(57)【要約】【課題】車両のパワートレーンの損失の増加を抑制することができる自動変速機の油温制御装置を提供する。【解決手段】自動変速機２０の作動油は、オイルポンプ７０により第１油路ＣＦ１を循環するとともに、熱交換器４０に供給されて冷却水との間で熱交換を行なう。自動変速機２０の油温制御装置は、第２水路ＣＷ２から分岐され、自動変速機２０の内部に冷却水を循環させるように配設された第３水路ＣＷ３と、第３水路ＣＷ３の入口近傍に設けられた切換弁５４とを含む。ＥＣＵ１は、油温センサからの作動油温が所定温度を下回るときには、冷却水がラジエータ３０を迂回して第２水路ＣＷ２に戻されるようにサーモスタット５２を開閉制御するとともに、第３水路ＣＷ３を導通するように切換弁５４を開閉制御する。また、ＥＣＵ１は作動油が熱交換器４０を迂回して第１油路ＣＦ１に戻されるように切換弁７２を開閉制御する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関からの動力を駆動輪に伝達する自動変速機の作動油の温度を制御するための油温制御装置であって、
前記内燃機関には、冷却媒体を循環させる冷却媒体循環路が設けられ、
前記冷却媒体循環路から分岐され、冷却媒体を前記自動変速機に導入する冷却媒体導入路と、
前記冷却媒体導入路との間で熱交換を行なうように配され、前記自動変速機の作動流体を循環させる作動流体循環路と、
作動流体を冷却する熱交換器と、
前記作動流体循環路からの作動流体を前記熱交換器に導入する作動流体導入路と、
作動流体の温度を検知する流体温度センサと、
前記冷却媒体導入路および前記作動流体導入路の各々についての導通および遮断を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記流体温度センサによって検知された作動流体の温度が所定の第１の閾値を下回る場合には、前記冷却媒体導入路を導通させるとともに、前記作動流体導入路を遮断させる、自動変速機の油温制御装置。
【請求項２】
冷却媒体の温度を検知する媒体温度センサをさらに備え、
前記制御装置は、前記流体温度センサによって検知された作動流体の温度が前記第１の閾値以上であって、かつ所定の第３の閾値を下回るとともに、前記媒体温度センサによって検知された冷却媒体の温度が所定の第２の閾値を下回る場合には、前記冷却媒体導入路を遮断させるとともに、前記作動流体導入路を遮断させる、請求項１に記載の自動変速機の油温制御装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記流体温度センサによって検知された作動流体の温度が前記第１の閾値以上であって、かつ前記第３の閾値を下回るとともに、前記媒体温度センサによって検知された冷却媒体の温度が前記第２の閾値以上である場合には、前記冷却媒体導入路を導通させるとともに、前記作動流体導入路を遮断させる、請求項１に記載の自動変速機の油温制御装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記内燃機関の機械損失および冷却水温の関係と、前記自動変速機の機械損失および作動油温の関係とを予め有しており、前記流体温度センサによって検知された作動流体の温度および前記媒体温度センサによって検知された冷却媒体の温度に応じて、前記内燃機関および前記自動変速機の機械損失の和が最小となるように、前記冷却媒体導入路および前記作動流体導入路の各々についての導通および遮断を制御する、請求項１から３のいずれか１項に記載の自動変速機の油温制御装置。
【請求項５】
前記作動流体循環路に作動流体を循環させるポンプをさらに備え、
前記冷却媒体導入路は、冷却媒体を前記ポンプに導入するように設けられる、請求項１から４のいずれか１項に記載の自動変速機の油温制御装置。
【請求項６】
前記ポンプは、
前記内燃機関の出力軸にて駆動されるギヤと、
前記ギヤを収容するケーシングとを含み、
前記冷却媒体導入路は、前記ケーシング内の前記ギヤの収容部分に冷却媒体を導入するように設けられ、
前記ポンプは、前記ギヤの収容部分から前記ケーシングに連結される前記自動変速機の構成部品への熱伝達を遮断するための断熱部材をさらに含む、請求項５に記載の自動変速機の油温制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動変速機の油温制御装置に関し、より特定的には、車両に搭載された内燃機関の出力を駆動輪に伝達する自動変速機の作動油の油温を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の制御装置として、たとえば特開２００５−８３２２５号公報（特許文献１）には、内燃機関（エンジン）の冷却水の温度を利用して作動油（トランスミッションオイル）の温度を制御するトランスミッション油温制御装置が開示される。
【０００３】
