JPH10318348A - 自動車用自動変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】早期昇温や小形化に結び付く自動車用自動変速
機を提供する。 【解決手段】クラッチの締結解放動作の動力伝達媒体に
トルコンオイルを用いている自動車用自動変速機は、
自動車が保有する排気ガス207の高温の熱を利用して、
始動時に、 トルコンオイル203を動力伝達媒体として機
能する所定温度に早期昇温する排気ガス用熱交換器206
を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用自動変速
機に係り、特に、該自動変速機のトルコンオイルの昇温
及び冷却に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術の自動車用自動変速機では、ト
ルコンオイルの温度が適温より低い間は変速ショックや
機械系の磨耗が大きく、運転性や耐久性の点で好ましく
ないので、エンジン始動直後にあっては油温が適温にな
るまでは、ロックアップを禁止したり、また、オーバー
ドライブに変速するのを禁止して、油温を上昇させる制
御を行っている。そして、内燃機関の冷却水を利用して
変速機の油温を早期に昇温する技術が、特開平８−１４
０４４号公報に開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
の自動変速機のギア位置がニュートラル状態では、エン
ジン始動後、１分位経過しないと冷却水の温度が上がら
ず、従って、冷却水を利用してトルコンオイルを早期に
昇温することに難点がある。また、冷却水の温度は最高
でも１００(℃)前後であり、変速機の油温を上げる手段
としての熱交換器が比較的大形になる点がある。

【０００４】一方、トルコンオイルの温度はトルクコン
バータ(トルコンと呼称される)動作に伴って発熱しトル
コンオイルの許容温度を超えるので、動力伝達媒体とし
て機能する所定温度の範囲に収めるためのオイルクーラ
(パイプライン)が一般的に用いられている。しかし、こ
のオイルクーラは、トルコンオイルが低温であっても作
動しているので、エンジン始動時の早期昇温の妨げとな
っている。 従って、本発明の目的は、早期昇温や小形
化に結び付く自動車用自動変速機を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明による自動車用自動変速機の特徴は、クラッチの締結
解放動作の動力伝達媒体にトルコンオイルを用いている
自動車用自動変速機において、自動車の排気ガスまたは
エンジンオイルの熱を利用して、動力伝達媒体として機
能する所定温度に前記トルコンオイルを昇温する昇温手
段を具備するにある。そして、前記排気ガスから前記ト
ルコンオイルに伝達される熱の量を制御する熱量調整手
段を備えることが望ましい。

【０００６】さらに、他の特徴は、クラッチの締結解放
動作の動力伝達媒体にトルコンオイルを用いている自動
車用自動変速機において、自動車の排気ガスまたはエン
ジンオイルの熱を利用して前記トルコンオイルを昇温す
る昇温手段と、前記トルコンオイルを冷却する冷却手段
と、前記トルコンオイルの温度を動力伝達媒体として機
能する所定温度の範囲に収めるための前記昇温手段と前
記冷却手段との切り替え制御手段とを備えるところにあ
る。

【０００７】本発明によれば、始動直後にすぐ高温とな
る排気ガスまたはエンジンオイルの熱を利用しているの
で、早期昇温が図られる。そして、高温であるので小さ
な熱交換器で済むことにもなり小形化に繋がる。また、
昇温手段と冷却手段との切り替え制御手段を備えて、エ
ンジン始動時の排気ガスまたはエンジンオイルの熱によ
る早期昇温を円滑に実現する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明によ
る一実施例の自動車用自動変速機を示す図である。実施
の形態としての第１実施例を示している。図２は、自動
車用エンジンから自動車用自動変速機への熱移動を示す
図である。まず、図２において、 本発明による熱移動
構成は、自動車用のエンジン101側で発生した熱が、 例
えば、媒体102としての排気ガスが保有する高温の熱
が、クラッチの締結解放動作の動力伝達媒体としてトル
コンオイルを用いている自動変速機103側に移動するよ
うに構成され、 該熱でトルコンオイルを素早く昇温す
るものである。

【０００９】具体的には、図１において、エンジン101
で発生した動力は、変速機入力軸202を介して自動変速
機103へ伝達される。 自動変速機103には、オイルパン2
04が設けられており、 クラッチの締結解放動作に要す
るトルコンオイル203が溜められている。 また、エンジ
ン101には排気管205が設けられており、エンジン101の
始動直後から高温となる媒体102としての排気ガス207
は、 排気管205を経て大気中へ放出される。このときの
排気ガス207の熱を、効率よく自動変速機103のトルコン
オイル203の昇温のために利用するべく、 排気管205と
オイルパン204の間に、排気ガス用熱交換器206を設置す
るものである。 このような構成にすることで、始動直
後の冷気時であっても、 自動変速機のトルコンオイル2
03を早期に昇温することができる。

