JPH06281517A - 車載用ｅｃｕおよびこれと接続して使用する張力測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車載のベルト装置に架けられたベルトの張力
を簡便に測定する。 【構成】 マイクロフォン３で検出されたベルト２の波
動を示す信号は、車載のＥＣＵ１００に入力される。Ｅ
ＣＵ１００は、この信号に基づいてベルト２の固有振動
数を検出し、これに基づいてベルト２の張力を算出す
る。ＲＯＭ１０２にはベルトの密度等、張力の計算に必
要なベルト装置に固有の定数が格納されている。算出さ
れたベルトの張力はテスタ２００に供給されて表示装置
２０６で出力される。前記ベルトの張力はテスタ２００
側で計算するように構成してもよい。その場合は、計算
のプログラムはＲＯＭ２０２に格納しておく。少なくと
も、計算のためのベルト固有の定数は車載のＥＣＵ１０
０側のＲＯＭ１０２に格納するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車載用ＥＣＵおよびこれ
と接続して使用する張力測定装置に関し、特に車載のベ
ルト装置を構成するベルトの張力を測定および適正判断
を行うのに好適な車載用ＥＣＵおよびこれと接続して使
用する張力測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車のエンジン、操舵装置、お
よびエアバッグ装置等の制御装置としてコンピュータ制
御される電子制御装置（以下、ＥＣＵという）が採用さ
れることが一般的となっている。ところで、電子制御装
置（以下、ＥＣＵという）およびこれと接続される周辺
機器に発生した故障の診断や定期的な点検を、人の観察
のみによって行うのは困難である。したがって、これら
の故障を診断するためには専用の故障診断装置が使用さ
れる。この故障診断装置はＥＣＵに接続され、故障箇所
を発見するための予定の診断プログラムに従ってＥＣＵ
と通信し、この通信結果から故障箇所を判定して表示装
置（ＬＣＤ）に表示する。

【０００３】前記故障診断のためのプログラムはＥＣＵ
の形式に応じて複数種類準備されているのが一般的であ
り、故障診断に際しては、該診断装置の操作パネルから
指示を入力する等してプログラムを選択することにな
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の故障診断装置に
は、解決すべき次のような課題があった。従来の故障診
断装置では、上述のように、コンピュータ制御される装
置のみを故障診断の対象としていた。ところが、実際に
自動車を最適の状態で運転できるようにするためには、
前記コンピュータ制御される装置の状態のみならず、そ
れ以外の構成装置や部品の状態も診断し、最適な使用状
態に維持するのが望ましい。

【０００５】例えば、エンジンの回転はベルト装置を使
用して自動車の他の構成部分に伝達される。カムシャフ
ト、空調機、発電機等は、すべてエンジンの回転をベル
トで伝達して駆動するように構成されている。

【０００６】前記ベルトは、その張力が予定された値に
維持されてプーリに張られていないと、回転が効率的に
伝達されず、前記構成部分を予定回転状態に維持するこ
とが困難になる。その結果、自動車の運転の快適さが損
なわれるようになるだけでなく、ベルト自体の寿命にも
影響を及ぼしてくる。

【０００７】前記故障診断装置に、前記ベルトの張力が
予定値どおりになっているかどうかを検出できる機能を
設けることができれば、ＥＣＵおよびその周辺装置の故
障診断と同様、簡単な操作で確実にベルト装置の異常が
判断できて便利である。

【０００８】ところが、前記ベルトの適正な張力は、そ
の用途によっても異なるし、自動車においては車種毎に
も異なっている。そのために、プーリに架けられた各ベ
ルトの張力を正確に測定するためには大掛かりな装置が
必要となり、従来は正確に測定されることがなく、人の
観察によるところが大きいのが現状であった。

【０００９】したがって、前記故障診断装置でＥＣＵお
よびその周辺装置の故障診断を行うのと同様、ベルトの
張力を簡易に測定することによって自動車の完成時や保
守時の点検をさらに確実なものにしたいという要望があ
った。

