JP6600502B2 - Ａｔｆウォーマ冷却水循環システム及びその設計方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＡＴＦウォーマ冷却水循環システム及びその設計方法に係り、より詳細には、エンジン冷却水を用いてＡＴＦ（Ａｕｔｏ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ、）を予熱するＡＴＦウォーマ冷却水循環システム及びその設計方法に関する。

最近の、世界的な原油価格の高騰及びＣＯ_２排出規制の影響により、燃費向上及び環境への配慮が、新車両開発の核心項目とされている。このため、自動車メーカーは燃費向上のための多様な技術開発に総力を挙げている。

このような技術のうち、ＡＴＦウォーマ冷却水循環システムは、変速機の伝達効率を改善することにより、燃費の改善を行うための方策である。ＡＴＦウォーマ冷却水循環システムは、ＡＴＦとエンジン冷却水の循環によって熱交換が行われるＡＴＦウォーマ（Ｗａｒｍｅｒ）を適用し、ＡＴＦラインとエンジン冷却水ラインの連結部にバイパスバルブを設け、バイパスバルブにコントローラを連携させて構成される。

そのため、ＡＴＦウォーマ冷却水循環システムは、設定されたエンジン冷却水温でコントローラの制御で開放されたバイパスバルブを介して低温のＡＴＦが高温のエンジン冷却水と熱交換されることでＡＴＦの温度上昇が行われる。温度が上昇したＡＴＦが変速機の内部を循環することにより、変速機の伝達効率の改善が実現される。この場合、エンジン冷却水は、エンジン→ヒータコア→ＡＴＦウォーマ→エンジンの順に循環する。ここで、「→」はエンジン冷却水の流れ方向を意味する。

このために、ＡＴＦウォーマ冷却水循環システムは、７０度以上のエンジン冷却水温を作動温度として適用し、コントローラは、７０度のエンジン冷却水温を基準として、７０度以上でバイパスバルブを開放し、７０度以下でバイパスバルブを閉鎖する。前記コントローラは、エンジンＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）やＴＣＵ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）を適用する。

特開平８−１４０４４号公報

しかしながら、ＡＴＦウォーマ冷却水循環システムは、燃費と共に、低温条件で暖房性能も維持しなければならないために、ＡＴＦラインとエンジン冷却水ラインの二元化と、流量制御バルブタイプのバイパスバルブが適用されることにより、約６０度以上のＡＴＦ温度で変速機の伝達効率が最大となるにもかかわらず、７０度以上のエンジン冷却水温を作動温度にしなければならないというシステムの限界性を有する。

特に、ＡＴＦウォーマ冷却水循環システムのバイパスバルブは、ＡＴＦウォーマの前段に装着されることにより、７０度以下の温度でバイパスバルブが閉鎖された時に、ＡＴＦウォーマを経由しないエンジン冷却水によって、ヒータコア側のエンジン冷却水にの流量が増大するのに対し、ＡＴＦの予熱が不可とされることによって、７０度以上の温度になってバイパスバルブが開放された時に、ＡＴＦの温度の上昇が遅れたことによる低い変速機伝達効率によって、燃費改善のための性能が不足することがあった。

そのため、ＡＴＦウォーマ冷却水循環システムは、低温条件下の暖房性能維持と共に、ＡＴＦ温度の迅速な上昇により、変速機の伝達効率を向上させて燃費改善効果がきちんと実現できるように技術を改善することが要求されている。

そこで、上記の点を鑑みた本発明は、７０度以上の作動条件でＡＴＦ温度の迅速な上昇が行われることによって、変速機の伝達効率の増大と共に燃費の改善が行われると共に、冷却水ラインの縮小とバルブの削除が行われることにより、原価と重量が低減されたＡＴＦウォーマ冷却水循環システム、及びその設計方法の提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための、本発明のＡＴＦウォーマ冷却水循環システムは、ＡＴＦウォーマ（Ａｕｔｏ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ Ｗａｒｍｅｒ）の作動温度以下で、変速機のＡＴＦ（Ａｕｔｏ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ）予熱のために、ＡＴＦウォーマにエンジン冷却水が循環されることを特徴とする。

前記エンジン冷却水は、エンジンに連通されたエンジンオイルクーラを通過し、ＡＴＦウォーマに供給された後、エンジンに復帰し、ＡＴＦは、変速機に連通されたＡＴＦラインでＡＴＦウォーマに供給された後、変速機に復帰することを特徴とする。

