JP3705260B2 - オイル劣化検出装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オイル劣化検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オイル劣化検出装置としては、例えばオイル劣化検出のためのｐＨ方式として、いわゆる２極方式のものがある。この２極方式のオイル劣化検出装置では、ｐＨ応答電極と非応答電極の電位差を測定する。この種のオイル劣化検出装置は、これら２電極からなるオイル劣化検出部としてのオイル劣化センサと、このオイル劣化センサの２電極間の電位差を計測するオペアンプからなる電気回路で構成されている。
【０００３】
ここで、オイル劣化センサは２電極間の電位差の真値を信号として出力する入力信号回路を、オペアンプはこの入力信号を評価回路に取り込むための入力回路を構成している。
【０００４】
また、入力回路を保護する入力保護回路を開示しているものがある（特許文献１）。この特許文献１の開示によれば、入力回路に接続された保護トランジスタを備え、この保護トランジスタのゲートに駆動電源を接続し、ドレインに入力信号を入力し、電源電圧からゲート・ソース間電圧を差し引いた電圧以下の出力をソースから取り出す。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−８７０７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来構成では、いずれも入力信号回路すなわちオイル劣化センサの異常を検出する手段がないため、入力回路からの出力電圧だけでは正常、異常の判別が困難である。例えばオイル劣化センサの電極の異常時、オイル劣化検出装置は、オイル品質を誤って判定するという問題がある。
【０００７】
また、電極の異常が、断線状態にある場合には、入力回路の入力電圧が確定できないために、入力電圧が許容入力電圧の範囲外となってしまって、入力回路が故障に至る恐れがある。
【０００８】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、オイル劣化検出部の異常を検出可能で、異常時に潤滑油品質の誤判定を防止することが可能なオイル劣化検出装置を提供することにある。
【０００９】
また、別の目的は、オイル劣化検出部の異常時に潤滑油品質の誤判定の防止を図るとともに、保護回路を追加することなく、入力回路の保護が図れるオイル劣化検出装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１によると、オイルの酸性、塩基性度に応じた出力をするオイル劣化センサを用いて車両用オイルの酸性、塩基性度を測定し、この測定値に基いてオイル品質を検出するオイル劣化検出装置において、そのオイル劣化センサに接続され、オイル劣化センサからの出力を測定する測定回路と、その測定回路とそのオイル劣化センサとの間に接続され、オイル劣化センサと並列に接離可能なスイッチング手段を有する異常検出回路を備え、その異常検出回路は、測定回路による出力を測定する期間中のうち、一部の期間内において、そのスイッチング手段を用いて所定時間の間、そのオイル劣化センサと並列に接続されている。
【００１１】
これにより、オイル劣化検出部としてのオイル劣化センサの異常を検出することが可能である。
【００１２】
一般に車両等に使用する油圧制御用または潤滑用のオイルは使用するに従って、異物等が混入したり、そのオイルの性状が経時変化することにより、酸性度または塩基性度を示すｐＨ値が変化する。このｐＨ変化に基いてオイル品質を検出しようとするｐＨセンサ等のオイル劣化センサは、その出力からオイル劣化センサに係わる故障等による異常を検出することは難しい。
【００１３】
これに対して、オイル劣化センサのオイル劣化検出信号としての出力を測定する測定回路に、オイル劣化センサと並列接続可能な異常検出回路を設けるので、例えばオイル劣化センサおよび異常検出回路の内部抵抗に基いて測定回路が測定した異常検出用出力の検出が可能である。例えばオイル劣化センサおよび異常検出回路のそれぞれの内部抵抗に基いて、オイル劣化センサの出力信号と、オイル劣化センサおよび異常検出回路が接続された状態での異常検出用出力信号を、測定回路を通じて、測定することが可能である。
【００１４】
さらに、この異常検出回路を並列接続した接続状態にするのは、オイル劣化センサによるオイル品質を測定する測定期間中のうち、一部の期間内における所定の時間に限るので、オイル品質を検出し、監視するオイル劣化検出装置の本来の機能を妨げないようにすることが可能である。
【００１５】
本発明の請求項２によると、オイル劣化センサは、二つの電極の電位差に基いたオイル劣化検出信号を出力するものであって、
その二つの電極は、オイル中の酸性、塩基性度に係わらず電極電位が略一定の基準電極と、オイル中の酸性、塩基性度に感応して電極電位が変化する比較電極を備えている。
【００１６】
