JP6252497B2 - 車両用冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用冷却装置に関する。

従来、車両用冷却装置が提案されている。例えば、特許文献１には、エンジン冷却回路と、エンジン冷却回路の第１分岐点からエンジン冷却水を分岐させて、低水温ラジエータとインバータにエンジン冷却水を循環させてエンジン冷却回路に帰還させるハイブリッド冷却回路とを具備するハイブリッド車両用冷却システムが開示されている。特許文献１のハイブリッド冷却回路において、第１分岐点からのエンジン冷却水を、第１流路と第２流路に分流させ、かつ、第１流路と第２流路のそれぞれの流量をインバータ入口水温によって調整できるようにした３方弁を設けている。第１流路は低水温ラジエータを通ってインバータに接続し、第２流路は低水温ラジエータをバイパスしてインバータに接続している。

特許文献２には、トランスミッションハウジング内の潤滑油の油温が所定温度よりも高いときには、第１潤滑油通路を通してクーラにより潤滑油を冷却すると共に、所定温度より低いときには、第２潤滑油通路を通してヒータにより潤滑油を加熱してトランスミッションハウジングに供給する潤滑油制御装置の技術が開示されている。

特開２０１３−８６７１７号公報 特開２０００−２３４６６９号公報

変速機のオイルの温度を所望の温度範囲に調節して変速機の損失を低減できることが望ましい。ここで、特許文献１のハイブリッド冷却回路のような低温側の冷却系統の冷却対象には、冷却水温が上昇しすぎると熱ダメージを受ける機能部品が含まれることがある。低温側の冷却系統の冷却水によって変速機のオイルを冷却する場合、冷却水の温度の過度な上昇を抑制できることが望ましい。

本発明の目的は、変速機のオイルの温度を適温に調節することができ、かつ低温側の冷却系統の冷却水の過度な温度上昇を抑制することができる車両用冷却装置を提供することである。

本発明の車両用冷却装置は、ウォーターポンプおよびラジエータを有し、エンジンを含む第一の冷却対象に冷却水を循環させる第一冷却系統と、ウォーターポンプおよびラジエータを有し、前記第一の冷却対象よりも低温の第二の冷却対象に冷却水を循環させる第二冷却系統と、変速機のオイルと前記第一冷却系統の冷却水との熱交換を行う第一熱交換器と、前記オイルと前記第二冷却系統の冷却水との熱交換を行う第二熱交換器と、を備え、前記オイルの温度が所定油温以下である場合、前記第一熱交換器および前記第二熱交換器の何れによる熱交換も行わせず、前記オイルの温度が前記所定油温よりも高く、かつ前記第二冷却系統の冷却水の温度が所定水温よりも高い場合、前記第一熱交換器および前記第二熱交換器のうち前記第一熱交換器によって熱交換を行わせ、前記オイルの温度が前記所定油温よりも高く、かつ前記第二冷却系統の冷却水の温度が前記所定水温以下である場合、前記第一熱交換器および前記第二熱交換器によって熱交換を行わせることを特徴とする。

上記車両用冷却装置は、２つの冷却系統の冷却水によって変速機のオイルを冷却することでオイルの温度を適温に調節することができる。また、上記車両用冷却装置は、第二冷却系統の冷却水の温度が所定水温よりも高い場合に第二熱交換器による熱交換を行わせないことで、第二冷却系統の冷却水の過度な温度上昇を抑制することができる。

本発明に係る車両用冷却装置は、オイルの温度が所定油温よりも高く、かつ第二冷却系統の冷却水の温度が所定水温よりも高い場合、第一熱交換器および第二熱交換器のうち第一熱交換器によって熱交換を行わせ、オイルの温度が所定油温よりも高く、かつ第二冷却系統の冷却水の温度が所定水温以下である場合、第一熱交換器および第二熱交換器によって熱交換を行わせる。本発明に係る車両用冷却装置によれば、変速機のオイルの温度を適温に調節することができ、かつ低温側の冷却系統の冷却水の過度な温度上昇を抑制することができるという効果を奏する。

図１は、第１実施形態に係る車両の概略構成図である。 図２は、第１実施形態に係る変速機のオイル循環を示す図である。 図３は、第１実施形態の車両用冷却装置の動作を示すフローチャートである。 図４は、第１実施形態の所定水温の説明図である。 図５は、第１実施形態の温度制御に係るタイムチャートである。 図６は、第１実施形態の効果を説明する図である。 図７は、第１実施形態の第１変形例に係る車両用冷却装置の動作を示すフローチャートである。 図８は、Ｔ／Ｍ油温と変速機の損失との関係を示す図である。 図９は、第１実施形態の第１変形例の温度制御に係るタイムチャートである。 図１０は、第１実施形態の第２変形例に係る車両の概略構成図である。 図１１は、第２実施形態に係る車両の概略構成図である。 図１２は、第２実施形態に係る熱交換器の断面図である。

