JP6111857B2 - 流体温度調整装置 - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンの冷却水を冷却するラジエータと、冷却水と変速機の作動流体とを熱交換させる熱交換器とを備えた流体温度調整装置に関する。
従来、この種の流体温度調整装置として、内燃機関(エンジン)の冷却水を冷却するラジエータと、自動変速機等で用いられる作動流体(ATF)を当該自動変速機から取り出すための取出側主流路と、取出側主流路と電磁式の切替弁を介して連通する第1および第2流路と、第1および第2流路から作動流体を自動変速機に戻すための戻し側主流路と、ラジエータに設けられると共に第1流路の途中に配置され、内燃機関の冷却水と作動流体とを熱交換させる第1熱交換器と、第2流路の途中に配置される第2熱交換器とを備えるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この流体温度調整装置では、油温センサにより検出された作動流体の温度が判定値αに満たないときには、第1流路にのみ作動流体が流れるように切替弁が制御され、第1熱交換器のみで作動流体の熱交換が行われる。一方、作動流体の温度が判定値α以上であるときには、第1および第2流路の双方に作動流体が流れるように切替弁が制御され、第1および第2熱交換器の双方で作動流体の熱交換が行われる。このように、この流体温度調整装置では、作動流体の温度に応じて当該作動流体が通過する熱交換器の数を変更することにより、作動流体の過昇温やオーバークール等を抑制している。
特開2011−2099号公報
上記従来の流体温度調整装置のように、作動流体の温度を調整するために複数の熱交換器を用いると、装置の大型化に招いてしまうため、冷却水と作動流体とを熱交換させる第1熱交換器のみで作動流体の温度を調整することが好ましい。しかしながら、上記第1熱交換器がラジエータにより冷却された比較的低温の冷却水と作動流体とを熱交換させるものである場合には、作動流体の温度が低いときに作動流体を速やかに昇温させにくく、温度が低く粘度が高い作動流体の粘性抵抗に起因して自動変速機の各油圧機器や潤滑対象等で生じるロスが大きくなってしまうおそれがある。一方、第1熱交換器がラジエータにより冷却されていない比較的高温の冷却水と作動流体とを熱交換させるものである場合には、作動流体の温度が高いときに作動流体を速やかに降温させにくく、作動流体の温度が高く粘度が低いことに起因して自動変速機の各潤滑対象等の摺動部の油膜が薄くなり、当該摺動部を両項に潤滑・冷却し得なくなるおそれがある。
そこで、本発明は、エンジンの冷却水と変速機の作動流体とを熱交換させる熱交換器によって作動流体の温度をより適正に調整することを主目的とする。
本発明による流体温度調整装置は、上記主目的を達成するために以下の手段を採っている。
本発明による流体温度調整装置は、
エンジンの冷却水を冷却するラジエータと、前記冷却水と変速機の作動流体とを熱交換させる熱交換器とを備えた流体温度調整装置において、
前記エンジンと前記ラジエータとの間で前記冷却水を一方向に循環させる循環流路と、
前記エンジンより下流側かつ前記ラジエータより上流側で前記循環流路から分岐された第1流路と、
前記ラジエータより下流側かつ前記エンジンより上流側で前記循環流路から分岐された第2流路と、
前記熱交換器の冷却水出口と連通すると共に、前記ラジエータより下流側かつ前記エンジンより上流側で前記循環流路に合流する第3流路と、
前記第1および第2流路の何れか一方と前記熱交換器の冷却水入口とを選択的に連通させる切替バルブとを含むことを特徴とする。
この流体温度調整装置は、エンジンとラジエータとの間で当該エンジンの冷却水を一方向に循環させる循環流路を含み、当該循環流路からは、エンジンより下流側かつラジエータより上流側で第1流路が分岐されると共に、ラジエータより下流側かつエンジンより上流側で第2流路が分岐される。また、当該循環流路には、熱交換器の冷却水出口と連通する第3流路がラジエータより下流側かつエンジンより上流側で合流する。そして、上記第1および第2流路の何れか一方と熱交換器の冷却水入口とが切替バルブにより選択的に連通される。これにより、切替バルブによって第1流路と熱交換器との冷却水入口とを連通させれば、ラジエータで冷却されていない比較的高温の冷却水と作動流体とを熱交換させることができる。一方、切替バルブによって第2流路と熱交換器との冷却水入口とを連通させれば、ラジエータで冷却された比較的低温の冷却水と作動流体とを熱交換させることができる。従って、この流体温度調整装置では、エンジンの冷却水と変速機の作動流体とを熱交換させる熱交換器によって当該作動流体の温度をより適正に調整することが可能となる。
