JPS61502703A - 周期運動を行う動力発生部材又は動力伝達部材の運転を監視する方法及び該部材の運転を監視する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 周期運動を行う動力発生部材又は動力伝達部材の運転を監視する方法及び該部材 の運転を監視する装置 本発明は、周期運動を行う動力発生部材又は動力伝達部材の運転を監視する方法 に関する。

多くの異なる用途において、動力発生部材又は動力伝達部材は周期運動、即ち、 回転運動又は往復運動を行う。動力発生部材又は動力伝達部材はモータ、エンジ ン、発電機、歯車伝動装置、伝動軸等でもよい。部材が運動しているか否かを決 めたり、もし必要ならば部材の周期周波数を決めることができるように、光学式 検出器、磁気式又は機械式検出器等の運動検出器を部材上又は部材に近接して配 設することはよく知られている。これらの運動検出器の用途に共通するのは、運 動検出が部材の運動又はその１点を監視する目的だけを果すという事実である。

周期運動を行う部材の運動の監視又はその１点の運動の監視の公知の技術と異な り、本発明は、部材の少くとも１点の運動を監視することにより、周期運動を行 う動力発生部材又は動力伝達部材の運転を監視してらよいという判断に基づくも のである。何故なら、部材のその点の運動を監視することから得られる情報は、 動力発生部材又は動力伝達部材の運転に関する情報を本来含んでいるからである 。

本発明の思想に従えば、周期運動を行う動力発生部材又は動力伝達部材の少くと も１点の運動を監視することにより、部材の運転を監視する方法が得られ、該方 法は、少くともｌサイクル中の部材のその点の基準運動を示す第１基準信号を出 す（ａ）工程と、第１基準信号を記憶手段に記憶させる（ｂ）工程と、上記の少 くともｌサイクル中の部材のその点の実際の運動を示す時間的変動性測定信号を 出す（ｃ）工程と、第１基準信号と測定信号とを比較して、第１基準信号と測定 信号の比較結果が所定の限界を越える発散をする場合に上記の少くともｌサイク ル中の部材の異常運転を示す異常信号を発生する（ｄ）工程とを備える。

基本的に、部材のその点の運動を監視することから得られる情報は、どんな動力 発生部材又は動力伝達部材もある程度弾性を有し、それ故、運動加速力、摩擦力 等の物理的応力を受けると弾性変形するという事実から生じる。

本文においては、　“異常”（ａｎｏｍａｌｙ）という用語は、第１基準信号と 測定信号とを比較して決められる部材の運転が第１基準信号で示される部材の基 準運動と異なることを表す。

本文においては、“信号”（ｓｉｇｎａｌ）という用語は、例えば数値表示等を された電圧や電流の単一の値、一連の電圧値や電流値等の単一の物理的事象や複 数又は一連の物理的事象の何らかのアナログ又はディジタル表示を表す。

周期運動を行う動力発生部材又は動力伝達部材の運転を連続的に監視できるよう に、（Ｃ）工程と（ｄ）工程を繰返してもよい。望ましくは、（Ｃ）工程と（ｄ ）工程が部材の各サイクル中に繰返される。代りに、繰返し速度を外部クロック によって決めたり、（Ｃ）工程と（ｄ）工程を部材の２もしくはそれ以上のサイ クル毎に繰返してもよい。

本発明にかかる方法の現在望ましい実施例によれば、部材の少くとも１個の別の 点が監視され、又、基準信号は上記少くともｌサイクル中の部材の点の基準運動 の間の差を更に示す差分信号であり、←方、測定信号は上記少くともｌサイクル 中の部材の点の実際の運動の間の差を更に示す差分信号である。部材の点の基準 運動と実際の運動を示す差分信号を出すことにより、部材の弾性変形を監視して もよい。何故なら、部材の点の運動の間のいかなる差も、運動加速力や摩擦力等 の夫々、部材が受けたり部材が発生する力から生ずる部材の弾性変形を表すから である。

起り得る異常を決めることができるように、第１基準信号と測定信号との比較結 果が所定の限界を越える発散をする場合、本発明にかかる方法は更に、上記の少 くともｌサイクル中の部材の特定の異常運転を示す少くとも１個の別の基準信号 を出す（ｅ）工程と、上記別の基準信号を別の記憶手段に記憶させる（ｆ）工程 と、（ｄ）工程の発散が上記所定の限界を越える場合に測定信号と上記別の基準 信号とを比較する（ｇ）工程と、上記別の基準信号と測定信号との比較結果が所 定の範囲内の発散をする場合に部材の上記特定の異常運転を表示する表示信号を 発生する（ｈ）工程とを備えてもよい。

本発明の原理に従えば、電圧又は電流発生器手段等の適当な発生器手段を使って 部材の基準運動及び部材の異常運転をシミュレートしたり、ディジタル又はアナ ログ信号を出したり、コンピュータ手段等のシミュレーンヨン制御手段と協働す るモデルに括づいて、第１晧準信号及び別の基準信号を出してらよい。従って、 本発明に従えば、Ｊ！孕倍信号、動力発生部材が発生するトルク又は動力伝達部 材に印加されるトルクを示す信号と、部材の応答伝達関数との組合せとしてらよ い。代りに、第１基準信号と別の基準信号とを実験的に出してもよい。即ち、本 発明によれば、基準信号を測定信号として出してもよい。

単−又は複数の基準信号を実験的に出すことができるように、本発明にかかる方 法は更に、測定信号を測定信号記憶手段に記憶させる（ｉ）工程を備えてもよい 。

本発明の概念は更に、測定信号記憶手段に記憶された測定信号から得られる情報 に基づいて単−又は複数の基準信号を更新せしめ得る、即ち、測定信号に基づい て第１及び別の基準信号を変更せしめ得ることが強調されるべきである。更に、 第１及び別の基準信号を測定結果、即ち、同等の又は基本的に同等の構造の異な るエンジン等の異なるが、共通点のある又は類似の動力発生部材又は動力伝達部 材の運転を監視することによって出される測定信号に基づいて更新してもよい。

ある用途においては、動力発生部材又は動力伝達部材はその点の一つに一定又は 定常運動を行わせてもよい。何故なら、問題の点は、フライホイール、大質量の 部品等の大慣性の部品等の運動変動等化部品に接続されているからである。従っ て、他方の点の実際の運動を示す測定信号は更に測定差分信号を示してもよい。

何故なら、部材の上記１点は常にその点の基準運動を行うからである。

本発明の非常に重要な態様において、部材は回転部品であり、且つ、第１及び第 ２の点は回転部品の軸方向に沿って離隔されている。部材は、内燃機関等のエン ジン、内燃機関等のエンジンの回転軸、上記エンジンに接続された回転軸１発電 機１発電機の又は発電機に接続された軸、歯車伝動装置、歯車箱、歯車箱の又は 歯車箱に接続された軸等を備えてもよい。しかしながら、本発明にかかる方法の 望ましい実施例においては、回転部品は、内燃機関の回転軸である。

本発明によれば、部材の第１及び第２の点を回転部品の回転軸心上に配設しても よい。しかしながら、部材のねじり運動及び曲げ運動に関する最大の情報を出せ るように、測定信号は、回転部品の回転軸心に対して半径方向で偏倚させて配置 した回転運動検出手段によって出されることが望ましい。

回転部品は更に、回転部品の回転軸心に対して偏心運動を行ってもよいので、測 定信号は、離隔して、望ましくは回転部品の回転軸心に対して互いに正反対に配 置される少くとも二個の別個の検出装置を備える回転運動検出組立物によって出 されることが望ましい。何故なら、情報、即ち、回転運動検出組立物の別個の検 出装置から出される測定信号は本来、回転部品のどんな偏心運動や別個の検出装 置の回転部品に対する配置のどんな偏心量についての情報も含んでいるからであ る。従って、回転部品のどんな偏心運動も決めたり、個々の検出袋１置の回転部 品に対する配置のどんな偏心量も補償してもよい。

本発明は更に、周期運動を行う動力発生部材又は動力伝達部材の少くとも１点の 運動を監視することによって、部材の運転を監視する装置に関するものであり、 該装置は、（ｉ）少くともｌサイクル中の部材のその点の基準運動を示す第１基 準信号を記憶する記憶手段と、（ｉ　ｉ）上記の少くとらｌサイクル中の部材の その点の実際の運動を示す時曲的変動性測定信号を出す運動検出手段と、（ｉｉ ｉ）第１基準信号と測定信号を比較する第１比較器手段と、（ｉｖ）第１比較器 手段内での第１基準信号と測定信号との比較結果が所定の限界を越える発散をす る場合に上記の少くともｌサイクル中の部材の異常運転を示す異常信号を発生す る第１発生器手段とを備える。

本発明をここで更に以下の図面に従って説明する。第１図は本発明の監視概念の 基本的実施例の全体概略図であり、第２図は第１図の実施例と比べて更に複雑な 実施例の全体概略図であり、第３図、第４図、第５図及び第６図は本発明にかか る信号発生装置の４つの実施例の概略斜視図であり、第７図及び第８図はベンチ 構成によって得られる測定応答を示す線図であり、第９図は本発明にかかる信号 発生組立物の一実施例の概略図であり、第１０図は内燃機関、ディーゼルエンジ ンの単一シリンダの２本の測定応答曲線を示す線図であり、第１図は大型内燃機 関のクランク軸上に装着した信号発生装置の３つの異なる実施例の部分断面概略 図であり、第１２図は本発明にかかる信号発生装置のエンコーダディスクの別の 実施例の平面図であり、第１２ａ図、第１２ｂ図及び第１３図は第１２図に示す エンコーダディスクの別の実施例の詳細を表す部分切欠平面図であり、第１４図 はエンコーダストリップの現在望ましい実施例と、エンコーダストリップと協働 するエンコーダ装置の現在望ましい実施例の斜視図であり、第１５図は第１４図 に示す実施例の複数のエンコーダ装置から測定信号を受けると共に解析ユニット と協働する多数のエンコーダ装置を備える、本発明にかかる装置の現在望ましい 実施例のブロック図又はフローチャートであり、第１６図は第１５図に示す装置 の単一エンジンユニットの更に詳細なブロック図であり、第１７図は第１５図に 示す装置の解析ユニットの更に詳細なブロック図であり、第１８図は夫々、エン ジンユニット及び解析ユニットの別個のブロックの別個の信号処理工程を示す、 単一エンジンユニット及び解析ユニットの信号処理部のフローチャートである。

第１図には、本発明の原理にかかる、周期運動を行う動力発生装置又は動力伝達 装置ＩＯの運転を監視する装置の基本的実施例の全体概略図が示されている。装 置ＩＯは、装置１０の第１端から第２端まで延在する貫通軸１２を備える。貫通 軸１２の第１端及び第２端において、第１エンコーダ装置」４と第２エンコーダ 装置１６が夫々設けられている。

