JP4123694B2 - Early warming device for transmission - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用駆動装置の変速機を早期に暖機する装置に関し、特に車両の状態に応じた暖機あるいは蓄熱動作を行うための制御に関する。
【0002】
【従来の技術】
多くの車両用駆動装置は、原動機の回転速度を適切な回転速度に変換し、車両を駆動するのに適した回転速度とする変速機を含んでいる。変速機は歯車などの動力伝達機構を含み、これらの潤滑を行うための流体が変速機内部に入っている。この潤滑用の流体は、低温時には、その粘度が高いために、変速機内の運動部分の抵抗となり、車両用駆動装置の摩擦損失を増加させる。したがって、早期に変速機の暖機を行うことにより駆動装置の効率を改善することができる。
【0003】
また、前記変速機の一つとして、トルクコンバータと歯車変速機を組み合わせた自動変速機が知られている。この自動変速機においては、トルクコンバータ内で動力伝達を行う作動流体、歯車変速機において変速段を選択するためのクラッチやブレーキの動作の制御を行う作動流体、さらに前記潤滑用の流体は、共用されている。前記クラッチ、ブレーキなどの動作の応答性、これらに用いられる摩擦材などの特性なども流体が低温時においては、所定の特性を得ることができないという問題があった。
【0004】
このように、変速機を早期に暖機を行うことが効率上、望ましい。特に、自動変速機においては、トルクコンバータの作動流体、クラッチ等の作動流体、潤滑用流体が共用されており、この多量の流体を早期に常用温度へと暖めることが望まれていた。このために、例えば特開平8−246873号公報においては、前回内燃機関を運転したときに、その暖まった冷却水を貯蓄しておき、始動時にこの冷却水によって、自動変速機の作動流体を暖める装置が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、変速機の早期暖機を行うことは、駆動装置の効率改善に貢献するが、変速機の状態を考慮し、蓄熱も含め、効率よく適切な早期暖機の制御を行う必要がある。
【0006】
あまり急激に暖機を行うと、変速機各部の温度にばらつきが発生し、シール材などの各部品の耐久性に問題が生じる可能性があった。また、変速機がさほど冷えていない場合において、蓄えた熱量を全て放出してしまうのは無駄となるという問題もあった。あるいは、次回の始動時に早期暖機を必要としないと考えられる場合においても熱を蓄えておくのは、無駄となるという問題があった。
【0007】
本発明は、前述の課題を解決するためになされたものであり、変速機の置かれた状態、すなわち車両の状態に応じた蓄熱あるいは放熱を行う変速機の早期暖機装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために本発明にかかる変速機の早期暖機装置は、高い温度の変速機用流体を蓄え、変速機が冷えているときに前記蓄えられた変速機用流体を前記変速機に供給する流体供給手段と、前記車両の状態を示す所定の物理量を検出する検出手段と、前記物理量の検出値に応じて、前記流体供給手段の動作を変更する制御手段とを有している。
【0009】
例えば、車両の状態に応じて、蓄えられている流体の放出の総量または流量を制御する。総量を制御することにより、変速機が非常に冷えているときは多くの流体を放出して暖機を行い、変速機がそれほどには冷えていないときは、放出量を少なくして、高温の流体の消費が抑制される。また、流量を制御することにより、高温の流体が変速機に急に流れ込み、変速機内の温度分布がばらつくことが防止される。
【0010】
また、例えば、車両の状態に応じて蓄える流体の量を制御する。状況に応じて貯蓄量を制御することにより、効率的に早期暖機を行うことができる。
【0011】
車両の状態を示す物理量としては、蓄えられた流体と、変速機内の流体との温度差や、車両の走行速度や、変速機内の流体の温度や、外気温度など現在の状態を示すもの、さらには過去の所定条件における当該車両用駆動装置の始動時の変速機内の流体の温度とすることができる。
【0012】
また、高温流体の放出流量の制御は、例えば、間欠的に開閉動作を行う弁機構の開状態を取る時間の割合を制御するか、さらには可変オリフィスの開口量を連続的変化させることにより制御することにより達成される。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態(以下実施形態という)を、図面に従って説明する。図1には、本実施形態にかかる車両用駆動装置10の概略構成が示されている。本車両用駆動装置は、原動機として液冷の内燃機関12と回転電機14とを有している。内燃機関12と回転電機14の動力軸は、クラッチ16により接続、切断可能となっている。回転電機14は、運転者の要求する出力が低いとき、すなわちアクセルの操作量が少ないときや、内燃機関の効率が悪い低速走行時など、不図示のバッテリから電力が供給されて、電動機として機能し、車両を駆動する。また、回転電機14は、車両制動時やバッテリの蓄電量が低下したとき、車両の慣性または内燃機関12によって駆動され、発電機として機能し、バッテリへの充電を行う。クラッチ16は、例えば、回転電機14のみで車両を駆動している際に切断状態とされ、内燃機関12のポンプ損失、摩擦損失などの発生を抑える。
【0014】