これによれば、トランスミッション油温制御装置は、エンジンを通過した冷却水を空調装置用ヒータコアに循環させるヒータ循環経路と、エンジンを通過した冷却水をラジエータに循環させるラジエータ循環経路と、エンジンを通過した冷却水の温度を検出する冷却水温検出手段と、エンジンを通過した冷却水の温度によってトランスミッションオイルの温度を調整可能な油温調整手段と、ヒータ循環経路を流れる冷却水を油温調整手段に流す第１切換パターンと、ラジエータ循環経路におけるラジエータを通過した冷却水を油温調整手段に流す第２切換パターンと、油温調整手段への冷却水の流通を停止させる第３切換パターンとを備えた電気制御流路切換バルブと、冷却水温検出手段で検出された冷却水の温度が所定の第１温度未満である時は電気制御流路切換バルブを第３切換パターンに切り換え、第１温度以上から第２温度未満である時は第１切換パターンに切り換え、第２温度以上になると第２切換パターンに切り換えを行なう温度調整バルブ切り替え手段とを備えている。
【特許文献１】特開２００５−８３２２５号公報
【特許文献２】特開２００５−１１４０７３号公報
【特許文献３】特開２００１−５９５６２号公報
【特許文献４】特開平１１−８１９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１に開示されるトランスミッション油温制御装置によれば、油温調整手段によってトランスミッションオイルの加熱および冷却を共に行なうことができるため、オイルウォーマーおよびオイルクーラーの設置が不要となり、車両搭載性を悪化させることなく、また、コストの上昇を抑えつつ、トランスミッションオイルを適温に制御することができる。
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１では、冷却水温検出手段で検出された冷却水の温度が所定の第１温度未満である場合、すなわち、冷却水が低温である場合には、電気制御流路切換バルブによって、油温調整手段への冷却水の流通が停止される。そのため、冷却水の温度が第１温度以上となるまでの期間、すなわちエンジンの暖機が完了するまでの期間において、トランスミッションオイルは低温状態に維持されることとなる。この結果、当該期間において、トランスミッションオイルの粘度が高いために変速機内の運動部分の抵抗となり、摩擦損失を増加させる。そのため、車両のパワートレーン全体での損失が大きくなり、燃費を悪化させるという問題がある。
【０００６】
それゆえ、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、車両のパワートレーンの損失の増加を抑制することができる自動変速機の油温制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明のある局面に従えば、自動変速機の油温制御装置は、内燃機関からの動力を駆動輪に伝達する自動変速機の作動油の温度を制御する。内燃機関には、冷却媒体を循環させる冷却媒体循環路が設けられる。自動変速機の油温制御装置は、冷却媒体循環路から分岐され、冷却媒体を自動変速機に導入する冷却媒体導入路と、冷却媒体導入路との間で熱交換を行なうように配され、自動変速機の作動流体を循環させる作動流体循環路と、作動流体を冷却する熱交換器と、作動流体循環路からの作動流体を熱交換器に導入する作動流体導入路と、作動流体の温度を検知する流体温度センサと、冷却媒体導入路および作動流体導入路の各々についての導通および遮断を制御する制御装置とを備える。制御装置は、流体温度センサによって検知された作動流体の温度が所定の第１の閾値を下回る場合には、冷却媒体導入路を導通させるとともに、作動流体導入路を遮断させる。
【０００８】
好ましくは、自動変速機の油温制御装置は、冷却媒体の温度を検知する媒体温度センサをさらに備える。制御装置は、流体温度センサによって検知された作動流体の温度が第１の閾値以上であって、かつ所定の第３の閾値を下回るとともに、媒体温度センサによって検知された冷却媒体の温度が所定の第２の閾値を下回る場合には、冷却媒体導入路を遮断させるとともに、作動流体導入路を遮断させる。
【０００９】
好ましくは、制御装置は、流体温度センサによって検知された作動流体の温度が第１の閾値以上であって、かつ第３の閾値を下回るとともに、媒体温度センサによって検知された冷却媒体の温度が第２の閾値以上である場合には、冷却媒体導入路を導通させるとともに、作動流体導入路を遮断させる。
【００１０】
好ましくは、制御装置は、内燃機関の機械損失および冷却水温の関係と、自動変速機の機械損失および作動油温の関係とを予め有しており、流体温度センサによって検知された作動流体の温度および媒体温度センサによって検知された冷却媒体の温度に応じて、内燃機関および自動変速機の機械損失の和が最小となるように、冷却媒体導入路および作動流体導入路の各々についての導通および遮断を制御する。
【００１１】
好ましくは、自動変速機の油温制御装置は、作動流体循環路に作動流体を循環させるポンプをさらに備える。冷却媒体導入路は、冷却媒体をポンプに導入するように設けられる。
