WO2014188868A1 - 流体温度調整装置 - Google Patents

流体温度調整装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2014188868A1
WO2014188868A1 PCT/JP2014/062223 JP2014062223W WO2014188868A1 WO 2014188868 A1 WO2014188868 A1 WO 2014188868A1 JP 2014062223 W JP2014062223 W JP 2014062223W WO 2014188868 A1 WO2014188868 A1 WO 2014188868A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
temperature
flow path
cooling water
working fluid
heat exchanger
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/062223
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
加藤　博
野畑　道夫
徹 村山
永吉 城所
智博 中村
智己 石川
Original Assignee
アイシン・エィ・ダブリュ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 filed Critical アイシン・エィ・ダブリュ株式会社
Priority to US14/888,554 priority Critical patent/US20160109194A1/en
Publication of WO2014188868A1 publication Critical patent/WO2014188868A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/20—Cooling circuits not specific to a single part of engine or machine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/165—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control characterised by systems with two or more loops
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
    • F28F27/02—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus for controlling the distribution of heat-exchange media between different channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/04—Lubricant cooler
    • F01P2060/045—Lubricant cooler for transmissions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0412—Cooling or heating; Control of temperature
    • F16H57/0413—Controlled cooling or heating of lubricant; Temperature control therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/008—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
    • F28D2021/0089—Oil coolers