また、前記切替バルブは、前記作動流体の温度に応じて前記第1および第2流路の何れか一方と前記熱交換器の前記冷却水入口とを選択的に連通させてもよい。これにより、ラジエータで冷却されていない比較的高温の冷却水と作動流体とを熱交換させるか、ラジエータで冷却された比較的低温の冷却水と作動流体とを熱交換させるかを、切替バルブにより作動流体の温度に応じて切り替えることができる。従って、冷却水と作動流体とを熱交換させる熱交換器によって当該作動流体の温度をより一層適正に調温することが可能となる。
更に、前記第3流路は、前記循環流路と前記第2流路との分岐部よりも下流側かつ前記エンジンより上流側で前記循環流路に合流してもよい。これにより、熱交換器において作動流体と熱交換した冷却水が再び第2流路を介して熱交換器に流入するのを抑制して、熱交換器での冷却水と作動流体との熱交換効率を高めることが可能となる。
また、前記切替バルブは、前記作動流体の温度が第1温度未満であるときには、前記第1流路と前記熱交換器の前記冷却水入口とを連通させると共に、前記作動流体の温度が前記第1温度よりも高い第2温度以上であるときには、前記第2流路と前記熱交換器の前記冷却水入口とを連通させてもよい。これにより、作動流体の温度が比較的低い第1温度未満であって作動流体を昇温させるべきときには、切替バルブにより第1流路と熱交換器との冷却水入口とを連通させて、ラジエータで冷却されていない比較的高温の冷却水と作動流体とを熱交換させることができるため、作動流体を速やかに昇温させることが可能となる。一方、作動流体の温度が比較的高い温度、すなわち、第1温度よりも高い第2温度以上であって作動流体を降温させるべきときには、切替バルブにより第2流路と熱交換器との冷却水入口とを連通させて、ラジエータで冷却された比較的低温の冷却水と作動流体とを熱交換させることができるため、作動流体を速やかに降温させることが可能となる。
更に、前記切替バルブは、前記第1流路と連通する第1入力ポートと、前記第2流路と連通する第2入力ポートと、前記熱交換器の冷却水入口と連通する出力ポートと、軸方向に移動して前記第1および第2入力ポートの何れか一方と前記出力ポートとを選択的に連通させるスプールと、前記スプールを前記軸方向に付勢するスプリングと、前記スプールに取り付けられた熱膨張材とを含んでもよく、前記熱膨張材は、前記作動流体の温度に応じて、前記スプールが前記スプリングにより付勢されて移動するのを許容すると共に、前記スプールを前記スプリングの付勢力に抗して移動させてもよい。これにより、作動流体の温度に応じてスプールを自動的に軸方向に移動させ、第1および第2入力ポートの何れか一方と出力ポートとを、すなわち第1および第2流路の何れか一方と熱交換器の冷却水入口とを選択的に連通させることができる。
本発明の一実施形態に係る流体温度調整装置を示す概略構成図である。 流体温度調整装置に含まれる切替バルブを示す説明図である。 流体温度調整装置に含まれる切替バルブを示す説明図である。 流体温度調整装置の動作を説明するための概略構成図である。 流体温度調整装置の動作を説明するための概略構成図である。 流体温度調整装置の動作を説明するための概略構成図である。
次に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る流体温度調整装置10を示す概略構成図である。同図に示す流体温度調整装置10は、エンジン12や当該エンジン12からの動力を駆動輪に伝達するトランスアクスル20を含む車両に搭載され、エンジン12を冷却する冷却水(LLC)やトランスアクスル20の作動流体(ATF)の温度を調整するものである。