【００１０】本発明は、上記の要望に応えて前記課題を
解決するためになされたものであり、自動車の車種や用
途によって異なるベルトの張力を容易に測定するための
車載用ＥＣＵおよびこれと接続して使用する張力測定装
置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ための本発明は、次の（ａ）〜（ｇ）を特徴とする。 （ａ）車載用のＥＣＵに、車載のベルト装置に使用され
ているベルトの張力の適否を判断するための張力基準
値、または周期基準値およびこれと対応する周波数基準
値の少なくとも一方を記憶したＲＯＭを設けた点。 （ｂ）車載用のＥＣＵに、車載のベルト装置に使用され
ているベルトの張力を算出するための、前記ベルト装置
に固有の定数を記憶したＲＯＭを設けた点。 （ｃ）…ベルトの振動を検出するマイクロフォンと、こ
のマイクロフォンで検出された振動波形の各サイクル毎
の周期を測定する周期測定手段と、測定された周期の変
動が予定範囲内にある連続した波形からなる波形群を検
出する手段と、前記検出された波形群を代表する波形の
周期を求める手段と、車載のＥＣＵに記憶されている周
期基準値およびこれと対応する周波数基準値の少なくと
も一方と前記波形群を代表する波形の周期およびこれに
対応する周波数の少なくとも一方との比較結果に基づい
て前記ベルトの張力が適正か否かを判断する張力判定手
段とを具備した点。 （ｄ）…ベルトの振動を検出するマイクロフォンと、こ
のマイクロフォンで検出された振動波形の各サイクル毎
の周期を測定する周期測定手段と、測定された周期の変
動が予定範囲内にある連続した波形からなる波形群を検
出する手段と、前記検出された波形群を代表する波形の
周期を求める手段と、前記波形群を代表する周期および
これに対応する周期数、ならびに車載のＥＣＵに記憶さ
れているベルト装置の定数に基づき、所定の算出式で張
力を算出する張力演算手段とを具備した点。 （ｅ）…ベルトの振動を検出するマイクロフォンと、こ
のマイクロフォンで検出された振動波形の各サイクル毎
の周波数を測定する周波数測定手段と、測定された周波
数の変動が予定範囲内にある連続した波形からなる波形
群を検出する手段と、前記波形群を代表する周波数を選
定する手段と、車載のＥＣＵに記憶されている周波数基
準値および前記波形群を代表する周波数の比較結果に基
づいて前記ベルトの張力が適正か否かを判断する張力判
定手段とを具備した点。 （ｆ）…ベルトの振動を検出するマイクロフォンと、こ
のマイクロフォンで検出された振動波形の各サイクル毎
の周波数を測定する周波数測定手段と、測定された周波
数の変動が予定範囲内にある連続した波形からなる波形
群を検出する手段と、前記波形群を代表する周波数を選
定する手段と、選定された前記波形群を代表する周波数
および車載のＥＣＵに記憶されているベルト装置の定数
に基づき、所定の算出式で張力を算出する張力演算手段
とを具備した点。 （ｇ）…（ｄ），（ｆ）において、前記張力演算手段で
算出された張力および車載のＥＣＵに記憶されている張
力基準値の比較結果に基づいて前記ベルトの張力が適正
か否かを判断する張力判定手段とを具備した点。

【００１２】

【作用】２点間に張られたベルトに衝撃を加えて振動さ
せると、このベルトは当初、高調波成分や衝撃成分を含
んだ不規則な波形で振動するが、やがて時間の経過とと
もにそのベルトに固有の規則的な波形で振動するように
なる。すなわち、固有振動数で振動する基本波が残るよ
うになる。

【００１３】本発明は、このような現象の実験的確認に
鑑みてなされたもので、上記の特徴によって、前記固有
振動による規則的な波形、すなわち周期の変動が予定範
囲内にある波形が連続した波形群を検出することができ
る。そして、この波形の周期に基づき、該波形の周波数
すなわち固有振動数を算出し、この固有振動数またはこ
の固有振動数に基づいて算出されるベルト張力が適正か
否かを判定する。

【００１４】そして、この張力の算出、および算出され
た張力もしくは前記固有振動数に基づくベルト張力の判
定に際しては、車載のＥＣＵにあらかじめ記憶させてあ
るデータつまり張力の算出に必要なベルト装置毎の定数
および判定のための基準値が使用される。すなわち、車
載のＥＣＵに設定されている、車毎に特有の数値に基づ
いてベルトの張力の適否を判定できる。

【００１５】

【実施例】以下に、図面を参照して、本発明を詳細に説
明する。図１は本発明の一実施例を示す張力測定装置の
ハード構成を示すブロック図である。図１において、軸
間距離Ｌで配置されたプーリ１ａ，１ｂにベルト２が架
けられ、ベルト装置が構成されている。このベルト装置
は、例えば自動車のエンジンの回転を空調機に伝達する
ためのものである。マイクロフォン３は前記ベルト２の
振動を検出するために設けられ、その検出信号（波動）
は、車載のＥＣＵ１００に入力される。ＥＣＵ１００
は、入力された波動を、コンピュータ処理が可能なよう
に適当に信号処理を施した後、この波動に基づいてベル
ト２の張力を算出してテスタ２００に出力する。

【００１６】ＥＣＵ１００には、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ
１０２、ＲＡＭ１０３、通信インタフェース１０４が設
けられている。測定対象毎のベルト装置の軸間距離Ｌ、
および該ベルト装置に使用されているベルトの単位長さ
あたりの重量（ベルトの線密度）等、車毎の固有のデー
タと、該固有のデータに基づいてベルト２の張力を算出
するためのプログラムとはＲＯＭ１０２に格納されてい
る。ＣＰＵ１０１はＲＯＭ１０２に格納されている前記
固有のデータを使用し、予定のプログラムに従って張力
を算出する。

【００１７】一方、テスタ２００には、ＣＰＵ２０１、
ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３や通信インタフェース２０
４の他、キー入力装置２０５や表示装置２０６が設けら
れる。キー入力装置２０５からはＥＣＵ１００に対して
測定指令や測定対象ベルト装置を指示することができ
る。またＥＣＵ１００で算出された結果は表示装置２０
６で表示することができる。前記表示装置としては液晶
表示パネル（ＬＣＤ）が適当である。