基本的に、エンコーダ装置１４及び１６は同等な構造を有し、夫々、軸Ｉ２の第 １端及び第２端の回転運動についての情報を付与するように構成されている。後 に詳細に説明する第１エンコーダ装置１４及び第２エンコーダ装置１６は夫々、 回転する貫通軸１２に装着されて貫通軸Ｉ２と共に回転する回転部品１８及び２ ０と、固定部品２２及び２４を備える。固定部品２２及び２４は夫々、相手の回 転部品１８及び２ｏに近接して配置されると共に、回転部品１８及び２０の位置 に対応する軸の長手方向位置における軸の実際の回転モードを示す測定信号を発 生する。

エンコーダ装置１４及び１６の固定部品２２及び２４によって発生される測定信 号は夫々、第１エンコーダ装置１４によって発生される測定信号と第２エンコー ダ装置１６によって発生される測定信号との差を示す差分信号を発生する差分手 段２６に供給される。測定信号の実際の型式に応じて、測定信号は、エンコーダ 装置１４及び１６の回転部品１８及び２０の実際の回転位置又は角度位置、エン コーダ装置１４及び１６の回転部品１８及び２０の実際の回転速度又は角速度又 はエンコーダ装ｆＺ　Ｉ　４及び１６の回転部品１８及び２０の回転加速度又は 角加速度を示すディノタル又はアナログ信号となる。従って、差分手段２６は、 信号又はデータの処理分野においてよく知られた原理に従って設けられ、且つ、 エンコーダ装置１４及び１６の夫々の固定部品２２及び２４に対する回転部品１ ８及び２０の回転位置や角度位置２回転速度や角速度又は回転加速度又は角加速 度のアナログ又はディジタル差を示す差を与える。

よく知られているように、ろ波手段、微分又は積分手段、Ａ／Ｄ変換器手段、Ｄ ／Ａ変換器手段、サンプリング及び／又はリザンブリング手段等の信号処理手段 をエンコーダ装置！４及び１６と差分手段２６の夫々の人力との間に接続しても よい。

差分手段２６の出力はブロック２８の入力に接続される。ブロック２８２６から 供給される差分信号を、増幅、ろ波、微分、積分、サンプリング、Ａ／Ｄ変換、 Ｄ／Ａ変換等のよく知られたアナログ又はディ□ジタル信号処理原理に従って処 理する。ブロック２８の出力は、信号処理ブロック２８、更には差分手段２６か ら供給される測定差分信号を記憶する記憶手段を構成するブロック３０の入力に 接続されていると共に、更に、スイッチ手段３２を介してブロック３４の入力に 接続される。ブロック３４は、スイッチ手段３２が作動すると信号処理ブロック ２８から供給される測定差分信号を記憶する記憶手段を構成する。ブロック３４ に記憶された測定差分信号は基準差分信号を構成する。代りに、ブロック３４は 、装置１０の運転を示すモデルから元々発生されると共に信号処理ブロック３４ から供給される測定差分信号によって更新されたり修正される差分信号を記憶し てもよい。基準差分信号はブロック３４の出力から比較器ブロック３６の基準入 力に供給され、比較器ブロック３６の比較人力はブロック３０の出力に接続され ている。比較器ブロック３６内において、測定差分信号記憶ブロック３０から供 給される実際の測定差分信号が基準差分信号記憶ブロック３４に記憶されている 基準差分信号と比較される。もし比較器ブロック３６の比較入力に供給される測 定差分信号が比較器ブロック３６の基準人力に供給される基準差分信号よりも所 定の限界を越えて発散しなければ、比較器ブロック３６はその出力から一致信号 又は非発散信号を供給するか又は全く信号を供給しない。測定差分信号が基準差 分信号よりら所定の限界を越えて発散する場合、不一致信号又は発散信号が比較 器ブロック３６の出力から供給される。

比較器ブロック３６の出力信号は変換ブロック３８の入力に供給される。もし不 一致信号又は発散信号がブロック３８の入力で受けられると、変換ブロック３８ はその出力から異常信号を指示器ブロック４０に供給する。

別個のブロック２８．３０，３４，３６．３８及び４０は明らかに無数の異なる 方法で構成してもよく、更にブロック３８から指示器ブロック４０に供給される 異常信号の表示を、明らかに視覚、聴覚１局所又は遠隔指示等の特定の指示器条 件に適合させてもよい。更に、第２図及び第１５図乃至第１８図について以下に 説明するように、第１図に示す異なる装置９手段及びブロックから供給される信 号、即ち、差分手段２６の入力信号、信号処理ブロック２８の出力信号、測定差 分信号記憶ブロック３０及び基準差分信号記憶ブロック３４の出力信号、比較器 ブロック３６の発散／非発散信号と変換器ブロック３８の異常／非異常出力信号 を記憶するために、データ・ロギング手段は信号ロギング手段を含めてもよい。

“信号”（５ｉｇｎａｌ）という用語は、例えば数値表示等をされた電圧や電流 の単一の値、一連の電圧値等の単一の物理的事象や複数の物理的事象の何らかの アナログ又はディジクル表示を意味する。

第２図には、本発明の原理に従う、内燃機関５０の運転の監視をする装置のより 複雑な実施例が示されている。内燃機関５０は、夫々５２゜５３．５４及び５５ で示される４個のシリンダを備える。内燃機関５０の貫通りランク軸５６はエン ジンの第１の又は左側の端からとエンジンの第２の右側の端から延在する。エン ジン５０の第１端には、第１図のエンコーダ装置１４と基本的に同等な第１エン コーダ装置５８が配置されている。又は、エンジン５０の第２端には、第１図の 第２エンコーダ装置１６と基本的に同等な第２エンコーダ装置５９が配置されて いる。

エンコーダ装置５８及び５９は、クランク軸の回転位置、角度位置。

クランク軸の回転速度又は角速度又はクランク軸の回転加速度又は角加速度を表 す、クランク軸の回転位置、角度位置又はその導関数を示すアナログ又はディジ タル信号又は一連の信号等の測定信号を、第１エンコーダ装置５８及び第２エン コーダ装置５９の位置において夫々発生する。

第１エンコーダ装置５８から離隔して、第３エンコーダ装置６０がクランク軸５ ６に装着されている。従って、以下に詳細に説明するように、第１エンコーダ装 置５８と第３エンコーダ装置６０は、第１エンコーダ装置５８と第３エンコーダ 装置６０の間に配置されたクランク軸動力伝達部の運転を本発明の原理に従って 決定する基としてもよい測定信号を出す。

歯車箱６２が第２エンコーダ装置５９の右側に配置されている。第２図から明ら かなように、クランク軸５６は歯車箱６２を貫通し、又、歯車箱６２から歯車箱 軸６４が単相又は三相発電器６６まで延在する。歯車箱６２はクランク軸５６の 低速回転を歯車箱軸６４の高速回転に変換する。発電器６６から供給される−又 はそれ以上の電圧位相の電圧変動は、歯車箱軸６４の角度位置、角速度及び角加 速度についての歯車箱軸６４の回転に関する情報を含む。

エンコーダ装置５８．５９及び６０と発電器６６から、それらに発生する、回転 運動を表す測定信号が、第１図の信号処理装置に示されるブロック２６及び２８ に基本的に対応する差分入力・スイッチブロック６８に供給される。本発明の基 本原理についての上記説明から明らかなようンコーダ装置５８．５９及び６０と 発電器６６の内の二つによって発生される測定信号間の差を表す差分信号を発生 する。差分入力・スイッチブロック６８から、以下により詳細に説明する差分信 号が夫々７２．７４及び７６で指定される第１．第２及び第３ブロツクに切換え られる。

第１ブロツク７２は、第１基準差分信号記憶ブロック、即ち、第１図に示すブロ ック３４に基本的に対応するブロックを構成する。又、第２ブロツク７４は、第 １図に示すブロック３４と基本的に同等な第２基準差分信号記憶ブロックを構成 する。ブロック７６は第３測定差分信号記憶ブロック、即ち、第１図に示すブロ ック３０に基本的に対応するブロックを構成する。第１及び第２基準差分信号記 憶ブロック７２及び７４においては、第１及び第２基準差分信号が夫々記憶され る。第１基準差分信号は、内燃機関５０の基準運動を示す基準差分信号、即ち、 第１図において前述のように、内燃機関５０の運転を示すモデルからか又は代り に、第１及び第２エンコーダ装置５８及び５９がら夫々供給される測定信号から 得られる基準差分信号である。一方、第１基学差分信号は、第１及び第３エンコ ーダ装置５８及び６ｏから夫々供給される測定信号から得られる信号である。代 りに、第２基準差分信号は、歯車ａ６２の基準運動、即ち、歯車箱６２の運転を 示すモデルからが又は代りに第２エンコーダ装置５９及び発電器６６によって発 生される測定信号から得られる基準差分信号を表してもよい。差分入力・スイッ チブロック６８は、基本的に同等なエンコーダ装置５８．５９及び６ｏがら供給 されると共に更に発電器６６から供給される測定信号を用いるので、そのブロッ クは更にエンコーダ装置から、且つ、発電器６６がら同等な構成に供給される測 定信号を変換したり処理するための信号変換又は信号処理手段を含む。

第２図に示す装置は更に、第１図に示す比較器ブロック３６に基本的に対応する 比較器手段を含む中央処理装置（ＣＰ　Ｕ）を備える。ＣＰＵ７ｇはキーボード ８０からアドレス指定可能であると共に、インターフェース８４を介して異常信 号記憶ブロック８２から異常基準信号を受け、且つ、運転パラメータ入力ブロッ ク７０からターボチャージャ回転速度。

冷却温度等の異なる運転パラメータに関する別の情報を受ける。ＣＰＵ７８は、 表示装置又はモニタ７６に接続された出力と、アラームブロック８８及び９０に 接続された別の出力とを存する。

第２図に示す装置の第１運転モードにおいては、エンジン５ｏ自身の運転が監視 される。従って、差分入力・スイッチブロック６８は、第１及び第２エンコーダ 装置５８及びＳ９の夫々から供給される測定信号から発生される差分測定信号を ブロック７６に切換える。第１基準差分信号記憶ブロック７２から第１基準差分 信号をも受け取るＣＰＴＪ７８にブロック７６から測定差分信号が人力される。

