JP2008128433A - 自動変速機の温度調節装置 - Google Patents

Abstract

【課題】化学物質潜熱材や化学反応蓄熱材を用いることなく自動変速機の温度管理が可能で、変速機用流体の温度変化に起因する燃費の低下、変速ショックの低減、変速機寿命の延長が期待できること。
【解決手段】自動変速機５内及びオイルパン６内のＡＴＦを、切替弁４０を介して流入し、その流入したＡＴＦを流出するように接続されて循環し、前記ＡＴＦを冷却させるクーラ２０と、自動変速機５内及びオイルパン６内のＡＴＦを、切替弁４０を介して流入し、その流入したＡＴＦは逆止弁５０を介して流出するように接続され、所定量のＡＴＦを収容する断熱された所望の容積を有する蓄熱タンク３０とを具備し、自動変速機５内のＡＴＦの温度が所望の温度に近付くように、クーラ２０側と蓄熱タンク３０側とを切替弁４０で切替えて制御するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動変速機の温度調節装置に関するものであり、特に、トルクコンバータ及び変速機構及びオイルパンで囲まれる空間に収容された変速機用流体の温度調節に関するものである。

従来の自動変速機の温度調節装置として、例えば、特許文献１で開示された技術がある。特許文献１には、自動変速機を備える車両用駆動装置において、油圧配管中にバイパス配管が設けられ、バイパス配管には蓄熱タンクが設けられている。蓄熱タンクには、変速機用流体の温度調整に使用される熱を蓄えるための潜熱材が収容されている。これにより、内燃機関の始動直後等ラジエータを循環する冷却水の温度が低い場合、或いは登坂、渋滞時等変速機用流体の温度が通常運転時より高温になった場合、ラジエータによる変速機用流体の加熱、冷却が不可能または不十分となるときに、変速機用流体をバイパス配管から蓄熱タンクに導入し、変速機用流体の加熱、冷却を行うものである。
特開２００２−３９３３９

ところが、特許文献１の技術は、クーラ回路、クーラ、蓄熱タンク、バイパス経路を振り分ける切替弁が４個必要となり、クーラ配管及びその制御が複雑となり、価格的にも高価にならざるを得ない。
また、蓄熱タンクには、炭化水素、包接化合物、無機塩水和物、無機塩共融混合物等の化学物質潜熱材や、水、アンモニア、アルコール、水素化金属、水酸化物、有機溶液等の物質からなる化学反応蓄熱材を用いており、蓄熱タンクの故障時に変速機用流体に異物質が混入する可能性が高い。

そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、化学物質潜熱材や化学反応蓄熱材を用いることなく自動変速機の温度管理が可能で、変速機用流体の温度変化に起因する燃費の低下、変速ショックの低減、変速機寿命の延長が期待できる自動変速機の温度調節装置の提供を課題とするものである。

請求項１にかかる自動変速機の温度調節装置は、自動変速機内の変速機用流体（以下、単に『ＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid）』という）を冷却させるクーラ側管路と、前記自動変速機内のＡＴＦを収容する断熱された蓄熱タンク側管路を具備し、前記自動変速機内のＡＴＦの温度が所望の温度に近付くように、前記クーラ側と前記蓄熱タンク側とを切替弁で切替えて制御するものである。
ここで、上記クーラは、自動変速機内のＡＴＦを冷却する公知の冷却装置であり、フィンを含むラジエータ、そのラジエータをファンで強制冷却する装置として対応できるものである。また、上記切替弁は、少なくとも、前記クーラ側と前記蓄熱タンク側との切替えができればよく、２方向の切替えまたはそれに停止を加えた３方向の切替えとすることができる。そして、上記蓄熱タンクは、断熱材で金属容器を収容したものであるが、セラミックス容器とすることもでき、基本的には、断熱機能を有しているものであればよく、周囲を真空または空気を入れた断熱層としたステンレス容器とすることもできる。更に、上記制御回路は、自動変速機内のＡＴＦの温度が所望の温度範囲に近付くように、前記自動変速機内のＡＴＦの温度を基に、前記クーラ側または前記蓄熱タンク側を切替弁で切替え制御できればよい。

請求項２にかかる自動変速機の温度調節装置は、自動変速機内のＡＴＦを冷却させるクーラ側管路と、前記自動変速機内のＡＴＦを収容する断熱され、かつ、必要に応じて冷却可能な蓄熱タンク側管路を具備し、前記自動変速機内のＡＴＦの温度が所望の温度範囲に近付くように、前記クーラ側と前記蓄熱タンク側とを切替弁で切替えて制御するものである。このとき、蓄熱タンクのＡＴＦの温度は、所望の温度よりも高くなったときには、蓄熱タンクのＡＴＦの温度を低下させておき、前記自動変速機の負荷の上昇に対応させるものである。
ここで、上記クーラは、自動変速機内のＡＴＦを冷却する公知の冷却装置であり、フィンを含むラジエータ、そのラジエータをファンで強制冷却する装置として対応できるものである。また、上記切替弁は、少なくとも、前記クーラ側と前記蓄熱タンク側との切替えができればよく、２方向の切替えまたはそれに停止を加えた３方向の切替えとすることができる。そして、上記蓄熱タンクは、断熱材で金属容器を収容したものであるが、セラミックス容器とすることもでき、基本的には、断熱機能を有しているものであればよく、周囲を真空または空気を入れた断熱層としたステンレス容器とすることもできる。また、少なくとも冷却が必要な場合には、特定の温度までＡＴＦの温度を冷却できる温度制御自在な機構を有するものである。更に、上記制御回路は、自動変速機内のＡＴＦの温度が所望の温度範囲に近付くように、前記自動変速機内のＡＴＦの温度を基に、前記クーラ側または前記蓄熱タンク側を切替弁で切替え制御すると共に、前記蓄熱タンク内のＡＴＦの温度が所望の温度を超えたときには、前記蓄熱タンク内のＡＴＦを冷却すべく制御するものである。

