JP6673141B2

JP6673141B2 - 液圧装置の試験方法

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Publication number: JP6673141B2
Application number: JP2016206261A
Authority: JP
Inventors: 澄浩永峯
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-10-20
Filing date: 2016-10-20
Publication date: 2020-03-25
Anticipated expiration: 2036-10-20
Also published as: JP2018066686A

Description

本発明は液圧装置の試験方法に関し、例えば、高圧系統配管と低圧系統配管とを有する液圧装置の試験方法に関する。

ブレーキアクチュエータでは、流体の圧力を増減する液圧装置（例えば、圧力チャンバ）が用いられる。この圧力チャンバでは、流体の漏れが予め設定した規定値の範囲内に収まっているかを試験する。この圧力チャンバの試験方法の一例が特許文献１に記載されている。
特許文献１に記載された圧力チャンバの試験方法では、予め良品として判定された圧力チャンバ内の圧力特性を測定して基準データとして保持しておき、試験対象の圧力チャンバに印加する圧力を漸進的に増加させる試験を行い、試験結果と基準データとを比較することで圧力チャンバの良否を判定する。

特表平１０−５０７５１２号公報

しかしながら、圧力チャンバには、高い印加圧力が許容される高圧系統配管と高圧配管よりも低い印加圧力しか許容されない低圧系統配管とを有する。この低圧系統配管に高圧系統配管の漏れを試験する圧力を印加すると低圧系統配管が破壊されてしまう。そのため、高圧系統配管と低圧系統配管とを有する圧力チャンバでは、高圧系統配管の漏れと低圧系統配管とに対して別々の試験を行う必要がある。特許文献１に記載の技術を用いても、高圧系統配管と低圧系統配管とは別々に試験を行わなければならず、試験時間が長くなる問題が生じる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、圧力チャンバに対する試験時間を短縮すること目的とするものである。

本発明の一態様にかかる液圧装置の試験方法は、高い許容圧力が設定される高圧系統配管と、前記高圧系統配管よりも許容圧力が低く設定される低圧系統配管と、を有し、前記低圧系統配管により構成されるドレイン系統が１系統に統合される液圧装置の試験方法であって、前記高圧系統配管と前記低圧系統配管とを接続する減圧バルブを閉じた状態で、前記高圧系統配管に前記高圧系統配管における漏れを検出するための測定圧を印加し、前記測定圧と、前記高圧系統配管に設けられた複数の圧力センサのそれぞれから得られる系統内圧力の合計値との差圧を高圧系統差圧として算出し、前記ドレイン系統に設けられた圧力センサから得られる漏れ圧を検出し、前記漏れ圧に予め設定した係数を乗算した値をドレイン系統圧として算出し、前記高圧系統差圧から前記ドレイン系統圧を引いた第１の判断値が予め設定した第１の規格値よりも大きな場合には前記高圧系統配管に不具合があると判断し、前記ドレイン系統圧から前記高圧系統差圧を引いた第２の判断値が予め設定した第２の規格値よりも大きな場合には前記低圧系統配管に不具合があると判断する。

上記本発明の一態様によれば、液圧装置の試験方法は、高圧系統配管に対する加圧試験を行うのみで高圧系統配管と低圧系統配管との両方の配管に対する漏れ試験を行うことができる。

本発明にかかる液圧装置の試験方法によれば、液圧装置の漏れ試験に関する試験時間を短縮することができることができる。

実施の形態１にかかる液圧装置の概略図である。実施の形態１にかかる漏れ試験の流れを示すフローチャートである。実施の形態１にかかる液圧装置の試験における高圧系統配管の圧力と低圧系統配管の圧力との相関関係を説明するグラフである。比較例にかかる液圧装置の概略図である。

実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。

実施の形態１にかかる液圧装置（以下、圧力チャンバ１と称す）は、例えば、自動車のブレーキアクチュエータを構成する部品の１つである。図１に実施の形態１にかかる圧力チャンバ１の概略図を示す。

図１に示すように、実施の形態１にかかる圧力チャンバ１は、高圧系統配管１１、１２ａ〜１２ｄ、低圧系統配管１３、増圧バルブ２１ａ〜２１ｄ、減圧バルブ２２ａ〜２２ｄ、リリースバルブ２３、ポンプ２４がケース内に格納される。当該ケースには、ジョイントＪ１〜Ｊ５及びドレインジョイントＪＤが設けられる。図１では、ドレインジョイントＪＤには、圧力チャンバ１を検査する検査装置に含まれるバルブ４１、４３、及び、圧力センサ４２が接続される。