【００１０】図３は、本発明による他の実施例の自動車
用自動変速機を示す図である。本発明の実施の形態とし
ての第２実施例を示している。 エンジン101から発生す
る動力は変速機入力軸202を介して自動変速機103へ伝達
される。 自動変速機103にはオイルパン204が設けられ
ており、トルコン動作に要するトルコンオイル203が収
容されている。 また、エンジン101では機械系の摩耗を
防止するために、エンジンオイル307を循環させてい
る。 エンジンオイル307はエンジン101に設けられたオ
イルパン305に溜まっており、 エンジンオイル307の温
度はエンジン101の温度上昇に伴って上昇する。

【００１１】このエンジンオイル307の熱を、 効率よく
自動変速機103のトルコンオイル203へ伝達するために、
エンジン101のオイルパン305と自動変速機103のオイル
パン204との間に、エンジンオイル用熱交換器306が設置
されている。このような構成にすることで、 エンジン
始動の冷気時において、 自動変速機のトルコンオイル2
03を早期に昇温することができる。

【００１２】具体的には、エンジン始動直後であれば、
冷却水温度(約40〜50度)≪ エンジンオイル(180度前
後)≪排気ガス(480度前後)というような関係にあり、し
たがって、冷却水の代わりに、高温の排気ガスまたはエ
ンジンオイルを利用すると、自動変速機用のトルコンオ
イルが短時間に動力伝達媒体として機能するための所定
温度になる、すなわち、非常に速く昇温されると言え
る。且つ、同等の昇温性能で比べれば、冷却水の代わり
に排気ガスまたはエンジンオイルを利用すると熱交換器
が小さて済む利点がある。排気ガスとエンジンオイルの
利便差は高温の点とシール性の点から排気ガスの方より
が良いと言える。

【００１３】次ぎに、排気ガス及びエンジンオイルの両
熱を利用する例について説明する。図４は、本発明によ
る別の実施例の自動車用自動変速機を示す図である。本
発明の実施の形態としての第３実施例を示している。
エンジン101から発生する動力は変速機入力軸202を介し
て自動変速機103へ伝達される。 該自動変速機103に
は、オイルパン204が設けられておりクラッチ動作に要
するトルコンオイル203が溜まっている。 エンジン101
では機械系の摩耗を防止するために、エンジンオイル30
7を循環させている。 エンジンオイル307は、エンジン1
01に設けられたオイルパン305に溜まっており、 エンジ
ンオイル307の温度は、エンジン101の温度上昇に伴って
上昇する。また、エンジン101には排気管205が設けられ
ており、エンジン101での燃焼により発生する排気ガス2
07は、 排気管205を経て大気中へ放出される。

【００１４】このエンジンオイル307の熱と排気ガス207
の熱を、 効率よく自動変速機103のトルコンオイル203
に伝達するために、 排気管205と自動変速機103のオイ
ルパン204との間に、排気ガス用熱交換器206が設置さ
れ、 且つ、エンジン101のオイルパン305と自動変速機1
03のオイルパン204との間に、 エンジンオイル用熱交換
器306が設置されている。 このような構成にすること
で、始動直後の冷気時であっても、自動変速機のトルコ
ンオイル203を、さらに 一段と早期に昇温することがで
きる。

【００１５】図５は、本発明によるもう一つ別の実施例
の自動車用自動変速機を示す図である。本発明の実施の
形態としての第４実施例を示している。 エンジン101か
ら発生する動力は変速機入力軸202を介して自動変速機1
03へ伝達される。自動変速機103には、オイルパン204が
設けられておりトルコン動作に要するトルコンオイル20
3が溜まっている。 オイルパン204には温度計605が設け
られており、自動変速機103のオイル温度を計測する。
また、エンジン101には排気管205が設けられており、エ
ンジン101での燃焼により発生する排気ガス207は、 排
気管205を経て大気中へ放出される。この排気ガス207の
熱を、効率よく自動変速機103のトルコンオイル203へ伝
達するために、排気管205から排気管205ａを分岐し、該
排気管205ａ内部に制御弁608を設置し、自動変速機103
のオイルパン204との間には、 排気ガス用熱交換器206
を設置する構成とする。