請求項３にかかる自動変速機の温度調節装置において、前記蓄熱タンクの温度制御自在な機構は、ペルチェ素子による温度制御機構としたものである。ここで、ペルチェ素子は、前記蓄熱タンク内のＡＴＦの冷却のみの使用でもよいし、前記蓄熱タンク内のＡＴＦの冷却と過熱を行うようにしてもよい。

請求項４にかかる自動変速機の温度調節装置において、前記蓄熱タンクの温度制御自在な機構は、ラジエータによる強制冷却機構としたものである。ここで、上記強制冷却機構とは、ラジエータに対してファン等の強制通風手段で冷却させる機能を有しておればよい。

請求項５にかかる自動変速機の温度調節装置において、前記蓄熱タンクの前記切替弁を配置した反対側の位置に逆止弁を配設したものであるから、前記切替弁と前記逆止弁で前記蓄熱タンクの変速機用流体の流れを独立させるものである。したがって、通常の開閉バルブにも置換できるが、制御回路から制御指令を出す必要性がないものである。

請求項６にかかる自動変速機の温度調節装置の前記切替弁で切替える前記自動変速機内の前記変速機用流体の所定の温度とは、前記クーラの放熱量と前記自動変速機の発熱量が均衡したときの自動変速機内の温度としたものである。ここで、前記クーラの放熱量と前記自動変速機の発熱量が均衡したときの自動変速機内の温度とは、一義的に決定される特定の温度を意味するものではなく、条件によって決定される温度である。

請求項７にかかる自動変速機の温度調節装置は、イグニッションキーを投入したとき、前記自動変速機内の前記変速機用流体の温度よりも、前記蓄熱タンク内の前記変速機用流体の温度が高いときには、前記蓄熱タンク側から前記自動変速機内に前記変速機用流体を流して暖機運転を行うものである。ここで、前記自動変速機内の前記変速機用流体の温度よりも、前記蓄熱タンク内の前記変速機用流体の温度が高いときは、前記自動変速機内の前記変速機用流体の温度よりも、前記蓄熱タンク内の前記変速機用流体の温度を低く設定してあっても、前記蓄熱タンク内の前記変速機用流体の温度が高く、前記自動変速機内の前記変速機用流体の温度が低いときには、前記蓄熱タンク側から前記自動変速機内に前記変速機用流体を流して暖機運転を行うものである。

請求項１の自動変速機の温度調節装置は、自動変速機内のＡＴＦを冷却させるクーラ側管路と、前記自動変速機内のＡＴＦを収容する断熱された蓄熱タンク側管路を具備し、前記自動変速機内のＡＴＦの温度が所望の温度に近付くように、前記クーラ側と前記蓄熱タンク側とを切替弁で切替えて制御するものである。ここで、仮に、冬季にイグニッションキーを投入したとすると、自動変速機内のＡＴＦは冷えているから、蓄熱タンクのＡＴＦを使用することにより、前記自動変速機内のＡＴＦの温度が所望の温度に近付くように、自動変速機内のＡＴＦの温度を上昇させ、その粘性を低下させ、それによって燃費を低下させることができる。同様に、粘性低下による変速ショックの低減を行うことができる。そして、自動変速機の負荷の低減によりその寿命を延長することができる。
また、自動変速機内のＡＴＦが登坂路等により前記自動変速機に対する負荷の増大があると、自動変速機内のＡＴＦの温度が上昇する。このとき、自動変速機内のＡＴＦよりも温度が低い蓄熱タンクのＡＴＦを使用することにより、前記自動変速機内のＡＴＦの温度が所望の温度に近付くようにＡＴＦの温度を低下させることができ、それによってＡＴＦの劣化を低減することができ、その寿命を延長することができる。

請求項２の自動変速機の温度調節装置は、自動変速機内のＡＴＦを冷却させるクーラ側管路と、前記自動変速機内のＡＴＦのＡＴＦを収容し、必要に応じて少なくとも冷却可能な蓄熱タンク側管路を具備し、前記自動変速機内のＡＴＦの温度が所望の温度範囲に近付くように、前記クーラ側と前記蓄熱タンク側とを切替弁で切替えて制御する。このとき、前記蓄熱タンクのＡＴＦの温度が、設定温度よりも高くなったとき、それを冷却するために、前記蓄熱タンクのＡＴＦの温度を低下させておき、前記自動変速機の負荷の上昇に対応させるものである。
ここで、仮に、冬季にイグニッションキーを投入したとすると、自動変速機内のＡＴＦは冷えているから、蓄熱タンクのＡＴＦを使用することにより、前記自動変速機内のＡＴＦの温度が所望の温度範囲に近付くように、自動変速機内のＡＴＦの温度を上昇させ、その粘性を低下させ、それによって燃費を低下させることができる。同様に、粘性低下による変速ショックの低減を行うことができる。そして、自動変速機の負荷の低減によりその寿命を延長することができる。また、自動変速機内のＡＴＦが登坂路等により前記自動変速機に対する負荷の増大があるとき、予め蓄熱タンクのＡＴＦの温度を冷却しておき、そして、自動変速機内のＡＴＦの温度が所定の温度よりも上昇すると、前記蓄熱タンク内の低い温度のＡＴＦを使用することにより、前記自動変速機内のＡＴＦの温度を所望の温度範囲に近付くように低下させることができ、それによってＡＴＦの劣化を低減することができ、その寿命を延長することができる。

請求項３にかかる自動変速機の温度調節装置においては、前記蓄熱タンクの温度制御自在な機構をペルチェ素子による温度制御機構としたものであるから、請求項２に記載の効果に加えて、前記蓄熱タンク内のＡＴＦの冷却を行うようにすることができ、自動変速機の過負荷によって自動変速機内のＡＴＦ温度が高くなったときに、その温度を急激に抑えることができる。なお、ペルチェ素子による加熱は、自動変速機内のＡＴＦの温度を低い冬季に車両のエンジン始動時に対応させると、自動変速機の駆動初期のＡＴＦの温度を上げることができる。