なお、バルブ４１は、圧力センサ４２にドレインジョイントＪＤを介して排出される流体の圧力を圧力センサ４２に伝えるか否かを切り替える。バルブ４３は、圧力センサ４２で検出される圧力が規定の圧力以上の値になったときに開き、流体の圧力を排気ボックスに抜く。

高圧系統配管１１、１２ａ〜１２ｄは、十数ＭＰａ程度の高い許容圧力を有し、許容圧力内の圧力で流体を流すことができる配管である。低圧系統配管１３は、高圧系統配管よりも許容圧力が低く設定される。また、増圧バルブ２１ａ〜２１ｄは、接続元の配管の圧力に基づき接続先の配管の圧力を加圧するバルブであって、例えば、電磁弁を備える。減圧バルブ２２ａ〜２２ｄは、接続元の配管内の流体の圧力を減じて接続先の配管に与えるバルブであって、例えば、電磁弁を備える。ポンプ２４は、低圧系統配管１３に流れる流体の圧力を増加させながら、低圧系統配管１３に流れる流体を高圧系統配管１１に与える。

高圧系統配管１１は、ジョイントＪ１と増圧バルブ２１ａ〜２１ｄとを接続する。高圧系統配管１２ａは、増圧バルブ２１ａを介して高圧系統配管１１と接続される。また高圧系統配管１２ａは、増圧バルブ２１ａとジョイントＪ２とを接続する。増圧バルブ２１ａは、高圧系統配管１２ａの圧力を高圧系統配管１１の圧力に基づき加圧する。また、高圧系統配管１２ａには、高圧系統配管１２ａの圧力を検出する圧力センサ３１ａが設けられる。ジョイントＪ２には、例えば、車両の右フロントのブレーキキャリパが接続される。また、高圧系統配管１２ａには減圧バルブ２２ａを介して低圧系統配管１３が接続される。

高圧系統配管１２ｂは、増圧バルブ２１ｂを介して高圧系統配管１１と接続される。また高圧系統配管１２ｂは、増圧バルブ２１ｂとジョイントＪ３とを接続する。増圧バルブ２１ｂは、高圧系統配管１２ｂの圧力を高圧系統配管１１の圧力に基づき加圧する。また、高圧系統配管１２ｂには、高圧系統配管１２ｂの圧力を検出する圧力センサ３１ｂが設けられる。ジョイントＪ３には、例えば、車両の左リアのブレーキキャリパが接続される。また、高圧系統配管１２ｂには減圧バルブ２２ｂを介して低圧系統配管１３が接続される。

高圧系統配管１２ｃは、増圧バルブ２１ｃを介して高圧系統配管１１と接続される。また高圧系統配管１２ｃは、増圧バルブ２１ｃとジョイントＪ４とを接続する。増圧バルブ２１ｃは、高圧系統配管１２ｃの圧力を高圧系統配管１１の圧力に基づき加圧する。また、高圧系統配管１２ｃには、高圧系統配管１２ｂの圧力を検出する圧力センサ３１ｃが設けられる。ジョイントＪ４には、例えば、車両の右リアのブレーキキャリパが接続される。また、高圧系統配管１２ｃには減圧バルブ２２ｃを介して低圧系統配管１３が接続される。

高圧系統配管１２ｄは、増圧バルブ２１ｄを介して高圧系統配管１１と接続される。また高圧系統配管１２ｄは、増圧バルブ２１ｄとジョイントＪ５とを接続する。増圧バルブ２１ｄは、高圧系統配管１２ｄの圧力を高圧系統配管１１の圧力に基づき加圧する。また、高圧系統配管１２ｄには、高圧系統配管１２ｄの圧力を検出する圧力センサ３１ｄが設けられる。ジョイントＪ５には、例えば、車両の左フロントのブレーキキャリパが接続される。また、高圧系統配管１２ｄには減圧バルブ２２ｄを介して低圧系統配管１３が接続される。

圧力センサ３２は、高圧系統配管１１の圧力を検出する。リリースバルブ２３は、高圧系統配管１１の圧力が一定以上になったことに応じて、高圧系統配管１１内の流体の圧力を減じて低圧系統配管１３に排出する。

つまり、実施の形態１にかかる圧力チャンバ１では、高圧系統配管１２ａ〜１２ｄ及び高圧系統配管１１の圧力を減じる際に排出される流体の流路となるドレイン系統を構成する系統が１系統に統合される形態となっている。低圧系統配管１３は、このドレイン系統を構成するものである。低圧系統配管１３は、ドレインジョイントＪＤを介して外部に設けられるリザーバタンク（図１では不図示）に接続される。また、圧力チャンバ１が車体に組み込まれた際には、実施の形態１にかかる圧力チャンバ１は、ポンプ２４がリザーバタンクから低圧系統配管１３を介してオイルを吸い上げて高圧系統配管１１を加圧する。

