JP2621238B2 - 内燃機関用エアクリーナの目詰り検出装置 - Google Patents

内燃機関用エアクリーナの目詰り検出装置

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JP2621238B2
JP2621238B2 JP62269960A JP26996087A JP2621238B2 JP 2621238 B2 JP2621238 B2 JP 2621238B2 JP 62269960 A JP62269960 A JP 62269960A JP 26996087 A JP26996087 A JP 26996087A JP 2621238 B2 JP2621238 B2 JP 2621238B2
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    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/02Air cleaners
    • F02M35/08Air cleaners with means for removing dust, particles or liquids from cleaners; with means for indicating clogging; with by-pass means; Regeneration of cleaners
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、内燃機関用エアクリーナの目詰りを吸気感
内圧力の低下により検出する目詰り検出装置に関し、特
に内燃機関の吸入空気量変化の影響を受けず、正確な目
詰り検出が可能な目詰り検出装置に関する。
[従来の技術] 車両エンジン等内燃機関においては、通常、エンジン
吸気管の途中にエアクリーナを設けて、吸入する空気中
の砂塵を除き、ピストンやシリンダの摩耗を防いでい
る。
このような内燃機関用エアクリーナの目詰り検出装置
としては、従来、エアクリーナエレメントの目詰りの進
行とともに吸気管負圧が増大していくことを利用したも
のが一般的である。
例えば実開昭60−72969号公報開示の装置では、吸気
管負圧を受ける受圧ダイヤフラムの変形量で目詰りを表
示する。また、実公昭59−36688号公報には受圧ベロー
ズの変形量が所定値を超えた時に目詰り警報を発する装
置が開示され、実開昭62−57768号公報には、受圧ダイ
ヤフラムの変形量を圧電ゴム板で電気信号に変換し、警
報器を作動させるようになした目詰り検出装置が開示さ
れている。
[発明が解決しようとする問題点] ところで、エンジン吸気管内の負圧は、エアクリーナ
の目詰り状態とは別に、エンジンの吸入空気量によって
も変動し、エアクリーナエレメントの通気抵抗が一定で
ある場合には、エンジンの吸入空気量、即ちエンジン回
転数の増大に伴って上記吸気管内負圧は増大する。
ところが、上記従来の目詰り検出装置では、吸気管内
負圧が一定の設定圧を超えた時に警報を発する機構であ
るため、吸入空気量の相違が考慮されず、正確な目詰り
検出がなされているとはいえない。
例えば、第6図においてl1は目詰りしていない新品の
エアクリーナ下流の流量−圧力曲線を、l2は目詰り限界
まで使用したエアクリーナ下流の流量−圧力曲線を示す
が、定格空気量Q0における目詰り限界PA(L点)を設定
圧とすると、流量がQ0より小さいQ1であった場合、目詰
り限界(N点)を超えてさらにΔPの増加抵抗が生ずる
まで警報が作動しない。これはエアクリーナ上流の管内
負圧を考慮した場合でも同様であり、定格空気量Q0にお
けるl1、l2の差300mmAqを設定圧とすると、流量Q1では
目詰り限界(N点)を超えてJ点に達するまで警報が作
動せず、燃費、エンジン出力にも悪影響を及ぼす。ま
た、吸気量がQ0より大きい場合には目詰り限界に達する