内燃機関12または回転電機14の出力は、自動変速機18に送られる。自動変速機18は、流体伝動機構、変速機構、制御機構を含む。本実施形態において、流体伝動機構はトルクコンバータ20であり、好適には直結機能を有するものである。また、変速機構は、複数の遊星歯車機構を含む歯車変速機部22であり、この歯車変速機部22は、また各遊星歯車機構の各要素の動きを拘束するクラッチ、ブレーキを含む。これらのクラッチおよびブレーキは、制御機構としての流体圧制御部24からの作動流体の選択的供給によって制御される。歯車変速機部22の出力は、推進軸26により駆動輪に向けて伝達される。前述のトルクコンバータ20の直結機能は、トルクコンバータの入出力を、流体を介さずに機械的に結合する直結クラッチを設けることにより達成される。
【0015】
内燃機関12の動力軸には、さらに伝動機構28を介して補機回転電機30が結合されている。伝動機構28は、ベルト、チェーンなどの無端可撓部材または歯車列などとすることができる。補機回転電機30は、内燃機関12の運転時は発電機と機能し、内燃機関補機や車両の電装品などに電力を供給する補機バッテリ(不図示)に充電を行い、また前記電装品などに直接電力を供給する。また、補機回転電機30は、内燃機関12の始動の際には、補機バッテリからの電力を受け電動機として機能する。
【0016】
内燃機関12の冷却液は、内燃機関12とラジエータ32およびこれらを結ぶ冷却液配管34により形成され冷却回路内を流れる。内燃機関12で発生する熱は、冷却液によりラジエータ32へ運ばれ、ここから大気中に放散される。
【0017】
自動変速機18においては、この変速機18全体の潤滑流体、トルクコンバータ20の動力伝達を媒介する作動流体および歯車変速機部22内のクラッチ、ブレーキを動作させる作動流体は、共通の流体が用いられている。以下、この流体をATF(Automatic Transmission Fluid)と記す。ATFは、歯車変速機部22に内蔵されたオイルポンプ36により、流体圧制御部24を介して自動変速機18の各部に供給される。また、ATFの一部は、ATF配管38により、ラジエータ32に送られ、ここで冷却液との間で熱交換が行われ、再び自動変速機18のオイルパン内に戻ってくる。この回路を、以下主回路と記す。冷却液はほぼ90℃に管理されており、ATFが過熱した場合は、ラジエータ32内でATFが冷却される。また、内燃機関12が先に暖機された場合には、冷却液によりラジエータ32内でATFの加熱が行われる。
【0018】
オイルポンプ36は、トルクコンバータ20のポンプ側、すなわち内燃機関12または回転電機14により駆動されている。したがって、車両用駆動装置10が停止しているとき、または回転電機14のみで走行中であって車両が極低速または停止しているときなど、オイルポンプ36の吐出量が十分確保できない場合がある。このような場合のために、本車両用駆動装置10においては、電動式の補助ポンプ40を備えている。補助ポンプ40の動作は、後述する制御部が車両の走行状態に応じて制御を行う。ATFポンプ36と補助ポンプ40の供給源の切り換えは、切り換え用チェックボール機構41にて達成される。図2に示すようにATFポンプ36と補助ポンプ40の吐出側は、切り換え用チェックボール機構41に接続されている。一方のポンプからATFの供給があると、その圧力によりチェックボールが他方の供給孔をふさぐように動作し、これによって供給源が切り換わる。切り換え用チェックボール機構41を通過したATFは、前述の流体圧制御部24に送られる。
【0019】
ATF配管38の途中に、ラジエータ32を迂回するようにバイパス配管42が設けられ、このバイパス配管42には、蓄熱タンク44が設けられている。また、蓄熱タンク44にはヒータ46が併設されており、必要な場合には、バッテリからの電力によってATFを加熱することができる。このバイパス配管42と蓄熱タンク44から構成されるATFの回路を、以下バイパス回路と記す。ATFの主回路とバイパス回路の切換は、切り換え弁48,50により行われる。蓄熱タンク44には、車両用駆動装置10が運転している際に、高温になったATFが蓄えられる。そして、次回の車両用駆動装置10の始動時に、高温に維持されたATFを放出して、自動変速機18の暖機を早める。また、蓄えられた熱量が不足する場合は、ヒータ46により加熱することができる。
【0020】
車両用駆動装置10の運転状態を含む車両の走行状態は、車両各部に設けられた各種センサの出力信号および制御部52の演算により検出される。車両の走行速度は、推進軸26や車輪などに設けられた車速センサ54の出力信号に基づき制御部52により算出される。自動変速機18内温度を代表するATFの温度は、流体圧制御部24に設けられた変速機温度センサ56の出力信号に基づき制御部52により算出される。また、蓄熱タンク44内のATFの温度は、ここに設けられたタンク温度センサ58の出力信号に基づき制御部52により算出される。
【0021】
また、シフトレバーなどにより選択された自動変速機18の制御レンジおよび制御モードを検出するシフト位置センサ60からの出力信号も制御部52に入力する。自動変速機18の制御レンジは、例えば、前進の各変速段から適切な段が自動的に選択されるDポジション、限定された変速段から適切なものが選択される2ポジション、Lポジションなどがある。また、歯車変速機部22を動力を伝達しない中立状態とするNポジション、後退を選択するRポジション、歯車変速機部22の出力側を機械的にロックし、車両が動かないようにするPポジションがある。さらに、本装置においては、運転者が変速段を選択できる手動変速モードを備えている。このモードは、例えばステアリングに設けられたシフトアップスイッチ、シフトダウンスイッチを運転者が操作することにより、変速段を各々高い側、低い側に1段変えて、シフト操作を行うものである。
【0022】
また、車両が置かれた環境の温度、いわゆる外気温度を測定する外気温センサ62が車両の所定部位に設けられている。この外気温センサ62の出力信号に基づき制御部52が外気温度を算出する。