以下に、本発明の実施形態に係る車両用冷却装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

［第１実施形態］
図１から図６を参照して、第１実施形態について説明する。本実施形態は、車両用冷却装置に関する。図１は、第１実施形態に係る車両の概略構成図である。

図１に示すように、第１実施形態に係る車両用冷却装置１は、第一冷却系統１０と、第二冷却系統２０と、第一熱交換器２と、第二熱交換器３と、を含む。車両用冷却装置１の構成には、更に、制御部５０が含まれてもよい。

第一冷却系統１０は、第一ウォーターポンプ１１、第一ラジエータ１２、および第一多機能弁１３を有する。第一冷却系統１０は、第一の冷却対象に冷却水を循環させる高温側冷却系統である。第一の冷却対象は、エンジン５のシリンダヘッド５ａ、シリンダブロック５ｂ、およびＥＧＲクーラ５ｃを含む。第一ウォーターポンプ１１は、冷却水を第一の冷却対象に向けて送り出すポンプである。第一ラジエータ１２は、第一冷却系統１０の冷却水を冷却する。第一多機能弁１３は、第一冷却系統１０の冷却水の循環経路および循環量を制御する。第一熱交換器２および第二熱交換器３は、以下に説明する変速機３０のオイルと冷却水との熱交換を行う。

図２に示すように、本実施形態の車両１００に搭載された変速機３０は、第一回転電機ＭＧ１、第二回転電機ＭＧ２、プラネタリギヤ３１、オイルポンプ３２、およびオイルパン３３を含む。プラネタリギヤ３１の互いに異なる入力軸には、第一回転電機ＭＧ１およびエンジン５がそれぞれ接続されている。プラネタリギヤ３１の出力軸は、車両１００の駆動輪に接続されている。また、プラネタリギヤ３１の出力軸には、第二回転電機ＭＧ２が接続されている。オイルパン３３には、変速機３０のオイルであるトランスミッションオイルが貯留される。オイルポンプ３２は、オイルパン３３内のトランスミッションオイルを吸引して送り出す。オイルパン３３には、ストレーナが配置されている。ストレーナは、オイルポンプ３２によって吸引されるトランスミッションオイルを濾過する。

オイルポンプ３２は、プラネタリギヤ３１および熱交換器２，３に向けてトランスミッションオイルを送り出す。各熱交換器２，３は、オイルポンプ３２と第一回転電機ＭＧ１および第二回転電機ＭＧ２との間に介在している。第一熱交換器２は、第一冷却系統１０の冷却水とトランスミッションオイルとの熱交換を行う熱交換器である。第二熱交換器３は、第二冷却系統２０の冷却水とトランスミッションオイルとの熱交換を行う熱交換器である。第一回転電機ＭＧ１および第二回転電機ＭＧ２には、各熱交換器２，３で熱交換がなされた後のトランスミッションオイルが供給される。プラネタリギヤ３１、第一回転電機ＭＧ１、および第二回転電機ＭＧ２を潤滑および冷却したトランスミッションオイルは、オイルパン３３に戻る。

本実施形態のトランスミッションオイルは、所謂低粘度オイルである。低粘度オイルは、少なくとも低温域における動粘度の値が小さいオイルであり、低温域における変速機３０の損失を低減することができる。本実施形態の低粘度オイルは、油温が４０℃である場合の動粘度の値が２３〜２４［ｍｍ^２／ｓｅｃ］以下、かつ油温が１００℃である場合の動粘度の値が６［ｍｍ^２／］以下である特性を有する。本実施形態のトランスミッションオイルの動粘度の値は、同じ油温におけるエンジンオイルの動粘度の値よりも小さい。

図１に戻り、第一ウォーターポンプ１１は、水路１４ａを介してシリンダヘッド５ａおよびシリンダブロック５ｂに冷却水を送る。第一多機能弁１３は、シリンダヘッド５ａおよびシリンダブロック５ｂを冷却した後の冷却水の流れを制御する。第一多機能弁１３は、第一制御弁１３ａ、第二制御弁１３ｂ、第三制御弁１３ｃ、および第四制御弁１３ｄを有する。第一多機能弁１３は、各制御弁１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの開度を任意の開度に調節するアクチュエータを有する。第一制御弁１３ａには、水路１４ｂが接続されている。水路１４ｂは、第一制御弁１３ａと第一ウォーターポンプ１１とを接続している。水路１４ｂには、第一ラジエータ１２が接続されている。第一制御弁１３ａが開弁している場合、シリンダヘッド５ａおよびシリンダブロック５ｂを冷却した後の冷却水の一部は、第一ラジエータ１２を経由して第一ウォーターポンプ１１へ戻る。

