JP3484966B2 - 劣化診断装置を具備した原動電動装置 - Google Patents
劣化診断装置を具備した原動電動装置Info
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- Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの潤滑オ
イル，電動機，発電機等のコイル及び蓄電池の電解液の
劣化度を光学式センサを用いて診断し、その結果を表示
する装置を具備した原動電動装置に関する。
イル，電動機，発電機等のコイル及び蓄電池の電解液の
劣化度を光学式センサを用いて診断し、その結果を表示
する装置を具備した原動電動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料の供給が容易なエンジンと電気エネ
ルギーを用いる電動機とを利用する原動電動装置には、
エンジンの潤滑オイル，電動機コイル，蓄電池の電解液
が用いられており、それぞれが使用によって劣化する。
そこで、エンジンの寿命延長にはエンジンオイルの管理
が重要で、蓄電池の寿命には電解液の管理が重要とな
る。また、電動機の寿命にはコイルの絶縁特性の管理が
重要である。従来、エンジンオイルは所定の走行距離以
上になると交換することになっている。例えば、走行距
離が約３,０００km で交換するかどうかを所定距離走行
後にオイルゲージの先端に付着したオイルの汚れ程度を
目視等で判断し、交換の是非を判断していた。また、電
動機や蓄電池に対しては、交換時期を管理する有効な手
段がないのが現状である。
ルギーを用いる電動機とを利用する原動電動装置には、
エンジンの潤滑オイル，電動機コイル，蓄電池の電解液
が用いられており、それぞれが使用によって劣化する。
そこで、エンジンの寿命延長にはエンジンオイルの管理
が重要で、蓄電池の寿命には電解液の管理が重要とな
る。また、電動機の寿命にはコイルの絶縁特性の管理が
重要である。従来、エンジンオイルは所定の走行距離以
上になると交換することになっている。例えば、走行距
離が約３,０００km で交換するかどうかを所定距離走行
後にオイルゲージの先端に付着したオイルの汚れ程度を
目視等で判断し、交換の是非を判断していた。また、電
動機や蓄電池に対しては、交換時期を管理する有効な手
段がないのが現状である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、エンジンオ
イル，コイルの絶縁樹脂及び蓄電池の電解液の劣化度を
光学式センサを用いて判定し、交換時期を適格に把握す
ることにより、効率的な運転を可能とし、故障を未然に
防止することで、交通事故等の事故の発生を未然に防止
する原動電動装置を提供することにある。
イル，コイルの絶縁樹脂及び蓄電池の電解液の劣化度を
光学式センサを用いて判定し、交換時期を適格に把握す
ることにより、効率的な運転を可能とし、故障を未然に
防止することで、交通事故等の事故の発生を未然に防止
する原動電動装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、エンジン
の潤滑オイルの劣化度と近赤外域における単位長さ当た
りの光透過損失スペクトル特性との関係を検討した結
果、近赤外短波長側の光透過損失の増大がスラッジ量
（不溶解成分量）や動粘度，全酸価の値と相関を有する
こと、電動機コイルの表面反射光強度の変化から劣化度
を測定できること、蓄電池電解液の劣化度と近赤外域に
おける光透過損失の変化から劣化度を測定できること、
且つ診断する部位を正確に確認できる劣化診断装置を見
い出した。
の潤滑オイルの劣化度と近赤外域における単位長さ当た
りの光透過損失スペクトル特性との関係を検討した結
果、近赤外短波長側の光透過損失の増大がスラッジ量
（不溶解成分量）や動粘度，全酸価の値と相関を有する
こと、電動機コイルの表面反射光強度の変化から劣化度
を測定できること、蓄電池電解液の劣化度と近赤外域に
おける光透過損失の変化から劣化度を測定できること、
且つ診断する部位を正確に確認できる劣化診断装置を見
い出した。
【０００５】即ち本発明の要旨は次のとおりである。単
色光光源からの照射光を照射用導光体を用いてオイル，
コイル絶縁部及び電解液の表面あるいはバルク中に導
き、該照射用導光体からの出射光は透過距離ａなるオイ
ル及び電解液中を透過後、対向して設置した受光用導光
体に入射後、受光部に導かれ、制御・演算部において単
位長さ当たりの光透過損失(α，ｄＢ／mm)および２波長
間の光透過損失差(Δα,ｄＢ／mm）を演算し、さらに予
め記憶されておいた該オイル及び電解液の劣化度と光透
過損失および光透過損失差との関係（マスターカーブ）
を比較演算することによって劣化度を判定することを特
徴とするオイル及び電解液の劣化診断方法及び装置と、
該照射用導光体からの出射光をコイル表面に照射し、コ
イル表面からの反射光を対向して設置した受光用導光体
に入射後、受光部に導かれ、制御・演算部において反射
吸光度および２波長間の反射吸光度差（ΔＡλ）あるい
は反射吸光度比（Ａλ′）を演算し、さらに予め記憶さ
れておいた該個コイルの劣化度と反射吸光度，反射吸光
度差および反射吸光度比との関係（マスターカーブ）を
比較演算することによって劣化度を判定することを特徴
とするコイル劣化診断方法及び装置とを具備した原動電
動装置にある。
色光光源からの照射光を照射用導光体を用いてオイル，
コイル絶縁部及び電解液の表面あるいはバルク中に導
き、該照射用導光体からの出射光は透過距離ａなるオイ
ル及び電解液中を透過後、対向して設置した受光用導光
体に入射後、受光部に導かれ、制御・演算部において単
位長さ当たりの光透過損失(α，ｄＢ／mm)および２波長
間の光透過損失差(Δα,ｄＢ／mm）を演算し、さらに予
め記憶されておいた該オイル及び電解液の劣化度と光透
過損失および光透過損失差との関係（マスターカーブ）
を比較演算することによって劣化度を判定することを特