流体温度調整装置10を搭載した車両に含まれるトランスアクスル20は、トランスアクスルケース22や、発進装置としての流体伝動装置23、エンジン12からの動力により駆動されるオイルポンプ24、流体伝動装置23を介して伝達されるエンジン12からの動力を複数段に変速して出力する自動変速機25、オイルポンプ24から吐出される作動流体を流体伝動装置23や自動変速機25に含まれるクラッチ等の各油圧機器および潤滑対象に供給する油圧制御装置26、これらを制御する制御装置30等を有する。流体伝動装置23、オイルポンプ24、自動変速機25および油圧制御装置26は、トランスアクスルケース22の内部に配置される。ただし、油圧制御装置26は、トランスアクスルケース22の外部に配置されてもよい。また、自動変速機25は、機械式あるいは電気式の無段変速機であってもよい。
流体温度調整装置10は、制御装置30により制御されるものであり、エンジン12のシリンダブロックやシリンダヘッドに形成された図示しない熱交換部を中途に含んで冷却水の循環路を形成する循環流路101と、循環流路101から分岐されたバイパス流路102と、エンジン12に組み込まれると共に循環流路101にて冷却水を一方向に循環させるウォーターポンプ103と、循環流路101の中途に配置されると共に当該循環流路101内を流れる冷却水を走行風や図示しない電動ファンにより冷却するラジエータ104と、循環流路101内のエンジン12より下流側かつラジエータ104より上流側に配置されたサーモスタット105とを含む。
循環流路101は、ウォーターポンプ103より下流側かつラジエータ104より上流側の冷却前流路101aと、ラジエータ104より下流側かつウォーターポンプ103より上流側の冷却後流路101bとから構成される。バイパス流路102は、サーモスタット105よりも上流側で冷却前流路101aから分岐されると共に、ウォーターポンプ103の手前で冷却後流路101bに合流する。ウォーターポンプ103は、本実施形態では、電動式ポンプとして構成され、制御装置30により駆動制御される。サーモスタット105は、冷却前流路101aを流れる冷却水の温度Twが予め定められた冷却開始温度Tws未満であるときに冷却水のラジエータ104側への流入を遮断すると共に、冷却水の温度Twが冷却開始温度Tws以上であるときに循環流路101を流れる冷却水のラジエータ104側への流入を許容する。ただし、サーモスタット105は、冷却水の温度Twが冷却開始温度Tws以上となったときに、温度Twの上昇に応じて徐々に冷却水のラジエータ104側への流入を許容するものであってもよい。
更に、流体温度調整装置10は、エンジン12の冷却水とトランスアクスル20すなわち流体伝動装置23や自動変速機25により用いられる作動流体とを熱交換させる熱交換器110と、冷却前流路101aから分岐された第1流路111と、冷却後流路101bから分岐された第2流路112と、熱交換器110の冷却水出口110oに連通すると共に冷却後流路101bに合流する第3流路113と、作動流体の温度Taに応じて第1および第2流路111,112の何れか一方を選択的に熱交換器110の冷却水入口110iに連通させる切替バルブ120とを含む。
熱交換器110は、油圧制御装置26からドレンされた作動流体をトランスアクスルケース22内に配置される流体伝動装置23や自動変速機25の各種潤滑対象に導く作動流体路114に組み込まれ、本実施形態では、トランスアクスルケース22の外部に配置される。そして、熱交換器110は、第1および第2流路111,112の何れか一方から切替バルブ120を介して冷却水入口110iに流入して冷却水出口110oから流出する冷却水と、油圧制御装置26からドレンされて作動流体路114を流れる作動流体とを熱交換させるように構成されている。第1流路111は、エンジン12より下流側かつラジエータ104(サーモスタット105)より上流側で冷却前流路101aから分岐され、切替バルブ120に接続される。また、第2流路112は、ラジエータ104より下流側かつエンジン12より上流側で冷却後流路101bから分岐され、切替バルブ120に接続される。更に、第3流路113は、冷却後流路101bと第2流路112との分岐部より下流側かつエンジン12(ウォーターポンプ103)より上流側で当該冷却後流路101bに合流する。