第二制御弁１３ｂには、水路１４ｃが接続されている。水路１４ｃには、第一熱交換器２が接続されている。第二制御弁１３ｂが開弁している場合、シリンダヘッド５ａおよびシリンダブロック５ｂを冷却した後の冷却水の一部は、第一熱交換器２においてトランスミッションオイルと熱交換する。第二制御弁１３ｂは、第一熱交換器２に送る冷却水の流量を調節して第一熱交換器２における熱交換量を制御する。

第三制御弁１３ｃは、水路１４ｄを介してヒータ１５と接続されている。ヒータ１５は、冷却水と車両１００の空調用の空気との熱交換を行う。第四制御弁１３ｄは、水路１４ｅを介してＥＧＲクーラ５ｃと接続されている。ＥＧＲクーラ５ｃは、冷却水とＥＧＲガスとの熱交換を行い、ＥＧＲガスを冷却する。ヒータ１５から流出する冷却水、およびＥＧＲクーラ５ｃから流出する冷却水は、水路１４ｆを介してエンジンオイルクーラ１６に流れる。エンジンオイルクーラ１６は、冷却水とエンジンオイルとの熱交換を行う。エンジンオイルクーラ１６から流出する冷却水は、水路１４ｇを介して第一ウォーターポンプ１１へ戻る。

第二冷却系統２０は、第一の冷却対象よりも低温の第二の冷却対象に冷却水を循環させる低温側冷却系統である。第二冷却系統２０は、第二ウォーターポンプ２１、第二ラジエータ２２、および第二多機能弁２３を有する。第二ウォーターポンプ２１は、冷却水を第二の冷却対象に向けて送り出すポンプである。第二の冷却対象は、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ：Power Control Unit）２５およびエンジン５の吸気ポート５ｄを含む。パワーコントロールユニット２５は、ＭＧ＿ＥＣＵ、インバータ、コンバータを含む制御ユニットである。ＭＧ＿ＥＣＵは、インバータおよびコンバータを制御し、第一回転電機ＭＧ１および第二回転電機ＭＧ２の出力制御を行う。

第二ラジエータ２２は、第二冷却系統２０の冷却水を冷却する。第二多機能弁２３は、第二冷却系統２０の冷却水の循環経路および循環量を制御する。第二ウォーターポンプ２１は、第二多機能弁２３に向けて冷却水を送り出す。第二多機能弁２３は、第一制御弁２３ａ、第二制御弁２３ｂ、および第三制御弁２３ｃを有する。第二多機能弁２３は、各制御弁２３ａ，２３ｂ，２３ｃの開度を任意の開度に調節するアクチュエータを有する。

第一制御弁２３ａは、水路２４ａを介して吸気ポート５ｄに接続されている。第二制御弁２３ｂは、水路２４ｂを介してパワーコントロールユニット２５に接続されている。第三制御弁２３ｃは、水路２４ｃを介して第二熱交換器３に接続されている。吸気ポート５ｄ、パワーコントロールユニット２５、および第二熱交換器３から流出する冷却水は、水路２４ｄを介して第二ラジエータ２２に流れる。第二ラジエータ２２において冷却された冷却水は、水路２４ｅを介して第二ウォーターポンプ２１へ戻る。第三制御弁２３ｃが開弁している場合、第二ウォーターポンプ２１から送られる冷却水の一部は、第二熱交換器３においてトランスミッションオイルと熱交換する。第三制御弁２３ｃは、第二熱交換器３に送る冷却水の流量を調節して第二熱交換器３における熱交換量を制御する。

ＥＣＵ５０は、車両用冷却装置１の制御部であり、例えば、電子制御ユニットである。ＥＣＵ５０は、第一多機能弁１３および第二多機能弁２３を制御する。ＥＣＵ５０には、油温センサ５１、第一水温センサ５２、および第二水温センサ５３が接続されている。油温センサ５１は、トランスミッションオイルの温度（以下、単に「Ｔ／Ｍ油温Ｔtm」と称する。）を検出する。油温センサ５１は、例えば、オイルポンプ３２から送り出されるトランスミッションオイルの温度を検出する。第一水温センサ５２は、第一冷却系統１０の冷却水の温度（以下、単に「第一冷却水温Ｔhigh」と称する。）を検出する。第一水温センサ５２は、例えば、第一ウォーターポンプ１１から送り出される冷却水の温度を検出する。第二水温センサ５３は、第二冷却系統２０の冷却水の温度（以下、単に「第二冷却水温Ｔlow」と称する。）を検出する。第二水温センサ５３は、例えば、第二ウォーターポンプ２１から送り出される冷却水の温度を検出する。各センサ５１，５２，５３の検出結果を示す信号は、ＥＣＵ５０に出力される。

