JPS62180157A - タイミングベルトの異常検出装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関のクランク軸とカム軸とを連結するタ
イミングベルトの異常検出装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、ベルトの張ノＪを調整するためにテンショナプー
リが用いられている。テンショナプーリは所定の荷重で
ベルトに押付けられた後でその位置に固定される。ベル
トは使用に従って伸びてくるので張力も弱（なってくる
。従って、内燃機関では時々ベルトの張力を点検するよ
うになっている。

特開昭５５−１２６１５０号公報では、テンショナプー
リを常時ばね力の付勢下におくことによってベルトの張
力を自動的に調節するようにしている。実開昭５７−３
２２４５号公報には、自動車の発電機を駆動するベルト
のスリップを点火コイルの信号と発電機の周波数信号と
を比較することによって検出する装置が開示されている
。さらに、特公昭５９−６３９３号公報にも、点火信号
とオルタネータ回転数信号とによってベルトのスリップ
を検出する装置が開示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ベルトの張力低下にもとすくスリップを検出するために
は、上記公報に記載されているようにベルトに連結され
た両輪の回転速度比を調べるのが有力な手段である。こ
の場合、原動軸が基準回転数を提供する。上記公報にお
いては点火信号を基準信号としており、これはクランク
軸に連結されたカム軸の回転信号に対応する。

内燃機関のカム軸とクランク軸を連結するタイミングベ
ルトの場合には、タイミングベルトが歯付きベルトによ
り構成されているのでスリップはないが張力の低下は発
生する。タイミングベルトの張力が低下すると、同タイ
ミングベルトの耐久性に悪影響を与えるのでタイミング
ベルトを張り直すのが好ましい。しかしながら、タイミ
ングベルトはカバー内にあるので簡単に点検することが
できず、上記公報に記載されているような検出装置を使
用するごともできなかった。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、本発明は、第１図に示す
ように、内燃機関のクランク軸ｌとカム軸２とを連結す
るタイミングベルト３の異常検出装置であって、カム軸
２の回転検出手段４と、該回転検出手段からの検出信号
によりカム軸の回転変動を計算する回転変動計算手段５
と、該回転変動計算手段の計算結果に基いてタイミング
ベルト３の張力の異常を判定する張力異常判定手段６と
を備えたことを特徴とするタイミングベルトの異常検出
装置を提供するものである。

（作　用） 上記構成から明らかなように、本発明はタイミングベル
ト３の張力が低下するとカム軸２の回転変動が大きくな
るという第５図に示されるような現象に着目したもので
あり、回転変動を調べると逆にタイミングベルト３の張
力の状態を知ることができる。カム軸３はクランク軸１
と同期して回転するので、この場合には、内燃機関の速
度の変化に対応するカム軸の回転数の変化は考慮しない
。

従って、カム軸２の回転変動はカム軸２の１回転を期間
として計算されたものであり、さらに詳しくはカム軸２
による吸気弁又は排気弁の開弁時にタイミングベルトの
張力に従って顕著にあられれる変動を調べるものである
。

〔実施例〕

第１図においては、タイミングベルト３がクランクプー
リ１ａとカムプーリ２ａとの間に張られている。さらに
タイミングベルト３に係合するテンショナプーリ１０が
設けられる。テンショナプーリｌＯは一端がシリンダブ
ロックに枢着されたサポート１１に取付けられ、サポー
ト１１には第４図に示されるようにラック状の歯１２が
設けられている。ラック状の歯１２はステップモータ１
３の回転軸に取付けられた歯車１４と係合し、タイミン
グベルト３の張力設定のために、サポート１１がステッ
プモータ１３によって枢着支点のまわりに回動されるよ
うになっている。さらに、図示しない警告灯が設けられ
る。

