JP6142852B2

JP6142852B2 - 流体温度制御装置

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Publication number: JP6142852B2
Application number: JP2014148178A
Authority: JP
Inventors: 大輔床桜; 一哉荒川; 貴弘椎名
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-07-18
Filing date: 2014-07-18
Publication date: 2017-06-07
Anticipated expiration: 2034-07-18
Also published as: WO2016009259A1; JP2016023588A

Description

本発明は、エンジンや変速機に使われる流体の温度を調整することが可能な流体温度制御装置に関する。

従来、この種の流体温度制御装置としては、様々なものが知られている。例えば、下記の特許文献１には、３つの異なる流体（ミッションオイル、エンジンオイル、エンジン冷却水）の内の１つが他の２つの流体との間で熱交換可能な熱交換器が開示されている。この熱交換器においては、その３つの内の１つの流体の温度に基づいて、この流体を放熱部にバイパスさせている。

特開２０１３−１２００５４号公報

上記特許文献１の熱交換器は、ある１つの流体の温度を上昇させることもできれば、低下させることもできる。そして、この熱交換器は、その流体の温度に基づき当該流体を放熱部にバイパスさせることで、この流体の温度調整が可能になるので、この流体が供給される部位の損失（摩擦損失や熱損失等）を低減させることができる。しかしながら、この流体は、残りの２つの流体との間で必ず熱交換される。このため、その残りの２つの流体の温度は、成り行きで決まってしまうので、この残りの２つの流体が供給される部位にとって、損失を増加させる温度になってしまっている可能性がある。例えば、その温度調整される流体がミッションオイルの場合には、エンジンにおいて損失の増加を招く虞がある。また、その温度調整される流体がミッションオイル以外である場合には、エンジンや変速機において損失の増加を招く虞がある。そして、その損失は、燃費の低下を招く虞がある。

そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、燃費の低下を抑えることが可能な流体温度制御装置を提供することを、その目的とする。

上記目的を達成する為、本発明は、エンジンオイルの流通が可能な第１流路と、ミッションオイルの流通が可能な第２流路と、エンジン冷却水の流通が可能な第３流路と、を有し、前記エンジンオイルと前記ミッションオイルとの間及び当該ミッションオイルと前記エンジン冷却水との間の熱交換が行えるように、前記第１流路と前記第３流路との間に前記第２流路を介在させた熱交換器と、前記エンジン冷却水の水温に基づいて前記第３流路における当該エンジン冷却水の流通量を調整する第１流量調整装置と、前記ミッションオイルの油温に基づいて前記第１流路における前記エンジンオイルの流通量を調整する第２流量調整装置と、を備えることを特徴としている。

ここで、エンジンの暖機終了後で、かつ、前記ミッションオイルの油温が所定油温よりも低いときの前記第１流路における前記エンジンオイルの流通量と前記第３流路における前記エンジン冷却水の流通量を各々基準流通量とし、前記第１流量調整装置は、前記エンジンが暖機終了前の場合、前記第３流路における前記エンジン冷却水の流通量を当該エンジン冷却水の前記基準流通量よりも減少させ、前記第２流量調整装置は、前記ミッションオイルの油温が前記所定油温以上の場合、前記第１流路における前記エンジンオイルの流通量を当該エンジンオイルの前記基準流通量よりも減少させることが望ましい。

また、前記第１流量調整装置は、前記エンジンが暖機終了前の場合、前記第３流路を遮断し、前記第２流量調整装置は、前記ミッションオイルの油温が所定油温以上の場合、前記第１流路を遮断することが望ましい。

また、前記ミッションオイルの油温変化量に対する変速機の損失トルク変化量は、前記エンジンオイルの油温変化量に対するエンジンの損失トルク変化量よりも大きいことが望ましい。

本発明に係る流体温度制御装置は、エンジンオイルとミッションオイルとの間及びミッションオイルとエンジン冷却水との間での直接的な熱交換が可能な熱交換器と共に、エンジン冷却水の水温に基づいて第３流路におけるエンジン冷却水の流通量を調整する第１流量調整装置と、ミッションオイルの油温に基づいて第１流路におけるエンジンオイルの流通量を調整する第２流量調整装置と、を備えている。このため、この流体温度制御装置は、その流体間の熱エネルギの調整をエンジンや変速機の運転状態に応じた最適なものとして実施することができる。従って、この流体温度制御装置は、その様々な運転状態において、エンジンや変速機における損失の増加を抑え、燃費を向上させることができる。

