JP2011047773A - エンジンおよびエンジンの検査方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】レール圧センサ85と、噴射アクチュエータ83・83・・・と、差圧センサ78と、排気温度センサ79と、これらのセンサおよびアクチュエータとそれぞれハーネスを介して接続されてエンジン100を制御するECU600と、を具備するエンジン100において、前記複数のハーネスのすべては、エンジン100に取り付けられた中継コネクタ盤400を経由してECU600に接続した。
【選択図】図3
Description
とりわけ、コモンレール式のエンジンにおいては多くの電装製品が取り付けられているため、品質保証のための検査を行うに際して必要となる前記電装製品と前記検査装置との結線作業が非常に多く、作業工程の複雑化を招いていた。
なお、以下では、クランク軸3(図3および図4参照)の軸線方向を前後方向と規定するとともに、フライホイールハウジング7が配置される側を前方、冷却ファン6が配置される側を後方と規定して、これらの方向に基づいて説明を行う。
本実施形態のエンジン100は、エンジン100本体、エンジン100本体に取り付けられた電装製品(各種センサおよび各種アクチュエータ)、ハーネス(ワイヤハーネス300等)、中継コネクタ盤400、およびECU600を具備する。
クランク軸3の後端部にはクランク軸3と一体的に回転するクランクギヤが固設され、このクランクギヤはシリンダブロック1の後端面に固設されるギヤケース4(図3および図4参照)に内装される。
エンジン100を搭載する作業機の作動部には、フライホイールを介してエンジン100で発生した駆動力が取り出される。
なお、シリンダブロック1の側面のうち機関脚取付部11・11が配置される位置と略同じ高さに相当する部分は、側方からボルトをねじ込むことができる程度の肉厚を有するように成形される。
エアクリーナに吸い込まれた新気(外部空気)は、エアクリーナにて除塵・浄化された後、ターボ過給機60のコンプレッサで圧縮され、インタークーラーで冷却された後コレクタ51を介して吸気マニホールド30に送られて、エンジン100の各気筒に供給される。
吸気スロットル部材52には吸気スロットルの開度を調整するためのスロットルアクチュエータ55が具備される。スロットルアクチュエータ55はエンジン100本体に取り付けられた電装製品の一つであり、本発明に係るスロットルアクチュエータの実施の一形態である。
EGRバルブ部材54にはEGRバルブの開度を調整するためのバルブアクチュエータ56(図3参照)が具備される。バルブアクチュエータ56はエンジン100本体に取り付けられた電装製品の一つであり、本発明に係るバルブアクチュエータの実施の一形態である。
コレクタ51内には新気が供給されるとともに、排気マニホールド40からEGRバルブ部材54を介してEGRガスが供給される。
図4に示すように、タービンケース61の排気ガス取入れ側には、排気マニホールド40の出口側が接続される。タービンケース61の排気ガス排出側に備えられる排気ガス排出管64には、排気浄化装置(Diesel Particulate Filter)70の入口側が接続される。
エンジン100の各気筒から排気マニホールド40に排出された排出ガスは、ターボ過給機60および排気浄化装置70等を経由して、テールパイプ71(図3および図4参照)から外部に排出される。
エアクリーナにて除塵・浄化された新気は、コンプレッサケース62から吸気スロットル部材52、コレクタ51およびインタークーラーを介して吸気マニホールド30に送られ、エンジン100の各気筒に供給される。
排気浄化装置70の排気ガス取入れ側は、タービンケース61の排気ガス排出管64に接続される。排気浄化装置70の排気ガス排出側はテールパイプ71に接続される。
入口側感知体73および出口側感知体74は、それぞれハーネス75およびハーネス76を介して差圧検知本体77に接続される。
入口側感知体73、出口側感知体74、および差圧検知本体77を合わせたものは、差圧センサ78を成す。差圧センサ78はエンジン100本体に取り付けられた電装製品の一つであり、本発明に係る差圧センサの実施の一形態である。
差圧センサ78にて検出された圧力差に基づいてスートフィルタにおける粒子状物質の堆積量を換算し、スートフィルタの詰まり状態を把握することが可能である。
インジェクタ81・81・・・は、エンジン100の各気筒に燃料を噴射する装置であり、各気筒の上部に配置される(図2参照)。
図6に示すように、四気筒分のインジェクタ81・81・・・は、コモンレール84とサプライポンプ90とを介して燃料タンク95に接続される。各インジェクタ81は燃料噴射バルブ82を有し、この燃料噴射バルブ82は噴射アクチュエータ83(図2参照)により作動する。噴射アクチュエータ83・83・・・はエンジン100本体に取り付けられた電装製品の一つであり、本発明に係る噴射アクチュエータの実施の一形態である。
サプライポンプ90の吐出側には、高圧管91を介してコモンレール84が接続される。コモンレール84には、四本の燃料噴射管86・86・・・を介して四気筒分のインジェクタ81・81・・・が接続される。
