JP4863384B2 - オートマチックトランスミッションオイル冷却システム及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車のオートマチックトランスミッション（ＡＴＭ）のオイルを冷却する技術に関する。

近年、自動車用エンジンの高出力化、高トルク化が顕著である。エンジンの高出力化、高トルク化に伴い、トランスミッションの負荷も増え、トランスミッションにおける発熱量も上昇している。
ところで、自動車のオートマチックトランスミッションのミッションオイル（ＡＴＭオイル）を冷却する方式には、大別して、走行風や電動ファンを用いる空冷式と、ラジエータ１のロアタンクに内蔵された熱交換器２やラジエータのような熱交換器を用いる水冷式の２つの方式がある。

ここで、空冷式オイルクーラは水冷式オイルクーラに比較して冷却性能が低く、空冷式オイルクーラだけでＡＴＭオイルを冷却する場合には、ＡＴＭ油温を十分に降温することが出来ない場合が存在する。
水冷式オイルクーラでは、その様な問題は存在しない。しかし、水冷式オイルクーラだけでＡＴＭオイルを冷却すると、ＡＴＭ油温をエンジン冷却水によって降温するために、ラジエータの水温が上昇し過ぎ、エンジンの冷却性能に支障をきたすと言う問題があった。

図７を参照して説明する。図７において、ラジエータ１に内蔵された水冷式のオイルクーラ２によって、ＡＴＭ３内のＡＴＭオイルを冷却している。トランスミッション３と水冷式オイルクーラ２とは、オイル配管Ｌ１、Ｌ３によって接続されている。
オイルクーラ２で冷却される以前にＡＴＭオイルが保有していた熱量は、オイルクーラ２を介してエンジン冷却水に投入される。そのため、水冷式オイルクーラ２のみでＡＴＭオイルを冷却する場合には、エンジン冷却水温度が上昇してしまうという恐れがある。

その他の従来技術として、例えば、ラジエータの大型化を防止する技術が開示されている（例えば、特許文献1参照）。
この従来技術（特許文献１）では、当該油圧モータは油圧ポンプが発生する油圧によって回転している。そして、油圧ポンプは、トランスミッションに設けられたパワーテークオフによって回転駆動する。
ここで、この従来技術（特許文献１）は、ラジエータの大型化を防止するため、油圧モータ駆動のファンによってインタークーラを冷却する技術であり、ＡＴＭオイルの油温上昇という上述の問題を解決するものではない。

別の従来技術では、車両のトランスミッションにおける潤滑回路の安全装置が提案されている（特許文献２参照）。
係る従来技術（特許文献２）は、潤滑回路中にトランスミッションオイルを冷却するオイルクーラを含んでいる。しかし、その目的は、潤滑回路の安全性を向上するためのものであり、上述した問題点を解決するものではない。
実開平５−５００３０号公報 実開昭５９-６９０２２号公報

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、オートマチックトランスミッションオイルの温度上昇を抑制し、ラジエータの冷却性能を悪化させないオートマチックトランスミッションオイル冷却システムと制御方法の提供を目的としている。

本発明によれば、ラジエータ１に内蔵されてオートマチックトランスミッションオイルを冷却する水冷オイルクーラ２と、オートマチックトランスミッションオイルを冷却する空冷オイルクーラ４と、内部にオートマチックトランスミッションオイルが流れ且つオートマチックトランスミッション３と空冷オイルクーラ４と水冷オイルクーラ２とを連通しているオイル配管系Ｌ１〜Ｌ３とを有するオートマチックトランスミッションオイル冷却システムにおいて、水冷オイルクーラ２をバイパスするように配置されたバイパスラインＬ５と、オートマチックトランスミッションオイルの流れをバイパスラインＬ５側と水冷オイルクーラ２側の何れか一方に切り換える流路切換装置（三方弁）Ｖと、オートマチックトランスミッションオイルの油温を計測する油温計測装置５と、外気温を計測する気温計測装置（外気温センサ）７と、制御装置１０とを備え、その制御装置１０は、油温計測装置５で計測されたオートマチックトランスミッションオイルの油温と外気温とが何れもしきい値以上の場合には流路切換装置Ｖによりオートマチックトランスミッションオイルの流れを水冷オイルクーラ２側に切り換え、油温計測装置５で計測されたオートマチックトランスミッションオイルの油温と外気温との何れか一方がしきい値を下回っている場合には流路切換装置Ｖによりオートマチックトランスミッションオイルの流れをバイパスラインＬ５側に切り換える制御を行う機能を有する。

