JP2012172634A - 漏れ検査装置および漏れ検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料噴射装置の高圧系統の漏れ検査を定量的に実施できる漏れ検査装置および漏れ検査方法を提供する。
【解決手段】燃料噴射装置１００の高圧系統ＨＰＬの漏れを検査する漏れ検査装置１０であって、燃料噴射装置１００は、サプライポンプ２０と、コモンレール３０と、インジェクタ４０と、コモンレール３０に蓄圧される燃料の圧力を検出する圧力センサ５１と、燃料噴射装置１００の燃料噴射を制御するＥＣＵ５０と、を具備し、漏れ検査装置１００は、ＥＣＵ５０を介しての燃料噴射装置１００の制御によって、サプライポンプ２０によってコモンレール３０に所定圧力Ｐ１になるまで燃料を蓄圧し、インジェクタ４０を停止した状態で、所定時間Ｔ１中に圧力センサ５１によって検出されるコモンレール圧Ｐが一定であれば、燃料噴射装置１００の高圧系統ＨＰＬの漏れはないと判断する検査コントローラと、を具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料噴射装置の高圧系統の漏れを検査する漏れ検査装置および漏れ検査方法技術に関する。

燃料噴射装置は、エンジンの燃焼室に直接燃料を噴射する装置である。例えば、ディーゼルエンジンでは、コモンレール式燃料噴射装置が用いられている。コモンレール式燃料噴射装置は、サプライポンプによって昇圧した燃料をコモンレールに蓄圧し、コモンレールに蓄圧された燃料を各インジェクタに分配し、インジェクタによって噴射量・噴射時期を制御して燃料噴射を行う装置である。例えば、特許文献１は、コモンレール式燃料噴射装置を開示している。

コモンレール式燃料噴射装置では、サプライポンプによって燃料が最大１６０ＭＰａ程度まで昇圧される。コモンレール式燃料噴射装置において、サプライポンプによって昇圧される高圧の燃料が通過する装置または配管を、コモンレール式燃料噴射装置の高圧系統と定義する。具体的には、サプライポンプからコモンレールを経由してインジェクタに至るまでの経路がコモンレール式燃料噴射装置の高圧系統となる。

コモンレール式燃料噴射装置として製品が組み立てられた後には、組み付けた各部位に漏れがないか漏れ検査が実施される。通常、漏れ検査は、燃料の代わりに装置または配管内部に空気または窒素ガスを封入してエアリーク検査が実施される。しかし、コモンレール式燃料噴射装置の高圧系統では、燃料が供給されない状態でサプライポンプを駆動するとポンプの焼き付きが生じる。また、空気または窒素を１６０ＭＰａまで昇圧させることは、現実的に困難である。

現状、コモンレール式燃料噴射装置として製品が組み立てられた後には、コモンレールおよびインジェクタからの燃料逃がし配管等の低圧系統しか漏れ検査が実施できていない。コモンレール式燃料噴射装置の低圧系統では、装置または配管内部に空気または窒素ガスを封入してエアリーク検査が実施されている。エアリーク検査とは、検査対象となる装置または配管内部に空気または窒素ガスを封入して所定圧力とし、所定時間経過後の所定圧力の変化によって、漏れの有無を判断する定量的な漏れ検査である。

一方、コモンレール式燃料噴射装置として製品が組み立てられた後では、高圧系統の漏れ検査が実施できていない。コモンレール式燃料噴射装置の高圧系統では、ディーゼルエンジンをテスト始動するときに、サプライポンプによって燃料を最大１６０ＭＰａ程度まで昇圧させ、目視による漏れ検査が実施されているのみである。つまり、コモンレール式燃料噴射装置の高圧系統では、定量的な漏れ検査が実施されておらず、燃料漏れについて十分な品質保証がされているとはいえない。

特開２０１０−２１６３８３号公報

本発明の解決しようとする課題は、燃料噴射装置の高圧系統の漏れ検査を定量的に実施できる漏れ検査装置および漏れ検査方法を提供することである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、燃料噴射装置の高圧系統の漏れを検査する漏れ検査装置であって、前記燃料噴射装置は、燃料を昇圧して圧送するサプライポンプと、前記サプライポンプから圧送される燃料を蓄圧するコモンレールと、前記コモンレールから供給される燃料を燃焼室内に噴射するインジェクタと、前記コモンレールに蓄圧される燃料の圧力を検出する圧力検出手段と、前記燃料噴射装置の燃料噴射を制御する制御手段と、を具備し、前記漏れ検査装置は、前記制御手段を介しての前記燃料噴射装置の制御によって、前記サプライポンプによって前記コモンレールに所定圧力になるまで燃料を蓄圧し、前記インジェクタを停止した状態で、所定時間中に前記圧力検出手段によって検出される圧力が一定であれば、前記燃料噴射装置の高圧系統の漏れはないと判断する検査制御手段を具備するものである。

