(57)【要約】【課題】駆動走行中のチェーン２１の異常を検出する。【解決手段】駆動走行中のチェーン２１の温度Ｔを検出する温度センサ１１と、マイクロコンピュータ１３とを組み合わせ、マイクロコンピュータ１３は、温度センサ１１の出力信号Ｓ1 を一定のサンプリング周期ごとに所定のサンプル時間に亘ってサンプリングし、サンプリングデータの歪度Ｓk が設定値Ｂを超えたことに基づいてチェーン２１の異常を判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動用、従動用のスプロケットに無端のチェーンを巻き掛けて形成する動力伝達機構において、駆動走行中のチェーンの温度を検出する非接触形の温度センサの出力信号を一定のサンプリング周期ごとに所定のサンプリング時間に亘ってサンプリングし、サンプリングデータの歪度Ｓk ＝（１／ｎ）Σ（（Ｔi −Ｔa ）／σ）3 （ただし、Ｔi （ｉ＝１、２…ｎ）は、サンプリングデータ、ｎ、Ｔa 、σは、それぞれサンプリングデータの数、平均値、標準偏差であり、Σは、ｉ＝１、２…ｎについて（（Ｔi −Ｔa ）／σ）3 の和を取ることを表す）が設定値を超えたことに基づいてチェーンの異常を判定することを特徴とするチェーンの異常検出方法。
【請求項２】
サンプリングデータの最大値が設定値を超えたことによりチェーンの異常を判定することを特徴とする請求項１記載のチェーンの異常検出方法。
【請求項３】
温度センサは、スプロケットの周上のチェーンの温度をスプロケットの軸方向から検出することを特徴とする請求項１または請求項２記載のチェーンの異常検出方法。
【請求項４】
動力伝達機構は、オートバイの走行用のチェーン機構であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか記載のチェーンの異常検出方法。
【請求項５】
駆動走行中のチェーンの温度を検出する非接触形の温度センサと、該温度センサの出力信号をサンプリングするマイクロコンピュータとを備えてなり、前記マイクロコンピュータは、前記温度センサの出力信号を一定のサンプリング周期ごとに所定のサンプリング時間に亘ってサンプリングし、サンプリングデータの歪度Ｓk ＝（１／ｎ）Σ（（Ｔi −Ｔa ）／σ）3 （ただし、Ｔi （ｉ＝１、２…ｎ）は、サンプリングデータ、ｎ、Ｔa 、σは、それぞれサンプリングデータの数、平均値、標準偏差であり、Σは、ｉ＝１、２…ｎについて（（Ｔi −Ｔa ）／σ）3 の和を取ることを表す）が設定値を超えたことに基づいてチェーンの異常を判定することを特徴とするチェーンの異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、たとえば走行中のオートバイにおいて、走行用のチェーンの異常を適確に検出することができるチェーンの異常検出方法と、その装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
駆動走行中のチェーンの異常を検出するために、スプロケットに装着する加速度センサを利用することが知られている（特許文献１）。
【０００３】
たとえば、駆動用、従動用のスプロケットに無端のチェーンを巻き掛ける動力伝達機構において、大径側のスプロケットに加速度センサを装着する。チェーンに異常が発生すると、スプロケットの軸方向、周方向に異常な振動が発生するので、加速度センサを介して振動に起因する加速度を検出することにより、チェーンの異常を確実に検知することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−３００２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
かかる従来技術によるときは、加速度センサと、加速度センサの出力信号をサンプリングするマイクロコンピュータの他、マイクロコンピュータと外部とのデータ通信用の無線通信ユニットや、電源用の電池などの一連の部材をスプロケットに組み込む必要があるから、スプロケットの動的バランスを損なったり、無線によるデータ通信が不安定になったりすることが少なくなく、実用化が必ずしも容易でないという問題があった。