Definitions

  • the present invention relates to a fluid temperature adjusting device including a radiator that cools cooling water of an engine and a heat exchanger that exchanges heat between the cooling water and a working fluid of a transmission.
  • a radiator for cooling cooling water of an internal combustion engine (engine), and a take-out main flow path for taking out working fluid (ATF) used in an automatic transmission or the like from the automatic transmission A first and second flow paths communicating with the extraction-side main flow path via an electromagnetic switching valve; a return-side main flow path for returning the working fluid from the first and second flow paths to the automatic transmission; A first heat exchanger provided in the radiator and disposed in the middle of the first flow path to exchange heat between the cooling water of the internal combustion engine and the working fluid, and a second heat exchanger disposed in the middle of the second flow path (For example, refer to Patent Document 1).
  • this fluid temperature adjusting device when the temperature of the working fluid detected by the oil temperature sensor is less than the determination value ⁇ , the switching valve is controlled so that the working fluid flows only in the first flow path, and the first heat exchanger Only the heat exchange of the working fluid is performed. On the other hand, when the temperature of the working fluid is equal to or higher than the determination value ⁇ , the switching valve is controlled so that the working fluid flows in both the first and second flow paths, and the working fluid is used in both the first and second heat exchangers. The heat exchange is performed. As described above, in this fluid temperature adjusting device, the excessive temperature rise or overcooling of the working fluid is suppressed by changing the number of heat exchangers through which the working fluid passes according to the temperature of the working fluid. .
  • the size of the device is increased, so that the cooling water and the working fluid can exchange heat. It is preferable to adjust the temperature of the working fluid with only one heat exchanger.
  • the first heat exchanger exchanges heat between the relatively low-temperature cooling water cooled by the radiator and the working fluid, the working fluid is quickly heated when the temperature of the working fluid is low. There is a risk that the loss caused by each hydraulic device of the automatic transmission or the lubrication target may increase due to the viscous resistance of the working fluid having a low temperature and a high viscosity.
  • the first heat exchanger exchanges heat between the relatively high-temperature cooling water that is not cooled by the radiator and the working fluid
  • the working fluid is quickly cooled when the temperature of the working fluid is high.
  • the oil film on the sliding part of each lubrication target of the automatic transmission becomes thin due to the high temperature of the working fluid and the low viscosity, and there is a risk that the sliding part cannot be lubricated and cooled in both terms. is there.
  • the main object of the present invention is to adjust the temperature of the working fluid more appropriately by a heat exchanger that exchanges heat between the engine coolant and the transmission working fluid.
  • the fluid temperature adjusting device according to the present invention employs the following means in order to achieve the main object.
  • the fluid temperature adjusting device includes: In a fluid temperature adjusting device comprising a radiator for cooling engine cooling water, and a heat exchanger for exchanging heat between the cooling water and a working fluid of a transmission, A circulation passage for circulating the cooling water in one direction between the engine and the radiator; A first flow path branched from the circulation flow path on the downstream side of the engine and the upstream side of the radiator; A second flow path branched from the circulation flow path downstream from the radiator and upstream from the engine; A third flow path that communicates with the cooling water outlet of the heat exchanger and that joins the circulation flow path downstream of the radiator and upstream of the engine; It includes a switching valve for selectively communicating either one of the first and second flow paths and a cooling water inlet of the heat exchanger.
  • the fluid temperature adjusting device includes a circulation channel that circulates cooling water of the engine in one direction between the engine and the radiator.
  • the fluid temperature adjusting device includes a first circulation channel downstream of the engine and upstream of the radiator.
  • the flow path is branched, and the second flow path is branched downstream from the radiator and upstream from the engine.
  • a third flow path communicating with the cooling water outlet of the heat exchanger joins the circulation flow path on the downstream side of the radiator and the upstream side of the engine. And either one of the said 1st and 2nd flow path and the cooling water inlet of a heat exchanger are selectively connected by the switching valve.
  • the switching valve may selectively communicate either one of the first and second flow paths and the cooling water inlet of the heat exchanger according to the temperature of the working fluid.
  • the switching valve can be used to exchange heat between the relatively high temperature cooling water that is not cooled by the radiator and the working fluid, or to exchange heat between the relatively low temperature cooling water that is cooled by the radiator and the working fluid. It can be switched according to the temperature of the working fluid. Therefore, the temperature of the working fluid can be adjusted more appropriately by the heat exchanger that exchanges heat between the cooling water and the working fluid.
  • the third flow path may join the circulation flow path downstream of the branching section between the circulation flow path and the second flow path and upstream of the engine. Accordingly, the cooling water exchanged with the working fluid in the heat exchanger is prevented from flowing into the heat exchanger again through the second flow path, and the heat exchange between the cooling water and the working fluid in the heat exchanger is performed. Efficiency can be increased.
  • the switching valve communicates the first flow path with the cooling water inlet of the heat exchanger when the temperature of the working fluid is lower than the first temperature, and the temperature of the working fluid is the first temperature.
  • the second flow path and the cooling water inlet of the heat exchanger may be communicated.
  • the switching valve cools the second flow path and the heat exchanger. Since the inlet can communicate with each other to exchange heat between the relatively low-temperature cooling water cooled by the radiator and the working fluid, the temperature of the working fluid can be lowered quickly.
  • the switching valve further includes a first input port communicating with the first flow path, a second input port communicating with the second flow path, and an output port communicating with the cooling water inlet of the heat exchanger; A spool that moves in the axial direction and selectively communicates either one of the first and second input ports with the output port, a spring that biases the spool in the axial direction, and is attached to the spool.
  • the thermal expansion material may allow the spool to be moved by being biased by the spring according to the temperature of the working fluid, and the spool may be attached to the spring. You may move against the power.
  • the spool is automatically moved in the axial direction in accordance with the temperature of the working fluid, and either one of the first and second input ports and the output port, that is, one of the first and second flow paths.
  • the cooling water inlet of the heat exchanger can be selectively communicated with each other.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a fluid temperature adjusting device 10 according to an embodiment of the present invention.
  • a fluid temperature adjusting device 10 shown in FIG. 1 is mounted on a vehicle including an engine 12 and a transaxle 20 that transmits power from the engine 12 to driving wheels.
  • Cooling water (LLC) and a transaxle 20 for cooling the engine 12 are mounted.
  • the temperature of the working fluid (ATF) is adjusted.
  • a transaxle 20 included in a vehicle equipped with the fluid temperature adjusting device 10 includes a transaxle case 22, a fluid transmission device 23 as a starting device, an oil pump 24 driven by power from the engine 12, and a fluid transmission device 23.
  • the automatic transmission 25 that shifts and outputs the power from the engine 12 transmitted through a plurality of stages and outputs the working fluid discharged from the oil pump 24 to the fluid transmission device 23, the clutch included in the automatic transmission 25, etc. It has a hydraulic control device 26 that supplies hydraulic equipment and a lubrication target, a control device 30 that controls these, and the like.
  • the fluid transmission device 23, the oil pump 24, the automatic transmission 25 and the hydraulic control device 26 are disposed inside the transaxle case 22. However, the hydraulic control device 26 may be disposed outside the transaxle case 22. Further, the automatic transmission 25 may be a mechanical or electric continuously variable transmission.
  • the fluid temperature adjusting device 10 is controlled by the control device 30, and includes a heat exchange unit (not shown) formed in the cylinder block or cylinder head of the engine 12 in the middle to form a circulating flow of cooling water.
  • a radiator 104 that cools the cooling water flowing in the circulation flow path 101 by running wind or an electric fan (not shown), and is disposed downstream of the engine 12 and upstream of the radiator 104 in the circulation flow path 101.
  • a thermostat 105 is disposed downstream of the engine 12 and upstream of the radiator 104 in the circulation flow path 101.
  • the dredging circulation channel 101 includes a pre-cooling channel 101 a downstream from the water pump 103 and upstream from the radiator 104, and a post-cooling channel 101 b downstream from the radiator 104 and upstream from the water pump 103.
  • the bypass flow path 102 is branched from the pre-cooling flow path 101 a on the upstream side of the thermostat 105, and merges with the post-cooling flow path 101 b before the water pump 103.
  • the water pump 103 is configured as an electric pump, and is driven and controlled by the control device 30.
  • the thermostat 105 blocks the cooling water from flowing into the radiator 104 when the temperature Tw of the cooling water flowing through the pre-cooling flow path 101a is lower than a predetermined cooling start temperature Tws, and the temperature Tw of the cooling water is When the temperature is equal to or higher than the cooling start temperature Tws, the cooling water flowing through the circulation channel 101 is allowed to flow into the radiator 104 side.