続いて、実施の形態１にかかる圧力チャンバ１の試験方法を説明する。実施の形態１にかかる圧力チャンバ１に対する試験としては、各種バルブの開閉状態を検査する機能試験と、圧力チャンバ１内の配管及びバルブにおける漏れを検査する漏れ試験と、がある。機能試験では、圧力チャンバ１に高圧系統配管１１の許容圧力に対応する高圧エアを印加することで行う。そして、実施の形態１にかかる圧力チャンバ１に対する漏れ試験は、この機能試験の測定結果を用いて行うことができる。これは、実施の形態１にかかる圧力チャンバ１では、高圧系統配管の漏れを試験する高圧漏れ試験において高圧系統配管で得られる高圧側圧力測定値と、当該高圧漏れ試験のときに低圧系統配管で得られる低圧側圧力測定値と、を用いて許容圧力が異なる２つの配管の漏れを確認するためである。

そこで、図２に実施の形態１にかかる圧力チャンバ１の漏れ試験の流れを示すフローチャートを示す。なお、図２に示した漏れ試験は、機能試験の一検査項目として実施することもできる。

図２に示すように、実施の形態１にかかる漏れ試験では、まず、減圧バルブ２２ａ〜２２ｄを全て閉じる（ステップＳ１）。なお、ステップＳ１では、ポンプ２４は停止状態、増圧バルブ２１ａ〜２１ｄは、開いた状態としておくことが好ましい。また、実施の形態１にかかる漏れ試験では、ジョイントＪ２〜Ｊ５は閉じた状態としておく。

続いて、実施の形態１にかかる漏れ試験では、ジョイントＪ１に測定器を接続して、圧力チャンバ１に測定圧を有する高圧エアを印加する（ステップＳ２）。そして、この高圧エアを圧力チャンバ１内に印加した状態で、高圧系統差圧Ｓ１の算出（ステップＳ３）及びドレイン系統圧Ｓ２の算出（ステップＳ４）を行う。

ステップＳ３の高圧系統差圧Ｓ１は、圧力センサ３１ａで計測される圧力値ＰＦＲ、圧力センサ３１ｂで計測される圧力値ＰＲＬ、圧力センサ３１ｃで計測される圧力値ＰＲＲ、圧力センサ３１ｄで計測される圧力値ＰＦＬ及び圧力センサ３２で計測されるＰＡＣＣの各値と、測定器から圧力チャンバ１に与えられる測定圧と、の差を合計した値と、により算出される。具体的には、高圧系統差圧Ｓ１は（１）式により算出される。
Ｓ１＝ΣΔＰ（ＰＡＣＣ、ＰＦＲ、ＰＲＬ、ＰＲＲ、ＰＦＬ）・・・（１）

ステップＳ４のドレイン系統圧Ｓ２は、高圧系統配管１１により構成されるドレイン系統に設けられた圧力センサ４２から得られる漏れ圧ΔＰＨを検出し、漏れ圧ΔＰＨに予め設定した係数ｋを乗算した値である。ここで漏れ圧ΔＰＨは、漏れ試験実施前に圧力センサ４２から得られる圧力値と漏れ試験中に圧力センサ４２で計測される圧力値との差を示すものである。具体的には、ドレイン系統圧Ｓ２は（２）式により算出される。
Ｓ２＝ΔＰＨ×ｋ・・・（２）

ここで、係数ｋについて詳細に説明する。実施の形態１にかかる圧力チャンバ１では、減圧バルブ２２ａ〜２２ｄを閉じても、高圧系統配管に高圧エアを印加すると一定の漏れが発生する。そこで、複数のサンプルにより、高圧エアの圧力と低圧系統配管１３へ漏れた流体の圧力を示す漏れ圧との関係を求めると一定の傾向がわかる。そこで、図３に実施の形態１にかかる液圧装置の試験における高圧系統配管の圧力と低圧系統配管の圧力との相関関係を説明するグラフを示す。

