WO2017199866A1 - 車両用冷却装置 - Google Patents

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栄作 山崎
武藤 健
悠司 西村
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株式会社デンソー
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Definitions

  • This disclosure relates to a cooling device used in a vehicle.
  • the present disclosure aims to warm up the transmission early.
  • the vehicle cooling apparatus includes a heat medium circuit, a waste heat supply device, a heat exchanger, and a heating unit.
  • a heat medium circulates in the heat medium circuit.
  • the waste heat supply device generates waste heat as it operates, and supplies the waste heat to the heat medium.
  • the heat exchanger exchanges heat between the lubricating oil that lubricates the transmission of the vehicle and the heat medium.
  • the heating unit heats the lubricating oil inside the heat exchanger.
  • the vehicle cooling device shown in FIG. 1 includes an engine coolant circuit 10.
  • the engine coolant circuit 10 is a coolant circuit having a coolant flow path through which coolant circulates.
  • Cooling water is a fluid as a heat medium.
  • the cooling water is a liquid containing at least ethylene glycol, dimethylpolysiloxane or nanofluid, or an antifreeze liquid.
  • the engine coolant circuit 10 is a heat medium circuit having a heat medium flow path through which the heat medium circulates.
  • the engine coolant circuit 10 is a coolant circuit for cooling the engine 11 with coolant.
  • the engine 11 is a waste heat supply device that generates waste heat with operation and supplies the waste heat to cooling water.
  • the engine 11 is a warm-up target device that requires warm-up when it is cold.
  • an engine 11 In the engine coolant circuit 10, an engine 11, a pump 12, a radiator 13, a heater core 14, and a CVT warmer 15 are arranged.
  • the pump 12 sucks and discharges cooling water.
  • the pump 12 is a belt-driven pump that is driven by transmitting the driving force of the engine 11 through the belt.
  • the pump 12 may be an electric pump.
  • the radiator 13 is a cooling water outdoor air heat exchanger that exchanges heat between cooling water and outside air (hereinafter referred to as outside air).
  • the outdoor air blower 16 blows outside air to the radiator 13.
  • the heater core 14 is an air heating heat exchanger that heats the air blown into the vehicle interior by exchanging heat between the air blown into the vehicle interior and the cooling water.
  • the heater core 14 is a heat exchanger used for heating the passenger compartment. Air blowing to the heater core 14 is performed by an indoor blower (not shown).
  • the CVT warmer 15 is a heat exchanger that exchanges heat between lubricating oil (so-called CVT oil) that lubricates the continuously variable transmission 17 (so-called CVT) and cooling water.
  • the continuously variable transmission 17 is a warm-up target device that needs warm-up when it is cold.
  • the radiator 13, the heater core 14, and the CVT warmer 15 are arranged in parallel with each other in the flow of the cooling water in the engine cooling water circuit 10.
  • the engine coolant circuit 10 is provided with a first thermostat 18 and a second thermostat 19.
  • the first thermostat 18 is disposed in the cooling water passage on the CVT warmer 15 side.
  • the second thermostat 19 is disposed in the cooling water passage on the radiator 13 side.
  • the first thermostat 18 and the second thermostat 19 are cooling water temperature responsive valves. That is, the first thermostat 18 and the second thermostat 19 have a thermo wax that changes in volume according to temperature, and a mechanical mechanism that opens and closes the cooling water flow path by displacing the valve body due to the volume change of the thermo wax.
  • the first thermostat 18 closes the cooling water passage on the CVT warmer 15 side and blocks the flow of the cooling water to the CVT warmer 15.
  • the second thermostat 19 closes the cooling water passage on the radiator 13 side and blocks the flow of the cooling water to the radiator 13.
  • the second predetermined temperature is higher than the first predetermined temperature.
  • the electric heater 20 is disposed in the CVT warmer 15.
  • the electric heater 20 is a heat generating portion that generates heat when electric power is supplied from a battery (not shown) of the vehicle. Therefore, the electric heater 20 can generate heat regardless of the operation of the engine 11.
  • the electric heater 20 When the battery power is insufficient, the electric heater 20 is supplied with power from an alternator (not shown) of the vehicle.
  • the alternator is a power generation unit that is driven by the engine 11 to generate power.
  • the lubricating oil flowing through the CVT warmer 15 can be heated when the electric heater 20 generates heat.
  • the electric heater 20 is a heating unit that heats the CVT warmer 15.
  • the CVT warmer 15 has a thin cylindrical shape. Accordingly, the CVT warmer 15 has a circular top surface 15a, a circular bottom surface 15b, and a curved side surface 15c.
  • a lubricating oil inlet 15d and a lubricating oil outlet 15e are formed on the upper surface 15a.
  • a cooling water inlet 15e and a cooling water outlet 15f are formed on the side surface 15c.
  • the upper surface 15a is a lubricating oil inflow / outflow surface through which the lubricating oil flows in / out.
  • the side surface 15c is a cooling water inflow / outflow surface (in other words, a heat medium inflow / outflow surface) through which cooling water flows in / out.
