JP4182780B2

JP4182780B2 - インジェクタ検査装置およびインジェクタ検査方法

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Publication number: JP4182780B2
Application number: JP2003065262A
Authority: JP
Inventors: 透晃松谷; 勇秋田; 克敏田林; 郁男高野
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-03-11
Filing date: 2003-03-11
Publication date: 2008-11-19
Anticipated expiration: 2023-03-11
Also published as: JP2004270631A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インジェクタの不具合を正確に判断できるインジェクタ検査装置およびインジェクタ検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、多くの自動車のエンジンは燃料を供給する手段としてインジェクタを用いている。インジェクタの性能はエンジンの性能と密接な関係を持つことから、すべてのインジェクタの動作は自動車の出荷前に厳密に検査される。
【０００３】
インジェクタの検査方法にはいくつかの種類がある。たとえば、下記の特許文献１では、自動車に搭載されているエンジンをモータによって駆動し、インジェクタには圧縮空気を供給してその流量を測定し、測定された流量に基づいてインジェクタの状態を判定するという検査方法を開示している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１９７４０５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この検査方法によれば、圧縮空気の流量に基づいてインジェクタの状態を判定しているため、インジェクタの詰まりやインジェクタコイルの断線など、流量が大きく変化する不具合は確実に判定できる。ところが、インジェクタの噴射口のつぶれ、僅かな詰まり、僅かな漏れといった流量が少ししか変化しない不具合や噴射流量はほぼ同じであるが噴射口の形状が異なる異種のインジェクタの誤取り付け、その他の噴射特性異常などの不具合に対する判定は困難である。
【０００６】
本発明は、このような従来の不具合を解消するために成されたものであり、インジェクタの不具合を正確に判断できるインジェクタ検査装置およびインジェクタ検査方法の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１に記載の発明にかかるインジェクタ検査装置は、圧縮された気体をエンジンに取り付けられたインジェクタに供給する気体供給手段と、インジェクタを駆動するインジェクタ駆動手段と、音響エネルギーを検出するＡＥセンサ、エンジンのインジェクタ近傍に接触させてインジェクタから放射される音響エネルギーをＡＥセンサに伝達させる、ＡＥセンサに取り付けられた導波棒、導波棒の押付圧力を調整するためにＡＥセンサをエンジンのインジェクタに対して進退移動させる移動手段、ＡＥセンサから出力される音響エネルギーに関する信号を処理する信号処理手段、を有し、気体を噴出するときにインジェクタから放射される音響エネルギーを測定するＡＥ測定手段と、インジェクタから噴射される気体の流量を測定する流量測定手段と、インジェクタ駆動手段に開弁指令が付与されてから開弁音が検出されるまでの開弁遅延時間が開弁許容時間内にあるか否かを判定する手段、インジェクタの開弁中に測定された音響エネルギーが、最も大きい第１基準レベル内、中間の第２基準レベル内、最も小さい第３基準レベル内のいずれのレベル内にあるのかを判定する手段、インジェクタの開弁中に測定された流量が、最も大きい第１基準レベル内、中間の第２基準レベル内、最も小さい第３基準レベル内のいずれの基準レベル内にあるのかを判定する手段、インジェクタ駆動手段に閉弁指令が付与されてから閉弁音が検出されるまでの閉弁遅延時間が閉弁許容時間内にあるか否かを判定する手段、インジェクタの閉弁中に測定された音響エネルギーと流量がともに０であるか否かを判定する手段、開弁遅延時間が開弁許容時間内にあり、閉弁遅延時間が閉弁許容時間内にあり、インジェクタの開弁中に測定された音響エネルギーと流量がともに第２基準レベル内にあり、インジェクタの閉弁中に測定された音響エネルギーと流量がともに０であるときにのみ、インジェクタに不具合はないと判断し、それ以外ではインジェクタに不具合があると判断する手段、を有し、測定された音響エネルギーと流量に基づいてインジェクタの不具合の有無を判断する不具合有無判断手段と、を有し、不具合有無判断手段は、さらに、インジェクタの開弁中に測定された音響エネルギーと流量がともに第２基準レベル内にないときには、音響エネルギーと流量がそれぞれどの基準レベルに属するかによってインジェクタの不具合の種類を推定する手段を有する。
【０００８】