ＣＰＵ７８の比較器手段において、ブロック７６及び７２からの夫々の測定差分 信号及び基準差分信号が比較される。この比較に基づいて、ＣｐＵは２個の信号 の間の発散がもしあるならば、所定の許容限界を越えるかどうかを決定する。も し基準差分信号と測定差分信号の間の発散が所定の許容限界内であれば、ＣＰＵ ７８はその動作を続けて、ブロック７６から供給される次の測定差分信号とブロ ック７２に記憶されている基準差分信号との比較を後続する。エンジン５０の運 転モードを変更すると、温度センサや圧力センサ等の協働するセンサから情報を 得るブロック７０は、単−又は複数の検出運転パラメータをＣＰＵ７８に供給し 、ＣＰＵ７８は、ＣＰＵの内部基準変更プログラムによって制御される単−又は 複数の運転パラン〜りの変更に従ってブロック７２から受ける基準差分信号を変 更する。ブロック７２から供給され必要に応じて変更された基準差分信号を、ブ ロック７６から供給された測定差分信号との比較結果が所定の許容限界を越える 発散をすれば、ＣＰＵ７８はインターフェース８４を介して異常信号記憶ブロッ ク８２をアドレス指定する。又、Ｃ，Ｐ　Ｕ　７　Ｂは、ブロック７０から供給 される情報に従って必要に応じてｑＰＵ７８によって変更されるブロック８２の 異なる異常信号と、ブロック７６から供給される実際の測定差分信号とを比較す る。ＣＰＵ７８が測定差分信号の異常を識別すれば、問題の異常を識別するアラ ームブロック、即ち、アラームブロック８８及び９０の内の一つがアドレス指定 されて、エンジン操作員に識別された異常について局所的に又は遠隔的に知らせ も。

ＣＰＵ７８は、ブロック７２から供給されて、ブロックブＯから供給される情報 に従い必要に応じて変更される基準差分信号と、ブロック７６から供給される測 定差分信号とを逐次比較するので、実際の測定差分信号が表示装置８６によって 操作員に表示される。操作員は正常な測定差分信号応答に慣れているので、操作 員は、エンジンの運転を連続的に監視して、更に、モニタ８６上に表示された応 答が珍らしいものと見えれば、自分が必要と考えるあらゆる処置を取ってもよい 。従って、操作員はキーボード８０を介してＣＰＵ７８にブロック８２に記憶さ れた異常信号と測定差分信号との比較を命令したり、代りに、ＣＰＵ７８に実際 の測定差分信号をブロック８２の異常信号として記憶させてもよい。第２運転モ ードにおいて、差分入力・スイッチブロック６８は、第１及び第３エンコーダ装 置５８及び６ｏがら夫々供給される測定信号から測定差分信号を発生し、更に、 測定差分信号をブロック７６に供給する。測定差分信号は更にブロック７６から ＣＰＵ７８に伝達される。ＣＰＵ７ｇにおいて、測定差分信号は、前述のように 第２基準差分信号記憶ブロック７４に記憶される第２基準差分信号と比較される 。

問題の記憶ブロック、即ち、記憶ブロック７２又は記憶ブロック７４に伝達する ための差分入力・スイッチブロック６８をアドレス指定することによるか又はテ ープステーション、磁気ディスク記憶装置等の入力装置からシミュレーションモ デルをＣＰＵ７８に入力することによって、記憶ブロック７２に第１組の基準を 人力する。シミュレーションモデルは、異常信号記憶ブロック８２に伝達される 異常信号と、更に、ブロック７０から出される運転パラメータに基づいて基準及 び異常信号を変更するための基準変更・異常信号変更モデルを含んでもよい。保 証又は試験期間後、実際の測定差分信号を問題のブロックに入力することによる か又は上記のように変更モデルを装置に入力することにより、記憶ブロック７２ 又は７４の基準を更新してもよい。本発明の思想により、エンジン、例えば原型 エンジンを同等又は類似の構造の異なるエンジンと接続して監視することにより 得られた結果を利用することが可能となると考えられる。

更に別の運転モードにおいては、歯車箱６６の運転を、第２エンコーダ装置６２ 及び発電器６６において夫々発生される測定信号に基づいて監視してもよい。あ る用途においては、監視すべき部材の各端にエンコーダ装置を設置することか問 題の部材の構造上不可能となる。従って、エンジン５０と歯車箱６２を一体物に してらよく、その結果、エンコーダ装置５９は消去される。従って、発電器６６ によって発生される測定信号はエンジン５０の右側におけるクランク軸５６の運 動に関する情報も含むので、本用途においては、発電器６６によって発生される 測定信号を、第２エンコーダ装置５９によって発生される測定信号の代りに使用 してもよい。

第３図には、本発明にかかるエンコーダ装置の第１実施例が示されている。エン コーダ装置は、本発明の原理に従って監視するべき部材又はその一部を構成する 回転軸１００に装着されたスリーブ１０２を備える。

スリーブ１０２の外周面上には、光反射及び先非反射領域＋０４が設けられてい る。上記の説明から明らかなように、スリーブ１０２は、エンコーダ装置の可動 部品、即ち、第１図のエンコーダ装置１４及び１６の夫々の可動部品１８及び２ ０に相当する部品を構成する。第３図に示すエンコーダ装置は更に、基本的に第 １図に示すエンコーダ装置１４及び１６の夫々の部品２２及び２４に相当する部 品１０６を備える。部品１０６は、可視光、赤外光等の光を発する発光器と、発 光器が元々発していると共に更に、スリーブ１０２の光反射面部分から反射した いかなる光ら受ける受光器を備える。第３図に示すエンコーダ装置は半径方向反 射光検出原理に基づくものであり、又、エンコーダ装置によって発生される測定 信号は、エンコーダ装置における軸１００の回転位置又は角変位置又は速度を表 すディジタル信号である。信号及びデータの処理分野においてよく知られている ように、ディジタル信号は、Ｄ／Ａ変換器でアナログ信号に変換し、アナログ形 式への変換の前又は後に微分又は積分し、更に、サンプリング、ろ波及び／又は リサンプリング等がなされる。

第４図には、軸方向光透過検出原理に基づく本発明にかかるエンコーダ装置の第 ２実施例が示されている。エンコーダ装置の可動部品は、半径方向のスリット１ １０有する円板１０８を備える。円板１０８の一方側に発光装置１１２が配置さ れ、又、円板！０８の反対側と受光装置スリット１１０を共に形成する、円板１ ０８の中実領域によって切断される。第４図に示すエンコーダ装置の別の実施例 において、円板１０８の一方の側面に交互に光反射面部と先非反射面部を設け、 又、円板の回向反射光検出原理に従って検出するために円板の交互の光反射面部 と先非反射面部と協働するように、発光装置！１２と受光装置１１４が円板１０ ８に対して配置される。エンコーダ装置の第４図に示す第２実施例又は上記の別 の実施例によって発生される測定信号を、第３図について上述したように何らか の適当な方法で処理してもよい。

第５図には、本発明にかかるエンコーダ装置の第３実施例が示されている。エン コーダ装置の可動部品は、一方の端面に円形凹部１１８を有するスリーブｔｔｅ を備える。円形凹部１１８を形成する、スリーブ＋１６の外周壁には図示されて いない軸方向の貫通スリットが設けられている。第５図に示すエンコーダ装置の 固定部品は一体型の発光／受光・光学カプラ１２０である。光学カプラ１２０の 発光器から発せられる光は周囲スリーブ壁の交互の中実部と周囲スリーブ壁の光 透過スリットによって切断される。従って、第５図に示す実施例は半径方向光透 過検出原理に基づく乙のであり、エンコーダ装置における軸１００の回転位置、 角度位置又は速度を表すディジタル信号を発生ずる。第５図に示す実施例によっ て発生されるディジタル信号を、上述のように何らかの適当な方法で更に処理し てもよい。

第６図には、電磁検出原理に基づく本発明にかかるエンコーダ装置の第４実施例 が示されている。エンコーダ装置の可動部品は歯形円板１２２であり、又、エン コーダ装置の固定部品は電機子１２４と電機子コイル＋２６を備える。軸１００ が回転するにつれて、歯車円板１２２の交互の歯と中間スペースが電機子コイル １２６に交流を発生する。Ｔ４機子コイルに発生する交流は、エンコーダ装置に おける軸１００の回転位置又は回転速度の“ディジタル′表示である。

本発明の特別の較正態様が第７図、第８図及び第９図に示されている。

第７図において、第４図に示す上記の軸方向光透過検出原理のエンコーダ装置は 外径が４００ｍｍ＋の透明なポリ塩化ビニルの円板として実施された。写真製作 された光透過／光非透過フィルムが、光透過／光非透過及びその逆の１０２４個 の増分を形成するエンコーダ円板の片面に配置される。エンコーダ円板は４気筒 、４行程ディーゼルエンジンのクランク軸に装着される。ディーゼルエンノンか 約１３５Ｏｒｐｍの速度で回転している間、エンコーダ円板が可視光にさらされ 、一つの増分の通過が検出された。２０ＭＨｚの発電機から５０ｎｓパルスが出 されて、−個の増分の通過の間のパルス数が計数された。第７図において、横座 標軸はエンコーダ円板の２回転に相当し、又、縦座標軸に沿って、各増分の通過 中に計数された５０ｎｓパルスの数が記入されている。第７図に示された実線又 は濃い曲線は実際の２回転、２０ＭＨｚパルス計数応答である。

実線曲線からは何の情報も殆ど読み取れない。エンコーダ円板を完全に測定し、 更に、個々の増分の僅かな変動を補償するようにコンピュータがプログラムされ た。補償された又は較正された２０ＭＨｚパルス計数応答曲線は第７図の薄い曲 線である。薄い曲線から、４気筒、４行程ディーゼルエンジンの運転が非常に容 易に理解される。従って、シリンダの内の２個の圧縮工程は約５１２増分と１５ ３６増分において容易に検出される。

第８図ては、別の試験ベンチ構成が上記のエンコーダ装置によって監さが１００ ｍｍの鋼製本体によって構成される第１質量が軸の一端において配置されると共 に、外径が２６６ｍｍで高さが５０ｍｍの鋼製本体によって構成される第２質量 が軸の外端に配置された。上記のエンコーダ円板が袖に装着された。軸が約１９ ５　ｒｐｍで回転している間、軸は約４００の増分でハンマによって打撃されて 、ねじり振動が生成された。補償していない又は較正していない２０ＭＨｚパル ス計数応答曲線は第８図において実線の濃い線で示され、又、補償された又は較 正された応答曲線は薄い曲線で示される。

第７図及び第８図は、本発明の監視概念に従いエンコーダ装置によって高度に出 される信号が周期運動を行う部材の運転に関する情報を含むことを明らかに示す 。

監視すべき回転部材、例えば、第１図に示す軸１２、第２図に示す軸５６や第３ 図乃至第６図に示す軸＋００は、ねじり振動を別にして、曲げたり又は他に振動 させてもよいので、第３図乃至第６図について上記原理に基づく単一のエンコー ダ装置から供給される情報は、曲げ振動と共にねじり振動に関する情報を含む。