図３に示すように、低圧系統配管の漏れ圧ΔＰＨと高圧系統配管の高圧系統差圧Ｓ１との間には一次関数となる近似直線で表すことができる関係があることがわかる。そこで、この近似直線の傾きを係数ｋとして用いる。そして、高圧系統配管又は低圧系統配管において微小漏れが発生すると、高圧系統差圧Ｓ１とドレイン系統圧Ｓ２との相関関係がこの近似直線から大きく乖離する。この係数ｋを用いることで、２つの圧力系統配管に漏れが生じていない理想的状態であれば、Ｓ１＝Ｓ２となる。

続いて、実施の形態１にかかる漏れ試験では、高圧系統差圧Ｓ１からドレイン系統圧Ｓ２を引いた第１の判断値が予め設定した第１の規格値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ５）。このステップＳ５において、第１の判断値が第１の規格値以上であった場合、高圧系統配管に異常漏れがあるとして、検査対象の圧力チャンバを不良と判定して（ステップＳ６）、漏れ試験を終了する。一方、実施の形態１にかかる漏れ試験では、ステップＳ５において第１の判断値が第１の規格値よりも小さいと判断された場合、ステップＳ７の処理を行う。

ステップＳ７では、ドレイン系統圧Ｓ２から高圧系統差圧Ｓ１を引いた第２の判断値が予め設定した第２の規格値よりも小さいか否かを判定する。このステップＳ７において、第２の判断値が第２の規格値以上であった場合、低圧系統配管に異常漏れがあるとして、検査対象の圧力チャンバを不良と判定して（ステップＳ８）、漏れ試験を終了する。一方、実施の形態１にかかる漏れ試験では、ステップＳ７において第２の判断値が第２の規格値よりも小さいと判断された場合、検査対象の圧力チャンバを良品と判定して（ステップＳ９）、漏れ試験を終了する。

上記説明より、実施の形態１にかかる圧力チャンバ１の漏れ試験方法では、高圧エアの印加を行うのみで高圧系統配管と低圧系統配管との両方の漏れ試験を実施する。これにより、実施の形態１にかかる圧力チャンバ１の漏れ試験では、圧力チャンバ１に対するエア印加処理の回数を削減して、試験時間を短縮することができる。

また、実施の形態１にかかる圧力チャンバ１の漏れ試験方法では、上記漏れ試験を機能試験の一試験項目として実施することができる。これにより、別途漏れ試験を実施する時間を削減することができる。

また、実施の形態１にかかる圧力チャンバ１は、ドレイン系統が１系統のみであるため、ドレイン系統の漏れ圧ΔＰＨを計測するセンサの数を削減することができる。さらに、ドレイン系統を１系統に統合するとこで、実施の形態１にかかる圧力チャンバ１の漏れ試験では、試験精度を向上させることができる。

ここで、実施の形態１にかかる圧力チャンバ１及びその試験におけるセンサ数の削減効果と試験制度の向上の効果を説明するために、比較例を示し、より具体的にこの効果について説明する。そこで、図４に比較例にかかる圧力チャンバ１００の概略図を示す。なお、比較例にかかる圧力チャンバ１００は、発明者が考案した比較例である。

図４に示すように比較例にかかる圧力チャンバ１００では、ジョイントＪ１及びリニア増圧バルブ１２３を介して高圧系統配管１１１に測定圧が印加される。そして、この高圧系統配管１１１と低圧系統配管１１３との間にリニア減圧バルブ１２４が設けられる。また、高圧系統配管１１１には、増圧バルブ１２１ａ、１２１ｂ、レギュレータカット弁１２６、マスタカット弁１２７が接続される。高圧系統配管１１２ａには、増圧バルブ１２１ａを介して加圧流体が供給される。高圧系統配管１１２ｂには、増圧バルブ１２１ｂを介して加圧流体が供給される。また、高圧系統配管１１１は、連通バルブ１２５を介して増圧バルブ１２１ｃ、１２１ｄに加圧流体を供給する。高圧系統配管１１２ｃには、増圧バルブ１２１ｃを介して加圧流体が供給される。高圧系統配管１１２ｄには、増圧バルブ１２１ｄを介して加圧流体が供給される。

また、高圧系統配管１１２ａ〜１１２ｄの圧力は、それぞれ減圧バルブ１２２ａ〜１２２ｄを介して低圧系統配管１１３に排出される。低圧系統配管１１３の一端にはジョイントＪ６を介して圧力センサ１４１及びバルブ１５１が接続される。そして、低圧系統配管１１３により構成されるドレイン系統が第１のドレイン系統となる。

また、レギュレータカット弁１２６は、低圧系統配管１１４に高圧系統配管１１１の圧力を排出する。低圧系統配管１１４の一端には、ジョイントＪ７を介して圧力センサ１４２及びバルブ１５２が接続される。そして、低圧系統配管１１４により構成されるドレイン系統が第２のドレイン系統となる。

