JP2016031111A - 油温制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コスト増加を抑制しつつ、トランスミッションオイルを加温して暖機を促進し、かつ過度の昇温を抑制できる油温制御装置を提供する。【解決手段】油温制御装置１は、エンジンオイル６とＴ／Ｍオイル８との熱交換を行う第一熱交換器４と、エンジン冷却水７とＴ／Ｍオイルとの熱交換を行う第二熱交換器５と、第二熱交換器にエンジン冷却水を流通させる第一状態と、エンジン冷却水が流通することを規制する第二状態とに切り替わる冷却水切替弁９と、エンジン冷却水の水圧によって作動し、第一熱交換器にＴ／Ｍオイルを流通させる流通状態と、Ｔ／Ｍオイルが流通することを規制する規制状態とに切り替わるオイル切替弁１０と、を備え、冷却水切替弁は、エンジン冷却水の温度が所定値以上の場合、第一状態となり、所定値未満の場合、第二状態となり、オイル切替弁は、冷却水切替弁が第二状態である場合に流通状態となり、第一状態である場合に規制状態となる。【選択図】図１

Description

本発明は、油温制御装置に関する。

従来、トランスミッションオイルの温度を上昇させる技術がある。例えば、特許文献１には、トランスミッションの底面のオイルパン内に熱交換パイプを配設し、この熱交換パイプには、エンジンオイル循環系のオイルフィルタ部からサプライパイプによりエンジンオイルを導いて流通させ、エンジンオイルによりミッションオイルを加温するトランスミッションのオイル温度調整装置の技術が開示されている。

特開２００７−８５４５７号公報

トランスミッションの暖機が完了した後は、トランスミッションオイルが昇温しすぎることを抑制できることが望ましい。そこで、例えば、エンジン冷却水によってトランスミッションオイルを冷却することが検討されている。ここで、エンジンオイル、トランスミッションオイルおよびエンジン冷却水の３つの流体で熱交換を行い、トランスミッションオイルの油温を制御する場合、制御用の切替弁を用いる方法がある。しかしながら、電磁弁等の高価な部品を用いると、コストアップを招いてしまう。コストの増加を抑制しつつ、トランスミッションの暖機を促進し、かつトランスミッションオイルの過度の昇温を抑制できることが望まれている。

本発明の目的は、切替弁を設けることによるコスト増加を抑制しつつ、トランスミッションオイルを加温して暖機を促進し、かつトランスミッションオイルの過度の昇温を抑制できる油温制御装置を提供することである。

本発明の油温制御装置は、エンジンオイルとトランスミッションオイルとの熱交換を行う第一熱交換器と、エンジン冷却水とトランスミッションオイルとの熱交換を行う第二熱交換器と、前記第二熱交換器にエンジン冷却水を流通させる第一状態と、前記第二熱交換器にエンジン冷却水が流通することを規制する第二状態とに切り替わる冷却水切替弁と、前記第二熱交換器を経由して流れるエンジン冷却水の水圧によって作動し、前記第一熱交換器にトランスミッションオイルを流通させる流通状態と、前記第一熱交換器にトランスミッションオイルが流通することを規制する規制状態とに切り替わるオイル切替弁と、を備え、前記冷却水切替弁は、エンジン冷却水の温度が所定値以上の場合、前記第一状態となり、エンジン冷却水の温度が所定値未満の場合、前記第二状態となり、前記オイル切替弁は、前記冷却水切替弁が前記第二状態である場合に前記流通状態となり、前記冷却水切替弁が前記第一状態である場合に前記規制状態となることを特徴とする。

本発明に係る油温制御装置は、第二熱交換器にエンジン冷却水を流通させる第一状態と、第二熱交換器にエンジン冷却水が流通することを規制する第二状態とに切り替わる冷却水切替弁と、第二熱交換器を経由して流れるエンジン冷却水の水圧によって作動し、第一熱交換器にトランスミッションオイルを流通させる流通状態と、第一熱交換器にトランスミッションオイルが流通することを規制する規制状態とに切り替わるオイル切替弁と、を備える。オイル切替弁は、冷却水切替弁が第二状態である場合に流通状態となり、冷却水切替弁が第一状態である場合に規制状態となる。