  • the bottom surface 15b is a non-inflow / outflow surface from which lubricating oil and cooling water do not flow in / out.
  • a heat exchanging portion 15h is arranged in the CVT warmer 15, a heat exchanging portion 15h is arranged.
  • the heat exchanging portion 15h has a lubricating oil passage and a cooling water passage, and exchanges heat between the lubricating oil and the cooling water.
  • a gap through which the lubricating oil flows is formed between the upper surface 15a and the heat exchange unit 15h.
  • a gap through which the cooling water flows is formed between the side surface 15c and the heat exchange unit 15h.
  • the heat exchanging portion 15h is disposed closer to the bottom surface 15b than the top surface 15a and the side surface 15c in the CVT warmer 15.
  • the electric heater 20 is disposed on the bottom surface 15b.
  • the electric heater 20 generates heat when electric power is supplied, and heats the bottom surface 15 b of the CVT warmer 15. Thereby, the lubricating oil in the CVT warmer 15 is heated.
  • An electric heater 20 is disposed on the bottom surface 15b.
  • the electric heater 20 is disposed on the entire bottom surface 15b. Thereby, since the heat transfer area from the electric heater 20 to the CVT warmer 15 is increased, the heating efficiency of the lubricating oil by the electric heater 20 is improved.
  • the electric heater 20 is disposed on the bottom surface 15b, the electric heater 20 can be brought as close as possible to the heat exchanging portion 15h, so that the heating efficiency of the lubricating oil by the electric heater 20 is improved.
  • the electric heater 20 is disposed on the bottom surface 15b of the CVT warmer 15, the electric heater 20 can be easily replaced.
  • the control device 21 includes a known microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like and peripheral circuits thereof. When power is supplied from a battery (not shown), the control device 21 performs various calculations and processes based on a control program stored in the ROM.
  • the control device 21 is a control unit that controls operations of various devices to be controlled.
  • Control target devices controlled by the control device 21 are a pump 12, an outdoor fan 16, an electric heater 20, an indoor fan (not shown), and the like.
  • the water temperature sensor 22 is a heat medium temperature detector that detects the coolant temperature of the engine coolant circuit 10. For example, the water temperature sensor 22 detects the temperature of cooling water flowing out from the engine 11.
  • the control device 21 controls the power supply to the electric heater 20 based on the coolant temperature detected by the water temperature sensor 22.
  • the first thermostat 18 closes the cooling water passage on the CVT warmer 15 side to block the flow of the cooling water to the CVT warmer 15, and
  • the thermostat 19 closes the cooling water passage on the radiator 13 side and blocks the flow of cooling water to the radiator 13.
  • the cooling water circulates between the engine 11 and the heater core 14. At this time, it is preferable to make the air volume of the air passing through the heater core 14 low.
  • the cooling water does not flow through the radiator 13 and the CVT warmer 15, the radiator 13 does not radiate heat from the cooling water to the outside air, and the CVT warmer 15 does not radiate heat from the cooling water to the lubricating oil.
  • control device 21 supplies power to the electric heater 20 from a battery (not shown).
  • the lubricating oil in the CVT warmer 15 is heated by the electric heater 20 and the continuously variable transmission 17 is warmed up.
  • the continuously variable transmission 17 can be warmed up using electric power while preferentially warming up the engine 11 with heat generated by the engine when cold.
  • an engine control device controls the rotational speed of the engine 11 to be high in order to warm up the engine 11 early. Therefore, the power generation amount of an alternator (not shown) increases. Therefore, when the battery power is insufficient, the power generated by the alternator can be supplied to the electric heater 20.
  • the first thermostat 18 When the cooling water temperature detected by the water temperature sensor 22 is not less than a first predetermined temperature (for example, 80 ° C.) and not more than a second predetermined temperature (for example, 84 ° C.) (for example, 80 to 84 ° C.), the first thermostat 18 The cooling water passage on the CVT warmer 15 side is opened to flow cooling water to the CVT warmer 15, and the second thermostat 19 closes the cooling water passage on the radiator 13 side to block the flow of cooling water to the radiator 13.
  • a first predetermined temperature for example, 80 ° C.
  • a second predetermined temperature for example, 80 to 84 ° C.
  • the cooling water circulates between the engine 11, the heater core 14, and the CVT warmer 15, so that the air blown into the vehicle interior is heated by the heater core 14, and the lubricating oil is heated by the CVT warmer 15 and is not heated.
  • the step transmission 17 is warmed up.
  • the control device 21 stops the power supply to the electric heater 20.
  • the first thermostat 18 opens the cooling water passage on the CVT warmer 15 side and allows the cooling water to flow to the CVT warmer 15.
  • the second thermostat 19 opens the cooling water passage on the radiator 13 side and allows the cooling water to flow to the radiator 13.
  • the control device 21 stops the power supply to the electric heater 20.
  • the engine 11 and the continuously variable transmission 17 are cooled with cooling water, and power consumption in the electric heater 20 is prevented.