【００１６】そして、温度計605で計測されたトルコン
オイル温度は、制御ユニット609に入力され、制御ユニ
ット609では、 計測されたトルコンオイル温度に応じ
て、制御弁608を動作させるべく制御信号を出力するよ
うに構成する。 このような本実施例の構成によって、
エンジン始動直後から時間経過と共に徐々に高温にな
り、高温すぎる排気ガス207によって、トルコンオイル2
03が動力伝達媒体として適正に機能する所定温度を超え
て昇温されるのを回避して、 高温の排気ガス207を利用
した早期昇温の良さを活かすものである。即ち、本発明
による自動車用自動変速機の他の特徴は、排気ガスから
トルコンオイルに伝達される熱の量を制御する熱量調整
手段を備える点にある。なお、本実施例の場合の熱量調
整手段は、温度計605と制御弁608と制御ユニット609と
を含み構成される。

【００１７】図６は、図５に示した熱量調整手段の一実
施例の熱量調整動作を示すフローチャートである。図５
に示す制御ユニット609が実行する制御弁608の制御フロ
ーチャートである。 ステップ701において、自動変速機
103の温度計605において計測された油温Tmを読み込む。
次に ステップ702において、油温Tmが所定の温度Tlimよ
り低いか否かの判定を行う。 判定結果が正の場合に
は、ステップ703において排気管205ａ内の排気ガス207
の熱が、 排気ガス用熱交換器206を介してトルコンオイ
ル203の方へ伝達されるように、制御弁608を開く。ま
た、判定結果が負の場合には、ステップ704において、
排気管205ａからの熱交換能力を制限するよう制御弁608
を閉じる。このような制御を実行して、トルコンオイル
203の昇温を適正な所定温度範囲に調整するものであ
る。

【００１８】図７は、本発明による第５実施例の自動車
用自動変速機を示す図である。本発明の実施の形態とし
ての第５実施例を示している。本実施例は図５の第４実
施例において、排気ガス207からトルコンオイル203に伝
達される熱の量、すなわち、熱交換量を制御(制限)する
制御弁608などの代わりに、サーモスタット801を用いた
実施例である。サーモスタット801を設けた構成は、サ
ーモスタット801自身が検知する排気ガス温度に応じ
て、 予めサーモスタット801の流量制限値を設定して置
き、 トルコンオイル203が自動的に所定温度となるよう
にするものである。本発明によるサーモスタット801の
構成は、単独で、 排気ガスが保有する熱の量を、即
ち、熱交換される熱量を調整する動作を実行することに
なり、第４実施例の場合のような、温度計605及び制御
ユニット609が不要となり、簡素化の点で望ましいと言
える。

【００１９】なお、第４実施例または第５実施例に示す
熱量調整手段は、昇温手段としての排気ガス用熱交換器
206へ流れる排気ガス207のガス量を調整しているので、
例えば、熱交換器自体の交換面積などを調整する調整熱
量調整手段よりも、機構が簡単であり、有効なものであ
る。また、熱量調整手段は、前述の図３に示したエンジ
ンオイル307の熱を調整するものであっても可である。

【００２０】図８は、本発明による第６実施例の自動車
用自動変速機を示す図である。図８に示す第６実施例の
構成は、オイルクーラの代わりとなる冷却手段と、トル
コンオイルを昇温する昇温手段とを設け、且つ、トルコ
ンオイルの温度を動力伝達媒体として機能する所定温度
の範囲に収めるための昇温手段と冷却手段との切り替え
制御手段を設けたものである。

【００２１】図８において、エンジン101から発生する
動力は変速機入力軸202を介して自動変速機103へ伝達さ
れる。 自動変速機103には、オイルパン204が設けられ
ておりトルコン動作に要するトルコンオイル203が溜ま
っている。オイルパン204には温度計605が設けられてお
り、自動変速機103のオイル温度を計測する。そして、
トルコンオイル203は、自動変速機103のオイル配管806
から熱交換制御器809を経てオイル配管807からオイルパ
ン204に戻るように循環している。

【００２２】また、エンジン101には排気管205が設けら
れており、 エンジン101の燃焼で発生した排気ガス207
は、 排気管205を経て大気中へ放出される。この排気ガ
ス207の熱を、自動変速機103のトルコンオイル203へ伝
達するために、 排気管205から排気管205ａを分岐し、
該排気管205ａに排気ガス用熱交換器206を設置する。そ
して、排気ガス用熱交換器206で交換された熱が、伝熱
管805を介して熱交換制御器809に伝達される。さらに、
エンジン101にはエンジン冷却水が備えられ、ラジェー
タ807で冷却されたエンジン冷却水の熱は、冷却水配管8
03とエンジンブロック802と伝熱管804を介して熱交換制
御器809に伝達される。

