(57)【要約】【課題】変速機の油温を適正に制御できる変速機の油温制御装置を提供すること。【解決手段】この変速機の油温制御装置１は、変速機の潤滑油の熱交換を熱交換器２にて行うことにより変速機の油温を制御する装置である。この変速機の油温制御装置は、熱交換器２に供給される潤滑油の流量を制御する流量制御部３を備えている。そして、この流量制御部３がトランスミッション損失による発熱量に基づいて、熱交換器２に供給される潤滑油の流量を制御している。これにより、熱交換器２における潤滑油の流量が流量制御部３により積極的に制御されている。【選択図】図１
2010196851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速機の潤滑油の熱交換を熱交換器にて行うことにより前記変速機の油温を制御する変速機の油温制御装置であって、
前記熱交換器に供給される潤滑油の流量を制御する流量制御部を備え、且つ、前記流量制御部がトランスミッション損失による発熱量に基づいて前記潤滑油の流量を制御することを特徴とする変速機の油温制御装置。
【請求項２】
前記熱交換器の放熱量の算出に用いられる前記潤滑油の油温として、変速機の現在の油温をなました値が用いられる請求項１に記載の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、変速機の油温制御装置に関し、さらに詳しくは、変速機の油温を適正に制御できる変速機の油温制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両用無段変速機では、各機構に潤滑油を供給して各機構を適正に潤滑あるいは冷却する必要がある。このため、近年の変速機の油温制御装置では、変速機の潤滑油の熱交換を熱交換器にて行うことにより変速機の油温を制御する構成が採用されている。かかる構成を採用する従来の変速機の油温制御装置として、特許文献１に記載される技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３３９９８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明は、変速機の油温を適正に制御できる変速機の油温制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、この発明にかかる変速機の油温制御装置は、変速機の潤滑油の熱交換を熱交換器にて行うことにより前記変速機の油温を制御する変速機の油温制御装置であって、前記熱交換器に供給される潤滑油の流量を制御する流量制御部を備え、且つ、前記流量制御部がトランスミッション損失による発熱量に基づいて前記潤滑油の流量を制御することを特徴とする。
【０００６】
この油温制御装置では、熱交換器に供給される潤滑油の流量を制御する流量制御部が設けられ、この流量制御部がトランスミッション損失による発熱量に基づいて潤滑油の流量を制御する。かかる構成では、熱交換器における潤滑油の流量が流量制御部により積極的に制御される。したがって、熱交換器における潤滑油の油量を制御しない構成と比較して、変速機の油温が適正に制御される利点がある。
【発明の効果】
【０００７】
この発明にかかる油温制御装置では、熱交換器に供給される潤滑油の流量を制御する流量制御部が設けられ、この流量制御部がトランスミッション損失による発熱量に基づいて潤滑油の流量を制御する。かかる構成では、熱交換器における潤滑油の流量が流量制御部により積極的に制御される。したがって、熱交換器における潤滑油の油量を制御しない構成と比較して、変速機の油温が適正に制御される利点がある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、この発明の実施例にかかる変速機の油温制御装置を示す構成図である。
【図２】図２は、図１に記載した油温制御装置の作用を示すブロック図である。
【図３】図３は、図１に記載した油温変速機の変形例１の作用を示すブロック図である。
【図４】図４は、図１に記載した油温変速機の変形例２の作用を示すブロック図である。
【図５】図５は、図１に記載した油温変速機の変形例２の作用を示すブロック図である。
【図６】図６は、図１に記載した油温変速機の変形例３の作用を示すブロック図である。