エンジン冷却水の温度が所定値未満である場合、エンジンオイルとの熱交換によってトランスミッションオイルが加温される。また、エンジン冷却水の温度が所定値以上である場合、エンジン冷却水との熱交換によってトランスミッションオイルが加温または冷却される。水圧によって作動するオイル切替弁は、電磁弁等に比べて安価である。従って、本発明に係る油温制御装置によれば、切替弁を設けることによるコスト増加を抑制しつつ、トランスミッションオイルを加温して暖機を促進し、かつトランスミッションオイルの過度の昇温を抑制できるという効果を奏する。

図１は、実施形態に係る油温制御装置におけるオイル切替弁の流通状態を示す図である。 図２は、実施形態に係るオイルの動粘度と損失トルクとの関係を示す図である。 図３は、実施形態に係る油温制御装置におけるオイル切替弁の規制状態を示す図である。 図４は、冷却水温および各油温の推移を説明する図である。 図５は、実施形態の第１変形例に係る油温制御装置を示す図である。

以下に、本発明の実施形態に係る油温制御装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態］
図１から図４を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、油温制御装置に関する。図１は、本発明の実施形態に係る油温制御装置におけるオイル切替弁の流通状態を示す図、図２は、実施形態に係るオイルの動粘度と損失トルクとの関係を示す図、図３は、実施形態に係る油温制御装置におけるオイル切替弁の規制状態を示す図、図４は、冷却水温および各油温の推移を説明する図である。

図１に示すように、実施形態に係る車両１００は、油温制御装置１と、エンジン２と、変速機３と、ラジエータ１１とを含んで構成されている。本実施形態の油温制御装置１は、第一熱交換器４と、第二熱交換器５と、冷却水切替弁９と、オイル切替弁１０と、を含んで構成されている。

エンジン２は、燃料の燃焼エネルギーを回転運動に変換して出力する。エンジン２は、エンジンオイル６と、エンジン冷却水７を有する。エンジンオイル６は、エンジン２内の各部を潤滑および冷却する。エンジン冷却水７は、エンジン２のシリンダヘッドやシリンダブロック等を冷却する。エンジン２の回転は、変速機３を介して駆動輪に出力される。変速機３は、例えば、有段式や無段式の変速機構と、ギヤ機構とを含む自動変速機である。変速機３は、トランスミッションオイル（以下、「Ｔ／Ｍオイル」とも称する。）８を有する。Ｔ／Ｍオイル８は、変速機３内の各部を潤滑および冷却する。なお、車両１００は、ハイブリッド車両であってもよい。ハイブリッド車両の変速機３は、機械的な変速機構に代えて、あるいは機械的な変速機構に加えて、回転電機および遊星歯車機構を含んで構成されることが好ましい。

第一熱交換器４は、エンジンオイル６とＴ／Ｍオイル８との熱交換を行う。ここで、まず、本実施形態の油温制御装置１において、エンジンオイル６とＴ／Ｍオイル８との熱交換を行うことの利点について説明する。本実施形態では、以下に図２を参照して説明するように、Ｔ／Ｍオイル８の動粘度νの単位減少量あたりの変速機３における損失トルクの低下量の大きさ｜ΔＴＬ_Ｔ／Ｍ／Δν_Ｔ／Ｍ｜（＝Ｔａｎβ）は、エンジンオイル６の動粘度νの単位増加量あたりのエンジン２における損失トルクの増加量の大きさ｜ΔＴＬ_ＥＮＧ／Δν_ＥＮＧ｜（＝Ｔａｎα）よりも大きい。なお、動粘度ν［ｍｍ^２／ｓｅｃ］は、下記式（１）で定義される。ここで、δ：粘度［Ｐａ・ｓｅｃ］、ρ：密度［ｋｇ／ｍ^３］である。
ν＝δ／ρ…（１）

図２において、横軸は動粘度ν［ｍｍ^２／ｓｅｃ］を示し、縦軸は損失トルク［Ｎｍ］を示す。エンジン２の損失トルクＴＬ_ＥＮＧは、エンジンオイル６の動粘度ν_ＥＮＧの値と、エンジン２の損失トルクの大きさとの対応関係を示している。本実施形態のエンジン２の損失トルクＴＬ_ＥＮＧを示す線は、例えば、エンジントルクの実測値から算出した損失トルクの値を直線近似（１次近似）することで求められた直線である。エンジン２の損失トルクＴＬ_ＥＮＧは、例えば、エンジン２の理論的な出力トルクとエンジン２の実際の出力トルクとの差分トルクである。エンジン２の理論的な出力トルクは、例えば、エンジンオイル６の動粘度の値が０であると仮定した場合のエンジン２の出力トルク、言い換えると、エンジンオイル６の粘性による引き摺り損失等がないとした場合のエンジン２の出力トルクである。

