JPH11502304A - ディーゼルエンジン潤滑システムの連続車内分析 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 作動中の機械のために潤滑油の劣化度を検出するための方法および装置は、誘電媒体として潤滑油を使用するグリッド状の容量性センサー（２０）を含む。オイルに磁場があたえられて、強磁性磨耗粒子をセンサーの近くへ引き付ける。好ましくは、磁場は、少なくとも二つの独立に制御される電磁石の巻き線（２６、２８）によって生成され、該巻き線は、各巻き線によって生成される磁場が磨耗粒子に作用するように位置合わせされる。いくつかの磁石の各々の作動状態で周期的に複数のキャパシタンス測定値がとられ、それぞれに分類され分析される。すべての巻き線は、同時に非励起状態にされ、捕捉された粒子をオイルの循環流の中に戻され、容量性センサー・グリッドから蓄積された粒子が洗浄される。

Description

【発明の詳細な説明】 ディーゼルエンジン潤滑システムの連続車内分析 技術分野 本発明は、潤滑油の劣化度を検出するための装置および方法に関し、より詳し ｉ）酸化、窒化、酸の形成などの条件によって生じる腐食性生成物、煤、水、グ リコール冷媒などの汚染物質、およびシステムの磨耗によって生じる強磁性およ び非鉄金属粒子の存在による劣化を検出するための装置および方法、および（ｉ ｉ）それらを大型ディーゼルエンジン用内蔵オイル・アナライザーの使用するこ とに関する。 背景技術 潤滑油内に腐食性生成物、汚染物質、および／または強磁性粒子または非鉄金 属粒子が存在すると、劣化成分を交換または補修するかあるいはオイルを迅速に 交換するかしないと潤滑油が用いられるシステムが損傷を受けあるいは受けるお それが生じるため、システムにとって危険な兆候となる。 オイルの汚染または劣化を検出するために、すでに多くの方法および装置が開 発されている。この種の装置の一つとして、ヤスハラの特許第４６４６０７０号 は、絶縁材料でコーティングされて潤滑油内に配置された一対のキャパシタ電極 を含む潤滑油劣化検出装置を開示している。該装置は、オイルをセンサーの間の 誘電体として使用し、センサー・キャパシタを通る周期的電圧信号を引き出して オイルの劣化を示す誘電率の変化を求めるものである。この装置および他の類似 の装置の大きな欠点は、システム内の劣化の種類あるいは大きさ（例、汚染また は磨耗）を示さないことである。 Ａ・Ｄ・ディカート等のアメリカ合衆国特許第５２６２７３２号は、潤滑油内 の腐食性生成物、汚染、強磁性粒子ならびに非鉄磨耗粒子のテストを同時に行な いそれらを識別するための方法および装置を開示している。該装置は、オイル内 に存在する生成物の種類を検出するため、ユーザーは、オイルの劣化を起こして いる条件をより詳細に判別することができる。ディカート等の計器は、容量性表 面に抗して鉄を含む粒子を引き付け、配向し、保持するために、永久磁石と電磁 石を組み合わせて使用するものである。ディカート等の計器は、テスト期間中テ スト・サンプルを消費しないため、同じオイル・サンプルを用いて多数のテスト を行なうことができる。 本発明の発明者らは、以下に付加的に述べる背景を考慮すれば、この種の装置 を車両のとくに大型ディーゼルエンジンのエンジン・オイルの車内での連続リア ルタイム分析に適用して使用することは、きわめて有用な場合があると考える。 公知のように、劣化した潤滑油でエンジンなどの機械を長期作動させると、機 械の寿命が大きく短縮される。一般に、エンジン・メーカーは、あらかじめ定め られた日数、エンジンの走行時間、またはエンジンを用いた車両の走行距離のい ずれかでのぞましいエンジン・オイルの交換間隔を指定している。このサービス 間隔は、通常、同様な用途で得られた経験にもとづいて決められている。潤滑油 の分析は、オイルの排出に対する注意をうながすのに役立つが、費用がかさみ、 しかも結果がわかったときには遅すぎて有効な対策がとれない場合が多い。した がって、あらかじめ定められたのぞましいスケジュールにもとづいてオイル交換 を行なう方法では、まだ悪影響がでるほど劣化していないオイルを交換する可能 性がある。逆に、この方法では、きわめて劣化した潤滑油でエンジンを作動させ る場合も生じる。この方法がとられている例はまだ多いが、少なくともその理由 の一つとして、オイルの質または状態を正確に評価するための基準を確立するこ とが困難なことがあげられる。