JPH10274052A - エンジンにおける無端伝動帯の張力調整装置 - Google Patents

エンジンにおける無端伝動帯の張力調整装置

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JPH10274052A
JPH10274052A JP7952497A JP7952497A JPH10274052A JP H10274052 A JPH10274052 A JP H10274052A JP 7952497 A JP7952497 A JP 7952497A JP 7952497 A JP7952497 A JP 7952497A JP H10274052 A JPH10274052 A JP H10274052A
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JP
Japan
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tension
rotational
engine
timing belt
detecting means
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JP7952497A
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English (en)
Inventor
Tsutomu Saka
勉 坂
Shuji Watanabe
修次 渡邉
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H7/00Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/08Means for varying tension of belts, ropes or chains 
    • F16H2007/0876Control or adjustment of actuators
    • F16H2007/0887Control or adjustment of actuators the tension being a function of load

Landscapes

  • Devices For Conveying Motion By Means Of Endless Flexible Members (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンのタイミングベルトの張力を簡単な
構造で的確に制御できるようにする。 【解決手段】 電子制御ユニットUは、回転状態検出手
段S1 で検出したカムプーリ4oの回転状態から回転角
振動変位量を算出し、この回転角振動変位量に基づいて
テンショナー7を制御してタイミングベルト5の張力を
調整する。前記回転角振動変位量は、カムプーリ4oが
回転変動の無い一定角速度で回転すると仮定した場合に
回転状態検出手段S1 が出力する標準パルスと、回転状
態検出手段S1 が実際に出力する実測パルスとの偏差に
相当するもので、タイミングベルト5の静的張力と比例
関係にあるパラメータである。回転角振動変位量が所定
の範囲内に納まるようにテンショナー7を制御すること
により、タイミングベルト5の静的張力を適切な値に制
御することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの駆動軸
に設けた駆動輪と従動軸に設けた従動輪とに巻き掛けた
無端伝動帯の張力を調整する無端伝動帯の張力調整装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】かかる無端伝動帯の張力調整装置は、実
開昭60−172048号公報により公知である。この
ものは、駆動プーリの回転数及び従動プーリの回転数を
それぞれ検出し、その差あるいは比が基準値を越えたと
きにアクチュエータを駆動してベルトの張力を増加させ
るようになっている。また無端伝動帯の張力を直接検出
し、その張力が所定の値になるようにアクチュエータを
駆動する張力調整装置も知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記実開昭
60−172048号公報に記載されたものは、駆動プ
ーリ及び従動プーリのそれぞれについて回転数検出手段
を設ける必要があるため、部品点数が増加してコストア
ップの要因になる問題がある。また無端伝動帯の張力を
検出するものは、回転する無端伝動帯の張力を直接検出
して取り出すことが難しいという問題がある。
【0004】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で、エンジンの無端伝動帯の張力を簡単な構造で的確に
制御することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載された発
明では、回転状態検出手段が従動軸又は従動輪の回転状
態を検出すると、制御手段は回転状態検出手段で検出し
た回転状態と標準回転状態との差に基づいて張力調整手
段の作動を制御する。前記回転状態の差は無端伝動帯の
静的張力と相関関係にあるため、静的張力を直接検出す
ることなく、その静的張力が所望の値になるように張力