【００１２】
好ましくは、ポンプは、内燃機関の出力軸にて駆動されるギヤと、ギヤを収容するケーシングとを含む。冷却媒体導入路は、ケーシング内のギヤの収容部分に冷却媒体を導入するように設けられる。ポンプは、ギヤの収容部分からケーシングに連結される自動変速機の構成部品への熱伝達を遮断するための断熱部材をさらに含む。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、車両のパワートレーンの損失の増加を抑制して燃費の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【００１５】
（冷却装置の概略構成）
図１は、この発明の実施の形態に従う自動変速機の油温制御装置を搭載した車両のパワートレーンの概略構成図である。
【００１６】
図１を参照して、車両のパワートレーンは、エンジン１０と、自動変速機２０と、エンジン１０および自動変速機２０を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）１とから構成される。
【００１７】
エンジン１０は、たとえばガソリンエンジンなどの内燃機関であるが、これに限定されずディーゼルエンジンであってもよい。
【００１８】
自動変速機２０は、トルクコンバータおよび変速機構（ともに図示せず）から構成される。エンジン１０の出力軸は、トルクコンバータの入力軸に接続されており、エンジン１０から出力されたトルクがトルクコンバータを介してインプットシャフトに伝達される。変速機構は、プラネタリギヤユニットからなる有段式の変速機であってもよく、無段階に変速比を変更するＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）であってもよい。なお、本実施の形態においては、自動変速機２０は、プラネタリギヤユニットからなる有段式の変速機として説明する。
【００１９】
変速機構は、サンギヤ、リングギヤおよびキャリヤを回転要素とする遊星歯車機構と、インプットシャフトとカウンタドライブギヤとの間のトルク伝達経路を切り換えるためのクラッチやブレーキなどの摩擦係合装置と、ディファレンシャル機構と、アウトプットシャフトとを含んでいる。摩擦係合装置を構成するクラッチおよびブレーキは、たとえば多板クラッチ式の摩擦係合要素からなり、油圧による係合力に応じて、そのトルク容量が連続的に変化するように構成されている。
【００２０】
エンジン１０には、ガソリンの燃焼熱やピストンの摩擦運動に伴なう摩擦熱を冷却するための冷却装置が設けられている。エンジン１０の冷却装置は、各々が冷却水の循環経路を構成する第１水路ＣＷ１、第２水路ＣＷ２およびバイパス水路ＢＷと、ラジエータ３０と、ウォーターポンプ５０と、サーモスタット（電磁弁機能付き）５２と、水温センサ５６とを含む。
【００２１】
第２水路ＣＷ２は、エンジン１０のシリンダヘッドおよびシリンダブロック（図示せず）に配設される。この第２水路ＣＷ２の入口および出口は、第１水路ＣＷ１を介してラジエータ３０に接続されている。そして、第２水路ＣＷ２の入口近傍には、ウォーターポンプ５０が設けられている。
【００２２】
ウォーターポンプ５０は、図示は省略するが、プーリおよびベルト等を介してクランクシャフトに駆動連結され、エンジン１０の運転に連動して作動する。ウォーターポンプ５０は、第１水路ＣＷ１を流れる冷却水を吸引して第２水路ＣＷ２へ吐出する。この冷却水の吸引・吐出により、冷却水がウォーターポンプ５０を起点として、第１水路ＣＷ１および第２水路ＣＷ２を、図１中に矢印で示す方向に循環する。この循環中に、冷却水は、第２水路ＣＷ２を通過する過程において、エンジン１０から熱伝達を受けて昇温する。昇温した冷却水は、第１水路ＣＷ１を通過する過程において図示しないラジエータファンにより放熱され、温度を下げる。
【００２３】
なお、ラジエータファンは、ＥＣＵ１からの制御信号によりその作動および停止あるいはさらに加えて回転数制御が可能である。また、ラジエータファンに代えて、車両の走行によって生じる走行風により冷却水が放熱されるように構成してもよい。
【００２４】
第２水路ＣＷ２の出口近傍には、サーモスタット５２および水温センサ５６が設けられている。水温センサ５６は、冷却水の温度（以下、冷却水温とも称する）Ｔｗを検出し、その検出した冷却水温ＴｗをＥＣＵ１へ出力する。
【００２５】
さらに、第２水路ＣＷ２の入口とサーモスタット５２との間には、第１水路ＣＷ１を迂回するバイパス水路ＢＷが設けられている。サーモスタット５２は、ＥＣＵ１からの制御信号によって開閉制御が行なわれることにより、第１水路ＣＷ１およびバイパス水路ＢＷを導通・遮断させる。具体的には、サーモスタット５２を開閉制御して、第１水路ＣＷ１を導通する一方でバイパス水路ＢＷを遮断することにより、第１水路ＣＷ１と第２水路ＣＷ２との間で冷却水の循環が開始される。これに対して、サーモスタット５２を開閉制御して、第１水路ＣＷ１を遮断する一方でバイパス水路ＢＷを導通することにより、第２水路ＣＷ２内の冷却水はラジエータ３０を迂回して第２水路ＣＷ２に戻される。