図３を参照して、本実施形態の車両用冷却装置１の動作について説明する。図３のフローチャートは、所定の間隔で繰り返し実行される。ステップＳ１０において、ＥＣＵ５０は、Ｔ／Ｍ油温Ｔtmが所定油温Ｔo0よりも高温であるか否かを判定する。所定油温Ｔo0は、例えば、変速機３０の暖機が完了したか否かを判定する閾値であり、一例として８０［℃］である。Ｔ／Ｍ油温Ｔtmが所定油温Ｔo0よりも高温であると肯定判定された場合（ステップＳ１０−Ｙ）にはステップＳ２０に進み、否定判定された場合（ステップＳ１０−Ｎ）にはステップＳ５０に進む。

ステップＳ２０において、ＥＣＵ５０は、第二冷却水温Ｔlowが所定水温Ｔwxよりも高温であるか否かを判定する。所定水温Ｔwxは、第二冷却水温Ｔlowに関して予め定められた上限温度である。所定水温Ｔwxは、例えば、以下に図４を参照して説明する温度である。図４において、横軸は第二冷却水温Ｔlow［℃］、縦軸はパワーコントロールユニット２５の温度［℃］である。パワーコントロールユニット２５には、許容される上限温度Ｔmaxがある。所定水温Ｔwxは、パワーコントロールユニット２５の温度を上限温度Ｔmax以下に維持することができる第二冷却水温Ｔlowの上限値である。ステップＳ２０において、第二冷却水温Ｔlowが所定水温Ｔwxよりも高温であると肯定判定された場合（ステップＳ２０−Ｙ）にはステップＳ３０に進み、否定判定された場合（ステップＳ２０−Ｎ）にはステップＳ４０に進む。

ステップＳ３０において、ＥＣＵ５０は、第一熱交換器２による熱交換を実行する。ＥＣＵ５０は、第一多機能弁１３に対して第二制御弁１３ｂを開弁状態とする指令を行い、かつ第二多機能弁２３に対して第三制御弁２３ｃを閉弁状態とする指令を行う。本実施形態のＥＣＵ５０は、各熱交換器２，３に対して冷却水を送る場合、制御弁１３ｂ，２３ｃを全開状態とする。第二制御弁１３ｂが開弁状態とされることにより、第一熱交換器２において、第一冷却系統１０の冷却水とトランスミッションオイルとの熱交換がなされる。一方、第三制御弁２３ｃが閉弁状態とされることにより、第二熱交換器３には第二冷却系統２０の冷却水が送られず、第二熱交換器３における熱交換は停止される。ステップＳ３０が実行されると、今回の制御プロセスが終了する。

ステップＳ４０において、ＥＣＵ５０は、第一熱交換器２および第二熱交換器３による熱交換を実行する。ＥＣＵ５０は、第一多機能弁１３に対して第二制御弁１３ｂを開弁状態とする指令を行い、かつ第二多機能弁２３に対して第三制御弁２３ｃを開弁状態とする指令を行う。これにより、第一熱交換器２において、第一冷却系統１０の冷却水とトランスミッションオイルとの熱交換がなされ、第二熱交換器３において、第二冷却系統２０の冷却水とトランスミッションオイルとの熱交換がなされる。ステップＳ４０が実行されると、今回の制御プロセスが終了する。

ステップＳ５０において、ＥＣＵ５０は、熱交換を実行しない。ＥＣＵ５０は、第一多機能弁１３に対して第二制御弁１３ｂを閉弁状態とする指令を行い、かつ第二多機能弁２３に対して第三制御弁２３ｃを閉弁状態とする指令を行う。これにより、第一熱交換器２および第二熱交換器３における熱交換が停止される。ステップＳ５０が実行されると、今回の制御プロセスが終了する。

図５を参照して、本実施形態の車両用冷却装置１による効果について説明する。図５のタイムチャートにおいて、上段は、トランスミッションオイルの冷却を行わない場合、すなわち、第一熱交換器２および第二熱交換器３のいずれも作動させない場合の温度推移を示す。中段の比較例１は、第一熱交換器２による熱交換を行い、第二熱交換器３による熱交換は行わない場合の温度推移を示す。下段は、本実施形態の車両用冷却装置１において第一熱交換器２および第二熱交換器３が図３のフローチャートに従ってトランスミッションオイルを冷却した場合の温度推移を示す。