なお、損失トルクＴＬのラインは、所定の温度範囲における実測値（若しくはシミュレーションによる計算値）を近似したものであることが好ましい。所定の温度範囲は、例えば、想定される環境温度の範囲や、常用領域の温度範囲、燃費算出のためのモード走行において定められた温度範囲等である。所定の温度範囲の下限値は、例えば、２５℃や０℃などである。所定の温度範囲の上限値は、例えば、定常温度や暖機完了の閾値の温度であり、一例として８０℃とされてもよい。所定の温度範囲の上限値は、オイル６，８の使用限界温度、例えば１２０℃とされてもよい。

第一熱交換器４における熱交換により、エンジンオイル６の温度が低下すると、エンジンオイル６の動粘度ν_ＥＮＧが増加する。温度低下に伴う動粘度の増加量Δν_ＥＮＧに応じて、エンジン２の損失トルクの増加量ΔＴＬ_ＥＮＧが決まる。エンジンオイル６の動粘度の単位増加量あたりのエンジン２における損失トルクの増加量の大きさ｜ΔＴＬ_ＥＮＧ／Δν_ＥＮＧ｜は、損失トルクＴＬ_ＥＮＧの傾きαから、Ｔａｎαとして求めることができる。以下の説明では、エンジンオイル６の動粘度の変化に対するエンジン２における損失トルクの変化度合いを「エンジン２の損失トルク感度Ｔａｎα」とも称する。

変速機３の損失トルクＴＬ_Ｔ／Ｍは、Ｔ／Ｍオイル８の動粘度ν_Ｔ／Ｍの値と、変速機３の出力トルクの大きさとの対応関係を示している。変速機３の損失トルクＴＬ_Ｔ／Ｍは、例えば、変速機３の入力トルクと出力トルクとの差分トルクである。変速機３の損失トルクＴＬ_Ｔ／Ｍを示す線は、例えば、変速機３の入力トルクと出力トルクの実測値から算出した損失トルクの値を直線近似することで求められた直線である。

第一熱交換器４における熱交換により、Ｔ／Ｍオイル８の温度が上昇すると、Ｔ／Ｍオイル８の動粘度ν_Ｔ／Ｍが減少する。温度上昇に伴う動粘度の減少量Δν_Ｔ／Ｍに応じて、変速機３の損失トルクの低下量ΔＴＬ_Ｔ／Ｍが決まる。Ｔ／Ｍオイル８の動粘度の単位減少量あたりの変速機３における損失トルクの低下量の大きさ｜ΔＴＬ_Ｔ／Ｍ／Δν_Ｔ／Ｍ｜は、損失トルクＴＬ_Ｔ／Ｍの傾きβから、Ｔａｎβとして求めることができる。以下の説明では、Ｔ／Ｍオイル８の動粘度の変化に対する変速機３における損失トルクの変化度合いを「変速機３の損失トルク感度Ｔａｎβ」とも称する。

本明細書では、エンジンオイル６の温度を「エンジン油温Ｔ_EO」とも称する。また、Ｔ／Ｍオイル８の温度を「Ｔ／Ｍ油温Ｔ_TO」とも称する。冷間始動時等においては、エンジン２が運転している場合、一般的に、エンジン油温Ｔ_EOが、Ｔ／Ｍ油温Ｔ_TOよりも速く上昇する。言い換えると、エンジン油温Ｔ_EOは、Ｔ／Ｍ油温Ｔ_TOよりも高温となる。従って、暖機時には、第一熱交換器４において、エンジンオイル６からＴ／Ｍオイル８へ熱が与えられる。この熱交換により、エンジン油温Ｔ_EOが低下して、エンジン２の損失トルクは増加する。一方で、Ｔ／Ｍ油温Ｔ_TOが上昇して、変速機３の損失トルクは低下する。