請求項２においては、燃料噴射装置の高圧系統の燃料漏れを検査する漏れ検査方法であって、前記燃料噴射装置は、燃料を昇圧して圧送するサプライポンプと、前記サプライポンプから圧送される燃料を蓄圧するコモンレールと、前記コモンレールから供給される燃料を燃焼室内に噴射するインジェクタと、前記コモンレールに蓄圧される燃料の圧力を検出する圧力検出手段と、前記燃料噴射装置の燃料噴射を制御する制御手段と、を具備し、前記燃料検査方法は、前記制御手段を介しての前記燃料噴射装置の制御によって、前記サプライポンプによって前記コモンレールに所定圧力になるまで燃料を蓄圧し、前記インジェクタを停止した状態で、所定期間中に前記圧力検出手段によって検出される圧力が一定であれば、前記燃料噴射装置の高圧系統の漏れはないと判断するものである。

本発明の漏れ検査装置および漏れ検査方法によれば、燃料噴射装置の高圧系統の漏れ検査を定量的に実施できる。

実施形態である漏れ検査装置の全体的な構成を示した構成図。 同じく漏れ検査制御の流れを示すフロー図。 同じく漏れ検査制御の流れを示すタイムチャート図。 同じく漏れ検査制御の流れを示す別のタイムチャート図。

図１を用いて、実施形態である漏れ検査装置１０について説明する。
漏れ検査装置１０の構成について説明する。
漏れ検査装置１０は、燃料噴射装置１００の高圧系統ＨＰＬの漏れを検査する装置である。漏れ検査装置１０は、検査制御手段としての検査コントローラ５を具備している。検査コントローラ５は、燃料噴射装置１００の高圧系統ＨＰＬに漏れがあるか否か判断する機能を有している。なお、燃料噴射装置１００の高圧系統ＨＰＬについて、詳しくは後述する。検査コントローラ５は、燃料噴射装置１００の後述する制御手段としてのＥｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ５０（以下、ＥＣＵ５０）と、後述する圧力センサ５１と、に接続されている。

燃料噴射装置１００の構成について説明する。
燃料噴射装置１００は、漏れ検査装置１０による検査対象である。燃料噴射装置１００は、ディーゼルエンジン（図示略）に設けられている。燃料噴射装置１００は、サプライポンプ２０と、コモンレール３０と、複数（本実施形態では４つ）のインジェクタ４０・４０・４０・４０と、制御手段としてのＥＣＵ５０と、燃料タンク７０と、を具備している。

サプライポンプ２０は、燃料を昇圧するポンプである。サプライポンプ２０は、低圧配管ＬＬ１を介して、燃料タンク７０と接続されている。低圧配管ＬＬ１の途上には燃料フィルタ６０が配置されている。サプライポンプ２０は、高圧配管ＨＬ１を介して、コモンレール３０と接続されている。

コモンレール３０は、燃料を高圧状態で蓄圧する容器である。コモンレール３０は、高圧配管ＨＬ１を介して、サプライポンプ２０と接続されている。コモンレール３０は、高圧配管ＨＬ２・ＨＬ２・ＨＬ２・ＨＬ２を介して、インジェクタ４０・４０・４０・４０と接続されている。コモンレール３０には、リリ−フバルブ３１が設けられている。コモンレール３０は、リリ−フバルブ３１および低圧配管ＬＬ２を介して、燃料タンク７０と接続されている。低圧配管ＬＬ２の途上には燃料フィルタ６０が配置されている。コモンレール３０には、圧力検出手段としての圧力センサ５１が配置されている。