【００１８】なお、張力の算出は、上述のようにＥＣＵ
１００で行うのに限定されず、テスタ２００で算出する
ようにしてもよい。その場合には、張力算出のための前
記プログラムはテスタ２００側のＲＯＭ２０２に格納す
るようにし、少なくとも張力算出のために必要な自動車
毎またはベルト装置毎の固有データだけをＥＣＵ１００
側のＲＯＭ１０２に格納する。

【００１９】テスタ２００側で張力を算出する場合は、
マイクロフォン３で検出されたベルト２の波動を示す信
号はＥＣＵ１００のＲＡＭ１０３に一旦格納し、テスタ
２００からの要求に応じ、張力算出時にテスタ１００側
に読み込むようにしてもよいし、図中点線で示すように
直接テスタ２００のＲＡＭ２０３に取込むようにしても
よい。

【００２０】続いて、ベルトの張力測定のための詳細な
構成を説明する。図２は、張力算出をＥＣＵ１００側で
行う場合の構成を示すプロック図であり、図１と同符号
は同一または同等部分を示す。マイクロフォン３で検出
された波動はフィルタ４に入力される。フィルタ４で
は、入力された波形信号から高周波のノイズ成分を除去
する。ノイズが除去された波形信号はコンパレータ５に
供給される。コンパレータ５は、予定のしきい値に従っ
て入力波形を整形し、矩形波信号を出力する。

【００２１】前記矩形波信号は微分回路６に入力され、
この微分回路６は、波形の立上がりおよび立下がりのエ
ッジ検出信号を出力する。このエッジ検出信号のうち、
例えば立上がりのエッジ検出信号が、遅延回路７、ラッ
チ８、およびフリップフロップ（Ｆ／Ｆ）９に入力され
る。カウンタ１０は、図示しないパルス発生装置から供
給されるクロックパルス（ＣＫ）を計数する。

【００２２】前記エッジ検出信号が供給されると、これ
に応答して、まず、ラッチ８はカウンタ１０の値を取込
む。また、遅延回路７は前記エッジ検出信号を所定時間
遅らせてカウンタ１０に供給する。遅延された信号はカ
ウンタ１０のリセット端子に接続され、遅延された信号
によってカウンタ１０の値がリセットされる。

【００２３】さらに、フリップフロップ９は、前記エッ
ジ検出信号によってセットされる。フリップフロップ９
の出力状態は、ＣＰＵ１０１で識別される。ＣＰＵ１０
１はフリップフロップ９のセットを検出し、これによっ
てカウンタ１０の値がラッチ８に保持されたことを認識
する。ＣＰＵ１０１は、この認識結果に基づいてラッチ
８からカウンタ値を取込み、ＲＡＭ１０３に格納する。
ＣＰＵ１０１はカウンタ値をラッチ８から取込んだ後は
クリア信号を出力してフリップフロップ９をリセットす
る。

【００２４】こうして、ＲＡＭ１０３には、マイクロフ
ォン３で検出された振動波形に基づいて得られた矩形波
の１サイクル毎の周期が、カウンタ１０によるカウンタ
値として記憶される。

【００２５】なお、本実施例では、カウンタ値をラッチ
８に取込む毎にカウンタ１０をクリアするようにした
が、カウンタ１０をいちいちクリアしないで、前記エッ
ジ検出時のカウンタ値を順次読込むようにしてもよい。
この場合は、ＣＰＵ１０１内部の処理で各カウンタ値の
差を算出して各サイクルの周期を検出することができ
る。

【００２６】以上の構成によって、図示しない打撃手段
でベルト２に衝撃を加えると、この衝撃によるベルト２
の振動はマイクロフォン３で検出され、各サイクルの周
期がＲＡＭ１０３に記憶される。ベルト２の振動は、最
初は衝撃や高調波成分を含んだ不規則な波形であるが、
しだいに規則的な波形が連続するようになり、この波形
が、プーリ１ａ，１ｂに架けられた当該ベルト２の固有
振動数と認められる。

【００２７】本実施例では、取込んだカウンタ値に基づ
いて、規則的な波形を検出するため、ＣＰＵ１０１によ
ってソフト処理を行った。以下に、前記規則的な波形を
検出する処理、および検出された波形の周波数によって
ベルト２の張力を検出する処理について説明する。

【００２８】図３は、コンパレータ５から出力される矩
形波の一例である。本実施例では、周期が予定の範囲に
入っている波形が連続した場合に、波形が規則的である
とみなすようにした。

【００２９】そこで、まず、周期ｔ０とその次の周期ｔ
１との差を比較し、その差が予定範囲内の場合は、周期
ｔ０とｔ１とを第１のデータグループとして所定のメモ
リ領域に記憶する。続いて周期ｔ０とｔ２とを比較して
その差が予定範囲内の場合は、周期ｔ２を前記周期ｔ
０，ｔ１と同一のデータグループに記憶する。

【００３０】こうして、基準にしたサイクルの周期（こ
こでは周期ｔ０）に対して予定範囲に入っているデータ
は１つのグループ内のデータとして記憶する。基準の周
期に対して比較されるサイクルの周期が予定範囲内に入
っていない場合は、次の処理サイクルからは、予定範囲
からはずれた前記１サイクルの周期を基準周期としてそ
の後のデータとの比較を行う。そして、新たな基準周期
に対して予定範囲に入っている周期を有する波形のデー
タは先のグループとは別のグループに記憶する。