【0023】
また、車両用駆動装置10が運転を停止した後、所定時間経過した時の自動変速機18内の温度が記憶部64に記憶される。この記憶された温度は、次回始動時の温度の推定に用いられる。また、車両用駆動装置10の始動、停止を制御するイグニッションスイッチ66からの信号が制御部52に入力される。
【0024】
図3には、自動変速機の早期暖機制御に関するフローチャートが示されている。車両駆動装置10が始動許可状態となると、具体的には運転者がイグニッションスイッチ66をオンにすると、制御部52はセンサ等からの入力信号の処理を行う(S100)。次に、蓄熱タンク44内に暖まったATFが蓄えられているかが判断される(S102)。この判断は、タンク温度センサ58により検出され蓄熱タンク44内のATFの温度に基づいて行われる。この温度が、所定温度以上であれば暖機用のATFが蓄えられていると判断される。
【0025】
暖機用ATFが蓄えられていると判断されると、ATFを放出するための条件が成立しているかが判断される(S104)。ATFの放出条件は、変速機温度センサ56により検出された変速機22内のATF温度が、所定値以下であるか、かつ車両が走行中または走行を開始しようとしているところか、により判断される。所定値以下であれば、暖機が必要であり、蓄熱タンク44からのATFの放出が必要であると判断される。車両が走行中であることは車速センサ54により検出することができる。また、走行を開始しようとしている状態は、例えば、シフト位置センサ60により、シフトレバーがPポジション以外の位置にあることにより判断できる。車両が走行中であるなどの判断をATFの放出条件としているのは、変速機の伝達効率が実際に問題となるのは走行しているときであり、車両停止中またはすぐには走行を開始しないときなどに、ATFを放出してしまうと、蓄えていた熱量が無駄となる場合が考えられるからである。ATF放出の条件が成立すると、車両の状態を示す物理量の情報を取り込む(S106)。この物理量の具体例については後述する。取り込まれた物理量に基づき現在の車両の状態が判断され、これに応じたATFの放出方法、すなわち放出の総量、流量が決定される(S108)。決定された放出方法に基づいて切り換え弁48,50が制御されて蓄熱タンク44より自動変速機18へと暖かいATFが放出される。
【0026】
ステップS102で、蓄熱タンク44内に暖かいATFが蓄えられていないと判断された場合には、早期暖機制御は行われない。ステップS104でATF放出条件が成立していない場合は、蓄熱タンク44内のATFを放出せず、そのまま保持する(S112)。これにより、暖機が必要となる走行時まで、そのとき放出するべきATFを保持しておく。本実施形態においては、前述のように、ATF放出条件とは、自動変速機の温度が低温であること、であるから、この条件が不成立ということは、自動変速機の温度が十分高く、早期暖機の必要はないということである。このような場合には、暖機用のATFを放出せずに、次回の始動時に備えて温存する。
【0027】
次に、ステップS106で取得される車両状態を示す物理量と、この物理量の値に基づき制御されるATF放出の総量、流量に関して説明する。
【0028】
前記車両状態を示す物理量は、蓄熱タンク44内の温度と自動変速機18内の温度の差とすることができる。具体的には、タンク温度センサ58と変速機温度センサ56により検出された温度の差である。この温度差が大きいとき、ATFの放出流量を少なくする。または、温度差が大きいほど、ATFの放出流量をより少なくする。これにより、温度差が大きい高温のATFが急速に自動変速機18内に投入されることにより生じる自動変速機18の各部の温度ばらつきが生じることを防止することができる。
【0029】
また、前記車両の状態を示す物理量を自動変速機18内の温度とすることができる。この温度は、前述のように変速機温度センサ56により検出される。この温度が低いとき、ATF放出流量を少なくする。または、この温度が低いほど、ATFの放出流量をより少なくする。自動変速機18内の温度が低い方が、投入されるATFとの温度差が大きいことが推定され、前記温度が低いときに、高温ATFの投入により生じる各部の温度ばらつきを少なくすることができる。また、この温度が比較的高いときには放出総量を少なくする、または温度が高いほど総量をより少なくすることができる。これによれば、暖機に必要な量以上が放出されることを防止し、残りを次回の始動時に温存することができる。
【0030】
また、前記車両の状態を示す物理量を外気温度とすることができる。外気温度が低いほど、自動変速機18の温度も低いと推定される。外気温度は、外気温センサ62により検出することができる。この温度が低いとき、ATF放出流量を少なくする。または、この温度が低いほど、ATFの放出流量をより少なくする。自動変速機18内の温度が低い方が、投入されるATFとの温度差が大きいことが推定され、前記温度が低いときに、高温ATFの投入により生じる各部の温度ばらつきを少なくすることができる。また、この温度が比較的高いときには放出総量を少なくする、または温度が高いほど総量をより少なくすることができる。これによれば、暖機に必要な量以上が放出されることを防止し、残りを次回の始動時に温存することができる。
【0031】
また、前記車両の状態量を示す物理量を車両の走行速度とすることができる。走行速度は、車速センサ54により検出することができる。そして、速度が高いとき、ATF放出流量を多くすることができる。または、速度が高いほど、流量をより多くすることができる。これは、速度が高いと、自動変速機18内でATFが撹拌され、変速機内各部の温度のばらつきの発生が少なくなると考えられるからである。また、車両が実際に走行を開始しているので、早期の変速機を常用温度とする必要があるからである。