インジェクタ４０・４０・４０・４０は、開弁することによって燃料を噴射する弁である。インジェクタ４０・４０・４０・４０は、ディーゼルエンジンのシリンダ内に配置されている。インジェクタ４０・４０・４０・４０は、高圧配管ＨＬ２・ＨＬ２・ＨＬ２・ＨＬ２を介して、コモンレール３０と接続されている。インジェクタ４０・４０・４０・４０は、低圧配管ＬＬ２・ＬＬ２・ＬＬ２・ＬＬ２を介して、燃料タンク７０と接続されている。低圧配管ＬＬ２の途上には燃料フィルタ６０が配置されている。

ＥＣＵ５０は、燃料噴射装置１００の燃料噴射を制御する機能を有している。より具体的には、ＥＣＵ５０は、インジェクタ４０・４０・４０・４０の噴射時期または噴射時間を調整することによって燃料噴射を制御する機能を有している。また、ＥＣＵ５０は、サプライポンプ２０を駆動して、圧力センサ５１によってコモンレール３０の燃料圧力を認識し、コモンレール３０を一定の燃料圧力に維持する機能を有している。ＥＣＵ５０には、サプライポンプ２０と、リリ−フバルブ３１と、インジェクタ４０・４０・４０・４０と、圧力センサ５１と、が接続されている。

燃料噴射装置１００の機能について説明する。
上述の構成とすることで、ＥＣＵ５０は、サプライポンプ２０によって燃料を昇圧し、コモンレール３０に圧送する。このとき、インジェクタ４０・４０・４０・４０は閉弁されているため、圧送される燃料は、コモンレール３０に蓄圧される。ＥＣＵ５０は、サプライポンプ２０を駆動して、圧力センサ５１によってコモンレール３０の圧力を認識し、コモンレール３０を一定の圧力に維持する。一方、ＥＣＵ５０は、リリ−フバルブ３１によって、設定圧力以上となると、コモンレール３０の燃料を燃料タンク７０に逃がし、コモンレール３０を一定の圧力に維持する。ＥＣＵ５０は、インジェクタ４０・４０・４０・４０を開弁することによって、一定の圧力に維持されるコモンレール３０の燃料をシリンダ内に噴射する。

燃料噴射装置１００の高圧系統ＨＰＬについて説明する。
燃料噴射装置１００では、サプライポンプ２０によって燃料が最大１６０ＭＰａ程度まで昇圧される。ここで、燃料噴射装置１００において、サプライポンプ２０によって昇圧される高圧の燃料が通過する装置または配管を、燃料噴射装置１００の高圧系統ＨＰＬと定義する。燃料噴射装置１００では、サプライポンプ２０からコモンレール３０を経由してインジェクタ４０・４０・４０・４０に至るまでの経路が高圧系統ＨＰＬとなる。すなわち、燃料噴射装置１００では、サプライポンプ２０と、高圧配管ＨＬ１と、コモンレール３０と、高圧配管ＨＬ２・ＨＬ２・ＨＬ２・ＨＬ２と、インジェクタ４０・４０・４０・４０と、が高圧系統ＨＰＬ（図１の斜線部分）に含まれる。

燃料噴射装置１００の低圧系統ＬＰＬについて説明する。
燃料噴射装置１００では、サプライポンプ２０によって燃料が最大１６０ＭＰａ程度まで昇圧される。しかし、燃料噴射装置１００において、サプライポンプ２０によって昇圧される高圧の燃料の影響を受けない装置または配管を、燃料噴射装置１００の低圧系統ＬＰＬと定義する。燃料噴射装置１００では、燃料フィルタ６０と、燃料タンク７０と、低圧配管ＬＬ１と、低圧配管ＬＬ２・ＬＬ２・ＬＬ２・ＬＬ２・ＬＬ２と、が低圧系統ＬＰＬに含まれる。

図２を用いて、漏れ検査制御Ｓ１００の流れについて説明する。
なお、図２では、作業者が行うステップを括弧書きで示し、検査コントローラ５がＥＣＵ５０を介して行うステップを枠で囲って示している。

漏れ検査制御Ｓ１００は、燃料噴射装置１００の高圧系統ＨＰＬの漏れ検査を実施する制御である。なお、燃料噴射装置１００の低圧系統ＬＰＬの漏れ検査については、通常のエアリーク検査によって実施されるものとする。エアリーク検査とは、検査対象となる装置または配管内部に空気または窒素ガスを封入して所定圧力とし、所定時間経過後の所定圧力の変化によって、漏れの有無を判断する定量的な漏れ検査である。