このため、インジェクタの詰まりやインジェクタコイルの断線など、流量が大きく変化する不具合はもちろんのこと、インジェクタの噴射口のつぶれ、僅かな詰まり、僅かな漏れといった流量が少ししか変化しない不具合や噴射流量はほぼ同じであるが噴射口の形状が異なる異種のインジェクタの誤取り付け、その他の噴射特性異常などの不具合も正確に判断できる。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明にかかるインジェクタ検査方法は、圧縮された気体をインジェクタに供給する気体供給段階と、インジェクタを駆動するインジェクタ駆動段階と、気体を噴出するときにインジェクタから放射される音響エネルギーと気体の流量とを測定する測定段階と、測定された音響エネルギーが、最も大きい第１基準レベル内、中間の第２基準レベル内、最も小さい第３基準レベル内のいずれのレベル内にあるのかを判定するとともに、測定された流量が、最も大きい第１基準レベル内、中間の第２基準レベル内、最も小さい第３基準レベル内のいずれの基準レベル内にあるのかを判定する段階、音響エネルギーと流量がともに第２基準レベル内にあるときにのみ、インジェクタに不具合はないと判断し、音響エネルギーと流量がともに第２基準レベル内になければ、インジェクタに不具合があると判断する段階、を含む、測定された音響エネルギーと流量に基づいてインジェクタの不具合の有無を判断する不具合有無判断段階と、測定段階で測定された音響エネルギーと流量がともに第２基準レベル内にないときには、音響エネルギーと流量がそれぞれどの基準レベルに属するかによってインジェクタの不具合の種類を推定する段階と、を含み、インジェクタの不具合は、音響エネルギーと流量がともに第１基準レベル内であれば「漏れ」があると推定し、音響エネルギーが第１基準レベル内または第３基準レベル内であり流量が第２基準レベル内であれば「噴霧特性異常」があると推定し、音響エネルギーが第１基準レベル内または第２基準レベル内であり流量が第３基準レベル内であれば「詰まりによる噴霧特性異常」があると推定し、音響エネルギーが第２基準レベル内または第３基準レベル内であり流量が第１基準レベル内であれば「漏れによる噴霧特性異常」があると推定し、音響エネルギーと流量がともに第３基準レベル内であれば「詰まり」があると推定する。
【００１４】
このため、インジェクタの詰まりやインジェクタコイルの断線など、流量が大きく変化する不具合、インジェクタの噴射口のつぶれ、僅かな詰まり、僅かな漏れといった流量が少ししか変化しない不具合や噴射流量はほぼ同じであるが噴射口の形状が異なる異種のインジェクタの誤取り付け、その他の噴射特性異常などの不具合、インジェクタに指令が出されてから実際にインジェクタが動作するまでの応答が遅いという応答性の不具合のいずれをも正確に判断できる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、インジェクタから放射される音響エネルギーとインジェクタから噴射される気体の流量という２つの物理量に基づいてインジェクタの不具合の有無を判断するようにしたので、良品のインジェクタと比較してインジェクタの流量が大きく異なる不具合、インジェクタの流量がごく僅かしか異ならない不具合、流量は異ならないが気体噴射時のＡＥ（アコースティックエミッション）が異なる不具合のいずれの不具合をも正確に判断できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかるインジェクタ検査装置およびインジェクタ検査方法の実施の形態を［実施の形態１］から［実施の形態３］に分けて詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明にかかるインジェクタ検査装置の概略構成図であり、図２は、インジェクタ検査装置の構成をブロック化した図である。
【００１８】
図１および図２に示すように、エンジン部品保持装置５には、４気筒エンジン用のインテークマニホールドやシリンダーヘッドなどのエンジン部品１０が取り付けられる。エンジン部品１０には、ポンプ２０で圧縮された気体を噴射するインジェクタ３０ａ〜３０ｄが取り付けられている。気体は、燃料配管２５介してポンプ２０からインジェクタ３０に供給される
また、基台１５の上部には、音響エネルギーを検出するＡＥセンサ（アコースティックエミッションセンサ）４０がエンジン部品１０に対して進退自在に取り付けられられている。音響エネルギーは、インジェクタ３０が駆動されるときの開弁音および閉弁音、インジェクタ３０から気体が噴出するときのＡＥ（アコースティックエミッション）および振動が含まれる。
【００１９】
ＡＥセンサ４０には、インジェクタ近傍に接触させてインジェクタ３０から放射される音響エネルギーをインジェクタ３０に伝達させる導波棒４５が取り付けられている。ＡＥセンサ４０には、それを進退移動させるシリンダ５０が取り付けられている。したがって、シリンダ５０に設けられているロッド５５の進退位置を調整することによって導波棒４５の押付圧力が変わりＡＥセンサ４０の検出特性を調整することができる。
【００２０】
導波棒４５の押付圧力とＡＥセンサ４０の出力との関係は、図３に示したグラフの曲線で示される。この曲線を見れば解かるが、押付圧力が変化してもＡＥセンサ４０の出力があまり変わらないゾーンがある。したがって、安定した音響エネルギーの測定を行うため、本実施の形態では、図に示すように、押付圧力変化による出力変化が小さいゾーンの中央値を目標押付圧力として設定している。この中央値は、シリンダ駆動部６０に設けられている記憶装置に記憶させておく。シリンダ駆動部６０は、記憶装置に記憶されている押付圧力となるようにロッド５５の進退位置を調整し、ＡＥセンサ４０の位置を設定する。なお、ロッド５５の位置と押付圧力の関係は実験などによってあらかじめ求めておき、シリンダ駆動部６０はその関係に基づいてロッド５５の位置を設定する。