  • the thermostat 105 may allow the cooling water to gradually flow into the radiator 104 as the temperature Tw rises when the cooling water temperature Tw becomes equal to or higher than the cooling start temperature Tws. .
  • the fluid temperature adjusting device 10 includes a heat exchanger 110 for exchanging heat between the coolant of the engine 12 and the transaxle 20, that is, the working fluid used by the fluid transmission device 23 and the automatic transmission 25, and the pre-cooling flow path 101a.
  • a third flow that communicates with the branched first flow path 111, the second flow path 112 branched from the post-cooling flow path 101b, and the cooling water outlet 110o of the heat exchanger 110 and joins the post-cooling flow path 101b.
  • a passage 113 and a switching valve 120 that selectively connects one of the first and second flow paths 111 and 112 to the cooling water inlet 110i of the heat exchanger 110 according to the temperature Ta of the working fluid are included.
  • the heat exchanger 110 is incorporated in a working fluid path 114 that guides the working fluid drained from the hydraulic control device 26 to various lubrication targets of the fluid transmission device 23 and the automatic transmission 25 arranged in the transaxle case 22. In the embodiment, it is disposed outside the transaxle case 22. Then, the heat exchanger 110 includes a cooling water that flows into the cooling water inlet 110i from one of the first and second flow paths 111 and 112 via the switching valve 120 and flows out of the cooling water outlet 110o, and hydraulic control. Heat is exchanged between the working fluid drained from the device 26 and flowing through the working fluid path 114.
  • the first flow path 111 is branched from the pre-cooling flow path 101a downstream of the engine 12 and upstream of the radiator 104 (thermostat 105), and is connected to the switching valve 120.
  • the second flow path 112 is branched from the post-cooling flow path 101 b on the downstream side of the radiator 104 and the upstream side of the engine 12, and is connected to the switching valve 120.
  • the third flow path 113 merges with the post-cooling flow path 101b downstream from the branch portion between the post-cooling flow path 101b and the second flow path 112 and upstream from the engine 12 (water pump 103).
  • the switching valve 120 is a thermo valve that automatically connects either one of the first and second flow paths 111 and 112 and the cooling water inlet 110i of the heat exchanger 110 automatically according to the temperature Ta of the working fluid. It is comprised and it is attached to the heat exchanger 110.
  • FIG. 2 is an explanatory view showing the switching valve 120 of the present embodiment. As illustrated, the switching valve 120 includes a first input port 120a that communicates with the first flow path 111, a second input port 120b that communicates with the second flow path 112, and a cooling water inlet 110i of the heat exchanger 110.
  • An output port 120c that communicates, a spool 121 that moves in the axial direction to selectively communicate one of the first and second input ports 120a and 120b with the output port 120c, and one end in the axial direction of the spool 121
  • a spring 122 that abuts the upper end in FIG. 2 and urges the spool 121 in the axial direction (downward in FIG. 2), and a tip 121s on the other end side (lower side in FIG. 2) of the spool 121 in the axial direction.
  • the attached thermal expansion material 123 and the thermal expansion material 123 move from one end side of the spool 121 to the other end side (lower side in FIG. 2).
  • the movement restricting member 124 to be controlled and at least a part of the working fluid connected to the working fluid path 114 and before heat exchange with the heat exchanger 110 flow inside, and the working fluid contacts the thermal expansion material 123. And an in-valve working fluid path 125 formed to be configured to do so.
  • the spool 121 has a first communication state (see FIG. 2) in which the first input port 120a and the output port 120c are in communication, and a second communication state in which the second input port 120b and the output port 120c are in communication (see FIG. 3). And can be formed.
  • the tip 121s of the spool 121 is formed so as to reduce in diameter from one end side (upper side in FIG. 2) to the other end side (lower side in FIG. 2) of the spool 121. That is, the outer peripheral surface of the tip 121 s is formed in a tapered shape so as to approach the axis as it approaches the other end from one end of the spool 121.
  • the thermal expansion material 123 is formed in a ring shape from a metal such as aluminum or magnesium, or a resin such as rubber, and expands in the radial direction of the spool 121 at least in accordance with the temperature Ta of the working fluid flowing in the valve working fluid path 125. It can shrink. Then, the tip 121s of the spool 121 is inserted into the center hole of the thermal expansion material 123, and the movement restricting member 124 comes into contact with the end surface of the thermal expansion material 123 on the lower side (tip 121s side) in FIG.
  • the switch valve 120 is fixed to the valve body.
  • the tip portion 121s having a tapered outer peripheral surface is heated.
  • an axial upward force in FIG. 2 from the thermal expansion material 123 that is, a force opposite to the direction urged by the spring 122 is applied to the spool 121.
  • the spool 121 can move upward in FIG. 2 (opposite to the direction biased by the spring 122) against the biasing force of the spring 122 according to the contraction of the thermal expansion material 123, and the spool 121 is heated.
  • the spool 121 is held at a position where the force applied from the expansion material 123 and the urging force by the spring 122 are balanced (the state shown in FIG. 2).
  • the force with which the thermal expansion material 123 presses the tip 121 s of the spool 121 in the radial direction is weakened along with the expansion. Therefore, the axially upward force applied from the thermal expansion material 123 to the spool 121 is also weakened.
  • the spool 121 is biased by the spring 122 and allowed to move downward in the figure (the direction in which the spring 122 is biased), and the force applied from the thermal expansion material 123 and the spring 122 are allowed to move.
  • the spool 121 is held at a position balanced with the urging force (state shown in FIG. 3).
  • the switching valve 120 when the temperature Ta of the working fluid flowing through the in-valve working fluid path 125 is lower than the first temperature Ta1 (for example, 90 ° C.), the switching valve 120 causes the thermal expansion material 123 to move the spool 121. It is configured to hold the first communication state shown in FIG. 2 against the urging force of the spring 122. Thereby, when the temperature Ta of the working fluid is lower than the first temperature Ta1, the first input port 120a, that is, the first flow path 111, and the output port 120c, that is, the cooling water inlet 110i of the heat exchanger 110 are communicated.
  • the first temperature Ta1 for example, 90 ° C.
  • the switching valve 120 gradually expands the thermal expansion material 123 in accordance with the temperature rise of the working fluid, and the spool 121
  • the thermal expansion material 123 shows the spool 121 when the temperature Ta of the working fluid is equal to or higher than the second temperature Ta2 higher than the first temperature Ta1 while allowing movement in the direction urged by the spring 122.
  • FIG. It is comprised so that it may hold
  • the temperature Ta of the working fluid is equal to or higher than the second temperature Ta2
  • the communication between the first input port 120a, that is, the first flow path 111, and the output port 120c, that is, the cooling water inlet 110i of the heat exchanger 110 is blocked.
  • the second input port 120b, that is, the second flow path 112, and the output port 120c, that is, the cooling water inlet 110i of the heat exchanger 110 are communicated.
  • the second temperature Ta2 is determined according to the characteristics of the thermal expansion material 123, and may be a temperature slightly higher than the first temperature Ta1, or a relatively higher temperature than the first temperature Ta1. May be.
  • the control device 30 stops the operation of the water pump 103 when the temperature Tw of the cooling water detected by a temperature sensor (not shown) is lower than a predetermined pump drive start temperature Tw1 (for example, 60 ° C.).
  • a predetermined pump drive start temperature Tw1 for example, 60 ° C.
  • the control device 30 operates the water pump 103 and causes the water pump 103 to circulate the cooling water in the circulation channel 101.
  • the temperature Tw of the cooling water is lower than the above-described cooling start temperature Tws, the inflow of the cooling water to the radiator 104 side is blocked by the thermostat 105. Therefore, the cooling water is indicated by a solid arrow in FIG. As shown, it flows into the post-cooling flow channel 101b from the pre-cooling flow channel 101a through the bypass flow channel 102, and is circulated in one direction in the circulation flow channel 101 formed in the engine 12 by being pumped again by the water pump 103. To do.
  • the cooling water flowing through the circulation flow path 101 flows from the pre-cooling flow path 101a to the switching valve 120 side via the first flow path 111.
  • the temperature Ta of the working fluid in the transaxle 20 is generally lower than the temperature Tw of the cooling water that is not cooled by the radiator 104 regardless of the state of the thermostat 105, and the temperature Tw of the cooling water is less than the cooling start temperature Tws.
  • the temperature Ta of the working fluid is basically lower than the first temperature Ta1. Accordingly, since the thermal expansion material 123 holds the spool 121 in the first communication state shown in FIG. 2 against the urging force of the spring 122, the first flow path 111 and the cooling water inlet 110i of the heat exchanger 110 are connected.
  • the cooling water that has flowed from the pre-cooling flow path 101a to the first flow path 111 flows into the cooling water inlet 110i of the heat exchanger 110 via the switching valve 120.
  • the relatively high-temperature cooling water that is not cooled by the radiator 104 and the working fluid path 114 are passed through.
  • the heat exchanger 110 can exchange heat with the flowing relatively low temperature working fluid, and the working fluid can be quickly heated with the cooling water.
  • the cooling water that has passed through the heat exchanger 110 flows into the post-cooling flow channel 101b through the third flow channel 113, and is pumped again to the pre-cooling flow channel 101a by the water pump 103.