【００２６】
自動変速機２０には、油圧制御、潤滑、冷却および動力伝達のための作動油（ＡＴＦ；Automatic Transmission Fluid）が充填されている。この作動油は、その温度によって粘度および圧力が変化する。特に低温時には、その粘度が高いことから、変速機内の運動部分の抵抗となり、パワートレーンの摩擦損失を増加させる。そのため、自動変速機２０には、作動油の温度調整を行なうための油温制御装置が設けられている。
【００２７】
この油温制御装置は、自動変速機２０の内部に作動油を循環させるための第１油路ＣＦ１と、オイルポンプ７０と、切換弁７２と、油温センサ７４と、熱交換器４０と、第２油路ＣＦ２とを含む。
【００２８】
第１油路ＣＦ１は、変速機構を強制潤滑するために設けられた油路および変速機構を所望の状態に制御するための油圧調整機構であるバルブボデーの油路などからなる。そして、第１油路ＣＦ１の入口および出口は、第２油路ＣＦ２を介して熱交換器４０に接続される。また、この第１油路ＣＦ１には、オイルポンプ７０および油温センサ７４が設けられている。
【００２９】
オイルポンプ７０は、たとえばノンクレセント型オイルポンプであって、エンジン１０の回転により駆動される機械オイルポンプである。オイルポンプ７０は、第１油路ＣＦ１に作動油を循環させる。
【００３０】
油温センサ７４は、第１油路ＣＦ１を通過する作動油の温度（以下、作動油温とも称する）Ｔｆを検出し、その検出した作動油温ＴｆをＥＣＵ１へ出力する。
【００３１】
第１油路ＣＦ１の出口近傍には、切換弁７２が設けられている。切換弁７２は、後述するように、ＥＣＵ１からの制御信号により開閉制御が可能である。さらに、第１油路ＣＦ１の入口と切換弁７２との間には、第２油路ＣＦ２を迂回するバイパス油路ＢＦが設けられている。
【００３２】
切換弁７２は、ＥＣＵ１からの制御信号によって開閉制御が行なわれることにより、第２油路ＣＦ２およびバイパス油路ＢＦを導通・遮断させる。具体的には、切換弁７２を開閉制御して、第２油路ＣＦ２を導通する一方でバイパス油路ＢＦを遮断することにより、第１油路ＣＦ１と第２油路ＣＦ２との間で作動油の循環が開始される。第１油路ＣＦ１と第２油路ＣＦ２との間で作動油の循環が開始されると、作動油は、第２油路ＣＦ２を通過する過程において熱交換器４０に供給される。熱交換器４０は、ラジエータ３０に併設されており、作動油と冷却水との間で熱交換を行なうことにより作動油を冷却する。
【００３３】
これに対して、切換弁７２を開閉制御して、第２油路ＣＦ２を遮断する一方でバイパス油路ＢＦを導通することにより、第１油路ＣＦ１内の作動油は、第２油路ＣＦ２を迂回して第１油路ＣＦ１に戻される。
【００３４】
さらに、本実施の形態において、自動変速機２０の油温制御装置は、第２水路ＣＷ２から分岐され、自動変速機２０の内部に冷却水を循環させるように配設された第３水路ＣＷ３と、第３水路ＣＷ３の入口近傍に設けられた切換弁５４とを含む。
【００３５】
切換弁５４は、後述するように、ＥＣＵ１からの制御信号により開閉制御が可能である。切換弁５４が開かれることにより、第３水路ＣＷ３は導通状態となる。これにより、第２水路ＣＷ２を流れる冷却水は、第３水路ＣＷ３に導入される。第３水路ＣＷ３は、図１に示すように、作動油の供給源であるオイルポンプ７０に対して冷却水を供給するように配設される。したがって、冷却水は、第３水路ＣＷ３を通過する過程において、オイルポンプ７０に吸引・吐出される作動油との間で熱交換を行なうことができる。
【００３６】
ＥＣＵ１には、水温センサ５６からの冷却水温Ｔｗおよび油温センサ７４からの作動油温Ｔｆが入力される。ＥＣＵ１は、これらの入力信号に基づいて、後述する方法によって、サーモスタット５２および切換弁５４，７２の各々に対して、その開閉制御を行なうための信号（開閉制御信号）を生成して出力する。
【００３７】
図１に示すこの発明の実施の形態と本願発明との対応関係については、第２水路ＣＷ２が「冷却媒体循環路」に相当し、第１油路ＣＦ１が「作動流体循環路」に相当する。また、第２油路ＣＦ２が「作動流体導入路」に相当し、第３水路ＣＷ３が「冷却媒体導入路」に相当する。
【００３８】
（制御構造）
以下に、図２から図８を参照して、本実施の形態に従う自動変速機２０の油温制御を実現するための制御構造について説明する。なお、本実施の形態に従う制御構造は、ＥＣＵ１（図１）において、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が予めＲＯＭ（Read Only Memory）などに格納されたプログラムをＲＡＭ（Random Access Memory）に読み出して実行することによって実現される。
【００３９】
