JP4461368B2 - エンジン用エアクリーナの目詰まり検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの吸気管に配設したエアクリーナの目詰まりを検出する方法に関し、殊に船外機エンジンや二輪自動車エンジンなど気筒毎に絞り弁および燃料供給手段を具えた吸気管が接続され、それらの入口に単一のエアクリーナが設置されているものについて、エアクリーナの目詰まりを検出して運転者にこれを認知させる目詰まり検出方法に関する。

エンジン用エアクリーナの目詰まり検出装置として、例えば特開昭６２−１５００６４号公報に記載されているように、吸気管の絞り弁上流側の圧力と排気管の排気圧力とを比較し、比較値が所定値以上となったとき目詰まりと判断するものが知られている。これは、エアクリーナの通気抵抗と排気圧力との間に相関関係があることを利用して目詰まりを検出しようとするものである。この目詰まり検出装置は、吸気管の圧力と排気圧力との圧力差で変位するダイヤフラム、その変位量を検知して目詰まりを報知するリードスイッチなどを用いた大形且つ複雑なものであって、エンジンによっては設置が困難なことがある。

一方、特開２００４−１９４５５号公報にはエンジン電子制御のために設置される絞り弁開度センサを用いて、絞り弁開度毎に設定した基準負荷と対応する絞り弁開度で検出した実負荷との偏差を算出させ、偏差が所定値より大きいときに目詰まり発生と判定することが記載されている。

更に、特開平６−２９９９１６号公報には絞り弁開度センサ、車速センサ、回転数センサ、ＥＣＴＥＣＵ、エンジンＥＣＵを具えさせ、エンジンが所定出力状態のとき実際の絞り弁開度と基準開度とを比較し、両者の偏差が所定値よりも大きいときに目詰まり発生と判定することが記載されている。

ところが、船外機エンジンや二輪自動車エンジンのように小気筒数の小形エンジンにおいては、絞り弁開度センサはもとより、処理能力の高い電子式制御装置およびこれにエンジン運転状態を入力する多種類のセンサを具えていないのが通常である。

従って、前記の特開２００４−１９４５５号公報や特開平６−２９９９１６号公報に記載されている各手段を用いてエアクリーナの目詰まりを検出するには、新たなセンサを多数個追加したり高性能で高価な電子式制御装置を準備したりする必要が生じて、低価格が要求されるこの種のエンジンにおいては好適な手段とはいえない。
特開昭６２−１５００６４号 特開２００４−１９４５５号公報 特開平６―２９９９１６号公報

本発明は、船外機エンジンや二輪自動車エンジンなど各気筒に絞り弁および燃料供給手段を有する吸気管がそれぞれ設けられているとともにそれらの入口に単一のエアクリーナが設けられたものについて上記のような問題点を解決しようとするものであり、処理能力の高い電子式制御装置や多数のセンサを必要とせずに大幅な高価格化を招くことなくエアクリーナの目詰まりを確実に検出することができるようにすることを課題とする。

本発明は複数の気筒毎に絞り弁と燃料供給手段とを有する吸気管が接続され、これら複数の吸気管の入口に設置されたエアクリーナが共通の単一とされているエンジン用エアクリーナに対して、複数の吸気管の一つについてその絞り弁下流側の吸気管圧力を検出し、エンジンの１サイクルにおける吸気管圧力の立ち下がり回数が複数回のときに目詰まりが発生したと判定するものとした。

エンジンの或る気筒が吸気行程のとき、エアクリーナが目詰まりしていなければ、その気筒に接続されている吸気管の圧力即ち負圧は他の気筒に接続されている吸気管の圧力に影響を及ぼさない。 しかし、エアクリーナが目詰まりしていると、吸気行程中の気筒に接続されている吸気管の圧力が回復しない内に次の気筒が吸気行程となり、そのためにエンジンの１サイクル中に一つの吸気管で圧力が一回立ち下がるものが、気筒数に応じた回数立ち下がることとなる。従って、一つの吸気管のエンジン１サイクルにおける圧力の立ち下がり回数を監視することにより、エアクリーナの目詰まり発生を適確に知ることができる。

ここで、前記の目詰まり検出について、別の手段として吸気管圧力を検出する吸気管が接続された気筒の吸気行程開始から次の吸気行程開始までを１サイクルとし、このサイクル内の非吸気行程中における吸気管圧力をサンプリングして圧力の立ち下がりを検知するものとした。