  • the cooling water is supplied to the post-cooling flow path 101b via the third flow path 113 that joins the post-cooling flow path 101b on the downstream side of the branch portion between the post-cooling flow path 101b and the second flow path 112.
  • the cooling water exchanged with the working fluid in the heat exchanger 110 is prevented from flowing into the heat exchanger 110 again via the second flow path 112, and the cooling water in the heat exchanger 110 is The efficiency of heat exchange with the working fluid can be increased.
  • the cooling water is allowed to flow into the radiator 104 side by the thermostat 105. Therefore, the cooling water is cooled as shown by a solid arrow in FIG.
  • the water flows into the post-cooling flow channel 101b from the front flow channel 101a through the radiator 104, and is again pumped to the pre-cooling flow channel 101a by the water pump 103.
  • the comparatively high temperature cooling water which became more than the cooling start temperature Tws can be cooled with the radiator 104, and the engine 12 can be cooled with the cooled cooling water.
  • the spool 121 of the switching valve 120 forms the first communication state, and the cooling water inlet of the first flow path 111 and the heat exchanger 110 is formed. 110i communicates.
  • the cooling water flows from the pre-cooling flow path 101a to the cooling water inlet 110i of the heat exchanger 110 through the first flow path 111 and the switching valve 120, as indicated by solid arrows in FIG.
  • the heat exchanger 110 exchanges heat between the relatively high-temperature cooling water that is not cooled by the radiator 104 and the relatively low-temperature working fluid that flows in the working fluid path 114, and the working fluid is quickly cooled by the cooling water.
  • the temperature can be increased.
  • the cooling water which passed the heat exchanger 110 flows in into the channel 101b after cooling via the 3rd flow path 113, and is pumped by the water pump 103 to the channel 101a before cooling again.
  • the thermal expansion of the switching valve 120 is increased as the temperature Ta of the working fluid increases.
  • the material 123 gradually expands, and the spool 121 is urged by the spring 122 and allowed to move downward in the figure (in the direction urged by the spring 122).
  • the spool 121 of the switching valve 120 forms a second communication state.
  • the communication between the first flow path 111 and the cooling water inlet 110i of the heat exchanger 110 is cut off, and the second flow path 112 and the cooling water inlet 110i of the heat exchanger 110 are connected, so that the cooling water is As shown by the solid line arrows in FIG. 6, the air flows from the post-cooling flow path 101 b to the cooling water inlet 110 i of the heat exchanger 110 through the second flow path 112 and the switching valve 120.
  • the relatively high that is, the second temperature Ta2 higher than the first temperature Ta1 and the working fluid is to be cooled
  • the relatively low temperature cooling water cooled by the radiator 104 is obtained.
  • the heat exchanger 110 can exchange heat with the relatively high temperature working fluid flowing in the working fluid passage 114, and the temperature of the working fluid can be quickly lowered by the cooling water. Therefore, due to the high temperature of the working fluid and the low viscosity, the oil film of the sliding portion such as each lubrication target of the automatic transmission 25 becomes thin, and the sliding portion cannot be lubricated and cooled in both terms. Can be suppressed more satisfactorily. And the cooling water which passed the heat exchanger 110 flows in into the channel 101b after cooling via the 3rd flow path 113, and is pumped by the water pump 103 to the channel 101a before cooling again.
  • the fluid temperature adjusting device 10 includes the circulation channel 101 that circulates the cooling water of the engine 12 in one direction between the engine 12 and the radiator 104,
  • the first flow path 111 is branched downstream of the radiator 104 and upstream of the radiator 104
  • the second flow path 112 is branched downstream of the radiator 104 and upstream of the engine 12.
  • the third flow path 113 communicating with the cooling water outlet 110 o of the heat exchanger 110 joins the circulation flow path 101 on the downstream side of the radiator 104 and the upstream side of the engine 12.
  • one of the first and second flow paths 111 and 112 and the cooling water inlet 110 i of the heat exchanger 110 are selectively communicated with each other by the switching valve 120.
  • the switching valve 120 allows the first flow path 111 and the cooling water inlet 110i of the heat exchanger 110 to communicate with each other, heat exchange is performed between the working water and the relatively high-temperature cooling water that is not cooled by the radiator 104. Can be made.
  • the second flow path 112 and the cooling water inlet 110i of the heat exchanger 110 are communicated with each other by the switching valve 120, heat is exchanged between the relatively low-temperature cooling water cooled by the radiator 104 and the working fluid. Can do. Therefore, in the fluid temperature adjusting device 10, the temperature Ta of the working fluid can be more appropriately adjusted by the heat exchanger 110 that exchanges heat between the coolant of the engine 12 and the working fluid of the automatic transmission 25. .
  • the switching valve 120 selectively communicates either the first or second flow path 112 and the cooling water inlet 110i of the heat exchanger 110 according to the temperature of the working fluid.
  • switching between heat exchange between the relatively high-temperature cooling water that is not cooled by the radiator 104 and the working fluid, or heat exchange between the relatively low-temperature cooling water cooled by the radiator 104 and the working fluid is performed.
  • the valve 120 can be switched according to the temperature of the working fluid. Therefore, the temperature of the working fluid can be adjusted more appropriately by the heat exchanger 110 that exchanges heat between the cooling water and the working fluid.
  • the third flow path 113 merges with the circulation flow path 101 on the downstream side of the branch portion between the circulation flow path 101 and the second flow path 112 and on the upstream side of the engine 12. Accordingly, the cooling water exchanged with the working fluid in the heat exchanger 110 is prevented from flowing into the heat exchanger 110 again through the second flow path 112, and the cooling water and the working fluid in the heat exchanger 110 are suppressed. It is possible to increase the heat exchange efficiency with.
  • the third flow path 113 may be joined to the circulation flow path 101 on the upstream side of the branch portion between the circulation flow path 101 and the second flow path 112.
  • the switching valve 120 causes the first flow path 111 and the cooling water inlet 110i of the heat exchanger 110 to communicate with each other and the working fluid temperature Ta is set to the first temperature Ta.
  • the temperature is equal to or higher than the second temperature Ta2 higher than the first temperature Ta1, the second flow path 112 and the cooling water inlet 110i of the heat exchanger 110 are communicated.
  • the switching valve 120 causes the cooling water inlet 110i between the first flow path 111 and the heat exchanger 110 to , And the heat exchange between the relatively high-temperature cooling water that is not cooled by the radiator 104 and the working fluid can be performed, so that the working fluid can be quickly heated.
  • the switching valve 120 causes the second flow path 112 and the heat exchanger 110 to be lowered. Therefore, the working fluid can be quickly cooled down because the working fluid can exchange heat with the relatively low-temperature cooling water cooled by the radiator 104.
  • the switching valve 120 is connected to the first input port 120 a communicating with the first flow path 111, the second input port 120 b communicating with the second flow path 112, and the output communicating with the cooling water inlet 110 i of the heat exchanger 110.
  • a thermal expansion material 123 attached to the spool 121. The thermal expansion material 123 allows the spool 121 to move by being biased by the spring 122 in accordance with the temperature Ta of the working fluid. 121 is moved against the urging force of the spring 122.
  • the spool 121 is automatically moved in the axial direction in accordance with the temperature Ta of the working fluid, and one of the first and second input ports 120a, 120b and the output port 120c, that is, the first and second Any one of the flow paths 111 and 112 and the cooling water inlet 110i of the heat exchanger 110 can be selectively communicated.
  • the switching valve 120 is configured as an electronically controlled valve (solenoid valve) or a hydraulically controlled valve, and either one of the first and second flow paths 112 and the heat exchanger 110 are cooled according to the temperature Ta of the working fluid. It may be controlled by the control device 30 so as to selectively communicate with the water inlet 110i.
  • the switching valve 120 may be incorporated in the heat exchanger 110, and the heat exchanger 110 and the switching valve 120 may be disposed in the transaxle case 22.
  • the water pump 103 may be a mechanical pump that is driven by the power of the engine 12. In this case, when the engine 12 is in operation, the water pump 103 is always driven and the cooling water circulates in the circulation passage 101.
  • a cooling device such as an air-cooled cooler may be separately provided in the middle of the second flow path 112 in order to lower the temperature of the working fluid more quickly.
  • the fluid temperature adjusting device 10 including the radiator 104 that cools the cooling water of the engine 12 and the heat exchanger 110 that exchanges heat between the cooling water and the working fluid of the automatic transmission 25 is “
  • the circulation channel 101 for circulating the cooling water in one direction between the engine and the radiator corresponds to the “circulation channel”, and is located downstream from the engine 12 and upstream from the radiator 104.
  • the first flow path 111 branched from the circulation flow path 101 corresponds to a “first flow path”, and the second flow path 112 branched from the circulation flow path 101 downstream from the radiator 104 and upstream from the engine 12 is provided.
  • the three flow paths 113 correspond to “third flow paths”, and a switching valve 120 that selectively communicates one of the first and second flow paths 111 and 112 with the cooling water inlet 110i of the heat exchanger 110 is provided.
  • switching valve corresponds to “switching valve”.
  • the present invention can be used in the manufacturing industry of fluid temperature control devices.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Details Of Gearings (AREA)