前記ＡＴＦウォーマは、ＡＴＦ熱交換ラインが内部に形成され、ＡＴＦ熱交換ラインを流れるエンジン冷却水と、ＡＴＦラインを通して入ったＡＴＦと、が互いに熱交換されることを特徴とする。

前記エンジンオイルクーラ及びＡＴＦウォーマは、ＡＴＦ冷却水ラインで連通され、ＡＴＦ冷却水ラインは、エンジンにエンジン冷却水を復帰させる冷却水復帰ラインに連通されることを特徴とする。
前記エンジンオイルクーラには、エンジン冷却水を外部に排出する冷却水出口ニップルが更に備えられる＋ことを特徴とする。
前記冷却水出口ニップルの直径は、エンジンオイルクーラの内部流路抵抗とＡＴＦウォーマのＡＴＦ温度上昇の関係で決定されることを特徴とする。

前記冷却水復帰ラインには、サーモスタット（Ｔｈｅｒｍｏｓｔａｔ）とウォータポンプとが設けられ、サーモスタットとウォータポンプとの間にＡＴＦ冷却水ラインが連通されることを特徴とする。

前記冷却水復帰ラインは、ラジエータから引き出され、ラジエータが、冷却水排出ラインでエンジンに連通されることを特徴とする。
前記冷却水復帰ラインには、エンジンから出てヒータコア（Ｈｅａｔｅｒ Ｃｏｒｅ）の設けられたヒータコア冷却水ラインが連通され、ヒータコア冷却水ラインは、ＡＴＦ冷却水ラインと互いに間隔を形成することを特徴とする。

上記の目的を達成するための、本発明のＡＴＦウォーマ冷却水循環システムの設計方法は、作業者によってＡＴＦウォーマ（Ａｕｔｏ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ Ｗａｒｍｅｒ）及びエンジンオイルクーラが選定され、ＡＴＦウォーマを循環する変速機のＡＴＦ（Ａｕｔｏ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ）が、エンジンオイルクーラの冷却水出口ニップルを通過したエンジン冷却水と熱交換で予熱されるように、ＡＴＦウォーマとエンジンオイルクーラとがＡＴＦ冷却水ラインで連通され、ＡＴＦウォーマ冷却水循環システムとして構成され、ＡＴＦウォーマ冷却水循環システムがエンジンとエンジン冷却系、及びヒータコアと共に、エンジンシステムとして構築されるシステム構築ステップと、エンジンシステムの運転が行われ、冷却水出口ニップルの特定直径を通過したエンジン冷却水流量が、エンジンオイルの温度下降に及ぼす影響と、ＡＴＦの温度上昇に及ぼす影響と、が７０度以下で、エンジン冷却水温度の変化によって検出された後、冷却水出口ニップルの直径を変更して繰り返されて、繰り返し実験の結果がエンジンＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）と連携された実験装置で、エンジン冷却水温度別性能として分析される最適化分析ステップと、エンジンオイルクーラに適用される冷却水出口ニップルの直径が、実験された複数の直径のうち、エンジンオイルの温度下降対比で高いＡＴＦの温度上昇を示す冷却水出口ニップルの直径がエンジンオイルクーラに適用されるニップル直径として選定されるニップル直径最適化ステップと、で行われることを特徴とする。

前記冷却水出口ニップルの直径の選定は、最も低い冷却水温度で選定されるか、又は同一の冷却水温度のうち、エンジンオイルの下降温度値対比ＡＴＦの上昇温度値が高い冷却水温度で選定されることを特徴とする。

このような本発明のＡＴＦウォーマ冷却水循環システムは、ヒータコアの代わりに、エンジンオイルクーラとＡＴＦウォーマとが直列方式で構成されることにより、冷却水の流れがエンジン→エンジンオイルクーラ→ＡＴＦウォーマ→エンジンになり、次のような効果が実現された。

第一、低温条件でのＡＴＦの温度上昇勾配を増大させるための冷却水流路のレイアウト変更によって、変速機の伝達効率の向上を可能にし、これによって、燃費の改善率がより向上した。
第二、冷却水ラインの単純化によるホース長さの縮小により、原価及び重量の低減が行われた。
第三、ヒータコア側の流量の減少を最小化させることによって、低温条件での暖房性能維持のために適用されていた流量制御バルブが削除され、これにより、原価及び重量の低減がより改善された。