噴射アクチュエータ83・83・・・により燃料噴射バルブ82・82・・・の開閉時間を調整することによって、コモンレール84に蓄えられた高圧の燃料がインジェクタ81・81・・・からエンジン100の各気筒に噴射される。噴射アクチュエータ83・83・・・を適宜に制御することにより、インジェクタ81・81・・・から各気筒に噴射される燃料の噴射量ならびに噴射時期を調整することが可能である。
吸気マニホールド30は、前後方向を長手とする箱形状の部材であり、吸気ポート群を介して各気筒と連通した状態でシリンダヘッド2に固定される。吸気マニホールド30の左側面後部はコレクタ51と連通している。
図3に示すように、コモンレール84は吸気マニホールド30の長手方向(前後方向)に沿って延びた姿勢で、吸気マニホールド30から下方に向かって吊り下げた状態で固定される。
シリンダヘッド2の上面のうち排気マニホールド40寄りの部位には右側ヘッドカバー45が取り付けられる。
コレクタ51の給気マニホールド30寄りの部位には、混合ガスの温度を検知するための混合ガス温度センサ32が具備される。混合ガス温度センサ32はエンジン100本体に取り付けられた電装製品の一つである。
EGRセンサ59は、混合ガスにおけるEGR率を検知するものである。換言すれば、吸気マニホールド30に供給される新気と排気ガスとの混合ガスのうち排気ガスが占める割合を検知するものである。
燃料タンク95内の燃料はフィードポンプ(不図示)からサプライポンプ90に送られる。
サプライポンプ90は、燃料の吸い込み量を調整するための調量弁と、調量弁を経由した燃料を加圧してコモンレール84に圧送するためのプランジャとを有する。
調量アクチュエータ98はエンジン100本体に取り付けられた電装製品の一つであり、本発明に係る調量アクチュエータの実施の一形態である。
ウォーターポンプ20には、エンジン100の内部を循環する冷却水の温度を検知するための冷却水温センサ21が具備される。冷却水温センサ21はエンジン100本体に取り付けられた電装製品の一つである。
「エンジン100本体に取り付けられた電装製品」のうち、スロットルアクチュエータ55、バルブアクチュエータ56、噴射アクチュエータ83・83・・・および調量アクチュエータ98は、「各種アクチュエータ」に相当する。
例えば、これらの電装製品に加えて、潤滑油の油圧が一定値未満に保たれていることを確認するための油圧スイッチ、ターボ過給機内のブースト圧を検知するためのブースト圧センサ等を、エンジン本体に取り付けられた電装製品(各種センサおよび各種アクチュエータ)として具備する構成としてもよい。
ECU600は、エンジン100の作動状態を制御するものであり、本発明に係る制御装置の実施の一形態である。
中継コネクタ盤400は、エンジン100に取り付けられたコネクタであり、本発明に係る中継コネクタ盤の実施の一形態である。
このように構成することにより、エンジン100は、エンジン回転数(クランク軸3の回転数)、EGR率、およびエンジン100本体の温度(冷却水の温度)等の様々な要素に基づいて、個々の状況に適合した燃料の噴射量、噴射時期ならびに噴射圧を算出し、これを実現できるように、ECU600によって制御されている。
さらに、ECU600はワイヤハーネス910・920・930・940等を介して「作業機に取り付けられた電装製品」に接続される。
より具体的には、排気系統ランプ群901には、例えば排気浄化装置70のスートフィルタに堆積したPM(Particulate Matter)の量(レベル)を表示する複数の堆積レベルランプ等が含まれる。排気系統スイッチ群902には、例えば排気浄化装置70のスートフィルタの再生を開始するためのフィルタ再生スイッチ等が含まれる。噴射系統スイッチ群903には、例えばエンジン100の回転数を設定するための(換言すればインジェクタ81・81・・・からの燃料の噴射量ならびに噴射時期等を制御するための)回転数設定スイッチ等が含まれる。噴射系統ランプ群904には、インジェクタ81・81・・・の誤作動あるいは異常を表示する警報ランプ等が含まれる。
これらの各コネクタ410・420・430・440は、雄体411・421・431・441と、雌体412・422・432・442と、からなる。
雌体412・422・432・442は、取付ステー16(図3参照)を介してエンジン100(シリンダブロック1)の左側面に取り付けられる。
取付ステー16の上面には、排気検知系統コネクタ410の雌体412と、排気作動系統コネクタ420の雌体422と、が固設される。取付ステー16の下面には、噴射作動系統コネクタ430の雌体432と、噴射検知系統コネクタ440の雌体442と、が固設される。取付ステー16と各コネクタの雌体との間には、防振部材が介装される。
取付ステー16に固設されたとき、各コネクタ(雌体412・422・432・442)の接続部分は外側(左側方)を向くこととなる。
より詳細には、エンジン100本体に取り付けられた電装製品のうち、差圧センサ78、排気温度センサ79、EGRセンサ59、および冷却水温センサ21は、それぞれハーネス110、ハーネス120、ハーネス130およびハーネス140を介して排気検知系統コネクタ410の雌体412に接続される。すなわち、エンジン100の排気系に関連する各種センサ(EGR装置50および排気浄化装置70に関する各種センサ)は、排気検知系統コネクタ410に集中的に接続される。
より詳細には、エンジン100本体に取り付けられた電装製品のうち、スロットルアクチュエータ55およびバルブアクチュエータ56は、それぞれハーネス150およびハーネス160を介して排気作動系統コネクタ420の雌体422に接続される。すなわち、エンジン100の排気系に関連する各種アクチュエータ(EGR装置50および排気浄化装置70に関する各種アクチュエータ)は、排気作動系統コネクタ420に集中的に接続される。