図２は、自動変速機２０（図１）の機械損失と作動油温Ｔｆとの関係を説明するための図である。図３は、エンジン１０（図１）の機械損失と冷却水温Ｔｗとの関係を説明するための図である。本実施の形態に従う油温制御は、図２および図３に示される自動変速機２０およびエンジン１０の機械損失の温度特性に基づき、パワートレーン全体としての機械損失が最小となるように、サーモスタット５２および切換弁５４，７２の開閉制御を行なうものである。
【００４０】
具体的には、図２を参照して、自動変速機２０の機械損失は、作動油温Ｔｆが低下するに従って増加する。これは、作動油温Ｔｆが低いときには、作動油の粘度が高くなるために摩擦損失が増加することによる。そして、この機械損失は、作動油温Ｔｆが所定温度Ｔ１ｓｅｔ以上のときには、作動油温Ｔｆに対する変化量が小さいのに対して、作動油温Ｔｆが所定温度Ｔ１ｓｅｔを下回ると、作動油温Ｔｆに対する変化量が大きくなる特性を示している。すなわち、自動変速機２０の機械損失は、作動油温Ｔｆが所定温度Ｔ１ｓｅｔとなる付近において、変局点を有している。
【００４１】
これに対して、図３を参照して、エンジン１０の機械損失は、冷却水温Ｔｗが低下するに従って増加する。さらに、エンジン１０の機械損失は、冷却水温Ｔｗが所定温度を下回るとその変化量が大きくなっており、上述した自動変速機２０の機械損失とは共通する温度特性を有している。
【００４２】
しかしながら、このエンジン１０の機械損失と図２の自動変速機２０の機械損失とを比較すると、変局点である所定温度Ｔ１ｓｅｔよりも低温の領域では、温度に対する機械損失の変化量は、自動変速機２０の機械損失の方が、エンジン１０の機械損失よりも大きいことが分かる。このことから、該温度領域では、冷却水温Ｔｗを上昇させるよりも作動油温Ｔｆを上昇させる方が、パワートレーン全体での損失低減効果が大きいと判断される。
【００４３】
そこで、本実施の形態に従う油温制御では、作動油温Ｔｆが所定温度Ｔ１ｓｅｔを下回る場合（図２の領域Ｉに相当）には、冷却水から作動油への熱伝達を行なうことにより作動油を積極的に昇温する構成とする。
【００４４】
図４は、本実施の形態に従う自動変速機の油温制御による冷却水および作動油の流れを説明するための図である。
【００４５】
図４を参照して、作動油温Ｔｆが所定温度Ｔ１ｓｅｔを下回るとき（図２の領域Ｉに相当）には、サーモスタット５２は、ＥＣＵ１（図１）からの制御信号により、第１水路ＣＷ１を遮断する一方でバイパス水路ＢＷを導通するように開閉制御が行なわれる。したがって、第２水路ＣＷ２内の冷却水は、ラジエータ３０を迂回して第２水路ＣＷ２に戻される。これにより、エンジン１０の始動後等の機関冷間時には、第２水路ＣＷ２を循環する冷却水は、エンジン１０で発生した熱を受けて昇温する。
【００４６】
このとき、切換弁５４においては、ＥＣＵ１からの制御信号により、第３水路ＣＷ３を導通するように開閉制御が行なわれる。これにより、昇温した冷却水は自動変速機２０内のオイルポンプ７０へ供給される。オイルポンプ７０では、作動油と冷却水との間で熱交換が行なわれることにより、作動油が加熱される。
【００４７】
さらに、切換弁７２においては、ＥＣＵ１からの制御信号により、第２油路ＣＦ２を遮断する一方でバイパス油路ＢＦを導通するように開閉制御が行なわれる。この結果、作動油は、熱交換器４０での熱交換が禁止されて第１油路ＣＦ１のみを循環することから、冷却水からの熱伝達を受けて速やかに昇温する。
【００４８】
再び図２を参照して、作動油温Ｔｆが上昇して所定温度Ｔ１ｓｅｔ以上となると、自動変速機２０の機械損失の作動油温に対する変化量が小さくなる。したがって、図４で示したように、冷却水から作動油への熱伝達を継続して行なうことによっても、得られる損失低減効果が小さいとが判断される。そこで、このような場合には、冷却水から作動油への熱伝達を停止してエンジン１０の暖機を積極的に行なう構成とする。
【００４９】
図５は、本実施の形態に従う自動変速機の油温制御による冷却水および作動油の流れを説明するための図である。この図５では、作動油温Ｔｆが所定温度Ｔ１ｓｅｔ以上ではあるものの、エンジン１０および自動変速機２０のいずれも暖機が完了していない場合における油温制御が示されている。なお、所定温度Ｔ２ｓｅｔ，Ｔ３ｓｅｔは、図２および図３を参照して、それぞれエンジン１０および自動変速機２０の暖機が完了したときの冷却水温Ｔｗおよび作動油温Ｔｆに相当する。
【００５０】
図５を参照して、作動油温Ｔｆが所定温度Ｔ１ｓｅｔ以上所定温度Ｔ３ｓｅｔ未満であって、かつ、冷却水温Ｔｗが所定温度Ｔ２ｓｅｔを下回る場合（図２および図３の領域ＩＩに相当）には、切換弁５４は、ＥＣＵ１からの制御信号により、第３水路ＣＷ３を遮断するように開閉制御が行なわれる。これにより、オイルポンプ７０への冷却水の供給が停止される。
【００５１】