ここで、本実施形態の油温制御装置１では、図２に示すように、変速機３の損失トルク感度Ｔａｎβは、エンジン２の損失トルク感度Ｔａｎαよりも大きい。従って、第一熱交換器４での熱交換によるＴ／Ｍ油温Ｔ_TOの上昇に伴う動粘度ν_Ｔ／Ｍの減少に応じた変速機３の損失トルクの低下量ΔＴＬ_Ｔ／Ｍの大きさが、熱交換によるエンジン油温Ｔ_EOの低下に伴う動粘度ν_ＥＮＧの増加に応じたエンジン２の損失トルクの増加量ΔＴＬ_ＥＮＧの大きさよりも大きくなる。その結果、エンジン２の損失トルクＴＬ_ＥＮＧと変速機３の損失トルクＴＬ_Ｔ／Ｍを合わせた総合的な損失トルクＴＬ_ＴＴＬの大きさを低減させ、車両１００の全体的な損失トルクを低減させることができる。

図１に戻り、第一熱交換器４は、第一流入油路４ａ、第一流出油路４ｂ、第二流入油路４ｃ、第二流出油路４ｄおよび熱交換部４ｅを含んで構成されている。熱交換部４ｅにおいて、エンジンオイル６とＴ／Ｍオイル８との熱交換が行われる。エンジン２内のエンジンオイル６は、第一流入油路４ａを介して熱交換部４ｅに流入する。エンジンオイル６は、例えば、エンジンオイルポンプが発生させる油圧によってエンジン２から熱交換部４ｅに送り込まれる。熱交換後のエンジンオイル６は、熱交換部４ｅから第一流出油路４ｂを介してエンジン２に流入する。

第二流入油路４ｃは、オイル切替弁１０と熱交換部４ｅとを接続している。第二流出油路４ｄは、チェック弁２６を介して、戻り油路１３と接続されている。戻り油路１３は、チェック弁２６と変速機３とを接続する。チェック弁２６は、熱交換部４ｅ側から戻り油路１３側へのＴ／Ｍオイル８の流れを許容し、戻り油路１３側から熱交換部４ｅ側へのＴ／Ｍオイル８の流れを規制する。戻り油路１３には、バイパス油路１２が接続されている。バイパス油路１２は、戻り油路１３とオイル切替弁１０とを接続している。変速機３は、供給油路１４を介してオイル切替弁１０と接続されている。

オイル切替弁１０は、第二熱交換器５を経由して流れるエンジン冷却水７の水圧によって作動し、流通状態と、規制状態とに切り替わる。オイル切替弁１０の流通状態は、図１に示すように、第一熱交換器４にＴ／Ｍオイル８を流通させる状態である。オイル切替弁１０の規制状態は、図３に示すように、第一熱交換器４にＴ／Ｍオイル８が流通することを規制する状態である。オイル切替弁１０は、リターンスプリング１０ａ、水圧導入路１０ｂおよび弁体１０ｃを含んで構成されている。水圧導入路１０ｂは、下流側水路２２ｂに接続されている。

リターンスプリング１０ａは、軸方向の一方に向かう付勢力を弁体１０ｃに付与している。下流側水路２２ｂから水圧導入路１０ｂを介して弁体１０ｃに導かれる水圧は、リターンスプリング１０ａによる付勢力の方向と反対方向に弁体１０ｃを押圧する。

エンジン冷却水７は、ラジエータ１１によって冷却される。ラジエータ１１は、流入水路１５を介してエンジン２と接続されている。また、ラジエータ１１は、流出水路１６、制御弁１７、戻し水路１８およびウォーターポンプ１９を介してエンジン２と接続されている。流入水路１５は、エンジン２からラジエータ１１にエンジン冷却水７を導く。ラジエータ１１によって冷却されたエンジン冷却水７は、流出水路１６から流出する。制御弁１７は、循環水路２０と接続されている。循環水路２０は、エンジン２から第二熱交換器５およびヒータコア２１を経由してエンジン２へとエンジン冷却水７を循環させる水路である。循環水路２０の下流端は、制御弁１７に接続されている。

制御弁１７は、ラジエータ１１とエンジン２との間で循環するエンジン冷却水７の流量を制御する。制御弁１７は、エンジン冷却水７の水温が低温である場合、流出水路１６と戻し水路１８とを遮断する。これにより、ラジエータ１１とエンジン２とのエンジン冷却水７の循環が禁止される。制御弁１７は、エンジン冷却水７の水温が上昇すると、流出水路１６と戻し水路１８とを連通し、ラジエータ１１とエンジン２との間でエンジン冷却水７を循環させる。本実施形態の制御弁１７は、エンジン冷却水７の水温が所定値Ｔ１未満であると、ラジエータ１１とエンジン２とのエンジン冷却水７の循環を禁止する。制御弁１７は、エンジン冷却水７の水温が所定値Ｔ１以上であると、ラジエータ１１とエンジン２との間でエンジン冷却水７を循環させる。