曲げ振動に関する情報をねじり部品を単一のエンコーダ円板又は他の可動部品と 接続して使用することが望ましい。第９図において、円形の実線１２８は回転軸 の円形の外方輪郭を示し、異なった形状の点線＋２９は軸の点１３０の任意運動 経路を示す。４個の回転運動検出器１３１，１３２．１３３及び１３４が回転軸 の回りで角度的に離隔して配置されている。第９図において、どの２個の隣接す る検出器の間の角度距離も９０°であるので、エンコーダ装置１３１−１３４は 直交検出システムを構成する。しかしながら、ある用途においては、異なる角度 位置決めを採用してもよい。反対に配置された検出器１３１及び＋３３によって 発生される測定信号に基づいて、差分手段１３６は、検出器１３１及び１３３を 結ぶ軸心に垂直な軸の差動運動、即ち、軸の垂直差動運動を示す測定信号を発生 する。同様に、反対に配置した検出器１３２及び１３４によって発生される測定 信号は別の差分手段１３８において処理される。差分手段＋３８は、検出器１３ ２及び１３４を結ぶ軸心に垂直な軸の差動運動、即ち、軸の水平差動運動を示す 測定信号を発生ずる。差分手段＋３６及び１３８の出力は別の信号処理手段１４ ０に接続されている。代わりに、回転運動検出器又はエンコーダ装置＋３１−１ ３４を直接、信号処理手段＋４０に接続してもよい。

第１０図には、上記の４気筒、４行程ディーゼルエンジンの単一のシリンダの合 格運転及び不合格運転を夫々示す曲線Ａ及びＢが描かれている。応答曲線は上記 型式の２個のエンコーダ装置を使用することによって記録され、エンコーダ装置 の一方はクランク軸フライホイールを越えて装着され、又、エンコーダ装置の他 方はクランク軸の自由走行端に装着された。従って、応答曲線は差分曲線である 。横座標軸はクランク軸の１回転に相当する１０２４個の増分を含み、又、縦座 標軸に沿って、１％の変動に対応する０、０３ＸｌＯ−’から−０，０７ｘ１０ −吻間隔内の増分変動が示されている。明らかに、Ａ曲線と８曲線は互いに同等 でナイ。５１２−７６８個の増分の間隔内において、問題のシリンダの動力行程 中、曲線は互いに極めて異なる。

第１１図には、船用エンジン運転モード監視システムか略図的に示されている。

実際は７００　ｒｐｍで４０００馬力を発生（、アルファ・ディーゼル社によっ て供給される１６気筒、４行程のＶ型エンジンであるエンジンは参照番号１５０ で示されている。参照番号１５１は船用エンノンのモータブロックを示し、又、 参照番号＋５２はエンジンのフライホイールを示す。エンジンのクランク軸は参 照番号１５６で示され、又、フライホイール１５２に近接してエンジンの第１又 は左側の端部に、本発明にかかる第１エンコーダ装置１５８が示されている。エ ンジンの反対側又は右側の端部に、本発明にかかる第２エンコーダ装置１５９が 装着されている。フライホイール１５２から離隔してクランク軸の第ａの位置に 、本発明にかかる第３エンコーダ装置１６０が装着されている。基本的に、エン コーダ装置１５８，１５９及び１６つは夫々、第２図に示すエンコーダ装置５８ ．５９及び６０に対応する。第２エンコーダ装置１５９がエンジン１５０のモー タブロック１５１によって支持される一方、第１及び第３エンコーダ装置１５８ 及び１６０は、夫々、図示されていない船用エンジンフレームと船殻とからピラ ー１６２及び１６４によって支持されている。第１及び第３エンコーダ装置１５ ８及び１６０は夫々、第４図について上述した軸方向反射光検出原理に基づくと 共に、第１２図及び第１３図について以下により詳細に説明する。非常に正確に 機械加工されたエンコーダ円板を備える。エンコーダ円板は、各々が発光器と受 光器を備える光反射／先非反射検出装置１６７と第９図について上述した原理に 従って協働する。第２エンコーダ装置１５９はミ第３図について上述した半径方 向反射光検出原理に基づくと共に、第１２図及び第１３図について以下により詳 細に説明する、非常に正確に機械加工されたエンコーダ円板を備える。エンコー ダ円板は、各々が発光器と受光器を備える光反射／先非反射検出装置１７１と第 ９図について上述した原理に従って協働する。

第１２図及び第１３図には、本発明にかかるエンコーダ円板の別の寧施・例が示 されている。エンコーダ円板は全体として参照番号１８０で示されていると共に 、１８２及び１８４で示される２個の環状半分部を備える。環状半分部１８２及 び１８４は、第１１図に示す軸１モロ等の円形回転軸を囲繞すると共に、穴Ｉ８ ６を貫通するねじによって円形回転軸に固着されるように配置されるように構成 されている。第１１図に示す上記の船用エンジン運転監視システムでは、エンコ ーダ円板＋８０は、外径が４００ｍｍ、内径が２５０＋ｎ＋ｎ、厚さが８ｍｍの 鋼製円板として実施された。第１２ａ図には、エンコーダ円板°１８０の軸方向 反射光検出の実施が示される一方、第１２ｂ図には、エンコーダ円板！８０の半 径方向反射光検出の実施が示されている。第１２ａ図及び第１２ｂ図で共通して いるのは、合計で１０２４個の増分がエンコーダ円板の光反射／先非反射領域に よって形成されていることである。第１２ａ図では、上方環状半分部１８２に等 距離の半径方向スリット１９０とインデックススリット１８８が形成されている 。上記の実施において、スリット１９０の各々は幅が０　、４　ｍｍ、高さが１ ０１１ＩＩ１１を有すると共に、直径が２８０１の円上に配置されＪこ。インデ ックススリット１８８も０．４ｍ＋ｎＸ１０ｎ＋ｍの寸法を有し、直径が３５０ ｍｍの円上に配置された。第１２ｂ図に示す実施において、等距離の軸方向凹部 は幅が夫々０．８８ｍｍと０．３５ｍｍの凹面１９２と頂部面！９４を形成する ように設けられた。凹面１９２の頂部面に対する深さは０　、６　ｍｍであった 。第１３図には、第１２ｂ図の線ｘｍ−ｘｔｎに沿う断面図が示されている。第 １３図から明らかなように、頂部面！９４は更に、各々の幅が０．８ｍｍで高さ がＯ，ｌ７ｍｍの合計１０個の歯を形成する歯形面に機械加工される。

第１４図には、第３図について上述した半径方向光反射検出原理に基づく本発明 にかかるエンコーダ装置の現在望ましい実施例が示されている。第１４図に示す エンコーダ装置は全体として参照番号２００で示されていると共に以下の説明に おいては、回転測定ユニットＲＭＵと呼ばれる。エンコーダ装置即ちｒ（ＭＵ２ ００は、第３図に示す部品１０６に基本的に相当する固定の発光・光反射検出部 ２０２と、第３図に示すスリーブ１０２に基本的に相当するエンコーダストリッ プ２０４とを備える。

エンコーダストリップ２０４は、一部が第１４図に図示されて参照番号２０６で 示される回転軸に装着されている。回転軸２０６は、例えば第゛１１図について 上述した寸法の船用エンジン等の内燃機関のクランク軸である動力発生部材又は 動力伝達部材である。従って、エンコーダ装置、即ちＲＭＵを第１１図に示す上 記エンコーダ装置１５８，１５９及び１６０のいずれの代わりに用いてもよい。

エンコーダストリップ２０４は、その内の一個が参照番号２０８で示される複数 の開口を有する非常に正確に機械加工されたストリップである。

開口２０８は先非反射領域を形成し、又、開口の間の領域は光反射領域を形成す る。第１４図に示す実施例では、回転検出は先非反射から非反射への移行、即ち 、ある開口から２個の隣接する開口間の領域への移行に基づく。合計で１０２４ 個よりも１細小ない光反射領域即ち増分が開口２０８によって形成される。何故 なら２個の開口が１個の大開口２１０として結合されるからである。開口２１０ は、エンコーダストリップの絶対位置、従ってクランク軸の絶対位置を決定する 目的を果たす。

固定の発光・光反射検出部品２０２は第１ハウジング部品２１２と第２ハウジン グ部品２１４を備える。第１ハウジング部品２！２内には、レーザダイオード２ １６によって構成される発光装置が配置されている。

レーザダイオード２１６は凸レンズ２１８に光を発射し、凸レンズ２１ｇからは 光線が第１４図の想像線で示されているようにエンコーダストリップ２０４に発 射される。エンコーダストリップ２０４の光反射領域、即ち増分から反射された 光は又１、第１４図で想像線で示され、フォトトランジスクで構成される２個の 光検出器２２０及び２２２に放射される。

第２ハウジング部品２１４は、いかなる誤った光をも受けないように光検出器２ ２０及び２２２を遮蔽する目的を果たす。光検出器２２０及び２２２は、第１ハ ウジング部品２１２内に配置した印刷回路板２２４に接続されている。印刷回路 板２２４は、光検出器２２０及び２２２の受光領域が同時にある増分から反射し た光にさらされる時に電気パルスを発生する目的を果たす電子回路を含む。個々 の増分又はその通過の検出時点は、測定の再現性にとって最も重要であり、従っ て非常に正確に決定される。増分から反射された光の検出によって発生される電 気パルスは平衡電気信号に変換され、該平衡電気信号はエンコーダ装置２００即 ちＲＭＵから多心ケーブル２２６を介して伝達される。

第１４図に示すエンコーダ装置２００とは別に、共にＲＭＵ組立物を構成する合 計で４個のエンコーダ装置即ちＲＭＵを基本的に第９図に示す構成の直交検出シ ステムに配設することが望ましい。直交検出システムでは、以下に説明するよう に、クランク軸の動揺又は曲げ運動から発生するいかなる干渉外乱も、本発明に かかる監視装置内の１’（ＭＵによって発生される測定信号の処理において補償 される。

第１５図は、本発明にかかる装置の現在望ましい実施例又は実施のブロック図を 示す。第１５図に示す装置はモジュール型であると共に、ＡＵで示されて複数の ｎ個のエンジンユニットＥＵＩ、ＥＵ２．ＥＵ３及びＥＵｎと協働する中央解析 ユニットを備える。エンジンユニットから、解析ユニットＡＵは、複数のｎ個の エンジンの運転又は状態に関する測定信号又はデータを受ける。解析ユニットＡ Ｕは更に、ディジタルテープレコーダで構成されるデータ・ロギング装置３００ と０ＴＩ（１４）。

０Ｔ２（１−４）、０Ｔ３（１−４）及びｏＴｎ（１−４）で示される複数の操 作員端末とに連通している。

基本的に、第１５図と更１ご第１６図及び第１７図に示す装置は第２図に示す型 式のものである。従って、装置は、運転を監視するべきエンジンのクランク軸の 夫々のエンコーダストリップに近接して設けたＲＭＵ組立物によって発生される 信号を受ける。１次変換器を構成するＲＭＵ組立物によって発生される信号と、 例えば、エンジンのある部分における温度、圧力及び流量を示す信号を発生する ２次変換器を構成する補助ユニットＸＵによって発生されろ別の信号とは、対応 するエンジン操作員１−ＥＵ、例えば、Ｎｏ、Ｉエンジンに相当するＥＵＩにお いて処理、較正又は正規化され、較正後、解析ユニットＡＵに伝達される。解析 ユニットＡＵにおいては、本発明で開示されているようにエンジンの実際の運転 状態を得る基としてもよい、クランク軸の回転及びねじり運動を示す信号又はデ ータがエンジンの正常な運転状態に対応するモデルと比較される。

