(57)【要約】【課題】歯付ベルトの歯欠けを検知する。【解決手段】電子制御ユニットは、油圧センサが検出する油圧の時間変動に基づいて算出されるオイルの圧力脈動の周波数である実測値と、クランクシャフトの回転数及びインナロータの歯の数に基づいて算出されるオイルの圧力脈動の周波数である理論値とを比較する（ステップＳ１５０）。電子制御ユニットは、実測値が理論値からずれている場合に、歯付きベルトの異常を検出する（ステップＳ１７０）。【選択図】図３
2020070723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外歯歯車式のインナロータ及び当該インナロータの歯と噛み合うことで駆動される内歯歯車式のアウタロータの互いの回転運動によってオイルを吐出するオイルポンプと、前記オイルポンプから吐出されるオイルの油圧を検出する油圧センサと、前記インナロータの回転中心に連結された駆動軸と、前記駆動軸に取り付けられている外歯歯車式のポンププーリと、前記ポンププーリに巻き掛けられているとともに前記ポンププーリの歯と噛み合う歯が内周面から突出している歯付きベルトと、前記歯付きベルトが巻き掛けられているとともに前記歯付きベルトを周回させる出力軸とを備えるオイル供給機構に適用される制御装置であって、
前記油圧センサが検出する油圧の時間変動に基づいて算出されるオイルの圧力脈動の周波数である実測値と、前記出力軸の回転数及び前記インナロータの歯数に基づいて算出されるオイルの圧力脈動の周波数である理論値との比較結果に応じて前記歯付きベルトの異常を検出する
オイル供給機構の制御装置。
【請求項２】
前記油圧センサが検出する油圧の時間変動の時系列において、油圧が増加から減少に転じるときの時刻、又は油圧が減少から増加に転じるときの時刻をピーク時刻としたとき、隣り合うピーク時刻の時間間隔に基づいて、前記実測値を算出する
請求項１に記載のオイル供給機構の制御装置。
【請求項３】
前記油圧センサが検出する油圧の時間変動の時系列において、前記理論値よりも高い周波数の変動を除去するフィルタリングを実行した後、前記実測値を算出する
請求項２に記載のオイル供給機構の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、オイル供給機構の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示された内燃機関においては、シリンダブロックの下端に、オイルを貯留するオイルパンが固定されている。オイルパンの内部には、オイルを内燃機関の各種部位に圧送するオイルポンプが収容されている。オイルポンプの駆動軸には、外歯歯車式のプーリが取り付けられている。プーリには、歯付きベルトが巻き掛けられている。歯付きベルトの内周面からは、プーリの歯と噛み合う歯が突出している。歯付きベルトには、クランクシャフトの動力が伝達される。歯付きベルトが周回すると、オイルポンプが駆動される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平０２−００１４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
歯付きベルトにおいては、例えば劣化によって歯欠けが生じることがある。特許文献１に開示されている内燃機関においては、歯欠けを検知することに関して何ら検討されていない。したがって、歯付ベルトの歯欠けを検知できる技術が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するためのオイル供給機構の制御装置は、外歯歯車式のインナロータ及び当該インナロータの歯と噛み合うことで駆動される内歯歯車式のアウタロータの互いの回転運動によってオイルを吐出するオイルポンプと、前記オイルポンプから吐出されるオイルの油圧を検出する油圧センサと、前記インナロータの回転中心に連結された駆動軸と、前記駆動軸に取り付けられている外歯歯車式のポンププーリと、前記ポンププーリに巻き掛けられているとともに前記ポンププーリの歯と噛み合う歯が内周面から突出している歯付きベルトと、前記歯付きベルトが巻き掛けられているとともに前記歯付きベルトを周回させる出力軸とを備えるオイル供給機構に適用される制御装置であって、前記油圧センサが検出する油圧の時間変動に基づいて算出されるオイルの圧力脈動の周波数である実測値と、前記出力軸の回転数及び前記インナロータの歯数に基づいて算出されるオイルの圧力脈動の周波数である理論値との比較結果に応じて前記歯付きベルトの異常を検出する。