【００２１】
図４は、本発明にかかるインジェクタ検査装置の概略構成ブロック図である。ポンプ２０を含む気体供給源２２から供給される気体（たとえば空気）は、供給圧力を調整するレギュレータ２３を介して制御弁２４に供給される。レギュレータ２３と制御弁２４との間には気体の供給圧力を検出する圧力センサ３５が設けられている。制御弁２４と燃料配管２５との間にはインジェクタ３０に供給される気体の流量を検出する流量センサ２６が設けられている。気体供給源２２から供給される気体は、インジェクタ３０から大気２６中に噴射される。
【００２２】
本発明にかかるインジェクタ検査装置は、インジェクタ３０が開閉するときの遅延時間、インジェクタ３０が大気中に気体を噴射するときの噴射音、振動などを含むＡＥ（アコースティックエミッション）に基づいて正常に動作しているか否かを判断できるように構成している。
【００２３】
圧力センサ３５の検出値と流量センサ２６の検出値は流量測定部７２、ＡＥ測定部７４に出力される。流量測定部７２では、図５（ａ）に示すような、流量−圧力特性に基づいて、正常な動作をするインジェクタの流量を求める。図では２本の曲線が描かれているが、四角のプロットで描かれている曲線は従来から一般的に用いられている従来型のインジェクタの流量−圧力特性を示し、三角のプロットで描かれている曲線は燃料を従来のものよりも微粒化して噴射するタイプの微粒型のインジェクタの流量−圧力特性を示す。
【００２４】
たとえば、圧力センサ３５によって検出された圧力値が０．２Ｍｐａであるときには、従来型のインジェクタであれば８．５ｌ／ｍｉｎが、微粒型のインジェクタであれば８．２ｌ／ｍｉｎがそれぞれ正常値である。
【００２５】
ＡＥセンサ４０はインジェクタ３０の音響エネルギーや振動を、導波棒４５を介して検出する。ＡＥセンサ４０から出力された信号はＡＥセンサアンプ７６によって増幅され、その増幅された信号は、クリッピング部７８によって波形変換される。クリッピング部７８では、信号に含まれる基準レベル以下の信号を除去する処理が行われる。波形成形後の信号は、ローパスフィルタ８０でその信号に含まれる基準周波数以上の信号が除去される。
【００２６】
ローパスフィルタ８０から出力される平滑化された信号は、ＡＥ測定部７４に出力される。ＡＥ測定部７４では、前述の圧力と流量に基づいて、正常なインジェクタ３０が放射する音響エネルギーの値と、ＡＥセンサ４０の平滑化された信号に基づいて測定される音響エネルギーの値とが比較される。たとえば、上記のように、従来型のインジェクタにおいて、０．２Ｍｐａの圧力で気体が供給されると、正常なインジェクタからは８．５ｌ／ｍｉｎの流量で気体が噴出されるが、図５（ｂ）のグラフを見ると、その時（８．５ｌ／ｍｉｎ）のＡＥセンサ４０によって検出されるＡＥ値は０．３２Ｖであることが解かる。したがって、ＡＥセンサ４０から検出されている検出値が０．３２Ｖから大きく外れていれば、現在測定中のインジェクタには不具合があることがわかる。
【００２７】
なお、図５（ｂ）に示したグラフは、ＡＥ−流量特性を示すグラフであり、正常なインジェクタからある流量で気体を噴射したときにＡＥセンサ４０からどの程度の電圧が出力されるのかを示した線図である。図では２本の曲線が描かれているが、四角のプロットで描かれている曲線は従来から一般的に用いられている従来型のインジェクタのＡＥ−流量特性を示し、ひし形のプロットで描かれている曲線は燃料を従来のものよりも微粒化して噴射するタイプの微粒型のインジェクタのＡＥ−流量特性を示す。
【００２８】
インジェクタ駆動信号発生部８２は、インジェクタ３０に開弁指令と閉弁指令を出力する。開弁指令を出力すると、インジェクタ３０が開弁し、気体を大気中に噴射する。閉弁指令を出力すると、インジェクタ３０が閉弁し、気体の噴射を停止する。
【００２９】
インジェクタ動作遅れ時間測定部８４は、インジェクタ駆動信号発生部８２が開弁指令を出力してからインジェクタ３０が実際に開弁するまでの開弁遅延時間、および、インジェクタ駆動信号発生部８２が閉弁指令を出力してからインジェクタ３０が実際に閉弁するまでの閉弁遅延時間を測定する。実際にインジェクタの弁が開閉したか否かの判断は、ＡＥセンサ４０によって検出された開閉音に基づいて行う。
【００３０】
流量測定部７２で測定された流量、ＡＥ測定部で測定された音響エネルギー（電圧値）、インジェクタ動作遅れ時間測定部８４で測定された遅延時間は、判定結果演算部８６に出力される。判定結果演算部８６では、測定された流量をその大きさに基づいて第１〜第３の基準レベルに分け、また、測定された音響エネルギーをその大きさに基づいて第１〜第３の基準レベルに分ける。これらの基準レベルの境界値は実験などによってあらかじめ設定しておく。また、判定結果演算部８６には、インジェクタの不具合の有無および不具合の種類を判断するために、インジェクタの開弁許容時間、閉弁許容時間、図６に示すような不具合判定マップが記憶されている。
【００３１】
判定結果演算部８６は、遅延時間や不具合判定マップに基づいて具体的には次のような処理をする。
【００３２】