  • FIG. 3 shows time transitions of the engine coolant temperature (that is, the coolant temperature of the engine coolant circuit 10) and the transmission lubricant temperature (that is, the temperature of the lubricant that lubricates the continuously variable transmission 17) according to the present embodiment. It is a graph to show.
  • the two-dot chain line in FIG. 3 shows the time transition of the transmission lubricant temperature when there is no electric heater 20 as a comparative example.
  • the engine cooling water temperature When the engine cooling water temperature is lower than a first predetermined temperature (for example, 80 ° C.), the engine cooling water temperature can be raised early by blocking the flow of the cooling water to the CVT warmer 15. At this time, since the lubricating oil in the CVT warmer 15 is heated by the electric heater 20, the transmission lubricating oil temperature can also be raised early. Therefore, since the engine 11 and the continuously variable transmission 17 can be warmed up quickly, the frictional resistance of the engine 11 and the continuously variable transmission 17 can be reduced to improve fuel efficiency.
  • a first predetermined temperature for example, 80 ° C.
  • an electric heater 20 for heating the lubricating oil inside the CVT warmer 15 is provided.
  • the continuously variable transmission 17 can be warmed up by heating the cooling water with the electric heater 20. Therefore, the frictional resistance of the continuously variable transmission 17 can be reduced and the fuel efficiency can be improved.
  • the electric heater 20 is a heat generating portion that generates heat when electric power is supplied. Therefore, the lubricating oil can be heated by the electric heater 20 regardless of the running state of the vehicle. Therefore, the continuously variable transmission 17 can be quickly warmed up.
  • the electric heater 20 is a heat generating portion that generates heat regardless of the operation of the engine 11.
  • the lubricating oil can be heated by the electric heater 20 regardless of the operating state of the engine 11. Therefore, both early warm-up of the engine 11 and early warm-up of the continuously variable transmission 17 can be achieved.
  • the electric heater 20 is disposed on the bottom surface 15b of the CVT warmer 15. According to this, since the electric heater 20 can be brought closer to the heat exchanging portion 15h of the CVT warmer 15 as compared with the case where the electric heater 20 is arranged on the upper surface 15a or the side surface 15c, it is inside the CVT warmer 15. Lubricating oil can be heated efficiently.
  • control device 21 supplies power to the electric heater 20 when the temperature of the cooling water is lower than the first predetermined temperature, and electric heater 20 when the temperature of the cooling water is equal to or higher than the first predetermined temperature. Stop supplying power to According to this, after the continuously variable transmission 17 is warmed up to some extent, the electric heater 20 can be prevented from heating the lubricating oil wastefully.
  • the electric heater 20 is arranged on the bottom surface 15b of the CVT warmer 15, but in this embodiment, the electric heater 23 is arranged in the cooling water passage of the engine cooling water circuit 10 as shown in FIG. ing.
  • the electric heater 23 of the present embodiment is a glow plug type heater, and is directly inserted into the hose 24 of the engine coolant circuit 10.
  • the hose 24 is a tubular member that forms a passage through which cooling water flows.
  • the electric heater 23 is disposed in the coolant passage on the CVT warmer 15 side in the engine coolant circuit 10. Specifically, the electric heater 23 is disposed in the coolant passage on the coolant outlet side of the CVT warmer 15 and the coolant inlet side of the engine 11 in the engine coolant circuit 10.
  • the first thermostat 18 opens the cooling water passage on the CVT warmer 15 side to flow the cooling water to the CVT warmer 15, and the second thermostat 19 The cooling water passage on the radiator 13 side is closed to block the flow of the cooling water to the radiator 13.
  • a first predetermined temperature for example, 80 ° C.
  • cooling water circulates between the engine 11, the heater core 14, and the CVT warmer 15. At this time, it is preferable to make the air volume of the air passing through the heater core 14 low. In addition, since the cooling water does not flow to the radiator 13, the radiator 13 does not radiate heat from the cooling water to the outside air.
  • control device 21 supplies power to the electric heater 23 from a battery (not shown). Thereby, the cooling water flowing out from the CVT warmer 15 is heated by the electric heater 23, so that the continuously variable transmission 17 can be warmed up without disturbing the warming up of the engine 11.
  • the continuously variable transmission 17 is warmed by applying heat to the lubricating oil, and the temperature of the cooling water decreases. And in order to avoid that the cooling water in which the temperature fell returns to the engine 11, and the warming of the engine 11 is prevented, the electric heater 23 heats the cooling water and raises the temperature of the cooling water again. Therefore, the continuously variable transmission 17 can be warmed up without disturbing warming up of the engine 11.
  • an engine control device controls the rotational speed of the engine 11 to be high in order to warm up the engine 11 early. Therefore, the power generation amount of an alternator (not shown) increases. Therefore, when the battery power is insufficient, the power generated by the alternator can be supplied to the electric heater 23.