【００３１】以上のようにして蓄積された、周期の安定
した波形データのうち、記憶数の最も大きいグループの
データが当該ベルトの固有振動に関するものであるとみ
なす。そして、そのグループを代表する周期、例えばグ
ループ内の記憶データの平均値に基づき、該周期を有す
る振動の周波数を算出する。最後に、この周波数を利用
し、所定の算出式に従ってベルトの張力を算出する。

【００３２】ベルトの張力を算出する式は、次のとおり
である。次の式（１）において、符号ｆは固有振動数
（Ｈｚ）、符号Ａはベルトの線密度（ｋｇ／ｍ）、符号
Ｌはプーリの軸間距離である。 張力Ｔ＝（４×Ｌ² ×Ａ×ｆ² ）÷９．８……（１） 次に、図４のフローチャートを参照して本実施例の動作
を説明する。図４において、ステップＳ１では、前記カ
ウンタ値の比較のために使用するパラメータａおよびｂ
に“０”をセットする。ステップＳ２では、規則的な波
形とみなされた波形の周期を記憶するグループを示すパ
ラメータＭに“０”をセットする。ステップＳ３では、
前記各グループにデータを最初に記憶させる処理か否か
の判断に使用するフラグＦに“０”をセットする。

【００３３】ステップＳ４では、カウンタ１０のカウン
タ値を読出すためのアドレスカウンタ値ｎをクリアす
る。ステップＳ５では、アドレスカウンタ値ｎをインク
リメントする。

【００３４】ステップＳ６では、アドレスカウンタ値ｎ
で示されるカウンタ値Ｃｎすなわち波形の周期を代表す
るカウンタ値をワークエリアに読出す。ステップＳ７で
は、読出したカウンタ値Ｃｎを前記パラメータｂにセッ
トする。

【００３５】ステップＳ８では、前記パラメータａおよ
びｂの差が予定値ｓより小さいか否かを判断する。この
判断が肯定のときは、波形の周期変動が少ない、すなわ
ち固有振動である可能性があると判断してステップＳ１
１に進む。

【００３６】しかし、ステップＳ８における最初の判断
では、パラメータａにはステップＳ１で“０”が設定さ
れているので、通常はこのパラメータａとｂとの差は予
定値ｓより大きい。したがって、この場合、ステップＳ
８の判断は否定となってステップＳ９に進む。ステップ
Ｓ９では、フラグＦに“０”をセットする。フラグには
ステップＳ３で“０”がセットされているので、ステッ
プＳ９の最初の処理では、フラグＦの状態に変化はな
い。

【００３７】ステップＳ１０では、基準周期を最新のカ
ウンタ値読込みデータに更新するため、パラメータａの
値をパラメータｂの値で更新する。ステップＳ１０の後
は、再びステップＳ５の処理に移り、アドレスカウンタ
値ｎをインクリメントする。これにより、ステップＳ６
において、記憶されている次のカウンタ値が読出され
る。

【００３８】ステップＳ８の判断が肯定であった場合
は、ステップＳ１１に進んでフラグが“０”か否かが判
断される。フラグが“０”の場合は、規則的な波形を検
出して、その周期を記憶する最初の処理であると判定す
る。したがって、この場合は、グループを新たに設定し
てそこにデータを記憶するため、ステップＳ１２に進
む。

【００３９】ステップＳ１２では、データを記憶するグ
ループを設定するためのパラメータＭをインクリメント
する。ステップＳ１３では、パラメータＭで示されるグ
ループにパラメータａ，ｂすなわち周期を示す２つのカ
ウンタ値を記憶する。

【００４０】一方、フラグＦが“１”の場合は、後述の
ステップＳ１６でフラグＦの変化があった場合であり、
当該記憶グループに対する２回目以降のデータ記憶処理
である。したがって、この場合はステップＳ１４に進ん
でパラメータｂの値のみを記憶する。すなわち、比較の
ための基準周期は変化しない。

【００４１】ステップＳ１５では、前記ラッチ８から取
込んで記憶したカウンタ１０のカウンタ値についてのチ
ェックがすべて終了したか否かを判断する。まだ、処理
の終わっていないカウンタ値がある場合はステップＳ１
６に進み、フラグＦに“１”をセットしてステップＳ５
に移行する。

【００４２】以上の処理によって、周期変動の少ない波
形に関し、その波形の周期が、連続した波形群毎にグル
ープ分けして記憶された。このグループが複数できた場
合は、１つのグループに記憶されたデータ数が多いグル
ープの波形を固有振動であると判定する。すなわち、周
期がより安定している振動が固有振動と考えられるから
である。

【００４３】ところで、固有振動数は理論的には一定で
あって変化しないが、実際の測定では、最初にベルト２
に加える衝撃によってプーリ１ａ，１ｂがわずかに回転
することがあって実質的にベルトの張力が変化したり、
低周波ノイズの影響を受けたりして検出された周期が一
方向に変動していくことがある。