図１は、本発明に係る流体温度制御装置の全体構成を示す図である。図２は、熱交換器について説明する図である。図３は、第１流量調整装置と第２流量調整装置の構造と動作の一例を説明する図である。図４は、第１流量調整装置と第２流量調整装置の構造と動作の一例を説明する図である。図５は、第１流量調整装置と第２流量調整装置の構造と動作の一例を説明する図である。図６は、第１流量調整装置と第２流量調整装置の動作について説明するフローチャートである。図７は、エンジンの冷間始動後におけるそれぞれの流体の温度の変化について示す図である。図８は、エンジンの冷間始動後におけるそれぞれの流体の温度の変化について従来の構成のものと比較して示す図である。図９は、エンジンと変速機におけるオイルの動粘度に対する損失トルク線を示す図である。

以下に、本発明に係る流体温度制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

［実施例］
本発明に係る流体温度制御装置の実施例を図１から図９に基づいて説明する。

本実施例の流体温度制御装置は、車両の駆動システムに使われる流体の温度を制御するものである。その駆動システムとは、図１に示すように、車両の動力源としてのエンジン（内燃機関等の機関）１１０と、このエンジン１１０の動力を駆動輪に向けて伝える変速機（有段自動変速機や無段自動変速機等）１２０と、を備えたものである。

エンジン１１０は、流体としてのエンジンオイルが循環するエンジンオイル回路（ＥＮＧオイル回路）１１１と、流体としてのエンジン冷却水が循環する冷却水回路（ＥＮＧ冷却水回路）１１２と、を備える。また、変速機１２０は、流体としてのミッションオイルが循環するミッションオイル回路（Ｔ／Ｍオイル回路）１２１を備える。

この流体温度制御装置は、エンジン１１０の冷間運転時に、エンジン冷却水の熱エネルギの移動を抑えることで、エンジン１１０の暖機の遅れを抑えると共に、エンジンオイルの熱エネルギでミッションオイルの油温Ｔｔｍを上昇させることで、変速機１２０の早期暖機を図る。また、この流体温度制御装置は、エンジン１１０の暖機運転終了後、エンジンオイルやエンジン冷却水の熱エネルギでミッションオイルの油温Ｔｔｍを上昇させることによって、変速機１２０の早期暖機を図る。また、この流体温度制御装置は、変速機１２０の過負荷運転等に伴うミッションオイルの過大な温度上昇を抑えるべく、ミッションオイルの熱エネルギをエンジン冷却水に渡す。このため、この流体温度制御装置は、エンジン１１０や変速機１２０の運転状態に応じたそれぞれの流体の温度調整が可能な熱交換器１を備える。

その熱交換器１は、エンジンオイル回路１１１とミッションオイル回路１２１と冷却水回路１１２とに接続されている。流体温度制御装置は、そのエンジンオイル回路１１１から熱交換器１にエンジンオイルを送るオイル送出路１１と、この熱交換器１からエンジンオイル回路１１１にエンジンオイルを戻すオイル戻し路１２と、を有している。また、この流体温度制御装置は、ミッションオイル回路１２１から熱交換器１にミッションオイルを送るオイル送出路１３と、この熱交換器１からミッションオイル回路１２１にミッションオイルを戻すオイル戻し路１４と、を有している。この流体温度制御装置は、冷却水回路１１２から熱交換器１にエンジン冷却水を送る冷却水送出路１５と、この熱交換器１から冷却水回路１１２にエンジン冷却水を戻す冷却水戻し路１６と、を有している。

熱交換器１は、図２に示すように、エンジンオイルの流通が可能な第１流路２１と、ミッションオイルの流通が可能な第２流路２２と、エンジン冷却水の流通が可能な第３流路２３と、を有する。第１流路２１においては、オイル流入口にエンジンオイルのオイル送出路１１が接続され、オイル排出口にエンジンオイルのオイル戻し路１２が接続される。第２流路２２においては、オイル流入口にミッションオイルのオイル送出路１３が接続され、オイル排出口にミッションオイルのオイル戻し路１４が接続される。第３流路２３においては、冷却水流入口にエンジン冷却水の冷却水送出路１５が接続され、冷却水排出口にエンジン冷却水の冷却水戻し路１６が接続される。

この熱交換器１においては、エンジンオイルとミッションオイルとの間で直接的に熱交換を実施させると共に、ミッションオイルとエンジン冷却水との間で直接的に熱交換を実施させる。その一方で、この熱交換器１においては、エンジンオイルとエンジン冷却水との間で直接的な熱交換が行われないようにする。このため、この熱交換器１においては、エンジンオイルとミッションオイルとの間及びミッションオイルとエンジン冷却水との間の熱交換が行えるように第１から第３の流路２１，２２，２３を配置する。具体的に、この熱交換器１は、第１流路２１と第３流路２３との間に第２流路２２を介在させる。

例えば、この熱交換器１は、図２に示すように、第１から第３の流路２１，２２，２３を各々の流体の流動方向が互いに平行になるように配置すると共に、第２流路２２を中央に配置し、かつ、この第２流路２２が間に挟み込まれるように第１流路２１と第３流路２３とを配置する。