これにより、オイル劣化センサとして、いわゆる基準電極と比較電極の二つの電極からなるオイル劣化検出部の電位差を、オイル劣化検出信号として出力するものを用いるので、基準電極と比較電極の電極間抵抗を固有の内部抵抗とすることが可能である。例えば、異常検出回路を並列に接続した接続状態での内部抵抗と比較することにより、オイル劣化検出センサの異常を検出することが可能である。
【００１７】
本発明の請求項３によると、スイッチング手段を用いることで、そのオイル劣化センサに対して、その異常検出回路が並列に接続した、接続を解除したそれぞれの回路接続状態に応じて、測定回路で測定される分圧電圧、測定値に対応する通常電圧に基いて比較判定する比較判定回路を備えている。
【００１８】
測定回路で測定する出力を、スイッチング手段を用いて、オイル劣化センサ単体、およびオイル劣化センサと異常検出回路の並列接続状態に応じた通常電圧、分圧電圧に切換え、これら出力に基いて比較判定する比較判定回路を備えることが可能である。これにより、並列接続状態のオイル劣化センサの出力状態と、通常のオイル劣化検出のためのオイル劣化センサの出力状態を、それぞれ分圧電圧、通常電圧に基いて比較判定することがことができる。
【００１９】
本発明の請求項４によると、比較判定回路では、その通常電圧とその分圧電圧の差が、そのオイル劣化センサおよびその異常検出回路の製造ばらつきを考慮して予め記憶されている所定の電圧差の範囲外にあるとき、オイル劣化センサが異常であると判定する。
【００２０】
これにより、オイル劣化センサの異常判定を容易にすることが可能である。
【００２１】
本発明の請求項５によると、所定の電圧差の範囲は、その通常電圧の大きさに基いてその範囲の幅を調整可能である。
【００２２】
これにより、オイル劣化センサ単体と、オイル劣化センサおよび異常検出回路の並列接続状態に応じた通常電圧、分圧電圧に基いて比較判定する判定精度の向上が図れる。
【００２３】
本発明の請求項６によると、比較判定回路では、その通常電圧が所定の下限電圧以下、または所定の上限電圧以上にあるとき、オイル劣化センサが異常であると判定する。
【００２４】
オイル劣化検出のためのオイル劣化センサ単体による測定値である通常電圧があり得ない電圧範囲にある場合において、通常電圧がその電圧範囲の下限電圧以下、または上限電圧以上であることに基づいてオイル劣化センサが異常であると判定するので、オイル劣化センサの異常検出を容易にすることが可能である。
【００２５】
本発明の請求項７によると、比較判定回路は、そのオイル劣化センサが異常であると判定すると、そのスイッチング手段を用いてその異常検出回路をその測定回路に強制的に接続する。
【００２６】
オイル劣化センサに係わる異常が、オイル劣化センサの電極間が短絡、あるいは断線等による故障である場合、通常の測定値以上の高い電圧が測定され、測定回路等を破損する恐れがある。
【００２７】
これに対して、新たな回路を保護回路として追加することなく、異常検出回路の動作によって測定回路等を保護することが可能である。
【００２８】
本発明の請求項８によると、スイッチング手段とは異なる第２のスイッチング手段を備え、その第２のスイッチング手段は、そのオイル劣化センサからその異常検出回路の間の回路を遮断、導通可能であって、比較判定回路は、オイル劣化センサが異常であると判定すると、その第２のスイッチング手段を用いてオイル劣化センサから異常検出回路の間の回路を遮断する。
【００２９】
これにより、オイル劣化センサが異常である場合、第２のスイッチング手段を用いてオイル劣化センサと異常検出回路の間の回路の接続を遮断し、オープン状態にすることが可能である。したがって、測定回路に入力する入力信号回路として、測定回路から故障したオイル劣化センサを切り離し、異常検出回路を接続するので、測定回路に入力する電圧を確定することが可能である。これにより、測定回路の保護が図れる。
【００３０】
本発明の請求項９によると、比較判定回路は、測定値に対応する通常電圧に基いてオイル品質を評価する評価回路を構成することができる。
【００３１】
本発明の請求項１０によると、スイッチング手段は、半導体スイッチング素子を備えている。
【００３２】
異常検出回路の接続方法として、ＦＥＴ等の半導体スイッチング素子を用いて、一時的な接続、所定の期間間隔の接離等の回路接続の遮断、接続する動作が、その間隔の大小に係わらず可能である。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のオイル劣化検出装置を、具体化した実施形態を図面に従って説明する。図１は、本実施形態のオイル劣化検出装置の電気的構成を表す模式的回路図である。図２は、図１中の判定回路に記憶されている異常判定のための所定の電位差の範囲の幅を示すグラフである。図３は、本実施形態のオイル劣化検出装置に係わるオイル劣化検出部の電極の一実施例を示す断面図である。図４は、図３の電極を示す分解斜視図である。図５は、本実施形態のオイル劣化検出装置の概略構成を示す説明図であって、図５（ａ）は断面図、図５（ｂ）はカバーの内部から図５（ａ）のＢ方向にみた矢視図である。なお、図６は、オイル劣化検出装置の基本原理を説明する模式的回路図である。
【００３４】
