チェーン状態判定装置
【課題】巻掛け伝動機構のチェーンの伸び状態を判定可能なチェーン状態判定装置において、チェーンの伸び状態の判定の容易化、およびチェーン状態判定装置を適用可能な巻掛け伝動機構の範囲の拡大を図る。
【解決手段】チェーン状態判定装置５０は、駆動スプロケットが設けられた駆動軸の回転角θを検出する回転角検出手段４２と、駆動軸の回転速度Ｎを検出する回転速度検出手段４３と、チェーンの伸びに起因して回転角信号Ｓ１に現れる特定信号の周波数を決定する周波数決定手段５１と、回転角信号Ｓ１に基づくサンプル信号Ｓ２から前記周波数の信号をフィルタ手段５３で抽出した抽出信号Ｓ３に基づいてチェーンの伸び状態の指標となる伸び指標値Ｈを算出する指標値算出手段５４と、伸び状態判定閾値Ｌを算出する判定閾値算出手段５５と、伸び指標値Ｈと伸び状態判定閾値Ｌとを比較して伸び状態を判定する伸び状態判定手段５６とを備える。
【解決手段】チェーン状態判定装置５０は、駆動スプロケットが設けられた駆動軸の回転角θを検出する回転角検出手段４２と、駆動軸の回転速度Ｎを検出する回転速度検出手段４３と、チェーンの伸びに起因して回転角信号Ｓ１に現れる特定信号の周波数を決定する周波数決定手段５１と、回転角信号Ｓ１に基づくサンプル信号Ｓ２から前記周波数の信号をフィルタ手段５３で抽出した抽出信号Ｓ３に基づいてチェーンの伸び状態の指標となる伸び指標値Ｈを算出する指標値算出手段５４と、伸び状態判定閾値Ｌを算出する判定閾値算出手段５５と、伸び指標値Ｈと伸び状態判定閾値Ｌとを比較して伸び状態を判定する伸び状態判定手段５６とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動スプロケットと被動スプロケットとに掛け渡されたチェーンを備えるチェーン式巻掛け伝動機構を備える機械に関し、より詳細には、チェーンに伸びが発生したときの伸び状態を判定するチェーン状態判定装置に関する。そして、前記機械は、例えば内燃機関である。
【背景技術】
【０００２】
駆動スプロケットと被動スプロケットとに掛け渡されたチェーンを備える巻掛け伝動機構を備える機械において、該機械の振動を検出するセンサの検出信号に基づいて、チェーンの摩耗やスプロケットの破損などに起因する異常を診断することは知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、動弁装置を駆動するチェーン式巻掛け伝動機構を備える内燃機関において、筒内圧を検出するセンサの検出信号に基づいてチェーンに伸びが生じたか否かを判定することも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１１５６３５号公報
【特許文献２】特許４２２８６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
チェーン式巻掛け伝動機構を備える機械、例えば内燃機関において、内燃機関の運転中に、該巻掛け伝動機構のチェーンの摩耗等に起因してチェーンの伸びが発生したとき、該伸びが正常な範囲であるか、または異常であるかを判定するために、内燃機関の振動を検出する手法では、例えば該振動に基づいて検出された異常がチェーンの伸びに起因する異常であると直ちに特定することは困難である。
また、内燃機関においてチェーンの伸びを筒内圧に基づいて検出する場合、燃焼状態に直接依存する筒内圧の変化に、したがって燃焼に、直接関与する作動装置（例えば動弁装置）以外の作動装置を駆動させる巻掛け伝動機構のチェーンの伸び状態を検出することができないので、その適用範囲が制限される。
さらに、前記した技術では、１つの駆動軸により駆動される複数のチェーン式巻掛け伝動機構が備えられる場合、複数のチェーンのそれぞれの伸び状態を判定することは困難である。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、チェーン式巻掛け伝動機構を備える機械の運転中に、該巻掛け伝動機構のチェーンの伸び状態を判定可能なチェーン状態判定装置において、チェーンの伸び状態の判定の容易化を図ると共に、チェーン状態判定装置を適用可能な巻掛け伝動機構の範囲の拡大を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、駆動軸（１０）に設けられた駆動スプロケット（２０）と被動軸（１１，１２）に設けられた被動スプロケット（２１）とに掛け渡されたチェーン（２２）とを備える少なくとも１つの巻掛け伝動機構（Ｔ）を備える機械（Ｅ）における前記チェーン（２２）の伸び状態を判定するチェーン状態判定装置において、前記駆動軸（１０）または前記被動軸（１１，１２）の一方である基準回転軸の回転角（θ）を検出する回転角検出手段（４２）と、前記基準回転軸の回転速度（Ｎ）を検出する回転速度検出手段（４３）と、前記チェーン（２２）の伸びに起因して前記回転角検出手段（４２）が出力する回転角信号（Ｓ１）に現れる特定信号（Ｓ１ｅ）の周波数である判定用周波数（Ｆ）を、任意の前記回転速度（Ｎ）である判定用回転速度（Ｎｆ）での周波数として前記回転速度（Ｎ）に基づいて決定する周波数決定手段（５１）と、前記回転角信号（Ｓ１）に基づく判定対象信号から前記判定用周波数（Ｆ）の信号を抽出信号（Ｓ３）として抽出するフィルタ手段（５３）と、前記抽出信号（Ｓ３）に基づいて前記チェーン（２２）の伸び状態の指標となる伸び指標値（Ｈ）を算出する指標値算出手段（５４）と、伸び状態判定閾値（Ｌ）を前記判定用回転速度（Ｎｆ）に基づいて算出する判定閾値算出手段（５５）と、前記伸び指標値（Ｈ）と前記伸び状態判定閾値（Ｌ）とを比較して前記伸び状態を判定する伸び状態判定手段（５６）とを備えるチェーン状態判定装置である。
【０００７】
これによれば、チェーン式巻掛け伝動機構が備えるチェーンの伸びに起因して基準回転軸の回転角信号に現れる特定信号から得られる判定用周波数を利用して、機械の運転中にチェーンの伸び状態が判定される。この結果、伸び状態が異常である場合を含めて伸びが発生したチェーンを特定できる。また、巻掛け伝動機構により作動する作動装置の種類に依存することなく、チェーンの伸び状態を判定でき、さらに、共通の駆動軸に設けられた複数の駆動スプロケットをそれぞれ備える複数の巻掛け伝動機構についても、チェーン毎の伸び状態の判定が可能になるので、チェーン状態判定装置の適用範囲を拡大できる。
さらに、伸び指標値は、基準回転軸の回転角信号および回転速度から得られ、しかも判定用周波数は任意の回転速度に対応して決定されるので、機械の運転中でのチェーンの伸び状態の判定が容易になる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のチェーン状態判定装置において、前記回転角信号（Ｓ１）の大きさを一定の時間間隔（Ｔ１）毎に検出してサンプル信号（Ｓ２ｍ）を出力する信号収集手段（５２）を備え、前記判定対象信号は前記サンプル信号（Ｓ２ｍ）であるものである。
これによれば、チェーンの伸びに起因する特定信号が現れる回転角信号を一定の時間間隔での信号の大きさに加工したサンプル信号から判定用周波数の抽出信号を得るので、回転角信号自体からフィルタ手段により抽出信号を得る場合に比べてチェーン状態判定装置の演算負荷を低減でき、その結果としてフィルタ手段による判定用周波数の抽出信号の生成が容易になる。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１記載のチェーン状態判定装置において、前記回転角信号（Ｓ１）の大きさが一定の所定値（Ｍ）となる時間間隔（Ｔ２）を検出してサンプル信号（Ｓ２ｔ）を出力する信号収集手段（５２）を備え、前記判定対象信号は前記サンプル信号（Ｓ２ｔ）であるものである。
これによれば、伸びに起因する特定信号が現れる回転角信号をその大きさが一定となるときの時間間隔に加工したサンプル信号から、判定用周波数の抽出信号を得るので、回転角信号自体からフィルタ手段により抽出信号を得る場合に比べてチェーン状態判定装置の演算負荷を低減でき、その結果としてフィルタ手段による判定用周波数の抽出信号の生成が容易になる。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項記載のチェーン状態判定装置において、前記回転速度をＮ、前記チェーン（２２）の駒（３２）の数をＡ、前記基準回転軸に設けられた前記駆動スプロケット（２０）または前記被動スプロケット（２１）の歯（３０，３１）の数をＢとするとき、前記判定用周波数Ｆは、次式
Ｆ＝（Ｎ／６０）＊（Ｂ／Ａ）
により算出されるものである。
これによれば、伸び状態を検出する対象となるチェーンに固有な判定用周波数を利用すると共に、該判定用周波数は巻掛け伝動機構の構成部品の構造から簡単に算出できる。この結果、巻掛け伝動機構の構造に基づいて、チェーンの伸び状態の判定が容易になり、しかも、複数の巻掛け伝動機構の場合に、伸びが発生したチェーンの特定が容易になる。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項記載のチェーン状態判定装置において、伸び指標値（Ｈ）は、前記抽出信号（Ｓ３）の大きさの絶対値に基づく特性値を積算した積算値（Ｓｉ）であるものである。
これによれば、伸び状態判定閾値と比較される伸び指標値が、抽出信号の絶対値に基づく特性値から算出された正の値となるので、伸び状態判定閾値の設定が容易になる。
【００１２】
請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項記載のチェーン状態判定装置において、前記伸び状態判定閾値（Ｌ）は、前記伸び状態の異常を判定するための異常判定閾値（Ｌａ）であり、前記伸び状態判定手段（５６）により前記伸び状態が異常であると判定されたときに異常を報知する警告手段（５７ａ）を備えるものである。
これによれば、伸び状態が異常であるときには警告手段により異常が報知されることから、チェーンの伸び状態の異常を直ちに認識することができるので、チェーンの異常状態での機械の運転継続を防止する契機となる。
【００１３】
請求項７記載の発明は、請求項１から６のいずれか１項記載のチェーン状態判定装置において、前記基準回転軸は、１つの前記駆動軸（１０）であり、前記巻掛け伝動機構（Ｔ）は、前記１つの駆動軸（１０）を共通の駆動軸とした第１巻掛け伝動機構および第２巻掛け伝動機構であり、前記チェーン（２２）は、前記第１巻掛け伝動機構が備える第１チェーンおよび前記第２巻掛け伝動機構が備える第２チェーンであり、前記駆動スプロケット（２０）は、前記第１巻掛け伝動機構が備える第１駆動スプロケットおよび前記第２巻掛け伝動機構が備える第２駆動スプロケットであり、前記被動軸（１１，１２）は、前記第１巻掛け伝動機構が備える第１被動軸および前記第２巻掛け伝動機構が備える第２被動軸であり、前記被動スプロケット（２１）は、前記第１巻掛け伝動機構が備える第１被動スプロケットおよび前記第２巻掛け伝動機構が備える第２被動スプロケットであるものである。
これによれば、共通の駆動軸に設けられた第１，第２駆動スプロケットをそれぞれ備える第１，第２巻掛け伝動機構についても、第１，第２巻掛け伝動機構が同時に作動している状態で、各巻掛け伝動機構のチェーンの伸び状態を容易に判定できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、チェーン式巻掛け伝動機構を備える機械の運転中に、該巻掛け伝動機構のチェーンの伸び状態を判定可能なチェーン状態判定装置において、チェーンの伸び状態の判定を容易化できると共に、チェーン状態判定装置を適用可能な巻掛け伝動機構の範囲を拡大できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態を示し、チェーン状態判定装置を備える内燃機関の模式図である。
【図２】図１の内燃機関の巻掛け伝動機構のチェーンの要部断面図である。
【図３】図１のチェーン状態判定装置を中心としたブロック図である。