【図７】図７は、図１に記載した油温変速機の変形例４の作用を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施例の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、この実施例に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。
【実施例】
【００１０】
［変速機の油温制御装置］
この変速機の油温制御装置１は、変速機の潤滑油の油温を制御する装置であり、例えば、車両用のベルト式無段変速機あるいはトロイダル型無段変速機に適用される（図１参照）。
【００１１】
例えば、この実施例では、ドレーン系の潤滑油路に配置されたセカンダリレギュレータバルブ１１と、トランスミッション内の前側機構（例えば、トルクコンバータ、前後進切換装置など）の潤滑系１２および後側（例えば、減速機構など）の潤滑系１３とが潤滑油路１５１を介して接続されている。また、セカンダリレギュレータバルブ１１と変速機の変速部（例えば、ベルト式無段変速機のプーリとベルトとの接触部など）の潤滑系１４とが潤滑油路１５１の中途から分岐された潤滑油路１５２を介して接続されている。そして、油温制御装置１が、この変速部の潤滑系１４側の潤滑油路１５２上に配置されて、変速部の潤滑系１４に供給される潤滑油の油温を制御している。
【００１２】
また、油温制御装置１は、熱交換器２と、流量制御部３と、ＥＣＵ（electronic control unit）４とを備える。熱交換器２は、熱交換により潤滑油を冷却（あるいは加熱）する装置であり、例えば、空冷式クーラー、水冷式クーラーなどにより構成される。流量制御部３は、熱交換器２に供給される潤滑油の流量を制御する油圧回路であり、流量制御弁３１としてリニアソレノイドバルブを有する。また、熱交換器２と流量制御部３とは、変速部の潤滑系１４側の潤滑油路１５２上に直列に配置される。ＥＣＵ４は、各種センサ（図示省略）からの出力値に基づいて所定の演算を行い、この演算結果に基づいて流量制御部３（流量制御弁３１）を駆動制御する。各種センサには、例えば、車速あるいは風速を計測する車速センサ、外気の温度を計測する外気温センサ、トランスミッションの油温（Ｔ／Ｍ油温）を計測するＴ／Ｍ油温センサ、エンジントルクを計測するトルクセンサ、エンジン回転数を計測する回転数センサ、熱交換器２の入口部にて潤滑油の油温を計測する熱交換器入口油温センサなどが含まれる。
【００１３】
この油温制御装置１では、以下のように変速機の潤滑油の油温が制御される。まず、トランスミッション損失（Ｔ／Ｍ損失）の発熱により加熱されて高温となった潤滑油がセカンダリレギュレータバルブ１１から潤滑油路１５２に流入し、流量制御部３を経て熱交換器２に供給される。そして、この潤滑油が熱交換器２にて熱交換して冷却され、変速部の潤滑系１４に供給される。このとき、流量制御部３（流量制御弁３１）が駆動されて、熱交換器２における潤滑油の流量が制御される。これにより、変速機の潤滑系１４に供給される潤滑油の油温が制御される。
【００１４】
［熱交換器への潤滑量の流量制御］
ここで、上記した変速機の油温制御では、熱量収支に基づいて熱交換器２における必要放熱量が算出され、この必要放熱量に基づいて流量制御部３が駆動されて、熱交換器２における潤滑量の流量が制御される（図２参照）。具体的には、以下のフィードフォワード制御が行われる。
【００１５】
まず、トルクコンバータ損失による発熱量（Ｔ／Ｃ損失）と、トランスミッション損失による発熱量（Ｔ／Ｍ損失）と、トランスミッションの表面放熱による放熱量（Ｔ／Ｍ放熱量）と、エンジンからの伝熱による熱量との和に基づいて、必要放熱量（ＦＦ必要放熱量）が算出される。この必要放熱量は、このフィードフォワード制御において、熱交換器２にて放熱する必要がある熱量である。なお、トルクコンバータｓ損失による発熱量は、エンジントルクおよびエンジン回転数と、トルクコンバータ効率（Ｔ／Ｃ効率）とに基づいて算出される。また、トランスミッション損失による発熱量は、エンジントルクおよびエンジン回転数に基づいて算出される。また、エンジントルクおよびエンジン回転数は、エンジンのトルクセンサおよび回転数センサの各出力値として取得される。トランスミッションの放熱量は、車速（風速）、外気温およびＴ／Ｍ油温に基づいて算出される。また、車速、外気温およびＴ／Ｍ油温は、車速センサ、外気温センサおよびＴ／Ｍ油温センサの各出力値として取得される。
【００１６】
次に、この必要放熱量と、車速（風速）、外気温および熱交換器入口油温とに基づいて、熱交換器２における潤滑油の目標流量が算出される。この目標流量は、熱交換器２の性能特性を示す逆引きマップに基づいて算出される。なお、熱交換器入口油温は、熱交換器入口油温センサの出力値として取得されても良いし、Ｔ／Ｍ油温センサの出力値をなました値が用いられても良い。