オイル劣化検出装置１は、図５に示すように、例えば車両のオイルパンに取り付けられ、油圧制御用および潤滑用の少なくともいずれか一方に用いられるオイルの劣化程度を検出する。このオイル劣化検出装置１は、オイル劣化検出部（以下、オイル劣化センサ）１０と、このオイル劣化検出部１０のオイル劣化信号を測定する測定回路５０と含んで構成されている。
【００３５】
なお、測定回路５０には、測定回路５０で測定された測定値に基いてオイル品質を評価する評価回路６０が接続されている。測定回路５０は、オイル劣化センサ１０からの入力信号に基いて測定を行なう測定手段である。また、評価回路６０は、オイル劣化センサ１０から入力信号を測定回路５０の増幅等によって変換された測定値に基いてオイル劣化について評価する評価手段である。また、評価回路６０は、例えばその測定値と閾値を比較して、その測定値が閾値を超えたときに車両の運転者等の乗員に報知する報知手段（図示せず）を備えている。この報知手段は、点灯して乗員に知らせる警報ランプ、警報音を鳴らして乗員に知らせる警報ブザー等いずれの周知の報知手段であってもよい。なお、この報知手段は、図示しないメータ等の車両表示盤またはナビゲーション装置の表示部等に設けられている。
【００３６】
オイル劣化センサ１０は、二つの電極からなり、第１の電極２０および第２の電極３０を備えている。この二つの電極２０、３０は、二つの電極にそれぞれ発生する電位に基いてオイル劣化信号を検出するものであればいずれでもよい。例えばオイル中に浸漬して二つの異なる金属材料からなる電極間に電位差を発生するいわゆる電池構造であっても、オイル中に浸漬して二つの電極間に静電容量を蓄えられるいわゆるコンデンサ構造であってもよい。
【００３７】
なお、本実施形態で説明する劣化オイルセンサ（詳しくは、二つの電極２０、３０）は、オイル中に浸漬された電池構造として電極間２０、３０に電位差が発生するものとして説明する。
【００３８】
二つの電極２０、３０は、一方の電極はオイル中の酸性、塩基性度に係わらず電位が略一定の金属からなる電極（以下、基準電極と呼ぶ）から構成され、他方の電極はオイル中の酸性、塩基性度に感応して電位が変化する金属からなる電極（以下、比較電極と呼ぶ）から構成されている。なお、基準側電極材料としては、例えば、コバルト（Ｃｏ）、鉛（Ｐｂ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）等のいずれかを用いてもよい。また、酸性、塩基性度に感応する比較側電極材料としては、例えば、ステンレス（ＳＵＳ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）等のいずれかを用いてもよい。
【００３９】
なお、以下本実施形態では、第１の電極２０は基準電極としてコバルト（Ｃｏ）を用いてオイル中のｐＨ値に係わらず略一定の電位が発生するもの、第２の電極３０は比較電極としてタングステン（Ｗ）を用いてオイル中のｐＨ値により電位が変化するものとして説明する。
【００４０】
第１の電極２０および第２の電極３０は、図３、図４、および図５（ｂ）に示すように、略円筒状に形成されており、絶縁樹脂製の支持部材１１に接着剤等で取付けられている（図５（ａ）参照）。第１の電極２０および第２の電極３０はオイルパン等のオイル中に浸漬されている（図５（ａ）参照）。第２の電極３０は、第１の電極２０の外側に第１の電極３０と略同軸上に配置されている。支持部材１１には、図５（ａ）に示すように、これら電極２０、３０と電気的に接続しているターミナル１２が埋設されている。カバー１５は支持部材１１と結合し、第１の電極２０および第２の電極３０を覆っている。カバー１５には、オイルがカバー１５の内外を流通するように連通孔１５ａが設けられている。
【００４１】
図３および図４に示すように、第１の電極２０は、第２の電極３０に向けて径方向外側に突出するとともに軸方向に延びる突起部としての第１のフィン２１を有している。周方向に隣接する第１のフィン２１と第１のフィン２１の間には、第１の電極２０の内側と外側とを連通しオイルが流通可能な連通孔２５が形成されている。第２の電極３０は、第１の電極２０に向けて径方向内側に突出するとともに軸方向に延びる突起部としての第１のフィン３１を有している。周方向に隣接する第２のフィン３１と第２のフィン３１の間には、第２の電極３０の内側と外側とを連通しオイルが流通可能な連通孔３５が形成されている。連通孔２５および連通孔３５を通りオイルが各電極の内外を流通するので、オイルが両電極の周囲に停滞しない。したがって、オイル全体の劣化状態を高精度に検出することが可能である。
【００４２】
図３に示すように第１の電極２０および第２の電極３０を組付けた状態において、第１のフィン２１の周方向両側に第２のフィン３１が位置し、第２のフィン３１の周方向両側に第１のフィン２１が位置している。つまり、第１の電極２０と第２の電極３０に形成されるフィンの数は同じであり、第１のフィン２１は２個の第２のフィン３１と、第２のフィン３１は２個の第１のフィン２１と向き合っている。さらに、第１の電極２０の外周面と第２の電極３０の内周面とが径方向に向き合っている。したがって、第１の電極２０と第２の電極３０とが向き合う対向面積の拡大が図れる。これら電極２０、３０の対向面積が大きくなると、電極間抵抗Ｒ０（図１参照）を小さくなるので、オイル劣化程度を高精度、つまりオイル品質を高精度に検出することが可能となる。
