JPH0726955A - 車両用油温制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 制御装置による電気的な制御を廃止して部品
点数を減少することにより製造コストを低下させ、オイ
ルの低温時にオイルを加熱してオイルの早期昇温を促進
し、且つオイルの極高温時の油水温度差を大きくしてオ
イルクーラの大型化を防止することを可能にする。 【構成】 オイルの油温をサーモワックスで感知してバ
ルブにより第１通水路２７と第２通水路２８の開放およ
び閉塞を行うサーモバルブ７をオイルクーラ５に内蔵し
た。そして、オイルの油温が低温の時は第１通水路２７
を開き第２通水路２８を閉じてオイルクーラ５内にシリ
ンダヘッド９のウォータジャケット１１内から比較的高
温の冷却水を通水するようにし、逆にオイルの油温が高
温の時は第１通水路２７を閉じ第２通水路２８を開いて
オイルクーラ５内にラジエータ４の出口から比較的低温
の冷却水を通水するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば車両部品を作
動させるための作動油や車両部品の摺動部を潤滑する潤
滑油等のオイルを最適な油温に保つようにした車両用油
温制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術として、車両用自動変速機の
トルクコンバータの作動油（以下トルコンオイルと呼
ぶ）の温度を制御するものには、特開平４−１０９０２
７号公報に記載された技術がある。この技術は、トルコ
ンオイルの油温と冷却水の水温とを比較してオイルクー
ラへの冷却水の通水を電磁弁によりオン、オフすること
により、エンジンを暖機している時のトルコンオイルの
加熱、トルコンオイルの油温が上昇した時のトルコンオ
イルの冷却を行い、トルクコンバータのフリクションロ
スを低減するようにしたものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の技術
においては、水温センサおよび油温センサが必要であ
り、且つ電磁弁を制御装置によって外部制御しているた
め、部品点数の増加により大幅に製造コストが上昇して
しまうという問題点があった。また、オイルクーラ内に
導入する冷却水をエンジンのシリンダヘッド側から取り
入れていることから、従来のラジエータのロアタンク内
蔵式のオイルクーラに比較して油温と水温との油水温度
差が小さくなってしまい、図４のグラフに二点鎖線ａで
示したように、トルコンオイルの油温が許容温度近くま
で上昇してしまう。その結果、トルコンオイルの油温が
上昇した時の冷却を充分に行うにはオイルクーラを大型
化しなければならないという問題点があった。

【０００４】この発明は、制御装置による電気的な制御
を廃止して部品点数を減少することにより製造コストを
低下させ、且つ熱交換器の大型化を防止することのでき
る車両用油温制御装置の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、冷却水によ
り冷却される水冷式のエンジンと、このエンジンの熱を
吸収した冷却水と空気とを熱交換させて冷却水を冷却す
るラジエータと、車両を運転することにより発熱するオ
イルと冷却水とを熱交換させる熱交換器と、前記エンジ
ンの熱を吸収した冷却水を前記熱交換器に通水する第１
通水路、および前記ラジエータで冷却された冷却水を前
記熱交換器に通水する第２通水路を有する冷却水回路
と、前記熱交換器に流入するオイルの油温を感知する感
知部を有し、この感知部で感知されたオイルの油温が低
温のときに、前記第１通水路を開放し前記第２通水路を
閉塞すると共に、前記感知部で感知されたオイルの油温
が高温のときに、前記第１通水路を閉塞し前記第２通水
路を開放する温度調整弁とを備えた技術手段を採用し
た。

【０００６】

【作用】熱交換器に流入するオイルの油温が低温である
ことを温度調整弁の感知部が感知すると、温度調整弁に
より第１通水路が開放され第２通水路が閉塞される。こ
れにより、エンジンの熱を吸収した比較的に水温の高い
冷却水が熱交換器に通水され、熱交換器で比較的に水温
の高い冷却水と油温の低いオイルとが熱交換してオイル
が加熱される。

【０００７】熱交換器に流入するオイルの油温が高温で
あることを温度調整弁の感知部が感知すると、温度調整
弁により第１通水路が閉塞され第２通水路が開放され
る。これにより、ラジエータで冷却された比較的に水温
の低い冷却水が熱交換器に通水され、エンジンの熱を吸
収した冷却水を熱交換器に直接通水するものに比べて、
油温と水温との油水温度差が大きくなる。したがって、
熱交換器で比較的に水温の低い冷却水と高温のオイルと
が熱交換してオイルが冷却される。

