(57)【要約】【課題】車両用駆動装置においてオイルの圧力損失を低減させること。【解決手段】ＥＮＧ冷却水とＴ／Ｍオイルとの間で熱交換を行う第１熱交換器３と、その第１熱交換器３と直列に配置され、ＥＮＧオイルとＴ／Ｍオイルとの間で熱交換を行う第２熱交換器４とを備える車両用駆動装置１００において、ＥＮＧ冷却水が第１熱交換器３を通過する場合、油路切替バルブ５は、バイパス回路を遮断させてＴ／Ｍオイルを第１熱交換器３に流し、ＥＮＧ冷却水が第１熱交換器３を通過しない場合、油路切替バルブ５は、バイパス回路を開通させてＴ／Ｍオイルを第１熱交換器３に流さないことを特徴とする。【選択図】図１
2017172689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
自動変速機と、
前記エンジンの冷却水と前記自動変速機のオイルとの間で熱交換を行う第１熱交換器と、
前記第１熱交換器と直列に配置され、前記エンジンのオイルと前記自動変速機のオイルとの間で熱交換を行う第２熱交換器と、
前記自動変速機のオイルが前記第１熱交換器を経由して前記第２熱交換器に至るオイル回路と、を備える車両用駆動装置において、
前記第１熱交換器をバイパスし、前記自動変速機のオイルが前記第１熱交換器を経由せずに前記第２熱交換器に至るバイパス回路と、
前記オイル回路と前記バイパス回路とを切り替える切替バルブと、を備え、
前記エンジンの冷却水が前記第１熱交換器を通過する場合、前記切替バルブは、前記バイパス回路を遮断させて前記自動変速機のオイルを前記第１熱交換器に流し、
前記エンジンの冷却水が前記第１熱交換器を通過しない場合、前記切替バルブは、前記バイパス回路を開通させて前記自動変速機のオイルを前記第１熱交換器に流さない
ことを特徴とする車両用駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、エンジン冷却水とトランスミッションオイルとの間で熱交換を行う第１熱交換器（ＡＴＦウォーマ）と、エンジンオイルとトランスミッションオイルとの間で熱交換を行う第２熱交換器とを備えている車両用駆動装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−００８６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の構成では、第１熱交換器（ＡＴＦウォーマ）がトランスアクスルに直接搭載できない場合、第１熱交換器と第２熱交換器とは直列に配置され、トランスミッションオイルは、第１熱交換器、第２熱交換器の順に流れる。その場合、特に冷間時（エンジン冷却水の暖機中）はオイル粘度が高くなるため、管路内を流動する際の損失が大きくなることに加えて、各熱交換器を通過する際の圧力損失も大きくなる。さらに、エンジン冷却水の暖機中は、エンジン冷却水の経路を切り替えるバルブによって、エンジン冷却水が第１熱交換器（ＡＴＦウォーマ）に流れていないため、エンジン冷却水とトランスミッションオイルとの間で熱交換は行われずに圧力損失を増大させる虞がある。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、オイルの圧力損失を低減させることができる車両用駆動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】
【０００６】
