JP2016008704A - 自動変速機の作動油熱交換システム - Google Patents

Abstract

【課題】運転条件によって直列配置と並列配置を使い分けることで、総熱交換性能の向上を図ること。【解決手段】変速機作動油と熱媒体を熱交換する熱交換器を備えた自動変速機１の作動油熱交換システムを前提とする。熱交換器として、第１熱媒体１２と熱交換する第１熱交換器２と、第１熱媒体１２とは別の第２熱媒体１３と熱交換する第２熱交換器３と、を有する。第１熱交換器２と第２熱交換器３を、自動変速機１に接続される作動油熱交換回路Ａ１に設定する。作動油熱交換回路Ａ１に、第１熱交換器２と第２熱交換器３の配列を直列と並列に切り替える切替構造として、第１バルブ９と第２バルブ１０と第３バルブ１１を設けた。【選択図】図１

Description

本発明は、変速機作動油と熱媒体を熱交換する熱交換器を備えた自動変速機の作動油熱交換システムに関する。

従来、熱交換対象機器群の一つとして、自動変速機の作動油を冷却又は加熱するＡＴＦ用熱交換器が記載された車両用熱管理システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−００９４６号公報

しかしながら、従来の車両用熱管理システムにあっては、熱交換対象機器群の一つとして、他の熱交換器と共に並列に配置されたＡＴＦ用熱交換器の記載が認められるだけである。このため、油量収支が良好で圧力損失が過大になる条件では使用が制限されるし、油量収支が悪化する条件では熱交換性能が低下してしまう、という問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、運転条件によって直列配置と並列配置を使い分けることで、総熱交換性能の向上を図ることができる自動変速機の作動油熱交換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、本発明の自動変速機の作動油熱交換システムは、変速機作動油と熱媒体を熱交換する熱交換器を備える。
前記熱交換器として、第１熱媒体と熱交換する第１熱交換器と、前記第１熱媒体とは別の第２熱媒体と熱交換する第２熱交換器と、を有する。
前記第１熱交換器と前記第２熱交換器を、前記自動変速機に接続される作動油熱交換回路に設定する。
前記作動油熱交換回路に、前記第１熱交換器と前記第２熱交換器の配列を直列と並列に切り替える切替構造を設けた。

よって、作動油熱交換回路に設けた切替構造によって、第１熱交換器と第２熱交換器の直列配置と並列配置が切り替えられる。
例えば、油量収支が良好な条件で２つの熱交換器で流量を分担する並列配置にすると、直列配置では圧力損失が過大となり使用できなかった大流量条件でも使用することができ、２つの熱交換器での交換熱量を増加させることができる。一方、油量収支が悪化する条件で上流側と下流側での２段階で熱交換する直列配置にすると、並列配置に比べて交換熱量を増加させることができる。
この結果、運転条件によって直列配置と並列配置を使い分けることで、総熱交換性能の向上を図ることができる。

実施例１の自動変速機の作動油熱交換システムを示す全体システム図である。 実施例１の作動油熱交換システムのＡＴコントローラにて実行される熱交換器配列切替処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１の熱交換器配列切替処理にて用いられるATF油温条件及び油量収支条件による並列配置/直列配置選択マップの一例を示すマップ図である。 実施例１の作動油熱交換システムにおける第２熱交換器のバイパス配置でのATF作動油流れを示す作用説明図である。 実施例１の作動油熱交換システムにおける第１，２熱交換器の並列配置でのATF作動油流れを示す作用説明図である。 実施例１の作動油熱交換システムにおける第１，２熱交換器の直列配置でのATF作動油流れを示す作用説明図である。 実施例１の作動油熱交換システムでの直列配置と並列配置での総クーラー流量に対する交換熱量の関係を示す熱交換性能比較図である。 実施例１の作動油熱交換システムにおいて第１熱交換器と第２熱交換器の直列・並列切り替えと直列のみと並列のみによる油温上昇抑制効果の比較を示す油温特性タイムチャートである。 実施例２の作動油熱交換システムにおける作動油熱交換回路の構成を示す回路構成図である。 実施例３の作動油熱交換システムにおける作動油熱交換回路の構成を示す回路構成図である。

以下、本発明の自動変速機の作動油熱交換システムを実現する最良の形態を、図面に示す実施例１〜実施例３に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
実施例１における自動変速機の作動油熱交換システムの構成を、「全体システム構成」、「熱交換器配列切替処理構成」に分けて説明する。

［全体システム構成］
図１は、自動変速機の作動油熱交換システムを示す。以下、図１に基づき、作動油熱交換回路Ａ１と熱交換器配列切替制御系Ｂ１により、全体システム構成を説明する。

前記作動油熱交換回路Ａ１は、図１に示すように、自動変速機１と、第１熱交換器２と、第２熱交換器３と、油路回路４，５，６，７，８と、第１バルブ９と、第２バルブ１０と、第３バルブ１１と、第１熱媒体１２と、第２熱媒体１３と、を備えている。