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、非接触形の温度センサを採用することによって、駆動走行中のチェーンの異常を適確に検出することができるチェーンの異常検出方法と、その装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するためのこの出願に係る第１発明（請求項１に係る発明をいう、以下同じ）の構成は、駆動用、従動用のスプロケットに無端のチェーンを巻き掛けて形成する動力伝達機構において、駆動走行中のチェーンの温度を検出する非接触形の温度センサの出力信号を一定のサンプリング周期ごとに所定のサンプリング時間に亘ってサンプリングし、サンプリングデータの歪度Ｓk ＝（１／ｎ）Σ（（Ｔi −Ｔa ）／σ）3 （ただし、Ｔi （ｉ＝１、２…ｎ）は、サンプリングデータ、ｎ、Ｔa 、σは、それぞれサンプリングデータの数、平均値、標準偏差であり、Σは、ｉ＝１、２…ｎについて（（Ｔi −Ｔa ）／σ）3 の和を取ることを表す）が設定値を超えたことに基づいてチェーンの異常を判定することをその要旨とする。
【０００８】
なお、サンプリングデータの最大値が設定値を超えたことによりチェーンの異常を判定することができる。
【０００９】
また、温度センサは、スプロケットの周上のチェーンの温度をスプロケットの軸方向から検出してもよく、動力伝達機構は、オートバイの走行用のチェーン機構であってもよい。
【００１０】
第２発明（請求項５に係る発明をいう、以下同じ）の構成は、駆動走行中のチェーンの温度を検出する非接触形の温度センサと、温度センサの出力信号をサンプリングするマイクロコンピュータとを備えてなり、マイクロコンピュータは、温度センサの出力信号を一定のサンプリング周期ごとに所定のサンプリング時間に亘ってサンプリングし、サンプリングデータの歪度Ｓk ＝（１／ｎ）Σ（（Ｔi −Ｔa ）／σ）3 （ただし、Ｔi （ｉ＝１、２…ｎ）は、サンプリングデータ、ｎ、Ｔa 、σは、それぞれサンプリングデータの数、平均値、標準偏差であり、Σは、ｉ＝１、２…ｎについて（（Ｔi −Ｔa ）／σ）3 の和を取ることを表す）が設定値を超えたことに基づいてチェーンの異常を判定することをその要旨とする。
【発明の効果】
【００１１】
かかる第１発明の構成によるときは、非接触形の温度センサは、駆動走行中のチェーンの温度を検出し、駆動走行中のチェーンは、たとえばシールチェーンのシールの摩耗が進行してグリース漏れを生じると、局部的に異常な温度上昇を生じる。そこで、温度センサの出力信号をサンプリングし、所定のサンプリング時間に亘るサンプリングを実行するとき、サンプリングデータの歪度Ｓk は、サンプリングデータの分布形状が左右対称の正規分布から左または右に偏位している程度を示している。したがって、歪度Ｓk の設定値Ｂ＞０としてたとえばＢ＝０．８を設定すれば、設定値Ｂを超える歪度Ｓk は、サンプリングデータの分布形状が左に偏位して右に長く裾を引く形状であり、極端な最大値の存在を示し、このような歪度Ｓk を生じたことに応じてチェーンの異常を判別することができる。ただし、このようにして設定値Ｂを超える歪度Ｓk に着目すると、チェーンの負荷変動や走行速度変動などによりサンプリングデータの平均値Ｔa に揺らぎを生じても、誤判定の機会を少なくし得ることが分かっている。
【００１２】
なお、非接触形の温度センサは、駆動走行中のチェーンのリンクプレートに照準させるようにして、適当な固定部材を介して設置すればよく、スプロケットに部材を組み込んだり、不安定な無線データ通信を導入したりする必要がない。ただし、非接触形の温度センサは、たとえばＩｎＳｂ素子、ＩｎＧａＡｓ素子などによる量子形の超高速応答用の放射形近赤外線センサが好適である。また、温度センサは、駆動走行中のチェーンの長さ方向の少なくとも数mmごとの温度変化を検出し得るように応答速度、サンプリング周期を定めるとともに、チェーンの全長に亘る温度データを少なくとも数周回分繰り返して採取できるように、１回当りのサンプリング時間を設定することが好ましい。
【００１３】
サンプリングデータの最大値が設定値を超えたことが検出されたときは、直ちにチェーンの異常と判定してよい。このときの設定値Ａは、たとえばＡ＝９５℃に設定し、チェーンと外部部材との干渉などの不測の事態を適切に検出することができる。
【００１４】
温度センサは、スプロケットの周上のチェーンの温度をスプロケットの軸方向からリンクプレートに照準させて検出することにより、駆動走行中のチェーンの温度を一層安定に検出することができる。
【００１５】
動力伝達機構をオートバイの走行用のチェーン機構とすれば、オートバイの走行中に走行用のチェーンの異常を検出して運転者に警報することができる。
【００１６】