より詳細には、エンジン100本体に取り付けられた電装製品のうち、噴射アクチュエータ83・83・・・および調量アクチュエータ98は、それぞれハーネス170およびハーネス180を介して噴射作動系統コネクタ430の雌体432に接続される。すなわち、エンジン100の燃料噴射系に関連する各種アクチュエータ(コモンレールシステム80およびエンジン100の回転に関する各種アクチュエータ)は、噴射作動系統コネクタ430に集中的に接続される。
より詳細には、エンジン100本体に取り付けられた電装製品のうち、カム軸回転センサ5、クランク軸回転センサ8およびレール圧センサ85は、それぞれハーネス190、ハーネス210、およびハーネス220を介して噴射検知系統コネクタ440の雌体442に接続される。すなわち、エンジン100の燃料噴射系に関連する各種センサ(コモンレールシステム80およびエンジン100の回転に関する各種センサ)は、噴射検知系統コネクタ440に集中的に接続される。
ワイヤハーネス350は、本発明に係るレール圧センサ、噴射アクチュエータ、カム軸回転センサ、バルブアクチュエータ、EGRセンサ、および調量アクチュエータと、中継コネクタ盤と、を接続するそれぞれのハーネスの中途部を、一つに束ねたものの実施の一形態である。
このように配置することにより、ワイヤハーネス300の中途部であるワイヤハーネス350は、一つに束ねてコモンレール84の周囲を迂回するように配線されている。
エンジン100の上部に配置される左側ヘッドカバー35にワイヤハーネス350を支持することが可能となり、ワイヤハーネス350をエンジン100に容易にかつ安定的に取り付けることが可能となる。また、ワイヤハーネス350を左側ヘッドカバー35の上面に沿って略水平方向に配置することができるので、エンジン100の振動によりワイヤハーネス350がエンジン100を構成する他の部材と擦れてショートしてしまう、といった事態を極力防止することが可能となる。
さらに、ワイヤハーネス350はコモンレール84の周囲を迂回しつつ、EGRバルブ部材54の外周に沿って配線されているので、ワイヤハーネス350がコモンレール84あるいはEGRバルブ部材54に接続している配管(高圧管91ならびに燃料噴射管86・86・・・等)と絡まる虞が少ない。したがってワイヤハーネス350の配線作業を簡単に行うことができる。
例えば、ワイヤハーネス350を吸気マニホールド30の上面にガイド部材を介して固定するものとしても良い。ただし、エンジン100の振動によりワイヤハーネス350がエンジン100を構成する他の部材と接触して擦れてしまう事態を極力防止するという観点からは、ワイヤハーネス350はエンジン100を構成する構造体の平面に沿って支持することが望ましい。
本実施形態のワイヤハーネス590は、複数のガイド部材を介してフライホイールハウジング7の上面に支持することが可能である。このように構成することにより、ワイヤハーネス300は、フライホイールハウジング7の上面に沿って略水平方向(左右方向)に延びるように配置される。
ワイヤハーネス590のECU600に接続される側の端部(右端部)は、シリンダブロック1の右側方に到達する。
したがって、シリンダブロック1の右側方からボルトをネジ込むことにより、ブラケット26をエンジン100(シリンダブロック1)に安定的に固定することが可能である。このようにして、ECU600は剛性の高いシリンダブロック1に安定的に取り付けられる。
セルモータ25は、周囲温度が上昇すると、回転力の低下やピニオンの作動不良等が生じて機能が低下することが知られている。このため、セルモータ25は従来から、周囲温度が高くならない位置(望ましくは周囲温度が常に80℃未満である位置)に配置されている。本実施形態では、係るセルモータ25の近辺にECU600を取り付けることにより、従来のエンジンの構成にほとんど手を加えずにECU600を比較的低温に保つことが可能である。したがって、ECU600に内装される制御回路が焼き付いたり、あるいはECU600が熱暴走したりする事態を防止することができる。
また、本実施形態のブラケット26が固設される位置は、ウォーターポンプ20、ウォータージャケット、あるいは潤滑油ポンプ等が配置される位置から充分に離れている。したがって、電装製品であるECU600が水あるいは潤滑油等と接触する虞が少なく、ECU600の故障を防止することが可能である。
例えば、シリンダブロック1の右側面にブラケットを固設することとしてもよい。すなわち、セルモータ25の近傍にECU600を配置できるように、ブラケットの位置を設定すればよい。
例えば、コモンレールシステム80の作動系のメンテナンスが必要となった場合は、噴射作動系統コネクタ430の接続を外すことにより、コモンレールシステム80の作動に関連する電装製品(噴射アクチュエータ83・83・・・および調量アクチュエータ98)とECU600との接続のみを取り外すことが可能である。したがって、コモンレールシステム80の作動系に関連しない他のハーネスを取り外す手間が省け、作業性が向上する。
この場合、エンジン100本体に取り付けられた電装製品とECU600との間の距離が一義的に決定されるので、エンジン100を搭載する作業機の形式毎に前記電装製品とECU600とを接続する専用のハーネスを設計する必要がなくなる。