前記自動変速機１は、図示しないオイルポンプからの吐出圧に基づき、コントロールバルブユニットによりライン圧PLや締結要素圧やプーリ圧等を作り出し、これらの油圧を用いて自動変速動作を行う有段変速機や無段変速機である。コントロールバルブユニットの下側には、変速機作動油（ATF）を溜めるオイルパンが設けられる。自動変速機１の変速機入力軸には、図示しないエンジンやモータ等の走行駆動源が連結されると共に、オイルポンプが駆動接続される。変速機出力軸には、図示しない駆動輪が連結される。

前記自動変速機１に接続される作動油熱交換回路Ａ１に、第１熱交換器２と第２熱交換器３を設定している。そして、第１熱交換器２と第２熱交換器３の配列を直列と並列に切り替える切替構造を、第１バルブ９と第２バルブ１０と第３バルブ１１によるバルブ３個で構成している。作動油熱交換回路Ａ１への自動変速機１の出口１ａは、摩擦締結要素等の潤滑/冷却を行った後にオイルパン内に溜められた戻り変速機作動油に連通する。自動変速機１の入口１ｂは、オイルポンプがストレーナを介して変速機作動油を吸入するポンプ吸入系に連通する。

前記第１熱交換器２は、変速機作動油と第１熱媒体１２を熱交換する熱交換器であり、第１熱媒体１２としては、エンジン冷却水等が用いられる。すなわち、変速機作動油がエンジン冷却水より低温のときは、変速機作動油の油温を上昇させるウォーマーとして機能し、変速機作動油がエンジン冷却水より高温のときは、変速機作動油の油温を低下させるクーラーとして機能する。

前記第２熱交換器３は、第１熱媒体１２とは別の第２熱媒体１３と熱交換する熱交換器であり、第２熱媒体１３としては、第１熱媒体１２のエンジン冷却水路から独立に配管された冷媒パイプを介して送られる冷媒（水や空気等）が用いられる。

前記第１バルブ９は、外部からの指令により開閉駆動可能な電磁バルブ等により構成され、第１熱交換器２と並列な油路回路６に配置している。つまり、自動変速機１の出口１ａと第１熱交換器２の入口２ａは、油路回路４により接続されている。そして、自動変速機１の出口１ａと第２熱交換器３の入口３ａは、油路回路６により接続され、この油路回路６の途中位置に第１バルブ９を配置している。

前記第２バルブ１０は、外部からの指令により開閉駆動可能な電磁バルブ等により構成され、第２熱交換器３と並列な油路回路５に配置している。つまり、第１熱交換器２の出口２ｂと自動変速機１の入口１ｂは、油路回路５により接続され、この油路回路５の途中位置に第２バルブ１０を配置している。

前記第３バルブ１１は、外部からの指令により開閉駆動可能な電磁バルブ等により構成され、第１熱交換器２と第２熱交換器３を結ぶ油路回路８に配置している。つまり、第２熱交換器３の出口３ｂと自動変速機１の入口１ｂは、油路回路７により接続されている。そして、第１熱交換器２の出口２ｂと第２熱交換器３の入口３ａは、油路回路８により接続され、この油路回路８の途中位置に第３バルブ１１を配置している。

前記熱交換器配列切替制御系Ｂ１は、図１に示すように、ＡＴコントローラ２１と、アクセル開度センサ２２と、車速センサ２３と、ATF油温センサ２４と、ライン圧センサ２５と、変速機入力回転数センサ２６と、他のセンサ・スイッチ類２７と、を備えている。

前記ＡＴコントローラ２１は、アクセル開度や車速等に応じて最適の変速比を得る変速制御以外に、ATF油温センサ２４から取得される変速機作動油のATF油温情報に基づき、切替構造（第１バルブ９、第２バルブ１０、第３バルブ１１）の制御を行う。この切り替え制御では、変速機作動油のATF油温を、低油温領域と中油温領域と高油温領域に分けたとき、低油温領域において第２熱交換器３を迂回するバイパス配置とし、中油温領域において主に並列配置とし、高油温領域において主に直列配置とする制御を行う。さらに、ATF油温情報以外に、自動変速機１のライン圧PLと、自動変速機１の変速機入力回転数Ninを制御パラメータとして加え、第１熱交換器２と第２熱交換器３の配列切り替え制御を行う。ここで、ライン圧PLは、アクセル開度等により決まるドライバ要求駆動力が大きいほど高圧にするライン圧制御を行うことで、ライン圧PLが高いほどポンプ吐出量が多くなる。また、変速機入力回転数Ninは、変速機入力軸にオイルポンプが駆動連結されることで、高回転であるほど油量が多くなる。つまり、ライン圧PLと変速機入力回転数Ninの制御パラメータは、自動変速機１の油量収支の判断情報として用いられる。