さらに、サーモスタット５２においては、図４と同様に、ＥＣＵ１からの制御信号により、第１水路ＣＷ１を遮断する一方でバイパス水路ＢＷを導通するように開閉制御が行なわれる。この結果、冷却水は、第２水路ＣＷ２のみを循環することとなり、エンジン１０から熱伝達を受けて昇温する。このときのエンジン１０の暖機効率は、図４の場合と比較して、作動油への熱伝達が行なわれないため、より高いものとなる。
【００５２】
なお、切換弁７２においては、図４と同様に、ＥＣＵ１からの制御信号により、第２油路ＣＦ２を遮断する一方でバイパス油路ＢＦを導通するように開閉制御が行なわれる。これにより、作動油は、第１油路ＣＦ１のみを循環する。
【００５３】
このような構成とすることにより、冷却水は第２水路ＣＷ２のみを循環することから、速やかに昇温する。そして、冷却水温Ｔｗが所定温度Ｔ３ｓｅｔ以上となり、エンジン１０の暖機が完了した場合には、図６に示すように、冷却水から作動油への熱伝達が再開される。
【００５４】
図６は、本実施の形態に従う自動変速機の油温制御による冷却水および作動油の流れを説明するための図である。この図６では、エンジン１０の暖機が完了する一方で、自動変速機２０の暖機が完了していない場合における油温制御が示されている。
【００５５】
図６を参照して、作動油温Ｔｆが所定温度Ｔ１ｓｅｔ以上所定温度Ｔ３ｓｅｔ未満であって、かつ、冷却水温Ｔｗが所定温度Ｔ２ｓｅｔ以上の場合（図２および図３の領域ＩＩＩに相当）には、切換弁５４は、ＥＣＵ１からの制御信号により、第３水路ＣＷ３を導通するように開閉制御が行なわれる。これにより、オイルポンプ７０には冷却水が供給され、作動油と冷却水との間で熱交換が開始される。
【００５６】
さらに、サーモスタット５２においては、ＥＣＵ１からの制御信号により、第１水路ＣＷ１を導通する一方でバイパス水路ＢＷを遮断するように開閉制御が行なわれる。したがって、第２水路ＣＷ２および第１水路ＣＷ１のそれぞれに冷却水が循環されるようになる。すなわち、図４に示した機関冷間時とは異なり、ラジエータ３０によって冷却された冷却水が第２水路ＣＷ２に導入されるため、エンジン１０の過剰な温度上昇が抑制される。
【００５７】
これに対して、切換弁７２においては、図４および図５と同様に、ＥＣＵ１からの制御信号により、第２油路ＣＦ２を遮断する一方でバイパス油路ＢＦを導通するように開閉制御が行なわれる。これにより、作動油は、熱交換器４０での熱交換が禁止されて第１油路ＣＦ１のみを循環することから、冷却水からの熱伝達により昇温する。
【００５８】
最後に、作動油温Ｔｆが所定温度Ｔ３ｓｅｔ以上となって自動変速機２０の暖機が完了すると、冷却水および作動油は、エンジン１０および自動変速機２０をそれぞれ冷却するように、その流れが切り換えられる。
【００５９】
図７は、本実施の形態に従う自動変速機の油温制御による冷却水および作動油の流れを説明するための図である。この図７では、エンジン１０および自動変速機２０が共に暖機が完了している場合における油温制御が示されている。
【００６０】
図７を参照して、作動油温Ｔｆが所定温度Ｔ３ｓｅｔ以上であって、かつ、冷却水温Ｔｗが所定温度Ｔ２ｓｅｔ以上の場合（図２の領域ＩＶに相当）には、切換弁５４は、ＥＣＵ１からの制御信号により、第３水路ＣＷ３を導通するように開閉制御が行なわれる。これにより、オイルポンプ７０には冷却水が供給され、作動油と冷却水との間で熱交換が行なわれる。
【００６１】
さらに、サーモスタット５２においては、ＥＣＵ１からの制御信号により、第１水路ＣＷ１を導通する一方でバイパス水路ＢＷを遮断するように開閉制御が行なわれる。したがって、第２水路ＣＷ２および第１水路ＣＷ１のそれぞれに冷却水が循環されるようになる。すなわち、ラジエータ３０によって冷却された冷却水が第２水路ＣＷ２に導入されるため、エンジン１０の過剰な温度上昇が抑制される。
【００６２】
また、切換弁７２においては、ＥＣＵ１からの制御信号により、第２油路ＣＦ２を導通する一方でバイパス油路ＢＦを遮断するように開閉制御が行なわれる。これにより、第１油路ＣＦ１および第２油路ＣＦ２のそれぞれに作動油が循環される。すなわち、熱交換器４０によって冷却された作動油が第１油路ＣＦ１に導入されるため、自動変速機２０の過剰な温度上昇が抑制される。
【００６３】
なお、図７においては、第３水路ＣＷ３を導通したことによって、エンジン１０で発生した熱は、冷却水を介してラジエータ３０から放熱されるとともに、作動油を介して熱交換器４０からも放熱されることになる。これにより、エンジン１０の冷却効率を高めることができる。なお、図７の構成に限定されず、第３水路ＣＷ３を遮断することにより、エンジン１０で発生した熱を専ら冷却水を介してラジエータ３０から放熱することも可能である。
【００６４】
以上の処理は、図８に示すような処理フローにまとめることができる。
（フローチャート）
図８は、この発明の実施の形態に従う自動変速機の油温制御の処理手順を示すフローチャートである。なお、図８に示す処理は、ＥＣＵ１（図１）により、所定時間毎に繰り返し実行される。
【００６５】