上段では、トランスミッションオイルの冷却がなされないことで、Ｔ／Ｍ油温Ｔtmが上限油温Ｔoxを超えてしまう。上限油温Ｔoxは、トランスミッションオイルの特性に基づいて定められる上限温度である。低粘度のトランスミッションオイルを使用する場合の上限油温Ｔoxは、例えば、１００［℃］である。上限油温Ｔox以下の温度範囲では、トランスミッションオイルの動粘度が所定値以上となる。所定値は、変速機３０における噛み合い損失の悪化やギヤ歯面の摩耗を抑制する観点から定められる動粘度の下限値である。Ｔ／Ｍ油温Ｔtmを上限油温Ｔox以下に維持することにより、変速機３０におけるギヤ噛み合い損失の悪化や、ギヤ歯面の摩耗を抑制することができる。

中段の比較例１では、上段の熱交換なしの場合と比較して、Ｔ／Ｍ油温Ｔtmの上昇が抑制される。しかしながら、第一熱交換器２における熱交換だけではＴ／Ｍ油温Ｔtmが上限油温Ｔoxを超えてしまう。下段に示すように、本実施形態の車両用冷却装置１による冷却がなされると、Ｔ／Ｍ油温Ｔtmが上限油温Ｔox以下に維持される。また、第二冷却水温Ｔlowは、所定水温Ｔwx以下に維持される。よって、変速機３０における損失悪化の抑制と、パワーコントロールユニット２５の保護を両立することができる。

図６には、高負荷走行時におけるＴ／Ｍ油温Ｔtmと第二冷却水温Ｔlowの実験結果が示されている。（ａ）比較例２は、第二熱交換器３のみでトランスミッションオイルの冷却を行った場合のＴ／Ｍ油温Ｔtmおよび第二冷却水温Ｔlowの到達温度が示されている。Ｔ／Ｍ油温Ｔtmは上限油温Ｔox未満に抑制されているものの、第二冷却水温Ｔlowが所定水温Ｔwxを超えてしまう。（ｂ）比較例１は、図５の比較例１と同様に、第一熱交換器２のみでトランスミッションオイルを冷却したときの結果を示している。第二冷却水温Ｔlowは所定水温Ｔwx未満に抑制されているものの、Ｔ／Ｍ油温Ｔtmが上限油温Ｔoxを超えてしまう。（ｃ）に示すように、本実施形態の車両用冷却装置１によってトランスミッションオイルを冷却した場合、Ｔ／Ｍ油温Ｔtmが上限油温Ｔox未満に抑えられ、かつ第二冷却水温Ｔlowが所定水温Ｔwx未満に抑えられた。

以上説明したように、本実施形態の車両用冷却装置１は、Ｔ／Ｍ油温Ｔtmが所定油温Ｔo0以下である（ステップＳ１０−Ｎ）場合、第一熱交換器２および第二熱交換器３の何れによる熱交換も行わせない（ステップＳ５０）。また、車両用冷却装置１は、Ｔ／Ｍ油温Ｔtmが所定油温Ｔo0よりも高く（ステップＳ１０−Ｙ）、かつ第二冷却水温Ｔlowが所定水温Ｔwxよりも高い（ステップＳ２０−Ｙ）場合、第一熱交換器２および第二熱交換器３のうち第一熱交換器２によって熱交換を行わせる（ステップＳ３０）。車両用冷却装置１は、Ｔ／Ｍ油温Ｔtmが所定油温Ｔo0よりも高く、かつ第二冷却水温Ｔlowが所定水温Ｔwx以下である（ステップＳ２０−Ｎ）場合、第一熱交換器２および第二熱交換器３によって熱交換を行わせる（ステップＳ４０）。

本実施形態の車両用冷却装置１は、第一熱交換器２および第二熱交換器３によってトランスミッションオイルを冷却する。よって、Ｔ／Ｍ油温Ｔtmが高温となることを抑制することができる。例えば、車両１００が設計時に想定した最高車速で走行する場合の回転電機ＭＧ１，ＭＧ２のコイルエンドの温度を所望の温度以下に抑えることができるようにＴ／Ｍ油温Ｔtmを制御することが可能となる。また、低速登坂や急登坂などの高負荷運転時におけるコイルエンドの温度を所望の温度以下に押さえることができるようにＴ／Ｍ油温Ｔtmを制御することが可能となる。コイルエンド温度を適切な温度に維持することで、回転電機ＭＧ１，ＭＧ２の銅損による効率低下を軽減し、燃費を向上させることができる。また、適切な冷却機能により、回転電機ＭＧ１，ＭＧ２の信頼性を向上させることができる。