  • the first thermostat 18 opens the coolant passage on the CVT warmer 15 side. Then, the cooling water is caused to flow to the CVT warmer 15, and the second thermostat 19 closes the cooling water passage on the radiator 13 side to block the cooling water flow to the radiator 13.
  • the control device 21 stops the power supply to the electric heater 23.
  • the first thermostat 18 opens the cooling water passage on the CVT warmer 15 side and allows the cooling water to flow to the CVT warmer 15.
  • the second thermostat 19 opens the cooling water passage on the radiator 13 side and allows the cooling water to flow to the radiator 13.
  • the control device 21 stops the power supply to the electric heater 23.
  • the engine 11 and the continuously variable transmission 17 are cooled with the cooling water, and power consumption in the electric heater 23 is prevented.
  • the electric heater 23 is inserted into the hose 24 of the engine coolant circuit 10 and heats the lubricating oil in the continuously variable transmission 17 through the coolant. Thereby, the same effect as the said 1st Embodiment can be acquired.
  • the CVT warmer 15 is arranged in the engine coolant circuit 10, but instead of the CVT warmer 15, heat exchange is performed to exchange heat between various transmission lubricants (so-called transmission oil) and coolant.
  • a vessel may be arranged.
  • the first thermostat 18 and the second thermostat 19 are arranged in the engine coolant circuit 10, but electromagnetic valves may be arranged instead of the first thermostat 18 and the second thermostat 19.
  • the control apparatus 21 may control opening / closing of a solenoid valve based on the cooling water temperature which the water temperature sensor 22 detected.
  • the electric heater 23 is disposed in the cooling water passage on the cooling water outlet side of the CVT warmer 15 and the cooling water inlet side of the engine 11 in the engine cooling water circuit 10.
  • the engine coolant circuit 10 may be disposed in the coolant passage on the coolant outlet side of the engine 11 and on the coolant inlet side of the CVT warmer 15.

Abstract

車両用冷却装置は、熱媒体回路(10)と、廃熱供給機器(11)と、熱交換器(15)と、加熱部(20、23)とを備える。熱媒体回路(10)には、熱媒体が循環する。廃熱供給機器(11)は、作動に伴って廃熱を発生し、廃熱を熱媒体に供給する。熱交換器(15)は、車両の変速機(17)を潤滑する潤滑油と熱媒体とを熱交換させる。加熱部(20、23)は、熱交換器の内部にある潤滑油を加熱する。これにより、加熱部が潤滑油を加熱することによって変速機を早期に暖機できる。そのため、変速機の摩擦抵抗を低減して燃費を向上できる。

Description

車両用冷却装置 関連出願の相互参照