また、本発明によれば、請求項１のオートマチックトランスミッションオイル冷却システムの制御方法において、油温計測装置５でオートマチックトランスミッションオイルの油温を計測する油温計測工程Ｓ３１と、気温計測装置７で外気温を計測する外気温計測工程Ｓ３１と、計測された油温と外気温とが何れもしきい値以上の場合には流路切換装置Ｖによりオートマチックトランスミッションオイルの流れを水冷オイルクーラ２側に切り換え、計測された油温と外気温との何れか一方がしきい値を下回っている場合には流路切換装置Ｖによりオートマチックトランスミッションオイルの流れをバイパスラインＬ５側に切り換える制御工程Ｓ３３、Ｓ３４と、を有している。

上述する構成を具備する本発明によれば、空冷オイルクーラ（４）と水冷オイルクーラ（２）とを有しているので、ＡＴＭオイルを十分に冷却するだけの冷却能力を確保することが出来る。
そして、ＡＴＭオイルは水冷オイルクーラ（２）のみで冷却されるわけではなく、空冷オイルクーラ（４）でも冷却される。そのため、高温のＡＴＭオイルが保有する熱量の全てが、エンジン冷却水に投入されることはない。したがって、エンジン冷却水温度が上昇し過ぎる事や、それに起因してエンジン冷却性能に支障をきたすことが防止される。

本発明において、油温と外気温とが何れもしきい値以上の場合には水冷オイルクーラ２及び空冷オイルクーラ４で冷却し、油温と外気温との何れか一方がしきい値を下回っている場合には水冷オイルクーラ２をバイパスして空冷オイルクーラ４のみで冷却する様に構成すれば、ＡＴＭオイルは空冷オイルクーラ４のみで十分に冷却されるので、水冷オイルクーラ２にＡＴＭオイルを流入させる必要が無くなる。
その結果、冬季等の始動時において、空冷オイルクーラ４により冷却されたＡＴＭオイルが保有する冷熱が、水冷オイルクーラ２において、エンジン冷却水に投入されてしまうことは無く、その様な冷熱の逆流により、ラジエータ１が過冷却されることも防止される。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
先ず、図１、図２を参照して、第１の参考例を説明する。

図１において、全体を符号１０１で示すＡＴＭオイル冷却システムは、水冷オイルクーラ２と、ＡＴＭ３と、空冷オイルクーラ４とを有している。
また、ＡＴＭオイル冷却システム１０１は、ＡＴＭ油温センサ５と、オイル配管系Ｌと、三方弁Ｖと、制御手段であるコントローラ１０とを有している。

水冷オイルクーラ２はラジエータ１に内蔵されており、ラジエータ１はエンジン冷却システムを構成している。油温センサ５はＡＴＭ３に取付けられ、ＡＴＭ３におけるオイルの温度（油温）を計測している。

オイル配管系Ｌは、ラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３を有している。
ラインＬ１は、ＡＴＭ３と空冷オイルクーラ４とを接続し、途中に三方弁Ｖを介装している。
ラインＬ２は、空冷オイルクーラ４と水冷オイルクーラ２とを接続し、途中に合流点Ｇを有している。換言すれば、三方弁Ｖと合流点ＧとはバイパスラインＬ４で接続されている。
ラインＬ３は、水冷オイルクーラ２とＡＴＭ３とを接続している。
ここで、ラインＬ１〜Ｌ３における矢印は、オイルの流れの方向を示している。