第１８図について以下に説明するように、エンジンの正常な運転状態は、エンジ ンの部品仕様から解析ユニット自身によって計算されると共にエンジンの仕上げ 及び運転中に調整してもよい。エンジンユニットの内の一つ、例えばエンジンユ ニットＥＵＩから解析ユニットＡＵに供給される信号又はデータがエンジンの対 応する正常状態から発散する場合、エンジン操作員に通知されると共に、発散の 起こり得る原因が解析ユニットＡＵによって診断され且つ操作員端末の一つの上 でエンジン操作員に提示される。エンジンの正常な運転モード又は状態からの発 散の場合の診断の表示とは別に、エンジン操作員は、エンジン、例えばＮｏ、１ エンノンに相当する操作員端末によって、即ち、操作員端末ＯＴ１．−０Ｔ１４ の内の一つによって、エンジンの特性運転変数及び更に、エンジンの運転変数の 何らかの進行又は展開を呼出してらよい。

Ｎｏ、　Ｉ　−Ｎｏ、ｎの個々のエンジンの状態又は運転の連続監視中に、個々 のエンノンの運転状態を示す測定信号又は測定データがデータ・ロギング装置、 即ちディジタルテープレコーダ３００に出力される。ディジタルテープレコーダ ３００によって記憶されているデータから、類似のテープステーションと、エン ジンユニットＥＵ及び更に長期の解析と予測計算を行う解析ユニットＡＵの処理 プログラムに相当する処理プログラムとを備える遠隔コンピュータシステムにお いて、長時間内の一個のエンジンからの信号又はデータと他のエンジンからの信 号又はデータとを組合わせることによって、統計的解析を行らてもよい。このよ うにして寿命調査を行って、エンジン部品の運転及び／又は交換の最適時期を、 　−上記解析及び計算に基づいてこれらの信号又はデータから計算してもよい。

第１５図から明らかなように、個々のエンジンユニットＥＵＬ−ＥＵｎは、夫々 か第１．第２及び第３ＲＭＵ組立物からと補助ユニットＸＵからの人力信号を受 ける３個のｒ（ＭＵ組立物入力と一個のＸＵ大入力を備える。第１５図において 、第１エンジンに相当するエンジンユニットはエンジンユニットＥＵ２．・・・ 、ＥＵｎよりも詳細に示されている。エンジンユニットＥＵＩは、夫々、エンジ ンユニット成端板ＥＴＢＩ、ＥＴＢ２及びＥＴＢ３上でＲＭＵ組立物ＲＭＵ　１ 　、、ＲＭＵ　１　、、ＲＭＵ　１　、からの信号を受ける。第１５図から理解 されるように、回転測定ユニット組立物ＲＭＵ　Ｉ　、は、図示されていないエ ンジンの非接触回転センサから５ＹＮＣと示される同期信号を受け、該同期信号 はＥＴＢ３エンジンユニット成端板に入力される。補助ユニシトＸＵによって発 生される信号、即ち、エンジンのある部分における圧力、温度及び流量を表すと 共に外部でディジタル表示に変換される信号は、エンジンユニットＥＵＩのエン ジンユニット成端板ＥＴＢＸに人力される。ＥＴＢ、即ち、ＥＴＢＩ。

ＥＴＢ２．ＥＴＢ３及びＥＴＢＸは、全体の装置を変換器又は測定ユニット構成 又は型式から独立させろように、基本的に測定信号淑から供給される信号を正規 化する目的を果たす。参照番号３０１で示される点線の箱によって図示されてい るように、エンジンユニット成端板ＥＴＢＩ。

ＥＴ１３’、ＥＴＢ３及びＥＴＢＸは一個の回路カード上にまとめられている。

エンジンユニット成端板ＥＴＢＩ、ＥＴＢ２及びＥＴＢ３の出力はデータバス３ ０２、更には夫々、第２エンジンユニツトデイスクコンピユータＥＤＣ２定信号 第２エンジンユニツトデイスクコンピユータＥＤＣ２及び第３エンジンユニツト デイスクコンピユータＥＤＣ３に接続されている。エンジンユニット成端板ＥＴ ＢＸの出力はデータバス３０２を介してエンジンユニット補助入力ＥＸＩに接続 されている。エンジンユニット補助人力ＥＸＩは、ＥＴＢＸから供給された信号 又はデータを、エンジンの運転状態を決定するのに使用してもよい測定ユニット に変換する。エンジンユニットは更に、エンジンユニットＥＵＩの運転を制御す ると共に更に解析ユニットＡＵから制御されるエンジンユニットトリグコンピュ ータＥＴＣを備える。従って、ＥＴＣは、ＲＭＵ組立物及びＸＵから出される測 定の一致又は同期を取る目的を果たす。

ここで第１６図に転じて、エンジンユニットＥＵＩのエンジンユニット成端板を より詳細に説明する。上述したように、ＥＴＢｌ・・・ＥＴＢ３は、対応するＲ ＭＵ組立物によって発生された測定信号を、更に解析ユニットＡＵによって処理 してもよい信号又はデータに変換する目的を果たす。ＲＭＵ組立物の個々のＲＭ Ｕによって発生される測定信号は、より二線式伝送線を介してｎＭＵから対応す るＥＴＢ入力に伝送される平衡電気パルスである。第１６図から明らかなように 、又、第１４図について上記した如く、合計で４個のＲＭＵを一個のエンコーダ ストリップに接続して設けることが望ましい。従って、ＥＴＢ、例えばＥＴＢＩ は、ＲＭＵ　１　、で示されるＲＭＵ組立物を共に構成する４個の個々のＲＭＵ に対応する４個の入力を含む。個々の回転測定ユニット、例えば、第１４図に示 す回転測定ユニットから供給される平衡信号が上記のより二線式伝送線を介して 夫々の入力端子対に供給され、入力端子対の一個が第１６図で参照番号３０３で 示されている。個々のＲＭＵから対応するより二線式伝送線を介して対応するＥ ＴＨの対応する入力端子対へ平衡電気信号パルスを伝送する時期は、ＲＭＵ組立 物の個々のＲＭＵとエンジンユニット成端板、例えば、第１５図及び第１６図に 示すＲＭＵ　１　、組立物の個々のＲＭＵとＥＴＢｌを連結する伝送線の長さが 同等であれば、全く重要でないことを理解すべきである。何故なら、Ｉくルスの 伝送時期はＲＭＵによって発生される全ての測定／々ルスの絶対的な遅れをもた らすだけだからである。

入力端子対３０３から、測定信号が平衡入力増幅器３０４に供給される。平衡人 力増幅器３０４の出力は比較器３０５に接続され、又、比較器３０５の出力はワ ンシュートゲート３０６に接続されている。理解されるように、平衡入力測定信 号は、その先端が増分の検出時期と、第１増分の検出と第２増分の検出の間の時 間を決める特定の期間とを決定するトランジスタ・トランジスタ・ロジック（Ｔ ＴＬ）コンｌくチブル方形波信号に変換される。エンジンの非接触回転センサに よって発生される上記の同期信号５ＹＮＣは、エンジンユニット成端板ＥＴＢ３ で、前端が内燃機関の特定位置、例えば、エンジンの特定のピストン、例えばＮ ｏ。

１ピストンの上限位置を決定する方形波信号に変換される。

第１５図に示され、更に第１６図により詳細に示されているエンジンユニットト リグコンピュータＥＴＣは、エンジンユニットＥＵの中央ユニットであると共に 、エンジンユニットＥＵのＥＴＢ、ＥＤＣ及びＥＸｌに対するマスクである。第 一に、エンジンユニットトリグコンピュータＥＴＣは、ＥＴＢからの測定結果の 付与と、ＥＤＢと連通ずるＥＤＣ内での信号又はデータの後続の処理との調整を 行う。エンジンユニットトリグコンピュータＥＴＣは、以下に説明するようにＥ ＴＣと外部装置との連通を図る目的を果たすＳＩＯで示される直列人力／出力ド ライノ（と連通ずるＣＰＵで示される中央処理装置を備える。ＣＰＵは更にＭＥ Ｍ−ＥＴＣと示されるＥＴＣの記憶装置と連通しており、記憶装置ＭＥＭ−ＴＥ Ｃは乱アクセス記憶装置（ＲＡ　Ｍ）と、消去可能・プログラム可能読出し専用 記憶装置（Ｆ　ＲＯＭ）と、電気的消去可能・プログラム可能続出し専用記憶装 置（Ｅ″ＦＲＯＭ）とを備える。ＣＰＵは又、Ｃ０ＡＸで示される入力／出力ド ライバブロック又は同軸ドライバを備え、Ｃ０ＡＸを介して、ＥＴＣがａで示さ れる直列双方向又は単信高速同軸伝送線（２Ｍボー伝送線）で解析ユニットＡＵ に接続されている。ＥＴＣは更に、例えば４０ＭＩ（ｚの高周波クロックパルス を発生することが望ましい、４０Ｍ４（ｚで示される内部クロックを含む。ＥＴ Ｃの高周波クロック、即ち、クロック４０ＭＨｚはシステムの基本時分割を決定 し、時分割の周波数は、システム内で行なわれる時間測定の精度に対して最も重 要である。クロック４０ＭＨｚはＳＣで示される周波数分割器又はスケーリング ブロックに接続されている。スケーリングブロックＳＣはＣＰＵからアドレス指 定されると共に、クロックからの４０ＭＨｚパルスをＣＰＵで決められた周波数 のクロックパルスに変換する。スケーリングブロックＳＣはクロックパルスをＥ ＵＩのデータバス３０２に供給し、ＥＴＣのスケーリングブロックＳＣから供給 されるクロックパルスは、第１６図に示すエンジンユニットディスクコンピュー タＥＤＣＩ−ＥＤＣ３の運転を制御するクロックパルスを構成する。上述のよう に、ＥＴＣは、ＥＰＤで示されるエンジン周期検出器に人力される５ＹＮＣで示 される同期信号をＥＴＢ３から受ける。エンジンが２行程エンジンの場合はクラ ンク軸の１回の回転に等しい、又、エンジンが４行程エンジンの場合はクランク 軸の２回転に等しいエンジン周期を決定する目的を果たすことを理解すべきであ る。ＣＰＵからアドレス指定されるＳＥＬで示されるセレクタブロックを介して 、一つのＲＭｔＪ組立物のＲＭＵの一つから発生する電気方形波パルスがＲＭで 示されるラウンドマーク検出ブロックにゲート出ノｊされろ。ラウンドマーク検 出ブロックｒ（Ｍは、長時間の方形波パルスかラウントマークブロソクに供給さ れる時、即ち、第１４図に示す大開口２１０が第１４図のＲＭＵによって検出さ れる時、検出する。ラウンドマーク検出器ＲＭの出力は、エンジン周期検出器Ｅ ＤＰ１こ接続されていると共に、ラウンドマークの検出を出力する。同期信号パ ルス５ＹＮＣがＦＤＰに供給されている場合、ＦＤＰはパルスをトリガブロック ＴＧに供給する。トリガブロックＴＧがＣＰＵがら使用可能とされると、トリガ ブロックＴＧを介してトリグバルスがデータバス３０２にゲート出力される。ト リガブロックＴＧからデータバス３０２に供給されるトリグバルスはエンジン周 期の開始に相当する。ＥＤＰは又、スケーリングブロックＳＣからパルスを更に 受ける結果エンジン周期に相当するパルス数を計数する、Ｃで示されるカウンタ にパルスを供給する。エンジン周期の計数の結果は、カウンタＣからＣＰＵに出 力されると共に、スケーリングブロックＳＣで決められるタイムクロックパルス でカウンタＣによって計数されるエンジン周期の時間の測定値を構成する。