請求項４にかかる自動変速機の温度調節装置において、前記蓄熱タンクの温度制御自在な機構は、ラジエータによる強制冷却機構としたものであるから、請求項２に記載の効果に加えて、前記蓄熱タンク内のＡＴＦの冷却を行うことができ、自動変速機の過負荷によって自動変速機内のＡＴＦ温度が高くなったときに、その温度を急激に抑えることができる。

請求項５にかかる自動変速機の温度調節装置において、前記蓄熱タンクの前記切替弁を配置した反対側の位置に逆止弁を配設したものであるから、請求項１乃至請求項４の効果に加えて、前記切替弁と前記逆止弁で前記蓄熱タンクの変速機用流体の流れを独立させるものであり、蓄熱効果が良好である。また、通常の開閉バルブにも置換できるが、制御回路から制御指令を出す必要性がなく、制御機能を考慮する必要性がない。

請求項６にかかる自動変速機の温度調節装置の前記切替弁で切替える前記自動変速機内の前記変速機用流体の所定の温度とは、前記クーラの放熱量と前記自動変速機の発熱量が均衡したときの自動変速機内の温度としたものであるから、請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載の効果に加えて、気象条件等の車両の外部条件、負荷等によって前記クーラの放熱量と前記自動変速機の発熱量が均衡したときの自動変速機内の温度が変化するから、前記変速機用流体の劣化する可能性を考慮して、その温度を設定することができる。

請求項７にかかる自動変速機の温度調節装置は、イグニッションキーを投入したとき、前記自動変速機内の前記変速機用流体の温度よりも、前記蓄熱タンク内の前記変速機用流体の温度が高いときには、前記蓄熱タンク側から前記自動変速機内に前記変速機用流体を流して暖機運転を行うものであるから、請求項１乃至請求項６の何れか１つに記載の効果に加えて、イグニッションキーを投入したとき、前記自動変速機内の前記変速機用流体の温度が冷えているときには、前記蓄熱タンク側から前記自動変速機内に前記変速機用流体を流して暖機運転を行うものであるから、運転初期の負荷の低減、燃費の向上を期待することができる。

[実施の形態１]
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。なお、本実施の形態において、図中、同一記号及び同一符号は、同一または相当する機能部分であるから、ここでは重複する説明を省略する。
図１は本発明の実施の形態１の自動変速機の温度調節装置の全体構成を示す概略構成図で、図２は本発明の実施の形態１の自動変速機の温度調節装置の蓄熱タンクの概略構成図である。また、図３は本発明の実施の形態１の自動変速機の温度調節装置の切替弁をクーラ側に切替えた場合の概略構成図で、図４は本発明の実施の形態１の自動変速機の温度調節装置の切替弁を蓄熱タンク側に切替えた場合の概略構成図である。そして、図５は本発明の実施の形態１の自動変速機の温度調節装置の温度制御タイムチャートであり、図６は本発明の実施の形態１の自動変速機の温度調節装置の制御回路が実行するプログラムのフローチャートである。

図１において、エンジン１の出力軸は、トルクコンバータ２に回転数及び回転トルクを入力し、トルクコンバータ２に入力された回転数及び回転トルクを変換し、その出力を変速機構４のインプットシャフト７から入力され、変速され、アウトプットシャフト８から出力される。自動変速機５は、トルクコンバータ２及び変速機構４からなり、トルクコンバータ２のハウジング３並びに変速機構４及びオイルパン６で形成される空間内には、自動変速機５に内蔵されているＡＴＦポンプによって、ＡＴＦが自動変速機５内を循環している。
一般に、自動変速機５には、トルクコンバータ２及び変速機構４で囲まれる空間及びオイルパン６で囲まれるＡＴＦ収容空間を有する。自動変速機５のハウジング及びトルクコンバータ２及び変速機構４で囲まれる空間及びオイルパンで囲まれる空間内の温度は、通常、車両の置かれた停止された環境の温度となるが、エンジン１の駆動、走行によって、トルクコンバータ２及び変速機構４の温度が上昇する。

本実施の形態の自動変速機の温度調節装置は、自動変速機５の変速機構４にＡＴＦの吐出口１１が設けられ、オイルパン６に吸入口１２が設けられている。クーラ２０は、ＡＴＦを冷却するフィン、ラジエータからなり、図示しないラジエータから所定の熱量を常に放熱しており、自動変速機５との間を循環することにより自動変速機５の温度上昇を抑えている。このクーラ２０は自動変速機５及びオイルパン６内のＡＴＦを冷却する公知の冷却装置であり、フィンを含むラジエータの自然冷却の他に、ファンで強制冷却するものもある。

また、蓄熱タンク３０は、図２に示すように、所定量のＡＴＦを収容する所望の容積を有する断熱容器であり、断熱材３１で金属容器を収容したものである。本発明を実施する場合には、セラミックス容器も可能であり、基本的には、断熱機能を有しているものであればよく、周囲を真空または空気を入れた断熱層を有する空間としたステンレス容器も使用可能である。蓄熱タンク３０に対するＡＴＦの吸込みは下部から行われ、上部から流出されることによって、短期間に温度の高いＡＴＦを優先的に流出するようになっている。

切替弁４０は、自動変速機５の吐出口１１から流出されるＡＴＦをクーラ２０側または蓄熱タンク３０側に切替えるバルブで、電気的に切替え制御される。逆止弁５０は、蓄熱タンク３０側から吸入口１２の方向にのみＡＴＦの流れを許容するもので、逆に、蓄熱タンク３０側の圧力が低下しても、吸入口１２側からの流れが生じない。
オイルパン６に吸入口１２付近には、温度センサ６１が設置され、温度センサ６１の出力はマイクロコンピュータからなる制御回路６０に入力されている。制御回路６０では、温度センサ６１の出力を基にプログラム制御され、その出力で切替弁４０の切替え制御を行っている。
なお、逆止弁５０は、蓄熱タンク３０側から吸入口１２の方向にのみＡＴＦの流れを許容するものであり、単に開閉弁とすることもできる。

