controlled so that the exhaust gas flows to the first heat exchanger 7 until the engine water temperature and the lubricating oil for the internal combustion engine reach the predetermined temperatures and the warm-up is completed. Leave it alone. By doing so, the heat of the internal combustion engine can be effectively used, and the temperatures of the cooling water and the lubricating oil can be quickly and accurately raised.
[0052]
[Fourth embodiment of temperature control]
Next, a fourth example of the temperature control of the vehicle drive device according to the present embodiment will be specifically described with reference to the flowchart in FIG.
[0053]
This temperature control is also performed periodically after the start of the internal combustion engine. Steps 400 to 403 are the same as
[0054]
After turning on the warm-up completion flag in step 405, the process proceeds to step 406. This is the same as step 304 in the flowchart of FIG. Then, in step 406, the switching valve 8 is controlled so that the exhaust gas does not flow to the first heat exchanger 7, and the routine ends. As described above, the switching valve 8 is controlled by the command signal of the
[0055]
In the temperature control according to the third embodiment shown in the flowchart of FIG. 4, when the engine water temperature is higher than Tf and the downstream water temperature of the second heat exchanger is equal to or lower than the engine water temperature, the exhaust gas The switching valve 8 is controlled so as to flow to the first heat exchanger 7 side. However, in this control, when the internal water temperature of the engine is higher than Tf and the downstream water temperature of the second heat exchanger is equal to or lower than the internal water temperature of the engine. Even if it is, the internal combustion after the heat of the cooling water is transmitted based on the temperature of the cooling water flowing into the second heat exchanger 11, which is the value detected by the second heat exchanger upstream
[0056]
This is because the water temperature downstream of the second heat exchanger has already been subjected to heat exchange with the lubricating oil for the internal combustion engine, and the transmission of the heat of the cooling water causes the lubricating oil for the internal combustion engine to rise to some extent. I have. Further, the temperature is further increased by performing heat exchange with the cooling water flowing into the second heat exchanger 11 thereafter. Therefore, if the switching valve 8 is controlled again based on the temperature of the downstream water temperature of the second heat exchanger, the temperature of the lubricating oil for the internal combustion engine may increase excessively. Therefore, in the present embodiment, after the heat of the cooling water is transmitted based on the temperature of the cooling water flowing into the second heat exchanger 11 detected by the second heat exchanger upstream
[0057]
In
[0058]
(Second embodiment)
FIG. 6 shows a schematic configuration of a vehicle drive device 1 according to the present embodiment. In this embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and the description thereof is omitted.
[0059]
The vehicle drive device 1 according to the present embodiment has an
[0060]
The automatic transmission 19 includes an oil transmission mechanism, a transmission mechanism, and a control mechanism. In the present embodiment, the oil transmission mechanism is a
[0061]
On the other hand, in the automatic transmission 19, the lubricating oil for the entire automatic transmission 19, the hydraulic oil for mediating the power transmission of the
[0062]
In the first embodiment, the second heat exchanger 11 exchanges heat between the lubricating oil for the
[0063]
The hydraulic pump in the automatic transmission 19 is driven by the pump side of the
[0064]
The temperature control of the vehicle drive device according to the present embodiment is also described in the first to fourth examples described in the first embodiment, that is, in the flowcharts of FIGS. 2, 3, 4, and 5. It is done based on. However, what is estimated in step 404 of the flowchart in FIG. 5 is the A / T oil temperature.
[0065]
If the warm-up is not completed as a result of the temperature control, the switching valve 8 is controlled by the
[0066]
As described above, in the present embodiment, when the warming-up is not completed, the amount of heat discharged from the internal combustion engine is effectively used to circulate the cooling water circulating inside and outside the internal combustion engine and the automatic transmission 19. It can be controlled so that the temperature of the A / T oil to be raised is raised early. As a result, since the temperature of the cooling water rises early and the temperature of the combustion chamber also rises early, the combustion state at the time of cold start and the like can be improved, and the temperature of the A / T oil also rises early. , The friction loss can be reduced. Therefore, the energy efficiency of the entire vehicle can be improved, and the fuel efficiency can be improved.
[0067]
Further, instead of directly heating the A / T oil using a hydrogen storage alloy as described in the section of the related art, the A / T oil is heated by performing heat exchange with cooling water to prevent coking. In addition, since no container or space is required for storing the hydrogen storage alloy in the automatic transmission 19, the weight and cost can be reduced.
