JP2000321248A - Oil check sensor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、潤滑油中の金属
粉の量を検出することが可能なオイルチェックセンサに
関する。The present invention relates to an oil check sensor capable of detecting the amount of metal powder in lubricating oil.
【0002】[0002]
【従来の技術】自動車等のエンジンに用いる潤滑油(以
下、エンジンオイルと称す)中には、長期間の使用に伴
って、エンジン機関内の部品の摩耗によって生じる微細
な金属粉が混入するようになる。エンジンオイル中に多
量の金属粉が混入すると、本来の潤滑性能が発揮されな
くなり、その結果エンジン本体に損傷を与える場合も生
じるため、エンジンオイル中の金属粉の量をモニタリン
グすることによって、エンジンオイルの劣化の程度を調
べ、交換時期の判断資料として活用することが広く行な
われている。2. Description of the Related Art Lubricating oil (hereinafter referred to as "engine oil") used for an engine of an automobile or the like contains fine metal powder generated by abrasion of parts in an engine engine with long-term use. become. If a large amount of metal powder is mixed in the engine oil, the original lubrication performance will not be exhibited, and as a result, the engine body may be damaged. Therefore, by monitoring the amount of the metal powder in the engine oil, the engine oil can be monitored. It is widely practiced to examine the degree of deterioration of the battery and use it as information for determining the timing of replacement.
【0003】一般的に、エンジンオイルの循環系統のド
レイン部に、エンジンオイル中の金属粉の量をチェック
するためのオイルチェックセンサを装備することによっ
て、上記のモニタリングは実行される。[0003] Generally, the above-mentioned monitoring is performed by equipping the drain portion of the engine oil circulation system with an oil check sensor for checking the amount of metal powder in the engine oil.
【0004】図11は、従来の技術の永久磁石を用いた
オイルチェックセンサ200の動作原理を説明するため
の概略ブロック図である。FIG. 11 is a schematic block diagram for explaining the operation principle of an oil check sensor 200 using a conventional permanent magnet.
【0005】図11を参照して、オイルチェックセンサ
200は、ドレインボルトに相当するセンサ部210と
検出・本体部220とを備える。Referring to FIG. 11, oil check sensor 200 includes a sensor section 210 corresponding to a drain bolt and a detection / main body section 220.
【0006】センサ部210は、対をなす永久磁石23
0および240を含む。センサ部210は、エンジンオ
イル中に浸されており、永久磁石230および240
は、エンジンオイル中の金属片を磁力によって吸着す
る。The sensor section 210 includes a pair of permanent magnets 23.
0 and 240. The sensor section 210 is immersed in engine oil and has permanent magnets 230 and 240.
Absorbs metal pieces in engine oil by magnetic force.
【0007】検出・本体部220は、対をなす電極26
0および265と、両電極間の短絡の有無を検出する検
出短絡回路270を含む。これらの電極は、オイルチェ
ックセンサ本体を構成する継手等の金属(導体)部品で
兼用される場合も多い。電極260,265および永久
磁石230,240は、両磁石間の間隔を一定に維持で
きるように、絶縁体250を介して一体的に固定して構
成される。[0007] The detection / main body 220 is provided with a pair of electrodes 26.
0 and 265, and a detection short circuit 270 for detecting the presence or absence of a short circuit between both electrodes. These electrodes are often also used as metal (conductor) parts such as joints constituting the oil check sensor body. The electrodes 260 and 265 and the permanent magnets 230 and 240 are integrally fixed via an insulator 250 so as to maintain a constant interval between the two magnets.
【0008】電極265と永久磁石230および電極2
60と永久磁石240は、それぞれ電気的に接続され
る。永久磁石230,240の材料には、運転中のエン
ジンオイルによって高温状態となった場合においても、
導電性を発揮する物質が選定される。The electrode 265, the permanent magnet 230 and the electrode 2
The 60 and the permanent magnet 240 are each electrically connected. The material of the permanent magnets 230 and 240 includes the material even when the temperature becomes high due to the operating engine oil.
A substance that exhibits conductivity is selected.
【0009】短絡検出回路270は、配線290によっ
て電極260および265と接続される。短絡検出回路
270は、永久磁石230と240との間に十分な量の
金属粉が吸着されて、電気的短絡が生じた場合に、異常
検出信号を発生する。[0009] Short circuit detection circuit 270 is connected to electrodes 260 and 265 by wiring 290. The short-circuit detection circuit 270 generates an abnormality detection signal when a sufficient amount of metal powder is adsorbed between the permanent magnets 230 and 240 and an electric short-circuit occurs.
【0010】すなわち、オイルチェックセンサ200
は、センサ部に装着された一対の永久磁石間に吸着され
た金属粉によって生じる電気的短絡の検出によって、エ
ンジンオイル中の金属粉の量が一定レベルを超えたか否
かを把握しようとするものである。That is, the oil check sensor 200
Is to detect whether the amount of metal powder in engine oil exceeds a certain level by detecting an electrical short circuit caused by metal powder adsorbed between a pair of permanent magnets attached to the sensor unit. It is.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、永久磁
石を用いたオイルチェックセンサにおいては、センサ部
に付着した金属粉の有無、あるいは大小の程度といった
判定しか行なうことができず、エンジンオイル中の金属
粉を定量的に評価することができなかった。However, in an oil check sensor using a permanent magnet, it is only possible to judge the presence or absence of metal powder adhering to the sensor part, or to determine the degree of metal powder. The flour could not be evaluated quantitatively.
【0012】また、永久磁石を使用するため、エンジン
運転中におけるエンジンオイル中のの金属粉の量を正確
に検出するためには、測定のたびごとにセンサ部に付着
した金属粉を一旦除去して清掃を行なう必要があった。
このため、オイルチェックセンサの構造は、取り外し作
業を考慮したものとするために、複雑化を余儀なくされ
ていた。Further, since a permanent magnet is used, in order to accurately detect the amount of metal powder in the engine oil during operation of the engine, the metal powder attached to the sensor portion is removed once every measurement. Cleaning was necessary.
For this reason, the structure of the oil check sensor must be complicated in order to take the removal work into consideration.
【0013】この発明の目的は、このような課題を解決
することであって、エンジンオイル中の金属粉の量の定
量的な検出を可能にするとともに、清掃のための定常的
な取り外し作業が不要なオイルチェックセンサを提供す
ることである。[0013] An object of the present invention is to solve such a problem, and it is possible to quantitatively detect the amount of metal powder in engine oil and to perform a regular removal operation for cleaning. It is to provide an unnecessary oil check sensor.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】請求項1記載のオイルチ
ェックセンサは、潤滑油中の金属粉の量を検出するオイ
ルチェックセンサであって、潤滑油に浸され、励磁電流
によって磁化されるコイルヘッドを含むセンサ手段と、
コイルヘッドに付着した金属粉の量に応じた検出信号を
発生する検出手段とを備え、検出手段は、励磁電流を供
給するための直流成分を重畳させた交流電気信号である
発振同調信号を発生するとともに、コイルヘッドに付着
する金属粉の量に応じて変化するコイルヘッドのインダ
クタンス値に対応して振幅が変化する検出信号を発生す
る発振同調回路を含む。An oil check sensor according to claim 1 is an oil check sensor for detecting an amount of metal powder in lubricating oil, wherein the coil is immersed in lubricating oil and magnetized by an exciting current. Sensor means including a head;
Detecting means for generating a detection signal corresponding to the amount of metal powder attached to the coil head, wherein the detecting means generates an oscillation tuning signal which is an AC electric signal on which a DC component for supplying an exciting current is superimposed. And an oscillation tuning circuit for generating a detection signal whose amplitude changes in accordance with the inductance value of the coil head which changes according to the amount of metal powder adhering to the coil head.
【0015】請求項2記載のオイルチェックセンサは、
請求項1記載のオイルチェックセンサであって、センサ
手段は、検出電圧信号の振幅に応じた直流電圧を有する
検出レベル信号を発生する検出レベル信号発生回路と、
検出レベル信号の電圧レベルと所定の基準電圧とを比較
して、検出レベル信号が基準電圧を超えた場合に、異常
検出信号を発生する電圧比較回路をさらに含む。[0015] The oil check sensor according to claim 2 is
The oil check sensor according to claim 1, wherein the sensor means generates a detection level signal having a DC voltage corresponding to the amplitude of the detection voltage signal,
A voltage comparison circuit is further included that compares the voltage level of the detection level signal with a predetermined reference voltage and generates an abnormality detection signal when the detection level signal exceeds the reference voltage.
【0016】請求項3記載のオイルチェックセンサは、
請求項1または2に記載のオイルチェックセンサであっ
て、発振同調回路は、外部から与えられる起動制御信号
に応じて交流電気信号を発生する。According to a third aspect of the present invention, there is provided an oil check sensor, comprising:
3. The oil check sensor according to claim 1, wherein the oscillation tuning circuit generates an AC electric signal in response to an externally applied start control signal. 4.
【0017】請求項4記載のオイルチェックセンサは、
請求項3記載のオイルチェックセンサであって、起動制
御信号は、オイルチェックセンサが組み込まれたエンジ
ンの電源信号と連動して活性化される。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an oil check sensor, comprising:
4. The oil check sensor according to claim 3, wherein the start control signal is activated in conjunction with a power signal of an engine in which the oil check sensor is incorporated.