本発明に係るＡＴＦウォーマ冷却水循環システムの構成である。 本発明に係るＡＴＦウォーマ冷却水循環システムがＡＴＦウォーマ冷却水流量分配の最適化を実現可能な設計方法のフローチャートである。 エンジンオイルの温度下降値対比ＡＴＦの温度上昇値により効果的な冷却水出口ニップルが選定される実験例を示す。 本発明のＡＴＦウォーマ冷却水流量分配の最適化されたＡＴＦウォーマ冷却水循環システムの作動状態を示す図である。

図１は、本実施形態に係る、ＡＴＦウォーマ冷却水循環システムの構成を示す。
図１に示すように、ＡＴＦウォーマ冷却水循環システム１は、エンジンオイルクーラ５に連結されたＡＴＦウォーマ（Ａｕｔｏ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ Ｗａｒｍｅｒ）３と、エンジン冷却水導入のためのＡＴＦ冷却水ライン７と、ＡＴＦ（Ａｕｔｏ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ）の循環のためのＡＴＦライン９と、を構成要素とし、エンジン冷却水導入のためにエンジン冷却系に連携され、ヒータコア（Ｈｅａｔｅｒ Ｃｏｒｅ）７０に対しては独立して構成される。

具体的には、前記ＡＴＦウォーマ３は、変速機２０から排出されたＡＴＦの温度を、エンジン冷却水で昇温させた後、変速機２０に返還する。このために、前記ＡＴＦウォーマ３には、エンジン冷却水が通過するＡＴＦ熱交換ライン３−１と共に、ＡＴＦ内部ライン（図示せず）が形成され、前記ＡＴＦ内部ラインは、ＡＴＦ熱交換ライン３−１を流れるエンジン冷却水と熱交換が行われるように構成されて、ＡＴＦライン９の入口と出口とにそれぞれ連通される。前記ＡＴＦ内部ラインとＡＴＦ熱交換ライン３−１とは、ＡＴＦウォーマ３の通常の構成要素であるので、詳細な説明は省略する。

具体的には、前記エンジンオイルクーラ５は、エンジンオイルの温度を下げる通常の構成要素であるが、内部に流入したエンジン冷却水が外部に排出される出口に、冷却水出口ニップル５−１を更に備える。特に、前記冷却水出口ニップル５−１は、ＡＴＦウォーマ３に送られるエンジン冷却水の流量に合わせて最適化される。これはＡＴＦウォーマ３と連携されたエンジンオイルクーラ５の内部流路抵抗が、ＡＴＦの温度上昇が遅延することによって燃費が悪影響を受けないようにするためである。このために、ＡＴＦウォーマ冷却水循環システム１は、図２に詳細に説明するように、冷却水流量分配を最適化する方法で設計される。

具体的には、前記ＡＴＦ冷却水ライン７は、エンジンオイルクーラ５及びＡＴＦウォーマ３を連通される流入ラインと、ＡＴＦウォーマ３と冷却水復帰ライン３０−２とを連通する排出ラインと、から構成される。前記流入ラインは、一端がエンジンオイルクーラ５の冷却水出口ニップル５−１に連結され、他端がＡＴＦウォーマ３のＡＴＦ熱交換ライン３−１の入口に連結されることにより、エンジンオイルクーラ５から流出したエンジン冷却水を、ＡＴＦウォーマ３に送る。前記排出ラインは、一端がＡＴＦウォーマ３のＡＴＦ熱交換ライン３−１の出口に連通され、他端が冷却水復帰ライン３０−２に連通されることにより、ＡＴＦウォーマ３を出たエンジン冷却水を再びエンジン１０に返送する。

また、ＡＴＦライン９は、エンジン１０の動力が伝達される変速機２０とＡＴＦウォーマ３とを連通させ、相対的に低温のＡＴＦを、変速機２０からＡＴＦウォーマ３に送る低温ＡＴＦラインで構成される。更に前記低温ＡＴＦラインと別個に、熱交換で昇温された高温のＡＴＦが、ＡＴＦウォーマ３から変速機２０に送られる高温ＡＴＦラインが、形成される。