熱交換対象の流体間においては、それぞれの流路の壁の一部を接触又は共有させる。この熱交換器１においては、第１流路２１の壁の一部と第２流路２２の壁の一部とが互いに接触することができるので、又は、第１流路２１の壁の一部と第２流路２２の壁の一部を共有することができるので、エンジンオイルとミッションオイルとの間での直接的な熱交換が可能になる。更に、この熱交換器１においては、第２流路２２の壁の一部と第３流路２３の壁の一部とが互いに接触することができるので、又は、第２流路２２の壁の一部と第３流路２３の壁の一部を共有することができるので、ミッションオイルとエンジン冷却水との間での直接的な熱交換が可能になる。その壁の接触面積又は共有面積は、流体間での熱交換効率を上げるために、可能な限り広く取ることが望ましい。一方、この熱交換器１では、第１流路２１の壁と第３流路２３の壁とが互いに接触しないので、エンジンオイルとエンジン冷却水との間での直接的な熱交換が行われない。

更に、この熱交換器１では、エンジンオイルとミッションオイルとの間の熱交換効率及びミッションオイルとエンジン冷却水との間の熱交換効率を高めるために、その間の流体を互いの流動方向が逆向きとなる対向流とする。このため、ミッションオイル（Ｔ／Ｍオイル）の流動方向は、図２に示すように、エンジンオイル（ＥＮＧオイル）とエンジン冷却水（ＥＮＧ冷却水）の流動方向に対して逆向きになる。

この流体温度制御装置には、エンジン冷却水の水温に基づいて第３流路２３における当該エンジン冷却水の流通量を調整する第１流量調整装置３０と、ミッションオイルの油温に基づいて第１流路２１におけるエンジンオイルの流通量を調整する第２流量調整装置４０と、を設ける。

ここで、この例示では、エンジン１１０の暖機終了後で、かつ、ミッションオイルの油温Ｔｔｍが所定油温Ｔｔｍ１よりも低いときの第１流路２１におけるエンジンオイルの流通量と第３流路２３におけるエンジン冷却水の流通量とを各々基準流通量と定義する。ここでは、エンジン冷却水の水温Ｔｗが所定水温Ｔｗ１まで上昇したときに、エンジン１１０の暖機が終了したと判断する。熱交換器１においては、エンジンオイルとエンジン冷却水が基準流通量の場合、エンジンオイルとミッションオイルとの間及びミッションオイルとエンジン冷却水との間で適宜熱エネルギの授受が行われる。このため、この場合には、変速機１２０の暖機が終了していなければ、エンジンオイルとエンジン冷却水の熱エネルギでミッションオイルの油温Ｔｔｍを上昇させることができる。よって、この場合には、変速機１２０の早期暖機を図り、トルクコンバータの早期ロックアップが可能になる。つまり、変速機１２０においては、暖機終了前の損失（摩擦損失や撹拌損失等）の大きい状態を早期に終わらせることができる。従って、この流体温度制御装置は、燃費を向上させることができる。

第１流量調整装置３０は、エンジン１１０が暖機終了前の場合（Ｔｗ＜Ｔｗ１）、第３流路２３におけるエンジン冷却水の流通量を当該エンジン冷却水の基準流通量よりも減少させる。また、この場合の第２流量調整装置４０は、第１流路２１におけるエンジンオイルの流通量を基準流通量とする。これにより、この熱交換器１においては、エンジン冷却水が基準流通量のときよりもエンジン冷却水の熱エネルギのミッションオイルへの移動を減らすことができる。つまり、エンジン１１０の暖機終了前は、熱交換器１において、ミッションオイルに奪われるエンジン冷却水の熱量を減らすことができる。このため、暖機終了前のエンジン１１０においては、そのエンジン冷却水の熱エネルギで速やかな暖機を行うことができる。故に、このエンジン１１０においては、エンジン冷却水を熱交換器１に流入させた場合と比較して、暖機終了前の損失（摩擦損失や撹拌損失等）の大きい状態を早期に終わらせることができるので、燃費を向上させることができる。

そのエンジン冷却水の流通量は、例えば、ミッションオイルへの熱エネルギの移動量がエンジン冷却水よりもエンジンオイルで多くなるように減少させる。このため、エンジン１１０の暖機終了前は、エンジンオイルの熱で油温Ｔｔｍが上昇したミッションオイルによって、変速機１２０の早期暖機が可能になり、変速機１２０における暖機終了前の損失（摩擦損失や撹拌損失等）の大きい状態を早期に終わらせることができるので、燃費を向上させることができる。

また、第１流量調整装置３０は、エンジン１１０が暖機終了前の場合、第３流路２３を遮断させ、エンジン冷却水を熱交換器１に流入させないことが望ましい。これにより、この熱交換器１においては、エンジン冷却水の熱エネルギのミッションオイルへの移動を断つことができるからである。よって、第３流路２３を遮断させた場合には、エンジン冷却水の流通量を減少させた場合と比較して、より速やかにエンジン１１０の暖機が図れ、更なる燃費の向上が可能になる。