【０００６】
いわゆるトロコイド式のオイルポンプにおいては、オイルが吐出されることに伴ってオイルの圧力脈動が生じる。ここで、歯付きベルトに歯欠けが生じている場合、歯付きベルトが空転して歯付きベルトの動力がオイルポンプに伝わらず、オイルポンプからオイルが吐出されなくなる。したがって、歯付きベルトに歯欠けが生じていると、オイルの圧力脈動の周波数の実測値が、理論値に対してずれる。そこで、上記構成のように、オイルの圧力脈動の周波数の実測値と理論値とを比較することで、歯付きベルトの歯欠けを検知できる。
【０００７】
オイル供給機構の制御装置においては、前記油圧センサが検出する油圧の時間変動の時系列において、油圧が増加から減少に転じるときの時刻、又は油圧が減少から増加に転じるときの時刻をピーク時刻としたとき、隣り合うピーク時刻の時間間隔に基づいて、前記実測値を算出してもよい。
【０００８】
上記構成では、油圧の時間変動の時系列における隣り合う２つの油圧のピーク時刻に基づいてオイルの圧力脈動の周波数を算出する。そのため、仮に歯付きベルトに歯欠けが生じた場合に、オイルの圧力脈動の周波数に係る実測値が理論値に対して大きく変化する。そのため、理論値と実測値とのずれが大きくなり、歯付ベルトの歯欠けをより確実に検知できる。
【０００９】
オイル供給機構の制御装置においては、前記油圧センサが検出する油圧の時間変動の時系列において、前記理論値よりも高い周波数の変動を除去するフィルタリングを実行した後、前記実測値を算出してもよい。
【００１０】
油圧の時間変動の時系列には、オイルの圧力脈動よりも短周期の変動がノイズとして混ざっていることがある。こうした変動が混ざっている時系列において油圧のピークを特定すると、オイルの圧力脈動に伴うピークとは異なるピークを、オイルの圧力脈動に伴うピークとして捉えてしまうおそれがある。この点、上記構成においては、油圧の時間変動の時系列において、オイルの圧力脈動よりも短周期の変動を除去した上で、オイルの圧力脈動の周波数を算出している。したがって、オイルの圧力脈動に伴うピークとは異なるピークを誤ってオイルの圧力脈動に伴うピークとして特定してしまうことを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】オイル供給機構を備えた内燃機関の概略図。
【図２】内燃機関をクランクシャフトの中心軸線方向一方側から視た平面図。
【図３】歯欠け検知処理の処理手順を表したフローチャート。
【図４】油圧の時間変動の例を表したタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、オイル供給機構の制御装置の一実施形態を、図面を参照して説明する。
図１に示すように、内燃機関１０は、全体として略直方体状のシリンダブロック２２を備えている。シリンダブロック２２内には、燃料を燃焼させるための気筒２２ａが複数（本実施形態では３つ）区画されている。シリンダブロック２２の下端面には、箱型のオイルパン２４が固定されている。オイルパンの２４の底部には、オイルが貯留されている。
【００１３】
シリンダブロック２２とオイルパン２４との間には、クランクシャフト１２が配置されている。クランクシャフト１２は全体として一方向（図１において左右方向）に延びている。クランクシャフト１２は、シリンダブロック２２の下端面とシリンダブロック２２に取り付けられるクランクキャップとの間で回転可能に支持されている。クランクシャフト１２の中心軸線方向一方側の一部は、シリンダブロック２２及びオイルパン２４の側壁を貫通して、シリンダブロック２２及びオイルパン２４よりも外側に突出している。なお、図１では、クランクシャフト１２の中心軸線方向一方側の一部のみ図示し、中心軸線方向他方側の大部分を省略している。クランクシャフト１２の近傍には、当該クランクシャフト１２の回転位置であるクランク角Ｎを検出するクランク角センサ５２が配置されている。
【００１４】