具体的には、エンジン冷却系は、エンジン１０と冷却水排出ライン３０−１に連通し、エンジン１０の高温のエンジン冷却水を冷やすラジエータ４０と、ラジエータ４０から出た低温のエンジン冷却水をエンジン１０に再返送する冷却水復帰ライン３０−２に設けられたサーモスタット（Ｔｈｅｒｍｏｓｔａｔ）５０と、冷却水復帰ライン３０−２に設けられ、エンジン冷却水をポンピングするウォータポンプ６０と、から構成される。

前記ラジエータ４０、前記サーモスタット５０、及び前記ウォータポンプ６０は、通常適用されるエンジン冷却系の構成要素である。但し、サーモスタット５０とウォータポンプ６０との間を連結する冷却水復帰ライン３０−２の区間で、ＡＴＦ冷却水ライン７が、冷却水復帰ライン３０−２に連通される。また、サーモスタット５０とウォータポンプ６０との間を連結する冷却水復帰ライン３０−２の区間で、ヒータコア冷却水ライン７０−１が、冷却水復帰ライン３０−２に連通される。前記ＡＴＦ冷却水ライン７は、前記ヒータコア冷却水ライン７０−１よりウォータポンプ６０に近接した位置を有する。

具体的には、前記ヒータコア７０は、低温条件で暖房性能を維持する通常のヒータコアと同一であって、エンジン１０から出て冷却水復帰ライン３０−２に連通されるヒータコア冷却水ライン７０−１に設けられる。

図２は、本発明に係るＡＴＦウォーマ冷却水循環システムがＡＴＦウォーマ冷却水流量分配の最適化を実現可能な設計方法のフローチャートである。図２に示すような設計方法は、ＡＴＦウォーマ３の冷却水流量の分配の最適化を実現することにより、ＡＴＦウォーマ冷却水循環システム１が、ヒータコア７０と流量制御バルブとの適用なしに、エンジンオイルクーラ５と連携されたＡＴＦウォーマ３でのみ構成可能にする。

以下に説明する設計方法は、エンジン１０、ラジエータ４０、サーモスタット５０、及びウォータポンプ６０から構成されたエンジン冷却系と、ヒータコア７０、ＡＴＦウォーマ３、及びエンジンオイルクーラ５と、を含み、エンジン冷却水及びエンジンオイルＡＴＦの循環のためのラインで構成されたエンジンシステムに適用され、作業者のエンジンシステムの稼働による実験を通じて実現された。

Ｓ１０〜Ｓ３０は、新たなＡＴＦウォーマ冷却水循環システムを構築する過程である。作業者は、ＡＴＦウォーマ３のＡＴＦ予熱性能改善の必要性から、Ｓ１０に示すように、ヒータコア適用ＡＴＦウォーマ冷却水循環システムを選択し、Ｓ２０に示すように、エンジンオイルクーラ５をＡＴＦウォーマ３のＡＴＦ予熱性能改善要素として選定した後、Ｓ３０に示すように、エンジン１０、エンジンオイルクーラ５、及びＡＴＦウォーマ３をＡＴＦ冷却水ライン７で連結する。この場合、エンジン１０は、エンジン冷却系と、ヒータコア７０及び変速機２０系と共に構成されることにより、完全なエンジンシステムとして構築される。

この過程により、作業者は、ＡＴＦウォーマ冷却水循環システム１において、冷却水流量分配の最適化設計因子として、エンジンオイルクーラ５から流出するエンジン冷却水のエンジンオイルクーラの出口流量を選択する。前記エンジンオイルクーラの出口流量は、エンジンオイルクーラ５の出口に適用された冷却水出口ニップル５−１の直径によって変化する。

また、エンジンオイルクーラの出口流量の可変流量実験は、７０度以下のエンジン冷却水温を複数の温度に区分し、区分された温度のそれぞれに対して、冷却水出口ニップル５−１の直径を適用する。そのため、作業者によって構築されたＡＴＦウォーマ冷却水循環システム１は、実際のエンジンシステムと連携して稼働され、冷却水出口ニップル５−１の直径を変化させて繰り返し実験される。

Ｓ４０〜Ｓ８０は、互いに異なる温度である第１〜第ｎ（ｎは２以上の整数）の冷却水温に区分された７０度以下のエンジン冷却水温において、任意の直径に設定された冷却水出口ニップル５−１の、エンジンオイルクーラの出口流量が実験される過程である。そのため、Ｓ４０〜Ｓ８０の過程は、冷却水出口ニップル５−１の直径を変化させて繰り返し行われ、その結果、冷却水出口ニップル５−１の直径がＡＴＦウォーマ３の冷却水流量分配の最適化された時に完了する。