ところで、変速機１２０においては、前述したように、過負荷運転等によってミッションオイルの油温Ｔｔｍが過度に温度上昇する虞がある。そして、そのミッションオイルの油温Ｔｔｍの過大な温度上昇は、変速機１２０の熱損失を増加させたり、変速機１２０における各要素の品質（ノイズ、摩耗、変速制御性等）を低下させたりする可能性がある。そこで、第２流量調整装置４０は、ミッションオイルの油温Ｔｔｍが所定油温Ｔｔｍ１以上の場合、第１流路２１におけるエンジンオイルの流通量を当該エンジンオイルの基準流通量よりも減少させる。その所定油温Ｔｔｍ１には、例えば、変速機１２０が過負荷運転となるときのミッションオイルの油温Ｔｔｍの下限値を設定しておけばよい。そして、この場合の第１流量調整装置３０は、第３流路２３におけるエンジン冷却水の流通量を基準流通量とする。

そのような第１流量調整装置３０の動作によって、第１流路２１におけるエンジンオイルの流通量は、例えば、ミッションオイルの熱エネルギの移動がエンジンオイルに対するものよりもエンジン冷却水に対して多くなるように減少させられる。このため、熱交換器１においては、そのエンジンオイルの流通量の減少によって、ミッションオイルの油温Ｔｔｍの過大な温度上昇を主にエンジン冷却水で抑えることができる。よって、この流体温度制御装置は、変速機１２０における損失（熱損失等）の増加を抑制し、燃費を向上させることができる。また、この流体温度制御装置は、変速機１２０における各要素の品質の低下を抑えることもできる。

また、第２流量調整装置４０は、ミッションオイルの油温Ｔｔｍが所定油温Ｔｔｍ１以上の場合、第１流路２１を遮断させ、エンジンオイルを熱交換器１に流入させないことが望ましい。これにより、熱交換器１においては、ミッションオイルの油温Ｔｔｍの過大な温度上昇をエンジン冷却水のみで抑えることができる。

ここで、第１流量調整装置３０と第２流量調整装置４０は、電子制御装置（ＥＣＵ）によって動作させるものであってもよく、流体の温度に応じて動作するものであってもよい。図３から図５は、後者の第１流量調整装置３０と第２流量調整装置４０の構造の概略を簡略化して説明した図である。本図の第１流量調整装置３０と第２流量調整装置４０は、それぞれに第３流路２３と第１流路２１を開放又は遮断させる流路切替弁である。

第１流量調整装置３０は、冷却水送出路１５上に配置する。この第１流量調整装置３０は、弁体３１とリターンスプリング３２と熱感応型の作動部材３３とを備えている。弁体３１は、冷却水送出路１５のエンジン冷却水を熱交換器１に送ることが可能な連通路３１ａと、冷却水送出路１５におけるエンジン冷却水の熱交換器１への流入を止める遮断路３１ｂと、を備える。作動部材３３は、例えば、形状記憶合金で成形されている。この作動部材３３は、冷却水送出路１５のエンジン冷却水に浸漬させておく。つまり、この作動部材３３は、エンジン冷却水の水温Ｔｗに基づき伸縮して、弁体３１を動作させる。尚、図３から図５では、図示の便宜上、作動部材３３がエンジン冷却水に浸漬されていない。

この第１流量調整装置３０においては、エンジン１１０が暖機終了前の場合（Ｔｗ＜Ｔｗ１）、図３に示すように、リターンスプリング３２の弾性力によって弁体３１が押し動かされ、この弁体３１の動きと共に作動部材３３が押し縮められて、冷却水送出路１５が遮断路３１ｂに接続される。このため、この場合、第１流量調整装置３０は、冷却水送出路１５を遮断し、これに伴い第３流路２３を遮断して、熱交換器１へのエンジン冷却水の流入を止める。

一方、この第１流量調整装置３０においては、エンジン１１０の暖機が終了した場合（Ｔｗ≧Ｔｗ１）、図４及び図５に示すように、作動部材３３がリターンスプリング３２の弾性力に抗して伸長するので、弁体３１が押し動かされて、冷却水送出路１５が連通路３１ａに接続される。このため、この場合、第１流量調整装置３０は、冷却水送出路１５を開放し、熱交換器１にエンジン冷却水を流入させる。従って、この第１流量調整装置３０は、第３流路２３を開放することになる。

