JP2010223024A

JP2010223024A - 油温制御システム

Info

Publication number: JP2010223024A
Application number: JP2009069024A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Umeno; 泰史梅野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-03-19
Filing date: 2009-03-19
Publication date: 2010-10-07

Abstract

【課題】潤滑油の油温制御および潤滑油の熱エネルギーを用いた発電を行い得る油温制御システムを提供すること。
【解決手段】この油温制御システム１は、充電および放電できるバッテリー５と、バッテリー５を電源としてエンジンの潤滑油を加温あるいは冷却できると共に潤滑油の熱エネルギーを用いて発電できるペルチェ素子３と、潤滑油の油温を計測する油温センサ２とを備えている。この油温制御システム１では、エンジン稼働時にて、油温センサ２の出力値が所定の範囲外にあるときに、ペルチェ素子３が潤滑油を加温あるいは冷却して潤滑油の油温を制御する。また、油温センサ２の出力値が所定の範囲内にあるときに、ペルチェ素子３が潤滑油の熱エネルギーを用いて発電する。
【選択図】図１

Description

この発明は、油温制御システムに関し、さらに詳しくは、潤滑油の油温制御および潤滑油の熱エネルギーを用いた発電を行い得る油温制御システムに関する。

車両のエンジンに適用される近年の油温制御ステムでは、充電および放電できるバッテリーと、バッテリーを電源としてエンジンの潤滑油を加温あるいは冷却できるペルチェ素子とが設けられている。そして、ペルチェ素子が潤滑油を加温あるいは冷却することにより、潤滑油の油温が適正に制御されている。かかる構成を採用する従来の油温制御システムとして、特許文献１に記載される技術が知られている。

特開平１０−８９６１号公報

ここで、エンジン稼働時あるいはエンジン停止後には、潤滑油の余剰熱を発電に用いて有効に活用できることが好ましい。

そこで、この発明は、上記に鑑みてされたものであって、潤滑油の油温制御および潤滑油の熱エネルギーを用いた発電を行い得る油温制御システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明にかかる油温制御システムは、車両のエンジンに適用される油温制御システムであって、充電および放電できるバッテリーと、前記バッテリーを電源としてエンジンの潤滑油を加温あるいは冷却できると共に潤滑油の熱エネルギーを用いて発電できるペルチェ素子と、潤滑油の油温を計測する油温センサとを備え、且つ、エンジン稼働時にて、前記油温センサの出力値が所定の範囲外にあるときに、前記ペルチェ素子が潤滑油を加温あるいは冷却して潤滑油の油温を制御すると共に、前記油温センサの出力値が所定の範囲内にあるときに、前記ペルチェ素子が潤滑油の熱エネルギーを用いて発電することを特徴とする。

この発明にかかる油温制御システムでは、エンジン稼働時にて、（１）潤滑油の油温（油温センサの出力値）が所定の範囲外にあるときに、ペルチェ素子が潤滑油を加温あるいは冷却して潤滑油の油温を制御する。例えば、エンジン始動時にて、潤滑油の油温が所定の下限値以下のときには、ペルチェ素子が通電により発熱して潤滑油を加温し、また、潤滑油の油温が所定の上限値以上のときには、ペルチェ素子が通電により吸熱して潤滑油を冷却する。これにより、潤滑油の油温が適正に制御されて、環境負荷が低減される利点がある。また、（２）潤滑油の油温が所定の範囲内にあるときに、ペルチェ素子が潤滑油の熱エネルギーを用いて発電する。これにより、潤滑油の余剰な熱エネルギーが電力に変換されて、デイライトへの電力供給あるいはバッテリーの充電に用いられる。これにより、車両の電力消費量を低減できる利点がある。

図１は、この発明の実施例にかかる油温制御システムを示す構成図である。図２は、図１に記載した油温制御システムの作用を示すフローチャートである。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施例の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、この実施例に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。