【０００８】

【実施例】

〔実施例の構成〕次に、この発明の車両用油温制御装置
を図に示す一実施例に基づいて説明する。ここで、図１
は自動車用油温制御装置を示した図である。自動車用油
温制御装置１は、自動変速機２のトルクコンバータを作
動させるためのトルコンオイルを適正な油温に保つため
のもので、自動車のエンジンルーム（図示せず）内に配
された水冷式のエンジン３、このエンジン３の前方に配
されたラジエータ４、自動変速機２の側方に配されたオ
イルクーラ５、強制循環式の冷却水回路６およびオイル
クーラ５に内蔵されたサーモバルブ７等を備える。

【０００９】エンジン３は、シリンダブロック８とシリ
ンダヘッド９の内部にウォータジャケット１０、１１を
設けており、図示しない出力軸がトルクコンバータを介
して自動車変速機に駆動連結されている。シリンダブロ
ック８のウォータジャケット１０内の水は、エンジン３
の前側より後側へ流れながら、シリンダブロック８の上
方の孔を通り、シリンダヘッド９のウォータジャケット
１１へ流れる。シリンダヘッド９のウォータジャケット
１１内の水は、エンジン３の後側より前側へ流れてエン
ジン３より流出する。なお、シリンダブロック８とシリ
ンダヘッド９との間にはガスケット１２が介在してい
る。

【００１０】ラジエータ４は、エンジン３のウォータジ
ャケット１０、１１を通過する間に廃熱を吸収して水温
が高くなった冷却水とファン（図示せず）により送り込
まれる空気とを熱交換させて冷却水を冷却する熱交換器
である。このラジエータ４は、自動車のエンジンルーム
内の走行風を有効に利用できる場所に設置されている。
また、ラジエータ４は、アッパタンク１３、ロアタンク
１４、コア１５等から構成され、アッパタンク１３には
ラジエータキャップ１６が取り付けられている。

【００１１】オイルクーラ５は、本発明の熱交換器であ
って、トルコンオイルと冷却水とを熱交換させるもの
で、トルクコンバータのハウジングにボルト１７を用い
て取り付けられている。

【００１２】このオイルクーラ５（コア部５ａの詳細は
図示しない）は、図２に示したように、トルコンオイル
が流れるオイル通路１８と冷却水が流れる冷却水通路１
９とが熱交換可能なように接近して設けられている。な
お、冷却水通路１９には２つの冷却水入口２０、２１と
１つの冷却水出口２２とが設けられている。また、オイ
ル通路１８と冷却水通路１９の内部または外部にフィン
を配しても良い。

【００１３】冷却水回路６は、エンジン３、ラジエータ
４、オイルクーラ５、サーモバルブ７、サーモスタット
２３、ウォータポンプ２４、ヒータバルブ２５、ヒータ
コア２６をそれぞれ環状に接続する第１、第２通水路２
７、２８、通水路２９〜３１、バイパス水路３２を有し
ている。そして、冷却水回路６は、サーモバルブ７、サ
ーモスタット２３およびヒータバルブ２５の作動状態に
応じて５つの通水経路を持つ。

【００１４】サーモスタット２３は、冷却水の水温によ
って自動作動するサーモバルブである。このサーモスタ
ット２３は、冷却水の水温が低いときは閉弁して冷却水
がラジエータ４を経由せずバイパス水路３２を経て循環
するようにし、冷却水の水温が高くなったときは開弁し
て冷却水がラジエータ４へ循環するようにする。ウォー
タポンプ２４は、冷却水に圧力を加えて強制的に循環さ
せるものである。

【００１５】ヒータバルブ２５は、ヒータコア２６へエ
ンジン３の熱を吸収した冷却水の供給および供給の停止
を行う弁である。ヒータコア２６は、図示しない空気調
和装置のダクト内に配され、ダクト内を通過する空気を
加熱する熱交換器である。

【００１６】第１通水路２７は、シリンダヘッド９のウ
ォータジャケット１１の出口とオイルクーラ５の冷却水
入口２０とを連通する冷却水路である。第２通水路２８
は、ウォータポンプ２４の出口とシリンダブロック８の
ウォータジャケット１０の入口との間（以下シリンダブ
ロック８の入口と略す）とオイルクーラ５の冷却水入口
２１とを連通する冷却水路である。