ステップＳ１１０において、作業者は、検査コントローラ５をＥＣＵ５０と、圧力センサ５１と、に接続する。検査コントローラ５とＥＣＵ５０とは、ワイヤーハーネス等によって接続される。なお、以下のステップでは、検査コントローラ５がＥＣＵ５０を介して燃料噴射装置１００に指令を行うものとする。ステップＳ１２０において、検査コントローラ５は、リリ−フバルブ３１と、インジェクタ４０・４０・４０・４０と、を閉弁する。このとき、高圧系統ＨＰＬは、密閉状態となる。なお、サプライポンプ２０には逆止弁が設けられているため、高圧配管ＨＬ１と低圧配管ＬＬ１とは遮断されている。

ステップＳ１３０において、検査コントローラ５は、サプライポンプ２０を駆動する。ステップＳ１４０において、検査コントローラ５は、サプライポンプ２０を駆動しながら、圧力センサ５１によってコモンレール３０の圧力（以下、コモンレール圧Ｐ）を認識する。ステップＳ１５０において、検査コントローラ５は、圧力センサ５１によってコモンレール圧Ｐを認識しながら、コモンレール圧Ｐが所定圧力Ｐ１になったときに、サプライポンプ２０を停止する。ステップＳ１６０において、検査コントローラ５は、コモンレール圧Ｐが所定圧力Ｐ１となった状態で、サプライポンプ２０を停止し、所定時間Ｔ１だけ待機する。このとき、検査コントローラ５は、圧力センサ５１によってコモンレール圧Ｐを継続して認識しているものとする。なお、所定圧力Ｐ１、所定時間Ｔ１および後述する許容範囲ΔＰは、予め検査コントローラ５に記憶されている。

ステップＳ１７０において、検査コントローラ５は、所定時間Ｔ１におけるコモンレール圧Ｐが一定であるか確認する。具体的には、検査コントローラ５は、所定時間Ｔ１におけるコモンレール圧Ｐの増減が許容範囲ΔＰ以内であるか確認する。なお、許容範囲ΔＰは、所定圧力Ｐ１の値に圧力センサ５１の測定誤差を考慮した範囲とする。ステップＳ１７０において、検査コントローラ５は、コモンレール圧Ｐの増減が許容範囲ΔＰ以内であれば、ステップＳ１８０に移行し、燃料噴射装置１００の高圧系統ＨＰＬに漏れなし、と判断する。一方、ステップＳ１７０において、検査コントローラ５は、コモンレール圧Ｐの増減が許容範囲ΔＰを超えていれば、ステップＳ１９０に移行し、燃料噴射装置１００の高圧系統ＨＰＬに漏れあり、と判断する。

図３を用いて、漏れ検査制御Ｓ１００の時系列に沿った流れについて説明する。
なお、図３の横軸は時系列を示し、図３の縦軸はコモンレール圧Ｐを示している。また、図３は、漏れがない場合の燃料噴射装置１００について、コモンレール圧Ｐの変化を示している。

漏れ検査制御Ｓ１００の開始によって、燃料は、サプライポンプ２０によって昇圧され、コモンレール３０に圧送される。このとき、高圧系統ＨＰＬが密閉状態とされているため、コモンレール圧Ｐは、上昇する。コモンレール圧Ｐが所定圧力Ｐ１となったとき、サプライポンプ２０が停止される。

燃料噴射装置１００の高圧系統ＨＰＬに漏れがなければ、コモンレール圧Ｐは、所定圧力Ｐ１を維持する。なお、漏れ検査制御Ｓ１００では、圧力センサ５１の測定誤差を考慮し、コモンレール圧Ｐが許容範囲ΔＰ内であれば、コモンレール圧Ｐは一定であるとしている。所定時間Ｔ１だけコモンレール圧Ｐが所定圧力Ｐ１を維持すれば、燃料噴射装置１００の高圧系統ＨＰＬに漏れなし、と判断される。漏れ検査制御Ｓ１００の終了によって、燃料は、燃料タンク７０に戻される。その後、ディーゼルエンジンの試運転が行われる。

図４を用いて、漏れ検査制御Ｓ１００の時系列に沿った流れについて説明する。
なお、図４の横軸は時系列を示し、図４の縦軸はコモンレール圧Ｐを示している。また、図４は、漏れがあった場合の燃料噴射装置１００について、コモンレール圧Ｐの変化を示している。