【００１７】
次に、この目標流量と、ライン圧ソレノイド指令電流とに基づいて、流量制御部３の流量制御弁３１の目標電流（流量制御ソレノイド目標電流）が算出される。この目標電流は、流量制御弁３１の流量特性を示す逆引きマップに基づいて算出される。
【００１８】
そして、この目標電流に基づいて流量制御弁３１が駆動されて、熱交換器２における潤滑量の流量が制御される。これにより、Ｔ／Ｍ損失による発熱分が熱交換器２の放熱量により相殺されて、変速機における潤滑油の油温が適正に維持される。
【００１９】
［効果］
以上説明したように、この油温制御装置１では、熱交換器２に供給される潤滑油の流量を制御する流量制御部３が設けられ、この流量制御部３がトランスミッション損失による発熱量に基づいて潤滑油の流量を制御する（図１および図２参照）。かかる構成では、熱交換器２における潤滑油の流量が流量制御部３により積極的に制御される。したがって、熱交換器における潤滑油の油量を制御しない構成と比較して、変速機の油温が適正に制御される利点がある。
【００２０】
例えば、トロイダル型無段変速機では、一般にトラクション係数が油温に依存して低温および高温のいずれの運転条件下でも低下する特性を有する。この点において、この油温制御装置１では、（１）変速機の油温を高いトラクション係数を有する温度範囲内に制御（油温管理）できるので、トロイダル型無段変速機にて、パワーローラをディスクに押圧するための押圧油圧を低減できる。これにより、変速機の駆動効率および車両の燃費が向上する利点があり、また、変速機の耐久性能が向上する利点がある。
【００２１】
また、（２）ベルト式無段変速機にて、変速機の油温をベルト焼き鈍し温度以下に制御できるので、変速機の耐久性能が向上する利点がある。
【００２２】
また、トロイダル型無段変速機では、一般に使用される潤滑油（トラクションフルード）がＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid）と比較して蒸発しやすいため、ＡＴ（Automatic Transmission）の使用温度の上限を−２０℃に設定する必要がある。この点において、この油温制御装置１では、（３）変速機の油温が適正に制御できるので、潤滑油の蒸発量を抑制できる利点がある。
【００２３】
また、この油温制御装置１では、熱交換器２における潤滑油の目標流量が、熱交換器２の性能特性を示す逆引きマップに基づいて算出される（図２参照）。この逆引きマップは、熱交換器２における必要放熱量と、車速（風速）、外気温および熱交換器入口油温とに基づいて熱交換器２における潤滑油の目標流量が算出するためのマップである。かかる構成では、熱交換器２における目標流量を簡易に算出できる利点がある。
【００２４】
また、この油温制御装置１では、流量制御部３の流量制御弁３１の目標電流（流量制御ソレノイド目標電流）が、流量制御弁３１の流量特性を示す逆引きマップに基づいて算出される（図２参照）。この逆引きマップは、熱交換器２における目標流量と、ライン圧ソレノイド指令電流とに基づいて流量制御ソレノイド目標電流を算出するためのマップである。かかる構成では、ライン圧ソレノイド指令電流を簡易に算出できる利点がある。
【００２５】
［変形例１］
なお、この油温制御装置１では、変速機の現在の油温と目標油温との偏差が算出され、この偏差に基づいて熱交換器２における必要放熱量が算出されても良い（図３参照）。そして、この必要放熱量に基づいて流量制御部３が駆動されて、熱交換器２における潤滑量の流量が制御される。具体的には、以下のようなフィードバック制御が行われ得る。
【００２６】
まず、熱交換器２における必要放熱量の算出にあたり、変速機における現在の潤滑油の油温（Ｔ／Ｍ油温）とその目標値（目標油温）との偏差（Ｔ／Ｍ油温−目標油温）が算出される。次に、この偏差と目標制御時間との比（偏差／目標制御時間）が算出される。この目標制御時間は、偏差を０にするための目標時間である。次に、この比と所定のゲインとの積（偏差／目標制御時間×ゲイン）が算出される。このゲインは、例えば、Ｔ／Ｍ油温あるいは所定の予想油温に基づいて適宜変更される。次に、この積とトランスミッションの熱容量（Ｔ／Ｍ熱容量）との積（偏差／目標制御時間×ゲイン×（Ｔ／Ｍ熱容量））が算出され、この積が必要放熱量として用いられる。なお、Ｔ／Ｍ熱容量は、次の数式（１）により算出される。
