(57)【要約】【課題】燃料噴射制御にスピードデンシティ制御方式を用いたエンジンの燃料供給システムについて、エアクリーナに詰まりが発生した場合に、これを所定の者がすぐに認識できるようにする。【解決手段】検知したエンジン回転速度と吸気管圧力値から吸入空気量を推定して燃料噴射量を決定するスピードデンシティ制御方式を採用したエンジンの燃料噴射制御装置である電子制御ユニット１０Ａにおけるエアクリーナ詰まり検出方法であって、連続的に検知している吸気管圧力の平均値と最低値との差を算出し、少なくともこの差が所定の詰まり判定値よりも小さい場合にエアクリーナ２に詰まりがあると判定して、表示手段としての故障コードランプ１００で表示する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検知したエンジン回転速度と吸気管圧力値から吸入空気量を推定して燃料噴射量を決定するスピードデンシティ制御方式を採用したエンジンの燃料噴射制御装置におけるエアクリーナの詰まり検出方法であって、連続的に検知している吸気管圧力の平均値と最低値との差を算出し、少なくとも前記差が所定の詰まり判定値よりも小さい場合にエアクリーナに詰まりが発生していると判定して、所定の表示手段で前記詰まりの発生を表示することを特徴とするエアクリーナの詰まり検出方法。
【請求項２】
前記差が前記詰まり判定値よりも小さいことに加えて、そのときの前記吸気管圧力の最低値が、高負荷運転時における吸気管圧力の最低値に応じた所定の高負荷判定値よりも大きい場合にのみ、前記エアクリーナに詰まりが発生していると判定することを特徴とする請求項１に記載したエアクリーナの詰まり判定方法。
【請求項３】
吸気管圧力検出手段に接続されて連続的に吸気管圧力を検知するとともに、記憶手段にエアクリーナ詰まり検出プログラムを記憶した前記燃料噴射制御装置と、該燃料噴射制御装置に接続され前記エアクリーナの詰まり検出時にエアクリーナ詰まり状態を表示する前記表示手段とを備えており、請求項１または２に記載したエアクリーナ詰まり検出方法を実施することを特徴とするエアクリーナの詰まり検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアクリーナの詰まり検出方法及び検出装置に関し、殊に、スピードデンシティ方式を採用したエンジンの燃料供給システムにおいて、エアクリーナが詰まった際にこれを検出して表示するための、エアクリーナ詰まり検出方法及び検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
比較的簡易な構成で小型のものが多い汎用エンジンでは、特開平５−２４０１０５号公報に記載されているように、エアフローセンサが比較的高価で吸気の抵抗にもなる等の理由から、エンジン回転速度と吸気管圧力値から吸入空気量を推定して燃料噴射量を決定するスピードデンシティ方式の燃料噴射制御が多用されている。
【０００３】
また、このような汎用エンジンでは、例えば芝刈り機に使用される場合など、埃や細かいゴミが吸入空気に多量に混入した状況で使用されることが多い。そのため、エンジンの吸気管路入口側に設けたエアクリーナに埃やゴミが詰まって、エンジン性能に影響を及ぼすトラブルが多発する。このトラブルは、エアクリーナが詰まることによりスロットルバルブ上流で吸気管路が絞られて吸入空気量が減少し、エンジン出力の低下を招くことによる。
【０００４】
上述した制御方式による従来のエンジンシステムの配置図を示す図７を参照して、２気筒の汎用エンジンの一方の気筒６側のみに吸気管圧力センサ１２が配設されたエンジンシステムにおいては、電子制御ユニット１０Ｂが実行する燃料噴射制御にスピードデンシティ方式を採用している場合に、エアクリーナ２が詰まることで同じ吸入空気量でもエアクリーナ２部分の圧力が低くなり、また吸気行程以外の吸気管圧力も低くなるため、エアクリーナ２が詰まっていない場合と比べて吸気管圧力の平均値はより低くなる。
【０００５】
そのため、計算される空気密度が小さくなり、インジェクタ７，８から噴射する燃料の量が少なく計算される結果、空燃比がリーンになりやすいものとなる。図６は、エアクリーナの入口を人為的に塞いで疑似的にエアクリーナの詰まり時の状態を作成した場合の吸気管圧力と空燃比の関係を示すグラフであるが、エアクリーナの詰まりが進行するに従って空燃比がリーンになることが分かる。
【０００６】
また、エアクリーナが詰まることによりエンジン出力も低下して、エンジン本来の性能が発揮できない状態に陥ることになる。そのため、運転者や作業者等がエアクリーナの詰まり発生時からこれを短時間のうちに認識して、すぐに詰まりの原因を解消させるようにすることが望ましい。