Abstract

この流体温度調整装置（１０）は、エンジン（１２）とラジエータ（１０４）との間で当該エンジン（１２）の冷却水を一方向に循環させる循環流路（１０１）を含み、当該循環流路（１０１）からは、エンジン（１２）より下流側かつラジエータ（１０４）より上流側で第１流路（１１１）が分岐されると共に、ラジエータ（１０４）より下流側かつエンジン（１２）より上流側で第２流路（１１２）が分岐される。また、当該循環流路（１０１）には、熱交換器（１１０）の冷却水出口（１１０ｏ）と連通する第３流路（１１３）がラジエータ（１０４）より下流側かつエンジン（１２）より上流側で合流する。そして、上記第１および第２流路（１１１），（１１２）の何れか一方と熱交換器（１１０）の冷却水入口（１１０ｉ）とが切替バルブ（１２０）により選択的に連通される。

Description

流体温度調整装置
   本発明は、エンジンの冷却水を冷却するラジエータと、冷却水と変速機の作動流体とを熱交換させる熱交換器とを備えた流体温度調整装置に関する。
   従来、この種の流体温度調整装置として、内燃機関（エンジン）の冷却水を冷却するラジエータと、自動変速機等で用いられる作動流体（ＡＴＦ）を当該自動変速機から取り出すための取出側主流路と、取出側主流路と電磁式の切替弁を介して連通する第１および第２流路と、第１および第２流路から作動流体を自動変速機に戻すための戻し側主流路と、ラジエータに設けられると共に第１流路の途中に配置され、内燃機関の冷却水と作動流体とを熱交換させる第１熱交換器と、第２流路の途中に配置される第２熱交換器とを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この流体温度調整装置では、油温センサにより検出された作動流体の温度が判定値αに満たないときには、第１流路にのみ作動流体が流れるように切替弁が制御され、第１熱交換器のみで作動流体の熱交換が行われる。一方、作動流体の温度が判定値α以上であるときには、第１および第２流路の双方に作動流体が流れるように切替弁が制御され、第１および第２熱交換器の双方で作動流体の熱交換が行われる。このように、この流体温度調整装置では、作動流体の温度に応じて当該作動流体が通過する熱交換器の数を変更することにより、作動流体の過昇温やオーバークール等を抑制している。
特開２０１１－２０９９号公報
   上記従来の流体温度調整装置のように、作動流体の温度を調整するために複数の熱交換器を用いると、装置の大型化に招いてしまうため、冷却水と作動流体とを熱交換させる第１熱交換器のみで作動流体の温度を調整することが好ましい。しかしながら、上記第１熱交換器がラジエータにより冷却された比較的低温の冷却水と作動流体とを熱交換させるものである場合には、作動流体の温度が低いときに作動流体を速やかに昇温させにくく、温度が低く粘度が高い作動流体の粘性抵抗に起因して自動変速機の各油圧機器や潤滑対象等で生じるロスが大きくなってしまうおそれがある。一方、第１熱交換器がラジエータにより冷却されていない比較的高温の冷却水と作動流体とを熱交換させるものである場合には、作動流体の温度が高いときに作動流体を速やかに降温させにくく、作動流体の温度が高く粘度が低いことに起因して自動変速機の各潤滑対象等の摺動部の油膜が薄くなり、当該摺動部を両項に潤滑・冷却し得なくなるおそれがある。
   そこで、本発明は、エンジンの冷却水と変速機の作動流体とを熱交換させる熱交換器によって作動流体の温度をより適正に調整することを主目的とする。
   本発明による流体温度調整装置は、上記主目的を達成するために以下の手段を採っている。
   本発明による流体温度調整装置は、
   エンジンの冷却水を冷却するラジエータと、前記冷却水と変速機の作動流体とを熱交換させる熱交換器とを備えた流体温度調整装置において、
   前記エンジンと前記ラジエータとの間で前記冷却水を一方向に循環させる循環流路と、
   前記エンジンより下流側かつ前記ラジエータより上流側で前記循環流路から分岐された第１流路と、
   前記ラジエータより下流側かつ前記エンジンより上流側で前記循環流路から分岐された第２流路と、
   前記熱交換器の冷却水出口と連通すると共に、前記ラジエータより下流側かつ前記エンジンより上流側で前記循環流路に合流する第３流路と、
   前記第１および第２流路の何れか一方と前記熱交換器の冷却水入口とを選択的に連通させる切替バルブとを含むことを特徴とする。
   この流体温度調整装置は、エンジンとラジエータとの間で当該エンジンの冷却水を一方向に循環させる循環流路を含み、当該循環流路からは、エンジンより下流側かつラジエータより上流側で第１流路が分岐されると共に、ラジエータより下流側かつエンジンより上流側で第２流路が分岐される。また、当該循環流路には、熱交換器の冷却水出口と連通する第３流路がラジエータより下流側かつエンジンより上流側で合流する。そして、上記第１および第２流路の何れか一方と熱交換器の冷却水入口とが切替バルブにより選択的に連通される。これにより、切替バルブによって第１流路と熱交換器との冷却水入口とを連通させれば、ラジエータで冷却されていない比較的高温の冷却水と作動流体とを熱交換させることができる。一方、切替バルブによって第２流路と熱交換器との冷却水入口とを連通させれば、ラジエータで冷却された比較的低温の冷却水と作動流体とを熱交換させることができる。従って、この流体温度調整装置では、エンジンの冷却水と変速機の作動流体とを熱交換させる熱交換器によって当該作動流体の温度をより適正に調整することが可能となる。
   また、前記切替バルブは、前記作動流体の温度に応じて前記第１および第２流路の何れか一方と前記熱交換器の前記冷却水入口とを選択的に連通させてもよい。これにより、ラジエータで冷却されていない比較的高温の冷却水と作動流体とを熱交換させるか、ラジエータで冷却された比較的低温の冷却水と作動流体とを熱交換させるかを、切替バルブにより作動流体の温度に応じて切り替えることができる。従って、冷却水と作動流体とを熱交換させる熱交換器によって当該作動流体の温度をより一層適正に調温することが可能となる。
   更に、前記第３流路は、前記循環流路と前記第２流路との分岐部よりも下流側かつ前記エンジンより上流側で前記循環流路に合流してもよい。これにより、熱交換器において作動流体と熱交換した冷却水が再び第２流路を介して熱交換器に流入するのを抑制して、熱交換器での冷却水と作動流体との熱交換効率を高めることが可能となる。
   また、前記切替バルブは、前記作動流体の温度が第１温度未満であるときには、前記第１流路と前記熱交換器の前記冷却水入口とを連通させると共に、前記作動流体の温度が前記第１温度よりも高い第２温度以上であるときには、前記第２流路と前記熱交換器の前記冷却水入口とを連通させてもよい。これにより、作動流体の温度が比較的低い第１温度未満であって作動流体を昇温させるべきときには、切替バルブにより第１流路と熱交換器との冷却水入口とを連通させて、ラジエータで冷却されていない比較的高温の冷却水と作動流体とを熱交換させることができるため、作動流体を速やかに昇温させることが可能となる。一方、作動流体の温度が比較的高い温度、すなわち、第１温度よりも高い第２温度以上であって作動流体を降温させるべきときには、切替バルブにより第２流路と熱交換器との冷却水入口とを連通させて、ラジエータで冷却された比較的低温の冷却水と作動流体とを熱交換させることができるため、作動流体を速やかに降温させることが可能となる。
   更に、前記切替バルブは、前記第１流路と連通する第１入力ポートと、前記第２流路と連通する第２入力ポートと、前記熱交換器の冷却水入口と連通する出力ポートと、軸方向に移動して前記第１および第２入力ポートの何れか一方と前記出力ポートとを選択的に連通させるスプールと、前記スプールを前記軸方向に付勢するスプリングと、前記スプールに取り付けられた熱膨張材とを含んでもよく、前記熱膨張材は、前記作動流体の温度に応じて、前記スプールが前記スプリングにより付勢されて移動するのを許容すると共に、前記スプールを前記スプリングの付勢力に抗して移動させてもよい。これにより、作動流体の温度に応じてスプールを自動的に軸方向に移動させ、第１および第２入力ポートの何れか一方と出力ポートとを、すなわち第１および第２流路の何れか一方と熱交換器の冷却水入口とを選択的に連通させることができる。
本発明の一実施形態に係る流体温度調整装置を示す概略構成図である。 流体温度調整装置に含まれる切替バルブを示す説明図である。 流体温度調整装置に含まれる切替バルブを示す説明図である。 流体温度調整装置の動作を説明するための概略構成図である。 流体温度調整装置の動作を説明するための概略構成図である。 流体温度調整装置の動作を説明するための概略構成図である。
   次に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について説明する。
   図１は、本発明の一実施形態に係る流体温度調整装置１０を示す概略構成図である。同図に示す流体温度調整装置１０は、エンジン１２や当該エンジン１２からの動力を駆動輪に伝達するトランスアクスル２０を含む車両に搭載され、エンジン１２を冷却する冷却水（ＬＬＣ）やトランスアクスル２０の作動流体（ＡＴＦ）の温度を調整するものである。
   流体温度調整装置１０を搭載した車両に含まれるトランスアクスル２０は、トランスアクスルケース２２や、発進装置としての流体伝動装置２３、エンジン１２からの動力により駆動されるオイルポンプ２４、流体伝動装置２３を介して伝達されるエンジン１２からの動力を複数段に変速して出力する自動変速機２５、オイルポンプ２４から吐出される作動流体を流体伝動装置２３や自動変速機２５に含まれるクラッチ等の各油圧機器および潤滑対象に供給する油圧制御装置２６、これらを制御する制御装置３０等を有する。流体伝動装置２３、オイルポンプ２４、自動変速機２５および油圧制御装置２６は、トランスアクスルケース２２の内部に配置される。ただし、油圧制御装置２６は、トランスアクスルケース２２の外部に配置されてもよい。また、自動変速機２５は、機械式あるいは電気式の無段変速機であってもよい。
   流体温度調整装置１０は、制御装置３０により制御されるものであり、エンジン１２のシリンダブロックやシリンダヘッドに形成された図示しない熱交換部を中途に含んで冷却水の循環路を形成する循環流路１０１と、循環流路１０１から分岐されたバイパス流路１０２と、エンジン１２に組み込まれると共に循環流路１０１にて冷却水を一方向に循環させるウォーターポンプ１０３と、循環流路１０１の中途に配置されると共に当該循環流路１０１内を流れる冷却水を走行風や図示しない電動ファンにより冷却するラジエータ１０４と、循環流路１０１内のエンジン１２より下流側かつラジエータ１０４より上流側に配置されたサーモスタット１０５とを含む。
