JP2008008489A - 車両の燃料経済性を改善するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の燃料経済性を改善するための装置および方法を提供する。
【解決手段】トランスミッションフルード３０を収容するトランスミッションサンプ３４を有するトランスミッション１５と、前記サンプ内に配置され、少なくとも部分的にトランスミッションフルード内に沈められる熱交換器２８とを備える。複数のエンジン冷却液チャネル２２を有するエンジンを備える。エンジンポンプ１６は、エンジン１４に動作可能に連結される。エンジンポンプは、複数のエンジン冷却液チャネルを通し、次いで熱交換器を通して、エンジン冷却液を移送するように構成される。エンジン冷却液からの熱は、エンジン冷却液が熱交換器を通過するときに、トランスミッションフルードへと伝達される。トランスミッションフルードに伝達された熱によって、トランスミッションフルードの粘度が低減され、トランスミッションのスピン損失が低減され、燃料経済性が改善される。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般に、車両のエンジンから熱を吸収し、吸収された熱を車両のトランスミッションに伝達することによって、暖機中の車両の燃料経済性を改善するための方法および装置に関する。

車両は、始動された後に、構成要素の温度が周囲温度から定常状態の動作温度へと上昇する「暖機」時間を経る。車両のトランスミッションフルードは、暖機時間中に加熱されるそのような構成要素のうちの１つである。トランスミッションフルードが完全に加熱されるまで、その粘度が上昇し、トランスミッションフルードと接触する回転構成要素のスピン損失も増大される。暖機中にスピン損失が増大することによって、車両の効率および燃料経済性が低減される。

車両の燃料経済性を改善するための装置および方法を提供すること。

本発明の装置は、車両の燃料経済性を改善するようになされる。装置は、トランスミッションフルード（自動変速機用の流体、特に自動変速機用のオイル）を収容するトランスミッションサンプを有するトランスミッションと、前記サンプ内に配置され少なくとも部分的にトランスミッションフルード内に沈められる熱交換器とを備える。装置はまた、複数のエンジン冷却液チャネルを有するエンジンを備える。エンジンに、エンジンポンプが動作可能に連結される。エンジンポンプは、複数のエンジン冷却液チャネルを通し、次いで熱交換器を通して、エンジン冷却液を移送するように構成される。エンジン冷却液からの熱は、エンジン冷却液が熱交換器を通過するときに、トランスミッションフルードへと伝達される。トランスミッションフルードに伝達された熱によって、トランスミッションフルードの粘度が低減され、そのためトランスミッションのスピン損失が低減され、燃料経済性が改善される。

装置はまた、複数のエンジン冷却液チャネルから熱交換器へのエンジン冷却液の流れを、選択的に妨げるように構成された第１の弁を備えることができる。
装置はまた、エンジンに動作可能に連結された、エンジンの温度を低減するように構成された放熱器を備えることもできる。

装置はまた、複数のエンジン冷却チャネルから放熱器へのエンジン冷却液の流れを、選択的に妨げるように構成された第２の弁を備えることもできる。
装置はまた、トランスミッションに動作可能に連結されたトランスミッションフルード冷却器を備えることもできる。

装置はまた、トランスミッションフルードをサンプからトランスミッションフルード冷却器へと移送するように構成された、トランスミッションポンプを備えることもできる。
装置はまた、サンプからトランスミッションフルード冷却器へのトランスミッションフルードの流れを、選択的に妨げるように構成された第３の弁を備えることもできる。

本発明はまた、車両の燃料経済性を改善するための方法を提供する。この方法は、エンジンの熱を吸収するためのエンジン冷却液を提供することを含む。熱交換器は、トランスミッションサンプ内のトランスミッションフルード内に、少なくとも部分的に沈められる。エンジン冷却液は、エンジン冷却液からの熱がトランスミッションフルードによって吸収されるように、熱交換器を通して移送される。トランスミッションフルードによって吸収される熱によって、トランスミッションフルードの粘度が低減され、そのため、スピン損失が低減され、燃料経済性が改善される。