 本出願は、2016年5月18日に出願された日本出願番号2016-099507号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
 本開示は、車両に用いられる冷却装置に関する。
 近年、自動車の低燃費要求がますます高まっている。そこで、エンジンおよび変速機を早期に暖機することによって、冷間時の摩擦抵抗を低減するという早期暖機技術のニーズが高まっている。
 すなわち、エンジンおよび変速機の両者の暖機を促進することが燃費向上に繋がる。エンジンおよび変速機の暖機は、エンジンから発生する熱を熱源として行われる。
 一方で、エンジンの小型化やハイブリッド化などに伴い、エンジンからの発生熱量が少なくなってきており、暖機に要する時間が長くなる傾向にある。
 そこで、従来、特許文献1に記載の変速機の温度制御装置では、冷却水の温度が低い場合には、変速機に冷却水を通過させないことによって、冷却水の昇温を優先させるようになっている。
特開2013-133922号公報
 上記特許文献1の従来技術によれば、冷却水の温度が低い場合、変速機に冷却水を通過させないので、まずエンジンを暖機し、次に変速機を暖機することで燃費向上を実現できる。すなわち、エンジン発生熱を最適に分配することによって燃費を向上させることができる。
 しかしながら、本発明者らの検討によれば、変速機の暖機が後回しにされるため、冷間時における変速機の摩擦抵抗が大きくなってしまい、燃費の向上に限界がある場合がある。
 本開示は上記点に鑑みて、変速機を早期に暖機することを目的とする。
 本開示の第1態様によると、車両用冷却装置は、熱媒体回路と、廃熱供給機器と、熱交換器と、加熱部とを備える。熱媒体回路には、熱媒体が循環する。廃熱供給機器は、作動に伴って廃熱を発生し、廃熱を熱媒体に供給する。熱交換器は、車両の変速機を潤滑する潤滑油と熱媒体とを熱交換させる。加熱部は、熱交換器の内部にある潤滑油を加熱する。
 これにより、加熱部が潤滑油を加熱することによって変速機を早期に暖機できる。そのため、変速機の摩擦抵抗を低減して燃費を向上できる。
本開示の第1実施形態における車両用冷却装置の全体構成図である。 第1実施形態における車両用冷却装置のCVTウォーマおよび電気ヒータを示す斜視図である。 第1実施形態における無段変速機の温度の時間推移を示すグラフである。 本開示の第2実施形態における車両用冷却装置の全体構成図である。
 以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
 以下、実施形態について図に基づいて説明する。以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
 (第1実施形態)
 図1に示す車両用冷却装置は、エンジン冷却水回路10を備えている。エンジン冷却水回路10は、冷却水が循環する冷却水流路を有する冷却水回路である。
 冷却水は、熱媒体としての流体である。例えば、冷却水は、少なくともエチレングリコール、ジメチルポリシロキサンもしくはナノ流体を含む液体、または不凍液体である。エンジン冷却水回路10は、熱媒体が循環する熱媒体流路を有する熱媒体回路である。
 エンジン冷却水回路10は、エンジン11を冷却水で冷却するための冷却水回路である。エンジン11は、作動に伴って廃熱を発生し、廃熱を冷却水に供給する廃熱供給機器である。エンジン11は、冷間時に暖機を必要とする暖機対象機器である。
 エンジン冷却水回路10には、エンジン11、ポンプ12、ラジエータ13、ヒータコア14およびCVTウォーマ15が配置されている。
 ポンプ12は、冷却水を吸入して吐出する。ポンプ12は、エンジン11の駆動力をベルトを介して動力伝達することによって駆動されるベルト駆動式ポンプである。ポンプ12は電動ポンプであってもよい。
 ラジエータ13は、冷却水と車室外空気(以下、外気と言う。)とを熱交換させる冷却水外気熱交換器である。ラジエータ13への外気の送風は、室外送風機16によって行われる。
 ヒータコア14は、車室内へ送風される空気と冷却水とを熱交換させて車室内への送風空気を加熱する空気加熱用熱交換器である。ヒータコア14は、車室内を暖房するために用いられる熱交換器である。ヒータコア14への空気の送風は、図示しない室内送風機によって行われる。
 CVTウォーマ15は、無段変速機17(いわゆるCVT)を潤滑する潤滑油(いわゆるCVTオイル)と冷却水とを熱交換させる熱交換器である。無段変速機17は、冷間時に暖機を必要とする暖機対象機器である。
 ラジエータ13、ヒータコア14およびCVTウォーマ15は、エンジン冷却水回路10の冷却水の流れにおいて互いに並列に配置されている。
 エンジン冷却水回路10には第1サーモスタット18および第2サーモスタット19が配置されている。第1サーモスタット18は、CVTウォーマ15側の冷却水通路に配置されている。第2サーモスタット19は、ラジエータ13側の冷却水通路に配置されている。
 第1サーモスタット18および第2サーモスタット19は冷却水温度応動弁である。すなわち、第1サーモスタット18および第2サーモスタット19は、温度によって体積変化するサーモワックスと、サーモワックスの体積変化によって弁体を変位させて冷却水流路を開閉する機械的機構とを有している。
 第1サーモスタット18は、冷却水の温度が第1所定温度(例えば80℃)を下回っている場合、CVTウォーマ15側の冷却水通路を閉じてCVTウォーマ15への冷却水の流れを遮断する。
 第2サーモスタット19は、冷却水の温度が第2所定温度(例えば84℃)を下回っている場合、ラジエータ13側の冷却水通路を閉じてラジエータ13への冷却水の流れを遮断する。第2所定温度は、第1所定温度よりも高い温度である。