【特許文献１】特開平５−２４０１０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記のような問題点を解決しようとするものであり、燃料噴射制御にスピードデンシティ制御方式を用いたエンジンの燃料供給システムについて、エアクリーナに詰まりが発生した場合に、これを所定の者がすぐに認識できるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明は、検知したエンジン回転速度と吸気管圧力値から吸入空気量を推定して燃料噴射量を決定するスピードデンシティ制御方式を採用したエンジンの燃料噴射制御装置においてエアクリーナの詰まり検出方法であって、連続的に検知している吸気管圧力の平均値と最低値との差を算出し、少なくともこの差が所定の詰まり判定値よりも小さい場合にエアクリーナに詰まりがあると判定して、所定の表示手段で表示することを特徴とするものとした。
【０００９】
エアクリーナの詰まりが進行するに従って吸気管圧力の平均値と最低値との差が通常時の差よりも小さくなることを利用して、このようにその差が実験等で予め算出して設定した詰まり判定値よりも小さくなった場合に、エアクリーナに詰まりが発生していると判定するようにしたことで、詰まりの発生から短時間でこれを検出して運転者・作業者等の所定の者に確実に知らせることが可能となる。
【００１０】
また、この場合、吸気管圧力の差が詰まり判定値よりも小さいことに加えて、そのときの吸気管圧力の最低値が、高負荷運転時における吸気管圧力の最低値に応じた所定の高負荷判定値よりも大きい場合にのみ、エアクリーナに詰まりが発生していると判定するものとすれば、エンジン回転速度が高い場合でエアクリーナの詰まり時よりも吸気管圧力の平均値と最低値との差が小さくなるケースを除くことができ、より正確な判定を行うことができる。
【００１１】
さらに、吸気管圧力検出手段に接続されて連続的に吸気管圧力を検知するとともに、その記憶手段にエアクリーナの詰まり検出プログラムを記憶した燃料噴射制御装置と、これに接続されエアクリーナの詰まり検出時にエアクリーナの詰まり状態を表示する表示手段とを備えており、上述したエアクリーナの詰まり検出方法を実施することを特徴とするエアクリーナの詰まり検出装置とすれば、これを配設するだけでエアクリーナの詰まりを短時間で検出して、確実に所定の者に認識させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
検知した吸気管圧力の平均値と最低値との差を利用してエアクリーナの詰まり状態を判定するものとした本発明によると、エアクリーナに詰まりが発生した場合にすぐにこれを所定の者が認識できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１４】
本実施の形態のエアクリーナの詰まり判定方法を実施するエアクリーナの詰まり検出装置である、電子制御ユニット１０Ａを有するエンジンシステムの配置図を示す図１を参照して、エンジン１は２気筒の汎用エンジンであり、１つのエアクリーナ２から延出されて分岐した吸気管路５，６が各々気筒３，４に接続されており、一方の気筒４に繋がる吸気管路６には吸気管圧力を検出するための圧力センサ１２が配設され、電子制御ユニット１０Ａに検出信号を連続的に出力するようになっている。
【００１５】
また、エンジン１にはクランクポジションセンサ１３が配設され、エンジン回転速度を電子制御ユニット１０Ａに連続的に出力するようになっている。この電子制御ユニット１０Ａは、検知した吸気管圧力値とエンジン回転数を用いて吸入空気量を推定し、それを基に所定の手順で最適な空燃比を実現する燃料噴射量を決定してインジェクタ７，８に駆動信号を出力する、いわゆるスピードデンシティ制御方式による燃料噴射制御を実行する燃料噴射制御装置を兼ねている。
【００１６】
また、電子制御ユニット１０Ａは、ハード的には一般的な燃料噴射制御装置と同様の構成であるが、その記憶部に記憶されたエアクリーナの詰まり検出用プログラムで実行するエアクリーナの詰まり検出方法の内容に特徴があるものである。さらに、電子制御ユニット１０Ａにはエアクリーナの詰まり状態を表示するための表示手段である故障コードランプ１００が接続されており、以下に詳述するエアクリーナの詰まり判定制御を電子制御ユニット１０Ａが実行してエアクリーナの詰まりと判定した場合に、故障コードランプ１００に出力して点灯させるようになっている点にも特徴がある。
【００１７】
このエンジンシステムにおけるエンジン全負荷時の吸気管圧力の波形図を示す図４のグラフから、エアクリーナの詰まり時には全域で吸気管圧力が低くなる傾向のあることが分かる。通常、吸気管圧力が低くなっている領域が吸気行程と考えられるが、エアクリーナの詰まり時は吸気行程以外の領域も低くなっているため、算出される吸気管圧力の平均値は低くなり、平均値と最低値との差が小さくなる傾向がある。