ＡＴＭ油温センサ５は、入力信号ラインＳｉによってコントロールユニット１０と接続されている。三方弁Ｖは、制御信号ラインＳｏによってコントロールユニット１０と接続されている。

ＡＴＭオイル冷却システム１０１は、ＡＴＭ油温センサ５で計測されたＡＴＭオイルの油温がしきい値以上の場合に、ＡＴＭオイルが空冷オイルクーラ４側に流れる様に、三方弁Ｖを切り換える。
一方、ＡＴＭ油温センサ５で計測されたＡＴＭオイルの油温がしきい値を下回っている場合には、ＡＴＭオイル冷却システム１０１は、ＡＴＭオイルがバイパスラインＬ４を流れ、空冷オイルクーラ４をバイパスする様に、三方弁Ｖを切り換える。

図２を主に参照して、第１の参考例のＡＴＭオイル冷却システム１０１の制御について説明する。
図２において、先ず、ＡＴＭ油温センサ５によってＡＴＭ３の油温を計測する（ステップＳ１）。そして、油温がしきい値を下回っているか否かを判断する（ステップＳ２）。

油温がしきい値を下回っていれば（ステップＳ２がＹＥＳ）、空冷は不要と判断して、ＡＴＭオイルがバイパスラインＬ４側を流れる様に、三方弁Ｖを切り換えるべく、制御信号を発信する（ステップＳ３）。
油温がしきい値以上であれば（ステップＳ２がＮＯ）、空冷が必要であると判断して、ＡＴＭオイルが空冷オイルクーラ４に連通するラインＬ１側を流れる様に、三方弁Ｖを切り換えるべく、制御信号を発信する（ステップＳ４）。

図１、図２の第１の参考例によれば、ＡＴＭオイルの油温がしきい値以上の場合には、空冷オイルクーラ４と水冷オイルクーラ２の双方でＡＴＭオイルは冷却される。そのため、ＡＴＭオイル冷却に十分な冷却性能を確保することが出来る。それと共に、空冷オイルクーラ４で冷却されて油温が低下したＡＴＭオイルが水冷オイルクーラ２に送られるので、冷却前のＡＴＭオイルが保有する熱量が全てエンジン冷却水に投入されてしまうことはなく、エンジン冷却水温度が昇温することや、それに起因してエンジン冷却性能が低下することが防止される。

一方、ＡＴＭの油温がしきい値を下回っている場合は、例えば冷間始動時等においては、オイルは空冷オイルクーラ４を経由せず、水冷オイルクーラ２のみで冷却される。
この場合はＡＴＭオイルの油温はさほど高温ではないので、水冷オイルクーラ２のみで冷却しても、エンジン冷却水の温度は大幅に昇温せず、エンジン冷却性能に悪影響を及ぼすことは無い。
また、冷間始動時に、空冷オイルクーラ４で冷却したＡＴＭオイルをさらに水冷オイルクーラ２で冷却すると、空冷オイルクーラ４で冷却したＡＴＭオイルの冷熱がエンジン冷却水に逆流して、エンジンの暖気が阻害される恐れが存在する。それに対して、空冷オイルクーラ４をバイパスすることにより、水冷オイルクーラ２においてエンジン冷却水に冷熱が逆流することが防止され、エンジンの暖気が阻害されることが防止される。

次に、図３、図４に基づいて第２の参考例を説明する。
図３において、全体を符号１０２で示すＡＴＭオイル冷却システムは、図１、図２の第１実施形態から三方弁Ｖ、バイパスラインＬ４、合流点Ｇを省略し、空冷オイルクーラ４の熱交換個所に電動モータファン６を設けている。
この電動モータファンは、例えば空冷オイルクーラが走行風に当たらない場所にある場合などに特に有効である。また、空冷オイルクーラが走行風で十分に冷却される場合などは省略可能である。