【図４】図１のチェーン状態判定装置の回転角検出手段が出力する回転角信号から、信号収集手段によるサンプル信号の生成を説明する模式図である。
【図５】図１のチェーン状態判定装置のフィルタ手段によるサンプル信号からの判定用周波数の抽出信号の抽出を説明する模式図である。
【図６】図１のチェーン状態判定装置の指標値算出手段による計算回数、積算値および異常判定閾値との関係を模式的に示すグラフである。
【図７】図１のチェーン状態判定装置によるチェーンの伸び状態の判定手順を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の第２実施形態での信号収集手段によるサンプル信号の生成を説明する模式図であり、図４に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図１〜図８を参照して説明する。
図１〜図７は、本発明の第１実施形態を説明するための図である。
図１に示される第１実施形態において、機械としての内燃機関Ｅは、単気筒または多気筒の、ここでは直列４気筒の４ストローク内燃機関であり、搭載対象である車両に搭載される。
【００１７】
内燃機関Ｅは、ピストン（図示されず）が往復運動可能に嵌合するシリンダブロック１を備える本体としての機関本体と、該機関本体に回転可能に支持される駆動軸としてのクランク軸１０および該クランク軸１０により回転駆動される１以上の所定数の、ここでは複数としての２つの被動軸であるカム軸１１およびバランサ軸１２と、クランク軸１０の動力をカム軸１１およびバランサ軸１２にそれぞれ伝達する前記所定数としての２つのチェーン式巻掛け伝動機構Ｔａ，Ｔｂと、内燃機関Ｅの運転を制御する制御装置としてのエンジン制御装置４０と、各巻掛け伝動機構Ｔａ，Ｔｂのチェーン２２ａ，２２ｂの伸び状態を判定するチェーン状態判定装置５０とを備える。
【００１８】
前記機関本体は、シリンダブロック１と、シリンダブロック１に結合されたシリンダヘッド２と、シリンダヘッド２に結合されたヘッドカバー３と、シリンダヘッド２とは反対側でシリンダブロック１に結合されたロアブロック４と、ロアブロック４に結合されたオイルパン５とから構成される。
燃焼室で発生する燃焼ガスにより駆動されて往復運動する前記ピストンにより回転駆動されるクランク軸１０は、シリンダブロック１におけるロアブロック４側部分１ｃとロアブロック４とに回転可能に支持される。また、前記部分１ｃ、ロアブロック４およびオイルパン５は、クランク軸１０およびバランサ装置８が収納されるクランク室６を形成するクランクケースを構成する。
【００１９】
前記燃焼室に対する吸排気を制御する吸気弁および排気弁を開閉する動弁装置（図示されず）が備えるカム軸１１は、シリンダヘッド２に回転可能に支持されて、該カム軸１１に設けられたカムにより吸気弁および排気弁の開閉時期を規定する。
前記動弁装置を作動させる巻掛け伝動機構Ｔａは、シリンダブロック１およびロアブロック４により支持されるクランク軸１０の軸端部に設けられてクランク軸１０と共に回転する駆動スプロケット２０ａと、カム軸１１の軸端部に設けられてカム軸１１と共に回転する被動スプロケット２１ａと、多数の歯３０ａ，３１ａをそれぞれ有する両スプロケット２０ａ，２１ａおよびアイドルスプロケット２５に巻き掛けられた無端のチェーン２２ａとを備え、カム軸１１を、クランク軸１０の回転速度Ｎに対して所定の変速比である１／２倍の変速比で回転駆動する。
【００２０】
前記ピストンの往復運動に起因して発生する２次振動を低減するバランサ装置８が備える１対の第１，第２バランサ軸１２，１３は、ロアブロック４に固定されて設けられるハウジング１５に回転可能に支持され、したがって該ハウジング１５を介してロアブロック４に回転可能に支持される。第１バランサ軸１２は、互いに噛合する１対の歯車から構成される軸間伝動機構１６を介して第２バランサ軸１３を回転駆動し、それぞれバランスウエイト１７が設けられた両バランサ軸１２，１３が、互いに等速で、逆方向に回転する。
【００２１】
バランサ装置８を作動させる巻掛け伝動機構Ｔｂは、クランク軸１０の軸端部に設けられてクランク軸１０と共に回転する駆動スプロケット２０ｂと、第１バランサ軸１２の軸端部に設けられて第１バランサ軸１２と共に回転する被動スプロケット２１ｂと、多数の歯３０ｂ，３１ｂをそれぞれ有する両スプロケット２０ｂ，２１ｂに巻き掛けられた無端のチェーン２２ｂとを備え、両バランサ軸１２，１３をクランク軸１０の回転速度Ｎに対して別の所定の変速比である２倍の変速比で回転駆動する。
【００２２】
内燃機関Ｅが備える前記動弁装置およびバランサ装置８はいずれも作動装置であり、カム軸１１は、被作動部材としての前記吸気弁および前記排気弁の開閉時期である作動時期を規定し、各バランサ軸１２，１３は、被作動部材としてのバランスウエイト１７によるバランス力の発生時期である作動時期を規定する。
なお、以下の説明において、両巻掛け伝動機構Ｔａ，Ｔｂおよびその構成部材について、区別をしない場合、添え字「ａ」，「ｂ」が付かない符号が使用される。そして、内燃機関Ｅは、少なくとも１つの巻掛け伝動機構Ｔを備える。
【００２３】
ローラチェーンである各チェーン２２ａ，２２ｂはいずれも多数の駒３２ａ，３２ｂから構成される同様の構造であり、図２に示されるように、第１リンクプレートとしての外側リンクプレート３４と、第２リンクプレートとしての内側リンクプレート３５と、両リンクプレート３４，３５を連結するリンクピン３６と、リンクピン３６に回転可能に支持されているローラ３７と、さらにリンクピン３６とローラ３７および内側リンクプレート３５との間に配置されたスリーブ３８とを備える。
【００２４】
ここで、チェーン２２の駒３２とは、チェーン２２において、１つのリンクピン３６と該１つのリンクピン３６で結合された各リンクプレート３４，３５とで構成される部分であるとし、この実施形態では、該駒３２には、さらに前記１つのリンクピン３６に挿入されたスリーブ３８が含まれる。したがって、チェーン２２において、駒３２の数はリンクピン３６の数と一致し、各リンクプレート３４，３５は、チェーン２２の走行方向で隣接する駒３２と共有される。
【００２５】
カム軸１１および第１バランサ軸１２において、一方が第１被動軸であるとき、他方は第２被動軸であるとする。また、いずれもタイミングチェーン機構である動弁用巻掛け伝動機構Ｔａおよびバランサ用巻掛け伝動機構Ｔｂにおいて、一方が第１巻掛け伝動機構であるとき、他方は第２巻掛け伝動機構であるとする。そして、両被動スプロケット２０ａ，２０ｂにおいて、一方が第１被動スプロケットであるとき、他方は第２被動スプロケットであるとする。
そして、両巻掛け伝動機構Ｔａ，Ｔｂに関して、両チェーン２２ａ，２２ｂの駒３２ａ，３２ｂの数は異なり、両駆動スプロケット２０ａ，２０ｂの歯３０ａ，３０ｂの数は異なる。
【００２６】
図３を参照すると、エンジン制御装置４０は、内燃機関Ｅの運転状態を検出する運転状態検出手段４１と、運転状態検出手段４１の検出信号が入力されると共に該運転状態検出手段４１により検出された各運転状態に基づいて内燃機関Ｅの作動状態としての運転状態を制御する運転制御部品４７である燃料噴射弁等を制御する電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という。）４５とを備える。
内燃機関Ｅが備える運転制御部品４７を制御する運転制御手段４６を備えるＥＣＵ４５は、入出力インターフェース、中央演算処理装置、各種の制御プログラムなどが記憶されたＲＯＭおよび各種のデータなどが一時的に記憶されるＲＡＭを有する記憶装置を備えるコンピュータである。そして、前記記憶装置には、後記する各種マップ５１ａ，５１ｂ，５５ａ，５５ｂが格納されている。
【００２７】
運転状態検出手段４１は、基準回転軸としてのクランク軸１０の回転角θであるクランク角を検出する回転角検出手段４２と、回転角検出手段４２により検出された回転角θに基づいてクランク軸１０の回転速度Ｎをエンジン回転速度として検出する回転速度検出手段４３と、クランク軸１０の特定回転角として前記各ピストンの上死点位置を検出する特定回転角検出手段４４とを含む。
【００２８】
回転角検出手段４２は、クランク軸１０と一体に回転するパルサである被検出部と、パルサの回転方向に所定角度毎に等間隔に設けられた多数の突起の位置を磁束の変化を通じて検出してパルス状の検出信号を出力する検出部とを備える。別の例として、回転角検出手段４２が、前記した磁気式検出手段のほかに、光学式検出手段で構成されてもよい。
回転速度Ｎは、回転角検出手段４２により検出された回転角θに基づいて算出される角速度の複数の値の平均値、ここでは回転方向で隣接する前記上死点位置の間での複数の角速度の平均値として算出される。
【００２９】
図３，図４を参照すると、チェーン状態判定装置５０は、いずれも運転状態検出手段４１である回転角検出手段４２および回転速度検出手段４３と、チェーン２２の伸びに起因して回転角検出手段４２が出力する検出信号としてのクランク角信号である回転角信号Ｓ１に現れる特定信号Ｓ１ｅの周波数である判定用周波数Ｆを回転速度Ｎに基づいて決定する周波数決定手段５１と、回転角信号Ｓ１の大きさを一定の時間間隔Ｔ１毎に検出することによりサンプル信号Ｓ２としての振幅サンプル信号Ｓ２ｍを生成する振幅信号収集手段である信号収集手段５２と、回転角信号Ｓ１に基づく判定対象信号としての振幅サンプル信号Ｓ２ｍから判定用周波数Ｆの信号を抽出信号Ｓ３として抽出する信号抽出手段としてのフィルタ手段５３と、フィルタ手段５３から出力された抽出信号Ｓ３に基づいてチェーン２２の伸び状態（または伸び量）の指標となる伸び指標値Ｈを算出する指標値算出手段５４と、周波数決定手段５１が判定用周波数Ｆを決定するときの回転速度Ｎである判定用回転速度Ｎｆに対応した伸び状態判定閾値Ｌとしての異常判定閾値Ｌａを算出する判定閾値算出手段５５と、伸び指標値Ｈと異常判定閾値Ｌａとを比較してチェーン２２の伸び状態を判定する伸び状態判定手段５６と、チェーン２２の伸び状態が特定の伸び状態にあることを報知する報知手段５７としての警告手段５７ａとを備える。
【００３０】
チェーン状態判定装置５０は、運転者により操作される判定対象切換手段としてのスイッチ（図示されず）により、伸び状態の判定対象となるチェーン２２を、巻掛け伝動機構Ｔ単位で切り換えることができる。それゆえ、チェーン状態判定装置５０は、各チェーン２２ａ，２２ｂの伸び状態を判定できる。
【００３１】
周波数決定手段５１、信号収集手段５２、指標値算出手段５４、判定閾値算出手段５５、および伸び状態判定手段５６は、ＥＣＵ４５にその機能として備えられるが、ＥＣＵ４５とは別の電子制御ユニットに備えられてもよい。
この実施形態では、伸び状態判定手段５６は、チェーン２２の伸び状態が、正常な範囲にあるか、該正常範囲から外れて異常の範囲にあるかを判定し、また伸び状態判定手段５６により作動させられる警告手段５７ａ（例えば、ランプなどの表示手段）は、チェーン２２の伸び状態が異常の範囲にあることを報知する、すなわちチェーン２２の伸びの異常を報知する。
【００３２】
図２を参照すると、チェーン２２の伸びは、チェーン２２において接触部であるリンクピン３６、スリーブ３８、外側リンクプレート３４におけるリンクピン３６の挿入部３４ｃ、内側リンクプレート３５におけるリンクピン３６およびスリーブ３８の挿入部３５ｃが摩耗して隙間（以下、「チェーン隙間」という。）が形成されることで発生する。
【００３３】
図１，図３を参照すると、周波数決定手段５１は、チェーン２２の伸び状態を判定するための判定用周波数Ｆを、任意の回転速度Ｎである判定用回転速度Ｎｆでの周波数として、回転速度Ｎに基づいて決定する。
具体的には、ＥＣＵ４５には、巻掛け伝動機構Ｔａ，Ｔｂ毎に、回転速度Ｎに対応する判定用周波数Ｆが設定された巻掛け伝動機構Ｔａ用の周波数マップ５１ａまたは巻掛け伝動機構Ｔｂ用の周波数マップ５１ｂが記憶されている。そして、周波数決定手段５１は、伸び状態の判定対象となるチェーン２２ａ，２２ｂを備える巻掛け伝動機構Ｔａ，Ｔｂに対応して、回転速度検出手段４３により検出された回転速度Ｎに基づいて周波数マップ５１ａ，５１ｂを検索することにより、判定用回転速度Ｎｆに対応する判定用周波数Ｆを決定する。別の例として、周波数マップ５１ａ，５１ｂを作成することなく、判定用周波数Ｆが後記の計算式である式（１）により、回転速度Ｎに基づいて算出されてもよい。