制御弁１７は、更に、循環水路２０を循環するエンジン冷却水７の流量を制御する。例えば、制御弁１７は、エンジン冷却水７の水温が低温である場合、戻し水路１８と循環水路２０とを遮断し、エンジン２内でエンジン冷却水７を循環させる。制御弁１７は、エンジン冷却水７の水温が上昇すると、循環水路２０と戻し水路１８とを連通し、循環水路２０にエンジン冷却水７を循環させる。制御弁１７によって循環水路２０と戻し水路１８が連通されると、エンジン２のシリンダヘッドから吐出されたエンジン冷却水７は、循環水路２０を冷却水切替弁９へ向けて流れる。

循環水路２０は、冷却水切替弁９において第一分岐水路２２と第二分岐水路２３に分岐する。第一分岐水路２２と第二分岐水路２３は並列に設けられており、下流側の合流部２４において互いに接続されている。第一分岐水路２２は、第二熱交換器５を経由する水路である。第一分岐水路２２は、上流側水路２２ａと、下流側水路２２ｂを有する。上流側水路２２ａは、冷却水切替弁９と第二熱交換器５の熱交換部５ｃとを接続している。下流側水路２２ｂは、熱交換部５ｃと合流部２４とを接続している。第二分岐水路２３は、ヒータコア２１を経由する水路である。

第二熱交換器５は、エンジン冷却水７とＴ／Ｍオイル８との熱交換を行う。第二熱交換器５は、流入油路５ａ、流出油路５ｂおよび熱交換部５ｃを含んで構成されている。熱交換部５ｃにおいて、エンジン冷却水７とＴ／Ｍオイル８の熱交換がなされる。変速機３のＴ／Ｍオイル８は、流入油路５ａを介して熱交換部５ｃに流入する。熱交換後のＴ／Ｍオイル８は、流出油路５ｂを介して変速機３に流入する。エンジン冷却水７は、冷却水切替弁９から第一分岐油路２２の上流側水路２２ａを介して熱交換部５ｃに流入する。熱交換後のエンジン冷却水７は、熱交換部５ｃから下流側水路２２ｂを介して合流部２４へ向けて流れる。

冷却水切替弁９は、第二熱交換器５にエンジン冷却水７を流通させる第一状態と、第二熱交換器５にエンジン冷却水７が流通することを規制する第二状態とに切り替わる。本実施形態の冷却水切替弁９は、エンジン冷却水７の温度が所定値Ｔ１以上の場合、第一状態となり、エンジン冷却水７の温度が所定値Ｔ１未満の場合、第二状態となる。冷却水切替弁９は、例えば、エンジン冷却水７の温度に応じて自動的に第一状態と第二状態に切り替わる切替弁であり、一例としてサーモスタット弁である。図１には、冷却水切替弁９の第二状態が示されている。第二状態の冷却水切替弁９は、エンジン２から送られるエンジン冷却水７が第二分岐水路２３へ流れることを許容し、かつ第一分岐水路２２へ流れることを規制する。従って、第二状態の冷却水切替弁９は、第二熱交換器５にエンジン冷却水７が流通することを規制する。

第一分岐水路２２の下流側水路２２ｂには、チェック弁２５が設けられている。チェック弁２５は、熱交換部５ｃ側から合流部２４側へエンジン冷却水７が流れることを許容し、合流部２４側から熱交換部５ｃ側へエンジン冷却水７が流れることを規制する。オイル切替弁１０の水圧導入路１０ｂは、下流側水路２２ｂにおけるチェック弁２５よりも熱交換部５ｃ側に接続されている。従って、図１に示すように冷却水切替弁９が第二状態であり、第一分岐水路２２にエンジン冷却水７が供給されない場合、水圧導入路１０ｂを介してオイル切替弁１０の弁体１０ｃに作用する水圧が所定圧未満となる。

水圧が所定圧未満である場合、オイル切替弁１０では、リターンスプリング１０ａの付勢力がエンジン冷却水７の水圧による押圧力よりも大きくなる。よって、オイル切替弁１０は、リターンスプリング１０ａの付勢力によって図１に示す流通状態となる。つまり、オイル切替弁１０は、冷却水切替弁９が第二状態である場合に流通状態となる。流通状態のオイル切替弁１０は、供給油路１４と第二流入油路４ｃとを連通する。変速機３内のＴ／Ｍオイル８は、トランスミッションオイルポンプによって供給油路１４へ送り出され、オイル切替弁１０および第二流入油路４ｃを介して熱交換部４ｅに流入する。熱交換部４ｅにおいてエンジンオイル６との熱交換が行われたＴ／Ｍオイル８は、第二流出油路４ｄに流出する。第二流出油路４ｄへ流出するＴ／Ｍオイル８は、チェック弁２６および戻り油路１３を介して変速機３へ流れ込む。