第２流量調整装置４０は、オイル送出路１１上とオイル戻し路１４上とに配置する。この第２流量調整装置４０は、弁体４１とリターンスプリング４２と熱感応型の作動部材４３とを備えている。弁体４１は、オイル送出路１１のエンジンオイルを熱交換器１に送ることが可能な連通路４１ａと、オイル送出路１１におけるエンジンオイルの熱交換器１への流入を止める遮断路４１ｂと、を備える。作動部材４３は、第１流量調整装置３０と同じように、例えば、形状記憶合金で成形されている。この作動部材４３は、オイル戻し路１４のミッションオイルに浸漬させておく。つまり、この作動部材４３は、ミッションオイルの油温Ｔｔｍに基づき伸縮して、弁体４１を動作させる。

この第２流量調整装置４０においては、ミッションオイルの油温Ｔｔｍが所定油温Ｔｔｍ１よりも低い場合、図３及び図４に示すように、リターンスプリング４２の弾性力によって弁体４１が押し動かされ、この弁体４１の動きと共に作動部材４３が押し縮められて、オイル送出路１１が連通路４１ａに接続される。このため、この場合、第２流量調整装置４０は、オイル送出路１１を開放し、熱交換器１にエンジンオイルを流入させる。従って、この第２流量調整装置４０は、第１流路２１を開放することになる。

一方、この第２流量調整装置４０においては、ミッションオイルの油温Ｔｔｍが所定油温Ｔｔｍ１以上になった場合、図５に示すように、作動部材４３がリターンスプリング４２の弾性力に抗して伸長するので、弁体４１が押し動かされて、オイル送出路１１が遮断路４１ｂに接続される。このため、この場合、第２流量調整装置４０は、オイル送出路１１を遮断し、これに伴い第１流路２１を遮断して、熱交換器１へのエンジンオイルの流入を止める。

図６は、この第１流量調整装置３０と第２流量調整装置４０の一連の動作について、エンジン冷却水の水温Ｔｗとミッションオイルの油温Ｔｔｍとの関係に基づき説明するフローチャートである。

この流体温度制御装置は、ミッションオイルの油温Ｔｔｍが所定油温Ｔｔｍ１よりも低く（ステップＳＴ１でＹｅｓ）、かつ、エンジン冷却水の水温Ｔｗが所定水温Ｔｗ１よりも低い場合（ステップＳＴ２でＹｅｓ）、第２流量調整装置４０が第１流路２１を開放させ、かつ、第１流量調整装置３０が第３流路２３を遮断させる（ステップＳＴ３）。

ここで、この場合とは、エンジン１１０が暖機終了前の状態であり、エンジン１１０の冷間運転領域（図７及び図８の領域Ａ）に相当する。それぞれの流体の温度は、ミッションオイル、エンジンオイル、エンジン冷却水の順に高くなっている（図７）。この冷間運転領域においては、エンジン冷却水が熱交換器１に流入せず、エンジンオイルが熱交換器１に流入する。このため、この冷間運転領域のエンジン冷却水は、熱交換器１で水温Ｔｗの低下を招かないので、この熱交換器１を有しない従来のものと同等の水温Ｔｗになる（図８）。よって、エンジン１１０においては、暖機の遅れを抑えることができる。一方、この冷間運転領域においては、ミッションオイルにエンジンオイルの熱が奪われるので、エンジンオイルの油温Ｔｅｎｇが従来よりも低下すると共に、ミッションオイルの油温Ｔｔｍが従来よりも速やかに上昇する。このため、変速機１２０においては、早期暖機が可能になる。尚、図８においては、エンジン冷却水の水温Ｔｗの上昇後、その水温Ｔｗが僅かではあるが従来よりも低下している。これは、エンジンオイルの油温Ｔｅｎｇの低下に伴うものである。

この流体温度制御装置は、ミッションオイルの油温Ｔｔｍが所定油温Ｔｔｍ１よりも低く（ステップＳＴ１でＹｅｓ）、かつ、エンジン冷却水の水温Ｔｗが所定水温Ｔｗ１以上の場合（ステップＳＴ２でＮｏ）、第２流量調整装置４０が第１流路２１を開放させ、かつ、第１流量調整装置３０が第３流路２３を開放させる（ステップＳＴ４）。

ここで、この場合とは、エンジン１１０の暖機終了後で、かつ、ミッションオイルの油温Ｔｔｍが所定油温Ｔｔｍ１よりも低い通常運転領域（図７及び図８の領域Ｂ）に相当する。この通常運転領域においては、エンジン冷却水とエンジンオイルが共に熱交換器１に流入する。このため、この通常運転領域においては、冷間運転領域と比較して、ミッションオイルがエンジンオイルだけでなくエンジン冷却水の熱も奪うようになるので、ミッションオイルの油温Ｔｔｍが従来よりも速やかに上昇する。このため、変速機１２０においては、早期暖機が可能になる。

この流体温度制御装置は、ミッションオイルの油温Ｔｔｍが所定油温Ｔｔｍ１以上の場合（ステップＳＴ１でＮｏ）、第２流量調整装置４０が第１流路２１を遮断させ、かつ、第１流量調整装置３０が第３流路２３を開放させる（ステップＳＴ５）。