インジェクタ３０に開弁指令が付与されてから開弁音が検出されるまでの開弁遅延時間が開弁許容時間内にあるか否かの判定、インジェクタ３０の開弁中に測定された音響エネルギーが、最も大きい第１基準レベル内、中間の第２基準レベル内、最も小さい第３基準レベル内のいずれのレベル内にあるのかの判定、インジェクタ３０の開弁中に測定された流量が、最も大きい第１基準レベル内、中間の第２基準レベル内、最も小さい第３基準レベル内のいずれの基準レベル内にあるのかの判定、インジェクタ３０に閉弁指令が付与されてから閉弁音が検出されるまでの閉弁遅延時間が閉弁許容時間内にあるか否かの判定、インジェクタ３０の閉弁中に測定された音響エネルギーと流量がともに０であるか否かの判定を行い、開弁遅延時間が開弁許容時間内にあり、閉弁遅延時間が閉弁許容時間内にあり、インジェクタ３０の開弁中に測定された音響エネルギーと流量がともに第２基準レベル内にあり、インジェクタ３０の閉弁中に測定された音響エネルギーと流量がともに０であるときにのみ、インジェクタ３０に不具合はないと判断する。
【００３３】
一方、インジェクタ３０の開弁中に測定された音響エネルギーと流量がともに第２基準レベル内にないときには、音響エネルギーと流量がそれぞれどの基準レベルに属するかによってインジェクタ３０の不具合の種類を推定する。すなわち、音響エネルギーと流量がともに第１基準レベル内であれば「漏れ」があると推定し、音響エネルギーが第１基準レベル内または第３基準レベル内であり流量が第２基準レベル内であれば「噴霧特性異常」があると推定し、音響エネルギーが第１基準レベル内または第２基準レベル内であり流量が第３基準レベル内であれば「詰まりによる噴霧特性異常」があると推定し、音響エネルギーが第２基準レベル内または第３基準レベル内であり流量が第１基準レベル内であれば「漏れによる噴霧特性異常」があると推定し、音響エネルギーと流量がともに第３基準レベル内であれば「詰まり」があると推定する。
【００３４】
判定結果演算部８６によって得られた不具合の有無や不具合の種類は表示部８８に表示される。
【００３５】
以上のような処理は、各気筒のインジェクタに対して１つずつ順番に行われる。本実施の形態では、４気筒のエンジンを例示しているので、上記の処理が４つのインジェクタに対して行われることになる。
【００３６】
次に、本発明にかかるインジェクタ検査方法について説明する。このインジェクタ検査方法は、上述のインジェクタ検査装置によって実施される。
［実施の形態１］
この実施の形態は、気体の流量と音響エネルギーによってインジェクタの不具合の有無を判定するものであって、その手順は図７のフローチャートによって示される。なお、本実施の形態は、請求項９、１２、１７に対応するものである。
【００３７】
まず、判定結果演算部８６に、図６に示すような、インジェクタの不具合判定マップを各気筒に対して設定する（Ｓ１）。次に、気筒数を数えるためｎに１を設定する（Ｓ２）。インジェクタ駆動信号発生部８２がインジェクタ３０に開弁指令を付与する（Ｓ３）。
【００３８】
開弁指令が与えられると、インジェクタ３０が開弁し、インジェクタ３０から気体が噴射されるが、そのときの噴射音と振動も音響エネルギーとしてＡＥセンサ４０によって検出される。また、そのときの流量が流量センサ２６によって検出される。
【００３９】
ＡＥセンサ４０によって検出された音響エネルギーに関する信号はＡＥセンサアンプ７６によって増幅され、クリッピング部７８によって波形整形される。波形整形後の信号はローパスフィルタ８０によって高周波分が取り除かれ、ＡＥ測定部７４に送られる。流量センサ２６から出力された信号は流量測定部７２に送られる。
【００４０】
したがって、ＡＥ測定部７４によって音響エネルギーが、流量測定部７２によって流量がそれぞれ測定される（Ｓ４）。
【００４１】
判定結果演算部８６は、流量測定部７２から出力された流量に関する信号、ＡＥ測定部７４によって出力された音響エネルギーに関する信号のそれぞれレベルが、第１〜第３のそれぞれどのレベルに属するのかを判定する。すなわち、測定された音響エネルギーが、最も大きい第１基準レベル内、中間の第２基準レベル内、最も小さい第３基準レベル内のいずれのレベル内にあるのかを判定するとともに、測定された流量が、最も大きい第１基準レベル内、中間の第２基準レベル内、最も小さい第３基準レベル内のいずれの基準レベル内にあるのかを判定する。
【００４２】
そして、前記音響エネルギーと前記流量がともに前記第２基準レベル内にあるときにのみ、前記インジェクタに不具合はないと判断し、前記音響エネルギーと前記流量がともに前記第２基準レベル内になければ、インジェクタ３０に不具合があると判断する（Ｓ５）。
【００４３】
以上の処理が終了したら、次の気筒のインジェクタの検査を行うために、ｎの値を１だけインクリメントする（Ｓ６）。
【００４４】
以上の処理がすべての気筒に対するインジェクタについて終了すれば、処理を終了する（Ｓ７）。
【００４５】
以上のように本実施の形態によれば、インジェクタ３０から噴射される気体の流量と噴射音に基づいて、インジェクタ３０の不具合の有無が正確に判断できるようになる。なお、ＡＥセンサ３０によって検出される音響エネルギーには、人間の可聴域の音に関するエネルギー、可聴域外の音に関するエネルギー、その他インジェクタの噴射時に生じる振動に関するエネルギーが含まれる。したがって、流量の大小を見ただけでは判断できない、インジェクタの噴出口のつぶれや形状異常といった不具合も容易に見つけることができる。
［実施の形態２］