本発明の上記特徴および利点、ならびに別の特徴および利点は、以下の本発明を実施するための最良の形態を添付の図面と併せて読むことにより、容易に明らかになる。

図１を参照すると、本発明による車両１０の概略図が示されている。車両１０の好ましい一実施形態は、実線で識別されるそれらの構成要素のみを備えるが、車両１０の一代替実施形態は、実線で識別される構成要素および破線で識別される構成要素を備える。

最初に、車両１０の好ましい実施形態を説明する。図１に示すように、車両１０は、トランスミッション１５に動作可能に連結された内燃エンジン１４などを備える、パワートレイン１２を有する。エンジン１４に動作可能に連結されたエンジンポンプ１６は、ポンプ入口１８およびポンプ出口２０を備える。

ポンプ出口２０は、好ましくは、エンジン１４を冷却するために、エンジン冷却液（図示せず）を、１つまたは複数のエンジン冷却液チャネル２２へと移送する。より詳細には、冷却液チャネル２２は、エンジンの熱を吸収し、それによってエンジン温度を低減するために、エンジン１４全体にわたり冷却液を循環させる。エンジンの熱を吸収する行程中に、エンジン冷却液の温度は上昇する。加熱されたエンジン冷却液は、エンジンポンプ１６から、放熱器２４、ヒータコア２６、および／または熱交換器２８へと、加圧下で移送される。放熱器２４は、従来のやり方でエンジン冷却液の温度を低減するように構成される。ヒータコア２６は、一般に、暖房、換気、および冷房（ＨＶＡＣ）システム（図示せず）の一部であり、そこに移送される加熱される冷却液は、ＨＶＡＣシステムの加熱部分を動作させるために使用することができる。熱交換器２８は、以下で詳細に説明するように、エンジン冷却液とトランスミッションフルード３０との間で熱を伝達するように構成される。

図１に示すように、エンジン冷却液（図示せず）は、好ましくは、エンジン冷却液チャネル２２からヒータコア２６へと、またエンジン冷却液チャネル２２から熱交換器２８へと移送される。ただし、別の流路を想定することができることが理解されるべきである。一例として、エンジン冷却液を、まずエンジン冷却液チャネル２２からヒータコア２６に、その後ヒータコア２６から熱交換器２８に移送することができる。反対に、エンジン冷却液を、まずエンジン冷却チャネル２２から熱交換器２８に、次いで熱交換器２８からヒータコア２６に移送することができる。

弁またはソレノイド３１は、エンジン冷却液（図示せず）が所定の温度に到達するまで、冷却液チャネル２２から放熱器２４へのエンジン冷却液の移送を遮断するように構成される。好ましい一実施形態によれば、弁３１は、それに動作可能に連結された制御モジュール（図示せず）によって開閉される。制御モジュールは、好ましくは、温度センサ（図示せず）を用いてエンジン冷却液の温度を測定または感知し、所定の温度が達成されるまで弁３１を閉じたままに保つ。したがって、たとえば暖機時間中など、エンジン冷却液の温度が比較的低いときは、冷却液チャネル２２を出る冷却液はすべて、ヒータコア２６および／または熱交換器２８へと移送される。本発明のための「暖機」時間は、その間に車両の構成要素温度が、周囲温度から定常状態の動作温度へと上げられる時間である。

トランスミッション１５は、トランスミッションフルード３０を収容するサンプまたはリザーバ３４と流体連通する、トランスミッションポンプ３２を備える。トランスミッションポンプ３２は、サンプ３４からトランスミッションフルード３０を汲み出し、それを、所望の冷却、潤滑、および／または圧力要件を満たすために、トランスミッション１５全体に循環させるように構成される。車両の暖機時間中は、トランスミッションフルード３０の温度は比較的低く、その粘度はそれに対応して比較的高い。上昇したトランスミッションフルード３０の粘度によって、トランスミッション１５内でさらなるスピン損失が生み出され、それによって車両１０の燃料経済性が低減される。したがって、トランスミッションフルード３０を、より迅速にその定常状態動作温度まで高めることによって、トランスミッションのスピン損失が最低限に抑えられ、燃料経済性が改善される。