第２発明の構成によるときは、非接触形の温度センサと、マイクロコンピュータとを組み合わせることにより、第１発明を円滑に実施することができる。温度センサは、駆動走行中のチェーンの温度を検出し、マイクロコンピュータは、温度センサの出力信号をサンプリングしてチェーンの異常の有無を判定することができるからである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】全体構成ブロック系統図
【図２】動力伝達機構の要部模式正面図
【図３】動力伝達機構の要部模式平面図
【図４】信号波形説明図
【図５】サンプリングデータ説明図（１）
【図６】サンプリングデータ説明図（２）
【図７】プログラムフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。
【００１９】
チェーンの異常検出装置は、非接触形の温度センサ１１と、マイクロコンピュータ１３とを備えてなる（図１）。
【００２０】
温度センサ１１は、オートバイの走行用のチェーン機構を形成する動力伝達機構２０の駆動走行中の無端のチェーン２１の温度を検出することができる（図２、図３）。チェーン２１は、駆動用、従動用のスプロケット２２、２３に巻き掛けられている。駆動軸２２ａに装着するフロント側の駆動用のスプロケット２２には、スプロケットカバー２４が掛けられており、リア側の従動用のスプロケット２３は、タイヤ２５とともに、車軸２６を介してスイングアーム２７の後端部に装着されている。なお、温度センサ１１は、スイングアーム２７の後端のスプロケット２３側に取り付けられ、スプロケット２３の周上のチェーン２１のリンクプレートに対し、スプロケット２３の軸方向から照準されている。ただし、温度センサ１１は、量子形の超高速応答形の放射形近赤外線センサ（たとえば応答速度０．１ｍＳ）である。
【００２１】
温度センサ１１は、駆動走行中のチェーン２１の温度Ｔを検出し、出力信号Ｓ1 として出力することができる（図１）。温度センサ１１からの出力信号Ｓ1 は、ＡＤ変換器１２を介してマイクロコンピュータ１３に入力されている。また、マイクロコンピュータ１３には、図示しないスピードメータまたは車速センサからの車速Ｖを示す速度信号Ｓ2 が入力されており、表示手段１４が付設されている。なお、表示手段１４は、たとえば、警告、正常を示す２種の表示ランプの他、適当な液晶表示画面が含まれ、オートバイに騎乗する運転者が見易い個所に設置されている。図１のシステムは、オートバイの車体内において、適切に有線により構成するものとし、オートバイのエンジンスタートとともに電源が投入され、動作開始するものとする。
【００２２】
オートバイを走行させているとき、温度センサ１１の出力信号Ｓ1 の実測波形の一例を図４に示す。ただし、図４（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれチェーン２１が正常時、異常時の信号波形であり、図４（Ａ）、（Ｂ）の縦軸、横軸は、それぞれ温度Ｔ、時刻ｔである。なお、供試品のチェーン２１は、オートバイの走行用のシールチェーンであり、図４（Ｂ）は、チェーン２１の中途の１箇所のシールが損傷してグリース漏れを生じたため、約０．２秒／回のチェーン２１の周回ごとに温度Ｔの鋭いピークが現れている。一方、図４（Ａ）には、チェーン２１の長さ方向に存在する温度Ｔの不規則なばらつきが現れているだけで、格別なピークが見られない。
【００２３】
そこで、図４（Ａ）、（Ｂ）の各信号波形をサンプリングして整理すると、たとえば図５（Ａ）、（Ｂ）、図６（Ａ）、（Ｂ）のとおりである。ただし、このときのサンプリング周期０．２ｍＳごと、サンプリング時間１秒として、図５（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ正常品、異常品のチェーン２１に対する温度ＴのサンプリングデータＴi （ｉ＝１、２…ｎ）のヒストグラムの一例であり、同図（Ａ）、（Ｂ）の横軸、縦軸は、それぞれ０．５℃ステップに区切る温度Ｔ、温度Ｔの各階級ごとの度数Ｆである。また、図６（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ図５（Ａ）、（Ｂ）のサンプリングデータＴi の歪度Ｓk ＝（１／ｎ）Σ（（Ｔi −Ｔa ）／σ）3 のサンプリング時間１秒ごとの経時変化データの一例である。ただし、ｎ、Ｔa 、σは、それぞれサンプリングデータＴi の数、平均値、標準偏差であり、Σは、ｉ＝１、２…ｎについて（（Ｔi −Ｔa ）／σ）3 の和を取ることを表す。また、図６（Ａ）、（Ｂ）の横軸は、時刻ｔである。