エンジン２の暖機が進んでエンジン冷却水７の温度が所定値Ｔ１以上となると、冷却水切替弁９が第二状態から第一状態に切り替わる。これにより、冷却水切替弁９は、図３に示すように、エンジン冷却水７を第一分岐水路２２に流す。また、第一状態の冷却水切替弁９は、エンジン冷却水７が第二分岐水路２３に流れることも許容する。冷却水切替弁９から第一分岐水路２２の上流側水路２２ａに流れるエンジン冷却水７は、熱交換部５ｃに流入してＴ／Ｍオイル８と熱交換する。熱交換後のエンジン冷却水７は、熱交換部５ｃから下流側水路２２ｂに流出し、チェック弁２５を経由して合流部２４へ向けて流れる。また、熱交換後のエンジン冷却水７は、水圧導入路１０ｂへ流入する。チェック弁２５が設けられていることで、オイル切替弁１０の弁体１０ｃには、導入路１０ｂを介して所定圧以上の水圧が作用する。

所定圧以上の水圧は、リターンスプリング１０ａの付勢力に抗して弁体１０ｃを移動させ、オイル切替弁１０を図３に示す規制状態とする。つまり、オイル切替弁１０は、冷却水切替弁９が第一状態である場合に規制状態となる。規制状態のオイル切替弁１０は、供給油路１４とバイパス油路１２とを連通する。従って、変速機３から供給油路１４に送り出されるＴ／Ｍオイル８は、オイル切替弁１０およびバイパス油路１２を経由して戻り油路１３に流入し、変速機３に戻る。つまり、規制状態のオイル切替弁１０は、第一熱交換器４をバイパスさせてＴ／Ｍオイル８を循環させる。オイル切替弁１０が規制状態である場合、第一熱交換器４を介したエンジン２と変速機３との熱交換がなされない。これにより、以下に図４を参照して説明するように、高負荷時における変速機３の冷却を円滑に行うことが可能となる。

図４において、横軸は時間、縦軸は温度を示す。図４には、エンジン冷却水７の水温（以下、単に「冷却水温」と称する。）Ｔ_EW、エンジン油温Ｔ_EO、およびＴ／Ｍ油温Ｔ_TOが示されている。

冷却水温Ｔ_EWが所定値Ｔ１未満である領域では、冷却水切替弁９は、第二状態となり、第二熱交換器５にエンジン冷却水７が流通することを規制する。従って、第二熱交換器５によるエンジン冷却水７とＴ／Ｍオイル８との熱交換がなされない。これにより、Ｔ／Ｍオイル８に熱が奪われることによる冷却水温Ｔ_EWの上昇遅れが抑制される。また、冷却水温Ｔ_EWが所定値Ｔ１未満である領域では、制御弁１７はラジエータ１１によるエンジン冷却水７の冷却を禁止し、冷却水温Ｔ_EWの上昇を促進させる。冷却水温Ｔ_EWが所定値Ｔ１未満である間は、第一熱交換器４におけるエンジンオイル６とＴ／Ｍオイル８との熱交換により、Ｔ／Ｍ油温Ｔ_TOの温度上昇が促進される。

時刻ｔ１に冷却水温Ｔ_EWが所定値Ｔ１まで上昇してエンジン２の暖機が完了する。本実施形態の油温制御装置１では、エンジン２の暖機が完了するまでの間は冷却水切替弁９が第二状態となり、冷却水温Ｔ_EWの上昇が促進される。エンジン２の暖機が促進されることで、エンジン２において省燃費のための制御の開始タイミングが遅れてしまうことが抑制される。