あらかじめ定められたオイル交換のスケジュール を用いる方法は、用途によっては十分効果があるが、エンジンの作動条件がさま ざまに異なるため、多くの車両では受け入れがたいものとなっている。例えば、 あらかじめ定められたスケジュールでは、例えば硫黄含有量の多い燃料を用いて 周囲の気温が低いときに長時間エンジンを空ぶかしするなど散発的に発生する苛 酷な作動条件を予期することはできない。 さらに、極端な作動温度、負荷条件、汚染物質、および機械的故障などが単独 または組み合わされて生じると、オイルの劣化が加速される。この種の劣化は、 オイルの色の変化、粘性の変化、および／または煤の塊、水および磨耗粒子の増 加などの形であらわれる。オイルの質の分析は、自動車技術者協会１９８７年刊 、シャーリー・Ｅ・スウォーツおよびドナリー・Ｊ・スモレンスキー「自動エン ジ ン・オイル交換インジケーター・システムの開発」(”Development of an Autom atic Engine Oil-Change Indicator System”; by Shirley E．Swartz and Dona ly J．Smolenski, published by Society of Automotive Engineers，1987)に 詳述されている。該論文は、参考資料として本出願に添付されている。スウォー ツおよびスモレンスキーは、オイルの状態を直接検出するのではなくエンジンの 作動時間、外気温度、エンジン・オイル温度などのエンジン作動のパラメーター の現在値を測定し、それらにもとづいた経験的数学モデルを用いるアプローチを 示している。 新鮮な石油ベースの潤滑油は、主として真の電荷がなく有極電荷分布が弱いま たは有極電荷分布をもたない炭化水素分子で構成されている。新鮮な鉱物油は、 きわめて高い電気抵抗と比較的低い誘電率（比誘電率）をもつことを特徴とする といえる。これらの電気的性質は、オイルが劣化し汚染されるにしたがって変化 する。具体的には、不溶性内容物の増加、水分および酸の存在、または導電性金 属または非金属の粒子の存在によってオイルの誘電率が増大しまたはその抵抗が 低下するかあるいはその両方が起こる。 誘電率と抵抗は、ある量のオイルで隔てられた二枚の板の間の交流インピーダ ンスまたは有効キャパシタンスを測定することによってともに測定することがで きる。このシステムに関する近似モデルは、主として誘電率に影響される理想的 なキャパシタで、並列抵抗は、主としてイオン伝導に影響される。誘電流体中の 電荷の移動度は、導電粒子を含まないが流体内の電荷粒子またはダイポール粒子 を含む。したがって、システム・インピーダンスは、流体内を移動する粒子の流 体力学的特性を示すパラメーターに関係する。これらのパラメーターには、オイ ルの粘性、加えられる電気的および磁気的力、粒子の大きさ、および粒子の形状 が含まれる。 発明の概要 本発明は、その一側面にあっては、動作原理として例えは５００秒の標準テス ト期間中に経時的に変化する磁場および電場の存在下で有効キャパシタンスの時 間変化率を測定することを含むものである。よどんだオイルのサンプルでは、こ れらの加えられる場が、重力とともに、強磁性粒子、有極不溶物、および導電性 金属粒子を可変キャパシタンス感知素子へ引き付ける作用をする。その結果、時 間変化率の値は、一般的なバルク・オイルの性質ならびに具体的にオイルから抽 出される汚染物質の量および種類に関係づけることができる。オイルのサンプル が感知素子を上を流れるとき、本発明の電磁石がオンにされて鉄を含む粒子を収 集し、オフにされてそれらを離し、あるいは切り換えられて感知素子上で粒子の 角配向を制御する。 本発明は、独特な方法で多数の磁石状態の有効キャパシタンスの時間変化率を 比較して強磁性粒子と他の粒子を差別するものである。さらに、センサーは、テ ストの開始時に絶対有効キャパシタンスを求め、新鮮なオイルの校正テストの結 果がたくわえられたときに該キャパシタンスを基準に用いてテストするオイルを 新鮮なバルク・オイルのサンプルと比較する。この比較によって、バルク・オイ ルの化学的性質の変化が比特異的に示される。校正サンプルが存在しない場合に は、この値をさらに時間をかけてモニターして、バルク・オイルの化学的性質の 突然の変化を検出する必要があるが、この突然の変化は、通常、添加物の枯渇（ 例、オイル溜めへの新しいオイルの追加）あるいは全体的汚染（すなわち、機械 的部品の故障による）をともなうものである。 