この点、本発明に係るエンジン100においては、前述の如くECU600およびハーネス(ワイヤハーネス300等)をエンジン100本体にあらかじめ組み付けて集合体として扱うことが可能となるので、客先での結線作業を容易に行うことが可能となる。
すなわち、客先では、作業機に取り付けられた電装製品(排気系統ランプ群901、排気系統スイッチ群902、噴射系統スイッチ群903、および噴射系統ランプ群904)と、ECU600と、をワイヤハーネス910・920・930・940等により接続するだけでよく、このような結線作業はコネクタ(本実施形態では四つのコネクタ)の接続により簡単に行うことができる(図7参照)。
したがって、エンジン100を作業機に組み付けた後に、各種センサおよび各種アクチュエータの動作不良・異常等が発覚したり、あるいはワイヤハーネス300の断線が発覚したりする事態を防止することができる。
図8に示すように、エンジン100の製造ライン1000は、部品製造工程S1100、組立て工程S1200、検査工程S1300、および最終組立て工程S1400を具備する。
部品製造工程S1100が終了したら、組立て工程S1200に移行する。
組立て工程S1200が終了したら、検査工程S1300に移行する。
このとき、試験運転場においてエンジン100の試運転が行われ、各種データが取得される。具体例としては、エンジン100のアイドル時ならびに負荷時に所定の回転が得られるか否か、排出される排気ガスが基準値内に納まるか否か、各エンジン100が規格値に適合した運転を行えるか否か、等の検査が行われる。検査により不具合が発覚した場合は、別の工程で不具合が修正され、再度検査工程S1300が行われる。
検査工程S1300が終了したら、最終組立て工程S1400に移行する。
ECU600はブラケット26を介してエンジン100のシリンダブロック1に取り付けられる。中継コネクタ盤400とECU600とは、ワイヤハーネス590を介して接続される(図7参照)。
図9に示すように、検査方法700は主として接続工程S7100、エンジン作動工程S7200、および検査実施工程S7300を具備する。
検査装置710は、エンジン100の品質保証のための検査に用いる制御装置である。検査装置710には、制御回路が内装されるとともに、検査に用いる各種制御プログラムならびにマップが格納されている。検査装置710は、中継コネクタ盤400の各雌体412・422・432・442に対応する雄体711・712・713・714を具備する。
エンジン100の検査を行う作業者は、各コネクタ410・420・430・440を接続することにより、エンジン100本体に取り付けられた電装製品(各種センサおよび各種アクチュエータ)と検査装置710とを接続する。
接続工程S7100が終了したら、エンジン作動工程S7200に移行する。
エンジン100の検査を行う作業者は、検査装置710に具備されたキースイッチ721を操作することにより、エンジン100のセルモータ25(図4参照)を作動させる。セルモータ25が作動することによりエンジン100が始動する。
エンジン作動工程S7200が終了したら、検査実施工程S7300に移行する。
作業者は、検査装置710に具備された検査用の操作具722(スイッチ類)を操作することにより、エンジン100本体およびエンジン100本体に取り付けられた電装製品(各種センサおよび各種アクチュエータ)の作動検査を行う。または、制御プログラムに沿って検査装置710が作動され、自動的に検査を実施し、自動的にそのデータが取得され、その値が設定範囲内か否かが判断される。
具体的には、例えば、各種センサに誤作動がないか、各種アクチュエータが精度良く作動するか、といった内容の検査を実施する。
検査実施工程S7300が終了したら、最終組立て工程S1400(図8参照)に移行する。
したがって、エンジンの製造業者は、エンジン100本体と、各種電装製品(各種センサおよび各種アクチュエータ)と、ハーネス(ワイヤハーネス300)と、ECU600と、を合わせた集合体につき、検査を経て個々に補正を施した完成度の高い一つの商品として取り扱うことが可能となる。
図11に示すように、エンジン100の製造ライン2000は、部品製造工程S2100、組立て工程S2200、および検査工程S2300を具備する。
すなわち製造ライン2000は、製造ライン1000における最終組立て工程S1400に相当する工程を具備しない点で、製造ライン1000と相違する。
部品製造工程S2100が終了したら、組立て工程S2200に移行する。
ECU600は、ワイヤハーネス300およびワイヤハーネス590(図7参照)を介して各種電装製品(各種センサおよび各種アクチュエータ)に接続された状態で、エンジン100本体に組み付けられる。ECU600には、制御プログラムおよびマップ等が格納される。
組立て工程S2200が終了したら、検査工程S2300に移行する。
検査工程S2300が終了したら、エンジン100の製造ライン2000が終了する。
図12に示すように、検査方法750は主として接続工程S7600、エンジン作動工程S7700、および検査実施工程S7800を具備する。
検査装置760は、エンジン100の品質保証のための検査に用いる装置である。検査装置760には、検査用の操作具762(例えばエンジン100の回転数を設定するための回転数設定スイッチ)およびキースイッチ761等が具備される。検査装置760は、コネクタ610の雌体612に対応する雄体611を具備する。