電動モータファン６は、空冷式オイルクーラ４を強制的に冷却するように構成されている。
ここで、電動モータファン６は制御信号ラインＳｏによってコントロールユニット１０と接続されている。

図４に基づいて、図３の第２の参考例の制御方法を説明する。
先ず、ＡＴＭ油温センサ５によってＡＴＭ３の油温を計測する（ステップＳ２１）。そして、計測されたＡＴＭオイルの温度が、しきい値を下回っているか否かを判断する（ステップＳ２２）。

油温がしきい値を下回っていれば（ステップＳ２２がＹＥＳ）、空冷は不要と判断して、電動モータファン６を停止する（ステップＳ２３）。
一方、油温がしきい値以上であれば（ステップＳ２２がＮＯ）、空冷が必要であると判断して、電動モータファン６を作動するべく制御信号を発信する（ステップＳ２４）。

図３、図４のＡＴＭオイル冷却システム１０２によれば、ＡＴＭオイルの油温がしきい値以上の場合には、ＡＴＭオイルの冷却は、空冷オイルクーラ４と水冷オイルクーラ２の双方で行われる。
一方、ＡＴＭの油温がしきい値を下回っている場合には、電動モータファン６が作動せず、ＡＴＭオイルは空冷オイルクーラ４で冷却されること無く、素通りしてしまう。したがって、ＡＴＭオイルは水冷オイルクーラ４のみで冷却される。

図３、図４の参考例におけるその他の構成及び作用効果は、図１、図２の参考例と同様である。

次に、図５、図６に基づいて本発明の実施形態を説明する。
図５において全体を符号１０３で示すＡＴＭオイル冷却システムは、図１、図２の第１の参考例とは、三方弁Ｖの位置と、バイパスラインとが相違している。

図５において、三方弁Ｖは、空冷オイルクーラ４と水冷オイルクーラ２とを接続するラインＬ２に介装されている。そして、三方弁ＶからのバイパスラインＬ５は、水冷オイルクーラ２とＡＴＭ３とを接続するラインＬ３に設けた合流点Ｇに連通している。
ここで、三方弁Ｖと合流点Ｇとを接続するバイラインＬ５は、水冷オイルクーラ２をバイパスしている。

さらに、図５のＡＴＭオイル冷却システム１０３は、外気温センサ７を装備している。外気温センサ７は、入力信号ラインＳｉによってコントロールユニットと接続している。

図６を主に参照しつつ、本発明の実施形態の制御を説明する。
図６において、先ず、ＡＴＭ油温センサ５によってＡＴＭ３の油温を計測し、及び／又は、外気温センサ７で外気温を計測する（ステップＳ３１）。

次に、計測されたＡＴＭ３の油温及び／又は外気温が、しきい値を下回っているか否かを判断する（ステップＳ３２）。
ＡＴＭ３の油温及び／又は外気温がしきい値を下回っていれば（ステップＳ３２がＹＥＳ）、三方弁Ｖの水冷オイルクーラ２に連通するラインＬ２側を閉じ、バイパスラインＬ５側を開放する（ステップＳ３３）。
ＡＴＭ３の油温と外気温油温の何れもがしきい値以上であれば（ステップＳ３２がＮＯ）、三方弁ＶのバイパスラインＬ５側を閉じ、水冷オイルクーラ２側に連通するラインＬ２側を開放する（ステップＳ３４）。

上述した構成を備えた第３実施形態によれば、外気温とＡＴＭオイルの油温とがしきい値以上の場合には、空冷オイルクーラ４と水冷オイルクーラ２の双方によって、ＡＴＭオイルを冷却する。
一方、外気温及び／又はＡＴＭオイルの油温がしきい値を下回っている場合には、ＡＴＭオイルは水冷オイルクーラ２をバイパスして、空冷オイルクーラ４のみによって冷却される。