エンジン２の暖機完了以降は、ラジエータ１１によるエンジン冷却水７の冷却が実行され、冷却水温Ｔ_EWが所定値Ｔ１に維持される。冷却水温Ｔ_EWが所定値Ｔ１となると、冷却水切替弁９が第一状態となり、第二熱交換器５にエンジン冷却水７を流通させる。これにより、エンジン冷却水７とＴ／Ｍオイル８との間で熱交換がなされ、Ｔ／Ｍ油温Ｔ_TOの上昇が促進される。冷間始動からの暖機過程では、冷却水温Ｔ_EWが最も高く、Ｔ／Ｍ油温Ｔ_TOが最も低く、エンジン油温Ｔ_EOは冷却水温Ｔ_EWとＴ／Ｍ油温Ｔ_TOとの間の温度となることが多い。時刻ｔ１に第二熱交換器５による熱交換が開始されることで、エンジン冷却水７によるＴ／Ｍオイル８に対する加温が開始される。これにより、Ｔ／Ｍ油温Ｔ_TOの上昇が促進される。Ｔ／Ｍ油温Ｔ_TOは、時刻ｔ２に所定値Ｔ１に達する。

時刻ｔ２から車両１００の負荷が高負荷となり、エンジン油温Ｔ_EOおよびＴ／Ｍ油温Ｔ_TOがそれぞれ上昇する。この場合に、仮に第二熱交換器５だけでなく第一熱交換器４でも熱交換がなされたとすると、Ｔ／Ｍ油温Ｔ_TOの冷却が効率的になされなくなる可能性がある。時刻ｔ３から時刻ｔ４の間では、下記式（２）の関係が成立している。すなわち、冷却水温Ｔ_EWよりもＴ／Ｍ油温Ｔ_TOが高く、かつＴ／Ｍ油温Ｔ_TOよりもエンジン油温Ｔ_EOが高い状態となっている。この状態で、第一熱交換器４において熱交換がなされてしまうと、相対的に高温のエンジンオイル６によって、Ｔ／Ｍオイル８が加温されてしまう。つまり、Ｔ／Ｍオイル８は、第二熱交換器５ではエンジン冷却水７によって冷却される一方で、第一熱交換器４ではエンジンオイル６によって加温されることになる。これにより、Ｔ／Ｍオイル８の効率的な冷却が困難となってしまう。
Ｔ_EW＜Ｔ_TO＜Ｔ_EO…（２）

これに対して、本実施形態に係る油温制御装置１は、第二熱交換器５においてエンジン冷却水７とＴ／Ｍオイル８との熱交換がなされている場合、エンジン冷却水７の水圧によって、オイル切替弁１０が規制状態となる。オイル切替弁１０が規制状態となることで、第一熱交換器４によるエンジンオイル６とＴ／Ｍオイル８との熱交換が禁止される。これにより、車両１００の高負荷運転時などにエンジン油温Ｔ_EOがＴ／Ｍ油温Ｔ_TOよりも高温となった場合に、Ｔ／Ｍオイル８が加温されてしまうことが抑制される。

以上説明したように、本実施形態の油温制御装置１は、エンジン冷却水７が第二熱交換器５に流通しているときの水圧によって、オイル切替弁１０を規制状態とする。よって、冷却水温Ｔ_EWを検出する温度センサや、電磁弁等の高価な切替弁を用いることなく、エンジンオイル６、エンジン冷却水７およびＴ／Ｍオイル８の３流体による熱交換を制御して、変速機３の暖機を促進し、かつＴ／Ｍ油温Ｔ_TOの異常昇温を抑制することができる。つまり、油温制御装置１は、オイル切替弁１０を設けることによるコスト増加を抑制しつつ、Ｔ／Ｍオイル８を加温して変速機３の暖機を促進し、かつ変速機３の暖機完了後にはＴ／Ｍオイル８の過度の昇温を抑制できるという効果を奏する。また、オイル切替弁１０の切り替えは、冷却水温Ｔ_EWではなく、エンジン冷却水７の水圧に基づいてなされる。よって、温度による影響を考慮してオイル切替弁１０の配置箇所を制限する必要がなく、オイル切替弁１０の配置自由度が高い。また、水圧によって機械的にオイル切替弁１０が作動することで、油温制御装置１の信頼性が高くなる。

［実施形態の第１変形例］
実施形態の第１変形例について説明する。図５は、実施形態の第１変形例に係る油温制御装置を示す図である。第１変形例の油温制御装置１０１において、上記実施形態の油温制御装置１と異なる点は、オイル切替弁４０が電磁弁となっている点である。図５に示すように、オイル切替弁４０は、リターンスプリング４０ａと、アクチュエータ４０ｂと、弁体４０ｃを含んで構成されている。アクチュエータ４０ｂは、電磁力によって弁体４０ｃに対して吸引力を作用させ、リターンスプリング４０ａの付勢力に抗して弁体４０ｃを移動させる。