   循環流路１０１は、ウォーターポンプ１０３より下流側かつラジエータ１０４より上流側の冷却前流路１０１ａと、ラジエータ１０４より下流側かつウォーターポンプ１０３より上流側の冷却後流路１０１ｂとから構成される。バイパス流路１０２は、サーモスタット１０５よりも上流側で冷却前流路１０１ａから分岐されると共に、ウォーターポンプ１０３の手前で冷却後流路１０１ｂに合流する。ウォーターポンプ１０３は、本実施形態では、電動式ポンプとして構成され、制御装置３０により駆動制御される。サーモスタット１０５は、冷却前流路１０１ａを流れる冷却水の温度Ｔｗが予め定められた冷却開始温度Ｔｗｓ未満であるときに冷却水のラジエータ１０４側への流入を遮断すると共に、冷却水の温度Ｔｗが冷却開始温度Ｔｗｓ以上であるときに循環流路１０１を流れる冷却水のラジエータ１０４側への流入を許容する。ただし、サーモスタット１０５は、冷却水の温度Ｔｗが冷却開始温度Ｔｗｓ以上となったときに、温度Ｔｗの上昇に応じて徐々に冷却水のラジエータ１０４側への流入を許容するものであってもよい。
   更に、流体温度調整装置１０は、エンジン１２の冷却水とトランスアクスル２０すなわち流体伝動装置２３や自動変速機２５により用いられる作動流体とを熱交換させる熱交換器１１０と、冷却前流路１０１ａから分岐された第１流路１１１と、冷却後流路１０１ｂから分岐された第２流路１１２と、熱交換器１１０の冷却水出口１１０ｏに連通すると共に冷却後流路１０１ｂに合流する第３流路１１３と、作動流体の温度Ｔａに応じて第１および第２流路１１１，１１２の何れか一方を選択的に熱交換器１１０の冷却水入口１１０ｉに連通させる切替バルブ１２０とを含む。
   熱交換器１１０は、油圧制御装置２６からドレンされた作動流体をトランスアクスルケース２２内に配置される流体伝動装置２３や自動変速機２５の各種潤滑対象に導く作動流体路１１４に組み込まれ、本実施形態では、トランスアクスルケース２２の外部に配置される。そして、熱交換器１１０は、第１および第２流路１１１，１１２の何れか一方から切替バルブ１２０を介して冷却水入口１１０ｉに流入して冷却水出口１１０ｏから流出する冷却水と、油圧制御装置２６からドレンされて作動流体路１１４を流れる作動流体とを熱交換させるように構成されている。第１流路１１１は、エンジン１２より下流側かつラジエータ１０４（サーモスタット１０５）より上流側で冷却前流路１０１ａから分岐され、切替バルブ１２０に接続される。また、第２流路１１２は、ラジエータ１０４より下流側かつエンジン１２より上流側で冷却後流路１０１ｂから分岐され、切替バルブ１２０に接続される。更に、第３流路１１３は、冷却後流路１０１ｂと第２流路１１２との分岐部より下流側かつエンジン１２（ウォーターポンプ１０３）より上流側で当該冷却後流路１０１ｂに合流する。
   切替バルブ１２０は、作動流体の温度Ｔａに応じて自動的に第１および第２流路１１１，１１２の何れか一方と熱交換器１１０の冷却水入口１１０ｉとを選択的に連通させるサーモバルブとして構成され、熱交換器１１０に併設されている。図２は、本実施形態の切替バルブ１２０を示す説明図である。図示するように、切替バルブ１２０は、第１流路１１１と連通する第１入力ポート１２０ａと、第２流路１１２と連通する第２入力ポート１２０ｂと、熱交換器１１０の冷却水入口１１０ｉと連通する出力ポート１２０ｃと、軸方向に移動して第１および第２入力ポート１２０ａ，１２０ｂの何れか一方と出力ポート１２０ｃとを選択的に連通させるスプール１２１と、スプール１２１の軸方向における一端（図２における上端）に当接すると共に当該スプール１２１を軸方向（図２中下方）に付勢するスプリング１２２と、スプール１２１の軸方向における他端側（図２における下側）の先端部１２１ｓに取り付けられた熱膨張材１２３と、当該熱膨張材１２３がスプール１２１の一端側から他端側（図２における下側）へと移動するのを規制する移動規制部材１２４と、上記作動流体路１１４に接続されて熱交換器１１０で熱交換される前の作動流体の少なくとも一部が内部を流れると共に、当該作動流体が熱膨張材１２３に接触するように形成されたバルブ内作動流体路１２５とを含む。
   スプール１２１は、第１入力ポート１２０ａと出力ポート１２０ｃとを連通させる第１連通状態（図２参照）と、第２入力ポート１２０ｂと出力ポート１２０ｃとを連通させる第２連通状態（図３参照）とを形成可能に構成されている。スプール１２１の先端部１２１ｓは、当該スプール１２１の一端側（図２における上側）から他端側（図２における下側）に向けて縮径するように形成されている。すなわち、先端部１２１ｓの外周面は、スプール１２１の一端側から他端側に近づくにつれて軸心に接近するようにテーパ状に形成されている。熱膨張材１２３は、例えばアルミニウムやマグネシウムといった金属あるいはゴム等の樹脂により環状に形成されており、バルブ内作動流体路１２５を流れる作動流体の温度Ｔａに応じて少なくともスプール１２１の径方向に膨張または収縮可能なものである。そして、熱膨張材１２３の中心孔には、スプール１２１の先端部１２１ｓが挿通され、移動規制部材１２４は、熱膨張材１２３の図２中下側（先端部１２１ｓ側）の端面と当接するように切替バルブ１２０のバルブボディに固定されている。
   上述のように構成される切替バルブ１２０では、熱膨張材１２３が作動流体の温度Ｔａに応じて少なくともスプール１２１の径方向に収縮すると、テーパ状に形成された外周面を有する先端部１２１ｓが熱膨張材１２３により径方向に押圧されることで、スプール１２１には、熱膨張材１２３から図２おける軸方向上向きの力、すなわちスプリング１２２によって付勢される方向と逆方向の力が付与される。この結果、熱膨張材１２３の収縮に応じてスプール１２１がスプリング１２２の付勢力に抗して図２中上側（スプリング１２２により付勢力される方向と反対側）に移動可能となり、スプール１２１に熱膨張材１２３から付与される力とスプリング１２２による付勢力とが釣り合った位置でスプール１２１が保持される（図２に示す状態）。一方、熱膨張材１２３が作動流体の温度Ｔａに応じて少なくともスプール１２１の径方向に膨張すると、当該膨張に伴って熱膨張材１２３がスプール１２１の先端部１２１ｓを径方向に押圧する力が弱まるため、スプール１２１に熱膨張材１２３から付与される軸方向上向きの力も弱まることになる。この結果、スプール１２１がスプリング１２２により付勢されて図中下側（スプリング１２２により付勢力される方向）に移動することが許容されると共に、熱膨張材１２３から付与される力とスプリング１２２による付勢力とが釣り合った位置でスプール１２１が保持される（図３に示す状態）。
   そして、本実施形態において、切替バルブ１２０は、バルブ内作動流体路１２５を流れる作動流体の温度Ｔａが第１温度Ｔａ１（例えば、９０℃）未満であるときに、熱膨張材１２３がスプール１２１をスプリング１２２の付勢力に抗して図２に示す第１連通状態に保持するように構成されている。これにより、作動流体の温度Ｔａが第１温度Ｔａ１未満であるときには、第１入力ポート１２０ａすなわち第１流路１１１と、出力ポート１２０ｃすなわち熱交換器１１０の冷却水入口１１０ｉとが連通される。また、切替バルブ１２０は、バルブ内作動流体路１２５を流れる作動流体の温度Ｔａが第１温度Ｔａ１より高くなると作動流体の温度の上昇に応じて熱膨張材１２３が徐々に膨張してスプール１２１のスプリング１２２により付勢される方向への移動を許容すると共に、作動流体の温度Ｔａが第１温度Ｔａ１よりも高い第２温度Ｔａ２以上であるときに熱膨張材１２３がスプール１２１を図３に示す第２連通状態に保持するように構成されている。これにより、作動流体の温度Ｔａが第２温度Ｔａ２以上であるときには、第１入力ポート１２０ａすなわち第１流路１１１と、出力ポート１２０ｃすなわち熱交換器１１０の冷却水入口１１０ｉとの連通が遮断されると共に、第２入力ポート１２０ｂすなわち第２流路１１２と、出力ポート１２０ｃすなわち熱交換器１１０の冷却水入口１１０ｉとが連通される。なお、第２温度Ｔａ２は、熱膨張材１２３の特性に応じて定まるものであり、第１温度Ｔａ１よりもわずかに高い温度であってもよく、第１温度Ｔａ１よりも比較的高い温度であってもよい。
   続いて、図４から図６を参照しながら、上述のように構成された流体温度調整装置１０の動作について説明する。制御装置３０は、図示しない温度センサにより検出される冷却水の温度Ｔｗが予め定められたポンプ駆動開始温度Ｔｗ１（例えば、６０℃）未満であるときには、ウォーターポンプ１０３の運転を停止させる。これにより、例えば車両の発進時等、エンジン１２を速やかに暖機すべきときに、冷却水の循環を停止させてエンジン１２の暖機を促進させることができる。
   これに対して、制御装置３０は、冷却水の温度Ｔｗがポンプ駆動開始温度Ｔｗ１以上であるときには、ウォーターポンプ１０３を作動させ、ウォーターポンプ１０３により冷却水を循環流路１０１内で循環させる。この際、冷却水の温度Ｔｗが上述の冷却開始温度Ｔｗｓ未満である場合には、サーモスタット１０５により冷却水のラジエータ１０４側への流入が遮断されるため、冷却水は、図４において実線矢印で示すように、冷却前流路１０１ａからバイパス流路１０２を介して冷却後流路１０１ｂに流れ込み、再度ウォーターポンプ１０３により圧送されてエンジン１２内に形成された循環流路１０１内を一方向に循環する。
   また、この際、循環流路１０１を流れる冷却水は、冷却前流路１０１ａから第１流路１１１を介して切替バルブ１２０側へと流れる。そして、トランスアクスル２０における作動流体の温度Ｔａは、一般に、サーモスタット１０５の状態に拘わらずラジエータ１０４により冷却されていない冷却水の温度Ｔｗよりも低く、冷却水の温度Ｔｗが冷却開始温度Ｔｗｓ未満であるときには、作動流体の温度Ｔａが基本的に上記第１温度Ｔａ１未満となる。従って、熱膨張材１２３がスプール１２１をスプリング１２２の付勢力に抗して図２に示す第１連通状態に保持することから、第１流路１１１と熱交換器１１０の冷却水入口１１０ｉとが連通される。これにより、冷却前流路１０１ａから第１流路１１１へと流れた冷却水は、切替バルブ１２０を介して熱交換器１１０の冷却水入口１１０ｉへと流入する。この結果、作動流体の温度Ｔａが比較的低い第１温度Ｔａ１未満であって作動流体を昇温させるべきときには、ラジエータ１０４により冷却されていない比較的高温の冷却水と、作動流体路１１４内を流れる比較的低温の作動流体とを熱交換器１１０において熱交換させて、作動流体を冷却水によって速やかに昇温させることができる。従って、温度が低く粘度が高い作動流体の粘性抵抗に起因してトランスアクスル２０すなわち流体伝動装置２３や自動変速機２５における各油圧機器や潤滑対象等で生じるロスが大きくなるのを抑制することが可能となる。