【００１７】通水路２９は、オイルクーラ５の冷却水出
口２２とウォータポンプ２４の入口とを連通する冷却水
路である。通水路３０は、シリンダヘッド９のウォータ
ジャケット１１の出口とラジエータ４のアッパタンク１
３の入口とを連通する冷却水路である。通水路３１は、
ラジエータ４のロアタンク１４の出口とサーモスタット
２３とを連通する冷却水路である。バイパス水路３２
は、サーモスタット２３の閉弁時に冷却水をラジエータ
４から迂回させる冷却水路である。

【００１８】サーモバルブ７は、本発明の温度調整弁で
あって、トルコンオイルの油温によって自動作動する。
このサーモバルブ７は、図２に示したように、オイル通
路１８内のトルコンオイルの油温を感知するサーモワッ
クス３３等を密閉する容器３４、サーモワックス３３で
感知したトルコンオイルの油温に応じて第１通水路２７
と第２通水路２８とを開閉するバルブ３５、およびバル
ブ３５のリターン用のスプリング３６などを有してい
る。なお、バルブ３５のランド３７、３８間には、内部
を冷却水が流れる冷却水通路３９が形成されている。サ
ーモワックス３３は、本発明の加熱部であって、容器３
４内に密閉されている。このサーモワックス３３は、ト
ルコンオイルにより加熱されると膨張してバルブ３５を
図２において図示下方に動かす。

【００１９】バルブ３５のランド３７、３８は、図３の
グラフに示したように、エンジン始動時のようにトルコ
ンオイルの油温が第１設定油温（例えば８０℃〜９０
℃）以下に低下していることをサーモワックス３３が感
知すると、第１通水路２７に連通する冷却水通路１９の
冷却水入口２０を開放し、第２通水路２８に連通する冷
却水通路１９の冷却水入口２１を閉塞する。すなわち、
冷却水回路６は第１通水経路に切り替えられる。

【００２０】また、バルブ３５のランド３７、３８は、
図３のグラフに示したように、エンジン負荷が低、中負
荷となりトルコンオイルの油温が第１設定油温（例えば
８０℃〜９０℃）より上昇し、且つ第２設定温度（例え
ば１１０℃〜１２０℃）より低下していることをサーモ
ワックス３３が感知すると、第１通水路２７に連通する
冷却水通路１９の冷却水入口２０および第２通水路２８
に連通する冷却水通路１９の冷却水入口２１を両方とも
開放する。

【００２１】そして、バルブ３５のランド３７、３８
は、図３のグラフに示したように、エンジン負荷が高負
荷となりトルコンオイルの油温が第２設定油温（例えば
１１０℃〜１２０℃）以上に上昇したことをサーモワッ
クス３３が感知すると、第１通水路２７に連通する冷却
水通路１９の冷却水入口２０を閉塞し、第２通水路２８
に連通する冷却水通路１９の冷却水入口２１を開放す
る。すなわち、冷却水回路６は第２通水経路に切り替え
られる。

【００２２】第１通水経路は、シリンダヘッド９のウォ
ータジャケット１１より流出した冷却水を第１通水路２
７→サーモバルブ７の冷却水通路３９→オイルクーラ５
の冷却水通路１９→通水路２９→ウォータポンプ２４を
経てエンジンブロック８のウォータジャケット１０に戻
す経路である。

【００２３】第２通水経路は、シリンダヘッド９のウォ
ータジャケット１１より流出した冷却水を通水路３０→
ラジエータ４→サーモスタット２３→ウォータポンプ２
４→シリンダブロック８の入口→第２通水路２８→サー
モバルブ７の冷却水通路３９→オイルクーラ５の冷却水
通路１９→通水路２９→ウォータポンプ２４→シリンダ
ブロック８のウォータジャケット１０に戻す経路であ
る。

【００２４】〔実施例の作用〕次に、この実施例の自動
車用油温制御装置１の作用を図１ないし図４に基づいて
簡単に説明する。 （エンジン始動時）エンジン３の始動時には、トルコン
オイルの油温が外気温程度まで低下していることからオ
イルポンプ（図示せず）のポンプロスが大きく、オイル
ポンプを駆動するエンジン３が消費する燃料消費量を増
大させてしまう。したがって、エンジン始動後になるべ
く早くトルコンオイルの油温を適温となるまで上昇させ
ることが必要となる。