本発明は、エンジンと、自動変速機と、前記エンジンの冷却水と前記自動変速機のオイルとの間で熱交換を行う第１熱交換器と、前記第１熱交換器と直列に配置され、前記エンジンのオイルと前記自動変速機のオイルとの間で熱交換を行う第２熱交換器と、前記自動変速機のオイルが前記第１熱交換器を経由して前記第２熱交換器に至るオイル回路と、を備える車両用駆動装置において、前記第１熱交換器をバイパスし、前記自動変速機のオイルが前記第１熱交換器を経由せずに前記第２熱交換器に至るバイパス回路と、前記オイル回路と前記バイパス回路とを切り替える切替バルブと、を備え、前記エンジンの冷却水が前記第１熱交換器を通過する場合、前記切替バルブは、前記バイパス回路を遮断させて前記自動変速機のオイルを前記第１熱交換器に流し、前記エンジンの冷却水が前記第１熱交換器を通過しない場合、前記切替バルブは、前記バイパス回路を開通させて前記自動変速機のオイルを前記第１熱交換器に流さないことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、エンジンの冷却水が第１熱交換器に流れない場合、自動変速機のオイルは第１熱交換器を通過しないため、そのオイルの圧力損失を低減できる。さらに、自動変速機のオイル流量（潤滑流量）を増加させることができる。これにより、熱効率を維持しつつオイルの圧力損失を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態の車両用駆動装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、エンジン冷却水の暖機終了後における各液体の流れを説明するための図である。
【図３】図３は、ＥＮＧ冷却水と各オイルとの温度変化を示すタイムチャートである。
【図４】図４は、Ｔ／Ｍオイル回路内の熱交換器をオリフィスに見立てた場合の流量変化を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態における車両用駆動装置について具体的に説明する。
【００１０】
［１．車両用駆動装置］
図１は、実施形態の車両用駆動装置１００を模式的に示す概略構成図である。車両用駆動装置１００は、走行用動力源としてのエンジン（ＥＮＧ）１と、自動変速機（Ｔ／Ｍ）２とを備えている。エンジン１が出力した動力は、自動変速機２を介して駆動輪（図示せず）に伝達される。また、自動変速機２は、ギヤ機構により構成された変速機であり、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータを備えている。
【００１１】
車両用駆動装置１００は、三種類の液体（後述するＴ／Ｍオイル、ＥＮＧオイル、冷却水）をそれぞれに循環させる回路として、Ｔ／Ｍオイル回路１０と、ＥＮＧオイル回路２０と、ＥＮＧ冷却水回路３０との三つの循環回路を備えている。
【００１２】
Ｔ／Ｍオイル回路１０は、自動変速機２を潤滑するためのトランスミッションオイル（以下「Ｔ／Ｍオイル」という）を循環させる回路である。Ｔ／Ｍオイルは、自動変速機２の潤滑油であるとともに、トルクコンバータ内に供給されるオイルでもある。図１に示すように、Ｔ／Ｍオイル回路１０は、第１熱交換器３と、第２熱交換器４と、油路切替バルブ５と、バイパス油路６とを備えている。Ｔ／Ｍオイル回路１０では、第１熱交換器３と第２熱交換器４とが直列に配置されている。
【００１３】
第１熱交換器３は、いわゆるＡＴＦウォーマと称されるものであり、ＥＮＧ冷却水とＴ／Ｍオイルとの間で熱交換を行う。その第１熱交換器３は、自動変速機２に直接搭載されず、自動変速機２の外部（例えばトランスアクスルケースの外部）に設けられている。
【００１４】
第２熱交換器４は、ＥＮＧオイルとＴ／Ｍオイルとの間で熱交換を行うものであり、第１熱交換器３の下流側に配置されている。第２熱交換器４には、エンジン１から流出したＥＮＧオイルが流入する。
【００１５】
油路切替バルブ５は、自動変速機２と第１熱交換器３との間に配置され、Ｔ／Ｍオイルを第１熱交換器３に流す回路（オイル回路）と、Ｔ／Ｍオイルを第１熱交換器３に流さない回路（バイパス回路）とを切り替える。オイル回路は、Ｔ／Ｍオイルが第１熱交換器３を通過して第２熱交換器４に至る経路を含む。バイパス回路は、Ｔ／Ｍオイルが第１熱交換器３を通過せずにバイパス油路６内を流通して第２熱交換器４に至る経路を含む。
【００１６】