[0068]
Further, in the case of controlling the temperature based on the flowchart shown in FIG. 5, the temperature of the cooling water and the temperature of the A / T oil may be increased more than necessary, for example, it is possible to prevent the temperature of the A / T oil from rising excessively. Without increasing the temperature, the temperature of the vehicle drive device can be accurately controlled by effectively using the amount of heat discharged from the internal combustion engine.
[0069]
(Third embodiment)
FIG. 7 shows a schematic configuration of a vehicle drive device 1 according to the present embodiment. FIG. 7 shows the automatic transmission 19 described in the second embodiment with respect to FIG. 1 showing the first embodiment. Then, the
[0070]
The temperature control of the vehicle drive device according to the present embodiment is also described in the first to fourth examples described in the first embodiment, that is, in the flowcharts of FIGS. 2, 3, 4, and 5. It is done based on.
[0071]
As a result, when the warm-up is not completed, the
[0072]
As described above, in the present embodiment, when the warm-up is not completed or the like, the amount of heat discharged from the
[0073]
Further, as described in the section of the prior art, the lubricating oil for the internal combustion engine and the A / T oil are not directly heated by using the hydrogen storage alloy, but are heated by performing heat exchange with the cooling water. In addition, caulking can be prevented, and since there is no need for a container or space for storing the hydrogen storage alloy in the internal combustion engine and the automatic transmission, it is possible to reduce the weight and cost.
[0074]
[Fifth Embodiment of Temperature Control]
Next, a fifth example of temperature control of the vehicle drive device according to the present embodiment will be specifically described with reference to the flowchart in FIG.
[0075]
[0076]
After turning on the warm-up completion flag in step 505, the process proceeds to step 506. This is the same as step 304 in the flowchart of FIG. Then, in step 506, the switching valve 8 is controlled so that the exhaust gas does not flow to the first heat exchanger 7, and the routine ends. As described above, the switching valve 8 is controlled by the command signal of the
[0077]
In the temperature control shown in the flowchart of FIG. 4, when the water temperature in the engine is higher than Tf and the water temperature downstream of the second heat exchanger is higher than the water temperature in the engine, the exhaust gas flows to the first heat exchanger 7 side. Although the switching valve 8 is controlled so as not to exist, in the temperature control of the present embodiment, the case where the engine water temperature is higher than Tf and the case where the downstream water temperature of the second heat exchanger is higher than the engine water temperature. However, when the downstream water temperature of the third heat exchanger is equal to or lower than the engine water temperature, the switching valve 8 is kept controlled so that the exhaust gas flows to the first heat exchanger 7 side. This is the temperature after passing through the vicinity of the combustion chamber because the engine water temperature detected by the engine
[0078]
By doing so, the amount of heat discharged from the internal combustion engine can be effectively used, and the temperatures of the cooling water, the lubricating oil for the internal combustion engine, and the A / T oil can be quickly and accurately raised.
[0079]
[Sixth Embodiment of Temperature Control]
Next, a sixth example of the temperature control of the vehicle drive device according to the present embodiment will be specifically described with reference to the flowchart in FIG.
[0080]
This temperature control is also performed periodically after the internal combustion engine is started. Steps 600 to 604 are the same as
[0081]
After turning on the warm-up completion flag in step 606, the process proceeds to step 607. This is the same as step 505 in the flowchart of FIG. Then, in step 607, the switching valve 8 is controlled so that the exhaust gas does not flow to the first heat exchanger 7, and the control ends. As described above, the switching valve 8 is controlled by the command signal of the
[0082]
In the temperature control shown in the flowchart of FIG. 8, even if the engine water temperature is higher than Tf and the second heat exchanger downstream water temperature is higher than the engine water temperature, the third heat exchanger downstream water temperature is lower than the engine water temperature. In some cases, the switching valve 8 is controlled so that the exhaust gas flows to the first heat exchanger 7 side. However, in the temperature control according to the present embodiment, the engine water temperature is higher than Tf and Even when the second heat exchanger downstream water temperature is higher than the engine water temperature and the third heat exchanger downstream water temperature is equal to or lower than the engine water temperature, the detection value of the second heat exchanger downstream
[0083]
This is because the water temperature downstream of the third heat exchanger is the temperature after the cooling water has already exchanged heat with the A / T oil. I have. Further, the temperature is further increased by performing heat exchange with the cooling water flowing into the
[0084]
In
[0085]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the temperature of the heat medium or the lubricating oil in the internal combustion engine or the temperature of the A / T oil in the transmission is controlled by effectively utilizing the amount of heat obtainable in the vehicle with a simple configuration. Thus, the temperature of the entire vehicle drive device can be controlled.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a vehicle drive device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a flowchart of a first example of temperature control of the vehicle drive device according to the first embodiment.