［油温制御システム］
この油温制御システム１は、例えば、車両のエンジンに適用されるシステムであり、（１）エンジンの潤滑油を加熱あるいは冷却することにより潤滑油の油温を制御でき（油温制御機能）、また、（２）潤滑油の熱エネルギーを用いて発電することにより電力を得られる（発電機能）。

この油温制御システム１は、油温センサ２と、ペルチェ素子３と、デイライト４と、バッテリー５と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６とを備える。油温センサ２は、潤滑油の油温を計測するセンサであり、例えば、オイルパン（図示省略）に設置される。ペルチェ素子３は、二種類の金属体とこれらの金属体間に挟み込まれた半導体とから成る電子冷熱素子であり、例えば、オイルパンに設置される。このペルチェ素子３では、半導体に流す直流電流の方向を変更することにより、加温効果および冷却効果の双方を得られる。また、直流電流を流さないときには、二種類の金属体間の温度差により、起電力を得られる（ゼーベック電池）。デイライト４は、日中走行時の安全確保のために車体に設置される補助灯である。なお、この実施例では、省電力機器（小さな駆動電力を有する機器）の一例として、デイライトを例示したが、このデイライトに代えて、他の省電力機器が配置されても良い。バッテリー５は、充電および放電が可能なバッテリーであり、例えば、車両のバッテリーにより構成される。ＣＰＵ６は、ペルチェ素子、デイライト４およびバッテリー５に対して五極リレー７を介して相互に接続されている。また、ＣＰＵ６は、五極リレー７を駆動して、ペルチェ素子３と、デイライト４およびバッテリー５との接続を切り替えできる。

［油温制御および発電］
この油温制御システム１では、ＣＰＵ６が油温センサ２の出力信号に基づき五極リレー７を駆動して、ペルチェ素子３とデイライト４およびバッテリー５との接続を切り替える。これにより、（１）潤滑油の油温制御、および、（２）潤滑油の熱エネルギーを用いた発電が行われる。この実施例では、これらの油温制御および発電が以下のように行われる。

ステップＳＴ１では、エンジン始動中か否かの判定が行われる。この判定は、例えば、イグニッションスイッチのＯＮ／ＯＦＦ信号あるいはエンジン回転数を検出する回転数センサの出力信号に基づいて判定される。このステップＳＴ１にて、肯定判定が行われた場合には、ステップＳＴ２に進み、否定判定が行われた場合には、ステップＳＴ７に進む。

ステップＳＴ２では、潤滑油の油温が所定の下限値以下であるか否かの判定が行われる。この判定は、オイルパンに設置された油温センサ２の出力値に基づいて行われる。なお、油温の下限値は、例えば、潤滑油の仕様あるいはエンジンの仕様に基づいて規定される。このステップＳＴ２にて、肯定判定が行われた場合には、ステップＳＴ３に進み、否定判定が行われた場合には、ステップＳＴ４に進む。

ステップＳＴ３では、ペルチェ素子３が通電して潤滑油の加温が行われる。すなわち、低油温時（潤滑油の油温が所定の下限値以下のとき。ステップＳＴ２の肯定判定。）には、バッテリー５を電源としてペルチェ素子３に電圧が供給される。このとき、ペルチェ素子３がオイルパンの潤滑油に対して発熱するように、五極リレー７が切り替えられて通電方向が制御される。これにより、潤滑油が加温されて、潤滑油の油温が上昇する。このステップＳＴ３の後にステップＳＴ１に戻る。

ステップＳＴ４では、潤滑油の油温が所定の上限値以上であるか否かの判定が行われる。なお、油温の下限値は、例えば、潤滑油の仕様あるいはエンジンの仕様に基づいて規定される。このステップＳＴ４にて、肯定判定が行われた場合には、ステップＳＴ５に進み、否定判定が行われた場合には、ステップＳＴ６に進む。

