JP6653178B2 - フルード交換装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車のトランスミッションフルード（例えばＡＴＦ／ＣＶＴＦ）を交換するフルード交換装置に関するものである。

トランスミッションフルードの交換装置として、特許文献１が知られている。この装置は、トランスミッションのフィラーチューブからオイルパン内へノズルを挿入し、オイルパン内の古いフルードを抜き取り、この抜取量に基づき新しいフルードを注入するという交換動作を複数回繰り返すことでオイルパン内のフルードを希釈交換するものである。

最近では、レベルゲージを持たないゲージレスタイプのトランスミッションが多く見られるようになってきた。このゲージレスタイプのトランスミッションは、オイルパンの底部にドレン孔を開口し、このドレンにオーバーフローチューブを立設してオーバーフロープラグにより閉塞する構造を有しており、オイルパン内のフルード液位がオーバーフローチューブ上端になるように油量調整されている。

このようなゲージレスタイプのトランスミッションでは、オイルパンのオーバーフロープラグを外してオーバーフローチューブを抜き、ドレン孔から古いフルードを排出した後、オーバーフローチューブを取り付け、リフィル孔から新しいフルードを供給することでフルードの交換を行っている。供給した新しいフルードは、オーバーフローチューブの上端から溢れ出ることで、オイルパン内のフルードの油量調整が図られる。

さて、トランスミッション用のフルードは、熱膨張率が高く、フルード温度が上昇すると体積が膨張するため、油量調整の際にはフルード温度を適正温度範囲に保持した状態で行う必要がある。このため、自動車に搭載される油温検出機能を用いてフルード温度を検出し、温度が適正温度範囲になったタイミングでフルードの油量調整を行い、油温検出機能を持たない自動車については、油温測定ツールを別途用意し、同様にフルード温が適正温度範囲になったタイミングでフルードの油量調整を行っており、極めて専門性と難易度の高い作業となっている。

また、油量調整の適正温度範囲は、３５〜４５℃と低く、夏季など外気温が高い状況や長時間の走行後にはフルード温がこの適正温度範囲を超えてしまい、油量調整が困難となる。そのため、フルード温が４５℃を超える高温の場合、フルード温が適正温度範囲に下がるまで作業が中断されるので、外気温が高い状況での交換作業はできず、長時間の走行後には時間的なロスが多く効率的ではなかった。また、フルード温が高温のまま交換作業を続行した場合には、適正温度範囲で油量不足が生じる不都合がある。

特開２００３−３３５４００号公報

そこで本発明は、ゲージレスタイプのトランスミッションに対するフルード交換作業を作業者の熟練度に関係なく行うことができ、フルード温度が高温であっても交換作業を完了することができるフルード交換装置を提供することを目的とするものである。

このような課題を解決するために本発明は、ゲージレスタイプのトランスミッションのフルードを交換する装置であって、ホースを通じてオイルパンに対してフルードの抜取や注入を行うポンプと、ホースの先端をオイルパンのオーバーフロープラグと差し替えて接続する第１アダプタと、該第１アダプタに備えられ、オイルパン内のフルード温を検出する温度検出手段と、ホースの先端をオイルパンのリフィルプラグと差し替えて接続する第２アダプタとを備え、第１アダプタを通じてオイルパンにフルードの注入と抜取を繰り返し行い、最終注入後に温度検出手段で検出されるフルード温が油量調整の適正温度範囲よりも高温であったとき、温度検出手段でフルード温が高温調整用の温度範囲まで上昇したことを検出してからフルードを抜き取り、フルードを前記オーバーフローチューブの上端に油量調整した後、第２アダプタから規定量のフルードを追加注入する高温交換モードを実行可能にしたことを特徴とするフルード交換装置を提案する。

本発明によれば、交換時のフルード温度が高温であった場合でもオーバーフローチューブの上端に油量調整した後、リフィルから規定量のフルードを追加注入することで、油量の適正化が図られる。

本発明のフルード交換装置を示す説明図である。 本発明の制御系を示すブロック図である。 全自動コースの動作フローを示すフローチャート図である。 設定時の操作画面を示す説明図である。 フルードの注入作業の動作を示す説明図である。 フルードの抜取作業の動作を示す説明図である。 高温モードの操作画面を示す説明図である。 高温モードの動作フローを示すフローチャート図である。 フルードの追加注入作業の動作を示す説明図である。