即ち、吸気行程において吸気管圧力が立ち下がるのは当然のことであるので、非吸気行程時に吸気管圧力が回復するか否かを調べる、という簡単な手法で目詰まり検出を更に適確に判定することができる。

また、エンジンの気筒数が多いと目詰まり発生時における１サイクル当たりの吸気管圧力の立ち下がり回数が気筒数に応じて多くなり、それぞれの立ち下がりの上下幅が小さくなって圧力回復途中であるか否かの判断が困難となる。 従って、本発明は気筒数が少ない２気筒または３気筒のエンジン用エアクリーナについて実施するのが好適である。

さらに、本発明を実施するうえで、目詰まり発生を運転者に報知しエアクリーナのエレメントの交換をうながすようにすることが好ましい。

以上のように、エアクリーナの目詰まり発生を一つの吸気管についての吸気管圧力の特徴的な立ち下がりにより判定するものとした本発明によると、処理能力の高い電子式制御装置や多数個のセンサを必要とせずに、従って大幅な高価格化を招くことなくエアクリーナの目詰まりを確実に検出することができるものである。

図面を参照して本発明の実施の形態を説明すると、図１は本発明を実施するための目詰まり検出装置６が設置されたエンジンシステムの配置図を示している。エンジン１は２気筒２サイクルエンジンであり、気筒毎に気化器４を具えた吸気管２が配設されており、この二本の吸気管２，２は入口側で一本とされ単一のエアクリーナ３が接続されている。

そして、一方の吸気管２の気化器４下流側に圧力センサ６ｂが設置され、これが絞り弁５の下流側に発生する吸気管圧力を検出して電子式制御装置６ａに入力する。電子式制御装置６ａは目詰まり発生を運転者に報知する警告器６ｃに接続され、これらの圧力センサ６ｂ、電子式制御装置６ａ、警告器６ｃは目詰まり検出装置６を構成している。

電子式制御装置６ａとしては処理能力の低いＣＰＵ、記憶容量の小さいＲＯＭ，ＲＡＭを具えた簡易且つ低価格のものが用いられており、そのＲＯＭに本実施の形態における目詰まり判定を実行するためのプログラムが格納されている。

本実施の形態における目詰まり検出装置６の作用を以下に説明する。本実施の形態ではエンジン１が２気筒２サイクルエンジンであり、圧力センサ６ｂを設置した吸気管２が接続されている気筒の吸気行程開始から次の吸気行程開始までを目詰まり検出のための１サイクルと定めた。 エアクリーナ３が目詰まりしておらず空気を正常に通過させているときは、吸気行程で発生した負圧、即ち吸気管圧力の立ち下がりは吸気行程を終ったとき回復し、もう一方の気筒の吸気行程による負圧の影響を受けない。従って、圧力センサ６ｂが検出する吸気管圧力は図２（Ａ）に示す波形で表される。

エアクリーナ３に目詰まりが発生すると通過空気量が減少し、そのため一つの気筒の吸気行程が終わってもう一つの気筒が吸気行程に入ったとき、先の気筒に接続された吸気管の圧力が回復しない内にもう一つの気筒側の吸気管が空気を吸込むこととなるので、先の気筒側の吸気管圧力は再び低下する。 従って、圧力センサ６ｂが検出する吸気管圧力は図２（Ｂ）に示す波形で表され、１サイクル中に圧力の立ち下がりが二回発生する。

このため、１サイクルにおける吸気管圧力の立ち下がり回数を計数して立ち下がりが二回検知されたとき目詰まり発生と判定することにより、誤認することなく適確な判定が行われることとなる。具体的には、圧力センサ６ｂの検出値の変化を調べて立ち下がり回数を計数するか、または図２に示す波形をサンプリングして立ち下がり回数を計数することによって目詰まり発生の判定を行う。 或いは、吸気行程で吸気管に負圧が発生するのは当然のことであるので、非吸気行程中の吸気管圧力を波形からサンプリングすることによっても目詰まり発生を適確に検知することができる。

目詰まり発生を判定したとき、電子式制御装置６ａは警告器６ｃを作動させて運転者に警告する。警告器６ｃは例えば赤色灯火を点灯する、「エアクリーナが目詰まりしました」などの文字を表示する、これを音声で表示する、など適宣の表示機能を具えたものが用いられる。また、１サイクル中の二回目に発生する吸気管圧力の立ち下がりの度合いに応じて灯火を例えば黄色・赤色の二段階で点灯させる、「エアクリーナエレメントの交換時期が近い」、「エアクリーナエレメントを交換して下さい」などを文字または音声で表示させることもでき、このようにするとエアクリーナ３のきめこまかい管理ができる。