ステップＳＴ５では、ペルチェ素子３が通電して潤滑油の冷却が行われる。すなわち、潤滑油の油温が所定の上限値未満であるとき（ステップＳＴ４の肯定判定）は、バッテリー５を電源としてペルチェ素子３に電圧が供給される。このとき、ペルチェ素子３がオイルパンの潤滑油から吸熱するように、五極リレー７が切り替えられて通電方向が制御される。これにより、潤滑油が冷却されて、潤滑油の油温が下降する。そして、ステップＳＴ５の後にステップＳＴ１に戻る。

ステップＳＴ６では、ペルチェ素子３にて発電が行われる。すなわち、高油温時（潤滑油の油温が所定の上限値以下のとき。ステップＳＴ４の否定判定）には、高温となっている潤滑油の熱エネルギーが用いられて、ペルチェ素子３が発電（ゼーベック熱発電）を行う。そして、この発電により得られた電力がデイライト４に供給されてデイライト４が点灯し、あるいは、バッテリー５に供給されて蓄電される。また、デイライト４の点灯とバッテリー５への蓄電とは、五極リレー７の切り替えにより選択される。このステップＳＴ６の後にステップＳＴ１に戻る。

次に、ステップＳＴ７では、エンジン停止時（ステップＳＴ１の否定判定）にて、潤滑油の油温が所定の下限値以上であるか否かの判定が行われる。この潤滑油の下限値は、エンジン停止時における油温の閾値であり、例えば、潤滑油の仕様に基づいて規定される。このステップＳＴ７にて、肯定判定が行われた場合には、ステップＳＴ８に進み、否定判定が行われた場合には、処理が終了される。

次に、ステップＳＴ８では、バッテリー５の充電率が１００［％］に達するまでペルチェ素子３にて発電が行われる。すなわち、エンジン停止後（停車後）にも、潤滑油の熱エネルギーにより発電が可能であれば、ペルチェ素子３による発電が継続されてバッテリー５の充電が行われる。そして、このステップＳＴ８の後に、処理が終了される。

［効果］
以上説明したように、この油温制御システム１では、エンジン稼働時にて、（１）潤滑油の油温（油温センサ２の出力値）が所定の範囲外にあるときに、ペルチェ素子３が潤滑油を加温あるいは冷却して潤滑油の油温を制御する（ＳＴ１〜ＳＴ５）（図２参照）。例えば、エンジン始動時にて、潤滑油の油温が所定の下限値以下のときには、ペルチェ素子３が通電により発熱して潤滑油を加温し、また、潤滑油の油温が所定の上限値以上のときには、ペルチェ素子３が通電により吸熱して潤滑油を冷却する。これにより、潤滑油の油温が適正に制御されて、環境負荷が低減される利点がある。また、（２）潤滑油の油温が所定の範囲内にあるときに、ペルチェ素子３が潤滑油の熱エネルギーを用いて発電する（ＳＴ６）。これにより、潤滑油の余剰な熱エネルギーが電力に変換されて、デイライト４への電力供給あるいはバッテリー５の充電に用いられる。これにより、車両の電力消費量を低減できる利点がある。

以上のように、この発明にかかる油温制御システムは、潤滑油の油温制御および潤滑油の熱エネルギーを用いた発電を行い得る点で有用である。

１油温制御システム
２油温センサ
３ペルチェ素子
４デイライト
５バッテリー
６ＣＰＵ
７五極リレー

Claims

車両のエンジンに適用される油温制御システムであって、
充電および放電できるバッテリーと、前記バッテリーを電源としてエンジンの潤滑油を加温あるいは冷却できると共に潤滑油の熱エネルギーを用いて発電できるペルチェ素子と、潤滑油の油温を計測する油温センサとを備え、且つ、
エンジン稼働時にて、前記油温センサの出力値が所定の範囲外にあるときに、前記ペルチェ素子が潤滑油を加温あるいは冷却して潤滑油の油温を制御すると共に、前記油温センサの出力値が所定の範囲内にあるときに、前記ペルチェ素子が潤滑油の熱エネルギーを用いて発電することを特徴とする油温制御システム。