このように、周波数決定手段５１により、チェーン２２の伸び状態の判定が行われる任意の回転速度Ｎを判定用回転速度Ｎｆとしたときの判定用周波数Ｆが決定される。
【００３４】
一方、チェーン２２の伸びは、チェーン２２を構成する各駒３２の伸びの合計値であることから、１つずつの駒３２の伸びに起因する現象を、チェーン２２のすべての駒３２に関して収集することで、チェーン２２の伸び状態を検出することができる。
具体的には、各駒３２が駆動スプロケット２０と係合する（または、噛合する）ときに、伸びがほとんどない正常な駒３２とは異なり、伸びが生じた駒３２には、前記チェーン隙間が形成されているために、伸びが生じた駒３２と係合する駆動スプロケット２０に作用する負荷の変化に起因するクランク軸１０の角速度の変化が発生し、この角速度変化が、回転角検出手段４２の検出信号である回転角信号Ｓ１に現れる。
したがって、１つずつの駒３２の伸びに起因する現象は、特定信号Ｓ１ｅ（図４参照）として、回転角信号Ｓ１に現れ、この特定信号Ｓ１ｅを解析または加工することにより、チェーン２２の伸び状態を検出することができる。
【００３５】
そして、判定用周波数Ｆは、例えば、チェーン２２の駒３２の１つに伸びが発生したときに、該駒３２の伸びに基づいて発生する特定信号Ｓ１ｅの周波数として、次式で算出される。
Ｆ＝（Ｎ／６０）＊（Ｂ／Ａ） （１）
ここで、
Ｎ：回転速度
Ａ：チェーン２２の駒３２の数
Ｂ：基準回転軸（この実施形態では、クランク軸１０である。）に設けられたス
プロケット（この実施形態では、駆動スプロケット２０である。）の歯３０
の数
である。
【００３６】
このように、判定用周波数Ｆは、クランク軸１０（基準回転軸）の回転速度Ｎ、駆動スプロケット２０（基準回転軸に設けられたスプロケット）およびチェーン２２に基づいて定まる周波数であり、同一回転速度Ｎにおいて各巻掛け伝動機構Ｔａ，Ｔｂに固有の周波数である。
【００３７】
図４を併せて参照すると、信号収集手段５２は、この特定信号Ｓ１ｅを含む回転角信号Ｓ１からチェーン２２ａ，２２ｂの伸び状態の判定に使用される判定対象信号である振幅サンプル信号Ｓ２ｍを生成するために、回転角信号Ｓ１において、一定の時間間隔Ｔ１毎に、回転角信号Ｓ１の大きさを、所定の信号収集時間に渡って検出し、かつ時系列に収集して、振幅サンプル信号Ｓ２ｍを出力する。
なお、図４において、チェーン２２に伸びが殆ど発生していないチェーン状態であるチェーン正常時の回転角信号Ｓ１が破線で示され、前記チェーン隙間に起因するチェーン２２の伸びが発生したときのチェーン状態であるチェーン伸び時、図示の例では後記許容範囲を超える伸びが発生したときの回転角信号Ｓ１が実線で示されている。
そして、図５には、前記チェーン正常時の振幅サンプル信号Ｓ２ｍおよび前記チェーン伸び時の振幅サンプル信号Ｓ２ｍが示されている。
【００３８】
ここで、時間間隔Ｔ１は、例えば判定用周波数Ｆの関数として、サンプリング定理を満たすように次式により設定される。
Ｔ１＜１／（２Ｆ） （２）
また、前記信号収集時間は、回転角信号Ｓ１の大きさに関連する信号である振幅サンプル信号Ｓ２ｍがチェーン２２の伸びを検出するための信頼性のあるデータとなるように設定されると共に、回転速度Ｎと関連して、該回転速度Ｎが大きいほど短く設定される。例えば、回転速度Ｎが８００ｒｐｍであるとき、信号収集時間は５秒程度である。
【００３９】
バンドパスフィルタにより構成されるフィルタ手段５３は、この実施形態では複数の異なる周波数の通過を許容する１以上の可変周波数バンドパスフィルタまたは１以上の、ここでは複数の固定周波数バンドパスフィルタにより構成される。
フィルタ手段５３は、入力された振幅サンプル信号Ｓ２ｍのうち、判定用周波数Ｆの信号を通過させて、該通過信号を抽出信号Ｓ３として出力する。前記チェーン正常時の振幅サンプル信号Ｓ２ｍには判定用周波数Ｆの信号成分が殆ど含まれていないため、抽出信号Ｓ３は、図５に示されるように、振幅が０（ゼロ）付近の信号となる一方で、前記チェーン伸び時の振幅サンプル信号Ｓ２ｍには判定用周波数Ｆの信号成分が含まれているため、抽出信号Ｓ３は、チェーン正常時に比べて大きな振幅の信号となる。そして、抽出信号Ｓ３の振幅は、チェーン２２の伸びが大きくなるほど大きくなる。
【００４０】
指標値算出手段５４は、抽出信号Ｓ３の大きさの絶対値に基づく特性値、この実施形態では抽出信号Ｓ３の大きさを２乗した値である特性値を求め、該特性値を所定の計算回数Ｃだけ積算した積算値Ｓｉを伸び指標値Ｈとして算出する。
計算回数Ｃは、異常時での抽出信号Ｓ３の積算値Ｓｉの変動幅が、正常時での積算値Ｓｉの変動幅と重なることなく、正常時の積算値Ｓｉと異常時の積算値Ｓｉとが明確に分離されるように、シミュレーション等により予め設定される。この計算回数Ｃは、例えば４０００回である。
【００４１】
判定閾値算出手段５５は、チェーン２２の伸び状態の判定基準となる伸び状態判定閾値Ｌとしての異常判定閾値Ｌａを判定用回転速度Ｎｆ毎に算出する。具体的には、ＥＣＵ４５には、伝動機構Ｔａ，Ｔｂ毎に、回転速度Ｎに対応する異常判定閾値Ｌａが設定された閾値マップ５５ａ，５５ｂが記憶されている。そして、判定閾値算出手段５５は、伸び状態の判定対象となるチェーン２２ａ，２２ｂを備える巻掛け伝動機構Ｔａ，Ｔｂに対応して、回転速度Ｎに基づいて巻掛け伝動機構Ｔａ用の閾値マップ５５ａまたは巻掛け伝動機構Ｔｂ用の閾値マップ５５ｂを検索することにより、判定用回転速度Ｎｆに対応する異常判定閾値Ｌａを算出する。
【００４２】
伸び状態判定手段５６は、図６に示されるように、積算値Ｓｉと異常判定閾値Ｌａとを比較して、積算値Ｓｉの全体が、異常判定閾値Ｌａを境に、正常の範囲にあるとき、チェーン２２の伸びが正常であると判定し、異常の範囲にあるとき、チェーン２２の伸びが異常であると判定する。
【００４３】
必要に応じて図３を参照しながら図７を参照して、チェーン状態判定装置５０により実行されるチェーン２２の伸び状態の判定方法を説明する。
ステップＳ１では、チェーン２２の伸び状態の判定を開始する際のクランク軸１０の回転速度Ｎが、判定用回転速度Ｎｆとして検出される。その後、ステップＳ２で、周波数決定手段５１により、周波数マップ５１ａ，５１ｂから判定用回転速度Ｎｆに対応する判定用周波数Ｆが決定される。次いで、ステップＳ３で、伸び指標値Ｈである積算値Ｓｉがリセットされて初期値としての０に設定され、ステップＳ４で、積算値Ｓｉを算出するための計算回数Ｃがリセットされて０にされた後、ステップＳ５で、今までカウントされた計算回数Ｃに１を加算して今回の計算回数Ｃを算出する。
【００４４】
次いで、ステップＳ６で、回転角信号Ｓ１が読み込まれて、信号収集手段５２により、時間間隔Ｔ１毎の回転角信号Ｓ１の大きさが前記所定信号収集時間に渡って検出され、かつ時系列に収集されて、振幅サンプル信号Ｓ２ｍが生成される。次いで、振幅サンプル信号Ｓ２ｍが判定用周波数Ｆの信号を通過させるフィルタ手段５３に入力されて、抽出信号Ｓ３が抽出される。
【００４５】
その後、ステップＳ７で、抽出信号Ｓ３の大きさの２乗が今までの積算値Ｓｉに加算されて最新の積算値Ｓｉが算出された後、ステップＳ８で、計算回数Ｃが予め設定された所定回数Ｃｓに達したか否かが判定される。計算回数Ｃが所定回数Ｃｓに達していないときは、ステップＳ５〜ステップＳ８までの処理が繰り返し実行されて、計算回数Ｃが所定回数Ｃｓになるまで積算される。
このように、ステップＳ５〜ステップＳ８において、抽出信号Ｓ３の２乗を特性値として算出し、該特性値を所定回数Ｃｓだけ加算して積算値Ｓｉを算出する処理は、指標値算出手段５４により行われる。
そして、計算回数Ｃが所定回数Ｃｓに達したとき、ステップＳ９で、判定閾値算出手段５５により、閾値マップ５５ａ，５５ｂから判定用回転速度Ｎｆに対応する異常判定閾値Ｌａが算出された後、ステップＳ１０で積算値Ｓｉと異常判定閾値Ｌａとが比較される。
【００４６】
ステップＳ１０で、積算値Ｓｉが異常判定閾値Ｌａ未満であるとき、ステップＳ１１で、伸び状態判定手段５６により伸び状態が正常の範囲にある、すなわちチェーン２２の伸びが予め設定された許容範囲であると判定される。また、ステップＳ１０で、積算値Ｓｉが異常判定閾値Ｌａ以上であるとき、ステップＳ１２で伸び状態判定手段５６により伸び状態が異常である、すなわちチェーン２２の伸びが前記許容範囲を超えると判定されて、ステップＳ１３で警告手段５７ａが警告を発生して、運転者にその異常を知らせる。
【００４７】
ここで、チェーン状態判定装置５０によるチェーン２２の伸び状態の判定は、クランク軸１０または駆動スプロケット２０が実質的に同一の回転速度Ｎ（すなわち、判定用回転速度Ｎｆ）であるときに実行され、特に、ステップＳ５からステップＳ８までの一連の処理は、回転速度Ｎが実質的に判定用回転速度Ｎｆであるときに実行される。
ここで、「実質的に同一」とは、回転速度Ｎが同一である場合のほかに、チェーン状態判定装置５０によるチェーン２２の伸び状態の判定に関して所要の信頼性が維持できる程度に、回転速度Ｎが変化してもよいことを意味する。
【００４８】
次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
チェーン式巻掛け伝動機構Ｔを備える内燃機関Ｅにおけるチェーン２２の伸び状態を判定するチェーン状態判定装置５０は、チェーン２２の伸びに起因して回転角検出手段４２が出力する回転角信号Ｓ１に現れる特定信号Ｓ１ｅの周波数である判定用周波数Ｆを、任意の回転速度Ｎである判定用回転速度Ｎｆでの周波数として回転速度Ｎに基づいて決定する周波数決定手段５１と、回転角信号Ｓ１に基づく判定対象信号である振幅サンプル信号Ｓ２ｍから判定用周波数Ｆの信号を抽出信号Ｓ３として抽出するフィルタ手段５３と、抽出信号Ｓ３に基づいてチェーン２２ａ，２２ｂの伸び状態の指標となる伸び指標値Ｈを算出する指標値算出手段５４と、伸び状態判定閾値Ｌを判定用回転速度Ｎｆに基づいて算出する判定閾値算出手段５５と、伸び指標値Ｈと伸び状態判定閾値Ｌとを比較してチェーン２２の伸び状態を判定する伸び状態判定手５６とを備える。
この構造により、巻掛け伝動機構Ｔが備えるチェーン２２の伸びに起因してクランク軸１０の回転角信号Ｓ１に現れる特定信号Ｓ１ｅから得られる判定用周波数Ｆを利用して、内燃機関Ｅの運転中にチェーン２２の伸び状態が判定される。この結果、伸び状態が異常である場合を含めて伸びが発生したチェーン２２を特定できる。また、巻掛け伝動機構Ｔにより作動する作動装置の種類、ここでは前記動弁装置およびバランサ装置８に依存することなく、チェーン２２の伸び状態を判定でき、さらに、共通のクランク軸１０に設けられた駆動スプロケット２０ａ，２０ｂをそれぞれ備える複数の巻掛け伝動機構Ｔａ，Ｔｂについて、チェーン２２ａ，２２ｂ毎の伸び状態の判定が可能になるので、チェーン状態判定装置５０の適用範囲を拡大できる。
さらに、伸び指標値Ｈは、クランク軸１０の回転角信号Ｓ１および回転速度Ｎから得られ、しかも判定用周波数Ｆは任意の回転速度Ｎに対応して決定されるので、内燃機関Ｅの運転中でのチェーン２２の伸び状態の判定が容易になる。
【００４９】
さらに、回転角検出手段４２、回転速度検出手段４３およびＥＣＵ４５は、内燃機関Ｅの運転に必須のエンジン制御装置４０が備えるものを利用するので、チェーン状態判定装置５０に専用の回転角検出手段および回転速度検出手段が不要になって、チェーン状態判定装置５０のコストを削減できる。
また、判定用周波数Ｆを変更することにより、任意の回転速度Ｎでチェーン状態の判定が可能であり、さらに駒３２の数が異なるチェーン２２ａ，２２ｂを備える複数の伝動機構Ｔａ，Ｔｂにおけるチェーン状態の判定にも容易に適用できる。
【００５０】