本実施の形態の自動変速機の温度調節装置は、自動変速機５内及びオイルパン６内のＡＴＦを、その吐出口１１側から流出したＡＴＦを切替弁４０を介してクーラ２０に流入し、また、その吸入口１２側から流入したＡＴＦをクーラ２０から流出するように接続されている。また、自動変速機５内のＡＴＦ及びオイルパン６内のＡＴＦの吐出口１１側に配設し、その吐出口１１側から流出したＡＴＦは切替弁４０を介して蓄熱タンク３０に流入し、また、その吸入口１２側から流入する蓄熱タンク３０のＡＴＦは逆止弁５０を介して流出するように接続されている。そして、制御回路６０は、自動変速機５内のＡＴＦの温度が所望の温度範囲に近付くように、クーラ２０側と蓄熱タンク３０側とを切替弁４０で切替え制御する。所望の温度範囲とは、車両が所定時間定速走行状態にある自動変速機５内及びオイルパン６内の変速機用流体の温度であり、本実施の形態では設定温度Ｔhで示すものとする。

次に、図３及び図４を用いて切替弁４０の開閉について具体的に説明する。
切替弁４０が制御回路６０によってクーラ２０側の流れを選択すると、図３に示すように、吐出口１１からのＡＴＦが切替弁４０を通過して、クーラ２０に到着する。クーラ２０で熱交換、即ち、ＡＴＦを冷却して、オイルパン６側に設けられた吸入口１２に送給される。この経路によって、自動変速機５のＡＴＦは冷却され、通常、自動変速機５の設定温度Ｔhが９０℃程度で定常運転される。
切替弁４０が制御回路６０によって蓄熱タンク３０側の流れを選択すると、図４に示すように、吐出口１１からのＡＴＦが切替弁４０を通過して、蓄熱タンク３０に到着する。蓄熱タンク３０で保温状態となり、即ち、蓄熱タンク３０内のＡＴＦの温度が自動変速機５よりも低いときには自動変速機５の温度を冷やすように、蓄熱タンク３０内のＡＴＦの温度が自動変速機５の温度よりも高いときには、自動変速機５の温度を暖めるように、オイルパン６側に設けられた吸入口１２に送給される。この経路によって、自動変速機５のＡＴＦは冷却または加温される。

次に、図５を用いて、本発明の実施の形態１の自動変速機の温度調節装置の温度制御タイムチャートを説明する。
まず、車両は長時間停車していて、自動変速機５及びオイルパン６の温度が低下しているものとする。しかし、蓄熱タンク３０の温度が蓄熱設定温度Ｔ℃に設定されているとき、車両のイグニッションキー６２がオンになる前には、当該蓄熱設定温度Ｔ℃以下でＡＴＦが蓄熱されているものとする。
図５において、イグニッションキー６２がオンになると、同時に切替弁４０が蓄熱タンク３０側の流れを選択する。蓄熱タンク３０から高温のＡＴＦが逆止弁５０を介して排出されると、自動変速機５及びオイルパン６の温度が急激に上昇する。また、自動変速機５のクラッチ及び変速機能によっても温度が上昇する。その後、蓄熱タンク３０から供給されるＡＴＦの温度は、自動変速機５及びオイルパン６のＡＴＦ温度と一体となって上昇する。蓄熱タンク３０の温度が蓄熱設定温度Ｔ℃に設定されているとき、温度センサ６１の出力が蓄熱設定温度Ｔ℃になったとき、切替弁４０は蓄熱タンク３０側の管路を閉じ、クーラ２０側を選択する。爾後、蓄熱タンク３０は、蓄熱設定温度Ｔ℃を維持すべく、切替弁４０と逆止弁５０で閉じられて、ＡＴＦの流れが遮断状態となる。

切替弁４０が蓄熱タンク３０側の管路を閉じ、クーラ２０側の流れを選択すると、自動変速機５及びオイルパン６のＡＴＦが吐出口１１から切替弁４０を介して排出され、クーラ２０のみによって自動変速機５及びオイルパン６のＡＴＦの温度を冷却する。自動変速機５のクラッチ及び変速機能によって温度が上昇し、そして、クーラ２０の放熱熱量と自動変速機５の発熱熱量の均衡がとれたとき、所定の定常状態の温度Ｔｈとなる。このとき、蓄熱タンク３０の蓄熱設定温度はＴ℃であり、少なくとも、所定の定常状態の温度Ｔｈ−蓄熱設定温度Ｔ℃との間には、（Ｔｈ−Ｔ）℃の開きがある。

ここで、自動変速機５に急激な負荷が加わると、自動変速機５の温度は上昇し、図５のａで示したように、設定温度Ｔｈ℃を超えた温度となる。このとき、制御回路６０は自動変速機５の温度を低下させるべく、蓄熱タンク３０側の管路を開き、クーラ２０側の管路を閉じる。したがって、自動変速機５の温度は、蓄熱タンク３０の蓄熱設定温度Ｔ℃で低下させられる。このときの温度降下は、蓄熱タンク３０の蓄熱容量で決定され、自動変速機５の温度の低下が停止した状態で、切替弁４０は蓄熱タンク３０側の管路を閉じ、クーラ２０側を選択する。爾後、蓄熱タンク３０は、蓄熱設定温度Ｔ℃を維持すべく、切替弁４０と逆止弁５０で閉じられて、ＡＴＦの流れが遮断状態となる。