前に誤警報が出るといった事態が生ずる。
本発明は、上記問題点に鑑み、簡単な構造で吸入空気
量の影響を受けることなく正確にエアクリーナの目詰り
を検出することができる内燃機関用エアクリーナの目詰
り検出装置を提供することを目的とするものである。
[問題点を解決するための手段] 本発明の構成を図で説明すると、目詰り検出装置はエ
アクリーナ5(第2図)を設けた内燃機関用吸気管6
の、エアクリーナ5上流側の吸気管内圧力を一方の面
に、下流側の吸気管内圧力を他方の面に受けるように張
設された弾性体膜よりなり、エアクリーナ5上流側と下
流側の差圧によって変形した変形量に応じた信号を出力
する差圧検出体2(第1図)と、該差圧検出体2の上記
エアクリーナ5上流側の表面に設けられた弾性体膜より
なり、上記エアクリーナ5上流側の絶対圧を受けて変形
し変形量に応じた信号を出力する絶対圧検出体3と、上
記差圧検出体2と上記絶対圧検出体3の間に介装されて
両者の干渉を遮断する保持部材31と、この検出体3によ
り検出された上流側絶対圧より吸気管内を流通する吸気
量を知り、該吸気量に応じた目詰り限界差圧を設定する
目詰り限界差圧設定手段R2と、検出された上記差圧と上
記目詰り限界差圧を比較し前者が後者より大となった時
に目詰り信号を発する比較手段C(第4図)と、比較手
段Cの出力により作動せしめられてエアクリーナの目詰
りを警報する警報手段9(第4図)とを具備する。
[作用] 上記差圧検出体2に、エアクリーナ上流と下流の吸気
管内負圧が導入されると、差圧検出体2からこれらの差
圧に応じた信号が発せられて比較手段Cに入力される。
一方、絶対圧検出体3にエアクリーナ上流の絶対圧が導
入されると、目詰り限界差圧設定手段R2によりこれに応
じた目詰り限界差圧が設定され、その信号が比較手段C
に入力される。比較手段Cは、入力された上記差圧と上
記目詰り限界差圧との比較を行ない、前者が後者より大
となった時に目詰り信号を発する。目詰り信号が発せら
れると、警報手段9が作動し、エアクリーナの目詰りを
警報する。
[発明の効果] 本発明によれば、エアクリーナ上流および下流の差圧
を検知すると同時にエアクリーナ上流の絶対圧を検知し
て、該絶対圧に応じて警報が発せられる目詰り限界差圧
をその都度変更するようになしたから、吸入空気量の影
響を排除することができる。しかも差圧検出体と絶対圧
検出体を保持部材を介して一体に設け、目詰り検出に必
要な信号が単一の圧力検出部で得られるようにしたか
ら、簡単な構造で正確にエアクリーナの目詰りを検出す
ることができる。
[実施例] 第2図において、内燃機関8に至る吸気管6にはエア
クリーナ5が設けてあり、上記吸気管6からはエアクリ
ーナ5の上流側および下流側よりそれぞれ圧力導入管7
a、7bが延出して圧力検出部1に至っている。圧力検出
部1には目詰り検出回路4が接続され、該検出回路4は
発光ダイオードよりなる目詰り警告灯9に接続してあ
る。
上記圧力検出部1の詳細を第1図に示す。検出部1の
本体ハウジング11は中空の筒体であり、ハウジング11両
端面にはそれぞれ上記各圧力導入管7a、7bを接続する継
手管12a、12bが突出形成してある。上記ハウジング11の
中央部には、周縁を内周壁に挟持せしめて差圧検出体と
しての円板状の差圧検出用感圧ゴム2が設けてあり、該
感圧ゴム2によりハウジング11内はエアクリーナ5の上
流側の負圧室13と、下流側の負圧室14とに区画されてい
る。
上記差圧検出用感圧ゴム2の詳細を第3図で説明する
と、感圧ゴム2は、上流側の負圧室13に面する端面中央
部に円形の凹部21を設けてあり、該凹部21にこれとほぼ
同径の、絶対圧検出体としての絶対圧検出用感圧ゴム3
を配設してある。該感圧ゴム3は、上流側の負圧室13に
面する端面を除く表面を絶縁材よりなる保持部材31で保
持せしめてあり、これにより上記差圧検出用感圧ゴム2
と絶対圧検出用感圧ゴム3とが干渉しないようにしてあ
る。