徴とするオイル及び電解液の劣化診断方法及び装置と、
該照射用導光体からの出射光をコイル表面に照射し、コ
イル表面からの反射光を対向して設置した受光用導光体
に入射後、受光部に導かれ、制御・演算部において反射
吸光度および２波長間の反射吸光度差（ΔＡλ）あるい
は反射吸光度比（Ａλ′）を演算し、さらに予め記憶さ
れておいた該個コイルの劣化度と反射吸光度，反射吸光
度差および反射吸光度比との関係（マスターカーブ）を
比較演算することによって劣化度を判定することを特徴
とするコイル劣化診断方法及び装置とを具備した原動電
動装置にある。
【０００６】なお、前記単色光光源としては、波長６３
５ｎｍ以上１５５０ｎｍ以下のピーク波長を有する半導
体レーザ（ＬＤ）あるいは発光ダイオード（ＬＥＤ）が
入手容易で寿命も長く性能も安定しており好適である。
特に６３５，６５０，６７０，７００，７８５，８０
０，８２０，８３０，８５０，８７０，９４０，９５
０，１３００，１３１０，１５５０ｎｍ等のＬＤ，ＬＥ
Ｄが好適である。上記領域以外の波長の光源では、オイ
ル等の劣化度が比較的小さいうちに受光部内の光検出器
がオーバーレンジとなり、測光不能となる場合がある。
５ｎｍ以上１５５０ｎｍ以下のピーク波長を有する半導
体レーザ（ＬＤ）あるいは発光ダイオード（ＬＥＤ）が
入手容易で寿命も長く性能も安定しており好適である。
特に６３５，６５０，６７０，７００，７８５，８０
０，８２０，８３０，８５０，８７０，９４０，９５
０，１３００，１３１０，１５５０ｎｍ等のＬＤ，ＬＥ
Ｄが好適である。上記領域以外の波長の光源では、オイ
ル等の劣化度が比較的小さいうちに受光部内の光検出器
がオーバーレンジとなり、測光不能となる場合がある。
【０００７】燃料を燃焼させて動作するエンジンとは、
ガソリン，軽油，ＬＰＧ，メタノールを燃料とする原動
装置であり、原動電動装置とは、コイルに電流を流して
電動機を駆動する電動装置とエンジンを組み合わせた、
自動車，船舶，バイク等である。電源となる蓄電池とし
ては、Ｌｉイオン，Ｎｉ・水素，Ｐｂ，ＭＣＦＣ，Ｎａ
Ｓなどの二次電池が用いられ、その他太陽電池，コンデ
ンサ等を使用したものも用いられる。自動車用としては
図１，図２に示すような、エンジンを発電用として搭載
するシリーズ型とエンジンと電動機を連結するパラレル
型や両者を組み合わせたシリパラ型のハイブリット車が
ある。
ガソリン，軽油，ＬＰＧ，メタノールを燃料とする原動
装置であり、原動電動装置とは、コイルに電流を流して
電動機を駆動する電動装置とエンジンを組み合わせた、
自動車，船舶，バイク等である。電源となる蓄電池とし
ては、Ｌｉイオン，Ｎｉ・水素，Ｐｂ，ＭＣＦＣ，Ｎａ
Ｓなどの二次電池が用いられ、その他太陽電池，コンデ
ンサ等を使用したものも用いられる。自動車用としては
図１，図２に示すような、エンジンを発電用として搭載
するシリーズ型とエンジンと電動機を連結するパラレル
型や両者を組み合わせたシリパラ型のハイブリット車が
ある。
【０００８】一般に、オイルや電解液の劣化度と近赤外
域における単位長さ当たりの光透過損失スペクトルと
は、図６で示されるような変化で代表される。これらの
光透過損失スペクトルは測定温度の影響を受けないた
め、運転前の始業点検時での測定でも、運転中の測定で
も同一値が得られる。ここで、２波長間の光透過損失差
でみると、初期ではＡ−Ａ′間の傾きを、劣化（中）で
はＢ−Ｂ′間の傾きを、劣化（大）ではＣ−Ｃ′間の傾
きを示すことになり、劣化の進行に伴ってその傾きは大
きくなっていく。さらに、ベース値の光透過損失に着目
すると、Ａ′，Ｂ′，Ｃ′の近傍のピーク（Ｃ−Ｈ結合
の高調波吸収ピーク）の大きさが変化していないことか
ら、Ａ′，Ｂ′，Ｃ′の順にスラッジ等の影響に伴う光
散乱損失（いわゆるミー散乱）が増大していることにな
り、その不溶解成分量が検知できることになる。
域における単位長さ当たりの光透過損失スペクトルと
は、図６で示されるような変化で代表される。これらの
光透過損失スペクトルは測定温度の影響を受けないた
め、運転前の始業点検時での測定でも、運転中の測定で
も同一値が得られる。ここで、２波長間の光透過損失差
でみると、初期ではＡ−Ａ′間の傾きを、劣化（中）で
はＢ−Ｂ′間の傾きを、劣化（大）ではＣ−Ｃ′間の傾
きを示すことになり、劣化の進行に伴ってその傾きは大
きくなっていく。さらに、ベース値の光透過損失に着目
すると、Ａ′，Ｂ′，Ｃ′の近傍のピーク（Ｃ−Ｈ結合
の高調波吸収ピーク）の大きさが変化していないことか
ら、Ａ′，Ｂ′，Ｃ′の順にスラッジ等の影響に伴う光
散乱損失（いわゆるミー散乱）が増大していることにな
り、その不溶解成分量が検知できることになる。
【０００９】さらに、図７には各種使用状況の異なる実
機エンジンオイルと初期品（新油）２５の光透過損失ス
ペクトルを示したが、添加剤の影響でここに示した４種
の初期オイルは異なる色を呈しているが、７００ｎｍ以
上の領域では光透過損失スペクトルは全く同一値を示し
ている。即ち、近赤外光を用いれば、異種オイルの影響
を受けずに診断できるといえる。一例として、図１５に
は走行距離，車種，使用状況の異なる様々な実車のエン
ジンオイルの１３１０ｎｍにおける光透過損失と４０℃
における動粘度との関係図を、同様に図１６には９５０
ｎｍと１３１０ｎｍ間における光透過損失差と全酸価値
との関係図を示す。各パラメータは光透過損失及び光透
過損失差と良好な相関を有することがわかる。
機エンジンオイルと初期品（新油）２５の光透過損失ス
ペクトルを示したが、添加剤の影響でここに示した４種
の初期オイルは異なる色を呈しているが、７００ｎｍ以
上の領域では光透過損失スペクトルは全く同一値を示し
ている。即ち、近赤外光を用いれば、異種オイルの影響
を受けずに診断できるといえる。一例として、図１５に
は走行距離，車種，使用状況の異なる様々な実車のエン
ジンオイルの１３１０ｎｍにおける光透過損失と４０℃
における動粘度との関係図を、同様に図１６には９５０