［熱交換器配列切替処理構成］
図２は、ＡＴコントローラ２１にて実行される熱交換器配列切替処理の流れを示す（切替制御手段）。以下、熱交換器配列切替処理構成をあらわす図２の各ステップについて説明する。

ステップＳ１では、ATF油温センサ２４からのATF油温Ｔatfと、ライン圧センサ２５からのライン圧PLと、変速機入力回転数センサ２６からの変速機入力回転数Ｎinを読み込み、ステップＳ２へ進む。

ステップＳ２では、ステップＳ１での必要入力情報の読み込みに続き、ATF油温Ｔatfが低油温閾値Ｔc以下であるか否かを判断する。YES（Ｔatf≦Ｔc：低油温域）の場合はステップＳ３へ進み、NO（Ｔatf＞Ｔc）の場合はステップＳ４へ進む。
ここで、低油温閾値Ｔcは、変速機作動油の粘性が高い極低油温域と、粘性が低くなる中油温域と、の境界域の温度に設定される。

ステップＳ３では、ステップＳ２でのＴatf≦Ｔcであるとの判断に続き、第２熱交換器３を迂回するバイパス配置とするバルブ指令を出力し、リターンへ進む。
ここで、第２熱交換器３のバイパス配置指令は、第１バルブ９を閉じ、第２バルブ１０を開け、第３バルブ１１を閉じる指令である。

ステップＳ４では、ステップＳ２でのＴatf＞Ｔcであるとの判断に続き、ATF油温Ｔatfが中油温閾値Ｔm以下であるか否かを判断する。YES（Ｔatf≦Ｔm：中油温域）の場合はステップＳ５へ進み、NO（Ｔatf＞Ｔm：高油温域）の場合はステップＳ８へ進む。
ここで、中油温閾値Ｔmは、中油温域と高油温域の境界域の温度に設定される。

ステップＳ５では、ステップＳ４でのＴatf≦Ｔmであるとの判断に続き、ライン圧PLと変速機入力回転数Ｎinと図３の中油温マップＭ１を用い、油量収支良好条件が成立しているか否かを判断する。YES（油量収支良好条件成立）の場合はステップＳ６へ進み、NO（油量収支良好条件不成立）の場合はステップＳ７へ進む。
ここで、油量収支良好条件が成立しているとの判断は、ライン圧PLと変速機入力回転数Ｎinにより決まる油量収支点が、図３の中油温マップＭ１（実線特性）の右側領域にあるとき行う。

ステップＳ６では、ステップＳ５での油量収支良好条件成立との判断に続き、第１熱交換器２と第２熱交換器３を並列配置とするバルブ指令を出力し、リターンへ進む。
ここで、第１熱交換器２と第２熱交換器３の並列配置指令は、第１バルブ９を開け、第２バルブ１０を開け、第３バルブ１１を閉じる指令である。

ステップＳ７では、ステップＳ５での油量収支良好条件不成立との判断に続き、第１熱交換器２と第２熱交換器３を直列配置とするバルブ指令を出力し、リターンへ進む。
ここで、第１熱交換器２と第２熱交換器３の直列配置指令は、第１バルブ９を閉じ、第２バルブ１０を閉じ、第３バルブ１１を開ける指令である。

ステップＳ８では、ステップＳ４でのＴatf＞Ｔmであるとの判断に続き、ライン圧PLと変速機入力回転数Ｎinと図３の高油温マップＭ２を用い、油量収支悪化条件が成立しているか否かを判断する。YES（油量収支悪化条件成立）の場合はステップＳ７（直列配置）へ進み、NO（油量収支悪化条件不成立）の場合はステップＳ６（並列配置）へ進む。
ここで、油量収支悪化条件が成立しているとの判断は、ライン圧PLと変速機入力回転数Ｎinにより決まる油量収支点が、図３の高油温マップＭ２（破線特性）の左側領域にあるときに行う。

次に、作用を説明する。
実施例１の自動変速機１の作動油熱交換システムにおける作用を、「熱交換器配列切替処理作用」、「熱交換器配列切替制御作用」、「並列/直列切替作用」に分けて説明する。

［熱交換器配列切替処理作用］
ATF油温Ｔatfが低油温閾値Ｔc以下の低油温域のときは、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３へと進み、ステップＳ３では、第２熱交換器３をバイパスするバイパス配置とするバルブ指令が出力される。つまり、作動油熱交換回路Ａ１の第１バルブ９を閉じ、第２バルブ１０を開け、第３バルブ１１を閉じることで、第１熱交換器２のみを変速機作動油が流れ、第２熱交換器３を迂回するバイパス配置とされる。