【0032】
また、車両の状態は、前述したように各物理量単独で判断することも、またいくつかを組み合わせて判断することも可能である。
【0033】
図4には、蓄熱タンク44に蓄えられたATFの放出総量の時間変化の例が示されている。放出流量の制限が必要ないと判断された場合には、折れ線aの場合は、切り換え弁48,50が蓄熱タンク44内のATFを全て放出するまで、ATFがバイパス回路を流れるように制御される。流量を少なくするように判断された場合には、切り換え弁48,50は、ATFの流れをバイパス回路と主回路とに交互に切り換えて、平均的なATF放出流量を少なくするようにしている。すなわち、折れ線b,cにおいて、斜めの線で表されている区間では、切り換え弁48,50は、ATFがバイパス回路を流れるように制御されている。一方、平坦な線で表されている区間では、切り換え弁48,50は、ATFが主回路を流れるように制御されている。
【0034】
切り換え弁48,50は、連続的に開口量を変化させることができる可変オリフィスとすることもできる。この場合は、図4のように放出総量が階段状に変化するのではなく、図5に示すように、一定の傾きで増加させることができる。図5において、折れ線aは、図4のそれと同一であり、流量の制限が行われない場合である。折れ線d,eは、流量の制限が行われた場合であり、折れ線eがより流量を制限された場合を示している。
【0035】
図6には、蓄熱時の制御に関するフローチャートが示されている。車両用駆動装置10が停止されたときに、所定の条件が成立すると、高温のATFが蓄熱タンク44内に蓄えられる。まず、蓄熱タンク44内に暖まったATFがあるか、すなわち蓄熱されているかが判断される(S120)。これはタンク温度センサ58により検出された温度に基づき判断することができる。十分高い温度のATFが蓄えられていれば、改めて高温のATFを蓄える必要はない。蓄熱されていない場合、さらに外気温度が所定値以下であるかが判断される(S122)。外気温度が十分に高い場合は、次回始動時においても自動変速機18の温度が問題になるほど低下しないと考えられるので、蓄熱を行わない。外気温度が所定値以下であれば、さらに変速機温度センサ56により検出された温度、すなわち自動変速機18内のATF温度が所定値以上であるかが判断される(S124)。ATF温度が低ければ、蓄熱タンク44に蓄えても次回始動時の暖機には役に立たないので、このような場合には蓄熱を行わない。
【0036】
ATF温度が十分に高ければ、次回始動時における早期暖機の必要性を推定する。具体的には、過去の所定条件の始動時に、自動変速機18の温度が何度であったかに基づき推定が行われる。前記の過去の所定条件とは、例えば現在から1週間以内、当該車両用駆動装置10が停止(すなわちイグニッションキーがオフ)後5時間以上経過し、その後始動された場合の始動時の自動変速機18の温度である。これにより、次回の始動時に自動変速機18が早期暖機を行う必要が生じる可能性があるかを推定する。具体的には、前記の過去の始動時の自動変速機18の温度が所定値以上か、を判断する(S126)。所定値以上であれば、次回始動時においても、自動変速機18の温度がそれほど低くならず早期暖機を行わなくてもよいと判断し、蓄熱は行わない。
【0037】
ステップS126で、温度が所定値以上でなければ、ATFがバイパス回路を流れるように切り換え弁48,50が制御される。さらに、電動の補助ポンプ40が駆動され、これにより自動変速機18内の高温のATFが、蓄熱タンク44に送られる(S128)。また、補助ポンプを駆動するのではなく、回転電機14を駆動してオイルポンプ36を駆動して、ATFを蓄熱タンク44に送ることも可能である。
【0038】
蓄熱タンク44に送るATFの量は、図7に示すように、自動変速機18内のATFの温度により変更することができる。前述のように、自動変速機18内のATF温度が所定値(以下T1とする)未満であれば、蓄熱は行わない。ATF温度が所定値T1以上で、これより高い第2の所定値T2以下であれば、蓄熱タンク44の容量に相当するATFを送り込む。ATF温度が所定値T2より更に高い温度の場合は、ATFの送出量を減少させる。この結果、イグニッションスイッチをオフにした後の、蓄熱タンク44に送られ蓄えられたATFの量は、図8のように時間と共に変化する。折れ線fは、蓄熱タンク44の容量いっぱいのATFを蓄える場合、折れ線gは容量の半量を、折れ線hはさらに少量のATFを蓄える場合を示している。また、線iはイグニッションスイッチオフ後ATFを蓄えない場合を示している。これにより、早期暖機時に必要な熱量の必要な量を確保し、かつ補助ポンプ40または回転電機14を駆動する電力を抑え、バッテリ蓄電量の減少を抑制する。
【0039】
図9には、他の構成を有する車両用駆動装置100の概略図が示されている。この装置は、前述の車両用駆動装置10とATFの配管系以外は同様の構成であり、同一の符号を付しその説明を省略する。また、センサおよび制御信号などの構成も、切り換え弁の制御を除いては、前述の装置と同様であって、図示、および説明を省略する。
【0040】