また、マスタカット弁１２７は、高圧系統配管１１１の連通バルブ１２５を通過した部分の圧力を低圧系統配管１１５に排出する。低圧系統配管１１５の一端には、ジョイントＪ８を介して圧力センサ１４３及びバルブ１５３が接続される。また、低圧系統配管１１５には、分岐配管が設けられ、分岐配管の先はシミュレータカット弁１２８を介して低圧系統配管１１６に接続される。低圧系統配管１１６の一端にはジョイントＪ９を介して圧力センサ１４４及びバルブ１５４が接続される。ジョイントＪ８を介して圧力を排出するドレイン系統が第３のドレイン系統となり、ジョイントＪ９を介して圧力を排出するドレイン系統が第４のドレイン系統となる。

上記比較例にかかる圧力チャンバ１００では、４つのドレイン系統を有し、各ドレイン系統にそれぞれ圧力センサが設けられる。このような構成である場合、４つのドレイン系統に設けられた圧力値を合計しても、各圧力値が圧力センサの測定誤差に起因する誤差を含む。そのため、４つの圧力値の漏れ圧を合計した場合、各圧力センサの測定誤差まで合計されてしまう。このようなことから、比較例にかかる圧力チャンバ１００では、高圧漏れ試験で圧力センサ１４１〜１４４から得られるドレイン系統圧を用いても十分な測定精度を確保することが出来ない問題が生じる。また、ドレイン系統の測定精度の低さを補うためには、高圧系統配管に対する高圧漏れ試験と低圧系統配管に対する低圧漏れ試験とを別々に行う必要がある。

しかしながら、上記したように、実施の形態１にかかる圧力チャンバ１の漏れ試験では、ドレイン系統を１系統に統合しているため、ドレイン系統から得られる測定結果に含まれる測定誤差等のノイズが小さく、高圧漏れ試験を行うのみでドレイン系統の漏れ圧を高い精度で測定することができる。また、ドレイン系統に設けられる圧力センサの数を削減することで、試験装置の簡略化、及び、低コスト化を実現することができる。

上記説明は、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。

１圧力チャンバ
１１、１２ａ〜１２ｄ高圧系統配管
１３低圧系統配管
２１ａ〜２１ｄ増圧バルブ
２２ａ〜２２ｄ減圧バルブ
２３リリースバルブ
２４ポンプ
３１ａ〜３１ｄ、３２、４２圧力センサ
４１、４３バルブ
Ｊ１〜Ｊ９ジョイント
１００圧力チャンバ
１１１、１１２ａ〜１１２ｄ高圧系統配管
１１３〜１１６低圧系統配管
１２１ａ〜１２１ｄ増圧バルブ
１２２ａ〜１１２ｄ減圧バルブ
１２３リニア増圧バルブ
１２４リニア減圧バルブ
１２５連通バルブ
１２６レギュレータカット弁
１２７マスタカット弁
１２８シミュレータカット弁
１３１ａ〜１３１ｄ、１３２、１３３圧力センサ
１４１〜１４４圧力センサ
１５１〜１５４バルブ

Claims

高い許容圧力が設定される高圧系統配管と、前記高圧系統配管よりも許容圧力が低く設定される低圧系統配管と、を有し、前記低圧系統配管により構成されるドレイン系統が１系統に統合される液圧装置の試験方法であって、
前記高圧系統配管と前記低圧系統配管とを接続する減圧バルブを閉じた状態で、前記高圧系統配管に前記高圧系統配管における漏れを検出するための測定圧を印加し、
前記測定圧と、前記高圧系統配管に設けられた複数の圧力センサのそれぞれから得られる系統内圧力と、の差の合計値を高圧系統差圧として算出し、
前記ドレイン系統に設けられた圧力センサから得られる漏れ圧を検出し、
前記高圧系統配管と前記低圧系統配管のいずれにも漏れが生じていない状態における、前記漏れ圧と前記高圧系統差圧の関係を示す一次関数の傾きを係数として設定して、前記漏れ圧に前記係数を乗算した値をドレイン系統圧として算出し、
前記高圧系統差圧から前記ドレイン系統圧を引いた第１の判断値が予め設定した第１の規格値よりも大きな場合には前記高圧系統配管に不具合があると判断し、
前記ドレイン系統圧から前記高圧系統差圧を引いた第２の判断値が予め設定した第２の規格値よりも大きな場合には前記低圧系統配管に不具合があると判断する液圧装置の試験方法。