ATF油温Ｔatfが、低油温閾値Ｔcを超えているが中油温閾値Tm以下の中油温域のときは、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ４→ステップＳ５へと進む。ステップＳ５では、ライン圧PLと変速機入力回転数Ｎinと図３の中油温マップＭ１を用い、油量収支良好条件が成立しているか否かが判断される。そして、ライン圧PLと変速機入力回転数Ｎinにより決まる油量収支点が、図３の中油温マップＭ１（実線特性）の右側領域にあり、油量収支良好条件が成立していると判断されると、ステップＳ６へ進む。ステップＳ６では、第１熱交換器２と第２熱交換器３を並列配置とするバルブ指令が出力される。つまり、作動油熱交換回路Ａ１の第１バルブ９を開け、第２バルブ１０を開け、第３バルブ１１を閉じることで、変速機作動油が第１熱交換器２と第２熱交換器３に分かれて流れる並列配置とされる。一方、ライン圧PLと変速機入力回転数Ｎinにより決まる油量収支点が、図３の中油温マップＭ１（実線特性）の左側領域にあり、油量収支良好条件が不成立であると判断されると、ステップＳ７へ進む。ステップＳ７では、第１熱交換器２と第２熱交換器３を直列配置とするバルブ指令が出力される。つまり、作動油熱交換回路Ａ１の第１バルブ９を閉じ、第２バルブ１０を閉じ、第３バルブ１１を開けることで、変速機作動油が第１熱交換器２を流れた後、第２熱交換器３を流れる直列配置とされる。

ATF油温Ｔatfが、中油温閾値Tmを超えている高油温域のときは、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ４→ステップＳ８へと進む。ステップＳ８では、ライン圧PLと変速機入力回転数Ｎinと図３の高油温マップＭ２を用い、油量収支悪化条件が成立しているか否かが判断される。そして、ライン圧PLと変速機入力回転数Ｎinにより決まる油量収支点が、図３の高油温マップＭ２（破線特性）の左側領域にあり、油量収支悪化条件が成立であると判断されると、ステップＳ７へ進み、ステップＳ７では、第１熱交換器２と第２熱交換器３を直列配置とするバルブ指令が出力される。一方、ライン圧PLと変速機入力回転数Ｎinにより決まる油量収支点が、図３の高油温マップＭ２（破線特性）の右側領域にあり、油量収支悪化条件が不成立であると判断されると、ステップＳ６へ進み、ステップＳ６では、第１熱交換器２と第２熱交換器３を並列配置とするバルブ指令が出力される。

このように、ATF油温条件と油量収支条件を用い、作動油熱交換回路Ａ１に設けられた第１熱交換器２と第２熱交換器３のバイパス配置と、第１熱交換器２と第２熱交換器３の並列配置と、第１熱交換器２と第２熱交換器３の直列配置と、が切り替えられる。

［熱交換器配列切替制御作用］
図４は実施例１の作動油熱交換システムにおけるバイパス配置でのATF作動油流れを示し、図５は並列配置でのATF作動油流れを示し、図６は直列配置でのATF作動油流れを示す。以下、図４〜図６に基づき、熱交換器配列切替制御作用を説明する。

（バイパス配置）
まず、ATF油温Ｔatfが低油温閾値Ｔc以下の低油温域のときは、バイパス配置が選択され、図４に示すように、作動油熱交換回路Ａ１の第１バルブ９が閉じられ、第２バルブ１０が開けられ、第３バルブ１１が閉じられる。
このため、変速機作動油の流れは、図４の太線矢印に示すように、自動変速機１（出口１ａ）→油路回路４→第１熱交換器２（入口２ａ）→第１熱交換器２（出口２ｂ）→油路回路５→自動変速機１（入口１ｂ）となる。

したがって、低油温域のバイパス配置においては、自動変速機１の出口１ａからの変速機作動油が第２熱交換器３をバイパスし、第１熱交換器２のみに流れ、第１熱交換器２にて第１熱媒体１２と熱交換され、自動変速機１の入口１ｂに戻される。このため、変速機作動油を２つの熱交換器２，３を流す場合に比べ、圧力損失が低下し、潤滑の必要な箇所に変速機作動油を供給することができる。また、第１熱交換器２がウォーマーとして機能するため、油路回路８を遮断することで、ウォーマーとしての交換熱量を上昇させることができる。

（並列配置）
ATF油温Ｔatfが中油温域で油量収支良好条件成立時、或いは、ATF油温Ｔatfが高油温域で油量収支悪化条件不成立時は、並列配置が選択される。よって、図５に示すように、作動油熱交換回路Ａ１の第１バルブ９が開けられ、第２バルブ１０が開けられ、第３バルブ１１が閉じられる。このため、変速機作動油の流れは、図５の太線矢印に示すように、第１熱交換器２を通る流れと、第２熱交換器３を通る流れと、に分けられる。第１熱交換器２を通る流れは、上記バイパス配置での流れと同様である。第２熱交換器３を通る流れは、自動変速機１（出口１ａ）→油路回路４→油路回路６→第２熱交換器３（入口３ａ）→第２熱交換器３（出口３ｂ）→油路回路７→油路回路５→自動変速機１（入口１ｂ）となる。