判定用周波数Ｆが、前記式（１）で算出されることにより、伸び状態を検出する対象となるチェーン２２に固有な判定用周波数Ｆを利用すると共に、該判定用周波数Ｆは巻掛け伝動機構Ｔの構成部品の構造から簡単に算出できる。この結果、巻掛け伝動機構Ｔの構造に基づいて、チェーン２２の伸び状態の判定が容易になり、しかも、複数の巻掛け伝動機構Ｔａ，Ｔｂの場合に、伸びが発生したチェーン２２ａ，２２ｂの特定が容易になる。
【００５１】
回転角信号Ｓ１の大きさを一定の時間間隔Ｔ１毎に検出して振幅サンプル信号Ｓ２ｍを出力する信号収集手段５２を備え、前記判定対象信号は振幅サンプル信号Ｓ２ｍであることにより、チェーン２２の伸びに起因する特定信号Ｓ１ｅが現れる回転角信号Ｓ１を一定の時間間隔Ｔ１での信号の大きさに加工した振幅サンプル信号Ｓ２ｍから判定用周波数Ｆの抽出信号Ｓ３を得るので、回転角信号Ｓ１自体からフィルタ手段５３により抽出信号Ｓ３を得る場合に比べてチェーン状態判定装置５０を構成するＥＣＵ４５の演算負荷を低減でき、その結果としてフィルタ手段５３による判定用周波数Ｆの抽出信号Ｓ３の生成が容易になる。
【００５２】
伸び指標値Ｈは、抽出信号Ｓ３の大きさの絶対値に基づく特性値として抽出信号Ｓ３の２乗を積算した積算値Ｓｉであることにより、伸び状態判定閾値Ｌと比較される伸び指標値Ｈが、抽出信号Ｓ３の２乗に基づく特性値から算出された正の値となるので、伸び状態判定閾値Ｌの設定が容易になる。
【００５３】
判定閾値算出手段５５により算出される伸び状態判定閾値Ｌは、前記伸び状態の異常を判定するための異常判定閾値Ｌａであり、チェーン状態判定装置５０が伸び状態判定手段５６により伸び状態が異常であると判定されたときに異常を報知する警告手段５７ａを備えることにより、伸び状態が異常であるときには警告手段５７ａにより異常が報知されることから、チェーン２２の伸び状態の異常を直ちに認識することができるので、チェーン２２の異常状態での内燃機関Ｅの運転継続を防止する契機となる。
【００５４】
２つの巻掛け伝動機構Ｔａ，Ｔｂは、クランク軸１０を共通の１つの駆動軸としていることにより、共通の駆動軸に設けられた駆動スプロケット２０ａ，２０ｂをそれぞれ備える両巻掛け伝動機構Ｔａ，Ｔｂについて、各巻掛け伝動機構Ｔａ，Ｔｂが同時に作動している状態で、各巻掛け伝動機構Ｔａ，Ｔｂのチェーン２２ａ，２２ｂの伸び状態を容易に判定できる。
【００５５】
次に、一部に第２実施形態が示される図３と、図７，図８を参照して、本発明の第２実施形態を説明する。この第２実施形態は、第１実施形態とは、サンプル信号Ｓ２を出力する信号収集手段５２が相違し、その他は基本的に同一の構成を有するものである。そのため、同一の部分についての説明は省略または簡略にし、異なる点を中心に説明する。
【００５６】
第２実施形態において時間間隔信号収集手段である信号収集手段５２は、図８に示されるように、回転角信号Ｓ１の大きさが一定の所定値Ｍとなる時間間隔Ｔ２を所定の信号収集時間に渡って検出して間隔時間サンプル信号Ｓ２ｔ（図３参照）を生成する。
具体的には、信号収集手段５２は、判定対象信号である間隔時間サンプル信号Ｓ２ｔを生成するために、図８に示されるように、回転角信号Ｓ１が増減方向で同じ方向（図８に示された例では減少方向）に変化するときの回転角信号Ｓ１の大きさが一定の所定値Ｍとなる時間間隔Ｔ２を、所定の信号収集時間に渡って検出し、かつ時系列に収集してサンプル信号Ｓ２としての間隔時間サンプル信号Ｓ２ｔ（第１実施形態の振幅サンプル信号Ｓ２ｍ（図４参照）に対応する。）を出力する。
【００５７】
ここで、所定値Ｍは、チェーン２２に伸びが殆どないときの回転角信号Ｓ１の振幅および特定信号Ｓ１ｅの振幅に依存して、チェーン２２の伸び状態の変化に応じた特定信号Ｓ１ｅの振幅の変化を検出できる値に設定される。
また、前記信号収集時間は、例えば第１実施形態での信号収集時間と同様に設定される。
【００５８】
そして、第１実施形態と同様に、フィルタ手段５３は、入力された時間間隔サンプル信号Ｓ２ｔのうち、判定用周波数Ｆの信号を通過させる。このため、図５に示される第１実施形態の抽出信号Ｓ３と同様の抽出信号が、前記チェーン正常時および前記チェーン伸び時のそれぞれに対応して抽出される。
また、第２実施形態では、チェーン状態判定装置５０によるチェーン２２の伸び状態の判定方法は、ステップＳ６での処理を除いて同様である。第２実施形態では、図７のステップＳ６において、回転角信号Ｓ１が読み込まれて、信号収集手段５２により、回転角信号Ｓ１の大きさが所定値Ｍとなる時間間隔Ｔ２が前記信号収集時間に渡って検出され、かつ時系列に収集されて、時間間隔サンプル信号Ｓ２ｔが生成され、次いで、該時間間隔サンプル信号Ｓ２ｔが判定用周波数Ｆの信号を通過させるフィルタ手段５３に入力されて、抽出信号Ｓ３が抽出される。
【００５９】
この第２実施形態によれば、判定対象信号の形成手段が異なることによる作用効果を除いて、第１実施形態と同様の作用効果が奏されるほか、次の作用効果が奏される。
回転角信号Ｓ１の大きさが一定の所定値Ｍとなる時間間隔Ｔ２を前記信号収集時間に渡って検出して時間間隔サンプル信号Ｓ２ｔを出力する信号収集手段５２を備えることにより、伸びに起因する特定信号Ｓ１ｅが現れる回転角信号Ｓ１をその大きさが一定となるときの時間間隔Ｔ２に加工した時間間隔サンプル信号Ｓ２ｔから、判定用周波数Ｆの抽出信号Ｓ３を得るので、判定用周波数Ｆの抽出信号Ｓ３の生成に関して、第１実施形態と同様の効果が奏される。
【００６０】
以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
チェーン状態判定装置５０は、１つの巻掛け伝動機構のチェーンの伸び状態、または３以上の巻掛け伝動機構のチェーンの伸び状態を判定するものであってもよい。
チェーン状態判定装置５０は信号収集手段５２を備えることなく、前記判定対象信号が回転角信号Ｓ１自体であってもよい。
回転角検出手段４２および回転速度検出手段４３により回転角および回転速度Ｎが検出される基準回転軸は、駆動軸の代わりに被動軸であってもよい。この場合、判定用周波数Ｆを算出する式（１）のスプロケットは、被動スプロケットである。また、回転角検出手段４２および回転速度検出手段４３は、駆動スプロケットまたは被動スプロケットの回転角および回転角速度をそれぞれ検出するものであってもよい。
３以上のチェーン式巻掛け伝動機構が、１つの共通の駆動軸に設けられた３以上の駆動スプロケットをそれぞれ備えていてもよい。
【００６１】
チェーン状態判定装置５０は、この実施形態では、チェーン２２の伸びが、正常の範囲であるか、または異常であるかを判定するものであったが、チェーン２２の伸び状態が正常な範囲で、異常に至るまでの伸び状態を段階的に判定するものであってもよい。この場合、伸び状態判定閾値Ｌは、異常判定閾値Ｌａよりも小さい複数の判定閾値が設定される。さらに、この場合に、報知手段５７が設けられることなく、前記判定閾値が機関状態の制御に使用されてもよい。
報知手段５７は、異常時の報知に加えて、チェーン２２の伸び状態が正常であることを報知するものであってもよい。
【００６２】
駆動軸は、複数の巻掛け伝動機構について、別々の軸であってもよい。
被動軸は、内燃機関Ｅにおいて、カム軸１１、バランサ軸１２以外の回転軸、例えば発電機、コンプレッサ、冷却水ポンプなどの補機の回転軸であってもよい。
抽出信号Ｓ３の大きさの絶対値に基づく特性値は、抽出信号Ｓ３の大きさの絶対値であってもよく、この場合にも特性値が抽出信号Ｓ３の２乗であるときと同様の効果が奏される。
【００６３】
チェーンは、サイレントチェーンであってもよい。
内燃機関Ｅが搭載される対象は、車両以外のもの、例えば船外機等の船舶推進装置、または発電装置などの、作業用装置であってもよい。
機械は、内燃機関以外の、駆動軸および被動軸間で動力を伝達するチェーン式巻掛け伝動機構を備える機械、例えば電動モータなどの駆動モータにより駆動軸が回転駆動されるもの（一例として、搬送装置）であってもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１０ クランク軸
１１ カム軸
１２ バランサ軸
２０ 駆動スプロケット
２１ 被動スプロケット
２２ チェーン
４２ 回転角検出手段
４３ 回転速度検出手段
５０ チェーン状態判定装置
５１ 周波数決定手段
５２ 信号収集手段
５３ フィルタ手段
５４ 指標値算出手段
５５ 判定閾値算出手段
５６ 伸び状態判定手段
Ｔ 巻掛け伝動機構
Ｎｆ 判定用回転速度
Ｓ１ 回転角信号
Ｓ１ｅ 特定信号
Ｓ２ サンプル信号
Ｓ３ 抽出信号
Ｈ 伸び指標値
Ｓｉ 積算値
Ｌａ 異常判定閾値
Ｆ 判定用周波数
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動スプロケットと被動スプロケットとに掛け渡されたチェーンを備えるチェーン式巻掛け伝動機構を備える機械に関し、より詳細には、チェーンに伸びが発生したときの伸び状態を判定するチェーン状態判定装置に関する。そして、前記機械は、例えば内燃機関である。
【背景技術】
【０００２】
駆動スプロケットと被動スプロケットとに掛け渡されたチェーンを備える巻掛け伝動機構を備える機械において、該機械の振動を検出するセンサの検出信号に基づいて、チェーンの摩耗やスプロケットの破損などに起因する異常を診断することは知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、動弁装置を駆動するチェーン式巻掛け伝動機構を備える内燃機関において、筒内圧を検出するセンサの検出信号に基づいてチェーンに伸びが生じたか否かを判定することも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１１５６３５号公報
【特許文献２】特許４２２８６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
チェーン式巻掛け伝動機構を備える機械、例えば内燃機関において、内燃機関の運転中に、該巻掛け伝動機構のチェーンの摩耗等に起因してチェーンの伸びが発生したとき、該伸びが正常な範囲であるか、または異常であるかを判定するために、内燃機関の振動を検出する手法では、例えば該振動に基づいて検出された異常がチェーンの伸びに起因する異常であると直ちに特定することは困難である。
また、内燃機関においてチェーンの伸びを筒内圧に基づいて検出する場合、燃焼状態に直接依存する筒内圧の変化に、したがって燃焼に、直接関与する作動装置（例えば動弁装置）以外の作動装置を駆動させる巻掛け伝動機構のチェーンの伸び状態を検出することができないので、その適用範囲が制限される。
さらに、前記した技術では、１つの駆動軸により駆動される複数のチェーン式巻掛け伝動機構が備えられる場合、複数のチェーンのそれぞれの伸び状態を判定することは困難である。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、チェーン式巻掛け伝動機構を備える機械の運転中に、該巻掛け伝動機構のチェーンの伸び状態を判定可能なチェーン状態判定装置において、チェーンの伸び状態の判定の容易化を図ると共に、チェーン状態判定装置を適用可能な巻掛け伝動機構の範囲の拡大を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、駆動軸（１０）に設けられた駆動スプロケット（２０）と被動軸（１１，１２）に設けられた被動スプロケット（２１）とに掛け渡されたチェーン（２２）とを備える少なくとも１つの巻掛け伝動機構（Ｔ）を備える機械（Ｅ）における前記チェーン（２２）の伸び状態を判定するチェーン状態判定装置において、前記駆動軸（１０）または前記被動軸（１１，１２）の一方である基準回転軸の回転角（θ）を検出する回転角検出手段（４２）と、前記基準回転軸の回転速度（Ｎ）を検出する回転速度検出手段（４３）と、前記チェーン（２２）の伸びに起因して前記回転角検出手段（４２）が出力する回転角信号（Ｓ１）に現れる特定信号（Ｓ１ｅ）の周波数である判定用周波数（Ｆ）を、任意の前記回転速度（Ｎ）である判定用回転速度（Ｎｆ）での周波数として前記回転速度（Ｎ）に基づいて決定する周波数決定手段（５１）と、前記回転角信号（Ｓ１）に基づく判定対象信号から前記判定用周波数（Ｆ）の信号を抽出信号（Ｓ３）として抽出するフィルタ手段（５３）と、前記抽出信号（Ｓ３）に基づいて前記チェーン（２２）の伸び状態の指標となる伸び指標値（Ｈ）を算出する指標値算出手段（５４）と、伸び状態判定閾値（Ｌ）を前記判定用回転速度（Ｎｆ）に基づいて算出する判定閾値算出手段（５５）と、前記伸び指標値（Ｈ）と前記伸び状態判定閾値（Ｌ）とを比較して前記伸び状態を判定する伸び状態判定手段（５６）とを備えるチェーン状態判定装置である。