調整手段の作動を制御することができる。
【0006】標準回転状態とは、従動軸又は従動輪が回
転変動の無い一定角速度で回転する状態を指し、予めマ
ップとして記憶しておいても良いし、回転状態検出手段
で検出した実際の回転状態を平均化して求めても良い。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【0008】図1〜図5は本発明の一実施例を示すもの
で、図1はタイミングベルトの張力調整装置を備えたエ
ンジンの全体構成図、図2は回転状態検出手段の出力波
形を示す図、図3は本発明の原理を説明する図、図4は
回転角振動変位量とベルトの静的張力との関係を示すグ
ラフ、図5はエンジン回転数と回転角振動変位量との関
係を示すグラフである。
【0009】図1に示すように、4サイクル多気筒エン
ジンEは、駆動軸としてのクランクシャフト1及び従動
軸としての2本のカムシャフト2i,2oを備えてお
り、クランクシャフト1に設けた駆動輪としてのクラン
クプーリ3と両カムシャフト2i,2oに設けた従動輪
としての2個のカムプーリ4i,4oとに、無端伝動帯
としてのコグベルトよりなるタイミングベルト5が巻き
掛けられる。
【0010】クランクシャフト1の回転方向は矢印Rで
示されており、クランクプーリ3と一方のカムプーリ4
oとを接続するタイミングベルト5の緩み側は、アイド
ルプーリ6及びテンショナー7のテンションプーリ8に
巻き掛けられる。テンショナー7は、アクチュエータ9
と、このアクチュエータ9により進退駆動されるロッド
10と、このロッド10の先端に設けた前記テンション
プーリ8とを備えており、アクチュエータ9を駆動して
ロッドを前進させるとタイミングベルト5の静的張力が
増加し、アクチュエータ9を駆動してロッドを後退させ
るとタイミングベルト5の静的張力が減少する。
【0011】前記一方のカムプーリ4oの外周には複数
個の磁性材製のパルサー突起11…が設けられており、
このパルサー突起11…に対向するように電磁ピックア
ップよりなる回転状態検出手段S1 が配置される。カム
プーリ4oが回転してパルサー突起11…が回転状態検
出手段S1 のコイルの近傍を通過すると、磁束の変化に
より前記コイルにパルス電流が発生し、このパルス電流
のパルス間隔によりカムプーリ4oの回転状態、即ち回
転速度、回転位相、回転変動等を検出することができ
る。
【0012】前記回転状態検出手段S1 とエンジン回転
数検出手段S2 とが電子制御ユニットUに接続される。
エンジン回転数検出手段S2 で検出したエンジン回転数
が所定回転数(例えば,3000rpm)にあるとき、
電子制御ユニットUは回転状態検出手段S1 の出力から
算出した回転角振動変位量に基づいてテンショナー7の
アクチュエータ9を駆動する。回転角振動変位量の定義
については後から説明する。
【0013】ところで、タイミングベルト5はテンショ
ナー7により与えられる静的張力が不足すると寿命が短
くなり、また前記静的張力が過剰になると騒音が増加す
る特性があるため、タイミングベルト5の寿命延長及び
騒音防止を両立させるには、タイミングベルト5に与え
られる静的張力を所定範囲内に制御する必要がある。し
かしながら、エンジンEの停止時にタイミングベルト5
の静的張力を適切な値に設定しても、エンジンEの運転
時にはエンジンブロックの熱膨張によるクランクシャフ
ト1及びカムシャフト4i,4oの軸間距離の変化や、
負荷によるタイミングベルト5の伸び等が発生するた
め、タイミングベルト5の静的張力が適切な値からずれ
てしまう。従って、エンジンEの運転状態に応じてタイ
ミングベルト5の静的張力が適切な値になるようにテン
ショナー7の制御を行う必要がある。エンジンEの運転
中に回転しているタイミングベルト5の静的張力を直接
検出することは難しいため、本発明ではタイミングベル
ト5の静的張力と相関関係にある回転角振動変位量に基
づいてテンショナー7の制御が行われる。
【0014】図2の実線は、エンジン回転数検出手段S
2 で検出したエンジン回転数が3000rpmの状態
で、カムプーリ4oが一定角速度で回転すると仮定した
場合に回転状態検出手段S1 が出力するパルス信号の波
形を示すものであって、電子制御ユニットUに予めマッ
プとして記憶されている。実際はカムプーリ4oの回転
に伴ってカムがロッカーアームから受ける負荷が周期的
に変動するため、カムプーリ4oは一定角速度で回転す
ることはなく、回転状態検出手段S1 が実際に出力する
パルス信号の波形は破線で示すように位相が進んだり遅
れたりする。電子制御ユニットUは、実線で示す標準パ
ルスと破線で示す実測パルスとの偏差のプラスマイナス
両振幅の絶対値を算出し、その最大値を前記回転角振動
変位量として算出する。
【0015】ところで、図3(A)に示すように、タイ
ミングベルト5の静的張力と動的張力とは反比例の関係
にある。即ち、テンショナー7でタイミングベルト5の
静的張力を増加させると、タイミングベルト5はカムプ
ーリ4oに対して遊びの少ない状態になるため、カムプ
ーリ4oの回転変動に伴って発生するタイミングベルト
5の動的張力が減少する。逆にタイミングベルト5の静
的張力を減少させると、動的張力が増加する。そして、
図3(B)に示すように、カムプーリ4oの回転変動に
伴って発生するタイミングベルト5の動的張力は、前記