この実施の形態は、インジェクタの動作遅延時間に基づいてインジェクタの不具合の有無を判定するものであって、その手順は図８のフローチャートによって示される。なお、本実施の形態は、請求項１０、１３、１７に対応するものである。
【００４６】
まず、判断結果演算部８６には、インジェクタ３０の開弁を開弁音で検出するための、開弁音検出閾値Ｖ_O、同じくその閉弁を閉弁音で検出するための、開弁音検出閾値Ｖ_C、インジェクタ３０の不具合の有無を判断するための、開弁許容時間ｔ_O、閉弁許容時間ｔ_Cを各気筒のインジェクタに対して設定する（Ｓ１１）。
【００４７】
次に、気筒数を数えるためｎに１を設定する（Ｓ１２）。インジェクタ駆動信号発生部８２がインジェクタ３０に開弁指令を付与する。図９（ａ）、（ｂ）に示すように、開弁指令はインジェクタ３０に駆動電圧が印加されることによって行われる（Ｓ１３）。
【００４８】
駆動電圧が与えられても、インジェクタ３０は可動部の慣性の影響で直ぐには開弁しない。開弁時には、インジェクタ３０から開弁音が出るので、図９（ａ）に示すように、その音をＡＥセンサ３０で検出する。ＡＥセンサからは図に示すようなパルス状の信号が出力される。この信号の大きさが開弁音検出閾値Ｖ_Oを越えていれば、インジェクタ３０が開弁したと判断する（Ｓ１４）。次に、開弁指令が付与されてから開弁音が検出されるまでの開弁遅延時間を測定する。この時間は、インジェクタ３０に駆動電圧を印加してから開弁音が検出されるまでの時間である（Ｓ１５）。
【００４９】
次に、インジェクタ駆動信号発生部８２がインジェクタ３０に閉弁指令を付与する。図９（ａ）、（ｂ）に示すように、開弁指令はインジェクタ３０への駆動電圧を遮断することによって行われる（Ｓ１６）。閉弁時もインジェクタ３０は可動部の慣性の影響で直ぐには動かない。閉弁時にも、インジェクタ３０から閉弁音が出るので、図９（ａ）に示すように、その音をＡＥセンサ３０で検出する。ＡＥセンサからは図に示すようなパルス状の信号が出力される。この信号の大きさが開弁音検出閾値Ｖ_Cを越えていれば、インジェクタ３０が閉弁したと判断する（Ｓ１７）。次に、閉弁指令が付与されてから閉弁音が検出されるまでの閉弁遅延時間を測定する。この時間は、インジェクタ３０への駆動電圧を遮断してから閉弁音が検出されるまでの時間である（Ｓ１８）。
【００５０】
判定結果演算部８６は、測定された開弁遅延時間と閉弁遅延時間を開弁許容時間ｔ_O、閉弁許容時間ｔ_Cと比較し、測定された開弁遅延時間が開弁許容時間ｔ_O内にあるか否かおよび測定された閉弁遅延時間が閉弁許容時間ｔ_C内にあるか否かを判定する。
【００５１】
開弁遅延時間が開弁許容時間ｔ_O内にあり、かつ、閉弁遅延時間が閉弁許容時間ｔ_C内にあるときにのみ、インジェクタ３０に不具合はないと判断し、前記開弁遅延時間または前記閉弁遅延時間のいずれか一方でもそれぞれの基準時間を外れていれば、前記インジェクタに不具合があると判断する（Ｓ１９）。
【００５２】
以上の処理が終了したら、次の気筒のインジェクタの検査を行うために、ｎの値を１だけインクリメントする（Ｓ２０）。
【００５３】
以上の処理がすべての気筒に対するインジェクタについて終了すれば、処理を終了する（Ｓ２１）。
【００５４】
以上のように本実施の形態によれば、インジェクタ３０の開弁遅延時間と閉弁遅延時間が基準時間を超えていれば、インジェクタ３０に不具合が有ると判断する。遅延時間に基づいてインジェクタの不具合を判断するので、遅延時間が大きいとインジェクタの応答性が悪く、所望のエンジン性能を引き出すことができなくなるからである。
【００５５】
なお、以上の実施の形態では、気体を噴射させずに開弁時間と閉弁時間を判断するようにしたが、気体を噴射させながらこれらの時間を求めるときには、図９（ｂ）に示すように、閉弁の検出をするときのみ、そのサーチ方向を反対にする。そうしなければ、閉弁音が噴射音に紛れ込んでしまうからである。
［実施の形態３］
この実施の形態は、気体の流量と音響エネルギー、インジェクタの動作遅延時間に基づいてインジェクタの不具合の有無を判定するものであって、その手順は図１０及び図１１のフローチャートによって示される。なお、本実施の形態は、請求項１１、１４、１５、１６、１７に対応するものである。
【００５６】
まず、判断結果演算部８６には、インジェクタ３０の開弁を開弁音で検出するための、開弁音検出閾値Ｖ_O、同じくその閉弁を閉弁音で検出するための、開弁音検出閾値Ｖ_C、インジェクタ３０の不具合の有無を判断するための、開弁許容時間ｔ_O、閉弁許容時間ｔ_C、噴射音の検出を開始するための計測待ち時間ｔ_S、ｔ_i、噴射音の計測時間ｔ_m、インジェクタの不具合判定マップを設定する（Ｓ４１）。
【００５７】
次に、気筒数を数えるためｎに１を設定する（Ｓ４２）。インジェクタ駆動信号発生部８２がｎ気筒目のインジェクタ３０に開弁指令を付与する（Ｓ４３）。開弁時には、インジェクタ３０から開弁音が出るので、図９（ａ）に示すように、その音をＡＥセンサ３０で検出する。ＡＥセンサからは図９（ａ）に示すようなパルス状の信号が出力される。この信号の大きさが開弁音検出閾値Ｖ_Oを越えていれば、インジェクタ３０が開弁したと判断する（Ｓ４４）。次に、開弁指令が付与されてから開弁音が検出されるまでの開弁遅延時間を測定する（Ｓ４５）。
【００５８】