【0018】請求項5記載のオイルチェックセンサは、
潤滑油中の金属粉の量を検出するオイルチェックセンサ
であって、潤滑油に浸され、励磁電流によって磁化され
るコイルヘッドを含むセンサ手段と、コイルヘッドに付
着した金属粉の量に応じた検出信号を発生する検出手段
とを備え、検出手段は、コイルヘッドと並列に接続され
る共振用コンデンサと、励磁電流を供給するための直流
成分と第1の周波数を有する交流電気信号である基準発
振信号とを重畳させた発振同調信号を、共振用コンデン
サおよびコイルヘッドによって構成される共振回路に供
給するための発振同調信号発生手段と、コイルヘッドに
付着する金属粉の量に応じて変化する、共振回路におけ
る電流と電圧との位相差を検出するための位相差検出手
段とを含む。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an oil check sensor, comprising:
An oil check sensor for detecting the amount of metal powder in the lubricating oil, wherein the sensor means includes a coil head immersed in the lubricating oil and magnetized by an excitation current, and the amount of the metal powder adhered to the coil head. Detecting means for generating a detection signal, the detecting means comprising: a resonance capacitor connected in parallel with the coil head; and a reference which is an AC electric signal having a DC component and a first frequency for supplying an exciting current. An oscillation tuning signal generated by superimposing the oscillation signal on an oscillation tuning signal for supplying a resonance circuit including a resonance capacitor and a coil head; and an amount of metal powder attached to the coil head. And a phase difference detecting means for detecting a phase difference between a current and a voltage in the resonance circuit.
【0019】請求項6記載のオイルチェックセンサは、
請求項5記載のオイルチェックセンサであって、位相差
検出手段は、発振同調信号の交流成分の極性が変化する
タイミングに活性化される第1の位相検出パルス信号
と、共振用コンデンサに生じる電圧の極性が変化するタ
イミングに活性化される第2の位相検出パルス信号とを
生成する位相検出回路と、第1の位相検出パルス信号と
第2の位相検出パルス信号との間の活性化タイミングの
差を測定する位相差測定回路とを含み、位相差測定回路
は、第1の周波数より高い第2の周波数を有する高周波
パルスを生成する高周波パルス発生回路と、第1の位相
検出パルス信号および第2の位相検出パルス信号のいず
れか一方のみが活性化されている間に生成される高周波
パルスを計数する位相差カウント回路とを有する。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an oil check sensor,
6. The oil check sensor according to claim 5, wherein the phase difference detection means includes a first phase detection pulse signal activated at a timing when the polarity of the AC component of the oscillation tuning signal changes, and a voltage generated in the resonance capacitor. A phase detection circuit that generates a second phase detection pulse signal that is activated at a timing when the polarity of the second phase detection pulse signal changes, and an activation timing between the first phase detection pulse signal and the second phase detection pulse signal. A phase difference measurement circuit for measuring a difference, wherein the phase difference measurement circuit generates a high frequency pulse having a second frequency higher than the first frequency, a first phase detection pulse signal, and a first phase detection pulse signal. A phase difference counting circuit that counts high-frequency pulses generated while only one of the two phase detection pulse signals is activated.
【0020】請求項7記載のオイルチェックセンサは、
請求項6記載のオイルチェックセンサであって、検出手
段は、位相カウント回路の計数値が所定値を超える場合
に、異常検出信号を発生する異常検出回路をさらに含
む。The oil check sensor according to claim 7 is
7. The oil check sensor according to claim 6, wherein the detection unit further includes an abnormality detection circuit that generates an abnormality detection signal when the count value of the phase count circuit exceeds a predetermined value.
【0021】請求項8記載のオイルチェックセンサは、
請求項5から7のいずれかに記載のオイルチェックセン
サであって、発振同調信号発生手段は、外部から与えら
れる起動制御信号に応じて発振同調信号を発生する。The oil check sensor according to claim 8 is
8. The oil check sensor according to claim 5, wherein the oscillation tuning signal generating means generates an oscillation tuning signal in response to a start control signal supplied from outside.
【0022】請求項9記載のオイルチェックセンサは、
請求項8記載のオイルチェックセンサであって、起動制
御信号は、オイルチェックセンサが組み込まれたエンジ
ンの電源信号と連動して活性化される。The oil check sensor according to claim 9 is
9. The oil check sensor according to claim 8, wherein the activation control signal is activated in conjunction with a power signal of an engine in which the oil check sensor is incorporated.
【0023】[0023]
【発明の実施の形態】[実施の形態1]図1は、本発明
の実施の形態1のオイルチェックセンサ100の構成を
説明するための概略ブロック図である。[First Embodiment] FIG. 1 is a schematic block diagram for explaining a configuration of an oil check sensor 100 according to a first embodiment of the present invention.
【0024】図1を参照して、オイルチェックセンサ1
00は、センサ部110と検出・本体部120とを備え
る。Referring to FIG. 1, oil check sensor 1
00 includes a sensor section 110 and a detection / main body section 120.
【0025】センサ部110は、先端部に検出用コイル
ヘッド10を含む。検出用コイルヘッド10は、発振同
調回路30より励磁電流を与えられ、磁化されることに
よって、従来方式のオイルチェックセンサ200におけ
る永久磁石と同様に、エンジンオイル中の金属粉を吸着
する。The sensor section 110 includes a detection coil head 10 at the tip. The detection coil head 10 is supplied with an excitation current from the oscillation tuning circuit 30 and magnetized, thereby adsorbing metal powder in the engine oil as in the case of the permanent magnet in the conventional oil check sensor 200.
【0026】検出・本体部120は、発振同調回路30
を含む。発振同調回路30は、外部から与えられる起動
制御信号によって起動され、検出用コイルヘッド10に
励磁電流を供給するために、直流成分を重畳させた交流
電気信号である発振同調信号(周波数fd)を発生す
る。配線60は、発振同調信号を検出用コイルヘッド1
0に伝達する。The detection / main body section 120 includes the oscillation tuning circuit 30.
including. The oscillation tuning circuit 30 is activated by an externally applied activation control signal, and supplies an oscillation tuning signal (frequency fd), which is an AC electric signal with a DC component superimposed thereon, to supply an exciting current to the coil head 10 for detection. appear. The wiring 60 is a coil head 1 for detecting the oscillation tuning signal.
Transmit to 0.
【0027】オイルチェックセンサ100は、電磁石化
された検出用コイルヘッド10に吸着された金属粉の量
に応じて、検出用コイルヘッド10のインダクタンス値
が連続的に変化することを利用し、検出用コイルヘッド
10のリアクタンスX(X=ωL,ω=2π・fd)の
変化に対応した交流電気信号の振幅変化を反映した検出
電圧信号によって、エンジンオイル中の金属粉を定量的
に検出する。The oil check sensor 100 performs detection by utilizing the fact that the inductance value of the detection coil head 10 continuously changes in accordance with the amount of metal powder adsorbed on the detection coil head 10 which has been turned into an electromagnet. Metal powder in the engine oil is quantitatively detected by a detection voltage signal that reflects a change in the amplitude of an AC electric signal corresponding to a change in the reactance X (X = ωL, ω = 2π · fd) of the coil head 10 for use.
【0028】発振同調回路30は、一定周波数の交流電
圧成分を含む発振同調信号を検出用コイルヘッド10に
供給し、検出用コイルヘッド10に生じる電圧の交流成
分を検出電圧信号として発生することによって、検出用
コイルヘッドに付着した金属粉の量を検出することがで
きる。The oscillation tuning circuit 30 supplies an oscillation tuning signal including an AC voltage component of a constant frequency to the detection coil head 10 and generates an AC component of a voltage generated in the detection coil head 10 as a detection voltage signal. Thus, the amount of metal powder attached to the detection coil head can be detected.
【0029】図2は、本発明の実施の形態1のオイルチ
ェックセンサ100の測定原理を説明するための概念図
である。FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining the measurement principle of oil check sensor 100 according to the first embodiment of the present invention.
【0030】検出用コイルヘッド10と発振同調回路3
0中に含まれる同調用コンデンサとによって構成される
共振回路の共振特性は、検出用コイルヘッドに付着する
金属粉の有無によって変化する。ここでは、一例とし
て、金属粉の付着によって共振回路の共振周波数が、検
出用コイルヘッドに金属粉の付着がない場合における共
振周波数f1からf2まで低下した場合について説明す
る。Detection coil head 10 and oscillation tuning circuit 3
The resonance characteristics of the resonance circuit formed by the tuning capacitor included in the coil 0 vary depending on the presence or absence of metal powder attached to the detection coil head. Here, as an example, the case where the resonance frequency of the resonance circuit is reduced from the resonance frequency f1 to f2 when there is no adhesion of the metal powder to the detection coil head due to the adhesion of the metal powder will be described.
【0031】発振同調信号の交流成分の周波数は、発振
同調回路に含まれる発振回路によって一定周波数fdに
維持される。この周波数の下での、金属粉なしの場合に
おける発振同調信号の交流成分の振幅をA1とすると、
検出用コイルヘッドへの金属粉の付着の影響によって共
振特性が変化して共振周波数がf2に低下するのに伴っ
て、交流成分の信号振幅は、A1からA2に減少する。The frequency of the AC component of the oscillation tuning signal is maintained at a constant frequency fd by the oscillation circuit included in the oscillation tuning circuit. Assuming that the amplitude of the AC component of the oscillation tuning signal under this frequency without metal powder is A1,
As the resonance characteristics change due to the effect of the adhesion of the metal powder to the detection coil head and the resonance frequency decreases to f2, the signal amplitude of the AC component decreases from A1 to A2.