切替バルブ120は、作動流体の温度Taに応じて自動的に第1および第2流路111,112の何れか一方と熱交換器110の冷却水入口110iとを選択的に連通させるサーモバルブとして構成され、熱交換器110に併設されている。図2は、本実施形態の切替バルブ120を示す説明図である。図示するように、切替バルブ120は、第1流路111と連通する第1入力ポート120aと、第2流路112と連通する第2入力ポート120bと、熱交換器110の冷却水入口110iと連通する出力ポート120cと、軸方向に移動して第1および第2入力ポート120a,120bの何れか一方と出力ポート120cとを選択的に連通させるスプール121と、スプール121の軸方向における一端(図2における上端)に当接すると共に当該スプール121を軸方向(図2中下方)に付勢するスプリング122と、スプール121の軸方向における他端側(図2における下側)の先端部121sに取り付けられた熱膨張材123と、当該熱膨張材123がスプール121の一端側から他端側(図2における下側)へと移動するのを規制する移動規制部材124と、上記作動流体路114に接続されて熱交換器110で熱交換される前の作動流体の少なくとも一部が内部を流れると共に、当該作動流体が熱膨張材123に接触するように形成されたバルブ内作動流体路125とを含む。
スプール121は、第1入力ポート120aと出力ポート120cとを連通させる第1連通状態(図2参照)と、第2入力ポート120bと出力ポート120cとを連通させる第2連通状態(図3参照)とを形成可能に構成されている。スプール121の先端部121sは、当該スプール121の一端側(図2における上側)から他端側(図2における下側)に向けて縮径するように形成されている。すなわち、先端部121sの外周面は、スプール121の一端側から他端側に近づくにつれて軸心に接近するようにテーパ状に形成されている。熱膨張材123は、例えばアルミニウムやマグネシウムといった金属あるいはゴム等の樹脂により環状に形成されており、バルブ内作動流体路125を流れる作動流体の温度Taに応じて少なくともスプール121の径方向に膨張または収縮可能なものである。そして、熱膨張材123の中心孔には、スプール121の先端部121sが挿通され、移動規制部材124は、熱膨張材123の図2中下側(先端部121s側)の端面と当接するように切替バルブ120のバルブボディに固定されている。
上述のように構成される切替バルブ120では、熱膨張材123が作動流体の温度Taに応じて少なくともスプール121の径方向に収縮すると、テーパ状に形成された外周面を有する先端部121sが熱膨張材123により径方向に押圧されることで、スプール121には、熱膨張材123から図2おける軸方向上向きの力、すなわちスプリング122によって付勢される方向と逆方向の力が付与される。この結果、熱膨張材123の収縮に応じてスプール121がスプリング122の付勢力に抗して図2中上側(スプリング122により付勢力される方向と反対側)に移動可能となり、スプール121に熱膨張材123から付与される力とスプリング122による付勢力とが釣り合った位置でスプール121が保持される(図2に示す状態)。一方、熱膨張材123が作動流体の温度Taに応じて少なくともスプール121の径方向に膨張すると、当該膨張に伴って熱膨張材123がスプール121の先端部121sを径方向に押圧する力が弱まるため、スプール121に熱膨張材123から付与される軸方向上向きの力も弱まることになる。この結果、スプール121がスプリング122により付勢されて図中下側(スプリング122により付勢力される方向)に移動することが許容されると共に、熱膨張材123から付与される力とスプリング122による付勢力とが釣り合った位置でスプール121が保持される(図3に示す状態)。
そして、本実施形態において、切替バルブ120は、バルブ内作動流体路125を流れる作動流体の温度Taが第1温度Ta1(例えば、90℃)未満であるときに、熱膨張材123がスプール121をスプリング122の付勢力に抗して図2に示す第1連通状態に保持するように構成されている。これにより、作動流体の温度Taが第1温度Ta1未満であるときには、第1入力ポート120aすなわち第1流路111と、出力ポート120cすなわち熱交換器110の冷却水入口110iとが連通される。また、切替バルブ120は、バルブ内作動流体路125を流れる作動流体の温度Taが第1温度Ta1より高くなると作動流体の温度の上昇に応じて熱膨張材123が徐々に膨張してスプール121のスプリング122により付勢される方向への移動を許容すると共に、作動流体の温度Taが第1温度Ta1よりも高い第2温度Ta2以上であるときに熱膨張材123がスプール121を図3に示す第2連通状態に保持するように構成されている。これにより、作動流体の温度Taが第2温度Ta2以上であるときには、第1入力ポート120aすなわち第1流路111と、出力ポート120cすなわち熱交換器110の冷却水入口110iとの連通が遮断されると共に、第2入力ポート120bすなわち第2流路112と、出力ポート120cすなわち熱交換器110の冷却水入口110iとが連通される。なお、第2温度Ta2は、熱膨張材123の特性に応じて定まるものであり、第1温度Ta1よりもわずかに高い温度であってもよく、第1温度Ta1よりも比較的高い温度であってもよい。