【０００７】
これによれば、チェーン式巻掛け伝動機構が備えるチェーンの伸びに起因して基準回転軸の回転角信号に現れる特定信号から得られる判定用周波数を利用して、機械の運転中にチェーンの伸び状態が判定される。この結果、伸び状態が異常である場合を含めて伸びが発生したチェーンを特定できる。また、巻掛け伝動機構により作動する作動装置の種類に依存することなく、チェーンの伸び状態を判定でき、さらに、共通の駆動軸に設けられた複数の駆動スプロケットをそれぞれ備える複数の巻掛け伝動機構についても、チェーン毎の伸び状態の判定が可能になるので、チェーン状態判定装置の適用範囲を拡大できる。
さらに、伸び指標値は、基準回転軸の回転角信号および回転速度から得られ、しかも判定用周波数は任意の回転速度に対応して決定されるので、機械の運転中でのチェーンの伸び状態の判定が容易になる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のチェーン状態判定装置において、前記回転角信号（Ｓ１）の大きさを一定の時間間隔（Ｔ１）毎に検出してサンプル信号（Ｓ２ｍ）を出力する信号収集手段（５２）を備え、前記判定対象信号は前記サンプル信号（Ｓ２ｍ）であるものである。
これによれば、チェーンの伸びに起因する特定信号が現れる回転角信号を一定の時間間隔での信号の大きさに加工したサンプル信号から判定用周波数の抽出信号を得るので、回転角信号自体からフィルタ手段により抽出信号を得る場合に比べてチェーン状態判定装置の演算負荷を低減でき、その結果としてフィルタ手段による判定用周波数の抽出信号の生成が容易になる。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１記載のチェーン状態判定装置において、前記回転角信号（Ｓ１）の大きさが一定の所定値（Ｍ）となる時間間隔（Ｔ２）を検出してサンプル信号（Ｓ２ｔ）を出力する信号収集手段（５２）を備え、前記判定対象信号は前記サンプル信号（Ｓ２ｔ）であるものである。
これによれば、伸びに起因する特定信号が現れる回転角信号をその大きさが一定となるときの時間間隔に加工したサンプル信号から、判定用周波数の抽出信号を得るので、回転角信号自体からフィルタ手段により抽出信号を得る場合に比べてチェーン状態判定装置の演算負荷を低減でき、その結果としてフィルタ手段による判定用周波数の抽出信号の生成が容易になる。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項記載のチェーン状態判定装置において、前記回転速度をＮ、前記チェーン（２２）の駒（３２）の数をＡ、前記基準回転軸に設けられた前記駆動スプロケット（２０）または前記被動スプロケット（２１）の歯（３０，３１）の数をＢとするとき、前記判定用周波数Ｆは、次式
Ｆ＝（Ｎ／６０）＊（Ｂ／Ａ）
により算出されるものである。
これによれば、伸び状態を検出する対象となるチェーンに固有な判定用周波数を利用すると共に、該判定用周波数は巻掛け伝動機構の構成部品の構造から簡単に算出できる。この結果、巻掛け伝動機構の構造に基づいて、チェーンの伸び状態の判定が容易になり、しかも、複数の巻掛け伝動機構の場合に、伸びが発生したチェーンの特定が容易になる。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項記載のチェーン状態判定装置において、伸び指標値（Ｈ）は、前記抽出信号（Ｓ３）の大きさの絶対値に基づく特性値を積算した積算値（Ｓｉ）であるものである。
これによれば、伸び状態判定閾値と比較される伸び指標値が、抽出信号の絶対値に基づく特性値から算出された正の値となるので、伸び状態判定閾値の設定が容易になる。
【００１２】
請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項記載のチェーン状態判定装置において、前記伸び状態判定閾値（Ｌ）は、前記伸び状態の異常を判定するための異常判定閾値（Ｌａ）であり、前記伸び状態判定手段（５６）により前記伸び状態が異常であると判定されたときに異常を報知する警告手段（５７ａ）を備えるものである。
これによれば、伸び状態が異常であるときには警告手段により異常が報知されることから、チェーンの伸び状態の異常を直ちに認識することができるので、チェーンの異常状態での機械の運転継続を防止する契機となる。
【００１３】
請求項７記載の発明は、請求項１から６のいずれか１項記載のチェーン状態判定装置において、前記基準回転軸は、１つの前記駆動軸（１０）であり、前記巻掛け伝動機構（Ｔ）は、前記１つの駆動軸（１０）を共通の駆動軸とした第１巻掛け伝動機構および第２巻掛け伝動機構であり、前記チェーン（２２）は、前記第１巻掛け伝動機構が備える第１チェーンおよび前記第２巻掛け伝動機構が備える第２チェーンであり、前記駆動スプロケット（２０）は、前記第１巻掛け伝動機構が備える第１駆動スプロケットおよび前記第２巻掛け伝動機構が備える第２駆動スプロケットであり、前記被動軸（１１，１２）は、前記第１巻掛け伝動機構が備える第１被動軸および前記第２巻掛け伝動機構が備える第２被動軸であり、前記被動スプロケット（２１）は、前記第１巻掛け伝動機構が備える第１被動スプロケットおよび前記第２巻掛け伝動機構が備える第２被動スプロケットであるものである。
これによれば、共通の駆動軸に設けられた第１，第２駆動スプロケットをそれぞれ備える第１，第２巻掛け伝動機構についても、第１，第２巻掛け伝動機構が同時に作動している状態で、各巻掛け伝動機構のチェーンの伸び状態を容易に判定できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、チェーン式巻掛け伝動機構を備える機械の運転中に、該巻掛け伝動機構のチェーンの伸び状態を判定可能なチェーン状態判定装置において、チェーンの伸び状態の判定を容易化できると共に、チェーン状態判定装置を適用可能な巻掛け伝動機構の範囲を拡大できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態を示し、チェーン状態判定装置を備える内燃機関の模式図である。
【図２】図１の内燃機関の巻掛け伝動機構のチェーンの要部断面図である。
【図３】図１のチェーン状態判定装置を中心としたブロック図である。
【図４】図１のチェーン状態判定装置の回転角検出手段が出力する回転角信号から、信号収集手段によるサンプル信号の生成を説明する模式図である。
【図５】図１のチェーン状態判定装置のフィルタ手段によるサンプル信号からの判定用周波数の抽出信号の抽出を説明する模式図である。
【図６】図１のチェーン状態判定装置の指標値算出手段による計算回数、積算値および異常判定閾値との関係を模式的に示すグラフである。
【図７】図１のチェーン状態判定装置によるチェーンの伸び状態の判定手順を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の第２実施形態での信号収集手段によるサンプル信号の生成を説明する模式図であり、図４に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図１〜図８を参照して説明する。
図１〜図７は、本発明の第１実施形態を説明するための図である。
図１に示される第１実施形態において、機械としての内燃機関Ｅは、単気筒または多気筒の、ここでは直列４気筒の４ストローク内燃機関であり、搭載対象である車両に搭載される。
【００１７】
内燃機関Ｅは、ピストン（図示されず）が往復運動可能に嵌合するシリンダブロック１を備える本体としての機関本体と、該機関本体に回転可能に支持される駆動軸としてのクランク軸１０および該クランク軸１０により回転駆動される１以上の所定数の、ここでは複数としての２つの被動軸であるカム軸１１およびバランサ軸１２と、クランク軸１０の動力をカム軸１１およびバランサ軸１２にそれぞれ伝達する前記所定数としての２つのチェーン式巻掛け伝動機構Ｔａ，Ｔｂと、内燃機関Ｅの運転を制御する制御装置としてのエンジン制御装置４０と、各巻掛け伝動機構Ｔａ，Ｔｂのチェーン２２ａ，２２ｂの伸び状態を判定するチェーン状態判定装置５０とを備える。
【００１８】
前記機関本体は、シリンダブロック１と、シリンダブロック１に結合されたシリンダヘッド２と、シリンダヘッド２に結合されたヘッドカバー３と、シリンダヘッド２とは反対側でシリンダブロック１に結合されたロアブロック４と、ロアブロック４に結合されたオイルパン５とから構成される。
燃焼室で発生する燃焼ガスにより駆動されて往復運動する前記ピストンにより回転駆動されるクランク軸１０は、シリンダブロック１におけるロアブロック４側部分１ｃとロアブロック４とに回転可能に支持される。また、前記部分１ｃ、ロアブロック４およびオイルパン５は、クランク軸１０およびバランサ装置８が収納されるクランク室６を形成するクランクケースを構成する。
【００１９】
前記燃焼室に対する吸排気を制御する吸気弁および排気弁を開閉する動弁装置（図示されず）が備えるカム軸１１は、シリンダヘッド２に回転可能に支持されて、該カム軸１１に設けられたカムにより吸気弁および排気弁の開閉時期を規定する。
前記動弁装置を作動させる巻掛け伝動機構Ｔａは、シリンダブロック１およびロアブロック４により支持されるクランク軸１０の軸端部に設けられてクランク軸１０と共に回転する駆動スプロケット２０ａと、カム軸１１の軸端部に設けられてカム軸１１と共に回転する被動スプロケット２１ａと、多数の歯３０ａ，３１ａをそれぞれ有する両スプロケット２０ａ，２１ａおよびアイドルスプロケット２５に巻き掛けられた無端のチェーン２２ａとを備え、カム軸１１を、クランク軸１０の回転速度Ｎに対して所定の変速比である１／２倍の変速比で回転駆動する。
【００２０】
前記ピストンの往復運動に起因して発生する２次振動を低減するバランサ装置８が備える１対の第１，第２バランサ軸１２，１３は、ロアブロック４に固定されて設けられるハウジング１５に回転可能に支持され、したがって該ハウジング１５を介してロアブロック４に回転可能に支持される。第１バランサ軸１２は、互いに噛合する１対の歯車から構成される軸間伝動機構１６を介して第２バランサ軸１３を回転駆動し、それぞれバランスウエイト１７が設けられた両バランサ軸１２，１３が、互いに等速で、逆方向に回転する。
【００２１】
バランサ装置８を作動させる巻掛け伝動機構Ｔｂは、クランク軸１０の軸端部に設けられてクランク軸１０と共に回転する駆動スプロケット２０ｂと、第１バランサ軸１２の軸端部に設けられて第１バランサ軸１２と共に回転する被動スプロケット２１ｂと、多数の歯３０ｂ，３１ｂをそれぞれ有する両スプロケット２０ｂ，２１ｂに巻き掛けられた無端のチェーン２２ｂとを備え、両バランサ軸１２，１３をクランク軸１０の回転速度Ｎに対して別の所定の変速比である２倍の変速比で回転駆動する。
【００２２】
内燃機関Ｅが備える前記動弁装置およびバランサ装置８はいずれも作動装置であり、カム軸１１は、被作動部材としての前記吸気弁および前記排気弁の開閉時期である作動時期を規定し、各バランサ軸１２，１３は、被作動部材としてのバランスウエイト１７によるバランス力の発生時期である作動時期を規定する。
なお、以下の説明において、両巻掛け伝動機構Ｔａ，Ｔｂおよびその構成部材について、区別をしない場合、添え字「ａ」，「ｂ」が付かない符号が使用される。そして、内燃機関Ｅは、少なくとも１つの巻掛け伝動機構Ｔを備える。
【００２３】