【0032】すなわち、共振回路に一定周波数の交流成
分を含む電圧信号を印加し、検出用コイルヘッドへの金
属粉付着に応じた共振特性の変化によって生じる交流成
分の振幅の変化によって、検出用コイルヘッドへの金属
粉付着量を定量的に把握することができる。That is, a voltage signal including an AC component having a constant frequency is applied to the resonance circuit, and the amplitude of the AC component is changed by the change in the resonance characteristic caused by the adhesion of the metal powder to the detection coil head. The amount of metal powder attached to the head can be quantitatively grasped.
【0033】検出・本体部120は、発振同調回路30
の発生する検出電圧信号を受けて、その振幅に応じた検
出レベル信号を発生する検波整流回路40をさらに含
む。The detection / main unit 120 is provided with the oscillation tuning circuit 30.
And a detection rectifier circuit 40 that receives a detection voltage signal generated by the detection voltage signal and generates a detection level signal corresponding to the amplitude of the detection voltage signal.
【0034】検波整流回路40は、交流電圧信号である
検出電圧信号の振幅に応じた直流電圧信号である検出レ
ベル信号を発生する回路であり、整流素子やキャパシタ
から構成される交流/直流電圧変換回路によって構成さ
れる。検波整流回路40によって生成される検出レベル
信号は、検出用コイルヘッド10に付着する金属粉の量
に応じて連続的に変化するため、エンジンオイル中の金
属粉の量を定量的に把握することが可能となる。The detection and rectification circuit 40 is a circuit that generates a detection level signal that is a DC voltage signal corresponding to the amplitude of the detection voltage signal that is an AC voltage signal. It is constituted by a circuit. Since the detection level signal generated by the detection and rectification circuit 40 continuously changes according to the amount of metal powder adhering to the detection coil head 10, it is necessary to quantitatively grasp the amount of metal powder in engine oil. Becomes possible.
【0035】図3は、発振同調回路30および検波整流
回路40の具体的な構成の一例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a specific configuration of the oscillation tuning circuit 30 and the detection and rectification circuit 40.
【0036】図3を参照して、発振同調回路30は、発
振回路を構成するトランジスタQ1、振動子XC、抵抗
器R1,R2,R3およびコンデンサCaを含む。トラ
ンジスタQ1のコレクタはノードNaに接続され、トラ
ンジスタQ1のベースは、Vdd電源と接地配線との間
に直列接続される抵抗器R1とR2とが接続されるノー
ドと結合される。振動子XCは、トランジスタQ1のベ
ース・コレクタ間に接続される。抵抗器R3とコンデン
サCaとは、トランジスタQ1のエミッタと接地配線と
の間に並列接続される。Referring to FIG. 3, oscillation tuning circuit 30 includes a transistor Q1, a vibrator XC, resistors R1, R2, R3 and a capacitor Ca forming an oscillation circuit. The collector of transistor Q1 is connected to node Na, and the base of transistor Q1 is connected to a node to which resistors R1 and R2 connected in series between a Vdd power supply and a ground line are connected. The oscillator XC is connected between the base and the collector of the transistor Q1. The resistor R3 and the capacitor Ca are connected in parallel between the emitter of the transistor Q1 and the ground line.
【0037】これらの素子によって構成される発振回路
は、一定周波数fdの交流信号をノードNaに発生す
る。The oscillation circuit constituted by these elements generates an AC signal having a constant frequency fd at the node Na.
【0038】発振同調回路30は、さらに、ノードNa
とコレクタとVdd電源との間の接続される同調用コン
デンサCdを含む。同調用コンデンサCdは、検出用コ
イルヘッド10と並列に接続され、検出用コイルヘッド
との間で共振回路を構成する。The oscillation tuning circuit 30 further includes a node Na
And a tuning capacitor Cd connected between the power supply and the Vdd power supply. The tuning capacitor Cd is connected in parallel with the detection coil head 10, and forms a resonance circuit with the detection coil head.
【0039】このような構成とすることにより、同調コ
ンデンサCdおよび検出用コイルヘッドには、励磁電流
を供給するための直流電圧と発振回路によって生成され
た交流電圧成分とを重畳させた交流電圧信号である発振
同調信号が印加される。With such a configuration, the tuning capacitor Cd and the detecting coil head are provided with an AC voltage signal in which a DC voltage for supplying an exciting current and an AC voltage component generated by the oscillation circuit are superimposed. Is applied.
【0040】また、発振同調回路30は、起動制御信号
に応じてオン/オフし、発振回路への電源電圧の供給を
実行あるいは中止する制御スイッチSWをさらに含む。
これにより、起動制御信号に同期させてオイルチェック
センサ100を動作させることができる。The oscillation tuning circuit 30 further includes a control switch SW which is turned on / off in response to a start control signal and executes or stops supply of a power supply voltage to the oscillation circuit.
Thus, the oil check sensor 100 can be operated in synchronization with the start control signal.
【0041】起動制御信号は、外部より適当なタイミン
グで活性化される信号を与えればよいが、エンジン本体
の起動と連動させれば、エンジンオイル中の金属粉の量
をより正確に測定することができる。エンジンの停止中
においては、金属粉はエンジンオイル中に沈殿している
可能性が高く、この状態を自動的に避けて測定を行なう
ことができるからである。The start control signal may be a signal which is activated at an appropriate timing from the outside. If the start control signal is linked with the start of the engine body, the amount of metal powder in the engine oil can be measured more accurately. Can be. This is because when the engine is stopped, there is a high possibility that the metal powder has precipitated in the engine oil, and this state can be automatically avoided to perform the measurement.
【0042】検波整流回路40は、同調用コンデンサC
dに接続されるノードNaとノードNbとの間に接続さ
れるコンデンサCbと、ノードNbから接地配線へ向か
う方向を逆方向として両者の間に接続されるダイオード
D1と、ノードNbから検出レベル信号が生成されるノ
ードNcへ向かう方向を順方向として両者の間を接続す
るダイオードD2と、ノードNcと接地配線との間に接
続されるコンデンサCoとを含む。The detection and rectification circuit 40 includes a tuning capacitor C
d, a capacitor Cb connected between the node Na and the node Nb, a diode D1 connected between the node Nb with the direction from the node Nb to the ground line being reversed, and a detection level signal from the node Nb. The diode D2 connects between the node Nc and the ground line, with the direction toward the node Nc where the signal N is generated as a forward direction, and a capacitor Co connected between the node Nc and the ground line.
【0043】コンデンサCbは、ノードNaに発生する
電圧から交流成分のみを通過させることにより、検出用
コイルヘッドへの金属粉付着の影響によって振幅が変化
する交流信号である検出電圧信号を取り出す。The capacitor Cb extracts a detection voltage signal which is an AC signal whose amplitude changes due to the influence of metal powder attached to the detection coil head by passing only the AC component from the voltage generated at the node Na.
【0044】検出電圧信号が負の場合には、ダイオード
D1が導通し、コンデンサCdが充電される。一方、検
出電圧信号が正の場合には、ダイオードD2が導通し、
コンデンサD1に充電された電圧と検出電圧信号との和
に相当する電圧が、コンデンサCoに印加される。When the detection voltage signal is negative, the diode D1 conducts and the capacitor Cd is charged. On the other hand, when the detection voltage signal is positive, the diode D2 conducts,
A voltage corresponding to the sum of the voltage charged in the capacitor D1 and the detection voltage signal is applied to the capacitor Co.
【0045】このような構成とすることにより、検波整
流回路40は、いわゆる倍電圧整流を行ない、コンデン
サCoには、検出電圧信号の振幅、すなわち検出用コイ
ルヘッドへの金属粉付着量に応じた検出レベル信号が生
成される。With such a configuration, the detection and rectification circuit 40 performs so-called voltage doubler rectification, and the capacitor Co has a voltage corresponding to the amplitude of the detection voltage signal, that is, the amount of metal powder adhering to the detection coil head. A detection level signal is generated.
【0046】なお、図3に示した発振同調回路30およ
び検波整流回路40の回路構成は、例示であって本願発
明の構成を限定するものではない。すなわち、発振同調
回路30の構成は、一定周波数の交流成分と直流成分と
が重畳した電圧信号である発振同調信号を検出用コイル
ヘッドに供給することが可能であれば任意の回路構成と
することができる。同様に、整流検波回路40は、検出
電圧信号の振幅に応じた直流電圧信号を検出レベル信号
として発生することが可能であれば任意の回路構成とす
ることができ、倍電圧整流回路の構成に限定されるもの
ではない。The circuit configuration of the oscillation tuning circuit 30 and the detection and rectification circuit 40 shown in FIG. 3 is merely an example and does not limit the configuration of the present invention. That is, the configuration of the oscillation tuning circuit 30 may be any circuit configuration as long as the oscillation tuning signal, which is a voltage signal in which an AC component and a DC component of a constant frequency are superimposed, can be supplied to the detection coil head. Can be. Similarly, the rectification detection circuit 40 can have any circuit configuration as long as it can generate a DC voltage signal corresponding to the amplitude of the detection voltage signal as a detection level signal. It is not limited.