ここで、この場合とは、前述した変速機１２０の過負荷運転領域（図７の領域Ｃ）に相当する。この過負荷運転領域においては、エンジン冷却水が熱交換器１に流入し、エンジンオイルが熱交換器１に流入しない。このため、この過負荷運転領域においては、エンジン冷却水がミッションオイルの熱を奪うので、ミッションオイルの油温Ｔｔｍの過大な温度上昇を抑えることができる。

以上示したように、本実施例の熱交換器１においては、エンジンオイルとミッションオイルとの間及びミッションオイルとエンジン冷却水との間で直接的な熱交換を行うことができるが、エンジンオイルとエンジン冷却水との間での直接的な熱交換を行わない。このため、本実施例の流体温度制御装置は、エンジン１１０の暖機が終了していない場合、第３流路２３におけるエンジン冷却水の流通量を当該エンジン冷却水の基準流通量よりも減少させることによって、又は、第３流路２３を遮断することによって、エンジン冷却水の熱エネルギでエンジン１１０を速やかに暖機し、燃費を向上させることができる。一方、この熱交換器１においては、エンジン１１０の暖機が終了していない場合、エンジンオイルの熱エネルギをミッションオイルに渡すことができる。このため、この流体温度制御装置は、変速機１２０を速やかに暖機させ、燃費を向上させることができる。

また、この熱交換器１においては、エンジン１１０の暖機が終了しており、かつ、ミッションオイルの油温Ｔｔｍが所定油温Ｔｔｍ１よりも低い場合、第１流路２１におけるエンジンオイルの流通量と第３流路２３におけるエンジン冷却水の流通量が各々の基準流通量に調整され、エンジンオイルとミッションオイルとの間及びミッションオイルとエンジン冷却水との間で適宜熱エネルギの授受が行われる。その際、この熱交換器１においては、変速機１２０の暖機が終わっていなければ、エンジンオイルやエンジン冷却水の熱エネルギをミッションオイルに渡し、ミッションオイルの油温Ｔｔｍを上昇させることができる。このため、この流体温度制御装置は、変速機１２０を速やかに暖機させ、燃費を向上させることができる。

また、この熱交換器１においては、ミッションオイルの油温Ｔｔｍが過度に上昇しそうになった場合（所定油温Ｔｔｍ１以上になった場合）、第１流路２１におけるエンジンオイルの流通量を当該エンジンオイルの基準流通量よりも減少させることによって、又は、第１流路２１を遮断することによって、エンジン冷却水でミッションオイルの油温Ｔｔｍの上昇を抑えることができる。このため、この流体温度制御装置は、変速機１２０における損失（熱損失等）の増加を抑えることができるので、燃費を向上させることができる。更に、この流体温度制御装置は、ミッションオイルに不必要な熱エネルギがエンジン冷却水を介して放出されるので、変速機１２０における各要素の品質（ノイズ、摩耗、変速制御性等）を向上させることができる。

このように、本実施例の流体温度制御装置は、そのようなエンジンオイルとミッションオイルとの間及びミッションオイルとエンジン冷却水との間での熱交換が可能な熱交換器１と共に、エンジン冷却水の水温に基づいて第３流路２３におけるエンジン冷却水の流通量を調整する第１流量調整装置３０と、ミッションオイルの油温に基づいて第１流路２１におけるエンジンオイルの流通量を調整する第２流量調整装置４０と、を備えている。このため、この流体温度制御装置は、その流体間の熱エネルギの調整をエンジン１１０や変速機１２０の運転状態（エンジン１１０の冷間運転中、エンジン１１０の暖機終了後、変速機１２０の過負荷運転時等）に応じた最適なものとして実施することができる。従って、この流体温度制御装置は、その様々な運転状態において、エンジン１１０や変速機１２０における損失の増加を抑え、燃費を向上させることができる。

また、本実施例の流体温度制御装置は、エンジンオイルとミッションオイルとの間の熱交換及びミッションオイルとエンジン冷却水との間の熱交換を１つの熱交換器１で実施することができる。このため、この流体温度制御装置は、その各々の熱交換のための熱交換器を１つずつ設けた構成と比較して、熱交換器１からの放熱量の低減が可能になるので、それぞれの流体間における熱交換効率を向上させることができる。また、そのような２系統の熱交換が可能な１つの熱交換器１は、エンジン１１０との間と変速機１２０との間のそれぞれの配管の本数を減らし、かつ、それぞれの配管の経路長の短縮を図ることができる。このため、この流体温度制御装置は、その配管からの放熱量の低減が可能になるので、この点からも、それぞれの流体間における熱交換効率を向上させることができる。故に、この流体温度制御装置は、そのような熱交換効率の高い熱交換器１や配管群を用いることによって、上述した燃費の向上効果を更に高めることができる。また、そのような１つの熱交換器１は、熱交換器を１つずつ設けた構成と比較して、車両への搭載の自由度が向上している。