FIG. 3 is a flowchart of a second example of the temperature control of the vehicle drive device according to the first embodiment.
FIG. 4 is a flowchart of a third example of temperature control of the vehicle drive device according to the first embodiment.
FIG. 5 is a flowchart of a fourth example of temperature control of the vehicle drive device according to the first embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a vehicle drive device according to a second embodiment.
FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a vehicle drive device according to a third embodiment.
FIG. 8 is a flowchart of a fifth example of temperature control of the vehicle drive device according to the third embodiment.
FIG. 9 is a flowchart of a sixth example of temperature control of the vehicle drive device according to the third embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Vehicle drive system
2 Internal combustion engine
3 Water pump
4 Cooling water passage
5 Exhaust passage
6 Bypass passage
7 First heat exchanger
8 Switching valve
9 Oil pump
10 Lubricating oil passage
11 Second heat exchanger
12 Radiator
13 Radiator bypass passage
14 Thermostat
15 ECU
16 Engine water temperature sensor
17 Second heat exchanger upstream water temperature sensor
18 Water temperature sensor downstream of the second heat exchanger
19 Automatic transmission
20 Torque converter
21 Gear transmission section
22 Hydraulic control unit
23 A / T oil passage
24 Third heat exchanger
25 3rd heat exchanger downstream water temperature sensor
Claims (17)
当該熱媒体通路内の熱媒体と内燃機関から排出される排気ガスとの間で熱交換を行わせる第1熱交換手段と、
当該第1熱交換手段を流出した後の熱媒体の熱を車両に用いられる油へ伝達するように熱交換を行わせる第2熱交換手段と、を備えることを特徴とする車両用駆動装置の温度制御装置。A heat medium passage through which the heat medium flows,
First heat exchange means for performing heat exchange between the heat medium in the heat medium passage and exhaust gas discharged from the internal combustion engine;
A second heat exchange means for performing heat exchange so as to transfer heat of the heat medium after flowing out of the first heat exchange means to oil used in the vehicle. Temperature control device.
前記第2熱交換手段を流出した後の熱媒体の熱を変速機用油へ伝達するように熱交換を行わせる第3熱交換手段をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の車両用駆動装置の温度制御装置。Oil used for a vehicle in which heat is exchanged by the second heat exchange means is a lubricating oil for an internal combustion engine,
The vehicle according to claim 1, further comprising third heat exchange means for performing heat exchange so as to transfer heat of the heat medium after flowing out of the second heat exchange means to the transmission oil. Temperature control device for the driving device.
前記内燃機関内の熱媒体の温度を検出する機関内熱媒体温度検出手段と、
当該機関内熱媒体温度検出手段の検出温度に基づいて前記調節手段を制御する制御手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項3又は5に記載の車両用駆動装置の温度制御装置。Adjusting means for adjusting the amount of exhaust gas flowing into the first heat exchange means, at least either upstream or downstream of the first heat exchange means;
Engine heat medium temperature detection means for detecting the temperature of the heat medium in the internal combustion engine,
The temperature control device for a vehicle drive device according to claim 3, further comprising: a control unit that controls the adjustment unit based on a temperature detected by the engine heat medium temperature detection unit.
前記第2熱交換手段から流出した後であって前記内燃機関内へ流入する前の熱媒体の温度を検出する第2熱交換手段下流熱媒体温度検出手段と、
当該第2熱交換手段下流熱媒体温度検出手段の検出温度に基づいて前記調節手段を制御する制御手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項3又は5に記載の車両用駆動装置の温度制御装置。Adjusting means for adjusting the amount of exhaust gas flowing into the first heat exchange means, at least either upstream or downstream of the first heat exchange means;
A second heat exchange means downstream heat medium temperature detection means for detecting the temperature of the heat medium after flowing out of the second heat exchange means and before flowing into the internal combustion engine;
The temperature of the vehicle drive device according to claim 3, further comprising: a control unit that controls the adjustment unit based on a temperature detected by the second heat exchange unit downstream heat medium temperature detection unit. Control device.