漏れ検査制御Ｓ１００の開始によって、燃料は、サプライポンプ２０によって昇圧され、コモンレール３０に圧送される。このとき、高圧系統ＨＰＬが密閉状態とされているため、コモンレール圧Ｐは、上昇する。コモンレール圧Ｐが所定圧力Ｐ１となったとき、サプライポンプ２０が停止される。

燃料噴射装置１００の高圧系統ＨＰＬに漏れがあれば、コモンレール圧Ｐは、所定圧力Ｐ１を維持できずに低下する。所定時間Ｔ１だけコモンレール圧Ｐが所定圧力Ｐ１を維持できない、すなわち許容範囲ΔＰを越えて下降した場合には、燃料噴射装置１００の高圧系統ＨＰＬに漏れあり、と判断される。

漏れ検査制御Ｓ１００の効果について説明する。
従来、燃料噴射装置１００として製品が組み立てられた後には、低圧系統ＬＰＬしか漏れ検査が実施できていなかった。燃料噴射装置１００の低圧系統ＬＰＬでは、装置または配管内部に空気または窒素ガスを封入してエアリーク検査が実施されていた。

一方、燃料噴射装置１００として製品が組み立てられた後では、高圧系統ＨＰＬの漏れ検査が実施できていなかった。燃料噴射装置１００の高圧系統ＨＰＬでは、ディーゼルエンジンをテスト始動するときに、サプライポンプ２０によって燃料を最大１６０ＭＰａ程度まで昇圧させ、目視による漏れ検査が実施されているのみであった。つまり、燃料噴射装置１００の高圧系統ＨＰＬでは、定量的な漏れ検査が実施されておらず、燃料漏れについて十分な品質保証がされているとはいえなかった。

しかし、漏れ検査制御Ｓ１００によれば、燃料噴射装置１００の高圧系統ＨＰＬの漏れ検査を定量的に実施できる。また、漏れ検査制御Ｓ１００は、燃料噴射装置１００の備えるＥＣＵ５０および圧力センサ５１装置を用いて検査を実施するため、漏れ検査制御Ｓ１００のための装置等が不要であって、低いコストによって生産ラインに投入できる。

５ 検査コントローラ（検査制御手段）
１０ 漏れ検査装置
２０ サプライポンプ
３０ コモンレール
４０ インジェクタ
５０ Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ（ＥＣＵ）（制御手段）
１００ 燃料噴射装置
ＨＰＬ 高圧系統
ＬＰＬ 低圧系統

Claims (2)

1. 燃料噴射装置の高圧系統の漏れを検査する漏れ検査装置であって、
   前記燃料噴射装置は、
   燃料を昇圧して圧送するサプライポンプと、
   前記サプライポンプから圧送される燃料を蓄圧するコモンレールと、
   前記コモンレールから供給される燃料を燃焼室内に噴射するインジェクタと、
   前記コモンレールに蓄圧される燃料の圧力を検出する圧力検出手段と、
   前記燃料噴射装置の燃料噴射を制御する制御手段と、
   を具備し、
   前記漏れ検査装置は、
   前記制御手段を介しての前記燃料噴射装置の制御によって、前記サプライポンプによって前記コモンレールに所定圧力になるまで燃料を蓄圧し、前記インジェクタを停止した状態で、所定時間中に前記圧力検出手段によって検出される圧力が一定であれば、前記燃料噴射装置の高圧系統の漏れはないと判断する検査制御手段を具備する、
   漏れ検査装置。
2. 燃料噴射装置の高圧系統の燃料漏れを検査する漏れ検査方法であって、
   前記燃料噴射装置は、
   燃料を昇圧して圧送するサプライポンプと、
   前記サプライポンプから圧送される燃料を蓄圧するコモンレールと、
   前記コモンレールから供給される燃料を燃焼室内に噴射するインジェクタと、
   前記コモンレールに蓄圧される燃料の圧力を検出する圧力検出手段と、
   前記燃料噴射装置の燃料噴射を制御する制御手段と、
   を具備し、
   前記燃料検査方法は、
   前記制御手段を介しての前記燃料噴射装置の制御によって、前記サプライポンプによって前記コモンレールに所定圧力になるまで燃料を蓄圧し、前記インジェクタを停止した状態で、所定期間中に前記圧力検出手段によって検出される圧力が一定であれば、前記燃料噴射装置の高圧系統の漏れはないと判断する、
   漏れ検査方法。

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