【００４４】このような場合には、固有振動であっても
基準周期に対する予定範囲から周期がはずれることもあ
る。比較される波形の周期が基準周期からはずれると基
準周期は順に更新されていくので前記グループ数が増大
し、処理が繁雑化する。

【００４５】そこで、記憶グループが増大してその後の
処理が繁雑になるのを回避するため、連続する波形同士
で周期の比較を行うようにしてもよい。すなわち、図４
に示したフローチャートにおいて、ステップＳ１６の後
に、パラメータａをｂで更新する処理（ステップＳ１
７）を行う。この処理によって基準周期は処理サイクル
毎に更新され、連続する波形同士で周期の比較が行われ
ることになる。

【００４６】この場合、各周期の差が予定範囲に入って
いるか否かの判断基準となる値ｓは、基準周期を毎回の
処理で更新しない場合よりも小さく設定するのが望まし
い。

【００４７】次に、前記グループ別に記憶されたデータ
に基づいて張力を算出する動作を説明する。図５におい
て、ステップＳ１００では、前記グループのうち記憶デ
ータ数が最も大きいグループ（最大グループ）を検出す
る。すなわち、ここでは周期変動が少ない波形が連続し
た期間が最も長い部分が検出される。

【００４８】ステップＳ１１０では、検出された最大グ
ループの代表値が適宜の基準で選定される。例えば前記
代表値は、この最大グループに記憶されているデータの
平均値や中央値でもよいし、該データのうち任意に抽出
した値でもよい。

【００４９】ステップＳ１２０では、前記代表値である
周期に基づいて周波数を算出する。ステップＳ１３０で
は、この周波数を前記算出式（１）の固有振動数ｆに代
入して張力Ｔを算出する。算出された張力は、液晶パネ
ルやＣＲＴなど、適当な表示手段もしくは印字手段で可
視的に出力できる。

【００５０】次に、図６の機能ブロック図を参照し、張
力算出のための実施例の要部機能を説明する。同図にお
いて、周期記憶部１２には、前記ラッチ８から取込んだ
カウンタ値が記憶される。基準周期設定部１３には、周
期記憶部１２に記憶されている最初のカウンタ値が読込
まれて基準周期として設定される。周期比較部１４で
は、周期記憶部１２から前記カウンタ値を順次読込み、
前記基準周期記憶部１３から読込んだ基準周期との差を
検出する。この差が、基準値設定部１５に予め設定され
ている基準値の範囲内にある場合は、前記基準周期およ
び周期記憶部１２から読込んだカウンタ値は安定波形周
期記憶部１６に記憶される。

【００５１】周期比較部１４での比較の結果、前記差が
基準値以上に大きい場合は、基準周期設定部１３の基準
周期は、周期比較部１４に読込まれた最新のカウンタ値
で更新される。基準周期が更新されるまでは、安定波形
周期記憶部１６に記憶されるデータは１つのデータグル
ープに記憶される。そして、基準周期が更新された後
は、新たなデータグループに記憶されるようにする。

【００５２】なお、図４のフローチャートに関して説明
したように、隣接する波形同士を比較する場合には、１
サイクル前の波形の周期が基準周期になるので、基準周
期設定部１３の設定値は、周期比較部１４に読込まれた
最新のカウンタ値で毎回更新される。

【００５３】最大グループ検出部１７では、安定波形周
期記憶部１６に記憶されたデータグループのうち、デー
タ記憶数の最も大きいグループを検出して、そのデータ
を代表値選定部１８に転送する。なお、安定した波形す
なわち周期変動が予定範囲内にある波形の連続が１回し
かない場合は、データグループは１つしか設定されな
い。したがって、この場合は、最大グループ検出部１７
では、単に安定波形周期記憶部１６から代表値選定部１
８へデータを引渡す機能だけを果たすことになる。

【００５４】代表値選定部１８では、最大グループ検出
部１７で検出されたデータグループのデータすなわちカ
ウンタ値から、予定の手順に従い、例えば各データを平
均するとか、先頭データを抽出するとかして代表値を選
定する。

【００５５】選定された代表値（代表周期）は周波数算
出部１９に供給され、周波数算出部１９では、前記代表
値が継続した場合の周波数（Ｈｚ）を算出する。算出さ
れた周波数は張力算出部２０に入力され、前記式（１）
によってベルトの張力が算出される。なお、周知のよう
に、周波数と周期とは互いに逆数の関係にあるので、張
力の計算に周期を利用するようにしてもよい。張力の算
出のための軸間距離Ｌとベルトの線密度Ａとは、ＥＣＵ
１００のＲＯＭ１０２から張力算出部２０に読み込まれ
る。

【００５６】上述のように、前記軸間距離Ｌとベルトの
線密度Ａは各ベルト装置に対応して格納されており、こ
れらを呼び出すための指令がテスタ２００のキー入力装
置２０５から供給される。すなわち、オペレータが、測
定対象となるベルト装置を指定するためのキーを操作す
ると、そのベルト装置と対応する固有のデータが張力算
出部２０に出力される。

【００５７】算出された前記張力は表示部２０６に供給
されて表示される。また、データの保存に適するよう
に、テスタ２００に印字部２２を設けて、張力の算出結
果を印字してもよい。