シリンダブロック２２及びオイルパン２４における、クランクシャフト１２の中心軸線方向一方側の側面は、上下方向に長尺のチェーンケース２９で覆われている。チェーンケース２９と、シリンダブロック２２及びオイルパン２４との間には、後述する歯付きベルト６０等を収容するためのチェーン室Ｋが区画されている。
【００１５】
内燃機関１０には、オイル供給機構９０が設けられている。オイル供給機構９０は、内燃機関１０の各種部位にオイルを圧送するオイルポンプ３０を備えている。オイルポンプ３０は、オイルパン２４の内部に収容されている。オイルポンプ３０は、トロコイド式（内接歯車式）のポンプである。すなわち、図１及び図２に示すように、オイルポンプ３０のハウジング３２内には、略円環状で内歯歯車式のアウタロータ３６が配置されている。図２に示すように、アウタロータ３６の内周には、周方向に等間隔で１１個の歯３６ａが設けられている。詳しい図示は省略するが、アウタロータ３６の外周は、ハウジング３２の壁面に内接している。つまり、アウタロータ３６は、当該アウタロータ３６の中心軸線を中心として回転するように、ハウジング３２に収容されている。なお、図２では、アウタロータ３６の複数の歯３６ａのうちの一部にのみ符号を付している。
【００１６】
アウタロータ３６よりも径方向内側には、略円環状で外歯歯車式のインナロータ３４が配置されている。インナロータ３４の外周には、周方向に等間隔で１０個の歯３４ａが設けられている。すなわち、インナロータ３４の歯３４ａの数は、アウタロータ３６の歯３６ａの数よりも１つ少なくなっている。なお、図２では、インナロータ３４の複数の歯３４ａのうちの一部にのみ符号を付している。インナロータ３４は、当該インナロータ３４の中心軸線が、アウタロータ３６の中心軸線に対して偏心するように配置されている。そして、インナロータ３４の複数の歯３４ａのうち、インナロータ３４がアウタロータ３６に対して偏心している側の歯３４ａは、アウタロータ３６の歯３６ａと噛み合っている。一方、インナロータ３４の複数の歯３４ａのうち、インナロータ３４がアウタロータ３６に対して偏心している側とは反対側の歯３４ａは、アウタロータ３６の歯３６ａとの間に隙間を有して配置されている。この隙間は、オイルを保持するオイル保持室３０ａとなっている。
【００１７】
オイルポンプ３０においては、インナロータ３４が回転すると、当該インナロータ３４の歯３４ａと噛み合うことでアウタロータ３６の回転が駆動される。そして、インナロータ３４及びアウタロータ３６が回転することに伴ってオイル保持室３０ａの容積が変化して、当該オイル保持室３０ａにオイルが吸入されたり、当該オイル保持室３０ａからオイルが吐出されたりする。
【００１８】
詳しい図示は省略するが、ハウジング３２内には、オイル保持室３０ａにオイルを供給する供給通路が区画されている。図１に示すように、このハウジング３２には、オイルパン２４の底部のオイルを当該ハウジング３２内の供給通路へと導くストレーナ１９が接続されている。また、ハウジング３２には、シリンダブロック２２のメインギャラリ等、内燃機関１０における潤滑が必要とされる各種部位へと繋がるオイル流通路１８が接続されている。オイルポンプ３０が吐出したオイルは、オイル流通路１８を介して、内燃機関１０の各種部位に供給される。オイル流通路１８の途中には、オイルポンプ３０から吐出されるオイルの油圧Ｓを検出する油圧センサ５０が配置されている。
【００１９】
図２に示すように、円環状のインナロータ３４の中心の孔には、駆動軸４０が挿通されている。すなわち、駆動軸４０は、インナロータ３４の回転中心に連結されている。駆動軸４０は、インナロータ３４に固定されていて、当該インナロータ３４と一体的に回転する。図１に示すように、駆動軸４０は、クランクシャフト１２の中心軸線と平行に配置されている。駆動軸４０は、オイルポンプ３０のハウジング３２よりもクランクシャフト１２の中心軸線方向一方側に突出している。そして、駆動軸４０におけるクランクシャフト１２の中心軸線方向一方側の一部は、オイルパン２４の側壁を貫通して、オイルパン２４よりも外側に突出している。
【００２０】