ATF配管138は、自動変速機18とラジエータ32の間を循環する主回路を形成する。車両用駆動装置100が通常の状態で運転中は、ATFはこの主回路を流れる。主回路中には、第1〜第3切り換え弁148,166,150が配置されている。第1切り換え弁148から第3切り換え弁150の間にはバイパス配管142が設けられ、このバイパス配管142には第4切り換え弁168が設けられている。バイパス配管142は、自動変速機18から送出されたATFがラジエータ32、蓄熱タンク44などを経由しないで自動変速機18に戻るバイパス回路を形成する。第2切り換え弁166と蓄熱タンク44の間には入口配管170が設けられている。第1切り換え弁166とラジエータ32を結ぶATF配管138と、蓄熱タンク44との間に、第1出口配管172が設けられている。さらに、蓄熱タンク44と第4切り換え弁168の間に第2出口配管174が設けられている。
【0041】
車両用駆動装置100が始動直後であって、内燃機関12の暖機が十分でない場合、蓄熱タンク44内に暖まったATFが蓄えられていないときには、第1,3,4切り換え弁148,150,168が、ATFが図中矢印Aで示すように、すなわちバイパス回路を流れるように制御される。内燃機関12の暖機が十分か否かは、例えば冷却液の温度により判断することができる。また、蓄熱タンク44に蓄熱されているかどうかは、車両用駆動装置10と同様に、タンク温度センサにより検出された温度に基づき判断することができる。
【0042】
蓄熱タンク44に暖かいATFが蓄えられているときには、早期暖機時に、各切り換え弁を制御して、ATFが、図中矢印Bに示すように、すなわち第2切り換え弁166から入口回路170を流れて蓄熱タンク44へ向かい、ここから第2出口回路174を流れ、さらに第4切り換え弁168からはバイパス配管142を通って自動変速機18へと戻るようにされる。
【0043】
また、蓄熱を行う場合は、第2切り換え弁166によりATFを入口回路170に導き、第4切り換え弁168で第2出口回路174からの流出を止めることにより、ATFを第1出口回路172に流すようにする。このときATFは図中矢印Cのように流れる。この場合、蓄熱タンク44を通過したATFは、ラジエータ32に送られ、ここで冷却されるので、車両用駆動装置100が運転中で、自動変速機18が過熱状態の時であっても、蓄熱をすることができる。十分高温のATFが蓄熱タンク内に蓄えられると、第1切り換え弁166は、ATFが主回路、すなわちATF配管138を流れるように制御される。また、車両停止後蓄熱を行う場合には、矢印BのようにATFが流れるように、各切り換え弁を制御し、補助ポンプ40または回転電機14によりATFポンプ36を駆動して高温のATFを蓄熱タンク44に送る。
【0044】
この車両用駆動装置100においても、早期暖機時の蓄熱タンク44よりのATF放出は、前述の車両用駆動装置10と同様に行うことが可能である。ただし、本装置100において、ATFを蓄熱タンク44より間欠的に放出する場合には、蓄熱タンク44から放出されていない区間では、ATFは主回路ではなく、矢印Aのバイパス回路を流れるようにすることが好ましい。これにより、回路が短縮され、熱を奪われることを防止することができる。また、蓄熱は車両用駆動装置100が停止してから行うよりも、運転中であって、ATFの温度が高いときに行うことが好ましい。
【0045】
以上のように、車両の状態に応じて暖かいATFの放出の総量を変えることにより、暖かいATFを無駄に消費することなく早期暖機を行うことができる。また、ATF放出の流量を車両の状態に応じて変更することにより、自動変速機18の各部の温度がばらつくことを防止することができる。
【0046】
また、蓄熱タンク内に高い比熱を有する部材を配置し、この部材とATFの間で熱の授受を行ない、蓄熱するようにもできる。さらに本実施形態においては、複数種類の原動機を有するハイブリッド駆動装置に関して説明したが、内燃機関のみが原動機となる駆動装置の変速機にも適用できる。さらに、トルクコンバータと遊星歯車機構を有する歯車変速機を組み合わせた変速機以外の変速機、例えば、プーリと無端可撓部材を組み合わせた連続的に変速比を変更することができる変速機に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施形態にかかる車両用駆動装置の概略構成図である。
【図2】 ATFを供給するポンプの切り換えについての説明図である。
【図3】 暖機用のATFの放出に関する制御フローチャートである。
【図4】 ATFの放出総量の時間変化を示す図であり、特に間欠的に暖機用ATFを放出する場合を示す図である。
【図5】 ATFの放出総量の時間変化を示す図であり、特に流量を連続的に変化させる場合を示す図である。
【図6】 暖機用のATFの貯蓄に関する制御フローチャートである。
【図7】 蓄熱する際に蓄熱タンクに送るATFの温度と送出量の関係を示す図である。
【図8】 ATF貯蓄量の時間変化を示す図である。
【図9】 他の実施形態にかかる車両用駆動装置の概略構成図である。
【符号の説明】
10,100 車両用駆動装置、12 内燃機関、14 回転電機、18 自動変速機、20 トルクコンバータ、22 歯車変速機部、24 流体圧制御部、32 ラジエータ、36 オイルポンプ、38,138 ATF配管、40 補助ポンプ、42,142 バイパス配管、44 蓄熱タンク、48,50 切り換え弁、52 制御部、54 車速センサ、56 変速機温度センサ、58 タンク温度センサ、60 シフト位置センサ、62 外気温センサ、64 記憶部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus that warms up a transmission of a vehicle drive device at an early stage, and more particularly to control for performing warm-up or heat storage operation according to the state of the vehicle.