ｎｍと１３１０ｎｍ間における光透過損失差と全酸価値
との関係図を示す。各パラメータは光透過損失及び光透
過損失差と良好な相関を有することがわかる。
【００１０】オイルの劣化診断には、上記の方法の他
に、オイル中に含まれるカーボン粒子の量を粒子濃度に
よって変化するエバネツセント波の強度によって評価す
る光学式センサ，可視光と近赤外光の２波長の光源を用
いた吸光度値から劣化パターンに対応した１波長で劣化
度を評価する装置等の使用も可能である。
に、オイル中に含まれるカーボン粒子の量を粒子濃度に
よって変化するエバネツセント波の強度によって評価す
る光学式センサ，可視光と近赤外光の２波長の光源を用
いた吸光度値から劣化パターンに対応した１波長で劣化
度を評価する装置等の使用も可能である。
【００１１】また、電動機コイルの劣化度と反射吸光度
スペクトルの変化とは、図１０で示されるような変化で
代表される。該図のように劣化に伴って可視領域の短波
長側で反射吸光度は著しい増加を示す。この短波長側で
の反射吸光度の増加は、主に材料の熱酸化劣化反応によ
る電子遷移吸収損失の増大に起因するものである。ま
た、劣化度の増大に伴って反射吸光度Ａλは短波長側ほ
ど増加するようになるので、任意の２波長間の反射吸光
度差ΔＡλ(＝Ａλ1−Ａλ2)あるいは反射吸光度比
Ａλ′(＝Ａλ1／Ａλ2)も同様に増加する。ここで、λ
１＜λ２である。例えば、図１０において、波長λ１
（ｎｍ）と波長λ２（ｎｍ）間の反射吸光度差ΔＡ
λを、劣化度の大きい材料から順にα１，α２，α３と
すればα１＞α２＞α３の関係が成立する。反射吸光度
比Ａλ′に対しても同様のことが言える。
スペクトルの変化とは、図１０で示されるような変化で
代表される。該図のように劣化に伴って可視領域の短波
長側で反射吸光度は著しい増加を示す。この短波長側で
の反射吸光度の増加は、主に材料の熱酸化劣化反応によ
る電子遷移吸収損失の増大に起因するものである。ま
た、劣化度の増大に伴って反射吸光度Ａλは短波長側ほ
ど増加するようになるので、任意の２波長間の反射吸光
度差ΔＡλ(＝Ａλ1−Ａλ2)あるいは反射吸光度比
Ａλ′(＝Ａλ1／Ａλ2)も同様に増加する。ここで、λ
１＜λ２である。例えば、図１０において、波長λ１
（ｎｍ）と波長λ２（ｎｍ）間の反射吸光度差ΔＡ
λを、劣化度の大きい材料から順にα１，α２，α３と
すればα１＞α２＞α３の関係が成立する。反射吸光度
比Ａλ′に対しても同様のことが言える。
【００１２】上記以外に、光センサを用いて明度，色度
で劣化度を評価する装置、光ファイバで導いた照射光を
絶縁材料と同じ材料で構成されているセンサ部を透過さ
せ、該透過光を受光用光ファイバを通して検出する透過
光方式によるＬ＊ａ＊ｂ表色系に基づいた色度あるいは
色度差による表色演算診断装置等も用いることができ
る。
で劣化度を評価する装置、光ファイバで導いた照射光を
絶縁材料と同じ材料で構成されているセンサ部を透過さ
せ、該透過光を受光用光ファイバを通して検出する透過
光方式によるＬ＊ａ＊ｂ表色系に基づいた色度あるいは
色度差による表色演算診断装置等も用いることができ
る。
【００１３】この劣化に伴う光透過損失及び反射吸光度
の変化が前記オイルや電解液及びコイルの劣化度を示す
尺度となるパラメータと相関を有するため、光透過損失
及び反射吸光度を測定することのみでオイルや電解液及
びコイルの物性低下を診断できる。
の変化が前記オイルや電解液及びコイルの劣化度を示す
尺度となるパラメータと相関を有するため、光透過損失
及び反射吸光度を測定することのみでオイルや電解液及
びコイルの物性低下を診断できる。
【００１４】また、特開平3−226651 号公報に記載され
ているように、劣化度は換算時間θで表すことが一般的
である。換算時間θで表すことにより、様々な劣化履歴
を有する材料であっても、θが等しければ同じ劣化度で
あることを意味する。換算時間θは（１）式で定義され
る。
ているように、劣化度は換算時間θで表すことが一般的
である。換算時間θで表すことにより、様々な劣化履歴
を有する材料であっても、θが等しければ同じ劣化度で
あることを意味する。換算時間θは（１）式で定義され
る。
【００１５】
【数１】
θ＝ｔ×exp(−ΔＥ／ＲＴ） …（１）
ここで、ΔＥは劣化のみかけの活性化エネルギー(Ｊ／m
ol）、Ｒは気体定数(Ｊ／Ｋ／mol）、Ｔは劣化の絶対温
度（Ｋ）、ｔは劣化時間（ｈ）である。オイル及びコイ
ル劣化のΔＥはアレニウスプロットにより容易に算出で
きる。さらに、予め求めておいたオイルやコイルの寿命
点における換算時間をθ0 とすれば、実測から求めた換
算時間θとの差Δθが余寿命に相当する換算時間とな
り、劣化度判定の尺度となる。即ち、余寿命Δθ(ｈ)は
（２）式で表される。
ol）、Ｒは気体定数(Ｊ／Ｋ／mol）、Ｔは劣化の絶対温
度（Ｋ）、ｔは劣化時間（ｈ）である。オイル及びコイ
ル劣化のΔＥはアレニウスプロットにより容易に算出で
きる。さらに、予め求めておいたオイルやコイルの寿命
点における換算時間をθ0 とすれば、実測から求めた換
算時間θとの差Δθが余寿命に相当する換算時間とな
り、劣化度判定の尺度となる。即ち、余寿命Δθ(ｈ)は
（２）式で表される。
【００１６】
【数２】
Δθ(＝θ0−θ） …（２）
（２）式より時間ｔ以降のオイル及びコイルの平均使用
温度条件が定まれば、それぞれの余寿命の時間Δｔ（＝
ｔ0−ｔ）を求めることもできる。
温度条件が定まれば、それぞれの余寿命の時間Δｔ（＝
ｔ0−ｔ）を求めることもできる。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面を参照して
説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定される
ものではない。
説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定される
ものではない。
【００１８】（実施例１）図１〜図３はハイブリット車