駆動軸４０における、オイルパン２４よりも外側に突出している部分には、略円環状の外歯歯車式のポンププーリ４２が取り付けられている。ポンププーリ４２は、チェーン室Ｋ内に位置している。図２に示すように、ポンププーリ４２の外周には、周方向に等間隔で歯４２ａが複数設けられている。ポンププーリ４２は、駆動軸４０に固定されていて、駆動軸４０と一体回転する。なお、図２では、ポンププーリ４２の複数の歯４２ａのうちの一部にのみ符号を付している。
【００２１】
図１に示すように、クランクシャフト１２における、シリンダブロック２２及びオイルパン２４よりも外側に突出している部分には、外歯歯車式のクランクプーリ１４が取り付けられている。クランクプーリ１４は、チェーン室Ｋ内に位置している。詳細には、クランクプーリ１４は、クランクシャフト１２の中心軸線方向に関してポンププーリ４２と同じ位置に配置されている。図２に示すように、クランクプーリ１４の外周には、周方向に等間隔で歯１４ａが複数設けられている。クランクプーリ１４の歯１４ａの数は、ポンププーリ４２の歯４２ａの数と同じになっている。また、クランクプーリ１４の歯先円の径は、ポンププーリ４２の歯先円の径と同じになっている。クランクプーリ１４は、クランクシャフト１２に固定されていて、クランクシャフト１２と一体回転する。なお、図２では、クランクプーリ１４の複数の歯１４ａのうちの一部にのみ符号を付している。
【００２２】
ポンププーリ４２及びクランクプーリ１４には、無端（環状）の歯付きベルト６０が巻き掛けられている。歯付きベルト６０の内周面からは、ポンププーリ４２の歯４２ａ及びクランクプーリ１４の歯１４ａと噛み合う歯６０ａが突出している。歯６０ａは、歯付きベルト６０の周回方向の全域に亘って等間隔で複数設けられている。歯付きベルト６０には、クランクプーリ１４を介して、クランクシャフト１２の駆動力が伝達される。この結果として、歯付きベルト６０がポンププーリ４２及びクランクプーリ１４のまわりを周回し、ポンププーリ４２を回転させる。このように、本実施形態では、クランクシャフト１２が、歯付きベルト６０を周回させる出力軸となっている。なお、図２では、歯付きベルト６０の複数の歯６０ａのうちの一部にのみ符号を付している。
【００２３】
以上のように、オイル供給機構９０は、オイルポンプ３０、ストレーナ１９、オイル流通路１８、駆動軸４０、ポンププーリ４２、クランクシャフト１２、クランクプーリ１４、歯付きベルト６０、油圧センサ５０を備えている。
【００２４】
オイル供給機構９０は、内燃機関１０に搭載されている電子制御ユニット７０（制御装置）で制御される。電子制御ユニット７０は、各種のプログラム（ソフトウェア）が格納された不揮発性の記憶部、プログラムの実行に際してデータが一時的に記憶される揮発性のＲＡＭ等を備えたコンピュータである。電子制御ユニット７０には、クランク角センサ５２が検出するクランク角Ｎが入力される。また、電子制御ユニット７０には、油圧センサ５０が検出するオイルの油圧Ｓが入力される。電子制御ユニット７０は、油圧センサ５０から入力されるオイルの油圧Ｓを、所定の制御周期毎に取得し、それを時系列のデータとして記憶部に記憶する。このとき、電子制御ユニット７０は、新しいデータを取得する度に最も古いデータを削除することで、予め定められた時間範囲の油圧Ｓのデータを記憶する。この時間範囲は、内燃機関１０が自立して駆動を継続できる最小限度のクランクシャフト１２の回転数Ｎｅであるとき（例えば、アイドリング状態のとき）に、歯付きベルト６０が１周回するのに要する時間よりも長い時間範囲として定められている。
【００２５】
電子制御ユニット７０は、歯付きベルト６０の歯欠けを検知するための歯欠け検知処理を実行可能である。ここで、オイルポンプ３０においては、インナロータ３４及びアウタロータ３６の回転に伴ってオイル保持室３０ａの容積変化が周期的に繰り返され、オイルが周期的に吐出される。したがって、オイルポンプ３０から吐出されるオイルには圧力脈動が生じる。電子制御ユニット７０は、歯欠け検知処理において、この圧力脈動の周波数（Ｈｚ）を参照して、歯付きベルト６０の歯欠けを検知する。
【００２６】