熱交換器２８は、車両の暖機中にトランスミッションフルード３０をより迅速に加熱し、それによって車両１０の燃料経済性を改善するように構成される。熱交換器２８は、サンプ３４内に配置され、少なくとも部分的にトランスミッションフルード３０内に沈められる。したがって、エンジン冷却液チャネル２２からの加熱されたエンジン冷却液（図示せず）が、熱交換器２８を通過するとき、エンジン冷却液の熱が、トランスミッションフルード３０へと伝達される。この熱伝達は、トランスミッションフルード３０をより迅速に暖めるように作用し、それによってトランスミッションのスピン損失が低減され、燃料経済性が改善される。

弁またはソレノイド３６は、好ましくは、トランスミッションフルード３０が第１の所定の温度に到達した後の、冷却液チャネル２２から熱交換器２８へのエンジン冷却液（図示せず）の移送を、遮断または停止するように構成される。弁３６は、車両の暖機時間が終了した後の、トランスミッションフルード３０の加熱を妨げるために使用することができる。有利には、トランスミッションフルード３０が第２の所定の温度に到達した後にトランスミッションフルード３０を冷却するために、弁３６を、非遮断状態にし、または再び開くことができる。たとえば、車両１０が、重い負荷を牽引し、かつ／または上り坂を移動している場合、トランスミッションフルード３０の温度が、エンジン冷却液の温度を超える可能性がある。したがって、トランスミッションフルード３０の温度が高くなりすぎる場合、弁３６を開いて、熱交換器２８を通るエンジン冷却液の移動を可能にすることができ、それにより、相対的に低温のエンジン冷却液が、相対的に高温のトランスミッションフルード３０から熱を吸収することができる。

次に、車両１０の一代替実施形態を説明する。車両１０の代替実施形態は、好ましい実施形態に関して上記で説明した構成要素をすべて備え、また、図１に破線で示すトランスミッションフルード冷却器３８も備える。トランスミッションフルード３０が、何らかの冷却、潤滑、および／または圧力要件を満たすためにトランスミッション１５の全体にわたり循環されるとき、トランスミッションフルード３０は、熱を吸収することができる。トランスミッションフルード冷却器３８は、加熱されたトランスミッションフルード３０の温度を、従来のやり方で低減させるように構成される。トランスミッションポンプ３２は、以下で詳細に説明するように、トランスミッションフルード３０を、第１の流路４２を通してトランスミッションフルード冷却器３８へと移送し、あるいは、トランスミッションフルード３０を、第２の流路４４を通して移送してサンプ３４へと戻すように、選択的に構成される。

弁またはソレノイド４０は、トランスミッションフルードの流れを、第１の流路４２または第２の流路４４の一方へと送るように構成される。より詳細には、トランスミッションフルード３０がその動作温度より低い場合、弁４０は、トランスミッションフルード冷却器３８が迂回されるように、第１の流路４２を遮断し、第２の流路４４を開く。トランスミッションフルード３０がその動作温度に到達した後に、弁４０は、トランスミッションフルード３０がトランスミッションフルード冷却器３８を通過するように、第１の流路４２を開き、第２の流路４４を遮断する。暖機時に流体冷却器３８を迂回することによって、トランスミッションフルード３０が加熱される速度が上昇し、それによって、車両の燃料経済性が上記のようなやり方で改善される。

本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明してきたが、本発明に関する当業者であれば、本発明を添付の特許請求の範囲の範囲内で実行するための、様々な代替設計および実施形態を認識するであろう。

本発明による車両のパワートレインを示す概略図である。

符号の説明

１０ 車両
１２ パワートレイン
１４ エンジン
１５ トランスミッション
１６ エンジンポンプ
１８ エンジンポンプ入口
２０ エンジンポンプ出口
２２ エンジン冷却液チャネル
２４ 放熱器
２６ ヒータコア
２８ 熱交換器
３０ トランスミッションフルード
３１ 弁
３２ トランスミッションポンプ
３４ サンプ
３６ 弁
３８ トランスミッションフルード冷却器
４０ 弁
４２ 第１の流路
４４ 第２の流路