【００４３】
なお、本実施形態の互いに向き合う第１のフィン２１および第２のフィン３１は、図３および図４に示すように、板状の母材から切り曲げ加工により形成されている。各フィン２１、３１が形成された母材を丸めて略円筒状に形成し、両坦部同士を溶接等により接合して各電極が形成されている。切り上げる前の元の筒壁位置に対するそれぞれのフィン２１、３１の曲げ角度θ２１、θ３１は、図３に示す略直角（９０°）に限らず、９０°未満に形成されていてよい。なお、曲げ角θ２１、θ３１は略同じであることが好ましい。フィン２１、３１を含む電極同士の間隔δを、隣接する電極の間で略同じに形成することが可能であるので、電極間抵抗Ｒ０の安定化が図れる。さらに、各フィン２１、３１は９０°未満の曲げ角度で形成されているので、径方向に向き合って配置されている第１の電極２０および第２の電極３０の各フィン２１、３１が過度に近づき過ぎるようになることはない。したがって、フィンを含む第１の電極２０と第２の電極３０の間隔を周方向のほぼ一定に保持することが容易となる。さらに、略直角（９０°）比べて９０°未満に小さくすることで曲げ角度θ２１、θ３１を抑えることが可能であるので、曲げられた角部に亀裂が生じにくくすることが可能である。
【００４４】
なお、母材の一部を捨てることなく切り曲げ加工により各フィン２１、３１を形成しているので、第１の電極２０および第２の電極３０同士の対向面積の減少を防止することが可能である。
【００４５】
なお、本実施形態では、基準電極と比較電極の組合せを、略円筒状に形成された第１の電極２０と第２の電極３０の二重環構造で説明したが、この二重環の基準電極２０と比較電極３０の内側、または外側に別の二重環構造の基準電極と比較電極をさらに配置した四重環構造であってもよい。これにより、両電極２０、３０同士の対向面積の拡大がさらに図れる。なお、二重環の基準電極２０と比較電極３０の内側に別の二重環構造の基準電極と比較電極をさらに配置した四重環構造の場合、体格を大きくすることなく、両電極２０、３０同士の対向面積の拡大をさらに図ることが可能である。
【００４６】
ここで、オイル劣化検出装置１の基本原理を、図６に従って説明する。なお、図６において、二点鎖線で示す回路を有しない電気的構成が従来構成を示し、本実施形態に係わる電気構成を、その二点鎖線で示す回路が測定回路とオイル劣化センサとの間に接離可能な構成として表されている。
【００４７】
（従来構成のオイル劣化検出装置の基本原理）
図６に示すように、オイル劣化センサ１０の基準電極２０と比較電極３０との電極間電位をＥ０、これら両電極２０、３０の電極間抵抗をＲ０、測定回路５０の内部インピーダンスすなわち入力インピーダンスをＲｉｎ、測定回路５０での計測電位をＥで表すと、次式で表される。
【００４８】
【数式１】
Ｅ／Ｅ０＝Ｒｉｎ／（Ｒ０＋Ｒｉｎ）
【００４９】
【数式２】
Ｒ０＝ρ＊Ｌ／Ｓ
なお、ρはオイルの体積抵抗率、Ｌは電極間隔、Ｓは電極面積をそれぞれ表す。
【００５０】
上記式から明らかなように、基準電極２０と比較電極３０は測定されるオイル中に浸漬され、その電極２０、３０間にオイルが満たされているので、電極間抵抗Ｒ０は、この電極間距離Ｌと電極面積Ｓとオイルの体積抵抗率ρの関数である。基本的にオイルの体積抵抗率ρは高いため、電極間抵抗Ｒ０は例えば数ＭΩ程度の高い抵抗値となる。そのため、測定回路５０の入力インピーダンスＲｉｎはさらにこの電極間抵抗Ｒ０より高くすることにより、検出精度を高める必要がある（Ｒ０＜Ｒｉｎ）。そのため、測定回路５０としては、差動入力型のオペアンプ、いわゆる増幅器が用いられている。
【００５１】
一般に車両等に使用する油圧制御用または潤滑用のオイルは使用するに従って、異物等が混入したり、そのオイルの性状が経時変化することにより、酸性度または塩基性度を示すｐＨ値が変化する。このｐＨ変化に基いてオイル品質を検出しようとするオイル劣化センサ１０は、その出力からオイル劣化センサ１０に係わる故障等による異常を検出することは難しい。
【００５２】
（本発明のオイル劣化検出装置に係わる基本原理）
それに対して、本実施形態では、オイル劣化センサ１０から測定回路５０の間の回路には、必要に応じて接続可能な、しかも測定回路５０に対して、オイル劣化センサ１０と並列に接離可能な異常検出回路８０が接続されている。この異常検出回路８０は、異常検出する場合に限り、オイル劣化センサ１０と並列に接続するようにすることが可能である（図１参照）。これにより、例えば異常検出するために並列に接続する接続状態にある所定の期間を除いて、従来構成と略同じ構成とすることができるので、オイル品質を検出し、監視するオイル劣化装置の本来の機能を妨げないようにすることが可能である。なお、測定回路５０に対して、オイル劣化センサ１０と並列に接離可能な異常検出回路８０の詳細については後述する。
【００５３】