エンジン100の検査を行う作業者は、検査用のコネクタ610を接続することにより、ECU600と検査装置760とを接続し、ひいてはエンジン100本体に取り付けられた電装製品(各種センサおよび各種アクチュエータ)と検査装置760とを接続する。
接続工程S7600が終了したら、エンジン作動工程S7700に移行する。
エンジン100の検査を行う作業者は、検査装置760に具備されたキースイッチ761を操作することにより、エンジン100のセルモータ25(図4参照)を作動させる。セルモータ25が作動することによりエンジン100が始動する。
エンジン作動工程S7700が終了したら、検査実施工程S7800に移行する。
作業者は、検査装置760に具備された検査用の操作具762(回転数設定スイッチ等)を操作することにより、エンジン100本体、エンジン100本体に取り付けられた電装製品(各種センサおよび各種アクチュエータ)、およびECU600の作動検査を行う。または、制御プログラムに沿って検査装置760が作動され、自動的に検査を実施し、自動的にそのデータが取得され、その値が設定範囲内か否かが判断される。
具体的には、例えば、各種センサに誤作動がないか、各種アクチュエータが精度良く作動するか、ECU600の制御回路に不具合がないか、といった内容の検査を実施する。
検査実施工程S7800が終了したら、エンジン100の製造ライン2000は終了し、エンジン100が客先へ出荷される。
したがって、エンジンの製造業者は、エンジン100本体と、各種電装製品(各種センサおよび各種アクチュエータ)と、ハーネス(ワイヤハーネス300およびワイヤハーネス590)と、ECU600と、を合わせた集合体につき、ECU600についても品質保証のための検査を実施した完成度の高い一つの商品として取り扱うことが可能となる。
高圧燃料を畜圧するコモンレール84内の圧力を検知するレール圧センサ85と、
燃料を噴射するインジェクタ81・81・・・を作動させる噴射アクチュエータ83・83・・・と、
排気浄化装置70内におけるフィルタ(スートフィルタ)前後の差圧を検知する差圧センサ78(入口側感知体73、出口側感知体74、および差圧検知本体77を合わせたもの)と、
排気浄化装置70内の排気ガスの温度を検知する排気温度センサ79と、
これらのセンサ85・78・79およびアクチュエータ83・83・・・とそれぞれハーネス220・170・110・120(ワイヤハーネス300等)を介して接続されて、エンジン100を制御するECU600と、
を具備するエンジン100において、
複数のハーネス220・170・110・120のすべては、エンジン100に取り付けられた中継コネクタ盤400を経由してECU600に接続されたものである。
このように構成することにより、エンジン100を作業機に搭載する前の工程で、エンジン100本体に取り付けられた電装製品(レール圧センサ85、噴射アクチュエータ83・83・・・、差圧センサ78および排気温度センサ79)とワイヤハーネス300とを接続した上でエンジン100にあらかじめ組み付けておくことが可能となる。すなわち、エンジン100本体に取り付けられたレール圧センサ85、噴射アクチュエータ83・83・・・、差圧センサ78および排気温度センサ79は、すべて中継コネクタ盤400に接続される。
したがって、エンジン100本体に取り付けられた電装製品(レール圧センサ85、噴射アクチュエータ83・83・・・、差圧センサ78および排気温度センサ79)とECU600(あるいは品質保証のための検査装置710)とを接続する際には、中継コネクタ盤400を操作すればよく(各コネクタ410・430・440を接続すればよく)、結線作業を簡略化することが可能となる。
クランク軸3の回転数を検知するクランク軸回転センサ8と、
カム軸の回転数を検知するカム軸回転センサ5と、
吸気マニホールド30への新気の供給量を調整する吸気スロットルを作動させるスロットルアクチュエータ55と、
吸気マニホールド30への排気ガスの供給量を調整するEGRバルブを作動させるバルブアクチュエータ56と、
吸気マニホールド30に供給される新気と排気ガスとの混合ガスのうち排気ガスが占める割合を検知するEGRセンサ59と、
コモンレール84に供給する燃料の量を調整する調量弁を作動させる調量アクチュエータ98と、を具備し、
中継コネクタ盤400は、
排気検知系統コネクタ410と、排気作動系統コネクタ420と、噴射作動系統コネクタ430と、噴射検知系統コネクタと440と、を有し、
差圧センサ78と排気温度センサ79とEGRセンサ59とは、それぞれ排気検知系統コネクタ410に接続され、
スロットルアクチュエータ55とバルブアクチュエータ56とは、それぞれ排気作動系統コネクタ420に接続され、
噴射アクチュエータ83・83・・・と調量アクチュエータ98とは、それぞれ噴射作動系統コネクタ430に接続され、
レール圧センサ85とクランク軸回転センサ8とカム軸回転センサ5とは、それぞれ噴射検知系統コネクタ440に接続されたものである。