【００２７】
Ｔ／Ｍ熱容量＝（潤滑油体積×比重×比熱＋鉄質量×比熱＋アルミニウム質量×比熱）×４．１８６０５                                              （１）
【００２８】
次に、この必要放熱量と、車速（風速）、外気温および熱交換器入口油温とに基づいて、熱交換器２における潤滑油の目標流量が算出される。次に、この目標流量と、ライン圧ソレノイド指令電流とに基づいて、流量制御部３の流量制御弁３１の目標電流（流量制御ソレノイド目標電流）が算出される。そして、この目標電流に基づいて流量制御弁３１が駆動されて、熱交換器２における潤滑量の流量が制御される。これにより、変速機における潤滑油の油温が適正に維持される。
【００２９】
［変形例２］
また、この油温制御装置１では、変速機における現在の発熱量と熱交換器２の放熱量との差に基づいて所定時間後の予想油温が算出され、この予想油温と目標油温との偏差に基づいて熱交換器２における必要放熱量が算出されても良い（図４および図５参照）。そして、この必要放熱量に基づいて流量制御部３が駆動されて、熱交換器２における潤滑量の流量が制御される。具体的には、以下のようなフィードバック制御が行われ得る。
【００３０】
まず、所定時間後における変速機の油温の予想値（予想油温）が算出される（図４参照）。この予想油温の算出では、まず、流量制御部３の流量制御弁３１の指令電流（流量制御ソレノイド指令電流）とライン圧ソレノイドの指令電流とに基づいて、熱交換器２における現在の潤滑油の流量（現流量）が算出される（図４の左下部参照）。この現流量は、所定の流量特性マップに基づいて算出される。そして、この現流量と、車速（風速）、外気温および熱交換器入口油温とに基づいて、熱交換器２の放熱量が算出される。この放熱量は、熱交換器２の性能特性を示す所定のマップに基づいて算出される。次に、この熱交換器２の放熱量と、トルクコンバータ損失による発熱量（Ｔ／Ｃ損失）、トランスミッション損失による発熱量（Ｔ／Ｍ損失）、トランスミッションの表面放熱による放熱量（Ｔ／Ｍ放熱量）およびエンジンからの伝熱による熱量との和が算出される。次に、この和と、トランスミッションの熱容量の逆数（１／（Ｔ／Ｍ熱容量））との積が算出される。次に、この積と、目標制御時間との積が算出される。そして、この積と、Ｔ／Ｍ油温との和が算出されて、予想油温として用いられる。
【００３１】
次に、この予想油温と、変速機の油温の目標値（目標油温）との偏差が算出される（図５参照）。次に、この偏差と目標制御時間との比（偏差／目標制御時間）が算出される。次に、この比と所定のゲインとの積（偏差／目標制御時間×ゲイン）が算出される。次に、この積とトランスミッションの熱容量（Ｔ／Ｍ熱容量）との積（偏差／目標制御時間×ゲイン×（Ｔ／Ｍ熱容量））が算出され、この積が必要放熱量（ＦＢ必要放熱量）として用いられる。
【００３２】
次に、この必要放熱量と、車速（風速）、外気温および熱交換器入口油温とに基づいて、熱交換器２における潤滑油の目標流量が算出される。次に、この目標流量と、ライン圧ソレノイド指令電流とに基づいて、流量制御部３の流量制御弁３１の目標電流（流量制御ソレノイド目標電流）が算出される。そして、この目標電流に基づいて流量制御弁３１が駆動されて、熱交換器２における潤滑量の流量が制御される。これにより、変速機における潤滑油の油温が適正に維持される。
【００３３】
なお、この実施例では、予想油温の算出ステップ（図４参照）にて、熱交換器２の入口部の油温センサ（熱交換器入口油温センサ）の出力値が用いられて熱交換器２の放熱量が算出されている。しかし、これに限らず、変速機の現在の油温（Ｔ／Ｍ油温）をなました値が用いられて熱交換器２の放熱量が算出されてもよい。かかる構成では、Ｔ／Ｍ油温をなますことにより、Ｔ／Ｍ油温の測定位置（Ｔ／Ｍ油温センサの設置位置）から熱交換器２の入口部までにおける油温変化の時間遅れが緩和される。これにより、変速機の油温制御の精度が向上する利点がある。また、Ｔ／Ｍ油温センサの出力値を用いて熱交換器２の放熱量を算出できるので、熱交換器入口油温センサを省略できる。これにより、製品コストを低減できる利点がある。
【００３４】
［変形例３］
また、この油温制御装置１では、図２に示す構成にて熱量収支に基づいて算出されたＦＦ必要放熱量（フィードフォワード制御量）と、図３に示す構成（変形例１）にて変速機のＴ／Ｍ油温と目標油温との偏差に基づいて算出されたＦＢ必要放熱量（フィードバック制御量）との和が熱交換器２の必要放熱量として用いられても良い（図６参照）。そして、この必要放熱量に基づいて流量制御部３が駆動されて、熱交換器２における潤滑量の流量が制御される。具体的には、以下のようなフィードバック制御が行われ得る。