【００１８】
図５は、エアクリーナの詰まり時の吸気管圧力の平均値と最低値との関係を示すグラフである。このグラフより、エアクリーナ２が詰まるに従って吸気管圧力の平均値と最低値との差は小さくなることが分かる。この特性を利用して、本発明は吸気管圧力の平均値と最低値との差からエアクリーナの詰まり状態を検出することを特徴としている。
【００１９】
図２は、本実施の形態のエアクリーナの詰まり検出装置である電子制御ユニット１０Ａによる、エアクリーナの詰まり判定制御の手順を示すブロック図を示している。  
【００２０】
エアクリーナの詰まり判定制御がスタートすると、検知している吸気管圧力から吸気管圧力平均値Ｐａｖを求め（Ａ１）、吸気管圧力最低値Ｐｕｎを求める（Ａ２）。そして、吸気管圧力平均値Ｐａｖと吸気管圧力最低値Ｐｕｎの差を求め、この差と予め定めた詰まり判定値とを比較し（Ａ３）、この差が詰まり判定値よりも大きい場合は元に戻り、小さい場合はエアクリーナの詰まり判定の第１条件を満たすとして次の第２条件の判定に進む。
【００２１】
そして、吸気管圧力値最低値Ｐｕｎを、高負荷運転時における吸気管圧力の最低値に応じて予め定めた高負荷判定値と比較し（Ａ４）、吸気管圧力値最低値Ｐｕｎの方が大きい場合にのみエアクリーナに詰まりが発生していると判定し（Ａ５）、故障コードランプに出力してこれを点灯させる（Ａ６）。
【００２２】
このように、吸気管圧力平均値Ｐａｖと吸気管圧力最低値Ｐｕｎとの差が詰まり判定値よりも小さいことに加え、吸気管圧力値最低値Ｐｕｎが高負荷判定値よりも大きいことをエアリーナ詰まり判定の条件にしたのは以下に述べる理由による。
【００２３】
図３のグラフを参照して、これはスロットルバルブがアイドル開度の時の吸気管圧力を示しているが、エンジン回転速度が高いと吸気管圧力の平均値と最低値との差が小さくなって、エアクリーナが詰まった場合における全負荷時の吸気管圧力平均値と最低値との差よりも小さくなる場合がある。また、この時点の吸気管圧力最低値Ｐｕｎはエアクリーナの詰まり時の吸気管圧力最低値Ｐｕｎよりも低い。そのため、詰まり判定においてこの場合を除くため、そのときの吸気管圧力最低値Ｐｕｎが高負荷運転時の吸気管圧力最低値Ｐｕｎに応じて予め定めた高負荷判定値よりも大きいことを条件としたものである。
【００２４】
エアクリーナの詰まり検出装置である電子制御ユニット１０がこのような処理を行うことにより、エアクリーナの詰まりを短時間で正確に検出することができ、故障コードランプを点灯させることで運転者や作業者などの所定の者に短時間で確実にエアクリーナの詰まり状態を認識させることができるものとなる。尚、上述した詰まり判定値及び高負荷判定値は、各々複数の実験またはコンピュータシミュレーションにより最適な値を算出することができ、これを予めエアクリーナの詰まり検出プログラムに設定しておけばよい。
【００２５】
また、本実施の形態のエアクリーナの検出装置は、既設のスピードデンシティ方式を採用したエンジンの燃料噴射制御装置を利用し、ソフト的に上述したエアクリーナの詰まり検出プログラムを追加的にインストールするとともに、ハード的に故障コードランプを追加するだけで得られるものであり、その設置に過大なコストアップを伴うものではない。
【００２６】
以上、述べたように、燃料噴射制御にスピードデンシティ方式を用いたエンジンの燃料供給システムについて、本発明により、エアクリーナに詰まりが発生した場合にこれを所定の者が短時間でしかも確実に認識できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明における実施の形態のエンジンシステムの配置図。
【図２】本実施の形態のエアクリーナの詰まり検出装置による制御手順を示すフローチャート。
【図３】スロットルバルブがアイドル開度時の吸気管圧力の平均値と最低値を示すグラフ。
【図４】正常時とエアクリーナの詰まり時の吸気管圧力の変動状況を比較するためのグラフ。
【図５】エアクリーナの詰まり時の詰まりの程度に応じた吸気管圧力の平均値と最低値との差を比較するためのグラフ。
【図６】エアクリーナを人為的に詰まらせた場合の詰まりの程度に応じた空燃比の変動を示すグラフ。
【図７】従来例のエンジンシステムの配置図。
【符号の説明】
【００２８】
１  エンジン、２  エアクリーナ、３，４  気筒、５，６  吸気管路、７，８  インジェクタ、１０Ａ  電子制御ユニット、１２  圧力センサ、１３  クランクポジションセンサ、１００  故障コードランプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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