このように構成することにより、エンジン100を作業機に搭載する前の工程で、エンジン100本体に取り付けられた電装製品(レール圧センサ85、噴射アクチュエータ83・83・・・、差圧センサ78、排気温度センサ79、クランク軸回転センサ8、カム軸回転センサ5、スロットルアクチュエータ55、バルブアクチュエータ56、EGRセンサ59、および調量アクチュエータ98)とワイヤハーネス300とを接続した上でエンジン100にあらかじめ組み付けておくことが可能となる。すなわち、エンジン100本体に取り付けられたレール圧センサ85、噴射アクチュエータ83・83・・・、差圧センサ78および排気温度センサ79、クランク軸回転センサ8、カム軸回転センサ5、スロットルアクチュエータ55、バルブアクチュエータ56、EGRセンサ59、および調量アクチュエータ98は、すべて中継コネクタ盤400に接続される。
したがって、エンジン100本体に取り付けられた電装製品(レール圧センサ85、噴射アクチュエータ83・83・・・、差圧センサ78、排気温度センサ79、クランク軸回転センサ8、カム軸回転センサ5、スロットルアクチュエータ55、バルブアクチュエータ56、EGRセンサ59、および調量アクチュエータ98)とECU600(あるいは品質保証のための検査装置710)とを接続する際には、中継コネクタ盤400を操作すればよく(各コネクタ410・420・430・440を接続すればよく)、結線作業を簡略化することが可能となる。 また、関連性の高い電装製品に接続されているハーネスを一まとめにして接続したり、外したりすることが可能である。したがって、メンテナンス等の際に必要となる結線作業が簡略化されて、作業効率が向上する。
レール圧センサ85および噴射アクチュエータ83・83・・・と、中継コネクタ盤400と、を接続するそれぞれのハーネス220・170の中途部は、一つに束ねてコモンレール84の周囲を迂回して配線されてエンジン100に支持されたものである。
このように構成することにより、エンジン100の作動時あるいはエンジン100の組立て時等において、ワイヤハーネス350がコモンレール84に接続している配管(高圧管91ならびに燃料噴射管86・86・・・等)と絡まる虞が少なく、配線が邪魔することもない。また、配線作業が簡単に行え、配線間違いや断線等を防止できる。
レール圧センサ85、噴射アクチュエータ83・83・・・、カム軸回転センサ5、バルブアクチュエータ56、EGRセンサ59、および調量アクチュエータ98と、中継コネクタ盤400と、を接続するそれぞれのハーネス220・170・190・160・130・180の中途部は、一つに束ねてコモンレール84の周囲を迂回するように配線されるとともに、EGRバルブ部材54の外周に沿って配線されて、エンジン100に支持されたものである。
このように構成することにより、エンジン100が激しく振動しても、ワイヤハーネス350がコモンレール84あるいはEGRバルブ部材54に接続する配管と絡まる虞が少なく、したがってエンジン100を構成する他の部材と擦れてショートしてしまう、といった事態が生じ難くなる。すなわちワイヤハーネス350の揺れを格段に小さくすることができ、ワイヤハーネス350のエンジン100の振動による断線を極力なくすことが可能である。
ECU600は、シリンダブロック1の側面またはシリンダブロック1の側面からオイルパン10の側面に跨る領域であって、セルモータ25の近傍に配置したものである。
このように構成することにより、エンジン100を作業機に搭載する前の工程で、エンジン100本体に取り付けられた電装製品(レール圧センサ85、噴射アクチュエータ83・83・・・、差圧センサ78および排気温度センサ79等)とECU600とをワイヤハーネス300等を介して接続した上で、エンジン100本体にあらかじめ組み付けておくことが可能となる。
この場合、エンジン100本体に取り付けられた電装製品(レール圧センサ85、噴射アクチュエータ83・83・・・、差圧センサ78および排気温度センサ79等)とECU600との間の距離が一義的に決定されるので、エンジン100を搭載する作業機の形式毎に前記電装製品(各種センサおよび各種アクチュエータ)とECU600とを接続する専用のハーネスを設計する必要がなくなる。
また、エンジン100を作業機に搭載した後の結線作業においては、作業機に取り付けられた電装製品(排気系統ランプ群901、排気系統スイッチ群902、噴射系統スイッチ群903、および噴射系統ランプ群904)と、ECU600と、をワイヤハーネス910・920・930・940等により接続するだけでよいので、客先での結線作業を容易に行える。
さらに、ECU600は、シリンダブロック1の、周囲温度が比較的低温に保たれる位置に取り付けられるので、ECU600が高温に曝されて故障する虞が少なくなる。
高圧燃料を畜圧するコモンレール84内の圧力を検知するレール圧センサ85と、
燃料を噴射するインジェクタ81・81・・・を作動させる噴射アクチュエータ83・83・・・と、
排気浄化装置70内におけるフィルタ(スートフィルタ)前後の差圧を検知する差圧センサ78(入口側感知体73、出口側感知体74、および差圧検知本体77を合わせたもの)と、
排気浄化装置70内の排気ガスの温度を検知する排気温度センサ79と、
これらのセンサ85・78・79およびアクチュエータ83・83・・・とそれぞれハーネス220・170・110・120(ワイヤハーネス300等)を介して接続されて、エンジン100を制御するECU600と、を具備し、
複数のハーネス220・170・110・120のすべては、エンジン100に取り付けられた中継コネクタ盤400を経由してECU600に接続される、
エンジン100の検査方法であって、