[0002]
[Prior art]
Many vehicle drive devices include a transmission that converts the rotational speed of the prime mover to an appropriate rotational speed to achieve a rotational speed suitable for driving the vehicle. The transmission includes a power transmission mechanism such as a gear, and fluid for performing such lubrication is contained in the transmission. Since this lubricating fluid has a high viscosity at low temperatures, it becomes a resistance of the moving part in the transmission, and increases the friction loss of the vehicle drive device. Therefore, the efficiency of the drive device can be improved by warming up the transmission at an early stage.
[0003]
As one of the transmissions, an automatic transmission in which a torque converter and a gear transmission are combined is known. In this automatic transmission, the working fluid that transmits power in the torque converter, the working fluid that controls the operation of the clutch and brake for selecting the gear position in the gear transmission, and the lubricating fluid are shared. Has been. The responsiveness of the operation of the clutch, brake, etc., and the characteristics of the friction material used for these, etc., have a problem that predetermined characteristics cannot be obtained when the fluid is at a low temperature.
[0004]
Thus, it is desirable in terms of efficiency to warm up the transmission early. In particular, in an automatic transmission, a working fluid for a torque converter, a working fluid such as a clutch, and a lubricating fluid are shared, and it has been desired to quickly warm this large amount of fluid to a normal temperature. For this purpose, for example, in JP-A-8-246873, when the internal combustion engine is operated last time, the warmed cooling water is stored, and the working fluid of the automatic transmission is warmed by the cooling water at the start. An apparatus is disclosed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As mentioned above, early warming up of the transmission contributes to improving the efficiency of the drive unit, but it is necessary to efficiently and appropriately control the early warming up including heat storage in consideration of the state of the transmission. There is.
[0006]
If the engine is warmed up too rapidly, variations in the temperature of each part of the transmission may occur, which may cause a problem in durability of each component such as a seal material. In addition, when the transmission is not so cold, there is a problem that it is useless to release all the stored heat. Alternatively, even when it is considered that early warm-up is not required at the next start, there is a problem that it is wasteful to store heat.
[0007]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides an early warm-up device for a transmission that stores heat or dissipates heat according to the state in which the transmission is placed, that is, the state of the vehicle. Objective.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, an early warming-up device for a transmission according to the present invention stores a high-temperature transmission fluid, and the stored transmission fluid when the transmission is cold. Fluid supply means for supplying to the machine, detection means for detecting a predetermined physical quantity indicating the state of the vehicle, and control means for changing the operation of the fluid supply means in accordance with the detected value of the physical quantity. Yes.
[0009]
For example, depending on the state of the vehicle, the total amount or flow rate of stored fluid discharge is controlled. By controlling the total amount, when the transmission is very cold, it discharges a lot of fluid to warm up, and when the transmission is not so cool, reduce the discharge amount and Fluid consumption is suppressed. Further, by controlling the flow rate, it is possible to prevent a high-temperature fluid from suddenly flowing into the transmission and to vary the temperature distribution in the transmission.
[0010]
Further, for example, the amount of fluid to be stored is controlled according to the state of the vehicle. By controlling the amount of saving according to the situation, it is possible to efficiently warm up early.
[0011]
The physical quantity indicating the state of the vehicle includes the current state such as the temperature difference between the stored fluid and the fluid in the transmission, the traveling speed of the vehicle, the temperature of the fluid in the transmission, the outside air temperature, and the like Can be the temperature of the fluid in the transmission at the start of the vehicle drive device under a predetermined condition in the past.
[0012]
The discharge flow rate of the high-temperature fluid is controlled by, for example, controlling the ratio of time taken to open the valve mechanism that intermittently opens and closes, or by continuously changing the opening amount of the variable orifice. Is achieved.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of a
[0014]
The output of the
[0015]
An auxiliary rotating
[0016]
The coolant of the
[0017]
In the
[0018]
The
[0019]
A
[0020]
The running state of the vehicle including the driving state of the
[0021]
Further, an output signal from the shift position sensor 60 that detects the control range and control mode of the
[0022]
Further, an outside
[0023]
In addition, the temperature in the
[0024]
FIG. 3 shows a flowchart relating to the early warm-up control of the automatic transmission. When the
[0025]
If it is determined that the warm-up ATF is stored, it is determined whether a condition for releasing ATF is satisfied (S104). The ATF release condition is determined based on whether the ATF temperature in the
[0026]
If it is determined in step S102 that warm ATF is not stored in the
[0027]
Next, the physical quantity indicating the vehicle state acquired in step S106, the total amount of ATF emission controlled based on the value of the physical quantity, and the flow rate will be described.