【００２５】このため、オイルクーラ５に内蔵されたサ
ーモバルブ７のサーモワックス３３がトルコンオイルの
油温が第１設定油温（例えば８０℃〜９０℃）以下に低
下していることを感知したときには、サーモワックス３
３は最も収縮している状態となっている。このため、バ
ルブ３５のランド３７により第１通水路２７が開放さ
れ、ランド３８により第２通水路２８が閉塞される。

【００２６】これによって、シリンダヘッド９のウォー
タジャケット１１より流出した冷却水は、第１通水路２
７→サーモバルブ７の冷却水通路３９→オイルクーラ５
の冷却水通路１９→通水路２９→ウォータポンプ２４→
シリンダブロック８のウォータジャケット１０を順に流
れる。よって、エンジン３の冷却水回路６において、シ
リンダヘッド９のウォータジャケット１１からの最も温
度の高い冷却水が第１通水路２７を通ってオイルクーラ
５に通水されることになる。

【００２７】したがって、図４のグラフに示したよう
に、オイルクーラ５内でブロック水温より水温の高い冷
却水（ヘッド水温）と油温の低いトルコンオイルとが熱
交換してトルコンオイルが急速に加熱されるので、適温
である８０℃以上の油温までトルコンオイルが早期に昇
温する。

【００２８】（エンジン３の低、中負荷運転時）エンジ
ン３を始動してから例えば５分〜１０分が経過してトル
コンオイルが第１設定油温（例えば８０℃〜９０℃）を
越えると、サーモバルブ７のサーモワックス３３が膨張
し始めバルブ３５を図２において図示下方に移動させ
る。このため、バルブ３５のランド３７により第１通水
路２７が開放され、ランド３８により第２通水路２８が
開放される。これによって、シリンダヘッド９のウォー
タジャケット１１から比較的温度の高い冷却水が第１通
水路２７を通ってオイルクーラ５に通水され、且つラジ
エータ４で冷却された比較的水温の低い冷却水がシリン
ダブロック８の入口、第２通水路２８を通ってオイルク
ーラ５に通水されることになる。

【００２９】（エンジン３の高負荷運転時）エンジン３
を高負荷運転、とくに高速高負荷連続運転すると、トル
コンオイルの油温が許容温度（例えば１４０℃）に迫る
油温に上昇する。このような場合には、トルコンオイル
の油温が第２設定油温（例えば１１０℃〜１２０℃）以
上に上昇していることをサーモワックス３３で感知され
ると、サーモワックス３３の膨張量が最大となる。この
ため、バルブ３５のランド３７により第１通水路２７が
閉塞され、ランド３８により第２通水路２８が開放され
る。

【００３０】これによって、シリンダヘッド９のウォー
タジャケット１１より流出した冷却水は、通水路３０→
ラジエータ４→サーモスタット２３→ウォータポンプ２
４→シリンダブロック８の入口→第２通水路２８→サー
モバルブ７の冷却水通路３９→オイルクーラ５の冷却水
通路１９→通水路２９→ウォータポンプ２４→シリンダ
ブロック８のウォータジャケット１０の順に流れる。よ
って、図４のグラフに示したように、ラジエータ４で冷
却された比較的水温の低い冷却水（ブロック水温）がシ
リンダブロック８の入口、第２通水路２８を通ってオイ
ルクーラ５に通水されることになり、エンジン３の熱を
充分に吸収した冷却水（ヘッド水温）をオイルクーラ５
に直接通水するもの（図４の破線Ａ）に比べて油水温度
差が大きくとれる。

【００３１】したがって、オイルクーラ５内で比較的に
水温の低い冷却水と油温の高いトルコンオイルとが熱交
換してトルコンオイルが冷却されるので、オイルクーラ
５の冷却性能が向上すると共に、トルコンオイルの油温
の低下量も大きくとることが可能となる。

【００３２】〔実施例の効果〕以上のように、自動車用
油温制御装置１は、水温センサおよび油温センサが不要
となるとともにサーモバルブ７を制御装置等によって外
部制御する必要もないため、部品点数が減少することに
より大幅に製造コストを低下させることができる。

【００３３】また、エンジン３を高負荷運転してトルコ
ンオイルの油温が許容温度に迫るように上昇した場合
に、オイルクーラ５内に通水する冷却水をエンジン３の
シリンダブロック８の入口から取り入れていることか
ら、ラジエータ４のロアタンク１４に内蔵されたオイル
クーラ（従来の技術）のように、油水温度差を大きくす
ることができる。このため、トルコンオイルの油温が許
容温度に迫るように上昇した場合であってもトルコンオ
イルの冷却を充分に行うことができるので、オイルクー
ラ５の大型化を回避することができる。