上記のように、ＥＴＣは装置の仕上げ又は運転中に遠隔装置がらＥＵを較正する ことを可能にする直列人力／出力ブロックＳＩＯを備える。

第１６図に示す実施例において、直列人力／出力ブロックＳＩＯを介しての通信 はｌｌ５２３２プロトコル内にある。ＥＴＣとＡＵの間の通信において、ＥＴＣ はマスクでありＡＵを周期的にボールする。

第１６図では、第１エンジンユニツト成端板と更には第１回転測定ユニット組立 物ＲＭＵＩ、ｌこ相当するエンジンユニットディスクコンピュータが第１５図に 図示されるＥＤＣＩＩで示されるブロックに比べてより詳細に図示されている。

中央部にＥＤＣＩはＣＰＵで示される中央処理装置を備える。中央処理装置ＣＰ Ｕは、消去可能・プログラム可能続出し専用記憶装置（ＥＰＲＯＭ）と電気的消 去可能・プログラム可能読出し専用記憶装置（Ｅ’ＦＲＯＭ）とを備えるＭＥ’ Ｍ−ＥＤＣで示される記憶装置と連通する。ＥＤＣは又、以下に説明するように ＥＤＣの作業用記憶装置を構成するＲＡＭで示される乱アクセス記憶装置を含む 。ＣＰＵと連通ずるＲＡＭは、ＤＭＡで示される直接メモリアクセスブロックか らアドレス指定されると共に、ＤＭＡで示される別の直接メモリアクセスブロッ クをアドレス指定する。ＲＡ　Ｍからアドレス指定されるＤＭＡは、参照すで示 される同軸線を駆動するＣ０ＡＸで示される一方向直列高速通信線（２Ｍボー） と連通する。ＥＤＣ２及びＥＤＣ３の同軸線は夫々、Ｃ及びｄで示される。ＥＤ ＣＩは更に、夫々ＣＩ、Ｃ２，Ｃ３及びＣ４で示される４個のカウンタを備える 。カウンタＣ１，Ｃ２，Ｃ３及びＣ４は、一つが第１６図で参照番号３０６で示 されるＥＴＢｌの出力ゲートを構成するワンシュートゲートから較正され且つ正 規化された方形波クロックパルスをデータバス３０２を介して受ける。対応する ＥＴＢ。

即ち、ＥＤＣＩに対応するＥＤＢｌのワンシュートゲートから供給されるパルス はカウンタＣ１−Ｃ４に記憶される。、従って、カウンタは、カウンタに供給さ れる個々のパルス間の時間、故に、エンコーダストリップの個々の増分の検出間 の時間を連続的に測定する二増分の通過の期間の時間測定の精度は上記のＥＴＣ から供給されるタイムクロックによって決定される。

ＤＭＡを介して、データはカウンタＣ１−Ｃ４からＥＤＣＩの作業用記憶装置Ｒ Ａ　Ｍに伝送される。作業用記憶装置ＲＡＭにおいては、エンコーダ装置の較正 によって決定される仕様と、ＥＤＣのＣＰＵによって制御される記憶装置ＭＥＭ −ＥＤＣに記憶されるデータとに従い、データが調整又は処理される。更に、あ たかもデータが完全なエンコーダストリップを含む完全なＲＭＵ組立物から供給 されているかのように、最終的に処理されたデータがＥＤＣＩの高速同軸通信線 す又は開枠にＥＤＣ２及びＥＤＣ３の夫々の通信線Ｃ及びｄを介して伝送される ように、データが雑音抑圧について処理される。更に、解析ユニットＡｔＪは、 ＥＴＣに対する双方向通信線ａを介して、時間測定を示すデータの表示と、−回 の測定が何個の増分を含むべきかという点とについである条件を指定してもよい 。従って、解析ユニットＡＵは一回の時間測定によって何個の増分が表示される べきかを決定してもよい。何故なら、処理又は正規化は以下の原理に従って行な われるからである。即ち、測定は、個々の増分を結ぶ直線部分によって構成され る曲線と考えられ、又、必要な増分の数によって分割される全測定時間に相当す るサンプリング時間を用いることにより、直線部分曲線がリサンプリングされる 。

従って、ＥＵのＥＤＣ出力から解析ユニットＡＵに伝達されるデータは、等距離 の時点におけるエンコーダストリップの位置の実際の表示を構成する。解析ユニ ットに供給されるデータのりサンプリング後は全てのＲＭＵ又は全てのｎＭＵ組 立物に対して時点は全く同一であるから、エンコーダストリップの位置の間のい かなる差及び従って、特定の時点におけるクランク軸のいかなるねじり運動を決 定してもよい。

データは正規化及び処理の順序に従ってＥＵのＥＤＣ出力から解析ユニットＡＵ に供給される。解析ユニットに供給されるデータ量は下記の例で説明される。

エンコーダストリップは各々が１０２４個の増分を含み、従ってエンジンが４行 程エンジンの場合は、エンジンの１周期当たりで１回転測定ユニット毎に合計で ２０４８個の計数値が伝送されるべきことが仮定される。データが異なった数の 増分に正規化されない場合、エンジンのｌ゛周期当たり合計で２０４８個の値、 従って４０９６バイトが処理操作後にＥＤＣから伝達される。何故なら各計数値 は２バイトで表されるからである。エンノンが、毎秒当たりエンジンの合計ＩＯ 周期に相当する１２０　Ｏｒｐｍの速度（エンジンの１周期は４行程エンジンに おいて２回転に等しい）で回転する場合、４０にバイトＺ秒／エンコーダストリ ップの全データ量が得られる。各バイトは１２ビツトで表されるＥＤＣの同軸ブ ロック又は同軸インターフェースを介して通信され、１ビツトは５μ秒（２Ｍボ ーにおいて）の時間中に伝達される。従って、約２００μ秒の時間中に合計４０ にバイトが伝達される。上記のデータ量はＲＭ　Ｕ組立物の各ＲＭＵから供給さ れ、又、第１６図から明らかなように、データは一方向高速伝送線ｂ−ｄを介し てＥＤＣから並列的に伝達される。

エンジンのある部分における圧力、温度及び／又は流量に関する信号又はデータ を補助ユニットＸＵから受ける上記のエンジンユニット成端板ＥＴＢＸはエンジ ンユニット補助人力ＥＸＩと連通ずる。エンジンユニット補助人力ＥＸｌにおい ては、ＥＤＣに関して上記した原理に従いデータ正規化又はデータ較正が行われ る。第１’５図及び第１６図に示す本発明にかかる装置の実施例において、補助 ユニットＸＵは、エンジンのある部分における温度、圧力又は流量等の一個又は 複数の物理量を表すディジタル信号を発生する。明らかに、第１５図及び第１６ 図に示す装置の実施例を、温度、圧力又は流量変換器によって発生されるアナロ グ測定信号をディジタル信号に変換するアナログ／ディジタル変換器を設けるこ とによって変更してもよい。ＸＵからＥＴＢＸに供給されるディジタル信号はＥ ＸＩにおいて変換され適当な単位に定められる。ＥＸＩから、データはデータバ ス３０２を介して解析ユニットに、更にはＥＴＣに伝達される。ＥＤＣと同様に 、ＥＸＩはＥＴＣから制御される。

第１５図の下部に解析ユニットＡＵが示され、又、第１７図では解析ユニットＡ Ｕがより詳細に示されている。第１５図から明らかなように、解析ユニットＡＵ は、ｎ個のエンジンユニットＥＵＩ・・・・・・ＥＵｎに対応するＡＡＣｌ・・ ・・・・ＡＡＣｎで示されるｎ個の解析ユニット解析コンピュータを備える。解 析ユニット解析コンピュータ、例えばＡＡＣＩは、上記の双方向高速同軸通信線 ａと一方向高速同軸通信線す、ｃ及びｄを介して、対応するエンジンユニット、 例えばＥＵＩと連通ずる。ＡＡＣｌ・・・・・・ＡＡＣｎは更に、解析ユニット ＡＵの参照番号４００で示されるデータバスと連通ずる。データバス４００を介 して、解析ユニット解析コンピュータＡＡＣＩ・・・・・・ＡＡＣｎは、更に、 ＡＴＩで示きれる解析ユニットＡＵテープインターフェースとｎ個の解析ユニッ ト操作員コンピュータＡＯＣＩ・・・・・・ＡＯＣｎに連通している。解析ユニ ット操作員コンピュータＡＯＣ１−・−ＡＯＣｎの各々には、ＡＯＣｌに対応す る０ＴＩ（、−、）、ＡＯＣ２に対応する０Ｔ２（＋−ａ）、ＡＯＣｎに対応す るＯＴｎ　（＋−４）で示される４個の操作員端末と連通ずるための入力／出力 インターフェースが設けられている。

第１７図を参照して、解析ユニット解析コンピュータの一つのＡＡＣｌ、解析ユ ニット操作員コンピュータの一つのＡＯＣＩ及び解析テープインターフェースＡ ＴＩを説明する。第１７図の上部には、上述の高速同通信線ａ、ｂ、ｃ及びｄｈ （ＣＯＡＸで示される１個の双方向人力／出力ブロックと、夫々、Ｃ０ＡＸ、Ｃ ０ＡＸ及びＣ０ＡＸで示される３個の入力ブロックに接続されて示されている。