したがって、自動変速機１の出口１ａからの変速機作動油は、第１熱交換器２を流れる作動油と第２熱交換器３を流れる作動油に分岐し、作動油のそれぞれが第１熱交換器２にて第１熱媒体１２と熱交換され、第２熱交換器３にて第２熱媒体１３と熱交換される。そして、熱交換後の変速機作動油が合流し、自動変速機１の入口１ｂに戻される。

（直列配置）
ATF油温Ｔatfが中油温域で油量収支良好条件不成立時、或いは、ATF油温Ｔatfが高油温域で油量収支悪化条件成立時は、直列配置が選択される。よって、図６に示すように、作動油熱交換回路Ａ１の第１バルブ９が閉じられ、第２バルブ１０が閉じられ、第３バルブ１１が開けられる。このため、変速機作動油の流れは、図６の太線矢印に示すように、第１熱交換器２を通った後、第２熱交換器３を通る。つまり、自動変速機１（出口１ａ）→油路回路４→第１熱交換器２（入口２ａ）→第１熱交換器２（出口２ｂ）→油路回路８→第２熱交換器３（入口３ａ）→第２熱交換器３（出口３ｂ）→油路回路７→油路回路５→自動変速機１（入口１ｂ）となる。

したがって、自動変速機１の出口１ａからの変速機作動油は、まず、第１熱交換器２を流れ、第１熱交換器２にて第１熱媒体１２と熱交換される。第１熱交換器２により熱交換された後の変速機作動油は、次に第２熱交換器３に入り、第２熱交換器３にて第２熱媒体１３と熱交換される。そして、第２熱交換器３による熱交換後の変速機作動油が自動変速機１の入口１ｂに戻される。

［並列/直列切替作用］
実施例１では、作動油熱交換回路Ａ１に設けた切替構造によって、第１熱交換器２と第２熱交換器３の直列配置と並列配置を切り替える構成とした。
例えば、油量収支が良好な条件で２つの熱交換器２，３で流量を分担する並列配置にすると、直列配置では圧力損失が過大となり使用できなかった大流量条件でも使用することができ、２つの熱交換器２，３での熱交換による放熱量を増加させることができる。一方、油量収支が悪い条件で上流側と下流側での２段階で熱交換する直列配置にすると、並列配置に比べて熱交換による放熱量を増加させることができる。
この結果、運転条件によって直列配置と並列配置を使い分けることで、総熱交換性能の向上を図ることができる。以下、運転条件として、ATF油温条件と油量収支条件を用いた実施例１での並列/直列切替作用を詳しく述べる。

まず、ATF油温条件が同じで油量収支条件が変わるときの並列/直列切替作用を説明する。作動油熱交換回路Ａ１に流れる変速機作動油が多く油量収支条件が良好なときは、図３において右側領域の油量収支となることで並列配置が選択される。一方、作動油熱交換回路Ａ１に流れる変速機作動油が少なく油量収支条件が悪化したときは、図３において左側領域の油量収支となることで直列配置が選択される。すなわち、油量収支条件に着目すると、ATF油温が同じとき、油量収支条件が良好であると並列配置を選択し、油量収支条件が悪化すると直列配置を選択する。

したがって、油量収支の良好な条件では並列配置を選択することで、直列配置ではクーラー圧力損失が過大となり使用できなかった大流量条件でもクーラーを使用することができる。つまり、総クーラー流量が、図７の矢印Ｃ以上の領域（大流量条件）では、直列配置を使用することができない。これに対し、大流量条件で並列配置を使用することで、図７の破線特性に示すように、第１熱交換器２と第２熱交換器３のそれぞれの放熱量の和により、交換熱量を増加させることができる。

一方、油量収支の悪い条件では直列配置を選択することで、２段階の熱交換を用いた高い放熱量にてクーラーを使用することができる。つまり、総クーラー流量が、図７の矢印Ｃ未満の領域（小流量条件）では、直列配置（図７の実線特性）の交換熱量が、並列配置（図７の破線特性）の交換熱量を上回る。

次に、油量収支条件が同じでATF油温条件が変わるときの並列/直列切替作用を説明する。例えば、油量収支条件が、図３の中油温マップＭ１と高油温マップＭ２に挟まれたハッチング領域に存在するときには、ATF油温が中油温領域であると並列配置が選択され、ATF油温が高油温領域であると直列配置が選択される。すなわち、ATF油温条件に着目すると、油量収支条件が同じとき、ATF油温が中油温領域であると並列配置を選択し、ATF油温が高油温領域であると直列配置を選択する。

したがって、ATF油温に基づく熱交換器配列の切り替え選択は、図８に示すように、ATF油温が低油温領域であるとバイパス配置を選択し、ATF油温が中油温領域であると並列配置を選択し、ATF油温が高油温領域であると直列配置を選択する。これにより、並列配置と直列配置の双方のより高い放熱量を選択して放熱させることができ、ATF油温の上昇を抑えることができる（図８の矢印Ｄ）。つまり、直列・並列切り替え冷却システムの方が、直列のみの冷却システム、或いは、並列のみの冷却システムよりも、ATF油温を低下させることができる。