のエンジンの潤滑オイル，コイルの絶縁樹脂及び蓄電池
の電解液の劣化診断装置の適用形態を示す模式図であ
る。また、図１３に劣化度判定のための演算のフローチ
ャートを示す。図１において制御・演算部１１は測定デ
ータ記憶用メモリー，読み出し専用メモリーを内蔵した
マイクロプロセッサからなっており、光源波長の切り替
え，受光強度測定，演算まで行う。本実施例では２波長
を用いた装置での説明をする。オイルの劣化度測定は、
光源としてλ１＝９５０ｎｍの発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）とλ２＝１３１０ｎｍの半導体レーザ（ＬＤ）を用
いた。まず、各光源波長のレファレンス光強度(Ｉ0,λ)
を測定する。λ１からの入射光２０は光ファイバケーブ
ル８内を通り、透過型プローブ１６に導かれる。透過型
プローブ１６は図４に示すような内部構造を有してお
り、入射光２０は透過型プローブ１６内に形成された導
光体２３内を伝送し、スリット２２に到達する。スリッ
ト２２は本実施例では光路長１.０mm に設定されている
が、０.５〜２.０mmまで可変である。スリット内に満た
されているオイル１５を透過した後、透過光２１′は対
向して設置された導光体２３内に再び入射し、受光部１
０へと導かれる。受光部１０にてλ１における透過光強
度（Ｉλ1)を検出し、制御・演算部１１にて光透過損失
として演算・記憶される。同様にしてλ２からの入射光
２０に対する透過光強度(Ｉλ2）を測定し、制御・演算
部１１にてλ２の光透過損失として演算・記憶する。制
御・演算部１１では図８及び図９に示したような予め記
憶されていたオイルの劣化と光透過損失及び光透過損失
差との関係図（マスターカーブ）からオイルの劣化度を
換算時間として算出し、結果を車内に設置されている警
告灯に表示する。
のエンジンの潤滑オイル，コイルの絶縁樹脂及び蓄電池
の電解液の劣化診断装置の適用形態を示す模式図であ
る。また、図１３に劣化度判定のための演算のフローチ
ャートを示す。図１において制御・演算部１１は測定デ
ータ記憶用メモリー，読み出し専用メモリーを内蔵した
マイクロプロセッサからなっており、光源波長の切り替
え，受光強度測定，演算まで行う。本実施例では２波長
を用いた装置での説明をする。オイルの劣化度測定は、
光源としてλ１＝９５０ｎｍの発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）とλ２＝１３１０ｎｍの半導体レーザ（ＬＤ）を用
いた。まず、各光源波長のレファレンス光強度(Ｉ0,λ)
を測定する。λ１からの入射光２０は光ファイバケーブ
ル８内を通り、透過型プローブ１６に導かれる。透過型
プローブ１６は図４に示すような内部構造を有してお
り、入射光２０は透過型プローブ１６内に形成された導
光体２３内を伝送し、スリット２２に到達する。スリッ
ト２２は本実施例では光路長１.０mm に設定されている
が、０.５〜２.０mmまで可変である。スリット内に満た
されているオイル１５を透過した後、透過光２１′は対
向して設置された導光体２３内に再び入射し、受光部１
０へと導かれる。受光部１０にてλ１における透過光強
度（Ｉλ1)を検出し、制御・演算部１１にて光透過損失
として演算・記憶される。同様にしてλ２からの入射光
２０に対する透過光強度(Ｉλ2）を測定し、制御・演算
部１１にてλ２の光透過損失として演算・記憶する。制
御・演算部１１では図８及び図９に示したような予め記
憶されていたオイルの劣化と光透過損失及び光透過損失
差との関係図（マスターカーブ）からオイルの劣化度を
換算時間として算出し、結果を車内に設置されている警
告灯に表示する。
【００１９】また、コイルの劣化度測定は、光源として
λ１＝６５０ｎｍとλ２＝８３０ｎｍの半導体レーザ
（ＬＤ）を用いた。まず、各光源波長のレファレンス光
強度（Ｉ0,λ′）を測定する。λ１からの入射光２０は
光ファイバケーブル８内を通り、反射型プローブ１８に
導かれる。反射型プローブ１８は図５に示すような内部
構造を有しており、入射光２０は反射型プローブ１８内
に形成された導光体２３内を伝送し、コイル表面１７に
照射される。コイル表面１７からの反射光２１″を対向
して設置された導光体２３が受け、受光部１０へと導か
れる。受光部１０にてλ１における反射光強度
(Ｉλ1′）を検出し、制御・演算部１１にて反射吸光度
として演算・記憶される。同様にしてλ２からの入射光
２０に対する反射光強度(Ｉλ2′）を測定し、制御・演
算部１１にてλ２の反射吸光度として演算・記憶する。
制御・演算部１１では図１１，図１２に示したような予
め記憶されていたコイルの劣化と反射吸光度差及び反射
吸光度比との関係図（マスターカーブ）からコイルの劣
化度を換算時間として算出し、結果を車内に設置されて
いる警告灯に表示する。
λ１＝６５０ｎｍとλ２＝８３０ｎｍの半導体レーザ
（ＬＤ）を用いた。まず、各光源波長のレファレンス光
強度（Ｉ0,λ′）を測定する。λ１からの入射光２０は
光ファイバケーブル８内を通り、反射型プローブ１８に
導かれる。反射型プローブ１８は図５に示すような内部
構造を有しており、入射光２０は反射型プローブ１８内
に形成された導光体２３内を伝送し、コイル表面１７に
照射される。コイル表面１７からの反射光２１″を対向
して設置された導光体２３が受け、受光部１０へと導か
れる。受光部１０にてλ１における反射光強度
(Ｉλ1′）を検出し、制御・演算部１１にて反射吸光度
として演算・記憶される。同様にしてλ２からの入射光
２０に対する反射光強度(Ｉλ2′）を測定し、制御・演
算部１１にてλ２の反射吸光度として演算・記憶する。
制御・演算部１１では図１１，図１２に示したような予
め記憶されていたコイルの劣化と反射吸光度差及び反射
吸光度比との関係図（マスターカーブ）からコイルの劣
化度を換算時間として算出し、結果を車内に設置されて
いる警告灯に表示する。
【００２０】さらに、電解液の劣化度測定は、光源とし