また、油路切替バルブ５には、冷却水回路３０内の水圧が信号圧として入力される。その冷却水回路３０を流通するＥＮＧ冷却水の圧力（水圧）によって油路切替バルブ５が作動して、バイパス油路６に接続された出口（流出ポート）の開閉を切り替える。さらに、油路切替バルブ５には、リターンスプリングが設けられており、リターンスプリングの付勢力と冷却水回路３０から入力される水圧（信号圧）とに基づいて作動する。
【００１７】
バイパス油路６は、第１熱交換器３をバイパスしている。Ｔ／Ｍオイル回路１０では、第１熱交換器３とバイパス油路６とが並列に配置されており、その並列回路の分岐箇所に油路切替バルブ５が設けられている。油路切替バルブ５およびバイパス油路６によって、第１熱交換器３を介さずに、自動変速機２と第１熱交換器３との間の油路を第１熱交換器３と第２熱交換器４との間の油路に接続させることができる。これにより、Ｔ／Ｍオイルを第１熱交換器３に通過させずに第２熱交換器４に通過させることができる。
【００１８】
ＥＮＧオイル回路２０は、エンジン１を潤滑するためのオイル（以下「ＥＮＧオイル」という）を循環させる回路である。そのＥＮＧオイル回路２０は、第２熱交換器４を備えている。エンジン１から流出したＥＮＧオイルは、第２熱交換器４を経由して再びエンジン１に戻るように流れる。その際、第２熱交換器４によってＥＮＧオイルとＴ／Ｍオイルとの間で熱交換が行われる。
【００１９】
ＥＮＧ冷却水回路３０は、エンジン１を冷却するための水（以下「ＥＮＧ冷却水」という）を循環させる回路である。そのＥＮＧ冷却水回路３０は、第１水路切替バルブ３１と、ヒートコア３２と、第２水路切替バルブ３３と、ウォータポンプ３４と、ラジエータ３５と、熱交換水路３６と、第１熱交換器３とにより構成されている。なお、各水路切替バルブ３１，３３は、いずれもサーモスタットにより構成された周知のバルブであり、ＥＮＧ冷却水の温度に応じて作動する。
【００２０】
ＥＮＧ冷却水回路３０では、ヒートコア３２と第１熱交換器３とが並列に配置されており、その並列回路の分岐点に第１水路切替バルブ３１が設けられている。第１水路切替バルブ３１は、ＥＮＧ冷却水を第１熱交換器３に流す回路（暖機終了後回路）と、ＥＮＧ冷却水を第１熱交換器３に流さない回路（暖機中回路）とを切り替える。暖機終了後回路は、エンジン１から流出したＥＮＧ冷却水が、第１熱交換器３を通過してラジエータ３５に至る経路を含む。暖機中回路は、エンジン１から流出したＥＮＧ冷却水が、ヒートコア３２を経由して再びエンジン１に至る経路を含む。
【００２１】
このように、車両用駆動装置１００は、ＥＮＧ冷却水の暖機中と暖機終了後とにおいて、ＥＮＧ冷却水およびＴ／Ｍオイルが、それぞれに異なる経路を流れるように構成されている。
【００２２】
［２．各液体の流れ］
ここで、ＥＮＧ冷却水の暖機中と暖機終了後とに分けて、各液体（Ｔ／Ｍオイル、ＥＮＧオイル、ＥＮＧ冷却水）の流れを詳細に説明する。
【００２３】
［２−１．暖機中］
ＥＮＧ冷却水の暖機中については、図１を参照して説明する。なお、図１には、Ｔ／Ｍオイル回路１０中の流路を破線、ＥＮＧオイル回路２０中の流路を一点鎖線、ＥＮＧ冷却水回路３０中の流路を実線で示す。
【００２４】
図１に示すように、ＥＮＧ冷却水の暖機中は、第１水路切替バルブ３１によってＥＮＧ冷却水がラジエータ３５および第１熱交換器３へは流れない。これにより、ＥＮＧ冷却水の暖機が促進される。
【００２５】
具体的には、ＥＮＧ冷却水は、第１水路切替バルブ３１を通じてヒートコア３２に流入する。この場合、第１水路切替バルブ３１に対してエンジン１側とヒートコア３２側との水路が連通され、かつ第１水路切替バルブ３１に対してエンジン１側と第１熱交換器３側との水路が遮断される。そして、ヒートコア３２を通過したＥＮＧ冷却水は、第２水路切替バルブ３３を通じてウォータポンプ３４に至るように流れる。そのＥＮＧ冷却水は、ウォータポンプ３４によって再びエンジン１のウォータジャケットに戻される。このように、ＥＮＧ冷却水の暖機中は、第１熱交換器３にＥＮＧ冷却水が流れない。