中継コネクタ盤400に、ECU600に代えて検査装置710を接続する接続工程S7100と、
接続工程S7100に続いてエンジン100を始動させるエンジン作動工程S7200と、
エンジン作動工程S7200に続いてセンサ85・78・79およびアクチュエータ83・83・・・の作動検査を行う検査実施工程S7300と、
を具備したものである。
このような方法を使用することにより、エンジン100本体およびエンジン100本体に取り付けられた電装製品(レール圧センサ85、噴射アクチュエータ83・83・・・、差圧センサ78および排気温度センサ79)の検査を行う際に必要となる結線作業を簡略化することができ、ひいては検査実施工程における作業を簡略化することが可能となる。
また、エンジン100本体と、エンジン100本体に取り付けられた電装製品(レール圧センサ85、噴射アクチュエータ83・83・・・、差圧センサ78および排気温度センサ79)と、に加えて、これらを接続するハーネス220・170・110・120についても品質保証のための検査を行うことが可能となる。
したがって、エンジンの製造業者は、エンジン100本体と、エンジン100本体に取り付けられた電装製品(レール圧センサ85、噴射アクチュエータ83・83・・・、差圧センサ78および排気温度センサ79)と、これらを接続するハーネス220・170・110・120と、を合わせた集合体につき、検査を経た完成度の高い一つの商品として取り扱うことが可能となる。
エンジン100は、
クランク軸3の回転数を検知するクランク軸回転センサ8と、
カム軸の回転数を検知するカム軸回転センサ5と、
吸気マニホールド30への新気の供給量を調整する吸気スロットルを作動させるスロットルアクチュエータ55と、
吸気マニホールド30への排気ガスの供給量を調整するEGRバルブを作動させるバルブアクチュエータ56と、
吸気マニホールド30に供給される新気と排気ガスとの混合ガスのうち排気ガスが占める割合を検知するEGRセンサ59と、
コモンレール84に供給する燃料の量を調整する調量弁を作動させる調量アクチュエータ98と、を具備し、
中継コネクタ盤400は、
排気検知系統コネクタ410と、排気作動系統コネクタ420と、噴射作動系統コネクタ430と、噴射検知系統コネクタと440と、を有し、
差圧センサ78と排気温度センサ79とEGRセンサ59とは、それぞれ排気検知系統コネクタ410に接続され、
前記スロットルアクチュエータ55とバルブアクチュエータ56とは、それぞれ排気作動系統コネクタ420に接続され、
噴射アクチュエータ83・83・・・と調量アクチュエータ98とは、それぞれ噴射作動系統コネクタ430に接続され、
レール圧センサ85とクランク軸回転センサ8とカム軸回転センサ5とは、それぞれ噴射検知系統コネクタ440に接続されたものである。
このような方法を使用することにより、エンジン100本体およびエンジン100本体に取り付けられた電装製品(レール圧センサ85、噴射アクチュエータ83・83・・・、差圧センサ78、排気温度センサ79、クランク軸回転センサ8、カム軸回転センサ5、スロットルアクチュエータ55、バルブアクチュエータ56、EGRセンサ59、および調量アクチュエータ98)の検査を行う際に必要となる結線作業を簡略化することができ、ひいては検査実施工程における作業を簡略化することが可能となる。
また、エンジン100本体と、エンジン100本体に取り付けられた電装製品(レール圧センサ85、噴射アクチュエータ83・83・・・、差圧センサ78、排気温度センサ79、クランク軸回転センサ8、カム軸回転センサ5、スロットルアクチュエータ55、バルブアクチュエータ56、EGRセンサ59、および調量アクチュエータ98)と、に加えて、これらを接続するハーネス220・170・110・120・210・190・150・160・130・180(ワイヤハーネス300)についても品質保証のための検査を行うことが可能となる。
したがって、エンジンの製造業者は、エンジン100本体と、エンジン100本体に取り付けられた電装製品(レール圧センサ85、噴射アクチュエータ83・83・・・、差圧センサ78、排気温度センサ79、クランク軸回転センサ8、カム軸回転センサ5、スロットルアクチュエータ55、バルブアクチュエータ56、EGRセンサ59、および調量アクチュエータ98)と、これらを接続するハーネス220・170・110・120・210・190・150・160・130・180(ワイヤハーネス300)と、を合わせた集合体につき、検査を経た完成度の高い一つの商品として取り扱うことが可能となる。
また、関連性の高い電装製品に接続されているハーネスを一まとめにして接続したり、外したりすることが可能である。したがって、エンジン100の品質保証のための検査を行う際に必要となる結線作業が簡略化されて、作業効率が向上する。
5 カム軸回転センサ(センサの一つ)
8 クランク軸回転センサ(センサの一つ)
10 オイルパン
54 EGRバルブ部材
55 スロットルアクチュエータ(アクチュエータの一つ)
56 バルブアクチュエータ(アクチュエータの一つ)
59 EGRセンサ(センサの一つ)
78 差圧センサ(センサの一つ)
79 排気温度センサ(センサの一つ)
83 噴射アクチュエータ(アクチュエータの一つ)
84 コモンレール
85 レール圧センサ(センサの一つ)
98 調量アクチュエータ(アクチュエータの一つ)
100 エンジン
300 ワイヤハーネス