具体的には、電子制御ユニット７０は、油圧センサ５０が検出する油圧Ｓの時間変動に基づいて、オイルの圧力脈動の周波数を算出する。電子制御ユニット７０は、油圧センサ５０が検出する油圧Ｓに基づいて算出した周波数を、実測値Ｚ１として扱う。また、電子制御ユニット７０は、実測値Ｚ１を、クランクシャフト１２の回転数Ｎｅ（ｒｐｍ）及びインナロータ３４の歯３４ａの数Ｄに基づいて算出されるオイルの圧力脈動の周波数である理論値Ｚ２と比較する。そして、電子制御ユニット７０は、その比較結果に応じて歯付きベルト６０の歯欠けを検知する。
【００２７】
ここで、オイルの圧力脈動の周波数に係る理論値Ｚ２について説明する。上記のとおりクランクプーリ１４及びポンププーリ４２には、歯付きベルト６０が巻き掛けられていることから、ポンププーリ４２には、歯付きベルト６０を介してクランクシャフト１２の動力が伝達される。そのため、歯付きベルト６０に歯欠けが生じていない正常な状態におけるポンププーリ４２の回転数、つまり、駆動軸４０及びインナロータ３４の回転数は、クランクシャフト１２の回転数Ｎｅに応じて一義的に定まる。具体的には、インナロータ３４の回転数Ｐｅは、クランクシャフト１２の回転数Ｎｅ、クランクプーリ１４の歯先円の径Ｒｃ、及びポンププーリ４２の歯先円の径Ｒｐの関係から、次の式（１）により定まる。
【００２８】
Ｐｅ＝Ｎｅ×（Ｒｃ／Ｒｐ）          ・・・（１）
そして、このインナロータ３４の回転数Ｐｅ及びインナロータ３４の歯３４ａの数Ｄにより、オイルの圧力脈動の周波数に係る理論値Ｚ２は一義的に定まる。すなわち、理論値Ｚ２は、次の式（２）により定まる。
【００２９】
Ｚ２＝（Ｐｅ／６０）×Ｄ            ・・・（２）
電子制御ユニット７０は、上記（２）式で算出される理論値Ｚ２と、クランクシャフト１２の回転数Ｎｅとの関係性を表した周波数マップを記憶している。周波数マップにおいては、（２）式から明らかなように、クランクシャフト１２の回転数Ｎｅが大きいほど、理論値Ｚ２の値は大きくなっている。
【００３０】
次に、電子制御ユニット７０が実行する歯付け検知処理について詳述する。電子制御ユニット７０は、内燃機関１０が駆動している状況下において、所定周期毎に、歯付け検知処理を実行する。
【００３１】
図３に示すように、電子制御ユニット７０は、歯付け検知処理を開始すると、ステップＳ１１０の処理を実行する。ステップＳ１１０において、電子制御ユニット７０は、自身に記憶している油圧Ｓの時間変動の時系列を読み込む。この後、電子制御ユニット７０は、処理をステップＳ１２０に進める。
【００３２】
ステップＳ１２０において、電子制御ユニット７０は、油圧Ｓの時間変動の時系列において特定の変動成分を除去するフィルタリングを実行する。ここで、油圧Ｓの時間変動の時系列には、オイルの圧力脈動よりも短周期の変動がノイズとして混ざっていることがある。フィルタリングでは、こうした短周期の変動を除去する。具体的には、電子制御ユニット７０は、クランク角センサ５２が検出するクランク角Ｎに基づいて、現在のクランクシャフト１２の回転数Ｎｅを算出する。そして、電子制御ユニット７０は、周波数マップを参照し、現在のクランクシャフト１２の回転数Ｎｅに対応するオイルの圧力脈動の周波数に係る理論値Ｚ２を取得する。そして、電子制御ユニット７０は、取得した理論値Ｚ２よりもやや高い周波数を遮断周波数に設定し、油圧Ｓの時間変動の時系列に対して、上記遮断周波数よりも高い周波数の変動を除去するローパスフィルタをかける。この後、電子制御ユニット７０は、処理をステップＳ１３０に進める。
【００３３】
ステップＳ１３０において、電子制御ユニット７０は、フィルタリング後の油圧Ｓの時間変動の時系列から、最新の２つのピーク時刻を特定する。この実施形態では、ピーク時刻は、油圧Ｓが増加から減少に転じるときの時刻のことである。ここで、油圧Ｓが増加から減少に転じるときの油圧をピーク値としたとき、電子制御ユニット７０は、フィルタ後の油圧Ｓの時間変動の時系列における全てのピーク値の平均値を算出する。そして、電子制御ユニット７０は、最新の２つのピーク時刻を特定する際、ピーク値が上記平均値よりも低い場合には、そのピーク値が表れるタイミングについてはピーク時刻として扱わない。以上のステップＳ１３０の処理の後、電子制御ユニット７０は、処理をステップＳ１４０に進める。
【００３４】
ステップＳ１４０において、電子制御ユニット７０は、最新の２つのピーク時刻の時間間隔の逆数を算出する。この値は、オイルの圧力脈動の周波数に係る実測値Ｚ１である。この後、電子制御ユニット７０は、処理をステップＳ１５０に進める。