ローラチェーンである各チェーン２２ａ，２２ｂはいずれも多数の駒３２ａ，３２ｂから構成される同様の構造であり、図２に示されるように、第１リンクプレートとしての外側リンクプレート３４と、第２リンクプレートとしての内側リンクプレート３５と、両リンクプレート３４，３５を連結するリンクピン３６と、リンクピン３６に回転可能に支持されているローラ３７と、さらにリンクピン３６とローラ３７および内側リンクプレート３５との間に配置されたスリーブ３８とを備える。
【００２４】
ここで、チェーン２２の駒３２とは、チェーン２２において、１つのリンクピン３６と該１つのリンクピン３６で結合された各リンクプレート３４，３５とで構成される部分であるとし、この実施形態では、該駒３２には、さらに前記１つのリンクピン３６に挿入されたスリーブ３８が含まれる。したがって、チェーン２２において、駒３２の数はリンクピン３６の数と一致し、各リンクプレート３４，３５は、チェーン２２の走行方向で隣接する駒３２と共有される。
【００２５】
カム軸１１および第１バランサ軸１２において、一方が第１被動軸であるとき、他方は第２被動軸であるとする。また、いずれもタイミングチェーン機構である動弁用巻掛け伝動機構Ｔａおよびバランサ用巻掛け伝動機構Ｔｂにおいて、一方が第１巻掛け伝動機構であるとき、他方は第２巻掛け伝動機構であるとする。そして、両被動スプロケット２０ａ，２０ｂにおいて、一方が第１被動スプロケットであるとき、他方は第２被動スプロケットであるとする。
そして、両巻掛け伝動機構Ｔａ，Ｔｂに関して、両チェーン２２ａ，２２ｂの駒３２ａ，３２ｂの数は異なり、両駆動スプロケット２０ａ，２０ｂの歯３０ａ，３０ｂの数は異なる。
【００２６】
図３を参照すると、エンジン制御装置４０は、内燃機関Ｅの運転状態を検出する運転状態検出手段４１と、運転状態検出手段４１の検出信号が入力されると共に該運転状態検出手段４１により検出された各運転状態に基づいて内燃機関Ｅの作動状態としての運転状態を制御する運転制御部品４７である燃料噴射弁等を制御する電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という。）４５とを備える。
内燃機関Ｅが備える運転制御部品４７を制御する運転制御手段４６を備えるＥＣＵ４５は、入出力インターフェース、中央演算処理装置、各種の制御プログラムなどが記憶されたＲＯＭおよび各種のデータなどが一時的に記憶されるＲＡＭを有する記憶装置を備えるコンピュータである。そして、前記記憶装置には、後記する各種マップ５１ａ，５１ｂ，５５ａ，５５ｂが格納されている。
【００２７】
運転状態検出手段４１は、基準回転軸としてのクランク軸１０の回転角θであるクランク角を検出する回転角検出手段４２と、回転角検出手段４２により検出された回転角θに基づいてクランク軸１０の回転速度Ｎをエンジン回転速度として検出する回転速度検出手段４３と、クランク軸１０の特定回転角として前記各ピストンの上死点位置を検出する特定回転角検出手段４４とを含む。
【００２８】
回転角検出手段４２は、クランク軸１０と一体に回転するパルサである被検出部と、パルサの回転方向に所定角度毎に等間隔に設けられた多数の突起の位置を磁束の変化を通じて検出してパルス状の検出信号を出力する検出部とを備える。別の例として、回転角検出手段４２が、前記した磁気式検出手段のほかに、光学式検出手段で構成されてもよい。
回転速度Ｎは、回転角検出手段４２により検出された回転角θに基づいて算出される角速度の複数の値の平均値、ここでは回転方向で隣接する前記上死点位置の間での複数の角速度の平均値として算出される。
【００２９】
図３，図４を参照すると、チェーン状態判定装置５０は、いずれも運転状態検出手段４１である回転角検出手段４２および回転速度検出手段４３と、チェーン２２の伸びに起因して回転角検出手段４２が出力する検出信号としてのクランク角信号である回転角信号Ｓ１に現れる特定信号Ｓ１ｅの周波数である判定用周波数Ｆを回転速度Ｎに基づいて決定する周波数決定手段５１と、回転角信号Ｓ１の大きさを一定の時間間隔Ｔ１毎に検出することによりサンプル信号Ｓ２としての振幅サンプル信号Ｓ２ｍを生成する振幅信号収集手段である信号収集手段５２と、回転角信号Ｓ１に基づく判定対象信号としての振幅サンプル信号Ｓ２ｍから判定用周波数Ｆの信号を抽出信号Ｓ３として抽出する信号抽出手段としてのフィルタ手段５３と、フィルタ手段５３から出力された抽出信号Ｓ３に基づいてチェーン２２の伸び状態（または伸び量）の指標となる伸び指標値Ｈを算出する指標値算出手段５４と、周波数決定手段５１が判定用周波数Ｆを決定するときの回転速度Ｎである判定用回転速度Ｎｆに対応した伸び状態判定閾値Ｌとしての異常判定閾値Ｌａを算出する判定閾値算出手段５５と、伸び指標値Ｈと異常判定閾値Ｌａとを比較してチェーン２２の伸び状態を判定する伸び状態判定手段５６と、チェーン２２の伸び状態が特定の伸び状態にあることを報知する報知手段５７としての警告手段５７ａとを備える。
【００３０】
チェーン状態判定装置５０は、運転者により操作される判定対象切換手段としてのスイッチ（図示されず）により、伸び状態の判定対象となるチェーン２２を、巻掛け伝動機構Ｔ単位で切り換えることができる。それゆえ、チェーン状態判定装置５０は、各チェーン２２ａ，２２ｂの伸び状態を判定できる。
【００３１】
周波数決定手段５１、信号収集手段５２、指標値算出手段５４、判定閾値算出手段５５、および伸び状態判定手段５６は、ＥＣＵ４５にその機能として備えられるが、ＥＣＵ４５とは別の電子制御ユニットに備えられてもよい。
この実施形態では、伸び状態判定手段５６は、チェーン２２の伸び状態が、正常な範囲にあるか、該正常範囲から外れて異常の範囲にあるかを判定し、また伸び状態判定手段５６により作動させられる警告手段５７ａ（例えば、ランプなどの表示手段）は、チェーン２２の伸び状態が異常の範囲にあることを報知する、すなわちチェーン２２の伸びの異常を報知する。
【００３２】
図２を参照すると、チェーン２２の伸びは、チェーン２２において接触部であるリンクピン３６、スリーブ３８、外側リンクプレート３４におけるリンクピン３６の挿入部３４ｃ、内側リンクプレート３５におけるリンクピン３６およびスリーブ３８の挿入部３５ｃが摩耗して隙間（以下、「チェーン隙間」という。）が形成されることで発生する。
【００３３】
図１，図３を参照すると、周波数決定手段５１は、チェーン２２の伸び状態を判定するための判定用周波数Ｆを、任意の回転速度Ｎである判定用回転速度Ｎｆでの周波数として、回転速度Ｎに基づいて決定する。
具体的には、ＥＣＵ４５には、巻掛け伝動機構Ｔａ，Ｔｂ毎に、回転速度Ｎに対応する判定用周波数Ｆが設定された巻掛け伝動機構Ｔａ用の周波数マップ５１ａまたは巻掛け伝動機構Ｔｂ用の周波数マップ５１ｂが記憶されている。そして、周波数決定手段５１は、伸び状態の判定対象となるチェーン２２ａ，２２ｂを備える巻掛け伝動機構Ｔａ，Ｔｂに対応して、回転速度検出手段４３により検出された回転速度Ｎに基づいて周波数マップ５１ａ，５１ｂを検索することにより、判定用回転速度Ｎｆに対応する判定用周波数Ｆを決定する。別の例として、周波数マップ５１ａ，５１ｂを作成することなく、判定用周波数Ｆが後記の計算式である式（１）により、回転速度Ｎに基づいて算出されてもよい。
このように、周波数決定手段５１により、チェーン２２の伸び状態の判定が行われる任意の回転速度Ｎを判定用回転速度Ｎｆとしたときの判定用周波数Ｆが決定される。
【００３４】
一方、チェーン２２の伸びは、チェーン２２を構成する各駒３２の伸びの合計値であることから、１つずつの駒３２の伸びに起因する現象を、チェーン２２のすべての駒３２に関して収集することで、チェーン２２の伸び状態を検出することができる。
具体的には、各駒３２が駆動スプロケット２０と係合する（または、噛合する）ときに、伸びがほとんどない正常な駒３２とは異なり、伸びが生じた駒３２には、前記チェーン隙間が形成されているために、伸びが生じた駒３２と係合する駆動スプロケット２０に作用する負荷の変化に起因するクランク軸１０の角速度の変化が発生し、この角速度変化が、回転角検出手段４２の検出信号である回転角信号Ｓ１に現れる。
したがって、１つずつの駒３２の伸びに起因する現象は、特定信号Ｓ１ｅ（図４参照）として、回転角信号Ｓ１に現れ、この特定信号Ｓ１ｅを解析または加工することにより、チェーン２２の伸び状態を検出することができる。
【００３５】
そして、判定用周波数Ｆは、例えば、チェーン２２の駒３２の１つに伸びが発生したときに、該駒３２の伸びに基づいて発生する特定信号Ｓ１ｅの周波数として、次式で算出される。
Ｆ＝（Ｎ／６０）＊（Ｂ／Ａ） （１）
ここで、
Ｎ：回転速度
Ａ：チェーン２２の駒３２の数
Ｂ：基準回転軸（この実施形態では、クランク軸１０である。）に設けられたス
プロケット（この実施形態では、駆動スプロケット２０である。）の歯３０
の数
である。
【００３６】
このように、判定用周波数Ｆは、クランク軸１０（基準回転軸）の回転速度Ｎ、駆動スプロケット２０（基準回転軸に設けられたスプロケット）およびチェーン２２に基づいて定まる周波数であり、同一回転速度Ｎにおいて各巻掛け伝動機構Ｔａ，Ｔｂに固有の周波数である。
【００３７】
図４を併せて参照すると、信号収集手段５２は、この特定信号Ｓ１ｅを含む回転角信号Ｓ１からチェーン２２ａ，２２ｂの伸び状態の判定に使用される判定対象信号である振幅サンプル信号Ｓ２ｍを生成するために、回転角信号Ｓ１において、一定の時間間隔Ｔ１毎に、回転角信号Ｓ１の大きさを、所定の信号収集時間に渡って検出し、かつ時系列に収集して、振幅サンプル信号Ｓ２ｍを出力する。
なお、図４において、チェーン２２に伸びが殆ど発生していないチェーン状態であるチェーン正常時の回転角信号Ｓ１が破線で示され、前記チェーン隙間に起因するチェーン２２の伸びが発生したときのチェーン状態であるチェーン伸び時、図示の例では後記許容範囲を超える伸びが発生したときの回転角信号Ｓ１が実線で示されている。
そして、図５には、前記チェーン正常時の振幅サンプル信号Ｓ２ｍおよび前記チェーン伸び時の振幅サンプル信号Ｓ２ｍが示されている。
【００３８】
ここで、時間間隔Ｔ１は、例えば判定用周波数Ｆの関数として、サンプリング定理を満たすように次式により設定される。
Ｔ１＜１／（２Ｆ） （２）
また、前記信号収集時間は、回転角信号Ｓ１の大きさに関連する信号である振幅サンプル信号Ｓ２ｍがチェーン２２の伸びを検出するための信頼性のあるデータとなるように設定されると共に、回転速度Ｎと関連して、該回転速度Ｎが大きいほど短く設定される。例えば、回転速度Ｎが８００ｒｐｍであるとき、信号収集時間は５秒程度である。
【００３９】
バンドパスフィルタにより構成されるフィルタ手段５３は、この実施形態では複数の異なる周波数の通過を許容する１以上の可変周波数バンドパスフィルタまたは１以上の、ここでは複数の固定周波数バンドパスフィルタにより構成される。
フィルタ手段５３は、入力された振幅サンプル信号Ｓ２ｍのうち、判定用周波数Ｆの信号を通過させて、該通過信号を抽出信号Ｓ３として出力する。前記チェーン正常時の振幅サンプル信号Ｓ２ｍには判定用周波数Ｆの信号成分が殆ど含まれていないため、抽出信号Ｓ３は、図５に示されるように、振幅が０（ゼロ）付近の信号となる一方で、前記チェーン伸び時の振幅サンプル信号Ｓ２ｍには判定用周波数Ｆの信号成分が含まれているため、抽出信号Ｓ３は、チェーン正常時に比べて大きな振幅の信号となる。そして、抽出信号Ｓ３の振幅は、チェーン２２の伸びが大きくなるほど大きくなる。
【００４０】
指標値算出手段５４は、抽出信号Ｓ３の大きさの絶対値に基づく特性値、この実施形態では抽出信号Ｓ３の大きさを２乗した値である特性値を求め、該特性値を所定の計算回数Ｃだけ積算した積算値Ｓｉを伸び指標値Ｈとして算出する。
計算回数Ｃは、異常時での抽出信号Ｓ３の積算値Ｓｉの変動幅が、正常時での積算値Ｓｉの変動幅と重なることなく、正常時の積算値Ｓｉと異常時の積算値Ｓｉとが明確に分離されるように、シミュレーション等により予め設定される。この計算回数Ｃは、例えば４０００回である。
【００４１】