この一連の動作を、制御回路６０は、図６に示すように制御する。
まず、イグニッションキー６２がオンになることによって、このルーチンの処理を開始する。ステップＳ１でイグニッションキー（Ｅ／Ｇ）６２がオンになるのを確認すると、ステップＳ２で切替弁４０を蓄熱タンク３０側に開とし、ステップＳ３で自動変速機（Ａ／Ｔ）５の温度が蓄熱設定温度Ｔ℃よりも高いか否かを判断し、自動変速機（Ａ／Ｔ）５の温度が蓄熱設定温度Ｔ℃よりも低いときには、ステップＳ２で切替弁４０を蓄熱タンク３０側に開を維持して、蓄熱タンク３０のＡＴＦで自動変速機５の温度を上昇させる。
ステップＳ３で自動変速機（Ａ／Ｔ）５の温度が蓄熱設定温度Ｔ℃よりも高いと判断されたとき、ステップＳ４で切替弁４０を蓄熱タンク３０側に閉とし、ステップＳ５の処理に入り、自動変速機（Ａ／Ｔ）５の温度が所定の設定温度（Ｔｈ＋α）℃であるか判断し、自動変速機（Ａ／Ｔ）５の温度が所定の設定温度（Ｔｈ＋α）℃以下のとき、ステップＳ５で設定温度（Ｔｈ＋α）℃以下でなくなるのを待つ。

ステップＳ５で自動変速機（Ａ／Ｔ）５の温度が所定の設定温度（Ｔｈ＋α）℃以上と判断したとき、自動変速機（Ａ／Ｔ）５の温度が高いことを意味するから、ステップＳ６で蓄熱タンク３０側に開とし、自動変速機５の温度は蓄熱タンク３０の蓄熱設定温度Ｔ℃で低められて、自動変速機５の温度は低下する。このときの温度降下は、蓄熱タンク３０の蓄熱容量で決定されるから、それをステップＳ７で、自動変速機５の温度の低下速度を監視し、低下速度が停止した状態で、ステップＳ８で切替弁４０は蓄熱タンク３０側の管路を閉じ、クーラ２０側を選択する。その後、ステップＳ９でイグニッションキー（Ｅ／Ｇ）６２がオフになるまで、ステップＳ３からステップＳ９のルーチンを繰り返し実行する。イグニッションキー（Ｅ／Ｇ）６２がオフになると、ステップＳ１０で切替弁４０が閉じ、蓄熱タンク３０を独立させて蓄熱状態とする。
なお、本実施の形態のステップＳ７では、自動変速機５の温度の低下速度を監視するものであるが、本発明を実施する場合には、温度センサを蓄熱タンク３０の温度を検出するようにすれば、比較によって結論を出すことができる。しかし、本実施例の形態においては、１個の温度センサの出力のみで制御可能であるという効果がある。

このように、本実施の形態の自動変速機の温度調節装置は、自動変速機５内及びオイルパン６内のＡＴＦを冷却させるクーラ２０側の管路と、自動変速機５内のＡＴＦ及びオイルパン６内のＡＴＦを収容する断熱された蓄熱タンク３０側の管路を具備し、自動変速機５内のＡＴＦの温度が所望の温度Ｔhに近付くように、クーラ２０側と蓄熱タンク３０側とを切替弁４０で切替えて制御するものである。ここで、仮に、冬季にイグニッションキー６２を投入したとすると、自動変速機５内及びオイルパン６内のＡＴＦは冷えているから、蓄熱タンク３０のＡＴＦを使用することにより、自動変速機５内のＡＴＦの温度が所望の温度Ｔhに近付くように、自動変速機５内のＡＴＦの温度を上昇させ、その粘性を低下させ、それによって燃費を低下させることができる。同様に、粘性低下による変速ショックの低減を行うことができる。そして、自動変速機５のＡＴＦ負荷の低減によりその寿命を延長することができる。また、自動変速機５内及びオイルパン６内のＡＴＦが登坂路等により自動変速機５に対する負荷の増大があると、自動変速機５内及びオイルパン６内のＡＴＦの温度が上昇する。このとき、自動変速機５内及びオイルパン６内のＡＴＦよりも温度が低い蓄熱タンク３０のＡＴＦを使用することにより、自動変速機５内のＡＴＦの温度が所望の温度Ｔhに近付くようにＡＴＦの温度を低下させることができ、それによってＡＴＦの劣化を低減することができ、その寿命を延長することができる。

[実施の形態２]
図７は本発明の実施の形態２の自動変速機の温度調節装置の蓄熱タンクの概略構成図で、図８は本発明の実施の形態２の自動変速機の温度調節装置の蓄熱タンクの他の事例の概略構成図である。また、図９は本発明の実施の形態２の自動変速機の温度調節装置の切替弁をクーラ側に切替えた場合の概略構成図で、図１０は本発明の実施の形態２の自動変速機の温度調節装置の切替弁を蓄熱タンク側に切替えた場合の概略構成図である。そして、図１１は本発明の実施の形態２の自動変速機の温度調節装置の温度制御タイムチャートであり、図１２は本発明の実施の形態２の自動変速機の温度調節装置の制御回路が実行するプログラムのフローチャートである。

蓄熱タンク３０は、図７、図８に示すように、所定量のＡＴＦを収容する所望の容積を有する断熱容器であり、断熱材３１で金属容器を収容したものである。本発明を実施する場合には、セラミックス容器等の使用も可能であり、基本的には、断熱機能を有しているものであればよく、周囲を真空または空気を入れた断熱層を有する空間としたステンレス容器も使用可能である。蓄熱タンク３０に対するＡＴＦの吸込みは下部から行われ、上部から流出されることによって、温度の高いＡＴＦを優先的に流出するようになっている。温度センサ３２は蓄熱タンク３０のＡＴＦの温度を検出するものであり、基本的に上記実施の形態と相違するものではない。

図７において、ペルチェ素子３３はペルチェ効果を用いた熱交換素子で、外側に多くのフィン３４が設けられており、当該放熱フィン３４はファン３５での風で冷却される。勿論、ペルチェ素子３３の通電方向によっては、放熱フィン３４側から熱を吸収し、蓄熱タンク３０のＡＴＦを過熱することもできる。本実施の形態の蓄熱タンク３０はフィン３４がファン３５で冷却されるものであるから、冷却しないときには、良好な断熱特性で断熱することができる。ここで、ペルチェ素子３３とファン３５は温度制御機構３８を構成し、イグニッションキー６２がオンになったときは、蓄熱タンク３０の温度の上昇に伴う自動変速機５の暖機に、運転中には、所定の温度に下げておき自動変速機５の冷却に使用することができる。
図８は蓄熱タンク３０の一部に放熱フィン３７を設けたものであり、通常では、蓄熱タンク３０として蓄熱効果があるが、自動変速機５内のＡＴＦの温度が上昇しすぎる場合に放熱フィン３７の作用が勝り、自動変速機５の温度を低下させることができる。特に、運転中には、放熱フィン３７、ラジエータによる温度制御機構３８によって、所定の温度に下げておき自動変速機５のＡＴＦの冷却に使用することができる。