中央部で、ＡＡＣＩはＣＰＵで示される中央処理装置を備える。中央、処理装置 ＣＰＵは、Ｃ０ＡＸブロツクと、消去可能・プログラム可能読出し専用記憶装置 （ＥＰＲＯＭ）及び電気的消去可能・プログラム可能読み出し専用装置（Ｅ”Ｆ ＲＯＭ）からなるＭＥＭ−ＡＡＣで示される、ＡＡＣＩの記憶装置とに連通して いる。ＡＡＣＩは更にＤＭＡで示される直接メモリアクセスを備える。Ｉ）ＭＡ は、Ｃ０ＡＸ、Ｃ０ＡＸ及びＣ０ＡＸからデータを受けると共に、ＡＡＣｌの作 業用記憶装置を＋１が成ずろＲＡＭで示される乱アクセス記憶装置と連通してい る。Ｃ０ＡＸ、Ｃ０ＡＸ及びＣ０ＡＸがら、ＥＤＣＩ、ＥＤＣ２及びＥＤＣ３で 夫々示されるＥＤＣから受けるデータは、ＤＭＡを介して作業用記憶装置ＲＡＭ に伝送される。ＤＭＡはＡＡｃｔで行われる解析の基礎を構成する。上記のよう に、測定に関する条件は、ＡＵのＡＡＣＩによって決定されると共に、双方向通 信線ａを介してＥＵのＥＴＣに通信される。ＡＡＣＩにおける１組のデータの処 理後、その結果は図示されていないデータバンク領域に記憶され、ＡＡＣｌは、 新しい解析結果が出されたことを第１７図の右下側に示すＡＯＣｌに伝える。

第１７図の右下側に示ずＡＯＣＩは中央にＣＰＵで示される中央処理装置を備え る。中央処理装置ＣＰＵは、解析ユ、ニットＡＵのデータバス４００と、ＭＥＭ −ＡＯＣで示されるＡｏｃｌの記憶装置と、ＣＬで示されるクロックと、ＯＴＩ 、、ＯＴＩ、、ＯＴｌ、及びＯＴｌ、で示される４（［！！Ｉの操作員端末と更 に別の直列ユニットのインターフェースとなるＳ１０で示された５個の直列人力 ／出力ブロックとを備える。データバンク領域に記憶されているデータはＡＯＣ ＋の表示フォーマットに変換される。操作員端末の一つ、例えばＯＴｌ、で示さ れる操作員端末上で操作員に提示されるデータは、操作員が調整してもよい多数 の標孕フォーマットで提示されてもよい。調整は、例えば、操作員端末上での表 示の適当なスケーリングを含む。上記説明から理解されるように、ＡＡＣｌはＮ ００１エンジンの運転状態の解析を行い、Ｎｏ、Ｉエンジンに関するその解析結 果を操作員端末ＯＴ＋、・・・・・・ＯＴｌ、、例えば操作員端末０Ｔｌｌ上で 操作員に提示してもよい。更に、ＡＯＣｌは、個々のＡＡＣ。

即ちＡＡＣＩ・・・・・・ＡＡＣｎで行われた解析結果をエンジンシステムの全 体的な解析結果にまとめてもよい。

操作員端子、例えばＯＴｌ、を介して、操作員は更に、測定プログラム、アラー ム限界とＡＡＣＩに伝送されるあるパラメータに関する詳細を指定してもよい。

ＡＡＣｌ内において、解析プログラムは操作員によって入力されるパラメータに 従って更新される。

特定の解析ユニット操作員コンピュータ、例えば第１７図に示すＡｏＣＩで行わ れると共に全てのエンジン１−ｎの運転状態に関することがトテーブインターフ ェースＡＴＩを介してデータロツガ又はディジタルテープレコーダ３００に伝送 される。ＡＴＩは、参照ＤＭＡで示される直接メモリアクセスブロックと、５Ｃ ＳＩ−ＣＴＬで示される小型コンプユータシステムインターフェース・コンプリ メンタ１月・ランジスタロシックブロックとを備える。明らかに、ＡＴＩはデー タロギング装置３００と上記の特定のＡＯＣのインターフェースとなる目的を果 す。本発明にかかる装置の現在望ましい実施例において、ＡＵのＡＴＩは、５Ｃ ＣＩ・ＣＴＬブロックの小型コンピュータシステムインターフェース部を構成す るＮＣＲ社から提供される部品Ｎｏ、５３８０を備える。データロギング装置又 はデジタルコンピュータ３（ｔｏは、３Ｍ社から提供されるＥＭＣＡ型のテープ ユニットであってもよいと共に、５ｃｓｒインターフエースを介して制御される 。データロギング装置又はディジタルコンピュータ３００は３４にバイト７秒の 伝送速度で１／４′テープ（３ＭのＤＣ６００８Ｃデータカートリッジ）上に６ ７Ｍバイトを記憶してもよい。上記テープ解析ユニットによって構成されるデー タロギング装置の代りに、ある用途ではパーソナルコンピュータをＡＴＩの小型 コンピュータシステムインターフェースのＲ５２３２インターフエースを介して 解析ユニットに接続すると有利なことがある。

操作員端末ＯＴＩ、・・・・・・ＯＴＩ、は、キーボードと、極めて小型の構造 のエレクトロルミネセンス表示装置によって構成される表示装置とを備える。キ ーボードは機能ユニットに分割され、又、操作員端末に更に視覚表示器と、ある 状態が検出されて異常アラームが発生される場合に操作員の注意を喚起する目的 を果すブザーとを備えている。

第１８図は、第１５図、第１６図及び第１７図に示す本発明の上記の現在望まし い実施例の信号処理を示すフローチャートである。第１８図の左側に、単一のエ ンジンユニット、即ちエンジンユニットＥＵｌ内で行われる信号又はデータの処 理が図示されている。第１８図の右側には、エンジンユニットＥＵＩに対応する 解析ユニットコンピュータ、即ちＡＵのＡＡＣｌで行われる信号又はデータの処 理か示されている。第１６図のＥＤＣＩブロックに示されるカウンタＣ１，Ｃ２ ，Ｃ３及びＣ４がら、ＥＴＢ　＋の対応するワ゛／シュート出ツノゲートからカ ウンタへの第１方形波パルスの第１前端の供給から第２方形波パルスの第２而端 の供給までの時間間隔に相当する計数値が供給される。従って、カウンタの出力 にある値は、エンコーダストリップの開口の幅に対応する一定の又は基本的に一 定の増分角度値△θを示す測定信号θ（ｔ）を表すことが理解されるであろう。

一定の△θの計数値θ（ｔ）が、第１．第２．第３及び第４カウンタＣ１，Ｃ２ ，Ｃ３及びＣ４から夫々ＣＡＬＩ、ＣＡＬ２゜ＣＡＬ３及びＣＡＬ４で示される 第１．第２．第３及び第４較正ブロツクへ供給される。較正ブロックＣＡＬＩ− ＣＡＬ４において、エンコーダストリップのどの誤差又は一般にエンコーダ装置 やＲＭＵから発生するどの誤差も補償される。較正ブロックＣＡＬ　１−ＣＡＬ ４は、一定のサンプリング角度△θを含む個々の増分の通過を示す角度関数θ（ ｔ）を、非一定サンプリング時間△ｔと非一定サンプリング角△θの角度関数θ °（ｔ）に変換する。較正ブロックＣＡＬＩ、ＣＡＬ２．ＣＡＬ３及びＣＡＬ４ の出力から供給される角度関数はＲＥＳＡＭＰで示される４個のサンプリングブ ロックに入力される。リサンプリングブロックＲＥＳＡＭＰにおいて、角度関数 は一定すンプリング時間△ｔの関数にリサンプリングされる。ＲＥＳＡＭＰで示 される４個のりサンプリングブロックの出力は、一定サンプリング時間△ｔのリ サンプリングされた角度関数θ（ｔ）の平均値をとられるＡＶＥで示されれ平均 ブロックに接続されている。平均化の結果は一定すンプリング時間△ｔの角度関 数である。平均化された角度関数は、上記のように又第１８図に示されているよ うに、伝送線すを介してＥＤＣＩからＡＵのＡＡＣＩに出力される。同様に、一 定サンプリング時間の較正され、更にサンプリングされて次の平均化された角度 関数が、クランク軸の夫々の部分の角運動を示すＥＤＣ２及びＥＤＣ２から夫々 、伝送線Ｃ及びｄを介してＡＵに供給される。

解析ユニットＡＵにおいて、ＥＤＣＩ、ＥＤＣ２及びＥＤＣ３から夫々伝送線す 、ｃ及びｄを介して受けられる信号又はデータは参照番号４０１で示されるブロ ックで受けられる。ブロック４０１から、クランク軸の夫々の部分の角運動を示 す、一定の△ｔの２個の較正及びリサンプリングされた角度関数が△で示される 差分ブロックにゲート出力される。差分ブロック△では、クランク軸の差分角度 運動が決定される、即ち、一定の△Ｌの上記の較正及びリサンプリングされた角 度関数θＱ）の間の差は、クランク軸の一定すンプリング時間△ＬのねじりτＱ ）を表す乙のとして与えられる。もし必要ならば、ねじり信号τＱ）はＬＰで示 される低域フィルタブロックでろ波して、ＲＥＳＡＭＰで示される別のリサンプ リングブロックに供給される。該リサンプリングブロックＲＥＳＡＭＰにおいて 、もし必要なら、低減フィルタにかけられたねじり信号τ（ｔ）を一定サンプリ ング角度△θのねじり信号τＱ）にリサンプリングされる。リサンプリングされ たねじり信号τＱ）はＬＳＦ’で示された最小二乗フィツトブロックで最小二乗 フィツトルーチンに分解される。最小二乗フィツトブロックＬＳＦでは、リサン プリングされたねじり信号τＱ）は、クランク軸のねじり信号を示すモデルと比 較されると共に、エンジンの個々のシリンダのねじり信号に比例、即ち、エンジ ンの個々のシリンダのねじり信号の基本ベクトル表示に比例する成分に分解され る。上記のように測定及び処理されて個々のシリンダのねじり信号の基本ベクト ル表示されたねじり信号の分解により、計量ファクタと残りが得られる。計量フ ァクタは個々のシリンダの圧縮はついての性能の測定値であり、一方、残りは、 エンジンの特定のシリンダに割当てることができない測定信号の残部を構成する 。第１７図について上記のように、計量ファクタと残りは解析ユニットのデータ バンクに記憶される。