【００３５】
ステップＳ１５０において、電子制御ユニット７０は、ステップＳ１４０で算出した実測値Ｚ１と、ステップＳ１２０で取得した理論値Ｚ２とを比較する。そして、電子制御ユニット７０は、実測値Ｚ１と理論値Ｚ２とが略一致しているか否かを判定する。具体的には、電子制御ユニット７０は、理論値Ｚ２よりも許容値だけ大きい最大値と、理論値Ｚ２よりも許容値だけ小さい最小値との範囲内に、実測値Ｚ１が収まっているか否かを判定する。この実施形態において、許容値は、理論値Ｚ２の５％に相当する値となっている。
【００３６】
電子制御ユニット７０は、実測値Ｚ１が上記最大値と上記最小値の範囲に収まっている場合（ステップＳ１５０：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１６０に進める。そして、ステップＳ１６０において、電子制御ユニット７０は、歯付きベルト６０が正常であると判定し、一連の処理を一旦終了する。
【００３７】
一方、電子制御ユニット７０は、ステップＳ１５０において、実測値Ｚ１が上記最大値と上記最小値の範囲から外れている場合（ステップＳ１５０：ＮＯ）、処理をステップＳ１７０に進める。ステップＳ１７０において、電子制御ユニット７０は、歯付きベルト６０に異常が生じていると判定する。つまり、電子制御ユニット７０は、歯付きベルト６０の異常を検出する。この後、電子制御ユニット７０は、処理をステップＳ１８０に進める。
【００３８】
ステップＳ１８０において、電子制御ユニット７０は、歯付きベルト６０に異常が生じている旨を車室の乗員に報知する報知ランプを点灯する。この後、電子制御ユニット７０は、一連の処理を一旦終了する。
【００３９】
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
歯付きベルト６０の劣化等により、歯付きベルト６０に歯欠けが生じることがある。歯付きベルト６０に歯欠けが生じている場合、歯付きベルト６０が空転して歯付きベルト６０の動力がオイルポンプ３０に伝わらない。そのため、オイルポンプ３０からオイルが吐出されなくなり、オイルの圧力脈動が生じ得ない。したがって、図４に示すように、油圧センサ５０が検出する油圧Ｓの時間変動の時系列において、本来、油圧Ｓの時間変動が生じるタイミングである時刻ｔ１から時刻ｔ２の間において、油圧Ｓの時間変動が現れなくなる。このため、時刻ｔ１から時刻ｔ２における油圧Ｓの時間変動の周波数は、仮に、歯付きベルト６０に歯欠けが生じておらず、時刻ｔ１からｔ２の期間においてオイルポンプ３０からオイルが正常に吐出された場合における油圧Ｓの時間変動の周波数からずれる。こうした特徴を利用して、歯付け検知処理では、オイルの圧力脈動の周波数に係る実測値Ｚ１と理論値Ｚ２とを比較している。そして、実測値Ｚ１が理論値Ｚ２から大きくずれている場合には、歯付きベルト６０の異常を検出し、歯付きベルト６０に歯欠けが生じていることを検知する。
【００４０】
ここで、歯付きベルト６０の劣化を検知する方法の一つとして、例えば、オイルポンプ３０の回転が停止することにより油圧が低下したことをもって歯付きベルト６０が切れたこと、つまり、歯付きベルト６０が劣化したことを検知する方法がある。しかし、この場合、歯付きベルト６０の劣化を検知した時点では既にオイルポンプ３０が停止しており、内燃機関１０の運転中にオイルが圧送されない期間が生じてしまう。この点、本実施形態の歯欠け検知処理によれば、歯付きベルト６０の歯欠けを検知できる。そして、歯付きベルト６０に歯欠けが生じている状況下では、歯付きベルト６０に相応の劣化が生じており、近い将来、歯付きベルト６０が切れる蓋然性がある。つまり、本実施形態では、歯付きベルト６０の歯欠けを検知することで、歯付きベルト６０が切れる前の段階で、歯付きベルト６０が劣化していることを検知できる。
【００４１】