ここで、図９には、エンジン１１０におけるエンジンオイルの動粘度（温度）に対する損失トルク線ＴＬ_ＥＮＧと、変速機１２０におけるミッションオイルの動粘度（温度）に対する損失トルク線ＴＬ_Ｔ／Ｍと、を示している。「α」は損失トルク線ＴＬ_ＥＮＧの勾配であり、「β」は損失トルク線ＴＬ_Ｔ／Ｍの勾配である。「Δν_ＥＮＧ」はエンジンオイルの動粘度変化量（つまりエンジンオイルの油温変化量）であり、「Δν_Ｔ／Ｍ」はミッションオイルの動粘度変化量（つまりミッションオイルの油温変化量）である。「ΔＴＬ_ＥＮＧ」はエンジン１１０の損失トルク変化量であり、「ΔＴＬ_Ｔ／Ｍ」は変速機１２０の損失トルク変化量である。つまり、この図に依れば、変速機１２０は、油温の変化に対する損失感度がエンジン１１０よりも高いことが判る。つまり、本実施例の流体温度制御装置は、エンジン１１０の暖機終了後に変速機１２０を暖機するに際して、図８の領域Ｂに示すように、主にエンジン冷却水の熱エネルギを用いてミッションオイルの油温Ｔｔｍを上昇させるので、エンジン１１０の損失トルクを抑え、燃費を向上させることができる。

ところで、本実施例の第１流量調整装置３０と第２流量調整装置４０については、それぞれに第３流路２３と第１流路２１を開放又は遮断させる流路切替弁を具体例として挙げた。ここでは、前述した電子制御装置によって動作させる第１流量調整装置３０と第２流量調整装置４０についての具体例を説明する。その第１流量調整装置３０と第２流量調整装置４０とは、例えば、電子制御装置の制御によって、それぞれに第３流路２３におけるエンジン冷却水の流通量と第１流路２１におけるエンジンオイルの流通量とを任意に調整できる流量調整弁（例えば電磁弁）である。このため、この第１流量調整装置３０と第２流量調整装置４０は、それぞれに電子制御装置の制御によって所定の弁開度で固定することができる。

そのような流量調整弁を第１流量調整装置３０と第２流量調整装置４０とに用いた場合、その電子制御装置は、図６に示すステップＳＴ３−ＳＴ５において、次のような制御を実施する。ステップＳＴ３においては、第１流路２１におけるエンジンオイルの流通量が基準流通量となるように第２流量調整装置４０の弁開度を調整すると共に、第３流路２３におけるエンジン冷却水の流通量が基準流通量よりも少なくなるように第１流量調整装置３０の弁開度を調整する。また、ステップＳＴ４においては、第１流路２１におけるエンジンオイルの流通量と第３流路２３におけるエンジン冷却水の流通量がそれぞれに基準流通量となるように、第２流量調整装置４０と第１流量調整装置３０の弁開度を調整する。また、ステップＳＴ５においては、第１流路２１におけるエンジンオイルの流通量が基準流通量よりも少なくなるように第２流量調整装置４０の弁開度を調整すると共に、第３流路２３におけるエンジン冷却水の流通量が基準流通量となるように第１流量調整装置３０の弁開度を調整する。

本実施例の流体温度制御装置は、このような構成と制御を採ったとしても、先に説明した流体温度制御装置と同様の効果を得ることができる。

［変形例］
本変形例では、第１流量調整装置３０と第２流量調整装置４０に流量調整弁を適用した場合の実施例とは別の制御形態について説明する。

エンジン１１０の暖機が終了する前は、エンジン１１０の暖機が終了した後よりも、第３流路２３におけるエンジン冷却水の流通量を減少させる。また、エンジンオイルについては、ミッションオイルの油温Ｔｔｍが所定油温Ｔｔｍ１以上でなければ、第１流路２１を流動させる。これらの点については、前述した実施例と同じである。しかしながら、エンジン冷却水とエンジンオイルのそれぞれの基準流通量は、エンジン１１０の状態に拘わらず一定の固定値にするよりも、エンジン１１０の動作点に応じた変動値にする方がエンジン１１０や変速機１２０における暖機性能や冷却性能を向上させる上で好ましい場合もある。

そこで、本変形例において、第３流路２３におけるエンジン冷却水の基準流通量は、エンジン１１０の動作点（例えばエンジン回転数）に応じて変化するものとし、その動作点毎の値を予め記憶装置（図示略）等に記憶させておく。