第１８図の上部にＮｏ、１エンジンの運転を示すモデルの発生が図示されている 。基本的に、このモデルは、正常な圧縮及び正常な燃焼サイクル中のエンジンの 個々のシリンダの応答と、クランク軸を介して個々のシリンダによって発生され る応答とを表すモデルの組合せである。従って、燃焼中及び一定のΔθについて 特定のシリンダ、例えばＮｏ、１シリンダによって発生されれトルクを示す曲線 は端子４０２に入力されて、次に、ＦＦＴで示されるブロックで高速フーリエ変 換アルゴリズムを用いて処理し、次に△φで示される移相ブロックに出力される 。移相ブロック△φにおいて、ＦＦＴブロックで変換された信号は、Ｎ０１１シ リンダからＮｏ、ｎシリンダまでの移相角度を示す複、素数を掛けられる。移相 ブロック△の出力はＮｏ、　Ｉ　−Ｎｏ、ｎシリンダの燃焼中のトルク曲線のス ペクトルを示す。同様に、圧縮中及び一定の△θにおいて特定のシリンダ、例え ばＮｏ、１ンリングによって発生されるトルクを示ず曲線を入力端子る。別の△ φブロックでは、Ｎｏ、Ｉシリンダの圧縮中のスペクトルを示すＦＦＴブロック によって発生される信号はＮｏ、　ｌ　−Ｎｏ、’ｎシリンダの圧縮中のトルク 曲線の個々のスペクトルを表すスペクトルに変換される。

燃焼中のトルク曲線のスペクトルは陣で示され、又、圧縮中のトルク曲線のスペ クトルはＸＫで示されており、これらは伝達関数シミュレーンヨンブロックに入 力される。伝達関数シュミレーシジンブロックでは、燃焼中及び圧縮中のトルク 曲線のスペクトル、即ち、夫々録及びＸＫが、夫々、以下に説明するように燃焼 中及び圧縮中のトルク曲線を示すクランク軸応答スペクトルを発生するためのク ランク軸の伝達関数に従って変更される。しスペクトルはＹＰ（ｊω）＝Ｈ（ｊ ω）×ＸＦ（ｊω）で示されるブロックで処理される。ここでＨは後述するクラ ンク軸の上記の伝達関数を表し、ＸＫは圧縮中のトルク曲線のスペクトルを表し 、又、ＹＫはねじり曲線のスペクトル応答又はスペクトルを表す。ねじりスペク トル応答ＹＦ及びＹＫに更に、夫々が燃焼中及び圧縮中のねじりを示す曲線を発 生するためのＦＦＴで示される逆高速フーリエ変換ブロックで処理される。ねじ り曲線はデータバス４００を介して」−記の最小二乗フィツトブロックＬ　Ｓ　 Ｆに供給される。

クランク軸の伝達関数は、人力マトリックス発生器ＩＭＧ、伝達マトリックスＴ ＭＧ及びＧＥＮｉ（で示される伝達関数発生器を用いて発生される。以下のモデ ルに基づく。

ここで、Ｘ及びＸは夫々クランク軸全体のねじり及びねじりの変化速度を表し、 Ａは定数であり、Ｂｉはクランク軸部分ｉに作用するトルクｕｉによるクランク 軸への全体的影響を示す定数である。よく知られたマトリックス計算に従って、 上記式はＨ（Ｓ）＝Ｃｘ（ＳｘＩ−Ａ）−’ｘＢｉに変換される。ここで、Ｈ（ Ｓ）はクランク軸の伝達関数であり、Ｃはクランク軸の特定部からのクランク軸 のねじりを示すベクトルであり、Ｓは複素周波数ｊωであり、■は単位マトリッ クスであり、又、Ａ及びＢｉは上述されている。ＩＭＧの入力４０４において、 クランク軸の特定部分を指す整数ｉが入力され、ＩＭＧはその出力において対応 する値Ｂｉを伝達関数発生器ＧＥＮ−Ｈに供給する。ＴＭＧの人力４０５におい て、慣性、剛性、摩擦等に関するパラメータ等のクライク軸のパラメータがＴＭ Ｇに人力され、ＴＭＧはその出力において上記の（Ｓｘｌ−Ａ）−１を発生し、 （ＳｘＩ−Ａ）−’は伝達関数発生器ブロックＧＥＮ・Ｉ（に供給される。伝達 関数発生器ブロックＧＥＮ・１（の出力はＹ　ｐ　（Ｊω）−Ｈ（ｊω）×Ｘ、 （ｊω）及びＹＫ（ｊω）＝Ｈ（ｊω）ｘＸＫ（ｊω）で示される上記ブロック にクランク軸伝達関数を供給する。

本発明は本発明の特定の実施例を示す図面に従って説明されたけれども、本発明 は上記実施例に限定されないことを理解すべきである。添付のクレームに指定さ れているように本発明の範囲内で無数の変形例を展開させられるであろう。

Ｆｉｇ、　３　Ｆｉｇ、　５ Ｆｉｇ、　ｉ５ μ　ｒ−＝−−−−−−−−−−−−−−−一−コ０Ｔ１１ｏｎ２　０Ｔ１３　 ０Ｔ１４ 国際調査報告

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. １．周期運動を行う動力発生部材又は動力伝達部材の少なくとも１点の運動を監 視することにより部材の運転を監視する方法において、該方法は、少なくとも１ サイクル中の部材のその点の基準運動を示す第１基準信号を出す（ａ）工程と、 第１基準信号を記憶手段に記憶させる（ｂ）工程と、上記の少なくとも１サイク ル中の部材のその点の実際の運動を示す時間的変動性測定信号を出す（ｃ）工程 と、第１基準信号と測定信号とを比較して、第１基準信号と測定信号の比較結果 が所定の限界を越える発散をする場合に上記少なくとも１サイクル中の部材の異 常運転を示す異常信号を発生する（ｄ）工程とを備える。
2. ２．請求の範囲第１項にかかる方法において、（ｃ）工程と（ｄ）工程とが繰返 される。
3. ３．請求の範囲第１項又は第２項にかかる方法において、該方法は更に、部材の 少なくとも１個の別の点の運動を監視することを備え、又、第１基準信号は、差 分信号であると共に、上記少なくとも１サイクル中の部材のその点の基準連動の 間の差を更に示し、一方、測定信号は、差分信号であると共に、上記少なくとも １サイクル中の部材のその点の実際の運動の間の差を更に示す。
4. ４．請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかにかかる方法において、該方法は更 に、上記少なくとも１サイクル中の部材の特定の異常運転を示す少なくとも１個 の別の基準信号を出す（ｅ）工程と、上記別の基準信号を別の記憶手段に記憶さ せる（ｆ）工程と、（ｄ）工程の発散が上記所定の限界を越える場合に測定信号 と上記別の基準信号とを比較する（ｇ）工程と、上記別の基準信号と測定信号と の比較結果が所定の範囲内の発散をする場合に部材の上記の特定の異常運転を表 示する表示信号を発生する（ｈ）工程とを備える。
5. ５．請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかにかかる方法において、基準信号は 、部材の基準運動をシシュレートするモデルに基づいて出される。
6. ６．請求の範囲第５項にかかる方法において、基準信号は、動力発生部材によっ て発生されるトルク又は動力伝達部材に印加されるトルクを示す信号と、部材の 応答伝達関数の組合せとして出される。
7. ７．請求の範囲第１項乃至第６項のいずれかにかかる方法において、基準信号は 測定信号として出される。
8. ８．請求の範囲第１項乃至第７項のいずれかにかかる方法において、該方法は更 に、測定信号を測定信号記憶手段に記憶させる（ｉ）工程を備える。
9. ９．請求の範囲第３項乃至第８項のいずれかにかかる方法において、部材の一方 の点はその点の基準運動を常に行い、又、他方の点の実際の運動を示す測定信号 は更に測定差分信号を示す。
10. １０．請求の範囲第３項乃至第９項のいずれかにかかる方法において、部材は回 転部品であり、又、第１及び第２の点は回転部品に沿って軸方向に離隔されてい る。
11. １１．請求の範囲第１０にかかる方法において、回転部品は内燃機関の回転軸で ある。
12. １２．請求の範囲第１０項又は第１１項にかかる方法において、測定信号は、回 転部品の回転軸心に対して半径方向に偏倚させて配置した回転運動検出手段によ って出される。
13. １３．請求の範囲第１２項にかかる方法において、測定信号の少なくとも１個は 、回転部品の回転軸心に対して角度的に離隔配置した少なくとも２個の別個の検 出装置を備える回転連動検出組立物によって出される。
14. １４．周期運動を行う動力発生部材又は動力伝達部材の少なくとも１点の運動を 監視することにより部材の運転を監視する装置において、該装置は、（ｉ）少な くとも１サイクル中の部材のその点の基準運動を示す第１基準信号を記憶する記 憶手段と、（ｉｉ）上記少なくとも１サイクル中の部材のその点の実際の運動を 示す時間的変動性測定信号を出す運動検出手段と、（ｉｉｉ）第１基準信号と測 定信号とを比較する第１比較器手段と、（ｉｖ）第１比較手段内での第１基準信 号と測定信号との比較結果が所定の限界を越える発散をする場合に上記少なくと も１サイクル中の部材の異常運転を示す異常信号を発生する第１発生器手段とを 備える。
15. １５．請求の範囲第１４項にかかる装置において、該装置は、運動検出手段と比 較器手段の運転を連続的に行うように構成されている。
16. １６．請求の範囲第１４項又は第１５項にかかる装置において、該装置は更に、 （ｖ）上記少なくとも１サイクル中の部材の少なくとも１個の別の点の実際の運 動を示す別の時間的変動性測定信号を出す別の運動検出手段と、（ｖｉ）上記少 なくとも１サイクル中の部材の点の実際の運動を示す測定信号の間の差を示す測 定差分信号を発生する手段とを備え、又、比較器手段が、差分信号であると共に 更に上記少なくとも１サイクル中の部材の点の基準運動の間の差を示す基準信号 と上記測定差分信号とを比較するように構成されている。
17. １７．請求の範囲第１４項乃至第１６項のいずれかにかかる装置において、該装 置は更に、（ｖｉｉ）上記少なくとも１サイクル中の部材の特定の異常運転を示 す少なくとも１個の別の基準信号を記憶する別の記憶手段と、（ｖｉｉｉ）第１ 比較器手段によって決定される発散が上記所定の限界を越える場合に測定信号と 上記別の基準信号を比較する別の比較器手段と、（ｉｘ）上記別の比較器手段内 での上記別の基準信号と測定信号との比較結果が所定の範囲内の発散をする場合 に部材の上記の特定の異常運転を表示する表示信号を発生する別の発生器手段と を備えている。
18. １８．請求の範囲第１４項乃至第１７項のいずれかにかかる装置において、該装 置は更に、測定信号を記憶する測定信号記憶手段を備える。
19. １９．請求の範囲第１４項乃至第１８項のいずれかにかかる装置において、部材 は回転部品であり、又、第１及び第２の運動検出手段は回転部品に沿って軸方向 に離隔されている。
20. ２０．請求の範囲第１９項にかかる装置において、第１及び第２の運動検出手段 は回転部品の回転軸心に対して半径方向に偏倚させて配置されている。
21. ２１．請求の範囲第２０項にかかる装置において、運動検出手段の少なくとも１ 個は、回転部品の回転軸心に対して角度的に離隔配置した少なくとも２個の別個 の検出装置を備える。
22. ２２．請求の範囲第２１項にかかる装置において、運転検出手段の検出装置は光 度検出装置である。