上記各感圧ゴム2、3は、印加された圧力に応じて抵
抗値がリニアに変化するゴムであり、例えば、ゴム中に
カーボンや金属粒子を添加して導電性を持たせ、歪みに
より抵抗値が変化するようになしたもの、または導電性
ゴムと硬質の導電板を小間隔で平行に配置し、導電性ゴ
ムが圧力を受けて変位して導電板と接触した時の接触面
積により抵抗値が変化するもの等である。
上記差圧検出用感圧ゴム2および絶対圧検出用感圧ゴ
ム3からはそれぞれリード線22、32が延びており、これ
らの出力は、目詰り検出回路4に入力される。目詰り検
出回路4には比較手段としてのコンパレータ回路Cとコ
ンパレータ出力により作動せしめられて警報手段として
の目詰り警告灯9を点灯するトランジスタTが設けてあ
る。
第4図に示す如く、上記差圧検出用感圧ゴム2および
絶対圧検出用感圧ゴム3には、それぞれ抵抗R1、R2が直
列に接続してあり、これら感圧ゴム2、3、抵抗R1、R2
とでブリッジ回路を構成してある。ブリッジ回路におけ
る抵抗R2の調整方法を以下に述べる。第5図において、
内燃機関8の定格空気量Q0のとき、エアクリーナ5上流
側の絶対圧を上記絶対圧検出用感圧ゴム3で検知して出
力電圧A(流量−圧力曲線l1上のA点)を得る。一方、
エアクリーナ5が目詰り限界に達した状態で、定格空気
量Q0のときのエアクリーナ5上流側と下流側の差圧を差
圧用感圧ゴム2で検知して出力電圧C(流量−圧力曲線
l2上のC点)を得る。そして、絶対圧検出用感圧ゴム3
の出力電圧Aが目詰り限界を示す上記出力電圧Cと一致
するように目詰り限界差圧設定手段としての抵抗R2を調
整する。かくして、エアクリーナ5上流側の絶対圧と吸
気量の関係を示すl1の傾きを変えて、疑似目詰り限界曲
線l3が得られ、コンパレータ回路Cには、常に、絶対圧
検出用感圧ゴム3と抵抗R2の分圧電圧が、その時の吸気
量に応じた目詰り限界差圧信号として入力される。な
お、第5図中、流量−圧力曲線l2は実測によるエアクリ
ーナ5の目詰り限界曲線である。
上記構成において、内燃機関作動時には吸気管6のエ
アクリーナ5上流側および下流側の負圧が圧力導入管7
a、7bを経て圧力検出部ハウジング11内に導入され、差
圧検出用管圧ゴム2の両側に負圧が印加される。そし
て、印加された負圧の差に応じて上記感圧ゴム2の抵抗
が変化し、これに応じた出力が上記コンパレータ回路C
に入る。一方、絶対圧検出用感圧ゴム3にはエアクリー
ナ5上流側の絶対圧が印加され、抵抗が変化して、該絶
対圧における目詰り限界を示す信号が出力されて上記コ
ンパレータ回路Cに入力される。
エアクリーナ5使用開始時には、上記差圧検出用感圧
ゴム2の出力は流量−圧力曲線l4上の点で示されるが、
目詰りが進行するにつれてl4の傾きが増加し、第5図矢
印方向へ移動する。上記コンパレータ回路Cは、上記感
圧ゴム2の出力が、絶対圧検出用感圧ゴム3の出力より
大となった時に「1」レベル出力を発するようになして
あり、目詰りが進行して目詰り限界を超えるとコンパレ
ータ回路Cが作動して目詰り警告灯9が点灯する。
このように、本発明においては、感圧ゴムよりなる絶
対圧検出体を設けて、その出力に応じた目詰り限界差圧
を設定するようになし、感圧ゴムよりなる差圧検出体で
検知した差圧を上記目詰り限界差圧と比較して目詰りを
検出するようになしたから、吸気量の影響をほとんど受
けることなく、目詰り限界を正確に検出することができ
る。
上記実施例では、差圧検出体ほよび絶対圧検出体を保
持部材を介して一体となした圧力検出部を設けたから、
コンパクトで、かつ取付けも容易である。また、複雑な
回路を要さず、簡単な構造で目詰りを検出できるので小
型軽量化が可能である。
なお、上記実施例では、目詰り検出回路を圧力検出部
と別体で設けたが、目詰り検出回路を圧力検出部内に設
けた構成としてもよい。
更に差圧検出体、絶対圧検出体は感圧ゴムで構成する
必要はなく、従来のダイヤフラム式を採用することも可