ここで、ATF油温が中油温領域で並列配置を選択する理由を説明する。ATF油温が中油温領域では、熱交換媒体と変速機作動油の温度差が小さい。よって、中油温領域で並列配置を選択すると、第２熱交換器３の入口３ａを、直列配置時における第１熱交換器２の出口２ｂから自動変速機１の出口１ａに変更することになり、第２熱交換器３の入口油温が上昇する。このため、第２熱交換器３内の熱交換媒体と変速機作動油の温度差を上昇させることができ、ATF油温が中油温領域では並列配置を選択することで、直列配置より高い放熱量とすることができることによる。

一方、ATF油温が高油温領域で直列配置を選択する理由を説明する。ATF油温が高油温領域では、熱交換媒体と変速機作動油の温度差が大きい。よって、高油温領域で直列配置を選択すると、第２熱交換器３の入口３ａを、並列配置時における自動変速機１の出口１ａから第１熱交換器２の出口２ｂに変更することになり、第２熱交換器３の入口油温が低下する。このため、第２熱交換器３内の熱交換媒体と変速機作動油の温度差を低下させることができ、ATF油温が高油温領域では２段階で熱交換する直列配置の選択することで、並列配置より高い放熱量とすることができることによる。

この結果、ある油温を閾値として走行制限するような車両においては、より高い走行負荷を与えることができるため、走行性能を向上させることができる。或いは、同一走行条件とした場合でも、必要な冷却デバイスの容量を削減することができるため、車両の低コスト化を図ることができる。

次に、効果を説明する。
実施例１の自動変速機１の作動油熱交換システムにあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) 変速機作動油と熱媒体を熱交換する熱交換器を備えた自動変速機１の作動油熱交換システムにおいて、
熱交換器として、第１熱媒体１２と熱交換する第１熱交換器２と、第１熱媒体１２とは別の第２熱媒体１３と熱交換する第２熱交換器３と、を有し、
第１熱交換器２と第２熱交換器３を、自動変速機１に接続される作動油熱交換回路Ａ１に設定し、
作動油熱交換回路Ａ１に、第１熱交換器２と第２熱交換器３の配列を直列と並列に切り替える切替構造（第１〜第３バルブ９，１０，１１）を設けた（図１）。
このため、運転条件によって直列配置と並列配置を使い分けることで、総熱交換性能の向上を図ることができる。

(2) 切替構造（第１〜第３バルブ９，１０，１１）を、変速機作動油の油温情報に基づき制御する切替制御手段（ＡＴコントローラ２１）を設け、
切替制御手段（ＡＴコントローラ２１）は、変速機作動油の油温を、低油温領域と中油温領域と高油温領域に分けたとき、中油温領域において主に並列配置とし、高油温領域において主に直列配置とする制御を行う（図５，６）。
このため、(1)の効果に加え、変速機作動油の油温（ATF油温）が中〜高油温領域において油温を低下させるクーラー機能を発揮させることができると共に、中油温領域での放熱量の増加と、高油温領域での放熱量の増加を達成することができる。

(3) 切替制御手段（ＡＴコントローラ２１）は、低油温領域において、第１熱交換器２にのみ変速機作動油を流し、第２熱交換器３を迂回するバイパス配置とする制御を行う（図４）。
このため、(2)の効果に加え、変速機作動油の油温（ATF油温）が低油温領域において油温を上昇させるウォーマー機能を発揮させることができると共に、低油温領域にて潤滑必要箇所に変速機作動油を供給することができる。

(4) 切替構造を、作動油熱交換回路Ａ１に設定した第１バルブ９と第２バルブ１０と第３バルブ１１によるバルブ３個で構成した（図１）。
このため、(1)〜(3)の効果に加え、３個のバルブ開閉の組み合わせにより、第１熱交換器２と第２熱交換器３の配列として、バイパス配置・並列配置・直列配置を切り替えることができる。

(5) 第１バルブ９を、第１熱交換器２と並列な油路回路６に配置した（図１）。
このため、(4)の効果に加え、第１バルブ９の開により並列配置を得ることができ、第１バルブ９の閉によりバイパス配置及び直列配置を得ることができる。

(6) 第２バルブ１０を、第２熱交換器３と並列な油路回路５に配置した（図１）。
このため、(4)又は(5)の効果に加え、第２バルブ１０の開によりバイパス配置及び並列配置を得ることができ、第２バルブ１０の閉により直列配置を得ることができる。

(7) 第３バルブ１１を、第１熱交換器２と第２熱交換器３を結ぶ油路回路８に配置した（図１）。
このため、(4)〜(6)の効果に加え、第３バルブ１１の開により直列配置を得ることができ、第３バルブ１１の閉によりバイパス配置及び並列配置を得ることができる。