エンジンシステムと共に、ＡＴＦウォーマ冷却水循環システム１が稼働されると、Ｓ４０に示すように、第１冷却水温度でエンジンオイルクーラ５の冷却水出口ニップル５−１を出たエンジン冷却水が、ＡＴＦウォーマ３に送られ、Ｓ５０のように、エンジンオイル温度及びＡＴＦ温度の測定結果が導出されてからは、Ｓ６０のように、第１冷却水温度より高い第２，．．．，第ｎ（ｎは３以上の整数）冷却水温度で繰り返し行い、エンジンオイル温度及びＡＴＦ温度の測定結果をそれぞれ導出する。この時、前記測定結果の導出は、エンジンＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）とこれに連携された実験装置、又は前記実験装置単独で行われる。前記実験装置は、類似実験のための通常の装置である。

次に、作業者は、Ｓ７０のように、エンジンオイルの温度下降値対比ＡＴＦの温度上昇値により効果的な出口流量を分析した後、Ｓ８０のように、第１〜第ｎ（ｎは２以上の整数）冷却水温度のうち、最も低い冷却水温度で最適な直径を有する冷却水出口ニップル５−１を選定することにより、ＡＴＦウォーマ３の冷却水流量分配の最適化を完了する。

図３は、エンジンオイルの温度下降値対比ＡＴＦの温度上昇値により効果的な冷却水出口ニップルが選定される実験例を示す。
図３に示すように、［エンジンオイル／ＡＴＦ］は、エンジンオイルの下降温度値をＡＴＦの上昇温度値で割った百分率であり、［ＡＴＦ／エンジンオイル］は、ＡＴＦの上昇温度値をエンジンオイルの下降温度値で割った百分率であって、これらは互いに異なるエンジン冷却水温度、又は同一のエンジン冷却水温度で、エンジンオイルの温度下降とＡＴＦの温度上昇が互いに最適な状態であることを意味する。一例として、実施形態は、冷却水出口ニップル５−１の直径が約１１．８ｍｍの時、５６度のエンジン冷却水温度において、エンジンオイルの温度は約４０度で、同時にＡＴＦの温度は約３２度の場合であった。

図４は、本発明のＡＴＦウォーマ冷却水流量分配の最適化されたＡＴＦウォーマ冷却水循環システムの作動状態を示す図である。
図４に示すように、その作動状態は、７０度以下のエンジン冷却水温でＡＴＦウォーマ冷却水循環システム１が作動することによってＡＴＦが予熱されるＡＴＦ予熱状態と、７０度以上のエンジン冷却水温でＡＴＦウォーマ冷却水循環システム１が作動することによってＡＴＦが昇温するＡＴＦ昇温状態に区分して説明される。

具体的には、前記ＡＴＦ予熱状態は、７０度以下のエンジン冷却水温であるので、エンジン冷却系を通したエンジン冷却水の循環が形成されないことを前提とする。そのため、ＡＴＦウォーマ３へ送られるエンジン冷却水の流れは、エンジン１０→エンジンオイルクーラ５→冷却水出口ニップル５−１→ＡＴＦ冷却水ライン７の流入ライン→ＡＴＦウォーマ３のＡＴＦ熱交換ライン３−１→ＡＴＦ冷却水ライン７の排出ライン→冷却水復帰ライン３０−２→エンジン１０の順に循環する。すなわち、ＡＴＦウォーマ用エンジン冷却水は、ａ→ｂ→ｃ→ｄ→ｅ→ｆ→ａの順に流れる。

一方、ヒータコア７０へ贈られるエンジン冷却水の流れは、エンジン１０→ヒータコア冷却水ライン７０−１→ヒータコア７０→ヒータコア冷却水ライン７０−１→冷却水復帰ライン３０−２→エンジン１０の順に循環する。すなわち、ヒータコア用エンジン冷却水は、ａ→ｇ→ｆ→ａの順に流れる。そして、ＡＴＦウォーマ３へ行くＡＴＦの流れは、変速機２０→ＡＴＦライン９の低温ＡＴＦライン→ＡＴＦウォーマ３→ＡＴＦライン９の高温ＡＴＦライン→変速機２０の順に循環する。すなわち、ＡＴＦは、ｈ→ｉ→ｊの順に流れる。ここで、「→」はエンジン冷却水及びＡＴＦの流れ方向を意味する。

