JP5330025B2 - トランスミッション用潤滑油の温度制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、潤滑油ポンプによりトランスミッションを強制循環する潤滑油の温度を制御するトランスミッション用潤滑油の温度制御装置に関する。

自動車のエンジンの冷間始動時に昇温した潤滑油をトランスミッションに供給すべく、蓄熱タンクに予め蓄えられた高温の潤滑油をオイルパンの内部に配置されたストレーナの上面に供給して該ストレーナを加熱し、オイルパンから吸い上げられた低温の潤滑油を前記ストレーナを通過させて昇温するものが、下記特許文献１により公知である。

特開２００２−１３０４３６号公報

ところで上記従来のものは、蓄熱タンクに蓄えた高温の潤滑油でストレーナを加熱しても、そのストレーナはオイルパンからの低温の潤滑油が通過することで直ぐに冷えてしまい、トランスミッションに供給される潤滑油が効果的に昇温しないという問題があった。これを回避するには蓄熱タンクの容量を大きくすれば良いが、そのためには蓄熱タンクの設置スペースやコストが増加する問題がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、蓄熱タンクを大型化することなく、トランスミッションの暖機時に昇温した潤滑油を供給できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、潤滑油ポンプによりトランスミッションを強制循環する潤滑油の温度を制御するトランスミッション用潤滑油の温度制御装置であって、潤滑油を貯留する第１リザーバと、前記第１リザーバに貯留した潤滑油よりも高温の潤滑油を貯留する第２リザーバと、前記第１、第２リザーバから供給される潤滑油を濾過して前記トランスミッションに供給すべく前記第１リザーバ内に配置されるストレーナと、前記第１、第２リザーバからの潤滑油を前記ストレーナのダーティチャンバに吸入する第１、第２潤滑油吸入口を開閉すべく前記第１リザーバ内に配置される流量制御弁とを備え、前記ストレーナは、そのストレーナ内部を前記ダーティチャンバと、前記潤滑油ポンプの吸込側に連なるクリーンチャンバとに区画するエレメントを有していると共に、前記ダーティチャンバを前記エレメントとの間に形成する下部ケースの底壁の一端部に前記第１潤滑油吸入口が、またその下部ケースの底壁の前記一端部から立ち上がる側壁に前記第２潤滑油吸入口がそれぞれ開口しており、前記流量制御弁は、前記第１潤滑油吸入口を閉じ且つ前記第２潤滑油吸入口を開く第１の回動位置と、前記第１潤滑油吸入口を開き且つ前記第２潤滑油吸入口を閉じる第２の回動位置と、前記第１、第２潤滑油吸入口を両方開く中間回動位置とをとり得るように前記下部ケースに回動可能に軸支されると共に、その流量制御弁の回動位置が、電気的に作動するアクチュエータで制御されることを特徴とするトランスミッション用潤滑油の温度制御装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記第２リザーバは、潤滑油を加熱する加熱手段を備えることを特徴とするトランスミッション用潤滑油の温度制御装置が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記ストレーナは断熱材により覆われることを特徴とするトランスミッション用潤滑油の温度制御装置が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記トランスミッションから前記第１リザーバに潤滑油を戻す潤滑油排出通路の中間部に流路切換弁が設けられており、その流路切換弁は、前記トランスミッションに接続したエンジンの始動からの経過時間に応じて、トランスミッションから戻される潤滑油の全量を前記第２リザーバ側に導く第１の作動位置と、前記トランスミッションから戻される潤滑油の一部だけを前記第２リザーバ側に導く第２の作動位置と、前記トランスミッションから戻される潤滑油の全量を前記第１リザーバ側に導く第３の作動位置とに切換可能であり、前記流量制御弁は、前記流路切換弁が前記第１の作動位置にあるときに前記第１の回動位置となり、また同流路切換弁が前記第２の作動位置にあるときに前記中間回動位置となり、また同流路切換弁が前記第３の作動位置にあるときに前記第２の回動位置となることを特徴とするトランスミッション用潤滑油の温度制御装置が提案される。