【００２４】
図５（Ａ）、（Ｂ）によれば、同図（Ａ）の正常品のデータ分布形状は、左右対称の正規分布に近いのに対し、同図（Ｂ）の異常品のデータ分布形状は、左に偏位し、右に長く裾を引く左右非対称形である。その結果、図６（Ａ）の正常品のサンプリングデータＴi の歪度Ｓk は、Ｓk ＜０．２≒０であるのに対し、同図（Ｂ）の異常品の場合は、Ｓk ＞１．２〜１．４となっている。よって、図６によれば、歪度Ｓk に対してたとえば設定値Ｂ＝０．８＞０を設定することにより、Ｓk ≦Ｂのときにチェーン２１を正常品と判定し（図６（Ａ））、Ｓk ＞Ｂのときにチェーン２１を異常品と確実に判定し得ることが分かる（図６（Ｂ））。
【００２５】
そこで、マイクロコンピュータ１３は、たとえば図７のプログラムフローチャートに従って作動し、駆動走行中のチェーン２１の異常の有無を判定することができる。ただし、マイクロコンピュータ１３は、図示しないスピードメータまたは車速センサからの速度信号Ｓ2 に基づき、オートバイの車速ＶがたとえばＶ≧Ｖo ＝４０km／ｈとなったことにより図７のプログラムを開始するものとする。
【００２６】
開始後のプログラムは、まず、たとえば３分程度の待機時間の経過を待つ（図７のプログラムステップ（１）、以下、単に（１）のように記す）。その後、プログラムは、ＡＤ変換器１２を介して温度センサ１１からの出力信号Ｓ1 をサンプリングしてチェーン２１の温度ＴのサンプリングデータＴi （ｉ＝１、２…ｎ）を収集して記憶する（２）。なお、このときのサンプリング周期、サンプリング時間は、それぞれたとえば０．２ｍＳごと、１秒間とする。つづいて、プログラムは、プログラムステップ（２）にて収集した温度ＴのサンプリングデータＴi に基づいて、最大値Ｔm 、平均値Ｔa 、標準偏差σ、歪度Ｓk ＝（１／ｎ）Σ（（Ｔi −Ｔa ）／σ）3 を算出する（３）。
【００２７】
その後、プログラムは、サンプリングデータＴi の最大値Ｔm が設定値Ａを超えていないことを確認して（４）、歪度Ｓk を設定値Ｂと対比し（５）、Ｓk ≦Ｂのときにチェーン２１が正常であるとして、表示手段１４に対して正常表示を指示する（６）。また、プログラムは、プログラムステップ（４）において最大値Ｔm が設定値Ａを超えているとき、または、プログラムステップ（５）において歪度Ｓk が設定値Ｂを超えているとき、表示手段１４に対して警告表示を指示して（７）、終了する。そこで、オートバイの運転者は、表示手段１４上の表示内容を見ることにより、駆動走行中のチェーン２１の状況を適切に知ることができる。ただし、プログラムステップ（４）、（５）において、最大値Ｔm 、歪度Ｓk に対する設定値Ａ、Ｂは、それぞれたとえばＡ＝９５℃、Ｂ＝０．８＞０．２≒０に設定する。
【００２８】
プログラムは、その後、車速Ｖ≧Ｖo を確認して（８）、プログラムステップ（２）以下を繰り返す（（２）、（３）…（８））。ただし、車速Ｖ＜Ｖo のときは（８）、プログラムを一旦終了させ、その後、車速Ｖ≧Ｖo により、プログラムを頭初から再開させるものとする。
【００２９】
以上の説明において、図７のプログラムは、オートバイの車速Ｖに代えて、チェーン２１の駆動走行速度を検出する速度センサ、またはスプロケット２２、２３のいずれか一方の回転速度を検出する回転センサの出力信号により開始させ、終了させることができる。
【００３０】
なお、図７のプログラムステップ（４）は、たとえばチェーン２１の限界温度相当をチェックする一種のバックアップ措置であるから、これを省略することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
この発明は、オートバイの走行用のチェーン機構以外の任意の動力伝達機構のチェーンに対しても広く好適に適用することができる。
【符号の説明】
【００３２】
Ｔ…温度
Ｔi …サンプリングデータ
ｎ…サンプリングデータの数
Ｔm …最大値
Ｔa …平均値
σ…標準偏差
Ｓk …歪度
Ａ、Ｂ…設定値
Ｓ1 …出力信号
１１…温度センサ
１３…マイクロコンピュータ
２０…動力伝達機構
２１…チェーン
２２、２３…スプロケット
特許出願人      株式会社  江沼チヱン製作所
国立大学法人  福井大学
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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