能である。また警報手段としては目詰り警告灯以外に、
チャイム、ブザー等を用いてもよい。
上記実施例では目詰り限界差圧の設定、これと実測差
圧の比較等をハード回路で実現したが、コンピュータソ
フトで処理することも可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第5図は本発明の目詰り検出装置の一実施例を
示し、第1図は圧力検出部の全体断面図、第2図は本発
明の目詰り検出装置を有する内燃機関用エアクリーナの
系統図、第3図は圧力検出体の分解斜視図、第4図は目
詰り検出回路の回路図、第5図は目詰り検出回路の作動
を示す図であり、第6図は従来の目詰り検出装置の作動
を示す図である。 13、14……負圧室(圧力室) 2……差圧検出用感圧ゴム(差圧検出体) 3……絶対圧検出用感圧ゴム(絶対圧検出体) 31……保持部材 5……エアクリーナ 6……内燃機関用吸気管 9……目詰り警告灯(警報手段) C……コンパレータ回路(比較手段) R2……抵抗(目詰り限界差圧設定手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−46514(JP,A) 実開 昭60−72969(JP,U) 実開 昭62−57768(JP,U) 実公 昭59−36688(JP,Y2)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エアクリーナを設けた内燃機関用吸気管
    の、エアクリーナ上流側の圧力を一方の面に、下流側の
    圧力を他方の面に受けるように張設された弾性体膜より
    なり、エアクリーナ上流側と下流側の差圧によって変形
    し変形量に応じた信号を出力する差圧検出体と、害差圧
    検出体の上記エアクリーナ上流側の表面に設けられた弾
    性体膜よりなり、上記エアクリーナ上流側の絶対圧を受
    けて変形し変形量に応じた信号を出力する絶対圧検出体
    と、上記差圧検出体と上記絶対圧検出体の間に介装され
    て両者の干渉を遮断する保持部材と、検出された上流側
    絶対圧より吸気管内を流通する吸気量を知り、該吸気量
    に応じた目詰り限界差圧を設定する目詰まり限界差圧設
    定手段と、検出された上記差圧と上記目詰り限界差圧を
    比較し前者が後者より大となったときに目詰り信号を発
    する比較手段と、比較手段の目詰り信号により作動せし
    められてエアクリーナの目詰りを警報する警報手段とを
    具備する内燃機関用エアクリーナの目詰り検出装置。
  2. 【請求項2】上記差圧検出体および絶対圧検出体を、圧
    力を受けて変形し抵抗が変化する感圧ゴムで構成し、差
    圧検出用感圧ゴムを、エアクリーナ上流側と下流側の負
    圧をそれぞれ導入する圧力室を区画するように設けると
    ともに、絶対圧検出用感圧ゴムを、上流側の負圧を導入
    する圧力室に面するように上記差圧検出用感圧ゴムに一
    体に設け、かつ上記絶対圧検出用感圧ゴムは上記上流側
    負圧を導入する圧力室に面する表面以外を、圧力を受け
    て変形しない電気絶縁性材料よりなる保持部材で覆った
    特許請求の範囲第1項記載の内燃機関用エアクリーナの
    目詰り検出装置。
  3. 【請求項3】上記目詰まり限界差圧設定手段は、上記絶
    対圧検出用感圧ゴムに直列接続された一定抵抗値の抵抗
    器を有して、これらの分圧電圧を目詰り限界差圧信号と
    して上記比較手段を構成するコンパレータに出力し、上
    記コンパレータは上記差圧検出用感圧ゴムの出力信号を
    目詰り限界差圧信号と比較して目詰り信号を発するよう
    に構成されている特許請求の範囲第2項記載の内燃機関
    用エアクリーナの目詰り検出装置。
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