第１図のカム軸の回転回転検出手段４は、第２図及び第
３図に示されるディストリビュータ１５の回転軸に取付
けられる。このような回転検出手段４は燃料噴射の制御
によく使用されるものであり、ディストリビュータ１５
の回転軸に取付けられたスリット円板（図示せず）と光
学センサとからなるものである。磁気式その他のセンサ
を用いることもできる。本発明においては２個のスリッ
ト円板とそれに対応するセンサが使用され、カム軸２の
１回転毎に基準位置信号と、１回転内に定められた回数
の角度位置信号を発生するようになっている。第６図及
び第７図はそのような回転信号を示しており、この例は
４気筒の内燃機関を参照しているので、カム軸２の１回
転に対して４個の基準信号Ｇと、カム軸２の１回転に対
して２４回の角度位置信号Ｎｅを発生するようになって
いる。タイミングベルト３の張力が適切な場合には第６
図に示すように角度位置信号Ｎｅはほぼ一定の間隔１．
であられれるが、タイミングベルト３の張力が低下する
と第７図に示されるように角度位置信号Ｎｅの間隔ｔ８
がばらつくようになる。

一方、基準位置信号Ｇは張力の変化にかかわらずほぼ一
定の間隔ｔＧであられれる。

第１図の回転変動計算手段５及び張力異常判定手段６は
、第２図のマイクロコンピュータ２０により具体化され
る。マイクロコンピュータ２０は演算及び制御機能を有
する中央処理装置（ＣＰ　Ｕ）２１と、プログラムを記
憶するリードオンリメモリ　（ＲＯＭ）２２と、データ
等を記憶するランダムアクセスメモリ　（ＲＡＭ）２３
とから構成され、これらの各要素は入力ボート２４及び
出力ポート２５とともにバス２６によって相互に接続さ
れる。

タイミングベルト３の張力の異常が検出されたときには
ステップモータ１３を作動させてテンショナプーリｌＯ
をタイミングベルト３に押付けることによって張力を自
動的に調整することができる。

或いは、警告灯２７を設けて張力異常時に点灯させ、そ
れによって点検を求めるようにすることもできる。

第８図はタイミングベルト３の張力異常の検出のための
フローチャートを示すものである。ステップ３０におい
て、基準位置信号Ｇがオンした間隔ｔ、を計算する。ス
テップ３１において、角度位置信号Ｎｅがオンした間隔
ｔＨを計算する。続いてステップ３２において、回転変
動■を計算する。回転変動Ｖを求める第１の方法はＶ＝
ｔＮ−ｔＧ／６によって例えば間隔ｔ、内の１．４の最
大値と平均値し６／６の差を求めることである。回転変
動■を求める第２の方法は、間隔ｔ６内のｔ、４の全サ
ンプル値の数学的な変動値を求めることである。次にス
テップ３３において、回転変動Ｖが予め設定された値に
よりも大きいかどうかを判定する。回転変動■は第５図
に示されるように機関回転数に応じて変化するので、ｋ
値を回転数の関数として設定することもできる。

ステップ３３においてイエスであれば、ステップ３４に
おいてタイミングベルト３の張力が異常に低下している
と判断し、ステップ３５において警告灯２３に点灯する
。或いはステップモータ１３を作動させる。ステップ３
３においてノーであれば、タイミングベルト３の張力が
正常と判定して処理を終了する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によればタイミングベルト
の張力を検出することができるので、タイミングベルト
張り直しの時期を明確に知ることができ、タイミングベ
ルトの耐久性が向上する。

さらに、元から備えられていた回転検出手段を使用でき
るため、設備の追加を必要としない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図、第２図は本発明の実施例を示
す図、第３図は回転検出手段を示す図、第４図はテンシ
ョナプーリを示す図、第５図はカム軸の回転変動を示す
図、第６図及び第７図はそれぞれ異った張力下にある回
転検出手段の出力信号を示す図、第８図はタイミングベ
ルトの張力の異常検出のためのフローチャートである。 １・・・クランク軸、　　　２・・・カム軸、３・・・
タイミングベルト。 １・・・クランク軸 ２・・・カム軸 ３°゛°タイミングベルト 第３図　　　　　第４回 エン、°／回転◎ 第５図 ′第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃機関のクランク軸とカム軸とを連結するタイミング
   ベルトの異常検出装置であって、カム軸の回転検出手段
   と、該回転検出手段からの検出信号によりカム軸の回転
   変動を計算する回転変動計算手段と、該回転変動計算手
   段の計算結果に基いて前記タイミングベルトの張力の異
   常を判定する張力異常判定手段とを備えたことを特徴と
   するタイミングベルトの異常検出装置。