ところで、オイルの圧力脈動の周波数に係る実測値Ｚ１を算出する際、フィルタリング後の油圧Ｓの時間変動の時系列において油圧Ｓが増加から減少に転じるピークの数を算出し、このピークの数を時系列の時間幅で除すことが考えられる。しかし、この方法を採用する場合、オイルポンプ３０からオイルが吐出されない期間を含んだ時系列が対象であったとしても、時系列の時間幅に対してピークの数が多ければ、実測値Ｚ１と理論値Ｚ２との差は小さくなる。したがって、歯付きベルト６０の歯欠けを検知できないおそれがある。また、時系列の時間幅の範囲において、クランクシャフト１２の回転数Ｎｅが変化してしまうと、理論値Ｚ２を適切に定めることができないこともある。
【００４２】
この点、上記構成では、油圧Ｓの時間変動の時系列における隣り合う２つの油圧のピーク時刻に基づいて、オイルの圧力脈動の周波数に係る実測値Ｚ１を算出する。そのため、オイルポンプ３０からオイルが吐出されない期間の初めと終わりとをこれら２つのピーク時刻で捉えて、オイルポンプ３０からオイルが吐出されない期間のみを対象とした周波数を実測値Ｚ１として算出できる。したがって、実測値Ｚ１と理論値Ｚ２との差が大きくなり、歯付きベルト６０の歯欠けをより確実に検知できる。また、２つの油圧のピーク時刻間においてクランクシャフト１２の回転数Ｎｅが大きく変化することは考え難い。そのため、理論値Ｚ２を適切に定めることもできる。
【００４３】
さらに、上記構成では、油圧Ｓの時間変動の時系列に対してフィルタリングを施すことによって、オイルの圧力脈動よりも短周期の変動を除去した上で、オイルの圧力脈動の周波数に係る実測値Ｚ１を算出している。したがって、オイルの圧力脈動に伴うピークとは異なるピークを誤ってオイルの圧力脈動に伴うピークとして特定してしまうことを防止できる。
【００４４】
また、上記構成では、油圧Ｓの時間変動の時系列において、当該時系列における複数のピーク値の平均値を下回る場合の変動を除外して、ピーク時刻を特定している。仮に歯付きベルト６０に歯欠けが生じていて、当該歯欠けが生じている部分がポンププーリ４２に差し掛かり、歯付きベルト６０の動力がポンププーリ４２に伝わらなくなった場合には、ポンププーリ４２（インナロータ３４）が惰性で回転し得る。こうした場合には、インナロータ３４の回転数が減少することに伴ってオイルの吐出圧力が減少し、オイルの圧力脈動に係る上記ピーク値も小さくなり得る。上記のように上記平均値を閾値としてピーク時刻を特定することで、オイルの吐出圧力が減少している場合の油圧Ｓの変動は、ピーク時刻の特定において除外される。したがって、歯付きベルト６０の歯欠けによって歯付きベルト６０の動力が正常にオイルポンプ３０に伝わっていない状態での油圧Ｓの変動を、歯付きベルト６０の動力が正常にオイルポンプ３０に伝わっているときのオイルの圧力脈動として誤って捉えてしまうことを防止できる。
【００４５】
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・ステップＳ１８０の処理に関して、報知ランプを点灯することに代えて又は加えて、歯付きベルト６０に異常が生じている旨を電子制御ユニット７０の記憶部に記憶してもよい。このように電子制御ユニット７０の記憶部に記憶しておくことで、例えば整備工場などでデータを読み取ることで、作業員が異常の有無を把握できる。また、異常を報知することに代えて又は加えて内燃機関１０の駆動を停止してもよい。
【００４６】
・ステップＳ１５０の処理に関して、理論値Ｚ２に幅を持たせるための許容値は、上記実施形態の例に限らない。許容値は、油圧センサで検出される油圧Ｓの誤差や、実測値Ｚ１の算出に係る計算上の誤差に伴う、実測値Ｚ１の理論値Ｚ２からのずれを包含できる大きさであればよい。
【００４７】
・ステップＳ１３０の処理に関して、油圧Ｓのピーク値が比較的に低い場合の油圧Ｓの変動をピーク時刻の特定から除外するための閾値は、上記実施形態の例に限らない。この閾値は、油圧Ｓの時間変動の時系列において、歯付きベルト６０の動力が正常にオイルポンプ３０に伝わっているときのオイルの圧力脈動と、歯付きベルト６０の動力が正常にオイルポンプ３０に伝わってないときの油圧Ｓの変動とを切り分けられる大きさであればよい。
【００４８】
・ステップＳ１３０の処理に関して、ピーク時刻は、油圧センサ５０が検出する油圧Ｓの時間変動の時系列において、油圧Ｓが減少から増加に転じるときの時刻としてもよい。