ここで、異常検出するために測定回路５０に対してオイル劣化センサ１０と異常検出回路８０が並列接続されている回路接続状態は、異常検出回路８０の内部抵抗をＲ１で表すと、次式の関係で表される。
【００５４】
【数式３】
Ｅ／Ｅ０＝Ｒｉｎ／{Ｒ０＊（１＋Ｒｉｎ／Ｒ１）＋Ｒｉｎ}
なお、ここで、異常検出回路８０は、後述する半導体スイッチング素子８１と抵抗体８２とからなる簡素な構成（図１参照）であるため、内部抵抗Ｒ１は、ほぼ抵抗体８２の抵抗値と考えてよい。
【００５５】
これにより、オイル劣化センサ１０単体における測定回路５０の出力電圧（以下、通常電圧と呼ぶ）Ｅに対して、オイル劣化センサ１０および異常検出回路８０を並列に接続した回路接続状態では、測定回路５０の入力インピーダンスＲｉｎと異常検出回路８０の抵抗値Ｒ１の分圧構成による出力電圧（以下、分圧電圧と呼ぶ）Ｅが変化する（詳しくは、通常電圧Ｅ＞分圧電圧Ｅ）。そのため、通常電圧Ｅと分圧電圧Ｅに基いて両者を比較等することで、オイル劣化センサ１０の異常による出力電圧の変化（通常電圧の変化）を検出することが可能である。
【００５６】
なお、測定回路５０によって測定される出力電圧Ｅである通常電圧、分圧電圧を区別するため、以下の本実施形態の説明では、通常電圧をＥｓ、分圧電圧をＥｃとする。
【００５７】
次に、上記で説明した本発明のオイル劣化検出装置の基本原理を適用して、具体化した電気的構成の一実施例を、図１に従って以下説明する。
【００５８】
図１において、図６で説明したオイル劣化センサと並列に接離可能な異常検出回路８０は、回路の接続を遮断、導通可能なスイッチング手段としての半導体スイッチング素子８１と、抵抗値Ｒ１を有する抵抗体８２から構成されている。図１に示すように、オイル劣化センサ１０から測定回路５０の間の回路に抵抗体８２が接続している。この抵抗体８２には、ＦＥＴ等の半導体スイッチング素子８１が接続する。なお、オイル劣化センサ１０の二つの電極２０、３０のうちいずれか一方（本実施例では、基準電極２０）がアース接地され、半導体スイッチング素子８１の端子（本実施例では、図１に示すソース端子）がアース接地されている。これにより、測定回路５０に対して、オイル劣化センサ１０と異常検出回路８０が並列に接続することが可能である（本実施例では、図１に示すように、半導体スイッチング素子８１のゲート端子に電圧が入力されるとき、並列に接続する）。
【００５９】
これにより、異常検出する場合、半導体スイッチング素子８１を動作させる（詳しくはゲート端子に電圧を印加する）構成にすることで、オイル劣化を検出するためのオイル劣化検出装置の機能を妨げないように、一時的にオイル劣化センサ１０（詳しくは、電極間抵抗Ｒ０）と異常検出回路８０（詳しくは、抵抗体８２の所定の抵抗Ｒ１）を並列接続することが可能である。
【００６０】
なお、この一時的に接続する接続時間は、測定回路５０を用いてオイル劣化センサ１０によるオイル品質を測定する測定期間中（本実施例では、車両のイグニッションキーがＯＮされている全期間または一部期間）のうち、一部期間（本実施例では、例えばオイル劣化センサ１０の異常検出を許可された期間）内において、所定の時間（本実施例では、例えば半導体スイッチング素子８１を動作させて、測定回路５０で分圧電圧Ｅｃが測定可能となる時間、またはその時間を僅か超える時間など）に限ることが好ましい。
【００６１】
ここで、オイル劣化センサ１０の異常検出を許可された期間とは、例えば、測定回路５０で継続的に測定される通常電圧Ｅｓを、評価回路６０が取り込んで、オイル品質を表示する表示手段としての品質検出表示回路９１に評価回路６０が出力する期間を除いた他の期間である。これにより、オイル劣化を検出するためのオイル劣化検出装置の機能と、オイル劣化センサの異常を検出する機能の両立が図れる。
【００６２】
なお、半導体スイッチング素子８１を動作させる構成の詳細については、後述する。
【００６３】
なお、その品質検出表示回路９１は、評価回路６０が、通常電圧Ｅｓと閾値を比較して、その通常電圧Ｅｓが閾値を超えたときに車両の運転者等の乗員に報知する報知手段を備えていることが好ましい。
【００６４】
さらになお、本実施形態では、図１に示すように、測定回路５０として、オペアンプを用いる。オペアンプは、図示しない電源に接続されるとともに、アース接地されている。オイル劣化検出信号である電極間電位Ｅ０、つまり入力信号がオペアンプ５０の非反転入力（＋）に入力されると、それがインピーダンス変換される。これによりオペアンプ５０に出力電圧である計測電圧（センサ出力）が現れ、この出力電圧が、評価手段を構成する評価回路６０へ、測定回路５０の出力信号として出力される。なお、反転入力（−）には図示しない帰還抵抗等により計測電圧に応じた信号が入力され、所定の増幅比率等によって、オイル劣化検出信号を変換する。
【００６５】
さらになお、本実施形態では、図１に示すように、半導体スイッチング素子８１を用いて、測定回路５０で測定した通常電圧Ｅｓ、分圧電圧Ｅｃに基いて比較判定する比較判定回路６５を備えている。これにより、半導体スイッチング素子８１の導通動作によりオイル劣化センサ１０と異常検出回路８０が並列に接続した回路接続状態、つまり並列接続状態（分圧構成の状態）のオイル劣化センサ１０の出力状態と、半導体スイッチング素子８１の遮断動作によりオイル劣化センサ１０と異常検出回路８０の並列接続を解除した回路接続状態、つまり通常のオイル劣化検出のためのオイル劣化センサ１０の出力状態とを、それぞれ分圧電圧Ｅｃ、通常電圧Ｅｓに基いて比較判定することができる。