尚、図１に示した実施の形態では燃料供給手段として気化器４を使用しており、従って絞り弁５は気化器４の一部品であるが、燃料供給手段が燃料噴射弁の場合は絞り弁５は周知のスロットルボディに設けられる。 そして、絞り弁５の下流側に圧力センサ６ｂを設置することにより、殊に絞り弁５の小開度域で吸気管圧力の立ち下がりが顕著に現出し、目詰まり発生の判定を正確なものとすることができる。

また、異なる判定方法として、目詰まりが発生したときの基準波形を記憶手段に入力記憶させておき、これに近似した波形が生じたときに目詰まり発生と判定することも可能である。但し、この場合は所定の容量を有する記憶手段が必要となるとともに、二つの波形を比較してその近似性を判定するために比較的高い処理能力が必要となる。また、いずれの判定方法を採用するにしても目詰まり発生の判定レベルは、エンジン運転に障害をきたす程度よりも低い段階に設定するのが好ましい。

次に本実施の形態における電子式制御装置６ａの作用の一例を図３のフローチャートを用いて説明する。

電子式制御装置６ａはエンジン始動により目詰まり検出を開始し、圧力センサ６ｂからの出力信号により吸気管圧力をモニタする（Ａ１）。そして、モニタした吸気管圧力の値たまは圧力変化を表す波形中の立ち下がり回数を１サイクル毎にカウントし（Ａ２）、その立ち下がり回数が１サイクル中に複数回であるか否かを調べる（Ａ３）。

そして、立ち下がり回数が複数回の場合に目詰まり発生と判定し（Ａ４）、警告器６ｃに警告信号を出力して（Ａ５）運転者に対応を促す。一方、立ち下がり回数が複数回ではない場合、即ち一回の場合は目詰まりの発生なしと判定し（Ｂ１）、警告信号を出力しない（Ｂ２）。この操作をエンジン運転中連続して行うか、または適宣間隔で行うことによりエアクリーナ３の目詰まり発生を監視するものである。

以上述べたように、本実施の形態によると目詰まり発生検知のためのセンサが吸気管に設ける圧力センサのみでよいとともに、小容量の電子式制御装置を準備すればよいことから、大幅な高価格化を招くことなく確実にエアクリーナの目詰まり発生を検出することができるものである。

本発明の実施の形態を示す配置図。 （Ａ）は正常時の吸気管圧力の波形を示すグラフ、（Ｂ）は目詰まり発生時の吸気管圧力の波形を示すグラフ。 図１の電子式制御装置の作用を説明するフローチャート

符号の説明

１ エンジン、 ２ 吸気管、 ３ エアクリーナ、 ４気化器、 ５ 絞り弁、 ６ 目詰まり検出装置、 ６ａ 電子式制御装置、 ６ｂ 圧力センサ、 ６ｃ 警告器

Claims (5)

1. 複数の気筒毎に絞り弁と燃料供給手段とを有する吸気管が接続され、前記複数の吸気管の入口に設置されたエアクリーナが共通の単一とされているエンジン用エアクリーナの目詰まり検出方法であって、
   前記複数の吸気管の一つについてその絞り弁下流側の吸気管圧力を検出し、エンジンの１サイクルにおける吸気管圧力の立ち下がり回数が複数回のときに目詰まりが発生したと判定する、
   ことを特徴とする目詰まり検出方法。
2. 請求項１に記載したエンジン用エアクリーナの目詰まり検出方法において、
   前記吸気管圧力を検出する吸気管が接続された気筒の吸気行程開始から次の吸気行程開始までを前記１サイクルとし、このサイクル内の非吸気行程中における吸気管圧力をサンプリングして圧力の立ち下がりを検知するものとした、
   ことを特徴とする目詰まり検出方法。
3. 請求項１または２に記載した目詰まり検出が２気筒または３気筒のエンジン用エアクリーナについて行われるものである、
   ことを特徴とする目詰まり検出方法。
4. 目詰まり発生と判定したとき、これを運転者に報知警告するものとされている請求項１または２に記載したエンジン用エアクリーナの目詰まり検出方法。
5. 前記運転者への報知警告内容が目詰まり発生と判定する前記吸気管圧力の立ち下がりの度合いに応じて異なるものとされている請求項４に記載したエンジン用エアクリーナの目詰まり検出方法。
   

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