前記内燃機関内の熱媒体の温度を検出する機関内熱媒体温度検出手段と、
前記第2熱交換手段から流出した後であって前記内燃機関内へ流入する前の熱媒体の温度を検出する第2熱交換手段下流熱媒体温度検出手段と、
前記機関内熱媒体温度検出手段の検出温度及び前記第2熱交換手段下流熱媒体温度検出手段の検出温度に基づいて前記調節手段を制御する制御手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項3又は5に記載の車両用駆動装置の温度制御装置。Adjusting means for adjusting the amount of exhaust gas flowing into the first heat exchange means, at least either upstream or downstream of the first heat exchange means;
Engine heat medium temperature detection means for detecting the temperature of the heat medium in the internal combustion engine,
A second heat exchange means downstream heat medium temperature detection means for detecting the temperature of the heat medium after flowing out of the second heat exchange means and before flowing into the internal combustion engine;
A control unit for controlling the adjusting unit based on a temperature detected by the internal heat medium temperature detecting unit and a temperature detected by the second heat exchanging unit downstream heat medium temperature detecting unit. 6. The temperature control device for a vehicle drive device according to 3 or 5.
前記内燃機関内の熱媒体の温度を検出する機関内熱媒体温度検出手段と、
前記第2熱交換手段から流出した後であって前記第3熱交換手段内へ流入する前の熱媒体の温度を検出する第2熱交換手段下流熱媒体温度検出手段と、
前記第3熱交換手段から流出した後であって前記内燃機関内へ流入する前の熱媒体の温度を検出する第3熱交換手段下流熱媒体温度検出手段と、
前記機関内熱媒体温度検出手段の検出温度,前記第2熱交換手段下流熱媒体温度検出手段の検出温度及び前記第3熱交換手段下流熱媒体温度検出手段の検出温度に基づいて前記調節手段を制御する制御手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項5に記載の車両用駆動装置の温度制御装置。Adjusting means for adjusting the amount of exhaust gas flowing into the first heat exchange means, at least either upstream or downstream of the first heat exchange means;
Engine heat medium temperature detection means for detecting the temperature of the heat medium in the internal combustion engine,
A second heat exchange means downstream heat medium temperature detection means for detecting the temperature of the heat medium after flowing out of the second heat exchange means and before flowing into the third heat exchange means;
A third heat exchange means downstream heat medium temperature detection means for detecting the temperature of the heat medium after flowing out of the third heat exchange means and before flowing into the internal combustion engine;
The adjusting means is controlled based on the temperature detected by the engine heat medium temperature detecting means, the temperature detected by the second heat exchanging means downstream heat medium temperature detecting means, and the temperature detected by the third heat exchanging means downstream heat medium temperature detecting means. The temperature control device for a vehicle drive device according to claim 5, further comprising: control means for controlling.
前記内燃機関内の熱媒体の温度を検出する機関内熱媒体温度検出手段と、
前記第1熱交換手段から流出した後であって前記第2熱交換手段内へ流入する前の熱媒体の温度を検出する第2熱交換手段上流熱媒体温度検出手段と、
前記機関内熱媒体温度検出手段の検出温度及び前記第2熱交換手段上流熱媒体温度検出手段の検出温度に基づいて前記調節手段を制御する制御手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項3に記載の車両用駆動装置の温度制御装置。Adjusting means for adjusting the amount of exhaust gas flowing into the first heat exchange means, at least either upstream or downstream of the first heat exchange means;
Engine heat medium temperature detection means for detecting the temperature of the heat medium in the internal combustion engine,
A second heat exchange means upstream heat medium temperature detection means for detecting the temperature of the heat medium after flowing out of the first heat exchange means and before flowing into the second heat exchange means;
A control unit for controlling the adjusting unit based on a temperature detected by the engine heat medium temperature detecting unit and a temperature detected by the second heat exchanging unit upstream heat medium temperature detecting unit. 4. The temperature control device for a vehicle drive device according to 3.
前記内燃機関内の熱媒体の温度を検出する機関内熱媒体温度検出手段と、
前記第2熱交換手段から流出した後であって前記第3熱交換手段内へ流入する前の熱媒体の温度を検出する第3熱交換手段上流熱媒体温度検出手段と、
前記機関内熱媒体温度検出手段の検出温度及び前記第3熱交換手段上流熱媒体温度検出手段の検出温度に基づいて前記調節手段を制御する制御手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項5に記載の車両用駆動装置の温度制御装置。Adjusting means for adjusting the amount of exhaust gas flowing into the first heat exchange means, at least either upstream or downstream of the first heat exchange means;
Engine heat medium temperature detection means for detecting the temperature of the heat medium in the internal combustion engine,
A third heat exchange means upstream heat medium temperature detection means for detecting the temperature of the heat medium after flowing out of the second heat exchange means and before flowing into the third heat exchange means;
The control means for controlling the adjusting means based on the temperature detected by the heat medium temperature detecting means in the engine and the temperature detected by the upstream heat medium temperature detecting means in the third heat exchanging means. 6. The temperature control device for a vehicle drive device according to claim 5.
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2003
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