【００５８】以上の説明のように、本実施例では、ベル
トの振動から、ほぼ周期が一定している振動波形群を検
出し、この振動波形群に基づいて、プーリ間に架けられ
たベルトの張力を算出するようにした。

【００５９】なお、本実施例では、周期が一定している
か否かの判定を、周期そのものが予定範囲内に入ってい
るか否かで行ったが、周期の変動比率が予定範囲に入っ
ているか否かによって行ってもよい。

【００６０】また、本実施例では、図５に関して前述し
たように、代表値を選定した後、周期のデータすなわち
カウンタ値から周波数を算出したが、前記カウンタ値を
ラッチ８からマイコン１１に取込んだ後に、このカウン
タ値に基づいて各周期毎に周波数を算出し、その後の処
理は、この周波数を対象にして行うようにしてもよい。

【００６１】なお、図６に示した構成では、周波数算出
部１９で算出された周波数を張力算出部２０に供給し、
そこで算出された張力の値を表示部２０６や印字部２２
に入力して可視情報として出力するようにしたが、これ
に限定されず、算出された周波数もしくは、この周波数
の算出に使用する周期を表示部２０６や印字部２２に直
接出力するようにしてもよい。この場合には、表示部２
０６や印字部２２で出力された結果を、別途準備する周
波数（もしくは周期）−張力換算表に照らして、人の判
断によって張力を認識することができる。もちろん、周
波数もしくは周期を他の値に換算することなく、表示ま
たは印字された周波数もしくは周期そのものをベルトの
張力判定材料とすることもできる。

【００６２】次に、ＣＰＵ１０１に取込んだカウンタ値
に基づいて算出された周波数が実際にどのように変化す
るかを、実験によって得られたデータをもとに説明す
る。

【００６３】図７は、ベルトに衝撃を与えた後の、時間
経過に伴うベルトの振動周波数の１サイクル毎の変化を
示す図であり、図８は、図７のデータに基づいて描かれ
たグラフである。図７において、データ番号が小さいも
のは振動始期近くでのデータであり、大きいものは振動
終期近くでのデータである。

【００６４】図８にみられるように、衝撃を加えられた
時から時間Ｔ１までは、高調波成分や衝撃成分が含まれ
るため、周波数は激しく不規則に変化する。その後、時
間Ｔ１〜Ｔ２間と、時間Ｔ３〜Ｔ４間に比較的周波数変
化の少ない領域すなわち規則的な振動が連続する領域が
現れるようになる。周波数変化の少ない規則的な振動の
連続回数が明確になるように整理されたデータの例を図
９に示す。

【００６５】図９は、前記データ番号順に従い、先のデ
ータを基準としてその後のデータが予定の変動比率の範
囲内にあるものを同一のグループにまとめたものであ
り、そのグループの代表値（この例では平均値をとっ
た）を予定の変動比率毎に示したものである。例えば、
図９において、連続回数２とあるのは、予定の変動比率
内にある連続データは３個であり、その３個のデータの
平均値を示す。

【００６６】また、変動比率±１０％のデータ欄で連続
回数１５に対応するのは、図７におけるデータ番号５０
〜６５の１６個のデータであり、それらの平均周波数が
８９．１８Ｈｚである。

【００６７】上述の実施例では、周期の変化が予定範囲
内の波形が連続するグループを検出し、そのグループが
複数ある場合は、連続回数が最も大きいグループを選択
し、そのグループを代表する周期に基づいてベルトの張
力を算出するようにした。

【００６８】上述の実施例によるグループ選択基準の妥
当性を図９のように整理された周波数のデータを参照し
て確認する。上述の実施例では検出された予定範囲の周
期の連続回数をもとに特定のグループを選択している
が、「周期」が直接に「周波数」に換算できることは周
知であり、両者は等価であるので、ここでは、周波数の
データである図９に基づいて検証する。図９から分かる
ように、変動比率が５％の複数グループのうちで最も連
続回数が大きいのは、連続回数が１５回であるグループ
番号１１のグループである。同様に、変動比率が１０％
の複数グループ内で最も連続回数が大きいのは、連続回
数が１５回であるグループ番号１３のグループである。

【００６９】したがって、この場合、グループ番号１
１，１４に対応する周波数８９．１８Ｈｚが、ベルトの
張力計算に使用される周波数ということになる。この結
果は、従来一般的に用いられている他の測定方法によっ
て別途測定したデータに一致することが認められた。

【００７０】ところが、図９から分かるように、５〜１
０％より大きく設定した変動比率に対応するデータにつ
いては、最も連続回数の多いグループに対応する周波数
は必ずしも前記周波数８９．１８Ｈｚではない。２０％
以上の大きい変動比率に基づいてグループを決定した場
合には、複数グループから最も連続回数が大きいグルー
プを１つ選択するという前記選択基準では、所望の周波
数を得ることはできない。このことから、上述の実施例
における選択基準によって所望の周波数を得るために
は、変動比率を１０数％以下に設定してデータのグルー
プを決定する必要がある。