判定閾値算出手段５５は、チェーン２２の伸び状態の判定基準となる伸び状態判定閾値Ｌとしての異常判定閾値Ｌａを判定用回転速度Ｎｆ毎に算出する。具体的には、ＥＣＵ４５には、伝動機構Ｔａ，Ｔｂ毎に、回転速度Ｎに対応する異常判定閾値Ｌａが設定された閾値マップ５５ａ，５５ｂが記憶されている。そして、判定閾値算出手段５５は、伸び状態の判定対象となるチェーン２２ａ，２２ｂを備える巻掛け伝動機構Ｔａ，Ｔｂに対応して、回転速度Ｎに基づいて巻掛け伝動機構Ｔａ用の閾値マップ５５ａまたは巻掛け伝動機構Ｔｂ用の閾値マップ５５ｂを検索することにより、判定用回転速度Ｎｆに対応する異常判定閾値Ｌａを算出する。
【００４２】
伸び状態判定手段５６は、図６に示されるように、積算値Ｓｉと異常判定閾値Ｌａとを比較して、積算値Ｓｉの全体が、異常判定閾値Ｌａを境に、正常の範囲にあるとき、チェーン２２の伸びが正常であると判定し、異常の範囲にあるとき、チェーン２２の伸びが異常であると判定する。
【００４３】
必要に応じて図３を参照しながら図７を参照して、チェーン状態判定装置５０により実行されるチェーン２２の伸び状態の判定方法を説明する。
ステップＳ１では、チェーン２２の伸び状態の判定を開始する際のクランク軸１０の回転速度Ｎが、判定用回転速度Ｎｆとして検出される。その後、ステップＳ２で、周波数決定手段５１により、周波数マップ５１ａ，５１ｂから判定用回転速度Ｎｆに対応する判定用周波数Ｆが決定される。次いで、ステップＳ３で、伸び指標値Ｈである積算値Ｓｉがリセットされて初期値としての０に設定され、ステップＳ４で、積算値Ｓｉを算出するための計算回数Ｃがリセットされて０にされた後、ステップＳ５で、今までカウントされた計算回数Ｃに１を加算して今回の計算回数Ｃを算出する。
【００４４】
次いで、ステップＳ６で、回転角信号Ｓ１が読み込まれて、信号収集手段５２により、時間間隔Ｔ１毎の回転角信号Ｓ１の大きさが前記所定信号収集時間に渡って検出され、かつ時系列に収集されて、振幅サンプル信号Ｓ２ｍが生成される。次いで、振幅サンプル信号Ｓ２ｍが判定用周波数Ｆの信号を通過させるフィルタ手段５３に入力されて、抽出信号Ｓ３が抽出される。
【００４５】
その後、ステップＳ７で、抽出信号Ｓ３の大きさの２乗が今までの積算値Ｓｉに加算されて最新の積算値Ｓｉが算出された後、ステップＳ８で、計算回数Ｃが予め設定された所定回数Ｃｓに達したか否かが判定される。計算回数Ｃが所定回数Ｃｓに達していないときは、ステップＳ５〜ステップＳ８までの処理が繰り返し実行されて、計算回数Ｃが所定回数Ｃｓになるまで積算される。
このように、ステップＳ５〜ステップＳ８において、抽出信号Ｓ３の２乗を特性値として算出し、該特性値を所定回数Ｃｓだけ加算して積算値Ｓｉを算出する処理は、指標値算出手段５４により行われる。
そして、計算回数Ｃが所定回数Ｃｓに達したとき、ステップＳ９で、判定閾値算出手段５５により、閾値マップ５５ａ，５５ｂから判定用回転速度Ｎｆに対応する異常判定閾値Ｌａが算出された後、ステップＳ１０で積算値Ｓｉと異常判定閾値Ｌａとが比較される。
【００４６】
ステップＳ１０で、積算値Ｓｉが異常判定閾値Ｌａ未満であるとき、ステップＳ１１で、伸び状態判定手段５６により伸び状態が正常の範囲にある、すなわちチェーン２２の伸びが予め設定された許容範囲であると判定される。また、ステップＳ１０で、積算値Ｓｉが異常判定閾値Ｌａ以上であるとき、ステップＳ１２で伸び状態判定手段５６により伸び状態が異常である、すなわちチェーン２２の伸びが前記許容範囲を超えると判定されて、ステップＳ１３で警告手段５７ａが警告を発生して、運転者にその異常を知らせる。
【００４７】
ここで、チェーン状態判定装置５０によるチェーン２２の伸び状態の判定は、クランク軸１０または駆動スプロケット２０が実質的に同一の回転速度Ｎ（すなわち、判定用回転速度Ｎｆ）であるときに実行され、特に、ステップＳ５からステップＳ８までの一連の処理は、回転速度Ｎが実質的に判定用回転速度Ｎｆであるときに実行される。
ここで、「実質的に同一」とは、回転速度Ｎが同一である場合のほかに、チェーン状態判定装置５０によるチェーン２２の伸び状態の判定に関して所要の信頼性が維持できる程度に、回転速度Ｎが変化してもよいことを意味する。
【００４８】
次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
チェーン式巻掛け伝動機構Ｔを備える内燃機関Ｅにおけるチェーン２２の伸び状態を判定するチェーン状態判定装置５０は、チェーン２２の伸びに起因して回転角検出手段４２が出力する回転角信号Ｓ１に現れる特定信号Ｓ１ｅの周波数である判定用周波数Ｆを、任意の回転速度Ｎである判定用回転速度Ｎｆでの周波数として回転速度Ｎに基づいて決定する周波数決定手段５１と、回転角信号Ｓ１に基づく判定対象信号である振幅サンプル信号Ｓ２ｍから判定用周波数Ｆの信号を抽出信号Ｓ３として抽出するフィルタ手段５３と、抽出信号Ｓ３に基づいてチェーン２２ａ，２２ｂの伸び状態の指標となる伸び指標値Ｈを算出する指標値算出手段５４と、伸び状態判定閾値Ｌを判定用回転速度Ｎｆに基づいて算出する判定閾値算出手段５５と、伸び指標値Ｈと伸び状態判定閾値Ｌとを比較してチェーン２２の伸び状態を判定する伸び状態判定手５６とを備える。
この構造により、巻掛け伝動機構Ｔが備えるチェーン２２の伸びに起因してクランク軸１０の回転角信号Ｓ１に現れる特定信号Ｓ１ｅから得られる判定用周波数Ｆを利用して、内燃機関Ｅの運転中にチェーン２２の伸び状態が判定される。この結果、伸び状態が異常である場合を含めて伸びが発生したチェーン２２を特定できる。また、巻掛け伝動機構Ｔにより作動する作動装置の種類、ここでは前記動弁装置およびバランサ装置８に依存することなく、チェーン２２の伸び状態を判定でき、さらに、共通のクランク軸１０に設けられた駆動スプロケット２０ａ，２０ｂをそれぞれ備える複数の巻掛け伝動機構Ｔａ，Ｔｂについて、チェーン２２ａ，２２ｂ毎の伸び状態の判定が可能になるので、チェーン状態判定装置５０の適用範囲を拡大できる。
さらに、伸び指標値Ｈは、クランク軸１０の回転角信号Ｓ１および回転速度Ｎから得られ、しかも判定用周波数Ｆは任意の回転速度Ｎに対応して決定されるので、内燃機関Ｅの運転中でのチェーン２２の伸び状態の判定が容易になる。
【００４９】
さらに、回転角検出手段４２、回転速度検出手段４３およびＥＣＵ４５は、内燃機関Ｅの運転に必須のエンジン制御装置４０が備えるものを利用するので、チェーン状態判定装置５０に専用の回転角検出手段および回転速度検出手段が不要になって、チェーン状態判定装置５０のコストを削減できる。
また、判定用周波数Ｆを変更することにより、任意の回転速度Ｎでチェーン状態の判定が可能であり、さらに駒３２の数が異なるチェーン２２ａ，２２ｂを備える複数の伝動機構Ｔａ，Ｔｂにおけるチェーン状態の判定にも容易に適用できる。
【００５０】
判定用周波数Ｆが、前記式（１）で算出されることにより、伸び状態を検出する対象となるチェーン２２に固有な判定用周波数Ｆを利用すると共に、該判定用周波数Ｆは巻掛け伝動機構Ｔの構成部品の構造から簡単に算出できる。この結果、巻掛け伝動機構Ｔの構造に基づいて、チェーン２２の伸び状態の判定が容易になり、しかも、複数の巻掛け伝動機構Ｔａ，Ｔｂの場合に、伸びが発生したチェーン２２ａ，２２ｂの特定が容易になる。
【００５１】
回転角信号Ｓ１の大きさを一定の時間間隔Ｔ１毎に検出して振幅サンプル信号Ｓ２ｍを出力する信号収集手段５２を備え、前記判定対象信号は振幅サンプル信号Ｓ２ｍであることにより、チェーン２２の伸びに起因する特定信号Ｓ１ｅが現れる回転角信号Ｓ１を一定の時間間隔Ｔ１での信号の大きさに加工した振幅サンプル信号Ｓ２ｍから判定用周波数Ｆの抽出信号Ｓ３を得るので、回転角信号Ｓ１自体からフィルタ手段５３により抽出信号Ｓ３を得る場合に比べてチェーン状態判定装置５０を構成するＥＣＵ４５の演算負荷を低減でき、その結果としてフィルタ手段５３による判定用周波数Ｆの抽出信号Ｓ３の生成が容易になる。
【００５２】
伸び指標値Ｈは、抽出信号Ｓ３の大きさの絶対値に基づく特性値として抽出信号Ｓ３の２乗を積算した積算値Ｓｉであることにより、伸び状態判定閾値Ｌと比較される伸び指標値Ｈが、抽出信号Ｓ３の２乗に基づく特性値から算出された正の値となるので、伸び状態判定閾値Ｌの設定が容易になる。
【００５３】
判定閾値算出手段５５により算出される伸び状態判定閾値Ｌは、前記伸び状態の異常を判定するための異常判定閾値Ｌａであり、チェーン状態判定装置５０が伸び状態判定手段５６により伸び状態が異常であると判定されたときに異常を報知する警告手段５７ａを備えることにより、伸び状態が異常であるときには警告手段５７ａにより異常が報知されることから、チェーン２２の伸び状態の異常を直ちに認識することができるので、チェーン２２の異常状態での内燃機関Ｅの運転継続を防止する契機となる。
【００５４】
２つの巻掛け伝動機構Ｔａ，Ｔｂは、クランク軸１０を共通の１つの駆動軸としていることにより、共通の駆動軸に設けられた駆動スプロケット２０ａ，２０ｂをそれぞれ備える両巻掛け伝動機構Ｔａ，Ｔｂについて、各巻掛け伝動機構Ｔａ，Ｔｂが同時に作動している状態で、各巻掛け伝動機構Ｔａ，Ｔｂのチェーン２２ａ，２２ｂの伸び状態を容易に判定できる。
【００５５】
次に、一部に第２実施形態が示される図３と、図７，図８を参照して、本発明の第２実施形態を説明する。この第２実施形態は、第１実施形態とは、サンプル信号Ｓ２を出力する信号収集手段５２が相違し、その他は基本的に同一の構成を有するものである。そのため、同一の部分についての説明は省略または簡略にし、異なる点を中心に説明する。
【００５６】
第２実施形態において時間間隔信号収集手段である信号収集手段５２は、図８に示されるように、回転角信号Ｓ１の大きさが一定の所定値Ｍとなる時間間隔Ｔ２を所定の信号収集時間に渡って検出して間隔時間サンプル信号Ｓ２ｔ（図３参照）を生成する。
具体的には、信号収集手段５２は、判定対象信号である間隔時間サンプル信号Ｓ２ｔを生成するために、図８に示されるように、回転角信号Ｓ１が増減方向で同じ方向（図８に示された例では減少方向）に変化するときの回転角信号Ｓ１の大きさが一定の所定値Ｍとなる時間間隔Ｔ２を、所定の信号収集時間に渡って検出し、かつ時系列に収集してサンプル信号Ｓ２としての間隔時間サンプル信号Ｓ２ｔ（第１実施形態の振幅サンプル信号Ｓ２ｍ（図４参照）に対応する。）を出力する。
【００５７】
ここで、所定値Ｍは、チェーン２２に伸びが殆どないときの回転角信号Ｓ１の振幅および特定信号Ｓ１ｅの振幅に依存して、チェーン２２の伸び状態の変化に応じた特定信号Ｓ１ｅの振幅の変化を検出できる値に設定される。
また、前記信号収集時間は、例えば第１実施形態での信号収集時間と同様に設定される。
【００５８】
そして、第１実施形態と同様に、フィルタ手段５３は、入力された時間間隔サンプル信号Ｓ２ｔのうち、判定用周波数Ｆの信号を通過させる。このため、図５に示される第１実施形態の抽出信号Ｓ３と同様の抽出信号が、前記チェーン正常時および前記チェーン伸び時のそれぞれに対応して抽出される。
また、第２実施形態では、チェーン状態判定装置５０によるチェーン２２の伸び状態の判定方法は、ステップＳ６での処理を除いて同様である。第２実施形態では、図７のステップＳ６において、回転角信号Ｓ１が読み込まれて、信号収集手段５２により、回転角信号Ｓ１の大きさが所定値Ｍとなる時間間隔Ｔ２が前記信号収集時間に渡って検出され、かつ時系列に収集されて、時間間隔サンプル信号Ｓ２ｔが生成され、次いで、該時間間隔サンプル信号Ｓ２ｔが判定用周波数Ｆの信号を通過させるフィルタ手段５３に入力されて、抽出信号Ｓ３が抽出される。
【００５９】
この第２実施形態によれば、判定対象信号の形成手段が異なることによる作用効果を除いて、第１実施形態と同様の作用効果が奏されるほか、次の作用効果が奏される。