【0047】検出・本体部120は、検波整流回路の出
力信号と予め設定されたしきい値との大小を比較する電
圧比較回路50をさらに含む。The detection / main unit 120 further includes a voltage comparison circuit 50 for comparing the magnitude of the output signal of the detection and rectification circuit with a predetermined threshold value.
【0048】電圧比較回路50は、例えばエンジンオイ
ルの交換が必要なレベルの金属粉の量に相当する検出レ
ベル信号の電圧レベルとして予め設定されるしきい値と
検出レベル信号の電圧レベルとを比較し、検出レベル信
号がこのしきい値を超えた場合に異常検出信号を活性化
する。これにより、エンジンオイルの劣化状況を常に監
視し、測定結果に応じた適切な異常監視を行なうことが
可能となる。The voltage comparison circuit 50 compares a threshold value preset as a voltage level of a detection level signal corresponding to the amount of metal powder at a level requiring replacement of engine oil with a voltage level of the detection level signal. Then, when the detection level signal exceeds this threshold, the abnormality detection signal is activated. This makes it possible to constantly monitor the deterioration state of the engine oil and perform appropriate abnormality monitoring according to the measurement result.
【0049】また、オイルチェックセンサ100は、検
出用コイルヘッドを電磁石化してエンジオイル中の金属
粉を吸着するため、励磁電流の供給を中止することによ
って、特別な清掃作業を行なうことなく検出用コイルヘ
ッドに付着した金属粉の除去が可能である。Further, the oil check sensor 100 employs an electromagnetized coil head for detection to adsorb metal powder in engine oil. Therefore, the supply of the excitation current is stopped, so that the oil check sensor 100 can be used for detection without special cleaning work. Metal powder adhering to the coil head can be removed.
【0050】よって、オイルチェックセンサ100に対
しては、センサの定常的な取り外し作業を考慮した設計
を施す必要がなく、センサの構造を単純化することによ
って低コスト化を図ることが可能となる。Therefore, it is not necessary to design the oil check sensor 100 in consideration of the steady removal operation of the sensor, and the cost can be reduced by simplifying the structure of the sensor. .
【0051】また、発振同調信号の交流成分の振幅を安
定化するための回路をさらに設けることにより、検出精
度をより安定的に確保することが可能となる。 [実施の形態2]実施の形態1のオイルチェックセンサ
は、コイルヘッドのインダクタンスの変化に応じた交流
信号の振幅の変化を利用して、金属粉の付着量を定量的
に把握することを目的とするものであるが、インダクタ
ンスの変化は交流信号の振幅だけでなく位相にも影響を
及ぼす。Further, by further providing a circuit for stabilizing the amplitude of the AC component of the oscillation tuning signal, the detection accuracy can be more stably secured. [Second Embodiment] An oil check sensor according to the first embodiment aims to quantitatively grasp the amount of metal powder attached by utilizing the change in the amplitude of an AC signal in accordance with the change in the inductance of the coil head. However, the change in the inductance affects not only the amplitude but also the phase of the AC signal.
【0052】実施の形態2においては、コイルヘッドへ
の金属粉の付着に応じたインダクタンスの変化によって
生じる交流信号の位相の変化を利用して、金属粉の付着
量を定量的に把握することを目的とするものである。In the second embodiment, the change in the phase of the AC signal caused by the change in inductance according to the adhesion of the metal powder to the coil head is used to quantitatively grasp the amount of the metal powder attached. It is the purpose.
【0053】図4は、本発明の実施の形態2のオイルチ
ェックセンサ150の構成を説明するための概略ブロッ
ク図である。FIG. 4 is a schematic block diagram for illustrating the configuration of oil check sensor 150 according to the second embodiment of the present invention.
【0054】図4を参照して、オイルチェックセンサ1
50は,検出・本体部121の構成および動作が、実施
の形態1のオイルチェックセンサ100と異なる。Referring to FIG. 4, oil check sensor 1
50 is different from the oil check sensor 100 according to the first embodiment in the configuration and operation of the detection / main unit 121.
【0055】検出・本体部121は、発振同調回路31
を含む。発振同調回路31は、外部から与えられる起動
制御信号によって起動され、直流成分を重畳させた交流
電気信号である発振同調信号を発生する。配線60は、
発振同調信号を検出用コイルヘッド10に伝達する。The detection / main unit 121 includes an oscillation tuning circuit 31.
including. The oscillation tuning circuit 31 is activated by an externally applied activation control signal, and generates an oscillation tuning signal which is an AC electric signal with a DC component superimposed thereon. The wiring 60 is
The oscillation tuning signal is transmitted to the detection coil head 10.
【0056】発振同調信号は、実施の形態1と同様に、
コイルヘッド10に励磁電流を供給するための直流成分
と、コイルヘッド10のインダクタンスの変化を検出す
るための交流電気信号である基準共振信号(周波数f
d)とを重畳した信号である。The oscillation tuning signal is, as in the first embodiment,
A DC component for supplying an exciting current to the coil head 10 and a reference resonance signal (frequency f) which is an AC electric signal for detecting a change in inductance of the coil head 10.
d) is a signal obtained by superimposing.
【0057】オイルチェックセンサ150は、電磁石化
された検出用コイルヘッド10に吸着された金属粉の量
に応じて、検出用コイルヘッド10のリアクタンスX
(X=ωL,ω=2π・fd)が連続的に変化すること
を利用し、コイルヘッドを含む共振回路に生じる交流電
圧である共振出力信号の位相変化によって、エンジンオ
イル中の金属粉を定量的に検出する。発振同調回路31
は、実施の形態1と同様に外部から与えられる起動制御
信号によって起動される。The oil check sensor 150 detects the reactance X of the detection coil head 10 according to the amount of metal powder adsorbed on the detection coil head 10 which has been turned into an electromagnet.
Using the fact that (X = ωL, ω = 2π · fd) changes continuously, the metal powder in the engine oil is determined by the phase change of the resonance output signal which is an AC voltage generated in the resonance circuit including the coil head. Detection. Oscillation tuning circuit 31
Is activated by an externally applied activation control signal as in the first embodiment.
【0058】検出・本体部121は、発振同調回路31
より得られる共振出力信号と基準共振信号との間の位相
差を検出するために設けられる、位相検出回路41と位
相差測定回路51とをさらに備える。The detection / main unit 121 includes an oscillation tuning circuit 31.
It further includes a phase detection circuit 41 and a phase difference measurement circuit 51 provided for detecting a phase difference between the obtained resonance output signal and the reference resonance signal.
【0059】位相検出回路41は、基準共振信号がマイ
ナスからプラスへ変化するタイミングを検出する位相検
出パルスPD1と、共振出力信号がマイナスからプラス
へ変化するタイミングを検出する位相検出パルスPD2
とを発生する。The phase detection circuit 41 includes a phase detection pulse PD1 for detecting a timing when the reference resonance signal changes from minus to plus, and a phase detection pulse PD2 for detecting a timing when the resonance output signal changes from minus to plus.
And generate.
【0060】位相差測定回路51は、位相検出パルスP
D1と位相検出パルスPD2との間のタイミング差を検
出し、コイルヘッドへの金属粉付着量を示す検出レベル
信号を発生する。詳細は後ほど説明するが、オイルチェ
ックセンサ150においては、両者のタイミング差を高
周波パルスのカウントによって行なうことにより、検出
レベル信号をディジタル値として得ることができる。The phase difference measuring circuit 51 outputs the phase detection pulse P
A timing difference between D1 and the phase detection pulse PD2 is detected, and a detection level signal indicating the amount of metal powder adhering to the coil head is generated. As will be described in detail later, in the oil check sensor 150, a detection level signal can be obtained as a digital value by performing a timing difference between the two by counting high-frequency pulses.
【0061】図5は、検出・本体部121の構成をより
詳しく説明するためのブロック図である。FIG. 5 is a block diagram for explaining the configuration of the detection / main body section 121 in more detail.
【0062】図5を参照して、発振同調回路31は、コ
イルヘッド10と並列に接続される共振用コンデンサC
dを含む。インダクタであるコイルヘッド10と共振用
コンデンサCdとは、並列共振回路を構成する。Referring to FIG. 5, oscillation tuning circuit 31 includes a resonance capacitor C connected in parallel with coil head 10.
d. The coil head 10 as an inductor and the resonance capacitor Cd form a parallel resonance circuit.
【0063】発振同調回路31は、さらに、上記並列共
振回路に励磁電流を供給するための発振同調信号を発生
する発振同調信号発生回路35を含む。発振同調信号
は、バイアス電圧発生回路36から発生される直流信号
と発振回路38から発生される交流信号である基準発振
信号(周波数fd)との出力の和で表わされる。周波数
fdは、並列共振回路の共振周波数近傍に設定する。The oscillation tuning circuit 31 further includes an oscillation tuning signal generating circuit 35 for generating an oscillation tuning signal for supplying an exciting current to the parallel resonance circuit. The oscillation tuning signal is represented by the sum of outputs of a DC signal generated from the bias voltage generation circuit 36 and a reference oscillation signal (frequency fd) which is an AC signal generated from the oscillation circuit 38. The frequency fd is set near the resonance frequency of the parallel resonance circuit.