図１は本発明のフルード交換装置を示している。
１は装置本体で、内部に正逆転可能なポンプ２と、注入する新しいフルードを貯える新油タンク３と、抜き取った古いフルードを貯える廃油タンク４を備えている。ポンプ２には、新油タンク３と連通する吸込管路５と、廃油タンク４と連通する排出管路６と、先端にオーバーフロープラグ用アダプタ７を接続する注入ホース８及び抜取ホース９が取り付けられ、正転と逆転を切り替えることで新油タンク３から吸込管路５を通じて新油を吸い上げ、注入ホース８からトランスミッションのオイルパンに新油を注入する新油注入系統と、トランスミッションのオイルパンから抜取ホース９を通じて旧油を抜き取り、排出管路６から廃油タンク４に旧油を排出する廃油抜取系統とを形成する。１０はリフィルプラグ用アダプタで、オーバーフロープラグ用アダプタ７と差し替えて注入ホース８及び抜取ホース９の先端に取り付けられる。

オーバーフロープラグ用アダプタ７は、先端に温度センサ１１が設けられ、トランスミッションのオイルパンに備えられるオーバーフロープラグと付け替えて接続し、オイルパンに対してフルードの抜取・注入を行うとともに、オーバーフローチューブ内のフルード温度を検出する。リフィルプラグ用アダプタ１０は、先端にＪ型注入ノズル１２が設けられ、トランスミッションのオイルパンに備えられるリフィルプラグと付け替えて接続し、オイルパンに対してフルードの注入を行う。

１３〜１６は電磁弁で、それぞれ吸込管路５・排出管路６・注入ホース８・抜取ホース９を開閉する。１７はストレーナで、電磁弁１６の抜取ホース９を通じて抜き取った旧油に含まれる不純物を濾過する。１８・１９はロードセルで、新油タンク３及び廃油タンク４の底部に設けられ、各タンク３・４の重量を検出してタンク内のフルード量を検知する。

２０は操作パネルで、タッチパネル付きの液晶表示装置からなり、交換する油種を選択する油種選択画面、実行するコースを選択するコース選択画面、交換量の調整を行う調整画面、選択したコースを開始させるスタート画面、動作を停止させるストップ画面等の操作画面表示と、抜取量表示、注入量表示、設定量表示、手順表示等の案内画面表示とを併用し、状況に応じた画面表示を行う。

図２は本発明の制御系を示している。
２１はマイクロコンピュータからなる制御部で、ポンプ２、温度センサ１１、電磁弁１３〜１６、ロードセル１８・１９、操作パネル２０が接続され、ロードセル１８・１９からの信号及び操作パネル２０での設定に基づいてポンプ２及び電磁弁１３〜１６を作動させるとともに、温度センサ１１からの信号に基づいて油量調整のタイミングを判定する。

このように構成するフルード交換装置でゲージレスのトランスミッションのＣＶＴフルードを交換する作業について、図３〜９を用いて説明する。尚、ここで表示する数値は一例であり、特に限定されるものではない。
まず、交換準備として、フルード交換する自動車のエンジンを掛けて水平にリフトアップした後、トランスミッションのオイルパン底部にあるオーバーフロープラグを外し、フルード交換装置１のアダプタ７をドレン孔に接続する。次に、設定操作として、操作パネル２１の画面表示に沿ってフルードの油種、交換方法、交換コース、交換量、適正油温範囲を選択し、設定内容を確認した後、スタートを入力すると作業が開始する。

すなわち、図３に示すように、油種選択画面（Ａ）から『ＣＶＴＦ』を選択し、交換方法選択画面（Ｂ）から『下抜き』を選択し、コース選択画面（Ｃ）から『全自動』を選択し、交換量設定画面（Ｄ）から希望する交換量を設定し、適正油温範囲設定画面（Ｅ）から希望する油温範囲を設定し、設定内容確認画面（Ｆ）で『確認』を入力した後、スタート確認画面（Ｇ）で『スタート』を入力すると作業が開始する。尚、各画面の『戻る』を入力すると１つ前の画面表示に戻り、設定をやり直すことができる。