その結果、変速機２０を出た低温のＡＴＦは、ＡＴＦウォーマ３のＡＴＦ熱交換ライン３−１を流れるエンジン冷却水と熱交換が行われることにより、高温のＡＴＦに昇温された後、変速機２０に復帰し、ＡＴＦウォーマ３を出たエンジン冷却水は、冷却水復帰ライン３０−２を経て再びエンジン１０に復帰する。

この過程は、例え７０度以上のエンジン冷却水温によるＡＴＦの温度上昇に及ばなくても、ＡＴＦの温度をより高めることにより、それ以後に、７０度以上のエンジン冷却水温でより迅速なＡＴＦの温度上昇をもたらすことができる。これとともに、ヒータコア７０は、別途のエンジン冷却水の流れを形成することにより、ＡＴＦウォーマ３の作動に関係なく、低温条件で暖房性能の維持が可能になる。

具体的には、前記ＡＴＦの昇温状態は、７０度以上のエンジン冷却水温であるので、エンジン冷却系を通したエンジン冷却水の循環が形成されていることを前提とする。そのため、ラジエータ４０へ送られるエンジン冷却水の流れは、エンジン１０→冷却水排出ライン３０−２→ラジエータ４０→冷却水復帰ライン３０−２→サーモスタット５０→ウォータポンプ６０→エンジン１０の順に循環する。また、ヒータコア７０へ行くエンジン冷却水の流れは、エンジン１０→ヒータコア冷却水ライン７０−１→ヒータコア７０→ヒータコア冷却水ライン７０−１→冷却水復帰ライン３０−２→エンジン１０の順に循環する。一方、ＡＴＦウォーマ３へ行くエンジン冷却水の流れとＡＴＦウォーマ３へ行くＡＴＦの流れは、ＡＴＦの予熱状態と同一に形成される。ここで、「→」はエンジン冷却水及びＡＴＦの流れ方向を意味する。

その結果、ラジエータ４０へ行くエンジン冷却水の流れ、ヒータコア７０へ行くエンジン冷却水の流れ、及びＡＴＦウォーマ３へ行くエンジン冷却水の流れは、それぞれ独立して形成される。そのため、ＡＴＦは、７０度以下のエンジン冷却水で予熱された状態で、７０度以上のエンジン冷却水による迅速な温度上昇が行われることにより、変速機の伝達効率を迅速に向上させ、迅速な変速機伝達効率の向上によって、燃費が改善される。

上述のように、本実施形態に係るＡＴＦウォーマ冷却水循環システムは、エンジンオイルクーラ５に連通されたＡＴＦ冷却水ライン７を用いて、エンジン冷却水が供給されるＡＴＦウォーマ３で構成され、エンジン冷却水は、ＡＴＦウォーマ３の作動温度以下で変速機２０のＡＴＦ（予熱のためにＡＴＦウォーマ３に循環することにより、低温条件における暖房性能維持と共に、ＡＴＦの迅速な温度上昇による変速機の伝達効率の向上によって燃費改善が行われ、特に、エンジンオイルクーラ５とＡＴＦウォーマ３の直列レイアウトで、冷却水ラインの縮小とバルブの削除が行われることにより、原価と重量も低減される。

１ ＡＴＦウォーマ冷却水循環システム
３ ＡＴＦウォーマ
３−１ ＡＴＦ熱交換ライン
５ エンジンオイルクーラ
５−１ 冷却水出口ニップル
７ ＡＴＦ冷却水ライン
９ ＡＴＦライン
１０ エンジン
２０ 変速機
３０−１ 冷却水排出ライン
３０−２ 冷却水復帰ライン
４０ ラジエータ
５０ サーモスタット
６０ ウォータポンプ
７０ ヒータコア
７０−１ ヒータコア冷却水ライン

Claims (8)