【0064】このような構成とすることにより、並列共
振回路には、一定周波数fdの交流電流が供給される。
一定周波数の下では、この交流電流に応じて並列共振回
路に生じる交流電圧である共振出力信号の位相は、実施
の形態1で述べた振幅の変化と同様に、コイルヘッドの
インダクタンスと共振用コンデンサのキャパシタンスと
の関係に応じて変化する。With such a configuration, an alternating current having a constant frequency fd is supplied to the parallel resonance circuit.
Under a constant frequency, the phase of the resonance output signal, which is an AC voltage generated in the parallel resonance circuit in response to the AC current, changes the inductance of the coil head and the resonance capacitor in the same manner as the amplitude change described in the first embodiment. Varies depending on the relationship with the capacitance of
【0065】図6は、金属粉の付着に応じた共振出力信
号の変化の一例を示す波形図である。FIG. 6 is a waveform diagram showing an example of a change in the resonance output signal according to the adhesion of the metal powder.
【0066】図6を参照して、基準共振信号は、三角波
状の交流信号として並列共振回路に伝達される。オイル
チェックセンサ150においては、並列共振回路の電流
位相は、基準電圧信号の位相に等しい。Referring to FIG. 6, the reference resonance signal is transmitted to the parallel resonance circuit as a triangular wave AC signal. In oil check sensor 150, the current phase of the parallel resonance circuit is equal to the phase of the reference voltage signal.
【0067】コイルヘッドへの金属粉の付着に伴ったイ
ンダクタンス値の変化に応じて、並列共振回路の共振特
性も変化するため、共振出力信号の振幅および位相が変
化する。Since the resonance characteristic of the parallel resonance circuit changes in accordance with the change in the inductance value due to the adhesion of the metal powder to the coil head, the amplitude and the phase of the resonance output signal change.
【0068】コイルヘッドに金属粉の付着が無い場合に
は、周波数fdの下における並列共振回路に生じる電圧
の電流に対する位相遅れ(以下、単に位相差ともいう)
は、φ1である。When there is no adhesion of metal powder to the coil head, the phase delay of the voltage generated in the parallel resonance circuit under the frequency fd with respect to the current (hereinafter, also simply referred to as the phase difference).
Is φ1.
【0069】コイルヘッドへの金属粉の付着により、コ
イルヘッドのインダクタンス値が増加する。これに応じ
て、一定の動作周波数の下では、相対的にコンデンサを
流れる交流電流が増加するため、並列共振回路に生じる
電圧と電流との位相差は、φ1からφ2に増加する。The adhesion of the metal powder to the coil head increases the inductance value of the coil head. Correspondingly, under a certain operating frequency, the alternating current flowing through the capacitor relatively increases, so that the phase difference between the voltage and the current generated in the parallel resonance circuit increases from φ1 to φ2.
【0070】図7は、本発明の実施の形態2のオイルチ
ェックセンサ150の測定原理をさらに説明するための
概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram for further explaining the measurement principle of oil check sensor 150 according to the second embodiment of the present invention.
【0071】図7を参照して、図中の縦軸の正方向は、
電流に対して電圧の位相が進む方向を示す。図7は、並
列共振回路における電流に対する電圧の位相の周波数に
応じた変化を概略的に示すものである。Referring to FIG. 7, the positive direction of the vertical axis in FIG.
Indicates the direction in which the phase of the voltage advances with respect to the current. FIG. 7 schematically illustrates a change in phase of a voltage with respect to a current in a parallel resonance circuit according to a frequency.
【0072】コイルヘッドへの金属粉の付着に応じて、
一定周波数fdの交流電流の供給を受ける並列共振回路
の共振周波数が、f1からf2に変化する。According to the adhesion of the metal powder to the coil head,
The resonance frequency of the parallel resonance circuit receiving the supply of the alternating current having the constant frequency fd changes from f1 to f2.
【0073】並列共振回路は、共振周波数よりも高い周
波数の下で動作するほど、コンデンサを流れる交流電流
が相対的に増加するため、電圧の位相が遅れる(電流進
み)方向に位相差が増大する。よって、コイルヘッドに
金属粉が付着した場合における電圧の電流に対する位相
差φ2は、コイルヘッドに金属粉が付着していない場合
における位相差φ1よりも大きくなる。並列共振回路の
共振周波数は、コイルヘッドへの金属粉の付着量に応じ
て連続的に変化するので、検出される位相差は、金属粉
の付着量と対応づけることが可能である。As the parallel resonance circuit operates at a frequency higher than the resonance frequency, the alternating current flowing through the capacitor relatively increases, so that the phase difference increases in the direction in which the voltage phase is delayed (current advance). . Therefore, the phase difference φ2 with respect to the current of the voltage when the metal powder adheres to the coil head is larger than the phase difference φ1 when the metal powder does not adhere to the coil head. Since the resonance frequency of the parallel resonance circuit changes continuously in accordance with the amount of metal powder attached to the coil head, the detected phase difference can be associated with the amount of metal powder attached.
【0074】また、振幅変化を検出する実施の形態1の
オイルチェックセンサ100においては、検出精度を安
定的に確保するためには、発振同調信号中の交流成分の
振幅の安定度を確保するための機能を付加することが望
ましいが、実施の形態2のオイルチェックセンサ150
については、この振幅の安定度が検出精度にそれほど影
響を与えないため、より簡易な回路構成で検出部を実現
することが可能となる。In the oil check sensor 100 according to the first embodiment for detecting a change in amplitude, in order to ensure stable detection accuracy, it is necessary to ensure the stability of the amplitude of the AC component in the oscillation tuning signal. It is desirable to add the function of the oil check sensor 150 according to the second embodiment.
As for the above, since the amplitude stability does not significantly affect the detection accuracy, it is possible to realize the detection unit with a simpler circuit configuration.
【0075】図8は、発振同調回路31の具体的な構成
例を説明するための回路図である。図8を参照して、発
振同調回路31は、共振用コンデンサCdとカップリン
グコンデンサCbと発振同調信号発生回路35とを含
む。共振用コンデンサCdは、コイルヘッドのインダク
タ成分Ldとの間で並列共振回路を構成するために、発
振同調信号発生回路35より発振同調信号を受けるノー
ドNxと接地配線との間に接続される。FIG. 8 is a circuit diagram for explaining a specific configuration example of the oscillation tuning circuit 31. Referring to FIG. 8, oscillation tuning circuit 31 includes a resonance capacitor Cd, a coupling capacitor Cb, and an oscillation tuning signal generation circuit 35. The resonance capacitor Cd is connected between a node Nx that receives an oscillation tuning signal from the oscillation tuning signal generation circuit 35 and a ground line in order to form a parallel resonance circuit with the inductor component Ld of the coil head.
【0076】カップリングコンデンサCbは、並列共振
回路に生じる電圧の交流成分を取り出して、位相検出パ
ルス発生回路42bに伝達する。The coupling capacitor Cb extracts an AC component of the voltage generated in the parallel resonance circuit, and transmits it to the phase detection pulse generation circuit 42b.
【0077】発振同調回路35は、バイアス電圧発生回
路36と、加算回路37と、発振回路38と、内部電圧
発生回路39とを含む。The oscillation tuning circuit 35 includes a bias voltage generation circuit 36, an addition circuit 37, an oscillation circuit 38, and an internal voltage generation circuit 39.
【0078】バイアス電圧発生回路36は、+Vcc電
源配線152とノードNzとの間に接続される抵抗器R
5と、ノードNzと接地配線との間に並列に接続される
ツェナーダイオードZDおよびコンデンサCfとを有す
る。ツェナーダイオードZDによって、ノードVzには
一定の直流バイアス電圧Vz(Vss≦Vz≦Vcc,
Vss:接地電圧)が生じる。コンデンサCfは、直流
バイアス電圧Vzを安定化させる。Bias voltage generating circuit 36 includes a resistor R connected between + Vcc power supply line 152 and node Nz.
5 and a Zener diode ZD and a capacitor Cf connected in parallel between the node Nz and the ground wiring. Due to the Zener diode ZD, a constant DC bias voltage Vz (Vss ≦ Vz ≦ Vcc,
Vss: ground voltage). The capacitor Cf stabilizes the DC bias voltage Vz.
【0079】発振回路38は、+Vcc電源配線152
および−Vcc電源配線154から電源電圧の供給を受
けて、基準共振信号をノードNyに出力する。発振回路
38には、一般的に用いられる演算増幅器を用いた三角
波発生回路等を適用すればよい。The oscillation circuit 38 includes a + Vcc power supply line 152
In response to the supply of the power supply voltage from -Vcc power supply line 154, reference resonance signal is output to node Ny. As the oscillation circuit 38, a triangular wave generation circuit using a generally used operational amplifier may be applied.
【0080】加算回路37は、+Vcc電源配線152
および−Vcc電源配線154から電源電圧の供給を受
けて動作する演算増幅器160と、演算増幅器160の
出力端子と反転入力端子との間に接続される帰還抵抗R
6と、演算増幅器160の出力端子とノードNxとの間
に接続される抵抗R7とを有する。The addition circuit 37 includes a + Vcc power supply line 152
And an operational amplifier 160 that operates by receiving a power supply voltage from a -Vcc power supply line 154, and a feedback resistor R connected between an output terminal and an inverting input terminal of the operational amplifier 160.