図４はフルードの油種（ＣＶＴＦ）、交換方法（下抜き）、交換コース（全自動コース）、交換量（ここでは６Ｌ）、適正温度範囲（例えば３５〜４５℃）が設定されたときの動作フローチャートを示している。
作業が開始すると、オーバーフロープラグ用アダプタ７で接続されたオイルパン内に新油タンク３から新しいフルードを供給する注入工程が実行される（１）。注入工程では、図５に示すように、電磁弁１３及び電磁弁１５を開き、ポンプ２を正転して、新油タンク３から吸込管路５及び注入ホース８を通じてオイルパン内に新しいフルードが注入され、オイルパン内の古いフルードと希釈混合される。この注入工程は、新油タンク３のロードセル１８で注入量を測定し、規定量ａ（ここでは２Ｌ）の注入が行われると、電磁弁１３及び電磁弁１５を閉じ、ポンプ２を停止して終了する。

注入工程が終了すると、注入量の総和がプリセット注入量（＝交換量６Ｌ）に達したか否かを確認（２）し、プリセット注入量に達していない場合は、所定の待機時間ｔ（ここでは６０秒）をとり、エンジンのアイドリングによってトランスミッション内でフルードを対流させ、待機時間ｔが経過すると（３）、オイルパン内のオーバーフローチューブより上方にある希釈されたフルードを廃油タンク４に回収する抜取工程が実行される（４）。抜取工程では、図６に示すように、電磁弁１４及び電磁弁１６を開き、ポンプ２を逆転して、抜取ホース９を通じてオイルパン内のフルードが抜き取られ、ストレーナ１７で不純物が濾過されて廃油タンク４に回収される。この抜取工程は、廃油タンク４のロードセル１９で抜取量の変化を測定し、注入工程で注入した規定量ａと同量（すなわち２Ｌ）のフルードが抜き取られると、電磁弁１４及び電磁弁１６を閉じ、ポンプ２を停止して終了する。

この注入工程−待機−抜取工程を繰り返し、オイルパン内のフルードの新油希釈率を高めていき、処理（２）で注入量の総和がプリセット注入量（６Ｌ）に達したと判断すると（４）、オイルパン内のフルード温を検出する油温検出工程に移行する（５）。油温検出工程は、最終的な油量調整を行う前に、オイルパン内のフルード温度を検出するもので、アダプタ７に設けられる温度センサ１１によって検出する。

このとき、温度センサ１１はオーバーフローチューブ内に装着されているため、フルード注入直後に温度検出を行うと、注入した新油フルードの温度を検出してしまい、オイルパン内のフルード温と差が生じてしまう。そこで、規定量ｂ（0.2Ｌ）のフルードをオイルパンから抜き取ることで、オーバーフローチューブ内にオイルパン内のフルードを引き込み、フルード温の均一化を図っている。

ここで、検出したフルード温度が設定した適正温度範囲（３５〜４５℃）にあるか確認し（６）、適正温度範囲内であれば、オイルパン内のフルード量を適正化する油量調整工程に移行する（７）。油量調整工程は、オイルパン内のフルードをオーバーフローチューブの上端レベルに水準させてオイルパン内のフルード量を適正化するものであり、抜取工程と同様に、電磁弁１４及び電磁弁１６を開き、ポンプ２を逆転して、オイルパン内のフルードをオーバーフローチューブから抜き取る。フルードの抜取量が規定量ｃ（ここでは0.2Ｌ）を越えたことを確認し、ロードセル１９で抜取量が所定時間内に一定量以上変化しなくなると（８）、電磁弁１４及び電磁弁１６を閉じ、ポンプ２を停止して終了となる。終了後は、操作パネル２０にオーバーフロープラグ用アダプタ７を外し、オーバーフロープラグを取り付ける旨の案内画面（Ｈ）を表示し、オーバーフロープラグを取り付けた後に『確認』を入力すると作業が完了する。

処理（６）でフルードの温度が適正温度範囲によりも高温（例えば６０℃）であれば、フルード温度が高く油量調整ができないと判断して、動作を一旦停止する。操作パネル２０は、図７に示すように、検出されたフルード温度と、フルード温度が高温のため油温が下がるまで待機を促す旨の案内画面（Ｉ）を表示する。この案内画面（Ｉ）では、適正温度範囲を再設定してから油量調整を実行する『高温モード』が選択可能である。