   そして、熱交換器１１０を通過した冷却水は、第３流路１１３を介して冷却後流路１０１ｂへと流入し、ウォーターポンプ１０３により再び冷却前流路１０１ａへと圧送される。このように、冷却後流路１０１ｂと第２流路１１２との分岐部よりも下流側で当該冷却後流路１０１ｂに合流する第３流路１１３を介して冷却水を冷却後流路１０１ｂに流入させることで、熱交換器１１０において作動流体と熱交換した冷却水が再び第２流路１１２を介して熱交換器１１０に流入するのを抑制して、熱交換器１１０での冷却水と作動流体との熱交換効率を高めることができる。
   一方、冷却水の温度Ｔｗが冷却開始温度Ｔｗｓ以上であるときには、サーモスタット１０５により冷却水のラジエータ１０４側への流入が許容されるため、冷却水は、図５において実線矢印で示すように、冷却前流路１０１ａからラジエータ１０４を介して冷却後流路１０１ｂへと流れ込み、ウォーターポンプ１０３により再び冷却前流路１０１ａへと圧送される。これにより、冷却開始温度Ｔｗｓ以上となった比較的高温の冷却水をラジエータ１０４により冷却し、当該冷却された冷却水によりエンジン１２を冷却することができる。この際、作動流体の温度Ｔａが依然として第１温度Ｔａ１未満である場合には、切替バルブ１２０のスプール１２１が第１連通状態を形成し、第１流路１１１と熱交換器１１０の冷却水入口１１０ｉとが連通される。これにより、冷却水は、図５において実線矢印で示すように、冷却前流路１０１ａから第１流路１１１および切替バルブ１２０を介して熱交換器１１０の冷却水入口１１０ｉへと流入する。この結果、ラジエータ１０４により冷却されていない比較的高温の冷却水と、作動流体路１１４内を流れる比較的低温の作動流体とを熱交換器１１０において熱交換させて、作動流体を冷却水によって速やかに昇温させることができる。そして、熱交換器１１０を通過した冷却水は、第３流路１１３を介して冷却後流路１０１ｂへと流入し、ウォーターポンプ１０３により再び冷却前流路１０１ａへと圧送される。
   また、冷却水の温度Ｔｗが冷却開始温度Ｔｗｓ以上であり、かつ、作動流体の温度Ｔａが第１温度Ｔａ１以上である場合には、作動流体の温度Ｔａが上昇するにつれて切替バルブ１２０の熱膨張材１２３が徐々に膨張し、スプール１２１がスプリング１２２により付勢されて図中下側（スプリング１２２により付勢力される方向）に移動することが許容される。そして、温度Ｔａが第２温度Ｔａ２以上となると、切替バルブ１２０のスプール１２１が第２連通状態を形成する。これにより、第１流路１１１と熱交換器１１０の冷却水入口１１０ｉとの連通が遮断されると共に、第２流路１１２と熱交換器１１０の冷却水入口１１０ｉとが連通され、冷却水は、図６において実線矢印で示すように、冷却後流路１０１ｂから第２流路１１２および切替バルブ１２０を介して熱交換器１１０の冷却水入口１１０ｉへと流入する。この結果、作動流体の温度が比較的高い温度、すなわち、第１温度Ｔａ１よりも高い第２温度Ｔａ２以上であって作動流体を降温させるべきときには、ラジエータ１０４により冷却された比較的低温の冷却水と、作動流体路１１４内を流れる比較的高温の作動流体とを熱交換器１１０において熱交換させて、作動流体を冷却水によって速やかに降温させることができる。従って、作動流体の温度が高く粘度が低いことに起因して自動変速機２５の各潤滑対象等の摺動部の油膜が薄くなり、当該摺動部を両項に潤滑・冷却し得なくなるのをより良好に抑制することが可能となる。そして、熱交換器１１０を通過した冷却水は、第３流路１１３を介して冷却後流路１０１ｂへと流入し、ウォーターポンプ１０３により再び冷却前流路１０１ａへと圧送される。
   以上説明したように、流体温度調整装置１０は、エンジン１２とラジエータ１０４との間で当該エンジン１２の冷却水を一方向に循環させる循環流路１０１を含み、当該循環流路１０１からは、エンジン１２より下流側かつラジエータ１０４より上流側で第１流路１１１が分岐されると共に、ラジエータ１０４より下流側かつエンジン１２より上流側で第２流路１１２が分岐される。また、当該循環流路１０１には、熱交換器１１０の冷却水出口１１０ｏと連通する第３流路１１３がラジエータ１０４より下流側かつエンジン１２より上流側で合流する。そして、この流体温度調整装置１０では、上記第１および第２流路１１１，１１２の何れか一方と熱交換器１１０の冷却水入口１１０ｉとが切替バルブ１２０により選択的に連通される。これにより、切替バルブ１２０によって第１流路１１１と熱交換器１１０との冷却水入口１１０ｉとを連通させれば、ラジエータ１０４で冷却されていない比較的高温の冷却水と作動流体とを熱交換させることができる。一方、切替バルブ１２０によって第２流路１１２と熱交換器１１０との冷却水入口１１０ｉとを連通させれば、ラジエータ１０４で冷却された比較的低温の冷却水と作動流体とを熱交換させることができる。従って、この流体温度調整装置１０では、エンジン１２の冷却水と自動変速機２５の作動流体とを熱交換させる熱交換器１１０によって当該作動流体の温度Ｔａをより適正に調整することが可能となる。
   また、切替バルブ１２０は、作動流体の温度に応じて第１および第２流路１１２の何れか一方と熱交換器１１０の冷却水入口１１０ｉとを選択的に連通させる。これにより、ラジエータ１０４で冷却されていない比較的高温の冷却水と作動流体とを熱交換させるか、ラジエータ１０４で冷却された比較的低温の冷却水と作動流体とを熱交換させるかを、切替バルブ１２０により作動流体の温度に応じて切り替えることができる。従って、冷却水と作動流体とを熱交換させる熱交換器１１０によって当該作動流体の温度をより一層適正に調温することが可能となる。
   更に、第３流路１１３は、循環流路１０１と第２流路１１２との分岐部よりも下流側かつエンジン１２より上流側で循環流路１０１に合流する。これにより、熱交換器１１０において作動流体と熱交換した冷却水が再び第２流路１１２を介して熱交換器１１０に流入するのを抑制して、熱交換器１１０での冷却水と作動流体との熱交換効率を高めることが可能となる。ただし、第３流路１１３を循環流路１０１と第２流路１１２との分岐部よりも上流側で当該循環流路１０１に合流させてもよい。
   また、切替バルブ１２０は、作動流体の温度Ｔａが第１温度Ｔａ１未満であるときには、第１流路１１１と熱交換器１１０の冷却水入口１１０ｉとを連通させると共に、作動流体の温度Ｔａが第１温度Ｔａ１よりも高い第２温度Ｔａ２以上であるときには、第２流路１１２と熱交換器１１０の冷却水入口１１０ｉとを連通させる。これにより、作動流体の温度Ｔａが比較的低い第１温度Ｔａ１未満であって作動流体を昇温させるべきときには、切替バルブ１２０により第１流路１１１と熱交換器１１０との冷却水入口１１０ｉとを連通させて、ラジエータ１０４で冷却されていない比較的高温の冷却水と作動流体とを熱交換させることができるため、作動流体を速やかに昇温させることが可能となる。一方、作動流体の温度が比較的高い温度、すなわち、第１温度Ｔａ１よりも高い第２温度以上であって作動流体を降温させるべきときには、切替バルブ１２０により第２流路１１２と熱交換器１１０との冷却水入口１１０ｉとを連通させて、ラジエータ１０４で冷却された比較的低温の冷却水と作動流体とを熱交換させることができるため、作動流体を速やかに降温させることが可能となる。
   更に、切替バルブ１２０は、第１流路１１１と連通する第１入力ポート１２０ａと、第２流路１１２と連通する第２入力ポート１２０ｂと、熱交換器１１０の冷却水入口１１０ｉと連通する出力ポート１２０ｃと、軸方向に移動して第１および第２入力ポート１２０ａ，１２０ｂの何れか一方と出力ポート１２０ｃとを選択的に連通させるスプール１２１と、スプール１２１を軸方向に付勢するスプリング１２２と、スプール１２１に取り付けられた熱膨張材１２３とを含み、熱膨張材１２３は、作動流体の温度Ｔａに応じて、スプール１２１がスプリング１２２により付勢されて移動するのを許容すると共に、スプール１２１をスプリング１２２の付勢力に抗して移動させる。これにより、作動流体の温度Ｔａに応じてスプール１２１を自動的に軸方向に移動させ、第１および第２入力ポート１２０ａ，１２０ｂの何れか一方と出力ポート１２０ｃとを、すなわち第１および第２流路１１１，１１２の何れか一方と熱交換器１１０の冷却水入口１１０ｉとを選択的に連通させることができる。
   ただし、切替バルブ１２０を電子制御式バルブ（電磁弁）や油圧制御式バルブとして構成し、作動流体の温度Ｔａに応じて第１および第２流路１１２の何れか一方と熱交換器１１０の冷却水入口１１０ｉとを選択的に連通させるように制御装置３０により制御してもよい。また、切替バルブ１２０は、熱交換器１１０の内部に組み込まれてもよく、これら熱交換器１１０および切替バルブ１２０は、トランスアクスルケース２２の内部に配置されてもよい。更に、ウォーターポンプ１０３は、エンジン１２の動力により駆動される機械式ポンプであってもよい。この場合、エンジン１２が運転されているときには、常にウォーターポンプ１０３が駆動されて冷却水が循環流路１０１内を循環することになる。また、作動流体をより速やかに降温させるべく、第２流路１１２の中途に空冷式クーラー等の冷却装置を別途設けてもよい。
   ここで、上記実施形態等における主要な要素と発明の概要の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。すなわち、上記実施形態等では、エンジン１２の冷却水を冷却するラジエータ１０４と、冷却水と自動変速機２５の作動流体とを熱交換させる熱交換器１１０とを備えた流体温度調整装置１０が「流体温度調整装置」に相当し、エンジンとラジエータとの間で冷却水を一方向に循環させる循環流路１０１が「循環流路」に相当し、エンジン１２より下流側かつラジエータ１０４より上流側で循環流路１０１から分岐された第１流路１１１が「第１流路」に相当し、ラジエータ１０４より下流側かつエンジン１２より上流側で循環流路１０１から分岐された第２流路１１２が「第２流路」に相当し、熱交換器１１０の冷却水出口１１０ｏと連通すると共に、ラジエータ１０４より下流側かつエンジン１２より上流側で循環流路１０１に合流する第３流路１１３が「第３流路」に相当し、第１および第２流路１１１，１１２の何れか一方と熱交換器１１０の冷却水入口１１０ｉとを選択的に連通させる切替バルブ１２０が「切替バルブ」に相当する。ただし、上記実施形態における主要な要素と発明の概要の欄に記載された発明の主要な要素との対応関係は、実施形態が発明の概要の欄に記載された発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、発明の概要の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。すなわち、実施形態はあくまで発明の概要の欄に記載された発明の具体的な一例に過ぎず、発明の概要の欄に記載された発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。
   以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。
   本発明は、流体温度調整装置の製造産業等において利用可能である。