インジェクタ３０の開弁が検知されたら、図１２に示すように、測定待ち時間ｔ_Sが経過するのを待って（Ｓ４６）、ｔ_m秒間の計測区間における音響エネルギーと流量を測定する。開弁時には、インジェクタ３０から気体が噴射されるが、そのときの噴射音と振動も音響エネルギーとしてＡＥセンサ４０によって検出される。ＡＥセンサ４０からは図１２に示すようなパルス状の交流が出力される。ＡＥセンサ４０によって検出された音響エネルギーに関する信号はＡＥセンサアンプ７６によって増幅され、クリッピング部７８によって正側だけを残す波形整形が行われる。波形整形後の信号はローパスフィルタ８０によって高周波分が取り除かれ、平滑化された波形となってＡＥ測定部７４に送られる。一方、流量センサ２６から出力された信号は流量測定部７２に送られる（Ｓ４７）。そして、ｎ気筒目のインジェクタ３０に閉弁指令を付与する（Ｓ４８）。閉弁時にも、インジェクタ３０から閉弁音が出るので、図９（ａ）に示すように、その音をＡＥセンサ３０で検出する。ＡＥセンサからは図９（ａ）に示すようなパルス状の信号が出力される。この信号の大きさが開弁音検出閾値Ｖ_Cを越えていれば、インジェクタ３０が閉弁したと判断する（Ｓ４９）。次に、閉弁指令が付与されてから閉弁音が検出されるまでの閉弁遅延時間を測定する（Ｓ５０）。そして、測定待ち時間ｔ_iが経過するのを待って（Ｓ５１）、ｔ_m秒間の計測区間における音響エネルギーと流量を測定する（Ｓ５２）。また、判定結果演算部８６は、測定された開弁遅延時間と閉弁遅延時間を開弁許容時間ｔ_O、閉弁許容時間ｔ_Cと比較する（Ｓ５３）。
【００５９】
判定結果演算部８６は、流量測定部７２から出力された流量に関する信号、ＡＥ測定部７４によって出力された音響エネルギーが、最も大きい第１基準レベル内、中間の第２基準レベル内、最も小さい第３基準レベル内のいずれのレベル内にあるのかの判定をし、また、気体の噴射時に測定された流量が、最も大きい第１基準レベル内、中間の第２基準レベル内、最も小さい第３基準レベル内のいずれの基準レベル内にあるのかの判定をする。そして、図６に示した不具合判定マップに音響エネルギーと流量の判定結果をマッピングする（Ｓ５４）。
【００６０】
そして、判定結果演算部８６は、測定された開弁遅延時間が開弁許容時間ｔ_O内にあるか否かおよび測定された閉弁遅延時間が閉弁許容時間ｔ_C内にあるか否かを判定、インジェクタ３０の閉弁時に測定された音響エネルギーと流量が０であるか否かの判定を行う。
【００６１】
その判定の結果、開弁遅延時間が開弁許容時間ｔ_O内にあり、閉弁遅延時間が閉弁許容時間ｔ_C内にあり、気体の噴射中に測定された音響エネルギーと流量がともに第２基準レベル内にあり、インジェクタが閉弁されている状態で測定された音響エネルギーと流量がともに０であるときにのみ、インジェクタ３０に不具合はないと判断し、それ以外ではインジェクタ３０に不具合があると判断する。
【００６２】
そして、気体の噴射中に測定された音響エネルギーと流量がともに第２基準レベル内にないときには、音響エネルギーと流量がともに第１基準レベル内であれば「漏れ」があると推定し、音響エネルギーが第１基準レベル内または第３基準レベル内であり流量が第２基準レベル内であれば「噴霧特性異常」があると推定し、音響エネルギーが第１基準レベル内または第２基準レベル内であり流量が第３基準レベル内であれば「詰まりによる噴霧特性異常」があると推定し、音響エネルギーが第２基準レベル内または第３基準レベル内であり前記流量が第１基準レベル内であれば「漏れによる噴霧特性異常」があると推定し、音響エネルギーと前記流量がともに第３基準レベル内であれば「詰まり」があると推定する（Ｓ５５）。
【００６３】
以上の処理が終了したら、次の気筒のインジェクタの検査を行うために、ｎの値を１だけインクリメントする（Ｓ５６）。
【００６４】
以上の処理がすべての気筒に対するインジェクタについて終了すれば、処理を終了する（Ｓ５７）。
【００６５】
以上のように、本実施の形態によれば、インジェクタ３０の開弁遅延時間と閉弁遅延時間が基準時間を超えているか否かによって、インジェクタ３０に不具合があるか否かが判断できるようになる。また、インジェクタ３０から噴射される気体の流量と噴射音がそれぞれどの基準レベルにあるかによって、インジェクタ３０の不具合の有無および不具合の種類が正確に判断できるようになる。さらに、インジェクタ３０の閉弁時に漏れがあるか否かも判断できるようになる。
【００６６】
本発明にかかる実施の形態は以上の通りである。なお、各請求項にかかる発明は次のような効果を奏する。
【００６７】
請求項１にかかる発明によれば、音響エネルギーと流量に基づいてインジェクタの不具合の有無を判断するようにしたので、良品と比較して流量が僅かしか変化しないような不具合でも音響エネルギーの変化から正確に把握することができる。
【００６８】
請求項２にかかる発明によれば、インジェクタから放射される音響エネルギーを進退自在に取り付けられたＡＥセンサが導波棒を介して検出できるようにしたので、特定の種類のエンジンだけでなく、あらゆる種類のエンジンのインジェクタを検査することができる。
【００６９】
請求項３にかかる発明によれば、導波棒を音響エネルギーが安定して伝達する最適な押付圧力でエンジンに接触させることができるので、種類の異なるエンジンのインジェクタの検査ばらつきを低減することができる。
【００７０】
請求項４にかかる発明によれば、ＡＥセンサによって検出された音響エネルギーに関する信号の波形を成形するようにしたので、信号処理手段は、波形が平滑化された信号を処理すればよく、超高速サンプリング処理など高速演算の必要性がなくなる。