次に、図９及び図１０を用いて切替弁４０の開閉、蓄熱タンクの温度管理について具体的に説明する。
切替弁４０が制御回路６０によってクーラ２０側の流れを選択すると、図９に示すように、吐出口１１からのＡＴＦが切替弁４０を通過して、クーラ２０に到着する。クーラ２０で熱交換、即ち、ＡＴＦを冷却して、オイルパン６に設けられた吸入口１２に送給される。この経路によって、自動変速機５のＡＴＦは冷却され、通常、自動変速機５の設定温度Ｔhが９０℃程度で定常運転される。定常運転を行っているときには、自動変速機５の温度が高くならないように、ペルチェ素子３３とファン３５からなる温度制御機構３８を用いて蓄熱タンク３０内の温度を蓄熱設定温度Ｔ℃または運転中はそれ以下に下げておき、自動変速機５の負荷が大きいときには、蓄熱タンク３０内のＡＴＦを自動変速機５に供給して、温度を低下させる。
なお、本実施の形態では、イグニッションキー６２がオンになったときに、ペルチェ素子３３とファン３５からなる温度制御機構３８によって、蓄熱タンク３０のＡＴＦの温度を高めて、自動変速機５の温度を早く定常状態に上げることもできる。

切替弁４０が制御回路６０によって蓄熱タンク３０側の流れを選択すると、図１０に示すように、吐出口１１からのＡＴＦが切替弁４０を通過して、蓄熱タンク３０に到着する。蓄熱タンク３０で保温状態となり、即ち、蓄熱タンク３０内のＡＴＦの温度が自動変速機５よりも低いときには自動変速機５を冷やすように、蓄熱タンク３０内のＡＴＦの温度が自動変速機５の温度よりも高いときには、自動変速機５の温度を暖めるように、オイルパン６に設けられた吸入口１２に送給される。この経路によって、自動変速機５のＡＴＦは冷却または加温される。

次に、図１１を用いて、本発明の実施の形態２の自動変速機の温度調節装置の温度制御タイムチャートを説明する。
まず、車両は長時間停車していて、自動変速機５及びオイルパン６の温度が低下しているものとする。蓄熱タンク３０の温度が蓄熱設定温度Ｔ℃に設定されているとき、車両のイグニッションキー６２がオンになる前には、当該蓄熱設定温度Ｔ℃以下の温度でＡＴＦが蓄熱されているものとする。
図１１において、イグニッションキー６２がオンになると、同時に切替弁４０が蓄熱タンク３０側の流れを選択する。蓄熱タンク３０から高温のＡＴＦが逆止弁５０を介して排出されると、自動変速機５及びオイルパン６の温度が急激に上昇する。また、自動変速機５の変速機能によっても温度が上昇する。その後、蓄熱タンク３０から供給されるＡＴＦの温度は、自動変速機５及びオイルパン６の温度と一体となって上昇する。蓄熱タンク３０の温度センサ３２の出力が蓄熱設定温度Ｔ℃になったとき、切替弁４０は蓄熱タンク３０側の管路を閉じ、クーラ２０側を選択する。その後、蓄熱タンク３０は、蓄熱設定温度Ｔ℃を維持すべく、切替弁４０と逆止弁５０で閉じられて、ＡＴＦの流れが遮断状態となる。

切替弁４０が蓄熱タンク３０側の管路を閉じ、クーラ２０側の流れを選択すると、自動変速機５及びオイルパン６のＡＴＦが吐出口１１から切替弁４０を介して排出され、クーラ２０のみによって自動変速機５及びオイルパン６のＡＴＦの温度を冷却するが、自動変速機５の変速機能によって、更に、温度が上昇し、その後、クーラ２０の放熱熱量と自動変速機５の発熱熱量の均衡がとれたとき、所定の定常状態の温度Ｔｈとなる。このとき、蓄熱タンク３０の蓄熱設定温度はＴ℃であり、少なくとも、所定の定常状態の温度Ｔｈ−蓄熱設定温度Ｔ℃との間には、（Ｔｈ−Ｔ）℃の開きがある。

ここで、自動変速機５に急激な負荷が加わると、自動変速機５の温度は上昇し、図１１に示したように、設定温度Ｔｈ℃を超えた（Ｔｈ＋α）℃となる。このとき、制御回路６０は切替弁４０のＡＴＦを自動変速機５に供給して、自動変速機５の温度を低下させるべく、蓄熱タンク３０側の管路を開き、クーラ２０側の管路を閉じる。したがって、自動変速機５の温度は、蓄熱タンク３０の蓄熱設定温度Ｔ℃で低められて、自動変速機５の温度は低下する。このとき、温度降下は、蓄熱タンク３０の蓄熱容量及びペルチェ素子３３とファン３５からなる温度制御機構３８によって決定される。蓄熱タンク３０の蓄熱設定温度Ｔ℃を超えると、切替弁４０が蓄熱タンク３０側の管路を閉じ、クーラ２０側を選択した状態で、蓄熱タンク３０の温度はペルチェ素子３３とファン３５からなる温度制御機構３８によって低下させられる。その後、蓄熱タンク３０は、蓄熱設定温度Ｔ℃を維持すべく、切替弁４０と逆止弁５０で閉じられて、ＡＴＦの流れの遮断状態でペルチェ素子３３とファン３５からなる温度制御機構３８によって冷却される。