・ステップＳ１３０の処理に関して、油圧センサ５０が検出する油圧Ｓの時間変動の時系列において油圧Ｓが増加から減少に転じるときの時刻を第１ピーク時刻、油圧Ｓが減少から増加に転じるときの時刻を第２ピーク時刻とし、隣り合う第１ピーク時刻と第２ピーク時刻の時間間隔に基づいて実測値Ｚ１を算出してもよい。この場合、隣り合う第１ピーク時刻と第２ピーク時刻の時間間隔を２倍した時間幅の逆数を実測値Ｚ１として算出すればよい。
【００４９】
・ステップＳ１４０の処理に関して、実測値Ｚ１の算出方法は、ピーク時刻の時間間隔に基づいて算出したものに限定されない。実測値Ｚ１の算出方法として、一定の時間間隔内における油圧Ｓの時間変動の時系列におけるピークの数を数える方法を採用してもよい。この場合、ステップＳ１１０で読み込んだ時系列のうち、油圧Ｓのピークを特定する時間範囲を短くする等の調整をすることで、歯付きベルト６０に歯欠けが生じている場合における実測値Ｚ１と理論値Ｚ２との差の低減を避けられる。また、内燃機関１０がアイドリング状態である場合等、クランクシャフト１２の回転数Ｎｅが一定となっている時間範囲を、油圧Ｓのピークを特定する時間範囲に設定することで、理論値Ｚ２を適切に定めることもできる。
【００５０】
・ステップＳ１２０やステップＳ１５０で利用する周波数マップは、クランクシャフト１２の回転数Ｎｅと、オイルの圧力脈動の周波数に係る理論値Ｚ２との関係性を関係式で表したものであってもよい。
【００５１】
・ステップＳ１２０の処理に関して、フィルタリングを実施することは必須ではないが、ノイズを取り除く上ではフィルタリングを実施することが好ましい。
・ステップＳ１２０の処理に関して、油圧Ｓの時間変動の時系列に対して、理論値Ｚ２よりも低い周波数の変動を除去するハイパスフィルタをかけてもよい。
【００５２】
・歯欠け検知処理の実行条件を定めてもよい。つまり、歯欠け検知処理は、予め定められた内燃機関１０の運転状態のもとで実行するようにしてもよい。歯欠け検知処理は、例えば、内燃機関１０がアイドリング状態であることを条件に実行してもよい。
【００５３】
・電子制御ユニット７０が時系列として記憶する油圧Ｓのデータの時間範囲は、上記実施形態の例に限らない。上記時間範囲は、実測値Ｚ１を算出できる長さであればよい。例えば、上記実施形態では、最新の２つのピーク時刻に基づいて実測値Ｚ１を算出している。したがって、少なくとも最新の２つのピーク時刻が含まれる時間範囲であればよい。
【００５４】
・クランクプーリ１４の歯１４ａの数と、ポンププーリ４２の歯４２ａの数とが異なっていてもよい。
・クランクプーリ１４の歯先円の径と、ポンププーリの４２の歯先円の径とが異なっていてもよい。
【００５５】
・オイルポンプ３０におけるインナロータ３４の歯３４ａの数と、アウタロータ３６の歯３６ａの数とを変更してもよい。インナロータ３４の歯３４ａの数が、アウタロータ３６の歯３６ａの数よりも少なくなっていればよい。
【００５６】
・歯付きベルト６０に周回の動力を与える出力軸は、クランクシャフト１２に限定されない。例えば、内燃機関１０に電動モータを設ける。そして、電動モータの回転軸に外歯歯車式のモータ用プーリを取り付け、このモータ用プーリ及びポンププーリ４２に歯付きベルト６０を巻き掛ける。そして、電動モータの回転によって歯付きベルトを周回させてポンププーリ４２を回転させてもよい。この場合、電動モータの回転軸が、出力軸となる。
【００５７】
・内燃機関１０の構成は、変更可能である。例えば、オイルポンプ３０のハウジング３２は、チェーン室Ｋに位置していてもよい。気筒２２ａの数を変更してもよい。オイルパン２４は、当該オイルパン２４の上側の部分を構成する枠状のケースと、下側の部分を構成する箱型のケースとを結合したものでもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１０…内燃機関、１２…クランクシャフト、３０…オイルポンプ、３４…インナロータ、３４ａ…歯、３６…アウタロータ、３６ａ…歯、４０…駆動軸、４２…ポンププーリ、４２ａ…歯、５０…油圧センサ、６０…歯付きベルト、６０ａ…歯、７０…電子制御ユニット、９０…オイル供給機構。
【図１】
2020070723.tif 000003
【図２】
2020070723.tif 000004
【図３】
2020070723.tif 000005
【図４】
2020070723.tif 000006