 CVTウォーマ15には電気ヒータ20が配置されている。電気ヒータ20は、車両の図示しないバッテリから電力が供給されることによって発熱する発熱部である。したがって、電気ヒータ20は、エンジン11の作動とは無関係に発熱可能である。
 バッテリの電力が不足している場合、電気ヒータ20は、車両の図示しないオルタネータから電力が供給される。オルタネータは、エンジン11によって駆動されて発電する発電部である。
 電気ヒータ20が発熱することによって、CVTウォーマ15を流れる潤滑油を加熱できる。電気ヒータ20は、CVTウォーマ15を加熱する加熱部である。
 図2に示すように、CVTウォーマ15は、薄い円柱形状を有している。したがって、CVTウォーマ15は、円形状の上面15aと円形状の底面15bと曲面状の側面15cとを有している。
 上面15aには、潤滑油流入口15dおよび潤滑油流出口15eが形成されている。側面15cには、冷却水流入口15eおよび冷却水流出口15fが形成されている。
 上面15aは、潤滑油が流入出する潤滑油流入出面である。側面15cは、冷却水が流入出する冷却水流入出面(換言すれば熱媒体流入出面)である。底面15bは、潤滑油および冷却水が流入出しない非流入出面である。
 CVTウォーマ15の内部には、熱交換部15hが配置されている。熱交換部15hは、潤滑油流路と冷却水流路とを有しており、潤滑油と冷却水とを熱交換させる。
 CVTウォーマ15の内部において上面15aと熱交換部15hとの間には、潤滑油が流れる空隙が形成されている。CVTウォーマ15の内部において側面15cと熱交換部15hとの間には、冷却水が流れる空隙が形成されている。
 CVTウォーマ15の内部において熱交換部15hと底面15bとの間には空隙が形成されていない。したがって、熱交換部15hは、CVTウォーマ15の内部において、上面15aおよび側面15cよりも底面15bに近く配置されている。
 底面15bには、電気ヒータ20が配置されている。電気ヒータ20は、電力が供給されることによって発熱し、CVTウォーマ15の底面15bを加熱する。これにより、CVTウォーマ15内の潤滑油が加熱される。底面15bには、電気ヒータ20が配置されている。
 電気ヒータ20は、底面15bの全面に配置されている。これにより、電気ヒータ20からCVTウォーマ15への熱伝達面積が大きくなるので、電気ヒータ20による潤滑油の加熱効率が良好となる。
 しかも、電気ヒータ20が底面15bに配置されていることによって、電気ヒータ20を熱交換部15hに極力近づけることができるので、電気ヒータ20による潤滑油の加熱効率が良好となる。
 また、CVTウォーマ15の底面15bに電気ヒータ20が配置されているので、電気ヒータ20の交換が容易である。
 次に、車両用冷却装置の電気制御部を説明する。制御装置21は、CPU、ROMおよびRAM等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。制御装置21は、図示しないバッテリから電力が供給されると、ROM内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行う。
 制御装置21の出力側には各種制御対象機器が接続されている。制御装置21は、各種制御対象機器の作動を制御する制御部である。
 制御装置21によって制御される制御対象機器は、ポンプ12、室外送風機16、電気ヒータ20および図示しない室内送風機等である。
 制御装置21の入力側には、水温センサ22等の各種センサの検出信号が入力される。水温センサ22は、エンジン冷却水回路10の冷却水温度を検出する熱媒体温度検出部である。例えば、水温センサ22は、エンジン11から流出した冷却水の温度を検出する。
 制御装置21は、水温センサ22が検出した冷却水温度に基づいて電気ヒータ20への電力供給を制御する。
 次に、上記構成における作動を説明する。車両のイグニッションスイッチが投入されてエンジン11が始動するとポンプ12が駆動される。これにより、エンジン冷却水回路10に冷却水が循環する。エンジン11の廃熱によって冷却水が温められて昇温する。
 冷却水温度が第1所定温度(例えば80℃)を下回っている場合、第1サーモスタット18はCVTウォーマ15側の冷却水通路を閉じてCVTウォーマ15への冷却水の流れを遮断し、第2サーモスタット19はラジエータ13側の冷却水通路を閉じてラジエータ13への冷却水の流れを遮断する。
 これにより、エンジン11とヒータコア14との間で冷却水が循環する。このとき、ヒータコア14を通過する空気の風量を低風量にするのが好ましい。また、ラジエータ13およびCVTウォーマ15に冷却水が流れないので、ラジエータ13では冷却水から外気への放熱が行われず、CVTウォーマ15では冷却水から潤滑油への放熱が行われない。
 このとき、制御装置21は、図示しないバッテリから電気ヒータ20へ電力を供給させる。これにより、CVTウォーマ15内の潤滑油が電気ヒータ20で加熱されて無段変速機17が暖機される。
 したがって、冷間時にエンジン発生熱でエンジン11を優先的に暖機しつつ、電力を利用して無段変速機17を暖機できる。
 このとき、図示しないエンジン制御装置は、エンジン11を早期に暖機するためにエンジン11の回転数を高く制御する。そのため、図示しないオルタネータの発電量が多くなる。したがって、バッテリの電力が不足している場合、オルタネータが発電した電力を電気ヒータ20に供給できる。
 水温センサ22が検出した冷却水温度が第1所定温度(例えば80℃)以上かつ第2所定温度(例えば84℃)以下である場合(例えば80~84℃である場合)、第1サーモスタット18はCVTウォーマ15側の冷却水通路を開けてCVTウォーマ15へ冷却水を流し、第2サーモスタット19はラジエータ13側の冷却水通路を閉じてラジエータ13への冷却水の流れを遮断する。