本発明は、オイル中の腐食性生成物、水の侵入などの汚染、および強磁性およ び非鉄金属粒子の存在の可能性を明らかにするために作動中の機械の中を循環す る潤滑油の状態をモニターするための装置を含む。その限りにおいて、本発明は 、制御されたオイル・サンプル量を該サンプル内の一定の汚染物質を識別するこ とのできるセンサーに提示するためのチャンバーを含むものである。磁気的に感 応性のある汚染物質の粒子をオイル・サンプル量内で懸濁液からセンサーの感知 面へ引き付けまた／または配向する電磁装置が提供される。 本発明の好ましい一実施形態にあっては、少なくとも二つの電磁石が同軸状の 有効磁束場が生じるように配置される。各電磁石の力および／または極性を選択 的に変化させるために、電磁石への電力の供給はマイクロプロセッサによって制 御される。通常、サンプル・チャンバー内には永久磁石または残留磁場が加えら れたりあるいは設定されることはない。その結果、すべての電磁石への電力の供 給がとまると、サンプル・チャンバー内および感知面上の通常のオイルの循環に よって、蓄積されたすべての粒子が感知面から流し去られ、その後のテストの準 備が整うことになる。 作動時には、電磁石は、オイル内のすべての強磁性粒子を感知面へ引き付ける ように順次可変場磁束パターンで潤滑油に対応する磁場を加える。さらに、好ま し一実施形態にあっては、電磁石の磁場は、粒子をセンサーから追い払うことな く電磁束の配向を変化させることによって強磁性粒子を振動させまた再配向する ように周期的に切り換えられる。 センサーは、好ましくは、センサー素子、該センサー素子の出力をモニターす るための手段、およびセンサーの出力を処理するための手段を含む。装置は、循 環するオイルがセンサー素子に対向する構成とされる。該センサー素子は、絶縁 性誘電媒体として機能する該オイル内に浸された少なくとも二つの導体を含む。 オイルには潤滑油循環システムに関連する機械が作動している間磁場が加えられ るが、センサー素子と潤滑油のこのような関係によって、その間に該オイルのさ まざまな性質を判別することができる。 好ましい一実施形態にあっては、プログラムされたマイクロプロセッサの制御 のもとで作動する制御論理は、測定時間中のセンサーのキャパシタンスの各種変 化を比較して、オイルの劣化の程度と種類を判別する。循環する機械オイルのキ ャパシタンスが（校正オイルに比して）高く、それが長時間にわたって比較的一 定に保たれる場合、それは、腐食性生成物の存在を示している。循環する機械オ イルに対向している間長時間にわたってセンサーのキャパシタンスが着実に増大 する場合、それは、汚染または潤滑の劣化の存在を示している。センサーが循環 するオイルに対向している間センサーのキャパシタンスがセンサーの磁性の状態 に対応して変化する場合、それは、オイル中に強磁性粒子が存在することを示し ている。電磁石の極性の変化は、強磁性粒子の再配向を生じ、その結果、センサ ーのキャパシタンスが変動する。 本発明は、各種の潤滑油と特徴的な汚染物質の間の特性の差を利用するもので ある。例えば、鉱物油は、水を含む各種の汚染物質より密度が低い。そのため、 流れのない期間中、汚染物質は、重力によってセンサーのグリッドへ引き付けら れやすい。また、大部分の汚染物質は、オイルとは大きく異なる電気的特性をも っている。さらに、エンジンの構成部品の磨耗を加速する多くの固体汚染物質は 、磁性的感応性を示す。しかし、オイルは、通常、磁性的感応性をもたない。本 発明にあっては、このような差によってオイルとほぼすべての発生し得る汚染物 質を区別することが可能となる。 したがって、本発明の一つの目的は、改良された内蔵式オイル品質センサーお よび該センサーを使用する方法を提供することである。 本発明の他の一つの目的は、通常のまた非通常のパラメーターを利用してオイ ルの排出間隔を識別しまたエンジンの故障または初期の障害を検出することがで きる内蔵式オイル品質センサーを提供することである。 本発明のさらに他の一つの目的は、大型ディーゼルエンジン駆動車両などのオ イル潤滑システムの車内内蔵式オイル品質センサーにおいて、少なくとも、エン ジン・サイクルおよび状態、当初のオイル品質、および直接リアルタイムのオイ ルの性質の測定にもとづいて最適のエンジン・オイル排出間隔を識別することの できるセンサーを提供することである。 