てλ１＝６３５ｎｍとλ２＝８３０ｎｍの半導体レーザ
（ＬＤ）を用いた他は、オイルの劣化度測定と同様に行
った。
てλ１＝６３５ｎｍとλ２＝８３０ｎｍの半導体レーザ
（ＬＤ）を用いた他は、オイルの劣化度測定と同様に行
った。
【００２１】なお、この検査はエンジン始動後セルフチ
ェック機能として作動するシステムとなっている。
ェック機能として作動するシステムとなっている。
【００２２】（実施例２）図３は船舶のオイル，コイル
及び電解液劣化診断装置の適用形態を示す模式図であ
る。図１４に示す内部構造の透過型プローブ１６を用い
た場合の例を説明する。本実施例では２波長の光源とし
て、λ１＝９４０ｎｍの発光ダイオード（ＬＥＤ）とλ
２＝１５５０ｎｍの半導体レーザ（ＬＤ）を用いた。ま
ず、各光源波長のレファレンス光強度（Ｉ0,λ）を測定
する。λ１からの入射光２０は光ファイバケーブル８内
を通り、透過型プローブ１６に導かれる。入射光２０は
透過型プローブ１６内に形成された導光体２３内を伝送
し、スリット２２に到達する。スリット２２は本実施例
では光路長０.５mm に設定されている。スリット内に満
たされているオイル１５を透過した後、透過光２１′は
対向して設置された導光体２３内に再び入射し、受光部
１０へと導かれる。受光部１０にてλ１における透過光
強度(Ｉλ1）を検出し、制御・演算部１１にて光透過損
失として演算・記憶される。同様にしてλ２からの入射
光２０に対する透過光強度(Ｉλ2）を測定し、制御・演
算部１１にてλ２の光透過損失として演算・記憶する。
制御・演算部１１では図８及び図９に示したような予め
記憶されていたオイルの劣化と光透過損失及び光透過損
失差との関係図（マスターカーブ）からオイルの劣化度
を換算時間として算出し、結果を船舶内に設置されてい
る警告灯に表示する。
及び電解液劣化診断装置の適用形態を示す模式図であ
る。図１４に示す内部構造の透過型プローブ１６を用い
た場合の例を説明する。本実施例では２波長の光源とし
て、λ１＝９４０ｎｍの発光ダイオード（ＬＥＤ）とλ
２＝１５５０ｎｍの半導体レーザ（ＬＤ）を用いた。ま
ず、各光源波長のレファレンス光強度（Ｉ0,λ）を測定
する。λ１からの入射光２０は光ファイバケーブル８内
を通り、透過型プローブ１６に導かれる。入射光２０は
透過型プローブ１６内に形成された導光体２３内を伝送
し、スリット２２に到達する。スリット２２は本実施例
では光路長０.５mm に設定されている。スリット内に満
たされているオイル１５を透過した後、透過光２１′は
対向して設置された導光体２３内に再び入射し、受光部
１０へと導かれる。受光部１０にてλ１における透過光
強度(Ｉλ1）を検出し、制御・演算部１１にて光透過損
失として演算・記憶される。同様にしてλ２からの入射
光２０に対する透過光強度(Ｉλ2）を測定し、制御・演
算部１１にてλ２の光透過損失として演算・記憶する。
制御・演算部１１では図８及び図９に示したような予め
記憶されていたオイルの劣化と光透過損失及び光透過損
失差との関係図（マスターカーブ）からオイルの劣化度
を換算時間として算出し、結果を船舶内に設置されてい
る警告灯に表示する。
【００２３】また、コイルの劣化度測定は、光源として
λ１＝６３５ｎｍとλ２＝８００ｎｍの半導体レーザ
（ＬＤ）を用いた。まず、各光源波長のレファレンス光
量（Ｉ0,λ′）を測定する。λ１からの入射光２０は光
ファイバケーブル８内を通り、プローブ１８に導かれ
る。入射光２０はプローブ１８内に形成された導光体２
３内を伝送し、コイル表面１７に照射される。コイル表
面１７からの反射光を対向して設置された導光体２３が
受け、受光部１０へと導かれる。受光部１０にてλ１に
おける反射光強度(Ｉλ1′）を検出し、制御・演算部１
１にて反射吸光度として演算・記憶される。同様にして
λ２からの入射光２０に対する反射光強度(Ｉλ2′）を
測定し、制御・演算部１１にてλ２の反射吸光度として
演算・記憶する。制御・演算部１１では図１１，図１２
に示したような予め記憶されていたコイルの劣化と反射
吸光度との関係図（マスターカーブ）からコイルの劣化
度を換算時間として算出し、結果を船舶内に設置されて
いる警告灯に表示する。なお、この検査はエンジン始動
後セルフチェック機能として作動するシステムとなって
いる。
λ１＝６３５ｎｍとλ２＝８００ｎｍの半導体レーザ
（ＬＤ）を用いた。まず、各光源波長のレファレンス光
量（Ｉ0,λ′）を測定する。λ１からの入射光２０は光
ファイバケーブル８内を通り、プローブ１８に導かれ
る。入射光２０はプローブ１８内に形成された導光体２
３内を伝送し、コイル表面１７に照射される。コイル表
面１７からの反射光を対向して設置された導光体２３が
受け、受光部１０へと導かれる。受光部１０にてλ１に
おける反射光強度(Ｉλ1′）を検出し、制御・演算部１
１にて反射吸光度として演算・記憶される。同様にして
λ２からの入射光２０に対する反射光強度(Ｉλ2′）を
測定し、制御・演算部１１にてλ２の反射吸光度として
演算・記憶する。制御・演算部１１では図１１，図１２
に示したような予め記憶されていたコイルの劣化と反射
吸光度との関係図（マスターカーブ）からコイルの劣化
度を換算時間として算出し、結果を船舶内に設置されて
いる警告灯に表示する。なお、この検査はエンジン始動
後セルフチェック機能として作動するシステムとなって
いる。
【００２４】（実施例３）図１に示す模式図でオイル劣
化診断装置のみ適用形態について説明する。本実施例で
は２波長の光源として、λ１＝８５０ｎｍの発光ダイオ
ード（ＬＥＤ）とλ２＝１５５０ｎｍの半導体レーザ
（ＬＤ）を用いた。まず、各光源波長のレファレンス光
強度（Ｉ0,λ）を測定する。λ１からの入射光２０は光
ファイバケーブル８内を通り、透過型プローブ１６に導
かれる。透過型プローブ１６は図１４に示すような内部
構造を有しており、入射光２０は透過型プローブ１６内
に形成された導光体２３内を伝送し、スリット２２に到
達する。スリット２２は本実施例では光路長１.５mm に