この一連の動作を、制御回路６０は、図１２に示すように制御される。
まず、イグニッションキー６２がオンになることによって、このルーチンの処理を開始する。ステップＳ２１でイグニッションキー（Ｅ／Ｇ）６２がオンになるのを確認すると、ステップＳ２２で切替弁４０を蓄熱タンク３０側に開とし、ステップＳ２３で自動変速機（Ａ／Ｔ）５の温度が蓄熱設定温度Ｔ℃よりも高いか否かを判断し、ステップＳ２３で自動変速機（Ａ／Ｔ）５の温度が蓄熱設定温度Ｔ℃よりも高くないとき、ステップＳ２２の状態を維持し、切替弁４０を蓄熱タンク３０側に開とし、蓄熱タンク３０のＡＴＦで自動変速機５の温度を上昇させる。
ステップＳ２３で自動変速機（Ａ／Ｔ）５の温度が蓄熱設定温度Ｔ℃よりも高いとき、ステップＳ２４で切替弁４０を蓄熱タンク３０側に閉とし、クーラ２０側に開とし、ステップＳ２５の処理に入り、自動変速機（Ａ／Ｔ）５の温度が所定の設定温度（Ｔｈ＋α）℃であるか判断し、自動変速機（Ａ／Ｔ）５の温度が所定の設定温度（Ｔｈ＋α）℃以下で自動変速機（Ａ／Ｔ）５が運転されるのを監視する。

ステップＳ２５で自動変速機（Ａ／Ｔ）５の温度が所定の設定温度（Ｔｈ＋α）℃を監視し、自動変速機（Ａ／Ｔ）５の温度が所定の設定温度（Ｔｈ＋α）℃以上と判断されたとき、ステップＳ２６で蓄熱タンク３０側に開とし、自動変速機５の温度は蓄熱タンク３０の蓄熱設定温度Ｔ℃で薄められて、自動変速機５の温度を低下させる。このとき、温度降下は、蓄熱タンク３０の蓄熱容量で決定されるから、それをステップＳ２７で自動変速機５の温度の低下速度を監視し、低下速度が停止したとき、ステップＳ２８で切替弁４０は蓄熱タンク３０側の管路を閉じ、クーラ２０側を選択する。その後、ステップＳ２９で蓄熱タンク３０の温度の上昇を監視し、蓄熱タンク３０の温度が蓄熱設定温度Ｔ℃を超えたと判断されるとき、ステップＳ３０でペルチェ素子３３とファン３５からなる温度制御機構３８によって蓄熱タンク３０の温度を低下させ、ステップＳ３１で蓄熱タンク３０の温度が蓄熱設定温度Ｔ℃以下になるのを判断し、ステップＳ３１で蓄熱タンク３０の温度が蓄熱設定温度Ｔ℃以下になるまでステップＳ３０及びステップＳ３１のルーチンの処理をなし、ステップＳ３１で蓄熱タンク３０の温度が蓄熱設定温度Ｔ℃以下になったと判断したとき、ステップＳ３２でペルチェ素子３３とファン３５からなる温度制御機構３８の動作を終了させ、ステップＳ３３でイグニッションキー（Ｅ／Ｇ）６２がオフになるまで、ステップＳ２５からステップＳ３３のルーチンを繰り返し実行する。イグニッションキー（Ｅ／Ｇ）６２がオフになると、ステップＳ３４で切替弁４０が閉じ、蓄熱タンク３０を独立させて蓄熱状態とする。

上記実施の形態の自動変速機の温度調節装置は、自動変速機５内のＡＴＦ及びオイルパン６内のＡＴＦを、その吐出側から流出したＡＴＦを切替弁４０を介して流入し、また、その吸入側から流入するＡＴＦを流出するように接続されて循環し、前記ＡＴＦを冷却させるクーラ２０と、自動変速機５内のＡＴＦ及びオイルパン６内のＡＴＦの吐出側に配設し、その吐出側から流出したＡＴＦは切替弁４０を介して流入し、また、その吸入側から流入するＡＴＦは逆止弁５０を介して流出するように接続され、所定量のＡＴＦを収容する断熱された所望の容積を有し、温度制御自在な機構、即ち、温度制御機構３８を有する蓄熱タンク３０と、自動変速機５内のＡＴＦの温度が所望の温度Ｔhより高いときには、自動変速機５内のＡＴＦの温度が所望の温度Ｔhに近付くように、クーラ２０側と蓄熱タンク３０側とを切替弁４０で切替えて制御する制御回路６０とを具備するものである。

したがって、自動変速機５内及びオイルパン６内のＡＴＦを冷却させるクーラ２０側の管路と、自動変速機５内のＡＴＦ及びオイルパン６内のＡＴＦを収容する断熱され、かつ、必要に応じて冷却可能な蓄熱タンク３０側の管路を具備し、自動変速機５内のＡＴＦの温度が所望の温度Ｔhに近付くように、クーラ２０側と蓄熱タンク３０側とを切替弁４０で切替えて制御するものである。このとき、蓄熱タンク３０のＡＴＦの温度は、自動変速機５内及びオイルパン６内のＡＴＦの温度が、所望の温度Ｔhよりも高くなったとき、それを冷却するために、蓄熱タンク３０のＡＴＦの温度を低下させておき、自動変速機５の負荷の上昇に対応させるものである。

ここで、仮に、冬季にイグニッションキー６２を投入したとすると、自動変速機５内及びオイルパン６内のＡＴＦは冷えているから、蓄熱タンク３０のＡＴＦを使用することにより、前記自動変速機５内のＡＴＦの温度が所望の温度Ｔhに近付くように、自動変速機５内のＡＴＦの温度を上昇させ、その粘性を低下させ、それによって燃費を低下させることができる。同様に、粘性低下による変速ショックの低減を行うことができる。そして、自動変速機５の負荷の低減によりその寿命を延長することができる。また、自動変速機５内及びオイルパン６内のＡＴＦが登坂路等により自動変速機５に対する負荷の増大があるとき、予め蓄熱タンク３０のＡＴＦの温度を冷却しておく。そして、自動変速機５内及びオイルパン６内のＡＴＦの温度が所定の温度よりも上昇すると、自動変速機５内及びオイルパン６内のＡＴＦよりも温度が低い蓄熱タンク３０のＡＴＦを使用することにより、自動変速機５内のＡＴＦの温度を所望の温度Ｔhに近付くように低下させることができ、それによってＡＴＦの劣化を低減することができ、その寿命を延長することができる。