【００２３】一方、温度計605で計測されたトルコンオ
イル温度は、制御ユニット609に入力され、制御ユニッ
ト609は、計測されたトルコンオイル温度に応じて、 熱
交換制御器809に設けた切り替えバルブ810の切り替え制
御を実行する。すなわち、上記構成において、制御ユニ
ット609や熱交換制御器809等は、エンジン始動直後のト
ルコンオイル203の温度が低温のときは、 排気ガス用熱
交換器206から伝熱管805を介して伝達された排気ガスの
熱を利用して、トルコンオイル203を早期昇温する。 そ
して、トルコンオイル203の温度が高温に上昇した(特に
高く成り過ぎる傾向にある)ときに、ラジェータ807で冷
却されたエンジン冷却水の熱を利用して、 トルコンオ
イル203を所定温度の範囲に収めるよう冷却するもので
ある。なお、トルコンオイルの種類によって異なるが、
制御される動力伝達媒体として機能する所定温度の範囲
の一例は、80〜140(℃)である。 また、排気ガスの代わ
りにエンジンオイルの熱を利用しても可である。さら
に、排気ガス用熱交換器206と熱交換制御器809とを合体
しても可である。

【００２４】即ち、本発明による自動車用自動変速機の
他の特徴は、クラッチの締結解放動作の動力伝達媒体に
トルコンオイルを用いている自動車用自動変速機におい
て、自動車の排気ガスまたはエンジンオイルの熱を利用
してトルコンオイルを昇温する昇温手段と、トルコンオ
イルを冷却する冷却手段と、トルコンオイルの温度を動
力伝達媒体として機能する所定温度の範囲に収めるため
の昇温手段と冷却手段との切り替え制御手段とを備える
ところにある。なお、上記実施例では、昇温手段は、主
に排気ガス用熱交換器206と伝熱管805と熱交換制御器80
9とオイル配管806,808とに該当する。冷却手段は、主に
伝熱管804と熱交換制御器809とオイル配管806,808とに
該当する。 そして、切り替え制御手段は、 温度計605
と制御ユニット609と切り替えバルブ810を有する熱交換
制御器809とに該当する。

【００２５】

【発明の効果】本発明により、自動車用自動変速機にと
って好ましくない運転を減らし、また燃費を比較的悪化
させずに、自動車用自動変速機のトルコンオイルを早期
に昇温することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による一実施例の自動車用自動変速機を
示す図である。

【図２】自動車用エンジンから自動車用自動変速機への
熱移動を示す図である。

【図３】本発明による他の実施例の自動車用自動変速機
を示す図である。

【図４】本発明による別の実施例の自動車用自動変速機
を示す図である。

【図５】本発明によるもう一つ別の実施例の自動車用自
動変速機を示す図である。

【図６】図５に示した熱量調整手段の一実施例の熱量調
整動作を示すフローチャートである。

【図７】本発明による第５実施例の自動車用自動変速機
を示す図である。

【図８】本発明による第６実施例の自動車用自動変速機
を示す図である。

【符号の説明】

101…エンジン、102…媒体、103…自動変速機、202…変
速機入力軸、203…トルコンオイル、204,305…オイルパ
ン、205,205a…排気管、206…排気ガス用熱交換器、207
…排気ガス、306…エンジンオイル用熱交換器、307…エ
ンジンオイル、605…温度計、608…制御弁、609…制御
ユニット、801…サーモスタット、802…エンジンブロッ
ク、803…冷却水配管、804,805…伝熱管、806,808…オ
イル配管、807…ラジェータ、809…熱交換制御器、810
…切り替えバルブ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 星野 雅俊 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クラッチの締結解放動作の動力伝達媒体に
   トルコンオイルを用いている自動車用自動変速機におい
   て、 自動車の排気ガスまたはエンジンオイルの熱を利用し
   て、動力伝達媒体として機能する所定温度に、前記トル
   コンオイルを昇温する昇温手段を具備したことを特徴と
   する自動車用自動変速機。
2. 【請求項２】請求項１において、前記排気ガスから前記
   トルコンオイルに伝達される熱の量を制御する熱量調整
   手段を備えたことを特徴とする自動車用自動変速機。
3. 【請求項３】請求項３において、前記熱量調整手段は、
   排気ガス温度に応じて単独で熱量調整するサーモスタッ
   トであることを特徴とする自動車用自動変速機。
4. 【請求項４】クラッチの締結解放動作の動力伝達媒体に
   トルコンオイルを用いている自動車用自動変速機におい
   て、 自動車の排気ガスまたはエンジンオイルの熱を利用して
   前記トルコンオイルを昇温する昇温手段と、前記トルコ
   ンオイルを冷却する冷却手段と、 前記トルコンオイルの温度を動力伝達媒体として機能す
   る所定温度の範囲に収めるための前記昇温手段と前記冷
   却手段との切り替え制御手段とを備えたことを特徴とす
   る自動車用自動変速機。