外気温がしきい値を下回っている場合は、外気温が低く空冷オイルクーラ４の冷却性能が高くなっている。そして、ＡＴＭオイルの油温がしきい値を下回っている場合は、空冷オイルクーラ４の冷却性能が低くても、十分にＡＴＭオイルを冷却することが出来る。
何れにおいても、空冷オイルクーラ４のみで、ＡＴＭオイルを十分に冷却することが出来る。

また、冷寒始動時等において、空冷オイルクーラ４で過剰に冷却されたＡＴＭオイルが水冷オイルクーラ２に流入すると、ラジエータ１において、過剰に冷却されたＡＴＭオイルの冷熱がエンジン冷却水に投入されてしまうので、エンジンの暖機が阻害されてしまう。
それに対して、図５、図６の実施形態では、冷寒始動時等において、ＡＴＭオイルが水冷オイルクーラ２をバイパスするので、上述した様な不具合は発生せず、エンジンの暖気は阻害されない。

図５、図６の本発明の実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図１〜図４の参考例と同様である。

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定するものではないことを付記する。

ＡＴＭオイル冷却システムの参考例のブロック図。 図１に示すＡＴＭオイル冷却システムの制御を示すフローチャート。 ＡＴＭオイル冷却システムの他の参考例のブロック図。 図３に示すＡＴＭオイル冷却システムの制御を示すフローチャート。 本発明の一実施形態のブロック図。 図５に示すＡＴＭ冷却システムの制御を示すフローチャート。 従来技術のＡＴＭオイル冷却システムのブロック図。

符号の説明

１・・・ラジエータ
２・・・水冷オイルクーラ
３・・・オートマチックトランスミッション
４・・・空冷オイルクーラ
５・・・油温センサ
６・・・電動ファン
７・・・外気温度センサ
１０・・・制御手段／コントロールユニット
１０１〜１０３・・・ＡＴＭオイル冷却システム
Ｌ・・・オイル配管系
Ｖ・・・三方弁
Ｓｉ・・・入力信号ライン
Ｓｏ・・・制御信号ライン

Claims (2)

1. ラジエータに内蔵されてオートマチックトランスミッションオイルを冷却する水冷オイルクーラと、オートマチックトランスミッションオイルを冷却する空冷オイルクーラと、内部にオートマチックトランスミッションオイルが流れ且つオートマチックトランスミッションと空冷オイルクーラと水冷オイルクーラとを連通しているオイル配管系とを有するオートマチックトランスミッションオイル冷却システムにおいて、水冷オイルクーラをバイパスするように配置されたバイパスラインと、オートマチックトランスミッションオイルの流れをバイパスライン側と水冷オイルクーラ側の何れか一方に切り換える流路切換装置と、オートマチックトランスミッションオイルの油温を計測する油温計測装置と、外気温を計測する気温計測装置と、制御装置とを備え、制御装置は、油温計測装置で計測されたオートマチックトランスミッションオイルの油温と外気温とが何れもしきい値以上の場合には流路切換装置によりオートマチックトランスミッションオイルの流れを水冷オイルクーラ側に切り換え、油温計測装置で計測されたオートマチックトランスミッションオイルの油温と外気温との何れか一方がしきい値を下回っている場合には流路切換装置によりオートマチックトランスミッションオイルの流れをバイパスライン側に切り換える制御を行う機能を有することを特徴とするオートマチックトランスミッションオイル冷却システム。
2. 請求項１のオートマチックトランスミッションオイル冷却システムの制御方法において、油温計測装置でオートマチックトランスミッションオイルの油温を計測する油温計測工程と、気温計測装置で外気温を計測する外気温計測工程と、計測された油温と外気温とが何れもしきい値以上の場合には流路切換装置によりオートマチックトランスミッションオイルの流れを水冷オイルクーラ側に切り換え、計測された油温と外気温との何れか一方がしきい値を下回っている場合には流路切換装置によりオートマチックトランスミッションオイルの流れをバイパスライン側に切り換える制御工程とを有することを特徴とする制御方法。

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