【００７１】そこで、図９のデータをもとに、他の選択
基準を検討した結果、周波数の平均値が８９．１８Ｈｚ
になっているグループは、検出されたグループの中で最
も後で検出されたグループすなわちベルトの振動終期に
最も近いグループ（波形群）である。また、変動比率が
予定範囲にあるデータの連続回数が数回以下の波形群、
すなわち別の観点からすれば連続していないとみなせる
データを除き、周波数の平均値８９．１８Ｈｚは、各グ
ループを代表する平均周波数のうち最も低い値であるこ
とが分かった。これらは、ベルトの固有振動が、振動期
間の終期に比較的安定して現われ、一方振動始期では周
波数が安定しない現象とよく一致する。

【００７２】以上の点に鑑み、上述の実施例を、次のよ
うに変形することによっても本発明の目的を達成でき
る。本発明の変形例を図１０，図１１の要部ブロック図
を参照して説明する。図１０，図１１において図６と同
符号は同一または同等部分を示す。まず、図１０に示し
たものは、複数グループの中で時間的に最も後で検出さ
れたグループを選択する基準による場合の構成である。
同図において、グループ選択部２３では、安定波形周期
記憶部１６に記憶されたグループのうち最後に検出され
て記憶されているグループを抽出し、そのグループのデ
ータを代表値選定部１８へ引き渡すように構成する。

【００７３】また、図１１に示したものは、データの連
続回数が数回以下のグループすなわちデータが連続して
いないグループを除いて、平均周期の最も長いグルー
プ、つまり平均周波数の最も小さいグループを選択する
場合の構成である。同図において、安定波形周期記憶部
１６に記憶されているグループ毎の周期のうち、変動比
率が予定範囲（例えば±１０％以内）のデータが連続す
るグループの周期が平均値算出部２４に入力される。平
均値算出部２４では、各グループ毎の周期の平均値を算
出する。算出された平均値は最大平均値検出部２５に供
給され、そこで、周期の平均値が最大のグループが選択
される。そして、そのグループの周期の平均値が周波数
算出部１９に供給され、周波数に換算される。

【００７４】図１０，図１１は、ＲＡＭ１０３に記憶さ
れた波形の周期に基づいて処理をするための構成である
が、上述の実施例と同様、カウンタ値をＣＰＵ１０１に
取込んだ後、まず、各周期のデータに基づいて周波数を
算出し、この周波数をもとに、規則的な波形からなる波
形群すなわち前記データグループを検出したり、そのデ
ータグループから特定のグループを１つ抽出したりする
処理を行うようにしてもよい。

【００７５】なお、データグループを代表する値として
平均値を算出し、その平均値に基づいて１つのグループ
を選択するのに限定されず、データグループ内のデータ
の中央値や、データグループ内で任意に抽出された値
を、そのデータグループの代表値としてもよい。

【００７６】また、前記波形群は、ＣＰＵ１０１に順に
格納されたデータのうちの特定の基準値の予定範囲にあ
り、かつ該基準値よりも後にＣＰＵ１０１に取り込まれ
たデータを１つのグループに形成したものでなくてもよ
い。例えば、ＣＰＵ１０１に順に格納されたデータのう
ちの特定の基準値が中央値となるように、その前後にＣ
ＰＵ１０１に取り込まれた予定範囲のデータを１つにグ
ループ化したものでもよいし、ＣＰＵ１０１に順に格納
されたデータのうちの特定の基準値から予定範囲にあ
り、該基準値よりも前にＣＰＵ１０１に取り込まれたデ
ータを１つにグループ化したものでもよい。

【００７７】以上の実施例では、周波数もしくは周期ま
たはこれらに基づいて算出された張力を表示装置２０６
や印字手段２２を用いて出力する例を説明したが、算出
された周波数もしくは周期又は張力が正常な範囲にある
か否かを判定してその判定結果を出力するようにしても
よい。図１２は、このような判定結果を出力するための
要部機能を示すブロック図であり、図６と同符号は同一
または同等部分を示す。

【００７８】正常張力記憶部２５には、各ベルト装置に
対応して正常張力値が記憶されている。この正常張力記
憶部２５はＥＣＵ１００のＲＯＭ１０２に設定される。
比較部２６には、張力算出部２０から張力の算出結果が
供給され、前記正常張力値と比較される。比較の結果、
算出された張力が前記張力正常値から予定以上はずれて
いるか、正常張力値を中心とした予定範囲にあるかは、
表示装置２０６に表示される。

【００７９】張力の算出結果に代えて、前記周波数算出
部１９で算出された周波数もしくはその計算根拠となる
周期を正常周波数もしくは正常周期と比較して、その結
果を表示する場合も、同様に構成できる。

【００８０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、変位測定器や周波数分析器などの大掛かりな
装置を使用しないで、簡便な装置でプーリに架けられた
ベルトの固有振動数を測定でき、その結果に基づいて張
力を測定できる。

【００８１】また、前記張力を算出するに際して、あら
かじめ車載のＥＣＵに格納してあるベルト装置個々の定
数を使用できるので、張力測定時に、自動車毎やベルト
装置毎のデータをオペレータが入力することなく、個々
の自動車やベルト装置に対応した張力測定結果を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を示す測定装置のハード構
成ブロック図である。