回転角振動変位量に対して比例関係にあるため、図3
(C)に示すように、タイミングベルト5の静的張力は
回転角振動変位量に対して反比例の関係を持つことにな
る。従って、回転角振動変位量が所定の範囲に納まるよ
うにテンショナー7を制御すれば、タイミングベルト5
の静的張力を所定の範囲に納めて寿命延長及び騒音防止
を両立させることができる。
【0016】図4のグラフは前記図3(C)のグラフを
具体化したものであり、回転角振動変位量が0.5°以
下になったときにテンショナー7のアクチュエータ8を
後退させてタイミングベルト5の静的張力を減少させ、
回転角振動変位量が1.5°以上になったときにテンシ
ョナー7のアクチュエータ8を前進させてタイミングベ
ルト5の静的張力を増加させることにより、タイミング
ベルト5の静的張力を所望の範囲である2kgf〜13
kgfに制御することができる。
【0017】尚、回転角振動変位量を算出する際に、エ
ンジン回転数が3000rpmの状態を基準にする理由
は以下のとおりである。図5に示すようにエンジン回転
数が増加するに伴って回転角振動変位量も増加するが、
臨界回転数を越えると回転角振動変位量は減少する。こ
れは、エンジン回転数が増加して臨界回転数を越えると
タイミングベルト5の伸縮が動的張力の変化に追従しな
くなって、図3(B)の比例関係が成立しなくなるから
である。つまり、前記臨界回転数よりも低いエンジン回
転数で回転角振動変位量を算出しないと、図3(C)の
関係も成立しなくなる。
【0018】臨界回転数は、クランクシャフト1及びカ
ムシャフト4i,4oの軸間距離に応じて変化し、この
軸間距離が一般的な300mmのときに臨界回転数は略
4000rpmになる。このために、臨界回転数である
4000rpm以下のエンジン回転数(例えば、300
0rpm)において回転角振動変位量を算出することに
より、テンショナー7の的確な制御が可能となる。
【0019】上述したように、実質的に回転状態検出手
段S1 の出力信号だけに基づいてタイミングベルト5の
静的張力を適切に制御することができるので、テンショ
ナー7の制御系の構造及びソフトウエアを何れも簡素化
してコストを削減することができる。
【0020】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。
【0021】例えば、実施例では標準パルスの波形を予
めマップとして記憶しているが、エンジン回転数が臨界
回転数以下の例えば3000rpmになったときに、所
定時間に亘って回転状態検出手段S1 の出力信号をサン
プリングし、そのパルス間隔を平均化したものを標準パ
ルスとして実測パルスと比較することにより、回転角振
動変位量を算出しても良い。また実施例では回転状態検
出手段S1 でカムプーリ4oの回転状態を検出している
が、カムプーリ4oと一体のカムシャフト2oの回転状
態を検出しても良い。また無端伝動帯はタイミングベル
ト5に限定されず、タイミングチェーンであっても良
い。
【0022】
【発明の効果】以上のように請求項1に記載された発明
によれば、従動軸又は従動輪の回転状態を検出する回転
状態検出手段を設け、制御手段は、回転状態検出手段で
検出した回転状態と標準回転状態との差に基づいて張力
調整手段の作動を制御するので、無端伝動帯の張力を直
接検出することなく、最小個数の回転状態検出手段を設
けるだけで、無端伝動帯の張力を的確に制御することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】タイミングベルトの張力調整装置を備えたエン
ジンの全体構成図
【図2】回転状態検出手段の出力波形を示す図
【図3】本発明の原理を説明する図
【図4】回転角振動変位量とベルトの静的張力との関係
を示すグラフ
【図5】エンジン回転数と回転角振動変位量との関係を
示すグラフ
【符号の説明】
1 クランクシャフト(駆動軸) 2o カムシャフト(従動軸) 3 タイミングプーリ(駆動輪) 4o カムプーリ(従動輪) 5 タイミングベルト(無端伝動帯) 7 テンショナー(張力調整手段) E エンジン S1 回転状態検出手段 U 制御手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジン(E)の駆動軸(1)に設けた
    駆動輪(3)と、 エンジン(E)の従動軸(2o)に設けた従動輪(4
    o)と、 駆動輪(3)及び従動輪(4o)に巻き掛けた無端伝動
    帯(5)と、 無端伝動帯(5)の張力を調整する張力調整手段(7)
    と、 張力調整手段(7)の作動を制御する制御手段(U)
    と、を備えたエンジンにおける無端伝動帯の張力調整装
    置において、 従動軸(2o)又は従動輪(4o)の回転状態を検出す
    る回転状態検出手段(S1 )を設け、前記制御手段
    (U)は、回転状態検出手段(S1 )で検出した回転状
    態と標準回転状態との差に基づいて張力調整手段(7)
    の作動を制御することを特徴とするエンジンにおける無
    端伝動帯の張力調整装置。
JP7952497A 1997-03-31 1997-03-31 エンジンにおける無端伝動帯の張力調整装置 Pending JPH10274052A (ja)

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