【００６６】
さらになお、本実施形態では、比較判定回路６５は、通常電圧Ｅｓと分圧電圧Ｅｃの差が、オイル劣化センサ１０（詳しくは、電極間抵抗Ｒ０）および異常検出回路８０（詳しくは、抵抗体８２の所定の抵抗Ｒ１）の製造ばらつきを考慮した所定の電圧差の範囲外にあるとき、オイル劣化センサ１０が異常であると判定する。これにより、オイル劣化センサ１０の異常判定を容易にすることが可能である。
【００６７】
なお、この所定の電圧差の範囲は、予め判定回路６５等の記憶、読み出しが可能な回路に格納されている。
【００６８】
さらになお、本実施形態では、所定の電圧差の範囲は、図２に示すように、通常電圧Ｅｓの大きさに基いてその範囲の幅ΔＥ（図２中の網掛け部分）が調整可能であることが好ましい。図２の横軸は通常電圧Ｅｓ、詳しくはｐＨ検出のためのオイル劣化センサ１０の電極２０、３０間には発生する電位差、縦軸は分圧電圧Ｅｃ、詳しくは異常検出回路８０とオイル劣化センサ１０を並列接続した回路接続状態での異常判定電圧を示す。
【００６９】
例えば極間抵抗Ｒ０と抵抗体８２の所定の抵抗Ｒ１を、それぞれＲ０＝０．５ＭΩ、Ｒ１＝０．５ＭΩとし、Ｒｉｎ＝∞のとき、通常電圧ＥｓがＥｓ＝０．５Ｖのとき、分圧電圧ＥｃはＥｃ＝０．２５Ｖとなる。例えばオイルの劣化状態によりオイル劣化センサ１０の通常電圧ＥｓがＥｓ＝０．８Ｖとなる場合、分圧電圧ＥｃはＥｃ＝０．４Ｖとなる（図２参照）。このとき、分圧電圧Ｅｃは、分圧構成により電極間抵抗Ｒ０および抵抗体８２の所定の抵抗Ｒ１の製造ばらつきを考慮した幅ΔＥが、通常電圧Ｅｓの大きさに従って大きくなるように調整する（図２参照）。これにより、オイル劣化センサ１０単体（電極間抵抗Ｒ０）と、異常検出回路８０とオイル劣化センサ１０を並列接続した回路接続状態（電極間抵抗Ｒ０および抵抗体８２の所定の抵抗Ｒ１）に応じた通常電圧Ｅｓ、分圧電圧Ｅｃに基いて比較判定する判定精度の向上が図れる。
【００７０】
なお、図２中の特性図は、判定回路６５等の記憶回路にマップ、または計算式等によって保管されている。
【００７１】
さらになお、本実施形態では、比較判定回路６５は、通常電圧Ｅｓが所定の下限電圧以下、または所定の上限電圧以上にあるとき、オイル劣化センサ１０が異常であると判定するようにしてもよい。オイル劣化検出のためのオイル劣化センサ１０単体の出力電圧である通常電圧Ｅｓがあり得ない電圧範囲にある場合において、通常電圧Ｅｓがその電圧範囲の下限電圧以下、または上限電圧以上であることに基づいてオイル劣化センサ１０が異常であると判定するので、オイル劣化センサ１０の異常検出を容易にすることが可能である。
【００７２】
さらになお、本実施形態では、比較判定回路６５は、オイル劣化センサ１０が異常であると判定すると、半導体スイッチング素子８２を用いて導通動作を行い、異常検出回路８０を測定回路５０に強制的に接続する。オイル劣化センサ１０に係わる異常が、オイル劣化センサ１０の電極２０、３０間が短絡、あるいは断線等による故障である場合、通常電圧Ｅｓが、通常の測定値以上の高い電圧となり、測定回路５０等を破損する恐れがある。これに対して、新たな回路を保護回路として追加することなく、異常検出回路８０の動作によって測定回路５０等を保護することが可能である。
【００７３】
さらになお、本実施形態では、図１に示すように、半導体スイッチング素子８１とは異なる半導体スイッチング素子７０を備え、その半導体スイッチング素子７０は、オイル劣化センサ１０から異常検出回路８０の間の回路を遮断、導通可能である。さらに、比較判定回路６５は、オイル劣化センサ１０が異常であると判定すると、半導体スイッチング素子７０を用いて遮断動作を行い、オイル劣化センサ１０から異常検出回路８０の間の回路を遮断する。
【００７４】
なお、各半導体スイッチング素子７０、８１のゲート端子、つまり半導体スイッチング素子を駆動する駆動電圧を印加する端子には、所定の抵抗Ｒ２、Ｒ３が接続されており、電源、判定回路６５、もしくは評価回路６０から出力される制御信号の駆動電圧を、各半導体スイッチング素子７０、８１の許容電圧以下に調整する駆動電圧調整手段である。
【００７５】
これにより、オイル劣化センサ１０が異常である場合、第２のスイッチング手段としての半導体スイッチング素子７０を用いて、オイル劣化センサ１０と異常検出回路８０の間の回路の接続を遮断し、オープン状態にすることが可能である。したがって、測定回路５０に入力する入力信号回路として、測定回路５０から故障したオイル劣化センサ１０を切り離し、異常検出回路８０を接続するので、測定回路５０に入力する電圧を確定することが可能である。これにより、測定回路５０の保護が図れる。
【００７６】