【図２】 本発明の一実施例を示す測定装置の振動検出
部のハード構成ブロック図である。

【図３】 矩形波に波形整形されたベルト振動波形の一
例を示す図である。

【図４】 実施例の動作を示す波形データ採取のフロー
チャートである。

【図５】 実施例の動作を示す張力算出手順のフローチ
ャートである。

【図６】 本発明の一実施例を示す測定装置の要部機能
ブロック図である。

【図７】 周波数変動の実験データ例を示す図である。

【図８】 周波数変動の実験データ例を示すグラフであ
る。

【図９】 波形群毎の平均周波数データを示す図であ
る。

【図１０】 本発明の第１変形例を示す測定装置の要部
機能ブロック図である。

【図１１】 本発明の第２変形例を示す測定装置の要部
機能ブロック図である。

【図１２】 本発明の第３変形例を示す測定装置の要部
機能ブロック図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ…プーリ、 ２…ベルト、 ３…マイクロフ
ォン、 １００…ＥＣＵ、１０１，２０１…ＣＰＵ、
１０２，２０２…ＲＯＭ、 １０３，２０３…ＲＡＭ、
１０４，２０４…通信インタフェース、 ２００…テ
スタ、 ２０５…キー入力装置、 ２０６…表示装置

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車載用ＥＣＵであって、車載のベルト装
   置に使用されているベルトの張力の適否を判定するため
   の周期基準値およびこれに対応する周波数基準値の少な
   くとも一方が記憶されたＲＯＭを具備したことを特徴と
   する車載用ＥＣＵ。
2. 【請求項２】 車載用ＥＣＵであって、車載のベルト装
   置に使用されているベルト張力を算出するための、前記
   ベルト装置に固有の定数が記憶されたＲＯＭを具備した
   ことを特徴とする車載用ＥＣＵ。
3. 【請求項３】 車載用ＥＣＵであって、車載のベルト装
   置に使用されているベルトの張力の適否を判定するため
   の張力基準値が記憶されたＲＯＭを具備したことを特徴
   とする車載用ＥＣＵ。
4. 【請求項４】 車載のベルト装置を構成するベルトの張
   力を測定する張力測定装置であって、 前記ベルトの振動を検出するマイクロフォンと、 前記マイクロフォンで検出された振動波形の各サイクル
   毎の周期を測定する周期測定手段と、 測定された周期の変動が予定範囲内にある連続した波形
   からなる波形群を検出する手段と、 前記検出された波形群を代表する波形の周期を求める手
   段と、 車載のＥＣＵに記憶されている周期およびこれに対応す
   る周波数の少なくとも一方の基準値と前記波形群を代表
   する波形の周期およびこれに対応する周波数の少なくと
   も一方との比較結果に基づいて前記ベルトの張力が適正
   か否かを判断する張力判定手段とを具備したことを特徴
   とする張力測定装置。
5. 【請求項５】 車載のベルト装置を構成するベルトの張
   力を測定する張力測定装置であって、 前記ベルトの振動を検出するマイクロフォンと、 前記マイクロフォンで検出された振動波形の各サイクル
   毎の周期を測定する周期測定手段と、 測定された周期の変動が予定範囲内にある連続した波形
   からなる波形群を検出する手段と、 前記検出された波形群を代表する波形の周期を求める手
   段と、 前記波形群を代表する周期およびこれに対応する周波
   数、ならびに車載のＥＣＵに記憶されているベルト装置
   の定数に基づき、所定の算出式で張力を算出する張力演
   算手段とを具備したことを特徴とする張力測定装置。
6. 【請求項６】 車載のベルト装置を構成するベルトの張
   力を測定する張力測定装置であって、 前記ベルトの振動を検出するマイクロフォンと、 前記マイクロフォンで検出された振動波形の各サイクル
   毎の周波数を測定する周波数測定手段と、 測定された周波数の変動が予定範囲内にある連続した波
   形からなる波形群を検出する手段と、 前記波形群を代表する周波数を選定する手段と、 車載のＥＣＵに記憶されている周波数基準値および前記
   波形群を代表する周波数の比較結果に基づいて前記ベル
   トの張力が適正か否かを判断する張力判定手段とを具備
   したことを特徴とする張力測定装置。
7. 【請求項７】 車載のベルト装置を構成するベルトの張
   力を測定する張力測定装置であって、 前記ベルトの振動を検出するマイクロフォンと、 前記マイクロフォンで検出された振動波形の各サイクル
   毎の周波数を測定する周波数測定手段と、 測定された周波数の変動が予定範囲内にある連続した波
   形からなる波形群を検出する手段と、 前記波形群を代表する周波数を選定する手段と、 選定された前記波形群を代表する周波数および車載のＥ
   ＣＵに記憶されているベルト装置の定数に基づき、所定
   の算出式で張力を算出する張力演算手段とを具備したこ
   とを特徴とする張力測定装置。
8. 【請求項８】 前記張力演算手段で算出された張力およ
   び車載のＥＣＵに記憶されている張力基準値の比較結果
   に基づいて前記ベルトの張力が適正か否かを判断する張
   力判定手段とを具備したことを特徴とする請求項５また
   は７に記載の張力測定装置。