(8) 切替制御手段（ＡＴコントローラ２１）は、変速機油温（ATF油温）に、自動変速機１のライン圧PLと回転数（変速機入力回転数Nin）のうち少なくとも一方をパラメータとして加え、第１熱交換器２と第２熱交換器３の配列切り替え制御を行う（図２）。
このため、(2)〜(7)の効果に加え、変速機油温条件（ATF油温条件）と油量収支条件に基づく適切な運転条件判断により、第１熱交換器２と第２熱交換器３の配列切り替え制御を行うことができる。

実施例２は、作動油熱交換回路を簡素化した例である。

図９は実施例２の作動油熱交換システムにおける作動油熱交換回路Ａ２の構成を示す。以下、図９に基づき、実施例２の作動油熱交換回路Ａ２の構成及び作用を説明する。

前記作動油熱交換回路Ａ２は、図９に示すように、自動変速機１と、第１熱交換器２と、第２熱交換器３と、油路回路４，５，６，７，８と、第１バルブ９と、サーモバルブ１５（第２バルブ）と、逆止弁１４（第３バルブ）と、第１熱媒体１２と、第２熱媒体１３と、を備えている。

前記逆止弁１４は、実施例１の第３バルブ１１を置き換えたもので、変速機作動油を第１熱交換器２から第２熱交換器３に向かう方向に一方通行とする弁である。この置き換えができる理由は、実施例１の第３バルブ１１は直列配置時に開けることになるが、第３バルブ１１を開けた場合の変速機作動油の流れ方向は、常に第１熱交換器２の出口２ｂから第２熱交換器３の入口３ａの方向になることによる。

前記サーモバルブ１５は、実施例１の第２バルブ１０を置き換えたもので、変速機作動油の油温に感応して開閉する弁である。この置き換えができる理由は、実施例１の第２バルブ１０は、ATF油温が低温域と中温域では開放、高温域（直列配置）のときに閉じる開閉動作となるため、電子制御を必要としないサーモバルブに置き換えることが可能であることによる。ここで、第１バルブ９の作動条件、作動方法については、実施例1と同様である。なお、他の構成及び作用は、実施例１と同様であるので、説明を省略する。

次に、効果を説明する。
実施例２の自動変速機１の作動油熱交換システムにあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(9) 第３バルブを、変速機作動油を一方向に流す逆止弁１４にした（図９）。
このため、上記(4)〜(8)の効果に加え、複雑なハード構成を不要とし、バルブ制御を行うことなく、簡素に冷却システムを構成することができる。

(10) 第２バルブを、変速機作動油の油温（ATF）に感応して開閉するサーモバルブ１５にした（図９）。
このため、上記(4)〜(9)の効果に加え、複雑なハード構成を不要とし、バルブ制御を行うことなく、簡素に冷却システムを構成することができる。

実施例３は、作動油熱交換回路を簡素化した例である。

図１０は実施例３の作動油熱交換システムにおける作動油熱交換回路Ａ３の構成を示す。以下、図１０に基づき、実施例３の作動油熱交換回路Ａ３の構成及び作用を説明する。

前記作動油熱交換回路Ａ３は、図１０に示すように、自動変速機１と、第１熱交換器２と、第２熱交換器３と、油路回路４，５，６，７，８と、サーモバルブ１５（第２バルブ）、３方向弁１６（第１，第３バルブ）と、第１熱媒体１２と、第２熱媒体１３と、を備えている。

前記３方向弁１６は、実施例１の第１バルブ９及び第３バルブ１１という２つのバルブを統合する弁であり、第２熱交換器３の入口３ａへの油路を、直列配置時には油路回路８に切り替え、並列配置時には油路回路６に切り替えるように構成する。なお、他の構成及び作用は、実施例１と同様であるので、説明を省略する。

次に、効果を説明する。
実施例３の自動変速機１の作動油熱交換システムにあっては、下記の効果を得ることができる。

(11) 第１バルブ及び第３バルブを、２つのバルブを統合する３方弁１６にした（図１０）。
このため、上記(4)〜(8)の効果に加え、作動油熱交換回路Ａ３のハード構成を、実施例１の作動油熱交換回路Ａ１に比べ簡素に構成することができる。

以上、本発明の自動変速機の作動油熱交換システムを実施例１〜実施例３に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、切替構造として、第１バルブ９と第２バルブ１０と第３バルブ１１を用いる例を示した。また、実施例２では、切替構造として、第１バルブ９と逆止弁１４とサーモバルブ１５を用いる例を示し、実施例３では、切替構造として、サーモバルブ１５と３方向弁１６を用いる例を示した。しかし、切替構造としては、並列配置と直列配置での第１〜第３バルブの開閉パターンが逆であるため、３位置切り替えのソレノイドバルブを１つ用いるような例であっても良い。また、３位置切り替えバルブと１つのバルブを組み合わせて、バイパス配置と並列配置と直列配置を得るようにしても良い。