Claims (14)

1. 車両の燃料経済性を改善するための装置において、
   トランスミッションであって、
   トランスミッションフルードを収容するサンプと、
   前記トランスミッションフルードと熱交換するように前記サンプ内に配置される熱交換器と、
   を備えるトランスミッションと、
   前記トランスミッションに動作可能に連結され、エンジン冷却液チャネルを有するエンジンと、
   前記エンジンに動作可能に連結され、エンジン冷却液を、前記冷却液チャネルを通し、次いで前記熱交換器を通して移送するように構成される、エンジンポンプとを備え、
   前記エンジン冷却液が前記エンジン冷却液チャネルを通過するとき、エンジンの熱が前記エンジン冷却液によって吸収され、前記エンジン冷却液が前記熱交換器を通過するとき、前記エンジン冷却液からの熱が前記トランスミッションフルードによって吸収され、そのため、トランスミッションフルードの粘度が低減され、それによってトランスミッションのスピン損失が低減され、車両の燃料経済性が改善される装置。
2. 前記エンジン冷却液チャネルから前記熱交換器への前記エンジン冷却液の流れを、選択的に妨げるように構成された第１の弁をさらに備える、請求項１に記載の装置。
3. 前記エンジンに動作可能に連結される、前記エンジン冷却液の温度を低減するように構成された放熱器をさらに備える、請求項２に記載の装置。
4. 前記冷却液チャネルから前記放熱器への前記エンジン冷却液の流れを、選択的に妨げるように構成された第２の弁をさらに備える、請求項３に記載の装置。
5. 前記トランスミッションに動作可能に連結されたトランスミッションフルード冷却器をさらに備える、請求項４に記載の装置。
6. トランスミッションフルードを、前記サンプから前記トランスミッションフルード冷却器へと移送するように構成されたトランスミッションポンプをさらに備える、請求項５に記載の装置。
7. 前記サンプから前記トランスミッションフルード冷却器への前記トランスミッションフルードの前記流れを、選択的に妨げるように構成された第３の弁をさらに備える、請求項６に記載の装置。
8. 前記エンジン冷却液チャネルからの前記エンジン冷却液を受け、その後前記エンジン冷却液を前記エンジンポンプへと戻して移送するようになされたヒータコアをさらに備える、請求項７に記載の装置。
9. 前記熱交換器が、少なくとも部分的に前記トランスミッションフルード内に沈められる、請求項１に記載の装置。
10. 内燃エンジンと、トランスミッションオイルを有するトランスミッションとを備える、車両のパワートレインにおけるスピン損失を低減する方法であって、
    前記トランスミッションオイルの粘度、および前記トランスミッションの動作温度に到達するために必要とされる時間を低減するために、前記エンジンの暖機中に前記エンジンと前記トランスミッションオイルの間で熱交換を選択的に十分に行うステップを含む方法。
11. エンジン冷却液を有する内燃エンジンと、トランスミッションオイルを有するトランスミッションとを備える、車両のパワートレインの性能を改善する方法であって、
    前記トランスミッションオイルを冷却するために、車両の負荷が大きい時間中に、前記エンジン冷却液と前記トランスミッションオイルの間で選択的に熱交換を行うステップを含む方法。
12. 車両の燃料経済性を改善する方法であって、
    エンジンから熱を吸収するためのエンジン冷却液を提供するステップと、
    前記エンジン冷却液と流体連通し、トランスミッションのサンプ内のトランスミッションフルード内に少なくとも部分的に沈められる、熱交換器を提供するステップと、
    前記エンジン冷却液からの熱が前記トランスミッションフルードによって吸収されるように、前記熱交換器を通して前記エンジン冷却液を移送するステップとを含み、前記トランスミッションフルードの粘度が低減され、それによってスピン損失が低減され、燃料経済性が改善される、方法。
13. 前記エンジン冷却液の前記熱交換器への前記移送を選択的に遮断するステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記エンジン冷却液を移送する前記ステップが、前記エンジン冷却液を移送するためにエンジンポンプを使用するステップを含む、請求項１３に記載の方法。

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