尚、実施の形態のオイルパン１１は本発明の第１リザーバに対応し、実施の形態の蓄熱タンク１２は本発明の第２リザーバに対応する。

請求項１の構成によれば、停止していた暖機対象物としてのトランスミッションの運転を開始するときに、第２リザーバの高温の潤滑油を第２潤滑油吸入口からストレーナを経てトランスミッションに供給することで、ストレーナおよびトランスミッションを速やかに昇温し、ストレーナを潤滑油が通過する際の流通抵抗の低減およびトランスミッションの速やかな暖機を可能にすることができる。そしてトランスミッションの暖機が完了した後は、第１リザーバの低温の潤滑油を第１潤滑油吸入口からストレーナを経てトランスミッションに供給することで、第１リザーバの潤滑油を昇温して通常の運転に移行することができる。特に、停止していたトランスミッションの運転を開始するときに、高温の潤滑油だけをストレーナに供給するので該潤滑油の流量が少なくて済み、第２リザーバを小容量のもので済ますことができる。また第１、第２潤滑油吸入口がストレーナのエレメントよりも上流側に設けられるので、第２リザーバからの高温の潤滑油がストレーナを通過することで該ストレーナを速やかに昇温し、そこを潤滑油を通過する際の抵抗を低減することができる。

また請求項２の構成によれば、第２リザーバに潤滑油を加熱する加熱手段を設けたので、トランスミッションが運転を停止してから長時間が経過した後の運転再開時であっても、第２リザーバから常に高温の潤滑油を供給することができる。

また請求項３の構成によれば、ストレーナを断熱材で覆ったので、ストレーナを通過する高温の潤滑油の熱がオイルパン内の低温の潤滑油に奪われ難くし、トランスミッションに供給される潤滑油の温度を高めることができる。

潤滑油の温度制御装置の全体構成を示す図。 ストレーナの斜視図。 図２の３−３線拡大断面図（暖機未完了時）。 図３に対応する図（暖機完了時）。 実施の形態の作用を説明する図。 実施の形態の効果を説明するグラフ。

以下、図１〜図６に基づいて本発明の参考実施形態を説明する。

図１に示すように、自動車のエンジンＥに接続されたトランスミッションＴは、その下面に制御油を兼ねる潤滑油を貯留するための第１リザーバとしてのオイルパン１１を備える。トランスミッションＴには、前記オイルパン１１に加えて第２リザーバとしての蓄熱タンク１２を備えており、その蓄熱タンク１２には、内部に貯留された潤滑油を加熱するための電気ヒータ等の加熱手段１３が設けられる。

図１〜図３から明らかなように、オイルパン１１の内部には潤滑油を濾過して異物を除去するためのストレーナ１４が配置される。ストレーナ１４は下部ケース１５および上部ケース１６を、それらの間にエレメント１７を挟持するように結合して構成され、下部ケース１５およびエレメント１７間にダーティチャンバ１８が区画されるとともに、上部ケース１６およびエレメント１７間にクリーンチャンバ１９が区画される。ストレーナ１４の下部ケース１５および上部ケース１６は、それぞれ断熱材２０，２１で覆われる。

ストレーナ１４の上部ケース１６の形成された潤滑油出口２２に接続された潤滑油供給通路２３はトランスミッションＴの内部に延び、その途中に潤滑油を吸い上げるための潤滑油ポンプ２４が設けられる。トランスミッションＴからオイルパン１１に潤滑油を戻す潤滑油排出通路２５の中間部に電磁弁よりなる流路切換弁２６が設けられており、流路切換弁２６において潤滑油排出通路２５から分岐した第１バイパス通路２７は蓄熱タンク１２に接続されるとともに、蓄熱タンク１２から延びる第２バイパス通路２８がストレーナ１４の下部ケース１５の側壁に設けた第２潤滑油吸入口３０に接続される。下部ケース１５の底壁には、前記第２潤滑油吸入口３０に隣接して第１潤滑油吸入口２９が形成されており、この第１潤滑油吸入口２９を介してオイルパン１１の内部がストレーナ１４のダーティチャンバ１８に連通する。