続いて、図4から図6を参照しながら、上述のように構成された流体温度調整装置10の動作について説明する。制御装置30は、図示しない温度センサにより検出される冷却水の温度Twが予め定められたポンプ駆動開始温度Tw1(例えば、60℃)未満であるときには、ウォーターポンプ103の運転を停止させる。これにより、例えば車両の発進時等、エンジン12を速やかに暖機すべきときに、冷却水の循環を停止させてエンジン12の暖機を促進させることができる。
これに対して、制御装置30は、冷却水の温度Twがポンプ駆動開始温度Tw1以上であるときには、ウォーターポンプ103を作動させ、ウォーターポンプ103により冷却水を循環流路101内で循環させる。この際、冷却水の温度Twが上述の冷却開始温度Tws未満である場合には、サーモスタット105により冷却水のラジエータ104側への流入が遮断されるため、冷却水は、図4において実線矢印で示すように、冷却前流路101aからバイパス流路102を介して冷却後流路101bに流れ込み、再度ウォーターポンプ103により圧送されてエンジン12内に形成された循環流路101内を一方向に循環する。
また、この際、循環流路101を流れる冷却水は、冷却前流路101aから第1流路111を介して切替バルブ120側へと流れる。そして、トランスアクスル20における作動流体の温度Taは、一般に、サーモスタット105の状態に拘わらずラジエータ104により冷却されていない冷却水の温度Twよりも低く、冷却水の温度Twが冷却開始温度Tws未満であるときには、作動流体の温度Taが基本的に上記第1温度Ta1未満となる。従って、熱膨張材123がスプール121をスプリング122の付勢力に抗して図2に示す第1連通状態に保持することから、第1流路111と熱交換器110の冷却水入口110iとが連通される。これにより、冷却前流路101aから第1流路111へと流れた冷却水は、切替バルブ120を介して熱交換器110の冷却水入口110iへと流入する。この結果、作動流体の温度Taが比較的低い第1温度Ta1未満であって作動流体を昇温させるべきときには、ラジエータ104により冷却されていない比較的高温の冷却水と、作動流体路114内を流れる比較的低温の作動流体とを熱交換器110において熱交換させて、作動流体を冷却水によって速やかに昇温させることができる。従って、温度が低く粘度が高い作動流体の粘性抵抗に起因してトランスアクスル20すなわち流体伝動装置23や自動変速機25における各油圧機器や潤滑対象等で生じるロスが大きくなるのを抑制することが可能となる。
そして、熱交換器110を通過した冷却水は、第3流路113を介して冷却後流路101bへと流入し、ウォーターポンプ103により再び冷却前流路101aへと圧送される。このように、冷却後流路101bと第2流路112との分岐部よりも下流側で当該冷却後流路101bに合流する第3流路113を介して冷却水を冷却後流路101bに流入させることで、熱交換器110において作動流体と熱交換した冷却水が再び第2流路112を介して熱交換器110に流入するのを抑制して、熱交換器110での冷却水と作動流体との熱交換効率を高めることができる。