[0028]
The physical quantity indicating the vehicle state can be a difference between the temperature in the
[0029]
Further, the physical quantity indicating the state of the vehicle can be the temperature in the
[0030]
Further, the physical quantity indicating the state of the vehicle can be the outside air temperature. It is estimated that the temperature of the
[0031]
In addition, a physical quantity indicating the state quantity of the vehicle can be used as the traveling speed of the vehicle. The traveling speed can be detected by the
[0032]
Further, the state of the vehicle can be determined by each physical quantity alone as described above, or can be determined by combining several.
[0033]
FIG. 4 shows an example of the temporal change in the total amount of ATF released stored in the
[0034]
The switching
[0035]
FIG. 6 shows a flowchart regarding control during heat storage. When a predetermined condition is satisfied when the
[0036]
If the ATF temperature is sufficiently high, the necessity of early warm-up at the next start is estimated. Specifically, the estimation is performed based on how many times the temperature of the
[0037]
In step S126, if the temperature is not equal to or higher than the predetermined value, the switching
[0038]
The amount of ATF sent to the
[0039]
FIG. 9 is a schematic view of a
[0040]
The
[0041]
When the
[0042]
When warm ATF is stored in the
[0043]
When heat storage is performed, the ATF is guided to the inlet circuit 170 by the
[0044]
Also in the
[0045]
As described above, early warm-up can be performed without wasting warm ATF by changing the total amount of warm ATF released according to the state of the vehicle. Further, by changing the flow rate of ATF discharge according to the state of the vehicle, it is possible to prevent the temperature of each part of the
[0046]
Further, a member having a high specific heat can be disposed in the heat storage tank, and heat can be transferred between the member and the ATF to store the heat. Furthermore, in the present embodiment, the hybrid drive device having a plurality of types of prime movers has been described. However, the present invention can also be applied to a transmission of a drive device in which only the internal combustion engine is a prime mover. Further, the present invention is applied to a transmission other than a transmission combining a torque converter and a gear transmission having a planetary gear mechanism, for example, a transmission capable of continuously changing a transmission ratio by combining a pulley and an endless flexible member. It is also possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle drive device according to an embodiment.
FIG. 2 is an explanatory diagram for switching a pump for supplying ATF.
FIG. 3 is a control flowchart relating to the release of warm-up ATF.
FIG. 4 is a diagram showing a change with time in the total amount of ATF released, and particularly a diagram showing a case where warm-up ATF is intermittently released.
FIG. 5 is a diagram showing a change over time in the total amount of ATF released, and particularly a diagram showing a case where the flow rate is continuously changed.
FIG. 6 is a control flowchart related to saving of warm-up ATF.
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the ATF temperature sent to the heat storage tank and the delivery amount when storing heat.
FIG. 8 is a diagram showing a change over time in the amount of ATF saved.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a vehicle drive device according to another embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,100 Vehicle drive device, 12 Internal combustion engine, 14 Rotary electric machine, 18 Automatic transmission, 20 Torque converter, 22 Gear transmission part, 24 Fluid pressure control part, 32 Radiator, 36 Oil pump, 38,138 ATF piping, 40 Auxiliary pump, 42, 142 Bypass piping, 44 Heat storage tank, 48, 50 Switching valve, 52 Control unit, 54 Vehicle speed sensor, 56 Transmission temperature sensor, 58 Tank temperature sensor, 60 Shift position sensor, 62 Outside air temperature sensor, 64 Memory part.
Claims (11)
高い温度の変速機用流体を蓄え、変速機が冷えているときに前記蓄えられた変速機用流体を前記変速機に供給する流体供給手段と、Fluid supply means for storing high temperature transmission fluid and supplying the stored transmission fluid to the transmission when the transmission is cold;
蓄えられた変速機用流体と変速機内の変速機用流体の温度差を算出する温度差算出手段と、A temperature difference calculating means for calculating a temperature difference between the stored transmission fluid and the transmission fluid in the transmission;
前記変速機用流体の温度差が大きいとき、または大きいほど、変速機用流体の放出流量を少なくするように前記流体供給手段を制御する制御手段と、Control means for controlling the fluid supply means so as to decrease the discharge flow rate of the transmission fluid when the temperature difference of the transmission fluid is large or larger,
を有する変速機の早期暖機装置。An early warm-up device for a transmission having
高い温度の変速機用流体を蓄え、変速機が冷えているときに前記蓄えられた変速機用流体を前記変速機に供給する流体供給手段と、Fluid supply means for storing high temperature transmission fluid and supplying the stored transmission fluid to the transmission when the transmission is cold;
車両の走行速度を検出する走行速度検出手段と、Traveling speed detection means for detecting the traveling speed of the vehicle;
前記車両の走行速度が高いとき、または高いほど、変速機用流体の放出流量を多くするように前記流体供給手段を制御する制御手段と、Control means for controlling the fluid supply means to increase the discharge flow rate of the fluid for transmission when the traveling speed of the vehicle is higher or higher;
を有する変速機の早期暖機装置。An early warm-up device for a transmission having
高い温度の変速機用流体を蓄え、変速機が冷えているときに前記蓄えられた変速機用流体を前記変速機に供給する流体供給手段と、Fluid supply means for storing high temperature transmission fluid and supplying the stored transmission fluid to the transmission when the transmission is cold;
変速機内の温度を検出する変速機内温度検出手段と、A transmission temperature detection means for detecting the temperature in the transmission;
前記変速機内の温度が低いとき、または低いほど、変速機用流体の放出流量を少なくするように前記流体供給手段を制御する制御手段と、Control means for controlling the fluid supply means so as to decrease the discharge flow rate of the fluid for the transmission when the temperature in the transmission is lower or lower.