350 ワイヤハーネス(レール圧センサおよび噴射アクチュエータと、コネクタと、を接続するハーネス)
400 中継コネクタ盤
410 排気検知系統コネクタ(第一コネクタ)
420 排気作動系統コネクタ(第二コネクタ)
430 噴射作動系統コネクタ(第三コネクタ)
440 噴射検知系統コネクタ(第四コネクタ)
600 ECU(制御装置)
700 検査方法(エンジンの検査方法)
710 検査装置
Claims (7)
- 高圧燃料を畜圧するコモンレール内の圧力を検知するレール圧センサと、
燃料を噴射するインジェクタを作動させる噴射アクチュエータと、
排気浄化装置内におけるフィルタ前後の差圧を検知する差圧センサと、
前記排気浄化装置内の排気ガスの温度を検知する排気温度センサと、
これらのセンサおよびアクチュエータとそれぞれハーネスを介して接続されて、エンジンを制御する制御装置と、
を具備するエンジンにおいて、
前記複数のハーネスのすべては、前記エンジンに取り付けられた中継コネクタ盤を経由して前記制御装置に接続される、
ことを特徴とするエンジン。 - クランク軸の回転数を検知するクランク軸回転センサと、
カム軸の回転数を検知するカム軸回転センサと、
吸気マニホールドへの新気の供給量を調整する吸気スロットルを作動させるスロットルアクチュエータと、
前記吸気マニホールドへの排気ガスの供給量を調整するEGRバルブを作動させるバルブアクチュエータと、
前記吸気マニホールドに供給される新気と排気ガスとの混合ガスのうち排気ガスが占める割合を検知するEGRセンサと、
前記コモンレールに供給する燃料の量を調整する調量弁を作動させる調量アクチュエータと、を具備し、
前記中継コネクタ盤は、
第一コネクタと、第二コネクタと、第三コネクタと、第四コネクタと、を有し、
前記差圧センサと排気温度センサとEGRセンサとは、それぞれ前記第一コネクタに接続され、
前記スロットルアクチュエータとバルブアクチュエータとは、それぞれ前記第二コネクタに接続され、
前記噴射アクチュエータと調量アクチュエータとは、それぞれ前記第三コネクタに接続され、
前記レール圧センサとクランク軸回転センサとカム軸回転センサとは、それぞれ前記第四コネクタに接続される、
ことを特徴とする、請求項1に記載のエンジン。 - 前記レール圧センサおよび噴射アクチュエータと、前記中継コネクタ盤と、を接続する前記それぞれのハーネスの中途部は、一つに束ねて前記コモンレールの周囲を迂回して配線されて前記エンジンに支持された、請求項1に記載のエンジン。
- 前記レール圧センサ、噴射アクチュエータ、カム軸回転センサ、バルブアクチュエータ、EGRセンサ、および調量アクチュエータと、前記中継コネクタ盤と、を接続する前記それぞれのハーネスの中途部は、一つに束ねて前記コモンレールの周囲を迂回するように配線されるとともに、EGRバルブ部材の外周に沿って配線されて、前記エンジンに支持された、請求項2に記載のエンジン。
- 前記制御装置は、前記シリンダブロックの側面または前記シリンダブロックの側面からオイルパンの側面に跨る領域であって、セルモータの近傍に配置した、請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載のエンジン。
- 高圧燃料を畜圧するコモンレール内の圧力を検知するレール圧センサと、
燃料を噴射するインジェクタを作動させる噴射アクチュエータと、
排気浄化装置内におけるフィルタ前後の差圧を検知する差圧センサと、
前記排気浄化装置内の排気ガスの温度を検知する排気温度センサと、
これらのセンサおよびアクチュエータとそれぞれハーネスを介して接続されて、エンジンを制御する制御装置と、を具備し、
前記複数のハーネスのすべては、前記エンジンに取り付けられた中継コネクタ盤を経由して前記制御装置に接続される、
エンジンの検査方法であって、
前記中継コネクタ盤に、前記制御装置に代えて検査装置を接続する接続工程と、
前記接続工程に続いて前記エンジンを始動させるエンジン作動工程と、
前記エンジン作動工程に続いて前記センサおよびアクチュエータの作動検査を行う検査実施工程と、
を具備する、エンジンの検査方法。 - 前記エンジンは、
クランク軸の回転数を検知するクランク軸回転センサと、
カム軸の回転数を検知するカム軸回転センサと、
吸気マニホールドへの新気の供給量を調整する吸気スロットルを作動させるスロットルアクチュエータと、
前記吸気マニホールドへの排気ガスの供給量を調整するEGRバルブを作動させるバルブアクチュエータと、
前記吸気マニホールドに供給される新気と排気ガスとの混合ガスのうち排気ガスが占める割合を検知するEGRセンサと、
前記コモンレールに供給する燃料の量を調整する調量弁を作動させる調量アクチュエータと、を具備し、
前記中継コネクタ盤は、
第一コネクタと、第二コネクタと、第三コネクタと、第四コネクタと、を有し、
前記差圧センサと排気温度センサとEGRセンサとは、それぞれ前記第一コネクタに接続され、
前記スロットルアクチュエータとバルブアクチュエータとは、それぞれ前記第二コネクタに接続され、
前記噴射アクチュエータと調量アクチュエータとは、それぞれ前記第三コネクタに接続され、
前記レール圧センサとクランク軸回転センサとカム軸回転センサとは、それぞれ前記第四コネクタに接続される、
請求項6に記載のエンジンの検査方法。
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