 これにより、エンジン11とヒータコア14およびCVTウォーマ15との間で冷却水が循環するので、ヒータコア14で車室内へ送風される空気が加熱されるとともに、CVTウォーマ15で潤滑油が加熱されて無段変速機17が暖機される。このとき、制御装置21は電気ヒータ20への電力供給を停止させる。
 したがって、冷却水温度がある程度上昇した時にエンジン発生熱でエンジン11および無段変速機17を暖機するとともに電気ヒータ20での電力消費を防止する。
 水温センサ22が検出した冷却水温度が第2所定温度(例えば84℃)を上回っている場合、第1サーモスタット18はCVTウォーマ15側の冷却水通路を開けてCVTウォーマ15へ冷却水を流し、第2サーモスタット19はラジエータ13側の冷却水通路を開けてラジエータ13へ冷却水を流す。
 これにより、ヒータコア14で車室内へ送風される空気が加熱される。また、ラジエータ13で冷却水が外気に放熱するので、不要な熱量を外気に捨てることができる。このとき、制御装置21は、電気ヒータ20への電力供給を停止させる。
 したがって、暖機完了後は冷却水でエンジン11および無段変速機17を冷却するとともに電気ヒータ20での電力消費を防止する。
 図3は、本実施形態によるエンジン冷却水温度(すなわちエンジン冷却水回路10の冷却水の温度)および変速機潤滑油温度(すなわち無段変速機17を潤滑する潤滑油の温度)の時間推移を示すグラフである。図3中の二点鎖線は、比較例として、電気ヒータ20が無い場合における変速機潤滑油温度の時間推移を示している。
 エンジン冷却水温度が第1所定温度(例えば80℃)を下回っている場合、CVTウォーマ15への冷却水の流れを遮断することによって、エンジン冷却水温度を早期に上昇させることができる。このとき、電気ヒータ20でCVTウォーマ15内の潤滑油を加熱するので、変速機潤滑油温度も早期に上昇させることができる。そのため、エンジン11および無段変速機17を速やかに暖機できるので、エンジン11および無段変速機17の摩擦抵抗を低減して燃費を向上できる。
 本実施形態では、CVTウォーマ15の内部にある潤滑油を加熱する電気ヒータ20を備える。これにより、電気ヒータ20で冷却水を加熱することによって無段変速機17を暖機できる。そのため、無段変速機17の摩擦抵抗を低減して燃費を向上できる。
 本実施形態では、電気ヒータ20は、電力が供給されることによって発熱する発熱部である。これにより、車両の走行状態に関係なく電気ヒータ20で潤滑油を加熱できる。そのため、無段変速機17を速やかに暖機できる。
 本実施形態では、電気ヒータ20は、エンジン11の作動とは無関係に発熱する発熱部である。これにより、エンジン11の作動状態に関係なく電気ヒータ20で潤滑油を加熱できる。そのため、エンジン11の早期暖機と無段変速機17の早期暖機とを両立できる。
 本実施形態では、電気ヒータ20は、CVTウォーマ15の底面15bに配置されている。これによると、電気ヒータ20が上面15aまたは側面15cに配置されている場合と比較して、電気ヒータ20をCVTウォーマ15の熱交換部15hに近づけることができるので、CVTウォーマ15の内部にある潤滑油を効率良く加熱できる。
 本実施形態では、制御装置21は、冷却水の温度が第1所定温度未満である場合、電気ヒータ20に電力を供給し、冷却水の温度が第1所定温度以上である場合、電気ヒータ20への電力の供給を停止する。これによると、無段変速機17がある程度暖機された後、電気ヒータ20が潤滑油を無駄に加熱することを抑制できる。
 (第2実施形態)
 上記実施形態では、電気ヒータ20がCVTウォーマ15の底面15bに配置されているが、本実施形態では、図4に示すように、電気ヒータ23がエンジン冷却水回路10の冷却水通路に配置されている。
 本実施形態の電気ヒータ23は、グロープラグ型ヒータであり、エンジン冷却水回路10のホース24に直接差し込まれている。ホース24は、冷却水が流通する通路を形成する管状部材である。
 電気ヒータ23は、エンジン冷却水回路10のうちCVTウォーマ15側の冷却水通路に配置されている。具体的には、電気ヒータ23は、エンジン冷却水回路10のうちCVTウォーマ15の冷却水出口側かつエンジン11の冷却水入口側の冷却水通路に配置されている。
 次に、本実施形態の構成における作動を説明する。冷却水温度が第1所定温度(例えば80℃)を下回っている場合、第1サーモスタット18はCVTウォーマ15側の冷却水通路を開けてCVTウォーマ15への冷却水を流し、第2サーモスタット19はラジエータ13側の冷却水通路を閉じてラジエータ13への冷却水の流れを遮断する。
 これにより、エンジン11とヒータコア14およびCVTウォーマ15との間で冷却水が循環する。このとき、ヒータコア14を通過する空気の風量を低風量にするのが好ましい。また、ラジエータ13に冷却水が流れないので、ラジエータ13では冷却水から外気への放熱が行われない。
 このとき、制御装置21は、図示しないバッテリから電気ヒータ23へ電力を供給させる。これにより、CVTウォーマ15から流出した冷却水が電気ヒータ23で加熱されるので、エンジン11の暖気を妨げることなく無段変速機17を暖機できる。
 すなわち、エンジン11で暖められた冷却水がCVTウォーマ15を流れる際に潤滑油へ熱を与えることによって無段変速機17が暖機され、冷却水の温度が低下する。そして、温度の低下した冷却水がエンジン11へ戻ることによってエンジン11の暖気が妨げられることを回避するために、電気ヒータ23が冷却水に熱を与えて冷却水の温度を再び上昇させる。したがって、エンジン11の暖気を妨げることなく無段変速機17を暖機できる。