【００２６】
第１熱交換器３にＥＮＧ冷却水が流れない場合、油路切替バルブ５には信号圧（水圧）が入力されない。そのため、油路切替バルブ５は、バイパス油路６を開き、第１熱交換器３をバイパスする回路（バイパス回路）にＴ／Ｍオイルを流入させている。これにより、Ｔ／Ｍオイルは、第１熱交換器３に流れずに直接第２熱交換器４に流れる。この時、第１熱交換器３には熱交換対象のＥＮＧ冷却水が流れていないので、Ｔ／Ｍオイルを第１熱交換器３に流す必要がない。
【００２７】
そして、バイパス油路６を流通したＴ／Ｍオイルは、第２熱交換器４を経由して再び自動変速機２に戻るように流れる。この時、第２熱交換器４には熱交換対象のＥＮＧオイルが流れているため、Ｔ／Ｍオイルは、ＥＮＧオイルとの間で熱交換させられる。
【００２８】
このように、ＥＮＧ冷却水の暖機中、Ｔ／Ｍオイルは第１熱交換器３を経由しないので、第１熱交換器３を通過する分の圧力損失がなくなる。そのため、第１熱交換器３を経由した場合に比べて自動変速機２の潤滑流量が増える。また、Ｔ／Ｍオイルは、暖機中のＥＮＧ冷却水と熱交換せずに、ＥＮＧオイルとの熱交換による受熱量が増えるため、Ｔ／Ｍオイルの温度を早く上昇させることができる。
【００２９】
［２−２．暖機終了後］
ＥＮＧ冷却水の暖機終了後については、図２を参照して説明する。図２は、ＥＮＧ冷却水の暖機後における各液体の流れを説明するための図である。なお、図２には、Ｔ／Ｍオイル回路１０中の流路を破線、ＥＮＧオイル回路２０中の流路を一点鎖線、ＥＮＧ冷却水回路３０中の流路を実線で示す。
【００３０】
図２に示すように、ＥＮＧ冷却水の暖機終了後、第１水路切替バルブ３１によってラジエータ３５および第１熱交換器３へのＥＮＧ冷却水の注水が開始される。これにより、油路切替バルブ５もＥＮＧ冷却水の圧力（水圧）によって切り替わり、Ｔ／Ｍオイルも第１熱交換器３に流れる。そのＴ／Ｍオイルは、ＥＮＧ冷却水とＥＮＧオイルとの両方から熱を受け取ることになり、Ｔ／Ｍオイルの暖機が促進される。
【００３１】
具体的には、暖機終了後のＥＮＧ冷却水は、第１水路切替バルブ３１を通じて熱交換水路３６内に流入する。熱交換水路３６は、第１水路切替バルブ３１と第１熱交換器３とを接続する水路である。熱交換水路３６を流動するＥＮＧ冷却水は、熱交換水路３６内に水圧を発生させるとともに、第１熱交換器３を通過する。
【００３２】
第１熱交換器３にＥＮＧ冷却水が流れる場合、熱交換水路３６内の水圧が信号圧として油路切替バルブ５に入力される。この場合、油路切替バルブ５は、バイパス油路６側を閉じ、かつ第１熱交換器３側を開くため、Ｔ／Ｍオイルが第１熱交換器３に流れる。これにより、第１熱交換器３において、ＥＭＧ冷却水とＴ／Ｍオイルとの間で熱交換が行われる。
【００３３】
そして、第１熱交換器３を通過したＥＮＧ冷却水は、第２水路切替バルブ３３を通じてラジエータ３５内を流入する。ラジエータ３５内を流動することによって外気との間で熱交換したＥＮＧ冷却水は、再びエンジン１のウォータジャケットに戻される。
【００３４】
［３．油温・水温の変化と流量］
図３は、冷却水とオイルとの温度変化を示すタイムチャートである。なお、図３には、Ｔ／Ｍオイルの変化について、車両用駆動装置１００を実施例とし、従来構成を比較例として記載する。比較例とは、油路切替バルブ５およびバイパス油路６が設けられていない従来構成であり、Ｔ／Ｍオイルが必ず第１熱交換器３および第２熱交換器４に流れるように構成されている。また、その実施例のＴ／Ｍオイルの温度変化を破線、比較例のＴ／Ｍオイルの温度変化を一点鎖線で示す。
【００３５】
図３に示すように、ＥＮＧ冷却水が暖機されることにより、ＥＮＧ冷却水の温度が上昇し、ｔ１時点で暖機終了温度に到達する。ｔ１時点において、第１熱交換器３へのＥＮＧ冷却水の注入が開始される。これにより、Ｔ／ＭオイルとＥＮＧ冷却水との間で熱交換が行われる。