本実施形態の車両用冷却装置１は、第二冷却水温Ｔlowが所定水温Ｔwxよりも高温である場合、第二熱交換器３による熱交換を実行しない。これにより、第二冷却水温Ｔlowを所定水温Ｔwx以下に保ち、パワーコントロールユニット２５を熱によるダメージから保護することができる。よって、パワーコントロールユニット２５の信頼性が向上する。このように、本実施形態の車両用冷却装置１は、トランスミッションオイルの温度を適温に調節することができ、かつ第二冷却系統２０（低温側の冷却系統）の冷却水の過度な温度上昇を抑制することができる。

［第１実施形態の第１変形例］
第１実施形態の第１変形例について説明する。図７は、第１実施形態の第１変形例に係る車両用冷却装置の動作を示すフローチャートである。第１変形例について、上記第１実施形態と異なる点は、第二熱交換器３のみによってトランスミッションオイルを冷却するモードが追加されている点である。図７を参照して、第１実施形態の第１変形例に係る車両用冷却装置１の動作について説明する。図７のフローチャートは、所定の間隔で繰り返し実行される。

ステップＳ１１０において、ＥＣＵ５０は、Ｔ／Ｍ油温Ｔtmが所定油温Ｔo1よりも高温であるか否かを判定する。所定油温Ｔo1は、上限油温Ｔoxや上記第１実施形態の所定油温Ｔo0よりも低い温度である。第１変形例の所定油温Ｔo1は、以下に図８を参照して説明するように、変速機３０の損失が最小となるＴ／Ｍ油温Ｔtmの値である。図８において、横軸はＴ／Ｍ油温Ｔtmを示し、縦軸は変速機３０の損失、例えば、損失トルク［Ｎｍ］を示す。図８に示すように、変速機３０の損失は、所定油温Ｔo1よりも低油温側ではＴ／Ｍ油温Ｔtmが低下するに従って増加する。これは、例えば、Ｔ／Ｍ油温Ｔtmが低いほどトランスミッションオイルの動粘度の値が大きくなることによる。変速機３０の損失は、所定油温Ｔo1よりも高油温側では、Ｔ／Ｍ油温Ｔtmが上昇するに従って増加する。これは、例えば、トランスミッションオイルの動粘度の低下によってギヤ噛み合い損失が増加することによる。所定油温Ｔo1は、トランスミッションオイルの特性に応じて決まる温度であり、本変形例では５０［℃］に設定されている。

第１変形例の車両用冷却装置１は、Ｔ／Ｍ油温Ｔtmが所定油温Ｔo1よりも高くなると、トランスミッションオイルの冷却を実行する（ステップＳ１４０，Ｓ１５０，Ｓ１８０）。よって、Ｔ／Ｍ油温Ｔtmを所定油温Ｔo1に近づけ、変速機３０の損失を低減することが可能となる。ステップＳ１１０においてＴ／Ｍ油温Ｔtmが所定油温Ｔo1よりも高温であると肯定判定された場合（ステップＳ１１０−Ｙ）にはステップＳ１２０に進み、否定判定された場合（ステップＳ１１０−Ｎ）にはステップＳ１７０に進む。

ステップＳ１２０において、ＥＣＵ５０は、Ｔ／Ｍ油温Ｔtmが第二所定油温Ｔo2よりも高温であるか否かを判定する。図８に示すように、第二所定油温Ｔo2は、所定油温Ｔo1よりも高い温度である。第二所定油温Ｔo2は、トランスミッションオイルの動粘度の値が下限値（例えば、３〜４［ｍｍ２／ｓｅｃ］）以上となる油温範囲の高温側の境界値である。Ｔ／Ｍ油温Ｔtmが第二所定油温Ｔo2よりも高温であると、変速機３０において許容範囲を超えるギヤ摩耗が生じやすい。ステップＳ１２０においてＴ／Ｍ油温Ｔtmが第二所定油温Ｔo2よりも高温であると肯定判定された場合（ステップＳ１２０−Ｙ）にはステップＳ１３０に進み、否定判定された場合（ステップＳ１２０−Ｎ）にはステップＳ１６０に進む。

ステップＳ１３０において、ＥＣＵ５０は、第二冷却水温Ｔlowが所定水温Ｔwxよりも高温であるか否かを判定する。その結果、肯定判定された場合（ステップＳ１３０−Ｙ）にはステップＳ１４０に進み、否定判定された場合（ステップＳ１３０−Ｎ）にはステップＳ１５０に進む。

ステップＳ１４０において、ＥＣＵ５０は、第一熱交換器２による熱交換を実行する。ＥＣＵ５０は、第一多機能弁１３に対して第二制御弁１３ｂを開弁状態とする指令を行い、かつ第二多機能弁２３に対して第三制御弁２３ｃを閉弁状態とする指令を行う。ステップＳ１４０が実行されると、今回の制御プロセスが終了する。