一方、冷却水の温度Twが冷却開始温度Tws以上であるときには、サーモスタット105により冷却水のラジエータ104側への流入が許容されるため、冷却水は、図5において実線矢印で示すように、冷却前流路101aからラジエータ104を介して冷却後流路101bへと流れ込み、ウォーターポンプ103により再び冷却前流路101aへと圧送される。これにより、冷却開始温度Tws以上となった比較的高温の冷却水をラジエータ104により冷却し、当該冷却された冷却水によりエンジン12を冷却することができる。この際、作動流体の温度Taが依然として第1温度Ta1未満である場合には、切替バルブ120のスプール121が第1連通状態を形成し、第1流路111と熱交換器110の冷却水入口110iとが連通される。これにより、冷却水は、図5において実線矢印で示すように、冷却前流路101aから第1流路111および切替バルブ120を介して熱交換器110の冷却水入口110iへと流入する。この結果、ラジエータ104により冷却されていない比較的高温の冷却水と、作動流体路114内を流れる比較的低温の作動流体とを熱交換器110において熱交換させて、作動流体を冷却水によって速やかに昇温させることができる。そして、熱交換器110を通過した冷却水は、第3流路113を介して冷却後流路101bへと流入し、ウォーターポンプ103により再び冷却前流路101aへと圧送される。
また、冷却水の温度Twが冷却開始温度Tws以上であり、かつ、作動流体の温度Taが第1温度Ta1以上である場合には、作動流体の温度Taが上昇するにつれて切替バルブ120の熱膨張材123が徐々に膨張し、スプール121がスプリング122により付勢されて図中下側(スプリング122により付勢力される方向)に移動することが許容される。そして、温度Taが第2温度Ta2以上となると、切替バルブ120のスプール121が第2連通状態を形成する。これにより、第1流路111と熱交換器110の冷却水入口110iとの連通が遮断されると共に、第2流路112と熱交換器110の冷却水入口110iとが連通され、冷却水は、図6において実線矢印で示すように、冷却後流路101bから第2流路112および切替バルブ120を介して熱交換器110の冷却水入口110iへと流入する。この結果、作動流体の温度が比較的高い温度、すなわち、第1温度Ta1よりも高い第2温度Ta2以上であって作動流体を降温させるべきときには、ラジエータ104により冷却された比較的低温の冷却水と、作動流体路114内を流れる比較的高温の作動流体とを熱交換器110において熱交換させて、作動流体を冷却水によって速やかに降温させることができる。従って、作動流体の温度が高く粘度が低いことに起因して自動変速機25の各潤滑対象等の摺動部の油膜が薄くなり、当該摺動部を両項に潤滑・冷却し得なくなるのをより良好に抑制することが可能となる。そして、熱交換器110を通過した冷却水は、第3流路113を介して冷却後流路101bへと流入し、ウォーターポンプ103により再び冷却前流路101aへと圧送される。
以上説明したように、流体温度調整装置10は、エンジン12とラジエータ104との間で当該エンジン12の冷却水を一方向に循環させる循環流路101を含み、当該循環流路101からは、エンジン12より下流側かつラジエータ104より上流側で第1流路111が分岐されると共に、ラジエータ104より下流側かつエンジン12より上流側で第2流路112が分岐される。また、当該循環流路101には、熱交換器110の冷却水出口110oと連通する第3流路113がラジエータ104より下流側かつエンジン12より上流側で合流する。そして、この流体温度調整装置10では、上記第1および第2流路111,112の何れか一方と熱交換器110の冷却水入口110iとが切替バルブ120により選択的に連通される。これにより、切替バルブ120によって第1流路111と熱交換器110との冷却水入口110iとを連通させれば、ラジエータ104で冷却されていない比較的高温の冷却水と作動流体とを熱交換させることができる。一方、切替バルブ120によって第2流路112と熱交換器110との冷却水入口110iとを連通させれば、ラジエータ104で冷却された比較的低温の冷却水と作動流体とを熱交換させることができる。従って、この流体温度調整装置10では、エンジン12の冷却水と自動変速機25の作動流体とを熱交換させる熱交換器110によって当該作動流体の温度Taをより適正に調整することが可能となる。
また、切替バルブ120は、作動流体の温度に応じて第1および第2流路112の何れか一方と熱交換器110の冷却水入口110iとを選択的に連通させる。これにより、ラジエータ104で冷却されていない比較的高温の冷却水と作動流体とを熱交換させるか、ラジエータ104で冷却された比較的低温の冷却水と作動流体とを熱交換させるかを、切替バルブ120により作動流体の温度に応じて切り替えることができる。従って、冷却水と作動流体とを熱交換させる熱交換器110によって当該作動流体の温度をより一層適正に調温することが可能となる。