流路切換弁２６が図５（Ａ）の位置にあるとき、トランスミッションＴからの潤滑油は直接オイルパン１１に戻されることなく、その全量が蓄熱タンク１２に戻される。流路切換弁２６が図５（Ｂ）の位置にあるとき、トランスミッションＴからの潤滑油の一部は直接オイルパン１１に戻され、残部が蓄熱タンク１２に戻される。流路切換弁２６が図５（Ｃ）の位置にあるとき、トランスミッションＴからの潤滑油は蓄熱タンク１２に戻されることなく、その全量が直接オイルパン１１に戻される。

ストレーナ１４の下部ケース１５に支軸３１を介して流量制御弁３２が揺動自在に枢支される。この流量制御弁３２は図示せぬ捩じりバネ等で図３に示す倒伏位置に付勢されており、オイルパン１１に貯留された潤滑油の温度（粘度）および蓄熱タンク１２に貯留された潤滑油の温度（粘度）に応じて自動的に作動する。流量制御弁３２が起立位置（図４参照）にあるとき、第１潤滑油吸入口２９が開放されて第２潤滑油吸入口３０が閉塞され、流量制御弁３２が倒伏位置（図３参照）にあるとき、第２潤滑油吸入口３０が開放されて第１潤滑油吸入口２９が閉塞される。流量制御弁３２は、前記起立位置および前記倒伏位置の間の任意の位置で停止可能である。

次に、上記構成を備えた参考実施形態の作用を説明する。

エンジンＥが停止してから所定時間が経過すると、エンジンＥだけでなくトランスミッションＴも冷えて低温状態になるため、トランスミッションＴのオイルパン１１に貯留された潤滑油も低温状態になるが、蓄熱タンク１２に貯留された潤滑油は加熱手段１３により加熱されて高温状態に維持されている。

図５および図６に示すように、流路切換弁２６および流量制御弁３２は、エンジンＥの始動からの経過時間に応じた領域Ａ、領域Ｂおよび領域Ｃにおいて、異なる態様で制御される。

領域Ａでは、図５（Ａ）に示すように、流路切換弁２６は潤滑油排出通路２５を第１バイパス通路２７に接続するように切り換えられ、ストレーナ１４に設けた流量制御弁３２は第１潤滑油吸入口２９を閉塞して第２潤滑油吸入口３０を開放する倒伏位置にあり、第２潤滑油吸入口３０からダーティチャンバ１８に流入した高温の潤滑油が第１潤滑油吸入口２９を通過してオイルパン１１に漏れ出ることはない。

領域Ｂでは、図５（Ｂ）に示すように、流路切換弁２６は潤滑油排出通路２５を第１バイパス通路２７およびオイルパン１１の両方に接続するように切り換えられ、高温で低粘度の潤滑油は第１潤滑油吸入口２９および第２潤滑油吸入口３０の両方からダーティチャンバ１８に流入するため、流量制御弁３２は第１潤滑油吸入口２９および第２潤滑油吸入口３０を共に半開にする位置になる。

領域Ｃでは、図５（Ｃ）に示すように、流路切換弁２６は潤滑油排出通路２５をオイルパン１１に接続するように切り換えられ、第２潤滑油吸入口３０からダーティチャンバ１８への潤滑油の流入は止まり、第１潤滑油吸入口２９からダーティチャンバ１８へと流入する潤滑油に押されて流量制御弁３２は第１潤滑油吸入口２９を開放して第２潤滑油吸入口３０を閉塞する起立位置になる。

前記領域Ａでは、潤滑油ポンプ２４が作動したときに、オイルパン１１に貯留された低温で高粘度の潤滑油は吸い上げられ難く、蓄熱タンク１２に貯留された高温で低粘度の潤滑油は吸い上げられ易いため、蓄熱タンク１２に貯留された高温の潤滑油が第２バイパス通路２８から第２潤滑油吸入口３０を経てストレーナ１４のダーティチャンバ１８に流入し、そこからエレメント１７を通過して異物を除去された後に、クリーンチャンバ１９、潤滑油出口２２および潤滑油供給通路２３を経てトランスミッションＴの被潤滑部に供給される、
その結果、ストレーナ１４の出口での潤滑油温度（図６の実線参照）は、エンジンＥの始動直後だけは蓄熱タンク１２から出た潤滑油がストレーナ１４に熱を奪われて低くなるものの、その後は急速に上昇して所定温度（実施の形態では６０°Ｃ）に達する。これにより、ストレーナ１４、潤滑油ポンプ２４およびトランスミッションＴに高温で粘度が低い潤滑油を供給することが可能となり、潤滑油がストレーナ１４のエレメント１７を通過する際の流通抵抗を低減して潤滑油ポンプ２４の駆動負荷を小さくすることができるだけでなく、トランスミッションＴの各摺動部のフリクションの低減および異常摩耗の防止が可能になり、しかもトランスミッションＴの暖機を促進することができる。