【００３５】
まず、ＦＢ必要放熱量の算出にあたり、変速機のＴ／Ｍ油温と目標油温との偏差が算出される。次に、この偏差と目標制御時間との比（偏差／目標制御時間）が算出される。次に、この比と所定のゲインとの積（偏差／目標制御時間×ゲイン）が算出される。次に、この積とトランスミッションの熱容量（Ｔ／Ｍ熱容量）との積（偏差／目標制御時間×ゲイン×（Ｔ／Ｍ熱容量））が算出され、この積がＦＢ必要放熱量として用いられる。
【００３６】
次に、このＦＢ必要放熱量と、図２に示す構成にて熱量収支に基づいて算出されたＦＦ必要放熱量との和が熱交換器２の必要放熱量として算出される。
【００３７】
次に、この必要放熱量と、車速（風速）、外気温および熱交換器入口油温とに基づいて、熱交換器２における潤滑油の目標流量が算出される。次に、この目標流量と、ライン圧ソレノイド指令電流とに基づいて、流量制御部３の流量制御弁３１の目標電流（流量制御ソレノイド目標電流）が算出される。そして、この目標電流に基づいて流量制御弁３１が駆動されて、熱交換器２における潤滑量の流量が制御される。これにより、変速機における潤滑油の油温が適正に維持される。また、フィードフォワード制御量（図２のＦＦ必要放熱量）とフィードバック制御量（図３のＦＢ必要放熱量）との和が熱交換器２の必要放熱量として用いられるので、変速機の油温を目標油温に速やかに収束させ得る利点がある。
【００３８】
［変形例４］
また、この油温制御装置１では、図２に示す構成にて熱量収支に基づいて算出されたＦＦ必要放熱量（フィードフォワード制御量）と、図４および図５に示す構成（変形例２）にて変速機の予想油温と目標油温との偏差に基づいて算出されたＦＢ必要放熱量（フィードバック制御量）との和が熱交換器２の必要放熱量として用いられても良い（図７参照）。そして、この必要放熱量に基づいて流量制御部３が駆動されて、熱交換器２における潤滑油の流量が制御される。具体的には、以下のようなフィードバック制御が行われ得る。
【００３９】
まず、ＦＢ必要放熱量の算出にあたり、変速機の予想油温と目標油温との偏差が算出される。次に、この偏差と目標制御時間との比（偏差／目標制御時間）が算出される。次に、この比と所定のゲインとの積（偏差／目標制御時間×ゲイン）が算出される。次に、この積とトランスミッションの熱容量（Ｔ／Ｍ熱容量）との積（偏差／目標制御時間×ゲイン×（Ｔ／Ｍ熱容量））が算出され、この積がＦＢ必要放熱量として用いられる。
【００４０】
次に、このＦＢ必要放熱量と、図２に示す構成にて熱量収支に基づいて算出されたＦＦ必要放熱量との和が熱交換器２の必要放熱量として算出される。
【００４１】
次に、この必要放熱量と、車速（風速）、外気温および熱交換器入口油温とに基づいて、熱交換器２における潤滑油の目標流量が算出される。次に、この目標流量と、ライン圧ソレノイド指令電流とに基づいて、流量制御部３の流量制御弁３１の目標電流（流量制御ソレノイド目標電流）が算出される。そして、この目標電流に基づいて流量制御弁３１が駆動されて、熱交換器２における潤滑量の流量が制御される。これにより、変速機における潤滑油の油温が適正に維持される。また、フィードフォワード制御量（図２のＦＦ必要放熱量）とフィードバック制御量（図５のＦＢ必要放熱量）との和が熱交換器２の必要放熱量として用いられるので、変速機の油温を目標油温に速やかに収束させ得る利点がある。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上のように、この発明にかかる変速機の油温制御装置は、変速機の油温を適正に制御できる点で有用である。
【符号の説明】
【００４３】
１     油温制御装置
２     熱交換器
３     流量制御部
３１   流量制御弁
１１   セカンダリレギュレータバルブ
１２〜１４    潤滑系
１５１、１５２       潤滑油路
【図１】
2010196851.tif 000003
【図２】
2010196851.tif 000004
【図３】
2010196851.tif 000005
【図４】
2010196851.tif 000006
【図５】
2010196851.tif 000007
【図６】
2010196851.tif 000008
【図７】
2010196851.tif 000009