図８を参照して、ＥＣＵ１は、水温センサ５６（図１）からの入力信号に基づいて、冷却水温Ｔｗを検知するとともに、油温センサ７４（図１）からの入力信号に基づいて、作動油温Ｔｆを検知する（ステップＳ０１）。そして、ＥＣＵ１は、作動油温Ｔｆが所定温度Ｔ１ｓｅｔよりも低いか否かを判断する（ステップＳ０２）。
【００６６】
作動油温Ｔｆが所定温度Ｔ１ｓｅｔよりも低い場合（ステップＳ０２においてＹＥＳの場合）には、ＥＣＵ１は、第１水路ＣＦ１を遮断する一方でバイパス水路ＢＷを導通するように、サーモスタット５２（図１）の開閉制御を行なう。また、ＥＣＵ１は、第３水路ＣＷ３を導通するように、切換弁５４（図１）の開閉制御を行なう。さらに、ＥＣＵ１は、第２油路ＣＦ２を遮断する一方でバイパス油路ＢＦを導通するように、切換弁７２（図１）の開閉制御を行なう（ステップＳ０３）。これにより、第２水路ＣＷ２および第３水路ＣＷ３のそれぞれに冷却水が循環される。そして、冷却水が第３水路ＣＷ３を通過する過程において、冷却水と作動油との間で熱交換が行なわれる。このとき、第１油路ＣＦ１のみに作動油が循環される。
【００６７】
これに対して、作動油温Ｔｆが所定温度Ｔ１ｓｅｔ以上の場合（ステップＳ０２においてＮＯの場合）には、ＥＣＵ１はさらに、冷却水温Ｔｗが所定温度Ｔ２ｓｅｔよりも低いか否かを判断する（ステップＳ０４）。
【００６８】
冷却水温Ｔｗが所定温度Ｔ２ｓｅｔよりも低い場合（ステップＳ０４においてＹＥＳの場合）には、ＥＣＵ１は、第１水路ＣＷ１を遮断する一方でバイパス水路ＢＷを導通するように、サーモスタット５２（図１）の開閉制御を行なう。また、ＥＣＵ１は、第３水路ＣＷ３を遮断するように、切換弁５４（図１）の開閉制御を行なう。さらに、ＥＣＵ１は、第２油路ＣＦ２を遮断する一方でバイパス油路ＢＦを導通するように、切換弁７２（図１）の開閉制御を行なう（ステップＳ０５）。これにより、冷却水から作動油への熱伝達が停止され、第２水路ＣＷ２のみに冷却水が循環される。その結果、冷却水は速やかに昇温する。
【００６９】
これに対して、冷却水温Ｔｗが所定温度Ｔ２ｓｅｔ以上の場合（ステップＳ０４においてＮＯの場合）には、ＥＣＵ１は、作動油温Ｔｆが所定温度Ｔ３ｓｅｔよりも低いか否かを判断する（ステップＳ０６）。
【００７０】
作動油温Ｔｆが所定温度Ｔ３ｓｅｔよりも低い場合（ステップＳ０６においてＹＥＳの場合）には、ＥＣＵ１は、第１水路ＣＷ１を導通する一方でバイパス水路ＢＷを遮断するように、サーモスタット５２（図１）の開閉制御を行なう。また、ＥＣＵ１は、第３水路ＣＷ３を導通するように、切換弁５４（図１）の開閉制御を行なう。さらに、ＥＣＵ１は、第２油路ＣＦ２を遮断する一方でバイパス油路ＢＦを導通するように、切換弁７２（図１）の開閉制御を行なう（ステップＳ０７）。これにより、第１水路ＣＷ１、第２水路ＣＷ２および第３水路ＣＷ３のそれぞれに冷却水が循環される。そして、冷却水が第１水路ＣＷ１を通過する過程において、ラジエータ３０により放熱される。また、冷却水が第３水路ＣＷ３を通過する過程において、冷却水と作動油との間で熱交換が行なわれる。このとき、第１油路ＣＦ１のみに作動油が循環される。
【００７１】
これに対して、作動油温Ｔｆが所定温度Ｔ３ｓｅｔ以上の場合（ステップＳ０６においてＮＯの場合）には、ＥＣＵ１は、第１水路ＣＷ１を導通する一方でバイパス水路ＢＷを遮断するように、サーモスタット５２（図１）の開閉制御を行なう。また、ＥＣＵ１は、第３水路ＣＷ３を導通するように、切換弁５４（図１）の開閉制御を行なう。さらに、ＥＣＵ１は、第２油路ＣＦ２を導通する一方でバイパス油路ＢＦを遮断するように、切換弁７２（図１）の開閉制御を行なう（ステップＳ０８）。これにより、第１水路ＣＷ１、第２水路ＣＷ２および第３水路ＣＷ３のそれぞれに冷却水が循環される。そして、冷却水が第１水路ＣＷ１を通過する過程において、冷却水はラジエータ３０により放熱される。また、冷却水が第３水路ＣＷ３を通過する過程において、冷却水と作動油との間で熱交換が行なわれる。さらに、第１油路ＣＦ１および第２油路ＣＦ２のそれぞれに作動油が循環される。作動油が第２油路ＣＦ２を通過する過程において、熱交換器４０により作動油と冷却水との熱交換が行なわれる。
【００７２】
以上に述べたように、本実施の形態に従う自動変速機の油温制御装置は、エンジン１０および自動変速機２０の機械損失の温度特性に基づいて、冷却水温Ｔｗおよび作動油温Ｔｆに応じてパワートレーン全体での機械損失が最小となるように、冷却水および作動油の流れを統合的に制御する。これによれば、エンジン１０の冷間始動時のように冷却水および作動油のいずれもが低温であるときから、エンジン１０および自動変速機２０が暖機完了に至るまで、パワートレーンに発生する損失を最小化することができる。その結果、燃費を向上させることが可能となる。
【００７３】
さらに、本実施の形態では、自動変速機２０内部に設けた第３水路ＣＷ３（図１）を、図９に示すような構造とすることにより、パワートレーンの損失をより一層低減することができる。
【００７４】