6 and a resistor R7 connected between the output terminal of the operational amplifier 160 and the node Nx.
【0081】演算増幅器160の非反転入力端子は、直
流バイアス電圧Vzが生じるノードNzと接続され、演
算増幅器160の反転入力端子は、基準発振信号直流バ
イアス電圧Vzの発生するノードNyと接続される。演
算増幅器160は、直流バイアス電圧Vzと直流バイア
ス電圧Vzとを加算して得られる発振同調信号をノード
Nxに出力する。The non-inverting input terminal of operational amplifier 160 is connected to node Nz where DC bias voltage Vz is generated, and the inverting input terminal of operational amplifier 160 is connected to node Ny where reference oscillation signal DC bias voltage Vz is generated. . Operational amplifier 160 outputs an oscillation tuning signal obtained by adding DC bias voltage Vz and DC bias voltage Vz to node Nx.
【0082】内部電圧発生回路39は、起動制御信号に
応じて、内部電源電圧+Vccおよび−Vccを、+V
cc電源配線152および−Vcc電源配線154にそ
れぞれ出力する。起動制御信号が活性化される前のタイ
ミングにおいては、発振同調信号回路35内の各回路に
対して内部電源電圧が供給されないので、発振同調信号
は生成されない。起動制御信号の活性化に応じて、内部
電源電圧の供給が開始されるため発振同調信号が生成さ
れ、コイルヘッド10が励磁されることによってオイル
チェックセンサ150が作動する。Internal voltage generation circuit 39 converts internal power supply voltages + Vcc and -Vcc to + Vcc in accordance with the start control signal.
Output to cc power supply wiring 152 and -Vcc power supply wiring 154, respectively. At the timing before the activation control signal is activated, the internal power supply voltage is not supplied to each circuit in the oscillation tuning signal circuit 35, so that no oscillation tuning signal is generated. Since the supply of the internal power supply voltage is started in response to the activation of the start control signal, an oscillation tuning signal is generated, and the oil check sensor 150 is activated by exciting the coil head 10.
【0083】発振同調回路35は、基準共振信号の位相
を位相検出パルス発生回路42aに伝達するために、ノ
ードNyと位相検出回路42aとの間に接続されるカッ
プリングコンデンサCeをさらに含む。The oscillation tuning circuit 35 further includes a coupling capacitor Ce connected between the node Ny and the phase detection circuit 42a for transmitting the phase of the reference resonance signal to the phase detection pulse generation circuit 42a.
【0084】このような構成とすることにより、発振同
調回路31は、コイルヘッド10を励磁するための直流
バイアス成分とコイルヘッド10のインダクタンス変化
を検出するための交流成分とが重畳された発振同調信号
を発生することができる。また、基準共振信号および共
振出力信号の位相を取り出して位相検出パルス発生回路
42a,42bに伝達することができる。With such a configuration, the oscillation tuning circuit 31 has an oscillation tuning circuit in which a DC bias component for exciting the coil head 10 and an AC component for detecting a change in inductance of the coil head 10 are superimposed. A signal can be generated. Further, the phases of the reference resonance signal and the resonance output signal can be extracted and transmitted to the phase detection pulse generation circuits 42a and 42b.
【0085】次に、位相差の検出および検出後の信号処
理について説明する。再び、図5を参照して、位相検出
回路41は、基準共振信号を受けて位相検出パルスPD
1を発生する位相検出パルス発生回路42aと、共振出
力信号を受けて位相検出パルスPD2を発生する位相検
出パルス発生回路42bとを含む。Next, detection of a phase difference and signal processing after the detection will be described. Referring again to FIG. 5, the phase detection circuit 41 receives the reference resonance signal and receives the phase detection pulse PD.
1 and a phase detection pulse generation circuit 42b that receives the resonance output signal and generates a phase detection pulse PD2.
【0086】位相検出パルスPD1は、基準共振信号が
マイナス電圧からプラス電圧に変化するタイミング(以
下、ゼロクロスタイミングともいう)において活性化さ
れ、次のゼロクロスタイミングを迎えるまでの一定時間
経過後に再び非活性化されるパルス信号である。位相検
出パルスPD2も同様の信号であり、共振出力信号のゼ
ロクロスタイミングを検出する。位相検出パルス発生回
路42a,42bは、コンデンサCbおよびCeによっ
て伝達される電圧信号と接地電圧とを比較するコンパレ
ータによって構成することができる。The phase detection pulse PD1 is activated at a timing when the reference resonance signal changes from a negative voltage to a positive voltage (hereinafter also referred to as a zero cross timing), and is deactivated again after a lapse of a certain time until the next zero cross timing. This is a pulse signal to be converted. The phase detection pulse PD2 is a similar signal, and detects the zero cross timing of the resonance output signal. Each of the phase detection pulse generation circuits 42a and 42b can be constituted by a comparator that compares a voltage signal transmitted by the capacitors Cb and Ce with a ground voltage.
【0087】位相差測定回路51は、高周波パルスCP
(周波数fp)を発生するカウントパルス発生回路54
と、高周波パルスCPおよび位相検出パルスPD1,P
D2を受けて検出レベル信号を発生する位相差カウント
回路52とを含む。The phase difference measuring circuit 51 outputs the high-frequency pulse CP
Count pulse generating circuit 54 for generating (frequency fp)
And the high frequency pulse CP and the phase detection pulses PD1, P
And a phase difference count circuit 52 that receives D2 and generates a detection level signal.
【0088】高周波パルスCPの周波数fpは、基準発
振信号の周波数fdよりも十分高く設定される。The frequency fp of the high frequency pulse CP is set sufficiently higher than the frequency fd of the reference oscillation signal.
【0089】位相差カウント回路52は、位相検出パル
スPD1とPD2との間に生じる活性化タイミングの時
間差をその間に生成される高周波パルスによってカウン
トし、得られた計数値を検出レベル信号として発生す
る。The phase difference counting circuit 52 counts the time difference between the activation timings generated between the phase detection pulses PD1 and PD2 by the high-frequency pulse generated therebetween, and generates the obtained count value as a detection level signal. .
【0090】図9は、位相差カウント回路52の具体的
な構成例を示す回路図である。図9を参照して、位相差
カウント回路52は、位相検出パルスPD2を反転して
出力するインバータ161と、インバータ161の出力
および位相検出パルスPD1を2入力とするNANDゲ
ート163と、NANDゲート163の出力を反転する
インバータ165と、インバータ165の出力および高
周波パルスCPを2入力とするNANDゲート167
と、NANDゲート167の出力を反転するインバータ
169と、カウンタIC170とを有する。FIG. 9 is a circuit diagram showing a specific configuration example of the phase difference counting circuit 52. Referring to FIG. 9, phase difference count circuit 52 includes an inverter 161 that inverts and outputs phase detection pulse PD2, a NAND gate 163 that receives the output of inverter 161 and phase detection pulse PD1 as two inputs, and a NAND gate 163. 165, and a NAND gate 167 that receives the output of the inverter 165 and the high-frequency pulse CP as two inputs.
, An inverter 169 for inverting the output of the NAND gate 167, and a counter IC 170.
【0091】カウンタIC170は、MR端子と、LE
端子と、CLK端子とを有し、MR端子に与えられるト
リガ信号の活性化タイミングにおいて、カウンタ値をリ
セットするとともに、CLK端子に与えられるクロック
信号のカウントを開始する。カウンタIC170は、L
E端子の信号が活性化されるまでの期間、カウント動作
を継続する。The counter IC 170 has an MR terminal and an LE terminal.
A terminal has a terminal and a CLK terminal. At an activation timing of a trigger signal supplied to the MR terminal, the counter value is reset and counting of a clock signal supplied to the CLK terminal is started. The counter IC 170 is L
The counting operation is continued until the signal of the E terminal is activated.
【0092】インバータ165の出力は、位相検出パル
スPD1が活性化(Hレベル)されたタイミング後、位
相検出パルスPD2が活性化(Hレベル)されるまでの
間、Hレベルとされる。よって、カウンタIC170の
CLK端子には、インバータ165の出力がHレベルで
ある間のみ、高周波パルスCPが伝達される。The output of the inverter 165 is at H level until the phase detection pulse PD2 is activated (H level) after the timing at which the phase detection pulse PD1 is activated (H level). Therefore, the high frequency pulse CP is transmitted to the CLK terminal of the counter IC 170 only while the output of the inverter 165 is at the H level.
【0093】カウンタIC170は、MR端子に入力さ
れる位相検出パルスPD1の活性化に応じて、カウント
値をリセットするとともに、LE端子に入力される位相
検出パルスPD2が活性化されるまでの間、CLK端子
に入力される高周波パルスCPの数をカウントする。The counter IC 170 resets the count value in response to the activation of the phase detection pulse PD1 input to the MR terminal, and waits until the phase detection pulse PD2 input to the LE terminal is activated. The number of high frequency pulses CP input to the CLK terminal is counted.
【0094】さらに、カウンタIC170の後段に、B
CD表示用IC175と7セグメント表示LED180
を備える構成とすることにより、位相差カウント回路5
2の計数値である検出レベル信号をLEDに表示するこ
とが可能となる。Further, after the counter IC 170, B
CD display IC175 and 7 segment display LED180
, The phase difference count circuit 5
The detection level signal, which is the count value of 2, can be displayed on the LED.