【００３４】したがって、エンジン３の始動時には冷却
水回路６において最も高温の冷却水によりトルコンオイ
ルの早期昇温を促進でき、且つトルコンオイルの油温が
許容温度に迫る温度まで上昇した時にはラジエータ４で
冷却した最も低温の冷却水によりトルコンオイルの冷却
を行うことができるので、トルクコンバータのフリクシ
ョンロスの低減や伝達力の増加を実現することができ
る。これにより、自動変速機２のトルクコンバータの効
率を向上することができるので、燃料の消費量を低減す
ることができる。

【００３５】そして、サーモバルブ７はトルコンオイル
の油温によって開度が決定されることから、エンジン始
動時やトルコンオイルの極高温時以外にはラジエータ４
とシリンダヘッド９のウォータジャケット１１の両方か
ら通水するようにしている。つまり、トルコンオイルの
油温に応じて必要な水温の冷却水を供給できるので、比
較的簡単なシステムでトルコンオイルの適温制御を行う
ことができる。

【００３６】〔変形例〕この実施例では、オイルクーラ
５内にサーモバルブ７を内蔵したが、熱交換器外に温度
調整弁を配して第１、第２通水路の切り替えを行うよう
にしても良い。この実施例では、本発明をトルコンオイ
ルの適温制御に用いたが、本発明をエンジンオイル、ミ
ッションオイル等の潤滑油や作動油の適温制御に用いて
も良い。

【００３７】なお、サーモバルブ７のサーモワックス３
３を変更するだけで、寒冷地仕様等のように使用環境に
応じたシステムを選定することも簡単に行える。この実
施例では、オイルクーラ５を自動変速機２の側方に配し
たが、熱交換器をラジエータ４のロアタンク１４付近等
その他の場所に配しても良い。

【００３８】

【発明の効果】この発明は、熱交換器内に流入するオイ
ルの油温を感知して自動作動する温度調整弁を用いて第
１通水路と第２通水路の開放および閉塞を行うようにし
ているので、制御装置による電気的な制御を廃止して部
品点数を減少することにより製造コストを低下させるこ
とができる。また、エンジンの始動時には冷却水回路に
おいて最も高温の冷却水によりオイルの加熱を行うこと
ができるので、オイルの早期昇温を促進できる。そし
て、オイルの油温が許容温度に迫る温度まで上昇した時
にはラジエータで冷却した最も低温の冷却水によりオイ
ルの冷却を行うことができる。このため、オイルの極高
温時でも油水温度差を大きくとれるので熱交換器を大型
化しなくても充分オイルを冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示した構成図である。

【図２】オイルクーラに内蔵されたサーモバルブを示し
た図である。

【図３】第１、第２通水路の開閉状態と油温変化を示し
たグラフである。

【図４】エンジンの運転状態に対する水温変化と油温変
化を示したグラフである。

【符号の説明】

１ 自動車用油温制御装置 ２ 自動変速機 ３ エンジン ４ ラジエータ ５ オイルクーラ ６ 冷却水回路 ７ サーモバルブ（温度調整弁） ８ シリンダブロック ９ シリンダヘッド １０ ウォータジャケット １１ ウォータジャケット ２７ 第１通水路 ２８ 第２通水路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）冷却水により冷却される水冷式の
   エンジンと、 （ｂ）このエンジンの熱を吸収した冷却水と空気とを熱
   交換させて冷却水を冷却するラジエータと、 （ｃ）車両を運転することにより発熱するオイルと冷却
   水とを熱交換させる熱交換器と、 （ｄ）前記エンジンの熱を吸収した冷却水を前記熱交換
   器に通水する第１通水路、および前記ラジエータで冷却
   された冷却水を前記熱交換器に通水する第２通水路を有
   する冷却水回路と、 （ｅ）前記熱交換器に流入するオイルの油温を感知する
   感知部を有し、 この感知部で感知されたオイルの油温が低温のときに、
   前記第１通水路を開放し前記第２通水路を閉塞すると共
   に、前記感知部で感知されたオイルの油温が高温のとき
   に、前記第１通水路を閉塞し前記第２通水路を開放する
   温度調整弁とを備えた車両用油温制御装置。