設定されている。スリット内に満たされているオイル１
５を透過した後、透過光２１′は対向して設置された導
光体２３内に再び入射し、受光部１０へと導かれる。受
光部１０にてλ１における透過光強度（Ｉλ1)を検出
し、制御・演算部１１にて光透過損失として演算・記憶
される。同様にしてλ２からの入射光２０に対する透過
光強度(Ｉλ2）を測定し、制御・演算部１１にてλ２の
光透過損失として演算・記憶する。制御・演算部１１で
は図８及び図９に示したような予め記憶されていたオイ
ルの劣化と光透過損失及び光透過損失差との関係図（マ
スターカーブ）からオイルの劣化度を換算時間として算
出し、結果を車内に設置されている警告灯に表示する。
なお、この検査はエンジン始動後セルフチェック機能と
して作動するシステムとなっている。
化診断装置のみ適用形態について説明する。本実施例で
は２波長の光源として、λ１＝８５０ｎｍの発光ダイオ
ード（ＬＥＤ）とλ２＝１５５０ｎｍの半導体レーザ
（ＬＤ）を用いた。まず、各光源波長のレファレンス光
強度（Ｉ0,λ）を測定する。λ１からの入射光２０は光
ファイバケーブル８内を通り、透過型プローブ１６に導
かれる。透過型プローブ１６は図１４に示すような内部
構造を有しており、入射光２０は透過型プローブ１６内
に形成された導光体２３内を伝送し、スリット２２に到
達する。スリット２２は本実施例では光路長１.５mm に
設定されている。スリット内に満たされているオイル１
５を透過した後、透過光２１′は対向して設置された導
光体２３内に再び入射し、受光部１０へと導かれる。受
光部１０にてλ１における透過光強度（Ｉλ1)を検出
し、制御・演算部１１にて光透過損失として演算・記憶
される。同様にしてλ２からの入射光２０に対する透過
光強度(Ｉλ2）を測定し、制御・演算部１１にてλ２の
光透過損失として演算・記憶する。制御・演算部１１で
は図８及び図９に示したような予め記憶されていたオイ
ルの劣化と光透過損失及び光透過損失差との関係図（マ
スターカーブ）からオイルの劣化度を換算時間として算
出し、結果を車内に設置されている警告灯に表示する。
なお、この検査はエンジン始動後セルフチェック機能と
して作動するシステムとなっている。
【００２５】（実施例４）図１に示す模式図でコイル劣
化診断装置のみ適用形態について説明する。光源として
λ１＝６７０ｎｍとλ２＝７８５ｎｍの半導体レーザ
(ＬＤ)を用いた。まず、各光源波長のレファレンス光量
（Ｉ0,λ′）を測定する。λ１からの入射光２０は光フ
ァイバケーブル８内を通り、反射型プローブ１８に導か
れる。入射光２０はプローブ１８内に形成された導光体
２３内を伝送し、コイル表面１７に照射される。コイル
表面１７からの反射光を対向して設置された導光体２３
が受け、受光部１０へと導かれる。受光部１０にてλ１
における反射光強度(Ｉλ1′）を検出し、制御・演算部
１１にて反射吸光度として演算・記憶される。同様にし
てλ２からの入射光２０に対する反射光強度(Ｉλ2′）
を測定し、制御・演算部１１にてλ２の反射吸光度とし
て演算・記憶する。制御・演算部１１では図１１，図１
２に示したような予め記憶されていたコイルの劣化と反
射吸光度との関係図（マスターカーブ）からコイルの劣
化度を換算時間として算出し、結果を車内に設置されて
いる警告灯に表示する。なお、この検査はエンジン始動
後セルフチェック機能として作動するシステムとなって
いる。
化診断装置のみ適用形態について説明する。光源として
λ１＝６７０ｎｍとλ２＝７８５ｎｍの半導体レーザ
(ＬＤ)を用いた。まず、各光源波長のレファレンス光量
（Ｉ0,λ′）を測定する。λ１からの入射光２０は光フ
ァイバケーブル８内を通り、反射型プローブ１８に導か
れる。入射光２０はプローブ１８内に形成された導光体
２３内を伝送し、コイル表面１７に照射される。コイル
表面１７からの反射光を対向して設置された導光体２３
が受け、受光部１０へと導かれる。受光部１０にてλ１
における反射光強度(Ｉλ1′）を検出し、制御・演算部
１１にて反射吸光度として演算・記憶される。同様にし
てλ２からの入射光２０に対する反射光強度(Ｉλ2′）
を測定し、制御・演算部１１にてλ２の反射吸光度とし
て演算・記憶する。制御・演算部１１では図１１，図１
２に示したような予め記憶されていたコイルの劣化と反
射吸光度との関係図（マスターカーブ）からコイルの劣
化度を換算時間として算出し、結果を車内に設置されて
いる警告灯に表示する。なお、この検査はエンジン始動
後セルフチェック機能として作動するシステムとなって
いる。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、エンジンの潤滑オイ
ル，電動機コイルの絶縁樹脂及び蓄電池の電解液の劣化
度を測定温度や初期の色等の影響を受けることなく精度
よく劣化診断でき、これにより寿命前にオイル，コイ
ル，電解液を交換できるので、原動電動装置の突然の故
障による事故等を未然に防止できる。
ル，電動機コイルの絶縁樹脂及び蓄電池の電解液の劣化
度を測定温度や初期の色等の影響を受けることなく精度
よく劣化診断でき、これにより寿命前にオイル，コイ
ル，電解液を交換できるので、原動電動装置の突然の故
障による事故等を未然に防止できる。
【図１】シリーズハイブリットシステム車のオイル，コ
イル及び電解液劣化診断装置の適用形態を示す模式図。
イル及び電解液劣化診断装置の適用形態を示す模式図。
【図２】パラレルハイブリットシステム車への適用形態
を示す模式図。
を示す模式図。
【図３】プローブの設置形態を示す模式図。
【図４】透過型プローブ内光センサの内部構造図。
【図５】反射型プローブ内光センサの内部構造図。
【図６】劣化に伴う光透過損失スペクトルの変化。
【図７】各種使用状況の異なる実機エンジンオイルと新
油の光透過損失スペクトル。
油の光透過損失スペクトル。
【図８】光透過損失をパラメータにした診断マスターカ
ーブの例。
ーブの例。
【図９】光透過損失差をパラメータにした診断マスター