油圧制御装置１０１は、第一熱交換器４と、第二熱交換器５と、冷却水切替弁９と、オイル切替弁４０と、制御部５０と、水温センサ５１と、エンジン油温センサ５２と、Ｔ／Ｍ油温センサ５３とを含んで構成されている。水温センサ５１は、上流側水路２２ａの冷却水温Ｔ_EWを検出する。水温センサ５１によって検出された水温を示す信号は、制御部５０に出力される。エンジン油温センサ５２は、エンジン油温Ｔ_EOを検出する。エンジン油温センサ５２によって検出されたエンジン油温Ｔ_EOを示す信号は、制御部５０に出力される。Ｔ／Ｍ油温センサ５３は、Ｔ／Ｍ油温Ｔ_TOを検出する。Ｔ／Ｍ油温センサ５３によって検出されたＴ／Ｍ油温Ｔ_TOを示す信号は、制御部５０に出力される。

制御部５０は、オイル切替弁４０を制御する。制御部５０は、水温センサ５１から取得した冷却水温Ｔ_EWと、エンジン油温センサ５２から取得したエンジン油温Ｔ_EOと、Ｔ／Ｍ油温センサ５３から取得したＴ／Ｍ油温Ｔ_TOが、上記式（２）を満たす関係にある場合、オイル切替弁４０を規制状態とする。これにより、エンジンオイル６とＴ／Ｍオイル８との熱交換が規制され、Ｔ／Ｍオイル８が効率的に冷却される。一方、制御部５０は、取得した冷却水温Ｔ_EW、エンジン油温Ｔ_EO、およびＴ／Ｍ油温Ｔ_TOが上記式（２）を成立させない場合、オイル切替弁４０を流通状態とする。これにより、エンジン冷却水７およびエンジンオイル６の両方によってＴ／Ｍオイル８の温度を上昇させることが可能となる。

［実施形態の第２変形例］
実施形態の第２変形例について説明する。水圧導入路１０ｂは、下流側水路２２ｂに代えて、上流側水路２２ａ等に接続されていてもよい。すなわち、水圧導入路１０ｂは、冷却水切替弁９が第一状態である場合に第二熱交換器５を経由して流れるエンジン冷却水７の水圧を導入できる箇所に接続されていればよい。

冷却水切替弁９は、冷却水温Ｔ_EWによって機械的に切り替わる切替弁に代えて、制御によって切り替えられる切替弁であってもよい。

上記の実施形態および変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。

１，１０１ 油温制御装置
２ エンジン
３ 変速機（Ｔ／Ｍ）
４ 第一熱交換器
５ 第二熱交換器
６ エンジンオイル
７ エンジン冷却水
８ トランスミッションオイル（Ｔ／Ｍオイル）
９ 冷却水切替弁
１０，４０ オイル切替弁
１０ａ，４０ａ リターンスプリング
１０ｂ 水圧導入路
１０ｃ，４０ｃ 弁体
２０ 循環水路
２２ 第一分岐水路
２２ａ 上流側水路
２２ｂ 下流側水路
Ｔ_EW 冷却水温
Ｔ_EO エンジン油温
Ｔ_TO Ｔ／Ｍ油温

Claims (1)

1. エンジンオイルとトランスミッションオイルとの熱交換を行う第一熱交換器と、
   エンジン冷却水とトランスミッションオイルとの熱交換を行う第二熱交換器と、
   前記第二熱交換器にエンジン冷却水を流通させる第一状態と、前記第二熱交換器にエンジン冷却水が流通することを規制する第二状態とに切り替わる冷却水切替弁と、
   前記第二熱交換器を経由して流れるエンジン冷却水の水圧によって作動し、前記第一熱交換器にトランスミッションオイルを流通させる流通状態と、前記第一熱交換器にトランスミッションオイルが流通することを規制する規制状態とに切り替わるオイル切替弁と、
   を備え、
   前記冷却水切替弁は、エンジン冷却水の温度が所定値以上の場合、前記第一状態となり、エンジン冷却水の温度が所定値未満の場合、前記第二状態となり、
   前記オイル切替弁は、前記冷却水切替弁が前記第二状態である場合に前記流通状態となり、前記冷却水切替弁が前記第一状態である場合に前記規制状態となる
   ことを特徴とする油温制御装置。

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