このように、冷間始動時にはストレーナ１４にオイルパン１１の低温の潤滑油を全く供給せず、蓄熱タンク１２の高温の潤滑油だけを供給するので、ストレーナ１４の温度を速やかに昇温することが可能になり、蓄熱タンク１２の小型化およびコストダウンが可能になる。

このとき、ストレーナ１４の下部ケース１５および上部ケース１６が断熱材２０，２１で覆われてオイルパン１１内の低温の潤滑油から断熱されているため、ストレーナ１４に流入した高温の潤滑油の熱がオイルパン１１内の低温の潤滑油に奪われ難くし、エレメント１７やトランスミッションＴにできるだけ高温の潤滑油を供給することができる。

トランスミッションＴに供給されて該トランスミッションＴの暖機を促進した潤滑油は、オイルパン１１に戻されることなく流路切換弁２６を介して蓄熱タンク１２に戻されるため、高温の潤滑油がオイルパン１１内の低温の潤滑油と混合して冷却されるのを防止し、トランスミッションＴを暖機を一層効果的に促進することができる。

トランスミッションＴの暖機が進行するに伴ってオイルパン１１内の潤滑油の温度が次第に上昇して粘度も次第に低くなるため、オイルパン１１内の潤滑油も吸い上げられることで流量制御弁３２は第１潤滑油吸入口２９および第２潤滑油吸入口３０を共に開放する中間位置に揺動する。その結果、前記領域Ｂでは、トランスミッションＴの内部を循環した後の潤滑油の一部は蓄熱タンク１２を経てストレーナ１４に供給され、かつ前記潤滑油の残部はオイルパン１１を経てストレーナ１４に供給されるため、オイルパン１１内の潤滑油温度は更に上昇してストレーナ１４の出口での潤滑油温度である６０°Ｃに達する。その間、ストレーナ１４の出口での潤滑油温度が前記６０°Ｃに維持されるように、流路切換弁２６の位置が制御される。

オイルパン１１内の潤滑油の温度が６０°に上昇して粘度が充分に低くなると、その潤滑油がストレーナ１４に容易に吸い上げられるようになるため、流量制御弁３２は起立位置に揺動する。その結果、前記領域Ｃでは、トランスミッションＴの内部を循環した後の潤滑油の全量がオイルパン１１を経てストレーナ１４に供給され、ストレーナ１４の出口での潤滑油温度はオイルパン１１内の潤滑油温度に一致した状態で、６０°Ｃから更に上昇する。

しかして、前記領域Ａ，Ｂにおいてストレーナ１４の出口での潤滑油温度はオイルパン１１内の潤滑油温度よりも高くなり、潤滑油ポンプ２４の駆動負荷の低減、トランスミッションＴのフリクションの低減、トランスミッションＴの異常摩耗の防止、トランスミッションＴの暖機の促進が可能になる。

尚、前記領域Ｃでストレーナ１４の出口での潤滑油温度が７０°Ｃに達したとき、流路切換弁２６および流量制御弁３２を所定時間だけ図５（Ａ）の状態にすることで、蓄熱タンク１２に潤滑油を補給する。これにより、次回の冷間始動時に備えて蓄熱タンク１２の潤滑油を加熱手段１３で加熱しておくことができる。

ところで、前記した参考実施形態では、オイルパン１１に貯留された潤滑油の温度（粘度）および蓄熱タンク１２に貯留された潤滑油の温度（粘度）に応じて流量制御弁３２が自動的に作動するが、本発明の実施形態では、流量制御弁３２の回動位置が、電気的に作動するアクチュエータで制御されるようになっており、これにより、潤滑油の温度をよりきめ細かく制御することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態では蓄熱タンク１２に加熱手段１３を設けて潤滑油温度を高温に維持しているが、蓄熱タンク１２を真空断熱して潤滑油温度を高温に維持することも可能である。