 このとき、図示しないエンジン制御装置は、エンジン11を早期に暖機するためにエンジン11の回転数を高く制御する。そのため、図示しないオルタネータの発電量が多くなる。したがって、バッテリの電力が不足している場合、オルタネータが発電した電力を電気ヒータ23に供給できる。
 水温センサ22が検出した冷却水温度が第1所定温度(例えば80℃)以上かつ第2所定温度(例えば84℃)以下である場合、第1サーモスタット18はCVTウォーマ15側の冷却水通路を開けてCVTウォーマ15へ冷却水を流し、第2サーモスタット19はラジエータ13側の冷却水通路を閉じてラジエータ13への冷却水の流れを遮断する。
 これにより、ヒータコア14で車室内へ送風される空気が加熱されるとともに、CVTウォーマ15で潤滑油が加熱されて無段変速機17が暖機される。このとき、制御装置21は電気ヒータ23への電力供給を停止させる。
 したがって、冷却水温度がある程度上昇した時にエンジン発生熱でエンジン11および無段変速機17を暖機するとともに電気ヒータ23での電力消費を防止する。
 水温センサ22が検出した冷却水温度が第2所定温度(例えば84℃)を上回っている場合、第1サーモスタット18はCVTウォーマ15側の冷却水通路を開けてCVTウォーマ15へ冷却水を流し、第2サーモスタット19はラジエータ13側の冷却水通路を開けてラジエータ13へ冷却水を流す。
 これにより、ヒータコア14で車室内へ送風される空気が加熱される。また、ラジエータ13で冷却水が外気に放熱するので、不要な熱量を外気に捨てることができる。このとき、制御装置21は、電気ヒータ23への電力供給を停止させる。
 したがって、暖機完了後は冷却水でエンジン11および無段変速機17を冷却するとともに電気ヒータ23での電力消費を防止する。
 本実施形態では、電気ヒータ23は、エンジン冷却水回路10のホース24に挿入されており、冷却水を介して無段変速機17の内部にある潤滑油を加熱する。これにより、上記第1実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
 上記実施形態を適宜組み合わせ可能である。上記実施形態を例えば以下のように種々変形可能である。
 上記実施形態では、エンジン冷却水回路10にCVTウォーマ15が配置されているが、CVTウォーマ15の代わりに、種々の変速機の潤滑油(いわゆるトランスミッションオイル)と冷却水とを熱交換する熱交換器が配置されていてもよい。
 上記実施形態では、エンジン冷却水回路10に第1サーモスタット18および第2サーモスタット19が配置されているが、第1サーモスタット18および第2サーモスタット19の代わりに電磁弁が配置されていてもよい。そして、制御装置21が、水温センサ22が検出した冷却水温度に基づいて電磁弁を開閉制御してもよい。
 上記第2実施形態では、電気ヒータ23は、エンジン冷却水回路10のうちCVTウォーマ15の冷却水出口側かつエンジン11の冷却水入口側の冷却水通路に配置されているが、電気ヒータ23は、エンジン冷却水回路10のうちエンジン11の冷却水出口側かつCVTウォーマ15の冷却水入口側の冷却水通路に配置されていてもよい。
 本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態が本開示に示されているが、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (7)

  1.  熱媒体が循環する熱媒体回路(10)と、
     作動に伴って廃熱を発生し、前記廃熱を前記熱媒体に供給する廃熱供給機器(11)と、
     車両の変速機(17)を潤滑する潤滑油と前記熱媒体とを熱交換させる熱交換器(15)と、
     前記熱交換器の内部にある前記潤滑油を加熱する加熱部(20、23)とを備える車両用冷却装置。
  2.  前記加熱部は、電力が供給されることによって発熱する発熱部である請求項1に記載の車両用冷却装置。
  3.  前記廃熱供給機器はエンジンであり、
     前記加熱部は、前記エンジンの作動とは無関係に発熱可能な発熱部である請求項1に記載の車両用冷却装置。
  4.  前記熱交換器は、前記潤滑油が流入出する潤滑油流入出面(15a)と、前記熱媒体が流入出する熱媒体流入出面(15c)と、前記熱媒体流入出面および前記潤滑油流入出面とは異なる非流入出面(15b)と、前記潤滑油と前記熱媒体とを熱交換させる熱交換部(15h)を有しており、
     前記熱交換部は、前記熱交換器の内部において、前記潤滑油流入出面および前記熱媒体流入出面よりも前記非流入出面の近くに配置されており、
     前記加熱部(20)は、前記非流入出面に配置されている請求項1ないし3のいずれか1つに記載の車両用冷却装置。
  5.  前記熱媒体回路は、前記熱媒体が流通する通路を形成する管状部材(24)を有しており、
     前記加熱部(23)は、前記管状部材に挿入されており、前記熱媒体を介して前記潤滑油を加熱する請求項1ないし3のいずれか1つに記載の車両用冷却装置。
  6.  前記熱媒体の温度が所定温度未満である場合、前記加熱部に前記電力を供給し、前記熱媒体の温度が前記所定温度以上である場合、前記加熱部への前記電力の供給を停止する制御部(21)を備える請求項2に記載の車両用冷却装置。
  7.  前記加熱部(20)は、前記非流入出面(15b)の全面に配置されている、請求項4に記載の車両用冷却装置。
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