【００３６】
Ｔ／Ｍオイルの温度変化について、車両用駆動装置１００である実施例と、従来構成の比較例とを比較すると、ＥＮＧ冷却水の暖機中（ｔ１前）、実施例のＴ／Ｍオイルの温度は、比較例よりも高い。これは、実施例は、比較例に比べて、第１熱交換器３での熱交換量（Ｔ／ＭオイルがＥＮＧオイルから受け取る熱量）が増えるので、Ｔ／Ｍオイルの温度上昇が早くなるためである。そのため、暖機終了後（ｔ１後）においても、実施例のＴ／Ｍオイルの温度は比較例よりも早期に所望の温度まで上昇することができる。
【００３７】
ここで、図４を参照して、Ｔ／Ｍオイルの温度上昇について説明する。図４は、Ｔ／Ｍオイル回路１０内の熱交換器３，４をオリフィスに見立てた場合の流量変化を説明するための図である。なお、図４では簡略化のために、二つの熱交換器３，４をいずれもオリフィス断面積Ａとした場合を考えている。図４に示す通過流量Ｑは、下記の数式（１）で表すことができる。
【００３８】
【数１】
2017172689.tif 000003
【００３９】
上記の数式（１）中のＱは、Ｔ／Ｍオイルが二つの熱交換器３，４を通過する場合に、第２熱交換器４を通過する流量を表す。上述した図３に示す比較例では、必ず上記の数式（１）による通過流量Ｑとなる。なお、数式（１）中、Ｃは流量係数、Ａはオリフィス断面積、ρはオイル密度、Ｐは供給圧力を表す。
【００４０】
一方、車両用駆動装置１００では、ＥＮＧ冷却水の暖機中は、Ｔ／Ｍオイルが第１熱交換器３を通過せず第２熱交換器４のみを通過する。この場合、Ｔ／Ｍオイルは一つの熱交換器のみを通過すればよいので、その際の通過流量Ｑは、下記の数式（２）で表すことができる。
【００４１】
【数２】
2017172689.tif 000004
【００４２】
上記の数式（１），（２）に示すように、熱交換器が二つの場合は、熱交換器が一つの場合に比べ等価オリフィス径は「１／√２」となるため、供給圧力Ｐが同じ場合は通過流量Ｑが減ってしまう。つまり、同じ流量のオイルを流すためには供給圧力Ｐを２倍にしなければならない。そのため、上述した図３に示す比較例では、数式（１）の通過流量Ｑのみとなるため、車両用駆動装置１００のように数式（２）の通過流量Ｑを実現する構成に比べて、圧力損失が大きくなっている。
【００４３】
以上説明した通り、車両用駆動装置１００によれば、ＥＮＧ冷却水が第１熱交換器３に流れていないとき、Ｔ／Ｍオイルは第１熱交換器３に流れないので、Ｔ／Ｍオイル回路１０での圧力損失を低減できる。そのため、潤滑流量も増える。その結果、第２熱交換器４でのＴ／Ｍオイルの受熱量が増えるので、Ｔ／Ｍオイルの温度上昇が早くなる。これにより、Ｔ／Ｍオイルの損失を低減できるとともに、車両の燃費向上につながる。
【００４４】
また、第１熱交換器３へのＴ／Ｍオイルの通油は、既存の水路切替バルブ（第１水路切替バルブ３１）によるＥＮＧ冷却水の流路切替によって切替可能になるので、油路切替バルブ５の追加以外に新たなデバイス（センサやアクチュエータ）の追加が不要である。これにより、比較的簡便な構成によって、Ｔ／Ｍオイルの早期暖機を促進できる。
【００４５】
さらに、油路切替バルブ５は、ＥＮＧ冷却水の圧力（水圧）によって作動するため、新たな制御を入れる必要がない。そのため、Ｔ／Ｍオイル回路１０について、センサや電磁弁の追加が不要である。
【符号の説明】
【００４６】
１  エンジン（ＥＮＧ）
２  自動変速機（Ｔ／Ｍ）
３  第１熱交換器（ＡＴＦウォーマ）
４  第２熱交換器
５  油路切替バルブ
６  バイパス油路
１０  Ｔ／Ｍオイル回路
２０  ＥＮＧオイル回路
３０  ＥＮＧ冷却水回路
３６  熱交換水路
１００  車両用駆動装置
【図１】
2017172689.tif 000005
【図２】
2017172689.tif 000006
【図３】
2017172689.tif 000007
【図４】
2017172689.tif 000008