を有する変速機の早期暖機装置。An early warm-up device for a transmission having
高い温度の変速機用流体を蓄え、変速機が冷えているときに前記蓄えられた変速機用流体を前記変速機に供給する流体供給手段と、Fluid supply means for storing high temperature transmission fluid and supplying the stored transmission fluid to the transmission when the transmission is cold;
外気の温度を検出する外気温度検出手段と、An outside air temperature detecting means for detecting the outside air temperature;
前記外気の温度が低いとき、または低いほど、変速機用流体の放出流量を少なくするように前記流体供給手段を制御する制御手段と、Control means for controlling the fluid supply means so as to reduce the discharge flow rate of the fluid for transmission when the temperature of the outside air is lower or lower,
を有する変速機の早期暖機装置。An early warm-up device for a transmission having
高い温度の変速機用流体を蓄え、変速機が冷えているときに前記蓄えられた変速機用流体を前記変速機に供給する流体供給手段と、Fluid supply means for storing high temperature transmission fluid and supplying the stored transmission fluid to the transmission when the transmission is cold;
外気の温度を検出する外気温度検出手段と、An outside air temperature detecting means for detecting the outside air temperature;
前記外気の温度が高いとき、または高いほど、変速機用流体の放出総量を少なくするように前記流体供給手段を制御する制御手段と、Control means for controlling the fluid supply means so that the total discharge amount of the transmission fluid is reduced when the temperature of the outside air is higher or higher.
を有する変速機の早期暖機装置。An early warm-up device for a transmission having
前記制御手段は、全開と全閉の二状態に動作する弁を含み、弁の開閉動作を間欠的に実施することにより放出流量を制御を行うものである、The control means includes a valve that operates in two states of fully open and fully closed, and controls the discharge flow rate by intermittently opening and closing the valve.
変速機の早期暖機装置。An early warm-up device for transmissions.
前記制御手段は、開口量が連続的に変化する可変オリフィスを含み、前記開口量を制御することにより流量の制御を行うものである、The control means includes a variable orifice whose opening amount changes continuously, and controls the flow rate by controlling the opening amount.
変速機の早期暖機装置。An early warm-up device for transmissions.
高い温度の変速機用流体を蓄え、変速機が冷えているときに前記蓄えられた変速機用流体を前記変速機に供給する流体供給手段と、Fluid supply means for storing high temperature transmission fluid and supplying the stored transmission fluid to the transmission when the transmission is cold;
変速機内の変速機用流体の温度を検出する変速機内流体温度検出手段と、A fluid temperature detection means in the transmission for detecting the temperature of the transmission fluid in the transmission; and
前記変速機内の変速機流体の温度が第1の温度以上のとき、変速用流体を蓄えるように前記流体供給手段を制御する制御手段と、Control means for controlling the fluid supply means so as to store the fluid for shifting when the temperature of the transmission fluid in the transmission is equal to or higher than a first temperature;
を有する変速機の早期暖機装置。An early warm-up device for a transmission having
前記制御手段は、前記変速機内の変速機流体の温度が、前記第1の温度より高い第2の温度以上のときに、変速機用流体を蓄える量を減少させる、The control means reduces the amount of transmission fluid stored when the temperature of the transmission fluid in the transmission is equal to or higher than a second temperature higher than the first temperature;
変速機の早期暖機装置。An early warm-up device for transmissions.
高い温度の変速機用流体を蓄え、変速機が冷えているときに前記蓄えられた変速機用流体を前記変速機に供給する流体供給手段と、Fluid supply means for storing high temperature transmission fluid and supplying the stored transmission fluid to the transmission when the transmission is cold;
当該車両用駆動装置の過去の始動時の、変速機内の変速機流体の温度に基づき、次回始動時の変速機内の変速機流体の温度を推定する手段と、Means for estimating the temperature of the transmission fluid in the transmission at the next start based on the temperature of the transmission fluid in the transmission at the past startup of the vehicle drive device;
前記推定された温度が、あらかじめ定められた温度以下のとき、変速機用流体を蓄えるように前記流体供給手段を制御する制御手段と、Control means for controlling the fluid supply means to store a fluid for transmission when the estimated temperature is equal to or lower than a predetermined temperature;
を有する変速機の早期暖機装置。An early warm-up device for a transmission having
前記過去の始動時は、過去1週間以内において、当該車両用駆動装置が停止してから5時間以上経過後、始動されたときである、The past start time is a time when the vehicle drive device is started after the lapse of 5 hours or more from the stop within the past one week,
変速機の早期暖機装置。An early warm-up device for transmissions.
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