  

Claims (5)

  1.    エンジンの冷却水を冷却するラジエータと、前記冷却水と変速機の作動流体とを熱交換させる熱交換器とを備えた流体温度調整装置において、
       前記エンジンと前記ラジエータとの間で前記冷却水を一方向に循環させる循環流路と、
       前記エンジンより下流側かつ前記ラジエータより上流側で前記循環流路から分岐された第１流路と、
       前記ラジエータより下流側かつ前記エンジンより上流側で前記循環流路から分岐された第２流路と、
       前記熱交換器の冷却水出口と連通すると共に、前記ラジエータより下流側かつ前記エンジンより上流側で前記循環流路に合流する第３流路と、
       前記第１および第２流路の何れか一方と前記熱交換器の冷却水入口とを選択的に連通させる切替バルブとを含むことを特徴とする流体温度調整装置。
  2.    前記切替バルブは、前記作動流体の温度に応じて前記第１および第２流路の何れか一方と前記熱交換器の前記冷却水入口とを選択的に連通させることを特徴とする請求項１に記載の流体温度調整装置。
  3.    前記第３流路は、前記循環流路と前記第２流路との分岐部よりも下流側かつ前記エンジンより上流側で前記循環流路に合流することを特徴とする請求項１または２に記載の流体温度調整装置。
  4.    前記切替バルブは、前記作動流体の温度が第１温度未満であるときには、前記第１流路と前記熱交換器の前記冷却水入口とを連通させると共に、前記作動流体の温度が前記第１温度よりも高い第２温度以上であるときには、前記第２流路と前記熱交換器の前記冷却水入口とを連通させることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の流体温度調整装置。
  5.    前記切替バルブは、
       前記第１流路と連通する第１入力ポートと、
       前記第２流路と連通する第２入力ポートと、
       前記熱交換器の冷却水入口と連通する出力ポートと、
       軸方向に移動して前記第１および第２入力ポートの何れか一方と前記出力ポートとを選択的に連通させるスプールと、
       前記スプールを前記軸方向に付勢するスプリングと、
       前記スプールに取り付けられた熱膨張材とを含み、
       前記熱膨張材は、前記作動流体の温度に応じて、前記スプールが前記スプリングにより付勢されて移動するのを許容すると共に、前記スプールを前記スプリングの付勢力に抗して移動させることを特徴とする請求項２から４の何れか一項に記載の流体温度調整装置。
     
PCT/JP2014/062223 2013-05-21 2014-05-07 流体温度調整装置 WO2014188868A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/888,554 US20160109194A1 (en) 2013-05-21 2014-05-07 Fluid temperature adjustment device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013106955A JP6111857B2 (ja) 2013-05-21 2013-05-21 流体温度調整装置
JP2013-106955 2013-05-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014188868A1 true WO2014188868A1 (ja) 2014-11-27

Family

ID=51933431

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/062223 WO2014188868A1 (ja) 2013-05-21 2014-05-07 流体温度調整装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20160109194A1 (ja)
JP (1) JP6111857B2 (ja)
WO (1) WO2014188868A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106286789A (zh) * 2015-05-26 2017-01-04 长城汽车股份有限公司 变速器油温的控制机构和控制方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014098656A1 (en) * 2012-12-21 2014-06-26 Volvo Truck Corporation Cooling system for a mechanically and hydraulically powered hybrid vehicle
JP2017122397A (ja) * 2016-01-06 2017-07-13 日立オートモティブシステムズ株式会社 車両用内燃機関の冷却装置及び自動変速機の作動液の温度制御方法
DE102017207807A1 (de) * 2017-05-09 2018-11-15 Zf Friedrichshafen Ag Wärmetauscher und diesen einschließender Betriebsmittelkreislauf

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002089668A (ja) * 2000-09-13 2002-03-27 Toyota Motor Corp 暖機制御装置
JP2005083225A (ja) * 2003-09-05 2005-03-31 Calsonic Kansei Corp トランスミッション油温制御装置
JP2010060231A (ja) * 2008-09-05 2010-03-18 Nissan Motor Co Ltd 熱交換装置およびこの熱交換装置を備えた熱交換システム
JP2010517843A (ja) * 2007-02-03 2010-05-27 ベール ゲーエムベーハー ウント コー カーゲー 自動車のドライブトレイン用の冷却システム

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4892606B2 (ja) * 2009-05-29 2012-03-07 トヨタ自動車株式会社 サーモバルブ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002089668A (ja) * 2000-09-13 2002-03-27 Toyota Motor Corp 暖機制御装置
JP2005083225A (ja) * 2003-09-05 2005-03-31 Calsonic Kansei Corp トランスミッション油温制御装置
JP2010517843A (ja) * 2007-02-03 2010-05-27 ベール ゲーエムベーハー ウント コー カーゲー 自動車のドライブトレイン用の冷却システム
JP2010060231A (ja) * 2008-09-05 2010-03-18 Nissan Motor Co Ltd 熱交換装置およびこの熱交換装置を備えた熱交換システム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106286789A (zh) * 2015-05-26 2017-01-04 长城汽车股份有限公司 变速器油温的控制机构和控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20160109194A1 (en) 2016-04-21
JP2014228042A (ja) 2014-12-08
JP6111857B2 (ja) 2017-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9835060B2 (en) Thermostatic bypass valve
US9234604B2 (en) Heat exchanger for vehicle
JP4196802B2 (ja) 冷却水回路
US10718256B2 (en) Powertrain thermal management system and method
US9322319B2 (en) Heat exchanger for vehicle
JP6346426B2 (ja) Ｅｇｒガス及びエンジンオイル冷却装置とその制御方法
US20150059665A1 (en) Temperature control arrangement for transmission oil in a motor vehicle and method for controlling the temperature of transmission oil in a motor vehicle
WO2014188868A1 (ja) 流体温度調整装置
CN106437996B (zh) 车辆热管理系统及其使用方法和车辆
US9982779B2 (en) Transmission hydraulic control system including thermal valve
EP3194810B1 (en) Transmission heat exchange system
JP2007085457A (ja) トランスミッションのオイル温度調整装置
JP4375045B2 (ja) 熱交換器
JP5668318B2 (ja) 車両の冷却装置
JP2012197729A (ja) エンジン
JP2007198206A (ja) 車両の冷却装置
US20180051795A1 (en) Control Method for a Transmission with Hydraulic System Comprising a Variable Displacement Pump
JP4748103B2 (ja) 内燃機関の冷却装置
JP2017155672A (ja) 車両の液体循環システム
KR20110051504A (ko) 오일펌프 유량 조절을 이용한 ａｔｆ 유온 제어 시스템
JP2012132379A (ja) エンジンの冷却水装置
JP6580909B2 (ja) 自動変速機油の温度調節装置
JP5135200B2 (ja) 変速機のオイル加熱装置
JP2016001025A (ja) 油温制御装置
KR102060826B1 (ko) 차량용 난기 장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14800370

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14888554

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14800370

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1