本変形例の電子制御装置は、エンジン１１０の暖機終了前の場合、エンジン１１０の動作点に応じたエンジン冷却水の基準流通量を記憶装置等から読み込み、その基準流通量よりも小さい弁開度に第１流量調整装置３０を制御する。一方、この電子制御装置は、エンジン１１０の暖機終了後の場合、エンジン１１０の動作点に応じたエンジン冷却水の基準流通量を同じように読み込み、その基準流通量に応じた弁開度以上の弁開度（例えば全開となる最大弁開度）となるように第１流量調整装置３０を制御する。この暖機終了後の弁開度は、エンジン１１０の要求冷却性能に応じたものが選択される。これにより、エンジン１１０の暖機終了前においては、その弁開度に応じた流通量が第３流路２３におけるエンジン冷却水の最大流通量となり、基準流通量以上のエンジン冷却水が第３流路２３を流れないので、エンジン１１０の暖機が終了した後よりも第３流路２３におけるエンジン冷却水の流通量が減少している。

また、本変形例では、第１流路２１におけるエンジンオイルの基準流通量についても、エンジン１１０の動作点（例えばエンジン回転数）に応じて変化するものとし、その動作点毎の値を予め記憶装置等に記憶させておく。更に、本変形例では、エンジン１１０の暖機終了後の第１流路２１におけるエンジンオイルの必要流通量が設定されている。その必要流通量とは、エンジン１１０の動作点（例えばエンジン回転数）とミッションオイルの油温Ｔｔｍに応じて変化するものである。この必要流通量は、ミッションオイルの油温Ｔｔｍが所定油温Ｔｔｍ１よりも低い場合、エンジン１１０の動作点に応じたエンジンオイルの基準流通量以上の値を設定し、その油温Ｔｔｍが所定油温Ｔｔｍ１以上の場合、エンジン１１０の動作点に応じたエンジンオイルの基準流通量よりも少ない値を設定する。この必要流通量については、エンジン１１０の動作点とミッションオイルの油温Ｔｔｍに応じた値を予め記憶装置等に記憶させておく。

本変形例の電子制御装置は、エンジン１１０の暖機終了前の場合、エンジン１１０の動作点に応じたエンジンオイルの基準流通量を記憶装置等から読み込み、その基準流通量に応じた弁開度に第２流量調整装置４０を制御する。一方、この電子制御装置は、エンジン１１０の暖機終了後の場合、エンジン１１０の動作点とミッションオイルの油温Ｔｔｍに応じたエンジンオイルの必要流通量を記憶装置等から読み込み、その必要流通量に応じた弁開度に第２流量調整装置４０を制御する。これにより、ミッションオイルの油温Ｔｔｍが所定油温Ｔｔｍ１以上になった場合には、基準流通量以上のエンジンオイルが第１流路２１を流れないので、その油温Ｔｔｍが所定油温Ｔｔｍ１よりも低温の場合と比べて、第１流路２１におけるエンジンオイルの流通量が減少している。

本変形例の流体温度制御装置は、このような構成と制御を採ることで、実施例の流体温度制御装置と同様の効果を得ることができるだけでなく、より効果的にエンジン１１０や変速機１２０における暖機性能や冷却性能を向上させることができる。

１熱交換器
１１オイル送出路（エンジンオイル）
１２オイル戻し路（エンジンオイル）
１３オイル送出路（ミッションオイル）
１４オイル戻し路（ミッションオイル）
１５冷却水送出路
１６冷却水戻し路
２１第１流路
２２第２流路
２３第３流路
３０第１流量調整装置
４０第２流量調整装置

Claims

エンジンオイルの流通が可能な第１流路と、ミッションオイルの流通が可能な第２流路と、エンジン冷却水の流通が可能な第３流路と、を有し、前記エンジンオイルと前記ミッションオイルとの間及び当該ミッションオイルと前記エンジン冷却水との間の熱交換が行えるように、前記第１流路と前記第３流路との間に前記第２流路を介在させた熱交換器と、
前記エンジン冷却水の水温に基づいて前記第３流路における当該エンジン冷却水の流通量を調整する第１流量調整装置と、
前記ミッションオイルの油温に基づいて前記第１流路における前記エンジンオイルの流通量を調整する第２流量調整装置と、
を備え、
エンジンの暖機終了後で、かつ、前記ミッションオイルの油温が所定油温よりも低いときの前記第１流路における前記エンジンオイルの流通量と前記第３流路における前記エンジン冷却水の流通量を各々基準流通量とし、
前記第１流量調整装置は、前記エンジンが暖機終了前の場合、前記第３流路における前記エンジン冷却水の流通量を当該エンジン冷却水の前記基準流通量よりも減少させ、
前記第２流量調整装置は、前記ミッションオイルの油温が前記所定油温以上の場合、前記第１流路における前記エンジンオイルの流通量を当該エンジンオイルの前記基準流通量よりも減少させる
ことを特徴とした流体温度制御装置。