ステップＳ１５０において、ＥＣＵ５０は、第一熱交換器２および第二熱交換器３による熱交換を実行する。ＥＣＵ５０は、第一多機能弁１３に対して第二制御弁１３ｂを開弁状態とする指令を行い、かつ第二多機能弁２３に対して第三制御弁２３ｃを開弁状態とする指令を行う。ステップＳ１５０が実行されると、今回の制御プロセスが終了する。

ステップＳ１６０において、ＥＣＵ５０は、第二冷却水温Ｔlowが所定水温Ｔwxよりも高温であるか否かを判定する。その結果、肯定判定された場合（ステップＳ１６０−Ｙ）にはステップＳ１７０に進み、否定判定された場合（ステップＳ１６０−Ｎ）にはステップＳ１８０に進む。

ステップＳ１７０において、ＥＣＵ５０は、熱交換を実行しない。ＥＣＵ５０は、第一多機能弁１３に対して第二制御弁１３ｂを閉弁状態とする指令を行い、かつ第二多機能弁２３に対して第三制御弁２３ｃを閉弁状態とする指令を行う。ステップＳ１７０が実行されると、今回の制御プロセスが終了する。

ステップＳ１８０において、ＥＣＵ５０は、第一熱交換器２および第二熱交換器３のうち、第二熱交換器３による熱交換を実行する。ＥＣＵ５０は、第一多機能弁１３に対して第二制御弁１３ｂを閉弁状態とする指令を行い、かつ第二多機能弁２３に対して第三制御弁２３ｃを開弁状態とする指令を行う。ステップＳ１８０が実行されると、今回の制御プロセスが終了する。

図９のタイムチャートには、図８のフローチャートに従ってトランスミッションオイルの冷却がなされた場合の温度推移が示されている。図９に示すように、Ｔ／Ｍ油温Ｔtmは、第一冷却水温Ｔhighと第二冷却水温Ｔlowとの間の温度に調節される。Ｔ／Ｍ油温Ｔtmが所定油温Ｔo1を超えないように、トランスミッションオイルの冷却が実行される。

以上説明したように、第１実施形態の第１変形例に係る車両用冷却装置１は、Ｔ／Ｍ油温Ｔtmを所望の温度である所定油温Ｔo1に近づけることが可能となり、変速機３０の損失を低減して車両１００の燃費を向上させることができる。

［第１実施形態の第２変形例］
第１実施形態の第２変形例について説明する。図１０は、第１実施形態の第２変形例に係る車両の概略構成図である。第１実施形態の第２変形例について、上記第１実施形態と異なる点は、第一熱交換器２が第一ラジエータ１２の下流側に配置されている点である。図１０に示すように、第一熱交換器２は、水路１４ｂにおける第一ラジエータ１２よりも冷却水の流れ方向の下流側に接続されている。第２変形例の車両用冷却装置１によれば、第一ラジエータ１２によって冷却された直後の冷却水によってトランスミッションオイルを冷却することができる。よって、トランスミッションオイルを冷却する冷却能率を向上させることができる。

なお、第２変形例の車両用冷却装置１は、第一熱交換器２をバイパスするバイパス水路とバイパスバルブを有してもよい。バイパスバルブは、第一熱交換器２への冷却水の流入を許容する状態と、第一熱交換器２への冷却水の流入を規制する状態とを切り替える切替弁である。このような構成により、上記第１実施形態（図３）の制御と同様の制御を実行可能である。

［第２実施形態］
図１１および図１２を参照して、第２実施形態について説明する。第２実施形態については、上記第１実施形態で説明したものと同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図１１は、第２実施形態に係る車両の概略構成図である。第２実施形態において、上記第１実施形態と異なる点は、一体型の熱交換器６を備える点である。

図１１に示すように、第２実施形態に係る車両用冷却装置１は、上記第１実施形態（図１）の第一熱交換器２および第二熱交換器３に代えて、三層型の熱交換器６を有する。第一冷却系統１０の水路１４ｃは、第二制御弁１３ｂから熱交換器６を経由して第一ウォーターポンプ１１に冷却水を流す。第二冷却系統２０の水路２４ｃは、第三制御弁２３ｃと熱交換器６とを接続している。熱交換器６から流出する冷却水は、水路２４ｄを介して第二ラジエータ２２に送られる。