回転角信号Ｓ１の大きさが一定の所定値Ｍとなる時間間隔Ｔ２を前記信号収集時間に渡って検出して時間間隔サンプル信号Ｓ２ｔを出力する信号収集手段５２を備えることにより、伸びに起因する特定信号Ｓ１ｅが現れる回転角信号Ｓ１をその大きさが一定となるときの時間間隔Ｔ２に加工した時間間隔サンプル信号Ｓ２ｔから、判定用周波数Ｆの抽出信号Ｓ３を得るので、判定用周波数Ｆの抽出信号Ｓ３の生成に関して、第１実施形態と同様の効果が奏される。
【００６０】
以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
チェーン状態判定装置５０は、１つの巻掛け伝動機構のチェーンの伸び状態、または３以上の巻掛け伝動機構のチェーンの伸び状態を判定するものであってもよい。
チェーン状態判定装置５０は信号収集手段５２を備えることなく、前記判定対象信号が回転角信号Ｓ１自体であってもよい。
回転角検出手段４２および回転速度検出手段４３により回転角および回転速度Ｎが検出される基準回転軸は、駆動軸の代わりに被動軸であってもよい。この場合、判定用周波数Ｆを算出する式（１）のスプロケットは、被動スプロケットである。また、回転角検出手段４２および回転速度検出手段４３は、駆動スプロケットまたは被動スプロケットの回転角および回転角速度をそれぞれ検出するものであってもよい。
３以上のチェーン式巻掛け伝動機構が、１つの共通の駆動軸に設けられた３以上の駆動スプロケットをそれぞれ備えていてもよい。
【００６１】
チェーン状態判定装置５０は、この実施形態では、チェーン２２の伸びが、正常の範囲であるか、または異常であるかを判定するものであったが、チェーン２２の伸び状態が正常な範囲で、異常に至るまでの伸び状態を段階的に判定するものであってもよい。この場合、伸び状態判定閾値Ｌは、異常判定閾値Ｌａよりも小さい複数の判定閾値が設定される。さらに、この場合に、報知手段５７が設けられることなく、前記判定閾値が機関状態の制御に使用されてもよい。
報知手段５７は、異常時の報知に加えて、チェーン２２の伸び状態が正常であることを報知するものであってもよい。
【００６２】
駆動軸は、複数の巻掛け伝動機構について、別々の軸であってもよい。
被動軸は、内燃機関Ｅにおいて、カム軸１１、バランサ軸１２以外の回転軸、例えば発電機、コンプレッサ、冷却水ポンプなどの補機の回転軸であってもよい。
抽出信号Ｓ３の大きさの絶対値に基づく特性値は、抽出信号Ｓ３の大きさの絶対値であってもよく、この場合にも特性値が抽出信号Ｓ３の２乗であるときと同様の効果が奏される。
【００６３】
チェーンは、サイレントチェーンであってもよい。
内燃機関Ｅが搭載される対象は、車両以外のもの、例えば船外機等の船舶推進装置、または発電装置などの、作業用装置であってもよい。
機械は、内燃機関以外の、駆動軸および被動軸間で動力を伝達するチェーン式巻掛け伝動機構を備える機械、例えば電動モータなどの駆動モータにより駆動軸が回転駆動されるもの（一例として、搬送装置）であってもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１０ クランク軸
１１ カム軸
１２ バランサ軸
２０ 駆動スプロケット
２１ 被動スプロケット
２２ チェーン
４２ 回転角検出手段
４３ 回転速度検出手段
５０ チェーン状態判定装置
５１ 周波数決定手段
５２ 信号収集手段
５３ フィルタ手段
５４ 指標値算出手段
５５ 判定閾値算出手段
５６ 伸び状態判定手段
Ｔ 巻掛け伝動機構
Ｎｆ 判定用回転速度
Ｓ１ 回転角信号
Ｓ１ｅ 特定信号
Ｓ２ サンプル信号
Ｓ３ 抽出信号
Ｈ 伸び指標値
Ｓｉ 積算値
Ｌａ 異常判定閾値
Ｆ 判定用周波数
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸に設けられた駆動スプロケットと被動軸に設けられた被動スプロケットとに掛け渡されたチェーンとを備える少なくとも１つの巻掛け伝動機構を備える機械における前記チェーンの伸び状態を判定するチェーン状態判定装置において、
前記駆動軸または前記被動軸の一方である基準回転軸の回転角を検出する回転角検出手段と、
前記基準回転軸の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記チェーンの伸びに起因して前記回転角検出手段が出力する回転角信号に現れる特定信号の周波数である判定用周波数を、任意の前記回転速度である判定用回転速度での周波数として前記回転速度に基づいて決定する周波数決定手段と、
前記回転角信号に基づく判定対象信号から前記判定用周波数の信号を抽出信号として抽出するフィルタ手段と、
前記抽出信号に基づいて前記チェーンの伸び状態の指標となる伸び指標値を算出する指標値算出手段と、
伸び状態判定閾値を前記判定用回転速度に基づいて算出する判定閾値算出手段と、
前記伸び指標値と前記伸び状態判定閾値とを比較して前記伸び状態を判定する伸び状態判定手段とを備えることを特徴とするチェーン状態判定装置。
【請求項２】
請求項１記載のチェーン状態判定装置において、
前記回転角信号の大きさを一定の時間間隔毎に検出してサンプル信号を出力する信号収集手段を備え、
前記判定対象信号は前記サンプル信号であることを特徴とするチェーン状態判定装置。
【請求項３】
請求項１記載のチェーン状態判定装置において、
前記回転角信号の大きさが一定の所定値となる時間間隔を検出してサンプル信号を出力する信号収集手段を備え、
前記判定対象信号は前記サンプル信号であることを特徴とするチェーン状態判定装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項記載のチェーン状態判定装置において、
前記回転速度をＮ、前記チェーンの駒の数をＡ、前記基準回転軸に設けられた前記駆動スプロケットまたは前記被動スプロケットの歯の数をＢとするとき、前記判定用周波数Ｆは、次式
Ｆ＝（Ｎ／６０）＊（Ｂ／Ａ）
により算出されることを特徴とするチェーン状態判定装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項記載のチェーン状態判定装置において、
前記伸び指標値は、前記抽出信号の大きさの絶対値に基づく特性値を積算した積算値であることを特徴とするチェーン状態判定装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項記載のチェーン状態判定装置において、
前記伸び状態判定閾値は、前記伸び状態の異常を判定するための異常判定閾値であり、
前記伸び状態判定手段により前記伸び状態が異常であると判定されたときに異常を報知する警告手段を備えることを特徴とするチェーン状態判定装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項記載のチェーン状態判定装置において、
前記基準回転軸は、１つの前記駆動軸であり、
前記巻掛け伝動機構は、前記１つの駆動軸を共通の駆動軸とした第１巻掛け伝動機構および第２巻掛け伝動機構であり、
前記チェーンは、前記第１巻掛け伝動機構が備える第１チェーンおよび前記第２巻掛け伝動機構が備える第２チェーンであり、
前記駆動スプロケットは、前記第１巻掛け伝動機構が備える第１駆動スプロケットおよび前記第２巻掛け伝動機構が備える第２駆動スプロケットであり、
前記被動軸は、前記第１巻掛け伝動機構が備える第１被動軸および前記第２巻掛け伝動機構が備える第２被動軸であり、
前記被動スプロケットは、前記第１巻掛け伝動機構が備える第１被動スプロケットおよび前記第２巻掛け伝動機構が備える第２被動スプロケットであることを特徴とするチェーン状態判定装置。
【請求項１】
駆動軸に設けられた駆動スプロケットと被動軸に設けられた被動スプロケットとに掛け渡されたチェーンとを備える少なくとも１つの巻掛け伝動機構を備える機械における前記チェーンの伸び状態を判定するチェーン状態判定装置において、
前記駆動軸または前記被動軸の一方である基準回転軸の回転角を検出する回転角検出手段と、
前記基準回転軸の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記チェーンの伸びに起因して前記回転角検出手段が出力する回転角信号に現れる特定信号の周波数である判定用周波数を、任意の前記回転速度である判定用回転速度での周波数として前記回転速度に基づいて決定する周波数決定手段と、
前記回転角信号に基づく判定対象信号から前記判定用周波数の信号を抽出信号として抽出するフィルタ手段と、
前記抽出信号に基づいて前記チェーンの伸び状態の指標となる伸び指標値を算出する指標値算出手段と、
伸び状態判定閾値を前記判定用回転速度に基づいて算出する判定閾値算出手段と、
前記伸び指標値と前記伸び状態判定閾値とを比較して前記伸び状態を判定する伸び状態判定手段とを備えることを特徴とするチェーン状態判定装置。
【請求項２】
請求項１記載のチェーン状態判定装置において、
前記回転角信号の大きさを一定の時間間隔毎に検出してサンプル信号を出力する信号収集手段を備え、
前記判定対象信号は前記サンプル信号であることを特徴とするチェーン状態判定装置。
【請求項３】
請求項１記載のチェーン状態判定装置において、
前記回転角信号の大きさが一定の所定値となる時間間隔を検出してサンプル信号を出力する信号収集手段を備え、
前記判定対象信号は前記サンプル信号であることを特徴とするチェーン状態判定装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項記載のチェーン状態判定装置において、
前記回転速度をＮ、前記チェーンの駒の数をＡ、前記基準回転軸に設けられた前記駆動スプロケットまたは前記被動スプロケットの歯の数をＢとするとき、前記判定用周波数Ｆは、次式
Ｆ＝（Ｎ／６０）＊（Ｂ／Ａ）
により算出されることを特徴とするチェーン状態判定装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項記載のチェーン状態判定装置において、
前記伸び指標値は、前記抽出信号の大きさの絶対値に基づく特性値を積算した積算値であることを特徴とするチェーン状態判定装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項記載のチェーン状態判定装置において、
前記伸び状態判定閾値は、前記伸び状態の異常を判定するための異常判定閾値であり、
前記伸び状態判定手段により前記伸び状態が異常であると判定されたときに異常を報知する警告手段を備えることを特徴とするチェーン状態判定装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項記載のチェーン状態判定装置において、
前記基準回転軸は、１つの前記駆動軸であり、
前記巻掛け伝動機構は、前記１つの駆動軸を共通の駆動軸とした第１巻掛け伝動機構および第２巻掛け伝動機構であり、
前記チェーンは、前記第１巻掛け伝動機構が備える第１チェーンおよび前記第２巻掛け伝動機構が備える第２チェーンであり、
前記駆動スプロケットは、前記第１巻掛け伝動機構が備える第１駆動スプロケットおよび前記第２巻掛け伝動機構が備える第２駆動スプロケットであり、
前記被動軸は、前記第１巻掛け伝動機構が備える第１被動軸および前記第２巻掛け伝動機構が備える第２被動軸であり、
前記被動スプロケットは、前記第１巻掛け伝動機構が備える第１被動スプロケットおよび前記第２巻掛け伝動機構が備える第２被動スプロケットであることを特徴とするチェーン状態判定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１４９４４５（Ｐ２０１１−１４９４４５Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８７０３（Ｐ２０１０−８７０３）
【出願日】平成２２年１月１９日（２０１０．１．１９）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１９日（２０１０．１．１９）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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