また、上記実施の形態の自動変速機の温度調節装置の蓄熱タンク３０の温度制御自在な機構は、ペルチェ素子３３による温度制御機構３８としたものでは、蓄熱タンク３０の温度制御自在な機構をペルチェ素子３３による温度制御機構としたものであるから、蓄熱タンク３０内のＡＴＦの冷却、または必要に応じて過熱を行うようにすることができ、自動変速機５内及びオイルパン６内のＡＴＦが冷えているときの温度上昇を急激に上昇させることができる。また、自動変速機５の過負荷に対しても、蓄熱タンク３０内のＡＴＦを冷却し、それを供給することにより、自動変速機５内及びオイルパン６内のＡＴＦの温度を低下させることができる。

そして、上記実施の形態の自動変速機の温度調節装置において、蓄熱タンク３０の温度制御自在な機構として、ラジエータによる温度制御機構３８としたものは、ラジエータに対してファン等の強制通風手段で冷却させるものであるから、ファン等の強制通風手段の停止により保温特性を良好とすることができる。

図１は本発明の実施の形態１の自動変速機の温度調節装置の全体構成を示す概略構成図である。 図２は本発明の実施の形態１の自動変速機の温度調節装置の蓄熱タンクの概略構成図である。 図３は本発明の実施の形態１の自動変速機の温度調節装置の切替弁をクーラ側に切替えた場合の概略構成図である。 図４は本発明の実施の形態１の自動変速機の温度調節装置の切替弁を蓄熱タンク側に切替えた場合の概略構成図である。 図５は本発明の実施の形態１の自動変速機の温度調節装置の温度制御タイムチャートである。 図６は本発明の実施の形態１の自動変速機の温度調節装置の制御回路が実行するプログラムのフローチャートである。 図７は本発明の実施の形態２の自動変速機の温度調節装置の蓄熱タンクの概略構成図である。 図８は本発明の実施の形態２の自動変速機の温度調節装置の蓄熱タンクの他の事例の概略構成図である。 図９は本発明の実施の形態２の自動変速機の温度調節装置の切替弁をクーラ側に切替えた場合の概略構成図である。 図１０は本発明の実施の形態２の自動変速機の温度調節装置の切替弁を蓄熱タンク側に切替えた場合の概略構成図である。 図１１は本発明の実施の形態２の自動変速機の温度調節装置の温度制御タイムチャートである。 図１２は本発明の実施の形態２の自動変速機の温度調節装置の制御回路が実行するプログラムのフローチャートである。

符号の説明

５ 自動変速機
６ オイルパン
１１ 吐出口
１２ 吸入口
２０ クーラ
３０ 蓄熱タンク
３８ 温度制御機構
４０ 切替弁
５０ 逆止弁
６０ 制御回路
６１，３２ 温度センサ
６２ イグニッションキー

Claims (7)

1. 自動変速機内の変速機用流体を、切替弁を介して流入し、その流入した前記変速機用流体を流出すべく接続された前記変速機用流体を冷却させるクーラと、
   前記自動変速機内の前記変速機用流体を、前記切替弁を介して流入し、その流入した前記変速機用流体を流出すべく接続された蓄熱可能な所望の容積を有する蓄熱タンクと、
   前記自動変速機内の前記変速機用流体の温度よりも、前記蓄熱タンク内の前記変速機用流体の温度を低く設定しておき、前記自動変速機内の前記変速機用流体の温度が所定の温度以上か否かに応じて、前記クーラ側と前記蓄熱タンク側とを切替弁で切替え制御する制御回路と
   を具備することを特徴とする自動変速機の温度調節装置。
2. 自動変速機内の変速機用流体を、切替弁を介して流入し、その流入した前記変速機用流体を流出すべく接続された前記変速機用流体を冷却させるクーラと、
   前記自動変速機内の前記変速機用流体を、前記切替弁を介して流入し、その流入した前記変速機用流体を流出すべく接続された蓄熱可能な所望の容積を有し、かつ、前記変速機用流体の温度制御自在な機構を有する蓄熱タンクと、
   前記自動変速機内の前記変速機用流体の温度よりも、前記蓄熱タンク内の前記変速機用流体の温度を低く設定しておき、かつ、前記蓄熱タンク内の前記変速機用流体の温度が所定の温度となるように温度制御し、前記自動変速機内の前記変速機用流体の温度が所定の温度以上か否かに応じて、前記クーラ側と前記蓄熱タンク側とを切替弁で切替え制御する制御回路と
   を具備することを特徴とする自動変速機の温度調節装置。
3. 前記蓄熱タンクの温度制御自在な機構は、ペルチェ素子による温度制御機構としたことを特徴とする請求項２に記載の自動変速機の温度調節装置。
4. 前記蓄熱タンクの温度制御自在な機構は、ラジエータによる強制冷却機構としたことを特徴とする請求項２に記載の自動変速機の温度調節装置。
5. 前記蓄熱タンクには、前記切替弁を配置した反対側の位置に逆止弁を配設したことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１つに記載の自動変速機の温度調節装置。
6. 前記切替弁で切替える前記自動変速機内の前記変速機用流体の所定の温度とは、前記クーラの放熱量と前記自動変速機の発熱量が均衡したときの自動変速機内の温度としたことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載の自動変速機の温度調節装置。
7. イグニッションキーを投入したとき、前記自動変速機内の前記変速機用流体の温度よりも、前記蓄熱タンク内の前記変速機用流体の温度が高いときには、前記蓄熱タンク側から前記自動変速機内に前記変速機用流体を流して暖機運転を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１つに記載の自動変速機の温度調節装置。

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