図１２に示すように、熱交換器６は、第一熱交換部６１および第二熱交換部６２を有する。第一熱交換部６１は、第一冷却系統１０の冷却水とトランスミッションオイルとの熱交換を行う。第二熱交換部６２は、第二冷却系統２０の冷却水とトランスミッションオイルとの熱交換を行う。第一熱交換部６１は、第一冷却系統１０の冷却水が流れる第一水路６３、およびトランスミッションオイルが流れる油路６４を有する。第二熱交換部６２は、第二冷却系統２０の冷却水が流れる第二水路６５、およびトランスミッションオイルが流れる油路６６を有する。

図１２に示すように、第一熱交換部６１は、第二熱交換部６２の下方に配置されている。変速機３０から熱交換器６に送られるトランスミッションオイルは、始めに第一熱交換部６１の油路６４を流れ、その後に第二熱交換部６２の油路６６を流れる。従って、熱交換器６では、トランスミッションオイルは、始めに第一冷却系統１０の冷却水と熱交換し、その後に第二冷却系統２０の冷却水と熱交換する。これにより、Ｔ／Ｍ油温Ｔtmを適切に低下させることができる。また、第二冷却水温Ｔlowの上昇を抑制して、パワーコントロールユニット２５を熱によるダメージから保護することができる。

また、第２実施形態の一体型の熱交換器６によれば、第一熱交換器２と第二熱交換器３との間でトランスミッションオイルを送る配管を設ける場合と比較して、熱交換ロスが低減する。また、トランスミッションオイルの配管の本数が少なくなるため、配管からの受熱や配管の圧力損失が低減する。また、車両１００への熱交換器６の搭載が容易となる。

［上記各実施形態の第１変形例］
上記第１実施形態および第２実施形態の第１変形例について説明する。第一冷却系統１０の第一ウォーターポンプ１１と、第二冷却系統２０の第二ウォーターポンプ２１は、共通の１台のポンプであってもよい。

［上記各実施形態の第２変形例］
上記第１実施形態および第２実施形態の第２変形例について説明する。ＥＣＵ５０は、熱交換器２，３，６に冷却水を送る場合に、第二制御弁１３ｂおよび第三制御弁２３ｃの開度を適宜調節するようにしてもよい。例えば、第１実施形態の構成（図１）を例に説明すると、ＥＣＵ５０は、第一熱交換器２に冷却水を送る場合、第一冷却水温ＴhighおよびＴ／Ｍ油温Ｔtmの少なくとも何れか一方に基づいて第二制御弁１３ｂの開度を変化させてもよい。一例として、ＥＣＵ５０は、Ｔ／Ｍ油温Ｔtmが高温である場合、低温である場合よりも第二制御弁１３ｂの開度を全開側の開度とするようにしてもよい。ＥＣＵ５０は、Ｔ／Ｍ油温Ｔtmが第一冷却水温Ｔhighよりも高温である場合において、Ｔ／Ｍ油温Ｔtmと第一冷却水温Ｔhighとの温度差が大きい場合、温度差が小さい場合よりも第二制御弁１３ｂの開度を全開側の開度とするようにしてもよい。

上記の各実施形態および変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。

１ 車両用冷却装置
２ 第一熱交換器
３ 第二熱交換器
５ エンジン
１０ 第一冷却系統
１１ 第一ウォーターポンプ
１２ 第一ラジエータ
２０ 第二冷却系統
２１ 第二ウォーターポンプ
２２ 第二ラジエータ
２５ パワーコントロールユニット
３０ 変速機
５０ ＥＣＵ
Ｔhigh 第一冷却水温
Ｔo0 所定油温
Ｔo1 所定油温
Ｔo2 第二所定油温
Ｔwx 所定水温

Claims (1)

1. ウォーターポンプおよびラジエータを有し、エンジンを含む第一の冷却対象に冷却水を循環させる第一冷却系統と、
   ウォーターポンプおよびラジエータを有し、前記第一の冷却対象よりも低温の第二の冷却対象に冷却水を循環させる第二冷却系統と、
   変速機のオイルと前記第一冷却系統の冷却水との熱交換を行う第一熱交換器と、
   前記オイルと前記第二冷却系統の冷却水との熱交換を行う第二熱交換器と、
   を備え、
   前記オイルの温度が所定油温以下である場合、前記第一熱交換器および前記第二熱交換器の何れによる熱交換も行わせず、
   前記オイルの温度が前記所定油温よりも高く、かつ前記第二冷却系統の冷却水の温度が所定水温よりも高い場合、前記第一熱交換器および前記第二熱交換器のうち前記第一熱交換器によって熱交換を行わせ、
   前記オイルの温度が前記所定油温よりも高く、かつ前記第二冷却系統の冷却水の温度が前記所定水温以下である場合、前記第一熱交換器および前記第二熱交換器によって熱交換を行わせる
   ことを特徴とする車両用冷却装置。

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