カーブの例。
カーブの例。
【図１０】コイルの劣化に伴う反射吸光度スペクトルの
変化。
変化。
【図１１】反射吸光度差をパラメータにした診断マスタ
ーカーブの例。
ーカーブの例。
【図１２】反射吸光度比をパラメータにした診断マスタ
ーカーブの例。
ーカーブの例。
【図１３】劣化度判定のための診断のフローチャート。
【図１４】透過型プローブ内光センサの内部構造図。
【図１５】各種使用状況の異なる実機エンジンオイルの
光透過損失と動粘度との関係図。
光透過損失と動粘度との関係図。
【図１６】各種使用状況の異なる実機エンジンオイルの
光透過損失と全酸価との関係図。
光透過損失と全酸価との関係図。
１…エンジン、２…発電機、３…電動機、４…インバー
タ、５…蓄電池、６…減速機、７…診断装置、８…光フ
ァイバケーブル、９…光源部、１０…受光部、１１…制
御・演算部、１２…メーターパネル、１３…警告灯、１
４…変速機、１５…オイル、１６…透過型プローブ、１
７…コイル、１８…反射型プローブ、１９…電解液、２
０…入射光、２１′…透過光、２１″…反射光、２２…
スリット、２３…導光体、２４…光遮へい部、２５…初
期品。
タ、５…蓄電池、６…減速機、７…診断装置、８…光フ
ァイバケーブル、９…光源部、１０…受光部、１１…制
御・演算部、１２…メーターパネル、１３…警告灯、１
４…変速機、１５…オイル、１６…透過型プローブ、１
７…コイル、１８…反射型プローブ、１９…電解液、２
０…入射光、２１′…透過光、２１″…反射光、２２…
スリット、２３…導光体、２４…光遮へい部、２５…初
期品。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０２Ｋ 7/18 Ｈ０２Ｋ 7/18 Ｂ
(56)参考文献 特開 平９−107601（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−62207（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−341954（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−15131（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−311147（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−236440（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−34541（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−72072（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−78920（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−12723（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−177434（ＪＰ，Ａ)
実開 平２−31316（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭62−180753（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02P 9/00
B60L 11/14
F01M 11/10
G01N 21/27
H01M 10/48
H02K 7/18
Claims (4)
- 【請求項１】 燃料を燃焼させて動作するエンジンと、 コイルに電流を流して電動機を駆動する電動装置と、 電源としての蓄電池と、を有する原動電動装置であっ
て、 波長が異なる少なくとも２種以上の単色光光源を有する
光源部と、 該光源部からの照射光を前記エンジンのオイル中に導く
照射用導光体と、 前記エンジンのオイル中から透過した光を外部に導く受
光用導光体と、 該受光用導光体からの光の強度を検出する受光部と、 該受光部において検出された光の強度から２波長間の光
透過損失差を演算・記憶し、予め記憶されていたオイル
の劣化と光透過損失差とのマスターカーブに基づいて前
記オイルの劣化度を換算時間として算出する制御・演算
部と、を有する電動原動装置。 - 【請求項２】 燃料を燃焼させて動作するエンジンと、 コイルに電流を流して電動機を駆動する電動装置と、 電源としての蓄電池と、を有する原動電動装置であっ
て、 波長が異なる少なくとも２種以上の単色光光源を有する
光源部と、 該光源部からの照射光を前記蓄電池における電解液中に
導く照射用導光体と、 前記蓄電池の電解液中から透過した光を外部に導く受光
用導光体と、 該受光用導光体からの光の強度を検出する受光部と、 該受光部において検出された光の強度から２波長間の光
透過損失差を演算・記憶し、予め記憶されていた電解液
の劣化と光透過損失差とのマスターカーブに基づいて前
記電解液の劣化度を換算時間として算出する制御・演算
部と、を有する電動原動装置。 - 【請求項３】 前記照射用導光体は前記電動装置における
コイル表面にも前記照射光を導き、 前記受光用導光体は前記コイル表面から反射した光も外
部に導き、 前記制御・演算部は、予めコイルの劣化と光透過損失差
とのマスターカーブを 記憶しており、該マスターカーブに基づいて前記コイル
の劣化度を換算時間として算出することを特徴とする請
求項１又は２に記載の電動原動装置。 - 【請求項４】前記光源は６３５〜１５５０ｎｍにピーク
波長を有する半導体レーザあるいは発光ダイオードを用
いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載