さらになお、本実施形態では、比較判定回路６５は、図１に示すように、オイル劣化検出のためのオイル劣化センサ１０の電極間電位差Ｅ０の測定値Ｅに対応する通常電圧Ｅｓに基いてオイル品質を評価する評価回路６０を構成している。これにより、従来のオイル劣化検出装置に構成されている評価回路６０に、新たな回路を追加することなく、比較判定回路６５に係わるオイル劣化センサ１０の異常検出を行なう判定手段を備えることが可能である。
【００７７】
ここで、上記実施形態で説明した半導体スイッチング素子８１、および第２の半導体スイッチング素子７０を動作させる構成の一実施例を、図１に従って説明する。なお、ここで説明の簡便化のため、測定回路５０によって通常電圧Ｅｓを測定する状態を通常モード、測定回路５０によって分圧電圧Ｅｃを測定する状態を異常検出モードと呼ぶ。
【００７８】
各半導体スイッチング素子７０、８１のゲート端子、つまり半導体スイッチング素子を駆動する駆動電圧が印加される端子には、図１に示すように、所定の抵抗Ｒ２、Ｒ３が接続されている。この所定の抵抗Ｒ２、Ｒ３は、電源、判定回路６５、もしくは評価回路６０から出力される制御信号としての駆動電圧を、各半導体スイッチング素子７０、８１の許容電圧以下に調整する駆動電圧調整手段である。以上オイル劣化検出装置１の電気的構成は説明しているので、半導体スイッチング素子７０、８１の遮断動作、導通動作を行なう電気回路について説明する。
【００７９】
図１に示すように、半導体スイッチング素子８１のゲート端子には、ＯＲ回路６６が接続され、このＯＲ回路６６の二つに入力端子のうち、一方には、インバータ６７が接続されている。インバータ６７と評価回路６０（詳しくは、比較判定回路６５）の間には、第２の半導体スイッチング素子７０を駆動制御させるためのオイル劣化センサ１０の入力許可信号を送信する回路が分岐している。なお、ＯＲ回路６６の他方の入力端子は、オイル劣化センサ１０の異常を検出する異常検出許可信号が入力される。
【００８０】
（通常モード）
オイル劣化検出装置１に電源が入ると、評価回路５０により、オイル劣化センサの電極２０、３０間に発生する電極間電位を入力するために、入力許可信号を「Ｈ」レベルで出力する。これにより、半導体スイッチング素子７０はＯＮ状態となり、導通動作し、オイル劣化センサ１０から測定回路５０の間の回路が接続される。一方、インバータ６７は入力許可信号の「Ｈ」レベルが入力され、「Ｌ」レベルをＯＲ回路６６へ出力する。評価回路５０は、異常検出許可信号を「Ｌ」レベルを出力する。その結果、ＯＲ回路６６は、半導体スイッチング素子８１へ「Ｌ」レベルの異常検出許可信号を出力するので、半導体スイッチング素子８１はＯＦＦ状態となり、遮断動作し、異常検出回路８０とオイル劣化センサ１０は並列に接続する並列接続状態とならずに、測定回路５０に入力する入力信号回路は、オイル劣化センサ１０単体となる。その結果、電極間電位がオイル劣化検出信号として、測定回路５０に入力され、その測定回路５０は、出力電圧として、通常電圧Ｅｓを評価回路６０へ出力する。
【００８１】
（異常検出モード）
評価回路６０から出力する入力許可信号および異常検出許可信号において、入力許可信号を「Ｈ」レベルのまま出力し、異常検出許可信号を「Ｈ」レベルに切換える。これにより、ＯＲ回路６６から半導体スイッチング素子８１へ出力される異常検出許可信号は「Ｈ」レベルに切換わるために、半導体スイッチング素子８１はＯＮ状態となり、導通動作し、異常検出回路８０とオイル劣化センサ１０は並列に接続する並列接続状態となる。その結果、測定回路５０に入力する入力信号回路は、オイル劣化センサ１０および異常検出回路８０が並列接続した並列接続状態（分圧構成）となり、その測定回路５０は、出力電圧として、分圧電圧Ｅｃを評価回路６０へ出力する。
【００８２】
なお、この異常検出モードの状態は、オイル劣化検出センサ１０の電極２０、３０の発生電位に影響を与えないように、評価回路６０に分圧電圧Ｅｃを取り込み処理が可能な所定の時間（本実施例では、例えば１０ｍｓ）とすることが好ましい。
（通常モード）
上記分圧電圧Ｅｃを評価回路６０が取り込んだ後、上記説明の通常モードに戻す。なお、異常検出モードは、オイル品質の検出に影響しない例えば１０ｓ毎に実施する。
【００８３】
（異常モードにおいて、評価回路６０（詳しくは、比較判定回路６５）がオイル劣化検出センサ１０の異常と判定した場合）
評価回路６０から出力する入力許可信号を「Ｌ」レベルに切換える。これにより、半導体スイッチング素子８１はＯＮ状態、半導体スイッチング素子７０はＯＦＦ状態となる。半導体スイッチング素子７０はＯＦＦ状態により、遮断動作し、オイル劣化センサ１０から測定回路５０の間の回路の接続が遮断され、オープン状態となる。したがって、その結果、測定回路５０に入力する入力信号回路は、異常検出回路８０のみとなる。かつ、抵抗体８２の所定の抵抗Ｒ１を介して測定回路５０の入力電圧を接地電位に確定することができる。その結果、入力回路としての測定回路５０の許容入力電圧範囲内とし、測定回路５０を保護することが可能である。
【００８４】