図９は、図１の自動変速機２０におけるオイルポンプ７０の部分断面図である。
図９を参照して、オイルポンプ７０は、ドライブギヤ９４と、これに噛合する内歯のドリブンギヤ９２と、両ギヤ９４，９２を回転自在に収容するケーシングとを含む。このケーシングは、互いに接合固定されたギヤボデー９０とハウジング８０とにより形成されている。
【００７５】
ギヤボデー９０の平坦な一側面には、両ギヤ９４，９２を回転自在に収容する収容部が形成されている。ハウジング８０は、平坦な一側面により該収容部を液密に覆うように、ギヤボデー９０にボルト止めされている。このギヤボデー９０の収容部およびこれを覆うハウジング８０により、両ギヤ９４，９２を収納するギヤ室が形成されている。なお、ハウジング８０とギヤボデー９０との接合面には、作動油流路１１０に対応する部分を除いて断熱シール材１２０が取り付けられている。
【００７６】
ギヤ室内において、外歯歯車構造のドライブギヤ９４は、エンジン１０からの駆動力を図示しないトルクコンバータを介して駆動シャフト１３０に受けることにより回転する。ドリブンギヤ９２は、ドライブギヤ９４に対して偏心した内歯歯車構造であり、ドライブギヤ９４と互いに噛合する歯の間の容積が回転に伴なって変化する。このとき、両ギヤ９４，９２の間には、両ギヤ９４，９２の互いに噛合する歯の間の容積が回転に伴ない次第に増大する吸入領域と、互いに噛合する歯の間の容積が回転に伴ない次第に減少する吐出領域とが形成される。
【００７７】
ハウジング８０には、ギヤ室の一側面に対向して作動油流路１１０が形成されている。この作動油流路１１０は、上述した吸入領域に対応する位置に向けて開口された吸入通路と、上述した吐出領域に対応する位置に向けて開口された吐出通路とを有しており、図１における第１油路ＣＦ１を構成する。
【００７８】
以上のようなオイルポンプ７０の構成に対して、第３水路ＣＷ３に相当する冷却水路１００は、ギヤボデー９０において、両ギヤ９４，９２の近傍に形成されている。これにより、冷却水は、作動油の吸引・吐出によって作動油流路１１０に作動油を供給する供給源に対して、直接的に熱交換を行なうことができる。
【００７９】
さらに、上述したように、ギヤボデー９０とハウジング８０との接合面には断熱シール材１２０が設けられていることにより、冷却水から両ギヤ９４，９２に放出された熱が、ハウジング８０およびこれに接合される部材へ伝達するのが抑制される。
【００８０】
以上のような構成とすることにより、冷却水と作動油との間の熱交換を効果的に行なうことが可能となる。この結果、第３水路ＣＷ３を設けたことによって熱容量が増大するのが最小限に抑えられるため、エンジン１０の暖機を極力阻害することなく、作動油を昇温することができる。
【００８１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】この発明の実施の形態に従う自動変速機の油温制御装置を搭載した車両のパワートレーンの概略構成図である。
【図２】自動変速機の機械損失と作動油温との関係を説明するための図である。
【図３】エンジンの機械損失と冷却水温との関係を説明するための図である。
【図４】この実施の形態に従う自動変速機の油温制御による冷却水および作動油の流れを説明するための図である。
【図５】この実施の形態に従う自動変速機の油温制御による冷却水および作動油の流れを説明するための図である。
【図６】この実施の形態に従う自動変速機の油温制御による冷却水および作動油の流れを説明するための図である。
【図７】この実施の形態に従う自動変速機の油温制御による冷却水および作動油の流れを説明するための図である。
【図８】この発明の実施の形態に従う自動変速機の油温制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】図１の自動変速機２０におけるオイルポンプ７０の部分断面図である。
【符号の説明】
【００８３】
１  ＥＣＵ、１０  エンジン、２０  自動変速機、３０  ラジエータ、４０  熱交換器、５０  ウォーターポンプ、５２  サーモスタット、５４，７２  切換弁、５６  水温センサ、７０  オイルポンプ、７４  油温センサ、８０  ハウジング、９０  ギヤボデー、９２  ドリブンギヤ、９４  ドライブギヤ、１００  冷却水路、１１０  作動油流路、１２０  断熱シール材、１３０  駆動シャフト、ＢＦ  バイパス油路、ＢＷ  バイパス水路、ＣＦ１  第１油路、ＣＦ２  第２油路、ＣＷ１  第１水路、ＣＷ２  第２水路、ＣＷ３  第３水路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010048340.tif 000009
【図８】
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【図９】
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