１１ オイルパン（第１リザーバ）
１２ 蓄熱タンク（第２リザーバ）
１３ 加熱手段
１４ ストレーナ
１５ ストレーナの下部ケース
１７ エレメント
１８ ダーティチャンバ
１９ クリーンチャンバ
２６ 流路切換弁
２９ 第１潤滑油吸入口
３０ 第２潤滑油吸入口
３２ 流量制御弁
Ｅ エンジン
Ｔ トランスミッション

Claims (4)

1. 潤滑油ポンプ（２４）によりトランスミッション（Ｔ）を強制循環する潤滑油の温度を制御するトランスミッション用潤滑油の温度制御装置であって、
   潤滑油を貯留する第１リザーバ（１１）と、
   前記第１リザーバ（１１）に貯留した潤滑油よりも高温の潤滑油を貯留する第２リザーバ（１２）と、
   前記第１、第２リザーバ（１１，１２）から供給される潤滑油を濾過して前記トランスミッション（Ｔ）に供給すべく前記第１リザーバ（１１）内に配置されるストレーナ（１４）と、
   前記第１、第２リザーバ（１１，１２）からの潤滑油を前記ストレーナ（１４）のダーティチャンバ（１８）に吸入する第１、第２潤滑油吸入口（２９，３０）を開閉すべく前記第１リザーバ（１１）内に配置される流量制御弁（３２）とを備え、
   前記ストレーナ（１４）は、そのストレーナ（１４）内部を前記ダーティチャンバ（１８）と、前記潤滑油ポンプ（２４）の吸込側に連なるクリーンチャンバ（１９）とに区画するエレメント（１７）を有していると共に、前記ダーティチャンバ（１８）を前記エレメント（１７）との間に形成する下部ケース（１５）の底壁の一端部に前記第１潤滑油吸入口（２９）が、またその下部ケース（１５）の底壁の前記一端部から立ち上がる側壁に前記第２潤滑油吸入口（３０）がそれぞれ開口しており、
   前記流量制御弁（３２）は、前記第１潤滑油吸入口（２９）を閉じ且つ前記第２潤滑油吸入口（３０）を開く第１の回動位置と、前記第１潤滑油吸入口（２９）を開き且つ前記第２潤滑油吸入口（３０）を閉じる第２の回動位置と、前記第１、第２潤滑油吸入口（２９，３０）を両方開く中間回動位置とをとり得るように前記下部ケース（１５）に回動可能に軸支されると共に、その流量制御弁（３２）の回動位置が、電気的に作動するアクチュエータで制御されることを特徴とするトランスミッション用潤滑油の温度制御装置。
2. 前記第２リザーバ（１２）は、潤滑油を加熱する加熱手段（１３）を備えることを特徴とする、請求項１に記載のトランスミッション用潤滑油の温度制御装置。
3. 前記ストレーナ（１４）は断熱材（２０，２１）により覆われることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のトランスミッション用潤滑油の温度制御装置。
4. 前記トランスミッション（Ｔ）から前記第１リザーバ（１１）に潤滑油を戻す潤滑油排出通路（２５）の中間部に流路切換弁（２６）が設けられており、
   その流路切換弁（２６）は、前記トランスミッション（Ｔ）に接続したエンジン（Ｅ）の始動からの経過時間に応じて、トランスミッション（Ｔ）から戻される潤滑油の全量を前記第２リザーバ（１２）側に導く第１の作動位置と、前記トランスミッション（Ｔ）から戻される潤滑油の一部だけを前記第２リザーバ（１２）側に導く第２の作動位置と、前記トランスミッション（Ｔ）から戻される潤滑油の全量を前記第１リザーバ（１１）側に導く第３の作動位置とに切換可能であり、
   前記流量制御弁（３２）は、前記流路切換弁（２６）が前記第１の作動位置にあるときに前記第１の回動位置となり、また同流路切換弁（２６）が前記第２の作動位置にあるときに前記中間回動位置となり、また同流路切換弁（２６）が前記第３の作動位置にあるときに前記第２の回動位置となることを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のトランスミッション用潤滑油の温度制御装置。

Images