本発明の作動油熱交換システムは、自動変速機を搭載した車両であれば、エンジン車、ハイブリッド車、電気自動車等に対しても適用することができる。要するに、変速機作動油と熱媒体を熱交換する熱交換器を備えた自動変速機の作動油熱交換システムであれば適用できる。

Ａ１，Ａ２，Ａ３ 作動油熱交換回路
１ 自動変速機
２ 第１熱交換器
３ 第２熱交換器
４，５，６，７，８ 油路回路
９ 第１バルブ
１０ 第２バルブ
１１ 第３バルブ
１２ 第１熱媒体
１３ 第２熱媒体
１４ 逆止弁（第３バルブ）
１５ サーモバルブ（第２バルブ）
１６ ３方向弁（第１，第３バルブ）
Ｂ１ 熱交換器配列切替制御系
２１ ＡＴコントローラ（切替制御手段）
２２ アクセル開度センサ
２３ 車速センサ
２４ ATF油温センサ
２５ ライン圧センサ
２６ 変速機入力回転数センサ

Claims (11)

1. 変速機作動油と熱媒体を熱交換する熱交換器を備えた自動変速機の作動油熱交換システムにおいて、
   前記熱交換器として、第１熱媒体と熱交換する第１熱交換器と、前記第１熱媒体とは別の第２熱媒体と熱交換する第２熱交換器と、を有し、
   前記第１熱交換器と前記第２熱交換器を、前記自動変速機に接続される作動油熱交換回路に設定し、
   前記作動油熱交換回路に、前記第１熱交換器と前記第２熱交換器の配列を直列と並列に切り替える切替構造を設けた
   ことを特徴とする自動変速機の作動油熱交換システム。
2. 請求項１に記載された自動変速機の作動油熱交換システムにおいて、
   前記切替構造を、変速機作動油の油温情報に基づき制御する切替制御手段を設け、
   前記切替制御手段は、前記変速機作動油の油温を、低油温領域と中油温領域と高油温領域に分けたとき、前記中油温領域において主に並列配置とし、前記高油温領域において主に直列配置とする制御を行う
   ことを特徴とする自動変速機の作動油熱交換システム。
3. 請求項２に記載された自動変速機の作動油熱交換システムにおいて、
   前記切替制御手段は、低油温領域において、前記第１熱交換器にのみ変速機作動油を流し、前記第２熱交換器を迂回するバイパス配置とする制御を行う
   ことを特徴とする自動変速機の作動油熱交換システム。
4. 請求項１から請求項３までの何れか一項に記載された自動変速機の作動油熱交換システムにおいて、
   前記切替構造を、前記作動油熱交換回路に設定した第１バルブと第２バルブと第３バルブによるバルブ３個で構成した
   ことを特徴とする自動変速機の作動油熱交換システム。
5. 請求項４に記載された自動変速機の作動油熱交換システムにおいて、
   前記第１バルブを、前記第１熱交換器と並列な油路回路に配置した
   ことを特徴とする自動変速機の作動油熱交換システム。
6. 請求項４又は請求項５に記載された自動変速機の作動油熱交換システムにおいて、
   前記第２バルブを、前記第２熱交換器と並列な油路回路に配置した
   ことを特徴とする自動変速機の作動油熱交換システム。
7. 請求項４から請求項６までの何れか一項に記載された自動変速機の作動油熱交換システムにおいて、
   前記第３バルブを、前記第１熱交換器と前記第２熱交換器を結ぶ油路回路に配置した
   ことを特徴とする自動変速機の作動油熱交換システム。
8. 請求項２から請求項７までの何れか一項に記載された自動変速機の作動油熱交換システムにおいて、
   前記切替制御手段は、前記変速機油温に、前記自動変速機のライン圧と回転数のうち少なくとも一方をパラメータとして加え、前記第１熱交換器と前記第２熱交換器の配列切り替え制御を行う
   ことを特徴とする自動変速機の作動油熱交換システム。
9. 請求項４から請求項８までの何れか一項に記載された自動変速機の作動油熱交換システムにおいて、
   前記第３バルブを、変速機作動油を一方向に流す逆止弁にした
   ことを特徴とする自動変速機の作動油熱交換システム。
10. 請求項４から請求項９までの何れか一項に記載された自動変速機の作動油熱交換システムにおいて、
    前記第２バルブを、変速機作動油の油温に感応して開閉するサーモバルブにした
    ことを特徴とする自動変速機の作動油熱交換システム。
11. 請求項４から請求項８までの何れか一項に記載された自動変速機の作動油熱交換システムにおいて、
    前記第１バルブ及び前記第３バルブを、２つのバルブを統合する３方弁にした
    ことを特徴とする自動変速機の作動油熱交換システム。