1. ＡＴＦウォーマ（Ａｕｔｏ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ Ｗａｒｍｅｒ）の作動温度以下で、変速機のＡＴＦ（Ａｕｔｏ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ）予熱のために、前記ＡＴＦウォーマにエンジン冷却水が循環されるＡＴＦウォーマ冷却水循環システムであって、
   前記エンジン冷却水は、エンジンに連通されたエンジンオイルクーラを通過し、前記ＡＴＦウォーマに供給された後、前記エンジンに復帰し、前記ＡＴＦは、変速機に連通されたＡＴＦラインで前記ＡＴＦウォーマに供給された後、前記変速機に復帰し、
   前記エンジンオイルクーラ及び前記ＡＴＦウォーマは、ＡＴＦ冷却水ラインで連通され、前記ＡＴＦ冷却水ラインは、前記エンジンにエンジン冷却水を復帰させる冷却水復帰ラインに連通され、
   前記エンジンオイルクーラには、前記エンジン冷却水を外部に排出する冷却水出口ニップルが更に備えられ、
   前記冷却水出口ニップルの直径は、前記エンジンオイルクーラの内部流路抵抗と、前記ＡＴＦウォーマのＡＴＦ温度上昇と、の関係で決定されることを特徴とするＡＴＦウォーマ冷却水循環システム。
2. 前記ＡＴＦウォーマは、ＡＴＦ熱交換ラインが内部に形成され、前記ＡＴＦ熱交換ラインを流れる前記エンジン冷却水と、前記ＡＴＦラインを通して入った前記ＡＴＦと、が互いに熱交換することを特徴とする請求項１に記載のＡＴＦウォーマ冷却水循環システム。
3. 前記冷却水復帰ラインには、サーモスタット（Ｔｈｅｒｍｏｓｔａｔ）とウォータポンプとが設けられ、前記サーモスタットと前記ウォータポンプとの間に前記ＡＴＦ冷却水ラインが連結されることを特徴とする請求項１に記載のＡＴＦウォーマ冷却水循環システム。
4. 前記冷却水復帰ラインは、ラジエータから引き出され、前記ラジエータが、冷却水排出ラインで前記エンジンに連通されることを特徴とする請求項３に記載のＡＴＦウォーマ冷却水循環システム。
5. 前記冷却水復帰ラインには、前記エンジンから出てヒータコア（Ｈｅａｔｅｒ Ｃｏｒｅ）に設けられたヒータコア冷却水ラインが連通され、前記ヒータコア冷却水ラインは、前記ＡＴＦ冷却水ラインと互いに間隔を形成することを特徴とする請求項１に記載のＡＴＦウォーマ冷却水循環システム。
6. ＡＴＦウォーマ（Ａｕｔｏ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ Ｗａｒｍｅｒ）、及びエンジンオイルクーラが選定され、前記ＡＴＦウォーマを循環する変速機のＡＴＦ（Ａｕｔｏ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ）が、エンジンオイルクーラの冷却水出口ニップルを通過したエンジン冷却水と熱交換で予熱されるように、前記ＡＴＦウォーマとエンジンオイルクーラとがＡＴＦ冷却水ラインで連通され、ＡＴＦウォーマ冷却水循環システムとして構成され、前記ＡＴＦウォーマ冷却水循環システムがエンジン、エンジン冷却系、及びヒータコアと共に、エンジンシステムとして構築されるシステム構築ステップと、
   前記エンジンシステムの運転が行われ、前記冷却水出口ニップルの特定直径を通過したエンジン冷却水流量が、エンジンオイルの温度下降に及ぼす影響と、ＡＴＦの温度上昇に及ぼす影響と、が７０度以下で、エンジン冷却水温度の変化によって検出された後、前記冷却水出口ニップルの直径を変更して繰り返され、繰り返し実験の結果がエンジンＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）と連携された実験装置で、エンジン冷却水温度別性能として分析される最適化分析ステップと、
   前記エンジンオイルクーラに適用される前記冷却水出口ニップルの直径が、実験された複数の直径のうち、エンジンオイルの温度下降対比で高いＡＴＦの温度上昇を示す直径として選定されるニップル直径最適化ステップと、で行われることを特徴とするＡＴＦウォーマ冷却水循環システムの設計方法。
7. 前記冷却水出口ニップルの直径の選定は、最も低い冷却水温度で選定されることを特徴とする請求項６に記載のＡＴＦウォーマ冷却水循環システムの設計方法。
8. 前記冷却水出口ニップルの直径の選定は、同一の冷却水温度のうち、エンジンオイルの下降温度値に対比したＡＴＦの上昇温度値が高い冷却水温度で選定されることを特徴とする請求項６に記載のＡＴＦウォーマ冷却水循環システムの設計方法。
   

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