【００７１】
請求項５にかかる発明によれば、開弁音、閉弁音、噴射音のいずれもＡＥセンサによって可聴域および可聴域外の音（アコースティックエミッション）が検出できるので、ＡＥセンサのみ（加速度センサを設けることなく）で音響エネルギーの検出が可能になる。
【００７２】
請求項６にかかる発明によれば、指令が与えられてからインジェクタが実際に動作するまでの時間が基準時間内にあるか否かを判定し、さらに、開弁中に測定された音響エネルギーと流量をそれぞれ３つの基準レベルに分けそれぞれどの基準レベルに属するかを判定し、さらに閉弁中に測定された音響エネルギーと流量が０であるかを判定するようにしたので、インジェクタの応答性の不具合の有無と、インジェクタの流量が僅かしか変化しないような不具合の有無を正確に判断することができる。
【００７３】
請求項７にかかる発明によれば、音響エネルギーと流量が３つの基準レベルのどれに属するかを判定し、その属する基準レベルに基づいて不具合の種類を推定するようにしたので、不具合の種類を細かく推定することができる。
【００７４】
請求項８にかかる発明によれば、音響レベルと流量の属する基準レベルに不具合の種類を振り分けたので、測定された音響レベルと流量がどの基準レベルに属するのかを判定することで不具合の種類を正確に推定することができる。
【００７５】
請求項９にかかる発明によれば、音響エネルギーと流量に基づいてインジェクタの不具合の有無を判断するようにしたので、良品と比較して流量が僅かしか変化しないような不具合でも音響エネルギーの変化から正確に把握することができる。
【００７６】
請求項１０にかかる発明によれば、開弁指令が与えられてからインジェクタが実際に開弁するまでの時間と閉弁指令が与えられてからインジェクタが実際に閉弁するまでの時間を測定するようにしたので、インジェクタに指令が与えられてから実際にインジェクタが動作するまでの応答性の不具合が正確に把握できる。
【００７７】
請求項１１にかかる発明によれば、指令が与えられてからインジェクタが実際に動作するまでの時間を測定し、また、インジェクタの開弁中および閉弁中の音響エネルギーと流量を測定するようにしたので、前述したインジェクタの応答性の不具合と、流量が僅かしか変化しないような不具合の両方を正確に把握できる。
【００７８】
請求項１２にかかる発明によれば、測定された音響エネルギーと流量をそれぞれ３つの基準レベルに分けそれぞれどの基準レベルに属するかを判定するようにしたので、インジェクタの不具合の有無が正確に把握できるようになる。
【００７９】
請求項１３にかかる発明によれば、指令が与えられてからインジェクタが実際に動作するまでの時間が基準時間内にあるか否かによってインジェクタの応答性の不具合の有無を判断するようにしたので、その不具合の有無が正確に把握できるようになる。
【００８０】
請求項１４にかかる発明によれば、指令が与えられてからインジェクタが実際に動作するまでの時間が基準時間内にあるか否かを判定し、さらに、開弁中に測定された音響エネルギーと流量をそれぞれ３つの基準レベルに分けそれぞれどの基準レベルに属するかを判定し、さらに閉弁中に測定された音響エネルギーと流量が０であるかを判定するようにしたので、インジェクタの応答性の不具合の有無と、インジェクタの流量が僅かしか変化しないような不具合の有無を正確に判断することができる。
【００８１】
請求項１５にかかる発明によれば、音響エネルギーと流量が３つの基準レベルのどれに属するかを判定し、その属する基準レベルに基づいて不具合の種類を推定するようにしたので、不具合の種類を細かく推定することができる。
【００８２】
請求項１６にかかる発明によれば、音響レベルと流量の属する基準レベルに不具合の種類を振り分けたので、測定された音響レベルと流量がどの基準レベルに属するのかを判定することで不具合の種類を正確に推定することができる。
【００８３】
請求項１７にかかる発明によれば、エンジンに取り付けられるインジェクタの不具合の有無を１つずつ判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるインジェクタ検査装置の概略構成図である。
【図２】インジェクタ検査装置の構成をブロック化した図である。
【図３】導波棒の押付圧力とＡＥセンサの出力との関係を示すグラフである。
【図４】本発明にかかるインジェクタ検査装置の概略構成ブロック図である。
【図５】（ａ）は従来型および微粒型インジェクタの流量−圧力特性を示すグラフであり、（ｂ）は従来型および微粒型インジェクタのＡＥ−流量特性を示すグラフである。
【図６】インジェクタの不具合の有無と不具合の種類を判定するために使用される不具合判定マップである。
【図７】第１の実施の形態にかかる手順を示すフローチャートである。
【図８】第２の実施の形態にかかる手順を示すフローチャートである。
【図９】図８のフローチャートの説明に供する図である。
【図１０】第３の実施の形態にかかる手順を示すフローチャートである。
【図１１】第３の実施の形態にかかる手順を示すフローチャートである。
【図１２】図１０、図１１のフローチャートの説明に供する図である。
【符号の説明】
１０…エンジン部品、
２０…ポンプ、
２２…気体供給源、
２６…流量センサ、
３０、３０ａ〜３０ｄ…インジェクタ、
３５…圧力センサ、
４０…ＡＥセンサ、
４５…導波棒、
５０…シリンダ、
７２…流量測定部、