更に、第3流路113は、循環流路101と第2流路112との分岐部よりも下流側かつエンジン12より上流側で循環流路101に合流する。これにより、熱交換器110において作動流体と熱交換した冷却水が再び第2流路112を介して熱交換器110に流入するのを抑制して、熱交換器110での冷却水と作動流体との熱交換効率を高めることが可能となる。ただし、第3流路113を循環流路101と第2流路112との分岐部よりも上流側で当該循環流路101に合流させてもよい。
また、切替バルブ120は、作動流体の温度Taが第1温度Ta1未満であるときには、第1流路111と熱交換器110の冷却水入口110iとを連通させると共に、作動流体の温度Taが第1温度Ta1よりも高い第2温度Ta2以上であるときには、第2流路112と熱交換器110の冷却水入口110iとを連通させる。これにより、作動流体の温度Taが比較的低い第1温度Ta1未満であって作動流体を昇温させるべきときには、切替バルブ120により第1流路111と熱交換器110との冷却水入口110iとを連通させて、ラジエータ104で冷却されていない比較的高温の冷却水と作動流体とを熱交換させることができるため、作動流体を速やかに昇温させることが可能となる。一方、作動流体の温度が比較的高い温度、すなわち、第1温度Ta1よりも高い第2温度以上であって作動流体を降温させるべきときには、切替バルブ120により第2流路112と熱交換器110との冷却水入口110iとを連通させて、ラジエータ104で冷却された比較的低温の冷却水と作動流体とを熱交換させることができるため、作動流体を速やかに降温させることが可能となる。
更に、切替バルブ120は、第1流路111と連通する第1入力ポート120aと、第2流路112と連通する第2入力ポート120bと、熱交換器110の冷却水入口110iと連通する出力ポート120cと、軸方向に移動して第1および第2入力ポート120a,120bの何れか一方と出力ポート120cとを選択的に連通させるスプール121と、スプール121を軸方向に付勢するスプリング122と、スプール121に取り付けられた熱膨張材123とを含み、熱膨張材123は、作動流体の温度Taに応じて、スプール121がスプリング122により付勢されて移動するのを許容すると共に、スプール121をスプリング122の付勢力に抗して移動させる。これにより、作動流体の温度Taに応じてスプール121を自動的に軸方向に移動させ、第1および第2入力ポート120a,120bの何れか一方と出力ポート120cとを、すなわち第1および第2流路111,112の何れか一方と熱交換器110の冷却水入口110iとを選択的に連通させることができる。
ただし、切替バルブ120を電子制御式バルブ(電磁弁)や油圧制御式バルブとして構成し、作動流体の温度Taに応じて第1および第2流路112の何れか一方と熱交換器110の冷却水入口110iとを選択的に連通させるように制御装置30により制御してもよい。また、切替バルブ120は、熱交換器110の内部に組み込まれてもよく、これら熱交換器110および切替バルブ120は、トランスアクスルケース22の内部に配置されてもよい。更に、ウォーターポンプ103は、エンジン12の動力により駆動される機械式ポンプであってもよい。この場合、エンジン12が運転されているときには、常にウォーターポンプ103が駆動されて冷却水が循環流路101内を循環することになる。また、作動流体をより速やかに降温させるべく、第2流路112の中途に空冷式クーラー等の冷却装置を別途設けてもよい。
ここで、上記実施形態等における主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。すなわち、上記実施形態等では、エンジン12の冷却水を冷却するラジエータ104と、冷却水と自動変速機25の作動流体とを熱交換させる熱交換器110とを備えた流体温度調整装置10が「流体温度調整装置」に相当し、エンジンとラジエータとの間で冷却水を一方向に循環させる循環流路101が「循環流路」に相当し、エンジン12より下流側かつラジエータ104より上流側で循環流路101から分岐された第1流路111が「第1流路」に相当し、ラジエータ104より下流側かつエンジン12より上流側で循環流路101から分岐された第2流路112が「第2流路」に相当し、熱交換器110の冷却水出口110oと連通すると共に、ラジエータ104より下流側かつエンジン12より上流側で循環流路101に合流する第3流路113が「第3流路」に相当し、第1および第2流路111,112の何れか一方と熱交換器110の冷却水入口110iとを選択的に連通させる切替バルブ120が「切替バルブ」に相当する。