なお、本実施形態では、評価回路６０（詳しくは、比較判定回路６５）がオイル劣化検出センサ１０の異常と判定した場合、車両の運転者等の乗員に報知する報知手段を備えていることが好ましい。図１に示すように、評価回路６０は、その報知手段としての異常表示回路９２に接続されており、評価回路６０がオイル劣化センサ１０が異常であると判定すると、評価回路６０から異常表示回路９２へ出力され、警報ランプの点灯、もしくは警報ブザーの警報音を鳴らす等を行なう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のオイル劣化検出装置の電気的構成を表す模式的回路図である。
【図２】図１中の比較判定回路に記憶されている異常判定のための所定の電位差の範囲の幅を示すグラフである。
【図３】本実施形態のオイル劣化検出装置に係わるオイル劣化検出部の電極の一実施例を示す断面図である。
【図４】図３の電極を示す分解斜視図である。
【図５】本実施形態のオイル劣化検出装置の概略構成を示す説明図であって、図５（ａ）は断面図、図５（ｂ）はカバーの内部から図５（ａ）のＢ方向にみた矢視図である。
【図６】オイル劣化検出装置の基本原理を説明する模式的回路図である。
【符号の説明】
１ オイル劣化検出装置
１０ オイル劣化センサ（オイル劣化検出部）
２０ 基準電極（第１の電極）
３０ 比較電極（第２の電極）
５０ オペアンプ（測定回路）
６０ 評価回路
６５ 比較判定回路
６６ ＯＲ回路
６７ インバータ
７０ 第２の半導体スイッチング素子（スイッチング手段）
８０ 異常検出回路
８１ 半導体スイッチング素子（スイッチング手段）
８２ 抵抗体
Ｒ０ 電極間抵抗
Ｒ１ （抵抗体８２の）所定の抵抗
Ｒｉｎ 入力インピーダンス（内部インピーダンス）
Ｅ０ （電極間に発生する）電位差（電極間電位）
Ｅ 測定電圧（出力電圧）
Ｅｓ 通常電圧
Ｅｃ 分圧電圧

Claims (10)

1. オイルの酸性、塩基性度に応じた出力をするオイル劣化センサを用いて車両用オイルの酸性、塩基性度を測定し、該測定値に基いてオイル品質を検出するオイル劣化検出装置において、
   前記オイル劣化センサに接続され、前記オイル劣化センサからの前記出力を測定する測定回路と、
   前記測定回路と前記オイル劣化センサとの間に接続され、前記オイル劣化センサと並列に接離可能なスイッチング手段を有する異常検出回路を備え、
   前記異常検出回路は、前記測定回路による前記出力を測定する期間中のうち、一部の期間内において、前記スイッチング手段を用いて所定時間の間、前記オイル劣化センサと並列に接続されていることを特徴とするオイル劣化検出装置。
2. 前記オイル劣化センサは、二つの電極の電位差に基いたオイル劣化検出信号を出力するものであって、
   前記二つの電極は、前記オイル中の酸性、塩基性度に係わらず電極電位が略一定の基準電極と、前記オイル中の酸性、塩基性度に感応して電極電位が変化する比較電極を備えていることを特徴とする請求項１に記載のオイル劣化検出装置。
3. 前記スイッチング手段を用いることで、前記オイル劣化センサに対して、前記異常検出回路が並列に接続した、接続を解除したそれぞれの回路接続状態に応じて、前記測定回路で測定される分圧電圧、前記測定値に対応する通常電圧に基いて比較判定する比較判定回路を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のオイル劣化検出装置。
4. 前記比較判定回路では、前記通常電圧と前記分圧電圧の差が、前記オイル劣化センサおよび前記異常検出回路の製造ばらつきを考慮して予め記憶されている所定の電圧差の範囲外にあるとき、前記オイル劣化センサが異常であると判定することを特徴とする請求項３に記載のオイル劣化検出装置。
5. 前記所定の電圧差の範囲は、前記通常電圧の大きさに基いて前記範囲の幅を調整可能であることを特徴とする請求項４に記載のオイル劣化検出装置。
6. 前記比較判定回路では、前記通常電圧が所定の下限電圧以下、または所定の上限電圧以上にあるとき、前記オイル劣化センサが異常であると判定することを特徴とする請求項３に記載のオイル劣化検出装置。
7. 前記比較判定回路は、前記オイル劣化センサが異常であると判定すると、前記スイッチング手段を用いて前記異常検出回路を前記測定回路に強制的に接続することを特徴とする請求項３から請求項６のいずれか一項に記載のオイル劣化検出装置。
8. 前記スイッチング手段とは異なる第２のスイッチング手段を備え、前記第２のスイッチング手段は、前記オイル劣化センサから前記異常検出回路の間の回路を遮断、導通可能であって、
   前記比較判定回路は、前記オイル劣化センサが異常であると判定すると、前記第２のスイッチング手段を用いて前記オイル劣化センサから前記異常検出回路の間の前記回路を遮断することを特徴とする請求項７に記載のオイル劣化検出装置。
9. 前記比較判定回路は、前記測定値に対応する前記通常電圧に基いてオイル品質を評価する評価回路を構成していることを特徴とする請求項３から請求項８のいずれか一項に記載のオイル劣化検出装置。
10. 前記スイッチング手段は、半導体スイッチング素子を備えていることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のオイル劣化検出装置。

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