案内画面（Ｉ）で『高温モード』を選択すると、適正油温範囲設定画面（Ｊ）が表示され、希望する高温モードの油温範囲（ここでは８５〜９０℃）を再設定する。温度を設定して『決定』を入力すると、図８に示す動作フローチャートに沿って、高温モードが開始する。

高温モードでは、油温検出工程を実行し、温度センサ１１でフルード温度を検出する。操作パネル２０では、検出したフルード温度と適正油温範囲になるまで待機する旨の油温判定画面（Ｋ）を表示し、フルード温度が再設定した高温モード用の温度範囲まで上昇すると（９）、処理（７）と同様に油量調整工程を実行する（１０）。油量調整工程が終了すると、オーバーフロープラグ用アダプタ７を外し、オーバーフロープラグを取り付ける旨の案内画面（Ｌ）を表示する。この案内画面（Ｌ）で『確認』を入力すると、高温モードで油量調整を行ったためオイルパン内のフルード量を再調整する必要がある旨の案内画面（Ｍ）を表示する。

案内画面（Ｍ）で『追加注入』を入力すると、注入量設定画面（Ｎ）に切り替わり、フルードの注入量（ここでは0.2Ｌ）を設定した後、『決定』を入力する。スタート確認画面（Ｏ）に切り替わり、『スタート』を入力すると追加注入工程を実行する（１１）。追加注入工程は、図９に示すように、リフィルプラグ用アダプタ１０をオーバーフロープラグ用アダプタ７と差し替えて注入ホース８及び抜取ホース９の先端に取り付けた後、リフィルプラグを外し、リフィルプラグ用アダプタ１０を接続して実行され、注入工程と同様に、電磁弁１３及び電磁弁１５を開き、ポンプ２を正転して、新油タンク３から吸込管路５及び注入ホース８を通じてオイルパン内に新しいフルードを注入する。フルードの注入量が設定量（0.2Ｌ）に達すると、電磁弁１３及び電磁弁１５を閉じ、ポンプ２を停止して終了となる。終了後は、操作パネル２０にリフィルプラグ用アダプタ１０を外し、リフィルプラグを取り付ける旨の案内画面（Ｐ）を表示し、リフィルプラグを取り付けた後に『確認』を入力すると作業が完了する。

処理（７）でオーバーフローチューブからフルードが規定量ｂ排出されなかった場合には、オイルパン内に入っていたフルードがオーバーフローチューブの上端より少なかった可能性があるので、再度注入工程（１）を実行して規定量のフルードを注入し、オーバーフローチューブからフルードが規定量ｂ以上排出されたことを確認して油量調整を図る。

このように本発明では、フルード温度が油量調整の適正温度よりも高くなる環境での交換作業であっても、フルードの熱膨張による油量不足に対応し、油温が適正温度に下がるまで待つと言った時間のロスがなく、適正な油量でゲージレストランスミッションのフルード交換を行うことができる。

１ 装置本体
２ ポンプ
３ 新油タンク
４ 廃油タンク
７ オーバーフロープラグ用アダプタ
８ 注入ホース
９ 抜取ホース
１０ リフィルプラグ用アダプタ
１１ 温度センサ
１８ ロードセル
１９ ロードセル
２０ 操作パネル
２１ 制御部

Claims (1)

1. ゲージレスタイプのトランスミッションのフルードを交換する装置であって、
   ホースを通じてオイルパンに対してフルードの抜取や注入を行うポンプと、
   ホースの先端をオイルパンのオーバーフロープラグと差し替えて接続する第１アダプタと、
   該第１アダプタに備えられ、オイルパン内のフルード温を検出する温度検出手段と、
   ホースの先端をオイルパンのリフィルプラグと差し替えて接続する第２アダプタと
   を備え、
   前記第１アダプタを通じてオイルパンにフルードの注入と抜取を繰り返し行い、その最終注入後に前記温度検出手段によって検出されるフルード温が、設定された油量調整の適正温度範囲よりも高温であったとき、
   前記温度検出手段によって検出されるフルード温が、再設定された高温調整用の温度範囲まで上昇してから、前記第１アダプタを通じてフルードを抜き取ることでフルードをオイルパン内のオーバーフローチューブの上端に油量調整した後、
   高温調整用の温度範囲に対応した規定量のフルードを、前記第２アダプタを通じてオイルパン内に追加注入する
   高温交換モードを実行可能にしたこと
   を特徴とするフルード交換装置。

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