の電動原動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03833098A JP3484966B2 (ja) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | 劣化診断装置を具備した原動電動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03833098A JP3484966B2 (ja) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | 劣化診断装置を具備した原動電動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11235097A JPH11235097A (ja) | 1999-08-27 |
| JP3484966B2 true JP3484966B2 (ja) | 2004-01-06 |
Family
ID=12522280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03833098A Expired - Fee Related JP3484966B2 (ja) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | 劣化診断装置を具備した原動電動装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3484966B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP3794290B2 (ja) * | 2001-06-29 | 2006-07-05 | 株式会社日立製作所 | 物品の劣化診断方法，品質検査方法，素材判定方法および診断装置，物品の劣化管理方法 |
| FR2904951B1 (fr) * | 2006-08-21 | 2009-03-06 | Sp3H Soc Par Actions Simplifie | Procede de mise en securite des organes du groupe motropropulseur d'un vehicule a la suite d'une degradation du carburant. |
| JP5956152B2 (ja) * | 2011-12-27 | 2016-07-27 | ナブテスコ株式会社 | 潤滑油劣化センサーを備えた機械 |
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| JP6127141B2 (ja) * | 2013-07-02 | 2017-05-10 | ナブテスコ株式会社 | 状態判定方法及び状態判定装置 |
| CN212722497U (zh) * | 2019-09-12 | 2021-03-16 | 雅玛信过滤器株式会社 | 测定装置 |
| KR102039677B1 (ko) * | 2019-09-16 | 2019-11-01 | (주)네프 | 배터리 열화 정도를 단계별로 판단하는 에너지 저장 시스템 |
| KR102082776B1 (ko) * | 2019-11-21 | 2020-02-28 | 주식회사 대경산전 | 에너지 저장 장치용 열화 감시 장치 |
| KR102122920B1 (ko) * | 2019-11-21 | 2020-06-16 | 주식회사 대경산전 | 외부 노이즈 차단 기능을 구비한 에너지 저장 장치용 열화 감시 장치 |
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|---|---|---|---|---|
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| JPH0231316U (ja) * | 1988-08-19 | 1990-02-27 | ||
| JP2714031B2 (ja) * | 1988-09-14 | 1998-02-16 | 株式会社東芝 | コイルの劣化診断方法 |
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| JPH0634541A (ja) * | 1992-07-14 | 1994-02-08 | Nippon Oil Co Ltd | 潤滑油劣化モニター装置 |
| JPH0712723A (ja) * | 1992-09-30 | 1995-01-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 潤滑油劣化度測定装置 |
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| JPH07311147A (ja) * | 1994-05-19 | 1995-11-28 | Hitachi Building Syst Eng & Service Co Ltd | 作動油の劣化判定方法 |
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| JP2921661B2 (ja) * | 1995-10-06 | 1999-07-19 | 株式会社エクォス・リサーチ | ハイブリッド車両 |
-
1998
- 1998-02-20 JP JP03833098A patent/JP3484966B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106885698A (zh) * | 2017-02-22 | 2017-06-23 | 广西科技大学 | 发动机润滑系统故障的检测方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11235097A (ja) | 1999-08-27 |
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