【0095】図10は、位相差測定回路51の動作を説
明するためのタイミングチャートである。FIG. 10 is a timing chart for explaining the operation of the phase difference measuring circuit 51.
【0096】図10を参照して、コイルヘッドに金属粉
の付着が無い場合においては、位相検出パルスPD1
は、時刻t0において活性化され、遅れて位相検出パル
スPD2が時刻t1に活性化される。この場合において
は、並列共振回路の位相差φ1の間に生成される高周波
パルスは1個であるため、検出レベル信号として計数値
“1”が出力される。Referring to FIG. 10, when there is no adhesion of metal powder to the coil head, the phase detection pulse PD1
Is activated at time t0, and the phase detection pulse PD2 is activated at time t1 with a delay. In this case, since one high-frequency pulse is generated during the phase difference φ1 of the parallel resonance circuit, the count value “1” is output as the detection level signal.
【0097】コイルヘッドに金属粉の付着が有る場合に
おいては、時刻t0における位相検出パルスPD1の活
性化に遅れて、位相検出パルスPD2が時刻t2に活性
化される。この場合においては、並列共振回路の位相差
φ2の間に生成される高周波パルスは5個であるため、
検出レベル信号として計数値“5”が出力される。In the case where the metal powder is adhered to the coil head, the phase detection pulse PD2 is activated at time t2 after the activation of the phase detection pulse PD1 at time t0. In this case, since five high-frequency pulses are generated during the phase difference φ2 of the parallel resonance circuit,
The count value “5” is output as the detection level signal.
【0098】このように、コイルヘッドへの金属粉の付
着量に応じて連続的に変化する位相差を計数値として出
力することが可能となる。As described above, it is possible to output a phase difference that continuously changes according to the amount of metal powder adhering to the coil head as a count value.
【0099】実施の形態2のオイルチェックセンサ15
0においては、上述したようにコイルヘッドへの金属粉
の付着量に応じた検出レベル信号をディジタル値で得る
ことができるため、実施の形態1で述べた効果に加えて
出力データをパソコンに取込んで処理する等、より容易
に取り扱うことができる。Oil Check Sensor 15 of Second Embodiment
0, a detection level signal corresponding to the amount of metal powder adhering to the coil head can be obtained as a digital value, as described above. Therefore, in addition to the effects described in the first embodiment, output data is also transferred to a personal computer. It can be handled more easily, for example, by processing the data.
【0100】オイルチェックセンサ150においても、
実施の形態1のオイルチェックセンサ100と同様に検
出レベル信号にしきい値を設け、しきい値を超えた場合
に異常検出信号を活性化する構成として適切な異常監視
を行なうことも勿論可能である。In the oil check sensor 150,
As with the oil check sensor 100 of the first embodiment, a threshold value is provided for the detection level signal, and when the threshold value is exceeded, the abnormality detection signal is activated, so that appropriate abnormality monitoring can be performed. .
【0101】また、検出用コイルヘッドを電磁石化して
エンジオイル中の金属粉を吸着する点および起動制御信
号に同期させて発振同調回路を動作させることによる効
果については、実施の形態1で述べたのと同様であるの
で説明は繰り返さない。The effect of operating the oscillation tuning circuit in synchronization with the start control signal and the point at which the detection coil head is formed as an electromagnet and the metal powder in engine oil is adsorbed has been described in the first embodiment. Since this is the same as the above, the description will not be repeated.
【0102】なお、今回開示された実施の形態は全ての
点で例示であって、制限的なものではないと考えられる
べきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特
許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の
意味および範囲内のすべての変更が含まれることが意図
される。It should be noted that the embodiment disclosed this time is an example in all respects and is not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
【0103】[0103]
【発明の効果】請求項1記載のオイルチェックセンサ
は、発振同調回路によって電磁石化される検出用コイル
ヘッドに付着する金属粉の量に応じた検出用コイルヘッ
ドのインダクタンス値の変化を利用してエンジンオイル
中の金属粉の量を検出するので、エンジンオイル中の金
属粉の量の定量的な検出が可能となるとともに、定常的
なセンサの取り外し作業を考慮した設計とする必要がな
く、センサの構造を単純化することが可能となる。According to the first aspect of the present invention, the oil check sensor utilizes a change in the inductance value of the detection coil head according to the amount of metal powder adhering to the detection coil head which is electromagnetized by the oscillation tuning circuit. Since the amount of metal powder in the engine oil is detected, the quantity of the metal powder in the engine oil can be quantitatively detected. Can be simplified.
【0104】請求項2記載のオイルチェックセンサは、
請求項1記載のオイルチェックセンサが奏する効果に加
えて、金属粉量の付着によって変化する検出用コイルヘ
ッドのインダクタンス値が一定レベルを超えた場合に異
常検出信号を発生するため、エンジンオイルの異常監視
をより適切に実行することが可能である。The oil check sensor according to claim 2 is
In addition to the effect of the oil check sensor according to claim 1, an abnormality detection signal is generated when the inductance value of the detection coil head that changes due to the adhesion of the amount of metal powder exceeds a certain level. Monitoring can be performed more appropriately.
【0105】請求項3記載のオイルチェックセンサは、
請求項1または2に記載のオイルチェックセンサが奏す
る効果に加えて、制御起動信号に応じて必要な期間にお
いてのみ発振同調回路を起動することができるため、消
費電力の低減を図ることができる。The oil check sensor according to claim 3 is
In addition to the effect of the oil check sensor according to the first or second aspect, the oscillation tuning circuit can be activated only in a necessary period according to the control activation signal, so that power consumption can be reduced.
【0106】請求項4記載のオイルチェックセンサは、
請求項3記載のオイルチェックセンサが奏する効果に加
えて、エンジンの電源信号と連動して発振同調回路を起
動することができるため、金属粉がエンジンオイル中に
沈殿している可能性が高いエンジン停止中を避けて、エ
ンジンオイル中の金属粉の量をより正確にチェックする
ことができる。The oil check sensor according to claim 4 is
In addition to the effect of the oil check sensor according to claim 3, since the oscillation tuning circuit can be started in conjunction with the power signal of the engine, there is a high possibility that the metal powder is precipitated in the engine oil. It is possible to more accurately check the amount of metal powder in the engine oil while avoiding a stop.
【0107】請求項5記載のオイルチェックセンサは、
発振同調回路によって電磁石化される検出用コイルヘッ
ドに付着する金属粉の量に応じた検出用コイルヘッドの
インダクタンス値の変化によって引き起こされる交流電
圧の位相変化を利用してエンジンオイル中の金属粉の量
を検出するので、エンジンオイル中の金属粉の量の定量
的な検出をより簡易な回路によって安定して行なうこと
ができるとともに、定常的なセンサの取り外し作業を考
慮した設計とする必要がなく、センサの構造を単純化す
ることが可能となる。The oil check sensor according to claim 5 is
Utilizing the phase change of the AC voltage caused by the change in the inductance value of the detection coil head according to the amount of the metal powder attached to the detection coil head which is electromagnetized by the oscillation tuning circuit, the metal powder in the engine oil is used. Since the amount is detected, quantitative detection of the amount of metal powder in the engine oil can be performed stably with a simpler circuit, and there is no need to design the system taking into account the steady removal of the sensor. Thus, the structure of the sensor can be simplified.
【0108】請求項6記載のオイルチェックセンサは、
出力信号をディジタル信号として得ることができるの
で、請求項5記載のオイルチェックセンサが奏する効果
に加えて、エンジンオイル中の金属粉の量をより容易に
取り扱うことが可能な出力信号によって検出することが
可能である。The oil check sensor according to claim 6 is
Since the output signal can be obtained as a digital signal, in addition to the effect of the oil check sensor according to claim 5, the amount of metal powder in the engine oil is detected by an output signal that can be handled more easily. Is possible.
【0109】請求項7記載のオイルチェックセンサは、
請求項6記載のオイルチェックセンサが奏する効果に加
えて、金属粉量の付着によって変化する検出用コイルヘ
ッドのインダクタンス値が一定レベルを超えた場合に異
常検出信号を発生するため、エンジンオイルの異常監視
をより適切に実行することが可能である。The oil check sensor according to claim 7 is
In addition to the effect of the oil check sensor according to claim 6, an abnormality detection signal is generated when the inductance value of the detection coil head, which changes due to the adhesion of the amount of metal powder, exceeds a certain level. Monitoring can be performed more appropriately.
【0110】請求項8記載のオイルチェックセンサは、
請求項5から7のいずれかに記載のオイルチェックセン
サが奏する効果に加えて、制御起動信号に応じて必要な
期間においてのみ発振同調回路を起動することができる
ため、消費電力の低減を図ることができる。An oil check sensor according to claim 8 is
In addition to the effect of the oil check sensor according to any one of claims 5 to 7, the oscillation tuning circuit can be activated only in a necessary period according to the control activation signal, thereby reducing power consumption. Can be.
【0111】請求項9記載のオイルチェックセンサは、
請求項8記載のオイルチェックセンサが奏する効果に加
えて、エンジンの電源信号と連動して発振同調回路を起
動することができるため、金属粉がエンジンオイル中に
沈殿している可能性が高いエンジン停止中を避けて、エ
ンジンオイル中の金属粉の量をより正確にチェックする
ことができる。An oil check sensor according to claim 9 is
In addition to the effect of the oil check sensor according to claim 8, the oscillation tuning circuit can be started in conjunction with the power signal of the engine, so that the engine is likely to have metal powder precipitated in the engine oil. It is possible to more accurately check the amount of metal powder in the engine oil while avoiding a stop.