７４…ＡＥ測定部、
７８…クリッピング部、
８０…ローパスフィルタ、
８２…インジェクタ駆動信号発生部、
８４…インジェクタ動作遅れ時間測定部、
８６…判断結果演算部、
８８…表示部。

Claims

圧縮された気体をエンジンに取り付けられたインジェクタに供給する気体供給手段と、
当該インジェクタを駆動するインジェクタ駆動手段と、
音響エネルギーを検出するＡＥセンサ、前記エンジンのインジェクタ近傍に接触させて当該インジェクタから放射される音響エネルギーを前記ＡＥセンサに伝達させる、前記ＡＥセンサに取り付けられた導波棒、前記導波棒の押付圧力を調整するために前記ＡＥセンサを前記エンジンのインジェクタに対して進退移動させる移動手段、前記ＡＥセンサから出力される音響エネルギーに関する信号を処理する信号処理手段、を有し、前記気体を噴出するときに前記インジェクタから放射される前記音響エネルギーを測定するＡＥ測定手段と、
前記インジェクタから噴射される気体の流量を測定する流量測定手段と、
前記インジェクタ駆動手段に開弁指令が付与されてから開弁音が検出されるまでの開弁遅延時間が開弁許容時間内にあるか否かを判定する手段、前記インジェクタの開弁中に測定された音響エネルギーが、最も大きい第１基準レベル内、中間の第２基準レベル内、最も小さい第３基準レベル内のいずれのレベル内にあるのかを判定する手段、前記インジェクタの開弁中に測定された流量が、最も大きい第１基準レベル内、中間の第２基準レベル内、最も小さい第３基準レベル内のいずれの基準レベル内にあるのかを判定する手段、前記インジェクタ駆動手段に閉弁指令が付与されてから閉弁音が検出されるまでの閉弁遅延時間が閉弁許容時間内にあるか否かを判定する手段、前記インジェクタの閉弁中に測定された音響エネルギーと流量がともに０であるか否かを判定する手段、当該開弁遅延時間が開弁許容時間内にあり、当該閉弁遅延時間が閉弁許容時間内にあり、前記インジェクタの開弁中に測定された当該音響エネルギーと当該流量がともに第２基準レベル内にあり、前記インジェクタの閉弁中に測定された前記音響エネルギーと前記流量がともに０であるときにのみ、前記インジェクタに不具合はないと判断し、それ以外では前記インジェクタに不具合があると判断する手段、を有し、測定された音響エネルギーと流量に基づいて前記インジェクタの不具合の有無を判断する不具合有無判断手段と、を有し、
前記不具合有無判断手段は、さらに、前記インジェクタの開弁中に測定された前記音響エネルギーと前記流量がともに前記第２基準レベル内にないときには、前記音響エネルギーと前記流量がそれぞれどの基準レベルに属するかによって前記インジェクタの不具合の種類を推定する手段を有することを特徴とするインジェクタ検査装置。
前記不具合の種類は、
前記音響エネルギーと前記流量がともに第１基準レベル内であれば「漏れ」があると推定し、前記音響エネルギーが第１基準レベル内または第３基準レベル内であり前記流量が第２基準レベル内であれば「噴霧特性異常」があると推定し、前記音響エネルギーが第１基準レベル内または第２基準レベル内であり前記流量が第３基準レベル内であれば「詰まりによる噴霧特性異常」があると推定し、前記音響エネルギーが第２基準レベル内または第３基準レベル内であり前記流量が第１基準レベル内であれば「漏れによる噴霧特性異常」があると推定し、前記音響エネルギーと前記流量がともに第３基準レベル内であれば「詰まり」があると推定することを特徴とする請求項１記載のインジェクタ検査装置。
圧縮された気体をインジェクタに供給する気体供給段階と、
当該インジェクタを駆動するインジェクタ駆動段階と、
前記気体を噴出するときに前記インジェクタから放射される音響エネルギーと当該気体の流量とを測定する測定段階と、
測定された音響エネルギーが、最も大きい第１基準レベル内、中間の第２基準レベル内、最も小さい第３基準レベル内のいずれのレベル内にあるのかを判定するとともに、測定された流量が、最も大きい第１基準レベル内、中間の第２基準レベル内、最も小さい第３基準レベル内のいずれの基準レベル内にあるのかを判定する段階、前記音響エネルギーと前記流量がともに前記第２基準レベル内にあるときにのみ、前記インジェクタに不具合はないと判断し、前記音響エネルギーと前記流量がともに前記第２基準レベル内になければ、前記インジェクタに不具合があると判断する段階、を含む、測定された音響エネルギーと流量に基づいて前記インジェクタの不具合の有無を判断する不具合有無判断段階と、
前記測定段階で測定された前記音響エネルギーと前記流量がともに前記第２基準レベル内にないときには、前記音響エネルギーと前記流量がそれぞれどの基準レベルに属するかによって前記インジェクタの不具合の種類を推定する段階と、を含み、
前記インジェクタの不具合は、前記音響エネルギーと前記流量がともに第１基準レベル内であれば「漏れ」があると推定し、前記音響エネルギーが第１基準レベル内または第３基準レベル内であり前記流量が第２基準レベル内であれば「噴霧特性異常」があると推定し、前記音響エネルギーが第１基準レベル内または第２基準レベル内であり前記流量が第３基準レベル内であれば「詰まりによる噴霧特性異常」があると推定し、前記音響エネルギーが第２基準レベル内または第３基準レベル内であり前記流量が第１基準レベル内であれば「漏れによる噴霧特性異常」があると推定し、前記音響エネルギーと前記流量がともに第３基準レベル内であれば「詰まり」があると推定することを特徴とするインジェクタ検査方法。