ただし、上記実施形態における主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載された発明の主要な要素との対応関係は、実施形態が課題を解決するための手段の欄に記載された発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。すなわち、実施形態はあくまで課題を解決するための手段の欄に記載された発明の具体的な一例に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載された発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。
本発明は、流体温度調整装置の製造産業等において利用可能である。
10 流体温度調整装置、12 エンジン、20 トランスアクスル、22 トランスアクスルケース、23 流体伝動装置、24 オイルポンプ、25 自動変速機、26 油圧制御装置、30 制御装置、101 循環流路、101a 冷却前流路、101b 冷却後流路、102 バイパス流路、103 ウォーターポンプ、104 ラジエータ、105 サーモスタット、110 熱交換器、110i 冷却水入口、110o 冷却水出口、111 第1流路、112 第2流路、113 第3流路、114 作動流体路、120 切替バルブ、120a 第1入力ポート、120b 第2入力ポート、120c 出力ポート、121 スプール、121s 先端部、122 スプリング、123 熱膨張材、124 移動規制部材、125 バルブ内作動流体路。

Claims (3)

  1. エンジンの冷却水を冷却するラジエータと、前記冷却水と変速機の作動流体とを熱交換させる熱交換器とを備えた流体温度調整装置において、
    前記エンジンと前記ラジエータとの間で前記冷却水を一方向に循環させる循環流路と、
    前記エンジンより下流側かつ前記ラジエータより上流側で前記循環流路から分岐された第1流路と、
    前記ラジエータより下流側かつ前記エンジンより上流側で前記循環流路から分岐された第2流路と、
    前記熱交換器の冷却水出口と連通すると共に、前記ラジエータより下流側かつ前記エンジンより上流側で前記循環流路に合流する第3流路と、
    前記第1および第2流路の何れか一方と前記熱交換器の冷却水入口とを選択的に連通させる切替バルブとを含み、
    前記切替バルブは、
    前記第1流路と連通する第1入力ポートと、
    前記第2流路と連通する第2入力ポートと、
    前記熱交換器の冷却水入口と連通する出力ポートと、
    軸方向に移動して前記第1および第2入力ポートの何れか一方と前記出力ポートとを選択的に連通させるスプールと、
    前記スプールを前記軸方向に付勢するスプリングと、
    前記スプールに取り付けられた熱膨張材とを含み、
    前記熱膨張材は、前記作動流体の温度に応じて、前記スプールが前記スプリングにより付勢されて移動するのを許容すると共に、前記スプールを前記スプリングの付勢力に抗して移動させ、
    前記切替バルブは、前記作動流体の温度に応じて前記第1および第2流路の何れか一方と前記熱交換器の前記冷却水入口とを選択的に連通させることを特徴とする流体温度調整装置。
  2. 前記第3流路は、前記循環流路と前記第2流路との分岐部よりも下流側かつ前記エンジンより上流側で前記循環流路に合流することを特徴とする請求項に記載の流体温度調整装置。
  3. 前記切替バルブは、前記作動流体の温度が第1温度未満であるときには、前記第1流路と前記熱交換器の前記冷却水入口とを連通させると共に、前記作動流体の温度が前記第1温度よりも高い第2温度以上であるときには、前記第2流路と前記熱交換器の前記冷却水入口とを連通させることを特徴とする請求項1または2に記載の流体温度調整装置。



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