【図1】本発明の実施の形態1のオイルチェックセンサ
100の構成を示す概略ブロック図である。FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating a configuration of an oil check sensor 100 according to Embodiment 1 of the present invention.
【図2】本発明の実施の形態1のオイルチェックセンサ
100の測定原理を説明するための概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining a measurement principle of the oil check sensor 100 according to the first embodiment of the present invention.
【図3】発振同調回路30および検波整流回路40の具
体的な構成の一例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a specific configuration of an oscillation tuning circuit 30 and a detection and rectification circuit 40.
【図4】本発明の実施の形態2のオイルチェックセンサ
150の構成を示す概略ブロック図である。FIG. 4 is a schematic block diagram illustrating a configuration of an oil check sensor 150 according to Embodiment 2 of the present invention.
【図5】オイルチェックセンサ150の検出・本体部1
21の構成をより詳しく説明するためのブロック図であ
る。FIG. 5 shows detection / main body 1 of oil check sensor 150.
FIG. 21 is a block diagram for explaining the configuration of an embodiment 21 in more detail.
【図6】金属粉の付着に応じた共振出力信号の変化の一
例を示す波形図である。FIG. 6 is a waveform chart showing an example of a change in a resonance output signal according to adhesion of metal powder.
【図7】本発明の実施の形態2のオイルチェックセンサ
150の測定原理を説明するための概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating a measurement principle of an oil check sensor 150 according to a second embodiment of the present invention.
【図8】発振同調回路31の具体的な構成例を説明する
ための回路図であるFIG. 8 is a circuit diagram for explaining a specific configuration example of an oscillation tuning circuit 31;
【図9】位相差カウント回路52の具体的な構成例を示
す回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram showing a specific configuration example of a phase difference counting circuit 52.
【図10】位相差測定回路51の動作を説明するための
タイミングチャートである。FIG. 10 is a timing chart for explaining the operation of the phase difference measurement circuit 51.
【図11】従来の技術の永久磁石を用いたオイルチェッ
クセンサ200の動作原理を説明するための概略ブロッ
ク図である。FIG. 11 is a schematic block diagram for explaining the operation principle of an oil check sensor 200 using a permanent magnet according to a conventional technique.
10 検出用コイルヘッド 30,31 発振同調回路 40 検波整流回路 41 位相検出回路 50 電圧比較回路 51 位相差測定回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Detection coil head 30, 31 Oscillation tuning circuit 40 Detection rectification circuit 41 Phase detection circuit 50 Voltage comparison circuit 51 Phase difference measurement circuit
Claims (9)
チェックセンサであって、 潤滑油に浸され、励磁電流によって磁化されるコイルヘ
ッドを含むセンサ手段と、 前記コイルヘッドに付着した前記金属粉の量に応じた検
出信号を発生する検出手段とを備え、 前記検出手段は、前記励磁電流を供給するための直流成
分を重畳させた交流電気信号である発振同調信号を発生
するとともに、前記コイルヘッドに付着する前記金属粉
の量に応じて変化する前記コイルヘッドのインダクタン
ス値に対応して振幅が変化する検出信号を発生する発振
同調回路を含む、オイルチェックセンサ。1. An oil check sensor for detecting an amount of metal powder in lubricating oil, comprising: sensor means including a coil head immersed in lubricating oil and magnetized by an exciting current; Detecting means for generating a detection signal according to the amount of the metal powder, the detection means generates an oscillation tuning signal which is an AC electric signal in which a DC component for supplying the excitation current is superimposed, An oil check sensor including an oscillation tuning circuit that generates a detection signal whose amplitude changes according to an inductance value of the coil head that changes according to an amount of the metal powder attached to the coil head.
レベル信号を発生する検出レベル信号発生回路と、 前記検出レベル信号の電圧レベルと所定の基準電圧とを
比較して、前記検出レベル信号が前記基準電圧を超えた
場合に、異常検出信号を発生する電圧比較回路をさらに
含む、請求項1記載のオイルチェックセンサ。A detection level signal generating circuit for generating a detection level signal having a DC voltage corresponding to an amplitude of the detection voltage signal; and a detection level signal generating circuit configured to determine a voltage level of the detection level signal and a predetermined reference voltage. The oil check sensor according to claim 1, further comprising a voltage comparison circuit that generates an abnormality detection signal when the detection level signal exceeds the reference voltage.
る起動制御信号に応じて前記交流電気信号を発生する、
請求項1または2に記載のオイルチェックセンサ。3. The oscillation tuning circuit generates the AC electric signal in response to an externally applied start control signal.
The oil check sensor according to claim 1.
クセンサが組み込まれたエンジンの電源信号と連動して
活性化される、請求項3記載のオイルチェックセンサ。4. The oil check sensor according to claim 3, wherein the start control signal is activated in conjunction with a power signal of an engine in which the oil check sensor is incorporated.
チェックセンサであって、 潤滑油に浸され、励磁電流によって磁化されるコイルヘ
ッドを含むセンサ手段と、 前記コイルヘッドに付着した前記金属粉の量に応じた検
出信号を発生する検出手段とを備え、 前記検出手段は、 前記コイルヘッドと並列に接続される共振用コンデンサ
と、 前記励磁電流を供給するための直流成分と第1の周波数
を有する交流電気信号である基準発振信号とを重畳させ
た発振同調信号を、前記共振用コンデンサおよび前記コ
イルヘッドによって構成される共振回路に供給するため
の発振同調信号発生手段と、 前記コイルヘッドに付着する前記金属粉の量に応じて変
化する、前記共振回路における電流と電圧との位相差を
検出するための位相差検出手段とを含む、オイルチェッ
クセンサ。5. An oil check sensor for detecting an amount of metal powder in lubricating oil, comprising: sensor means including a coil head immersed in lubricating oil and magnetized by an exciting current; Detecting means for generating a detection signal in accordance with the amount of metal powder, the detecting means comprising: a resonance capacitor connected in parallel with the coil head; a DC component for supplying the exciting current; An oscillation tuning signal generating means for supplying an oscillation tuning signal obtained by superimposing a reference oscillation signal which is an AC electric signal having a frequency to a resonance circuit formed by the resonance capacitor and the coil head; and A phase difference detecting means for detecting a phase difference between a current and a voltage in the resonance circuit, the phase difference detecting means changing in accordance with an amount of the metal powder attached to the head; , Oil check sensor.
グに活性化される第1の位相検出パルス信号と、前記共
振用コンデンサに生じる電圧の極性が変化するタイミン
グに活性化される第2の位相検出パルス信号とを生成す
る位相検出回路と、 前記第1の位相検出パルス信号と前記第2の位相検出パ
ルス信号との間の活性化タイミングの差を測定する位相
差測定回路とを含み、 前記位相差測定回路は、 前記第1の周波数より高い第2の周波数を有する高周波
パルスを生成する高周波パルス発生回路と、 前記第1の位相検出パルス信号および前記第2の位相検
出パルス信号のいずれか一方のみが活性化されている間
に生成される前記高周波パルスを計数する位相差カウン
ト回路とを有する、請求項5記載のオイルチェックセン
サ。6. The phase difference detecting means, comprising: a first phase detection pulse signal activated at a timing when a polarity of an AC component of the oscillation tuning signal changes; A phase detection circuit that generates a second phase detection pulse signal that is activated at the timing when the first phase detection pulse signal is activated. A phase difference measurement circuit for measuring, wherein the phase difference measurement circuit generates a high frequency pulse having a second frequency higher than the first frequency; a first phase detection pulse signal; 6. A phase difference counting circuit for counting the high-frequency pulses generated while only one of the second phase detection pulse signals is activated. Oil check sensor.
路の計数値が所定値を超える場合に、異常検出信号を発
生する異常検出回路をさらに含む、請求項6記載のオイ
ルチェックセンサ。7. The oil check sensor according to claim 6, wherein the detection unit further includes an abnormality detection circuit that generates an abnormality detection signal when a count value of the phase difference count circuit exceeds a predetermined value.
与えられる起動制御信号に応じて前記発振同調信号を発
生する、請求項5から7のいずれかに記載のオイルチェ
ックセンサ。8. The oil check sensor according to claim 5, wherein said oscillation tuning signal generating means generates said oscillation tuning signal in response to an externally applied start control signal.
クセンサが組み込まれたエンジンの電源信号と連動して
活性化される、請求項8記載のオイルチェックセンサ。9. The oil check sensor according to claim 8, wherein the activation control signal is activated in conjunction with a power signal of an engine in which the oil check sensor is incorporated.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP12363199A JP2000321248A (en) | 1999-03-09 | 1999-04-30 | Oil check sensor |
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---|---|---|---|
JP6148799 | 1999-03-09 | ||
JP11-61487 | 1999-03-09 | ||
JP12363199A JP2000321248A (en) | 1999-03-09 | 1999-04-30 | Oil check sensor |
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1999
- 1999-04-30 JP JP12363199A patent/JP2000321248A/en not_active Withdrawn
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