本発明のさらに他の一つの目的は、少なくとも、燃料の希薄化、冷媒の希薄化 、過度の磨耗、および異常に高い煤の負荷にもとづいてエンジンの障害のモード を識別することのできる車内内蔵式オイル品質センサーを提供することである。 本発明のさらに他の一つの目的は、オペレーターおよび機械技術者に警告およ びのぞましい対策を通報し、乱用の経過および／または条件を示す過誤コードを 記録することのできる車内内蔵式オイル品質アナライザーを提供することである 。 本発明のさらに他の一つの目的は、特定のエンジンのために典型的なオイル劣 化パターンを学習しまたこれらのエンジンに固有のオイル排出歴を用いてその後 のオイル排出間隔を最適化することのできる「利口なセンサー・システム」を提 供することである。 本発明は、また、鉄を含む磨耗金属濃度、非鉄磨耗金属濃 度、冷媒の汚染、過度の煤濃度、および燃料の希薄化に関してオイルを分析する ことによってエンジンの故障およびまたは初期の障害を検出することをその目的 とするものである。 さらに、本発明は、一つの形態にあっては、高オイル・レベル、低オイル・レ ベル、および例えば補給オイルの追加によって生じるオイル・レベルの変化を含 むオイル・レベルの連続検出をその目的とするものである。 換言すれば、本発明の一つの目的は、（ｉ）エンジン・サイクル、エンジン状 態、オイル品質、および直接リアルタイムのオイルの性質の測定にもとづく最適 なエンジン・オイルの排出間隔の識別、（ｉｉ）燃料の希薄化、冷媒の希薄化、 過度の磨耗、および異常に高い煤の負荷にもとづくエンジンの障害モードの識別 、（ｉｉｉ）オペレーターおよび機械技術者への警告およびのぞましい対策を通 報、および（ｉｖ）乱用の経過および／または条件を示す過誤コードの記録が可 能で、耐久性があり、低コストの車内オイル品質センサーを提供することである 。 本発明の上記の目的および他の目的ならびに特徴を実施するにあたっては、ま た、大型ディーゼルエンジンの潤滑油の品質をモニターするための方法が提供さ れる。該方法は、容量性センサーのキャパシタンスを連続的にモニターしてエン ジン潤滑油の有電率の変化を検出し、キャパシタンスをあらわす値をメモリーに 保存し、保存された値の傾向分析を行なって保存された値の変動の特徴を示し、 傾向分析の少なくとも一つにもとづいてのぞましいオイル交換間隔を推定するこ とを含むものである。傾向分析を行なうことは、前回のオイル交換、エンジンの 全作動時間、またはエンジンの全作動時間のあらかじめ定められた部分を通じて のあるオイル・パラメーターの変動の検査を含む場合がある。一つの実施形態に あっては、傾向分析は、現在のエンジン・オイルの測定値と変化率を前に保存し た値と比較して、潤滑システムに加えられたエンジン・オイルの種類を判別する ことを含む。他の一つの実施形態にあっては、該方法は、エンジン・オイルの粘 性の変化をモニターして、粘性の変化およびオイル・センサーのキャパシタンス の変化にもとづいてのぞましいオイル交換間隔を判別することを含む。 本発明の他の一つの実施形態にあっては、該方法は、燃料の希薄化または冷媒 の汚染が存在するかを判別し、それに応じてオペレーターに警告することを含む 。さらに他の一つの実施形態にあっては、本発明の方法は、オイルの品質の改善 とオイル・レベルの変化をともに検出することによって、潤滑システムに潤滑油 が追加されたか否かを判別する。オイルの追加が検出されれば、保存されている 校正データが修正されて、のぞましいオイル交換間隔のその後の計算を調整する 。該方法は、また、少なくとも一つのオイル・パラメーターの測定値の有意の変 化 を検出してオイル交換を自動検出することを含む。 当業者には、添付の図面を参照して以下に行なう本発明の実施の最良の形態に 関する詳細な説明から、本発明の上記の目的および他の目的、特徴、および効果 が容易に明かとなろう。 図面の簡単な説明 第１図は、本発明にもとづいて構成されたシステムのブロック線図である。 第２図は、本発明の一実施形態の概要図である。 第３図は、本発明の第二の実施形態の概要図である。 第４図は、本発明の第三の実施形態の端部を示す立面図である。 第５図は、第４図に示す実施形態の側立面図である。 第６図は、第４図の実施形態の切断面６−６に添って切った立断面図である。 第７図は、第４および５図の実施形態の第５図の切断面７−７に添って切った 立断面図である。 第８図は、９０°の粒子磁束パターンを示す本発明にもとづく電磁石の立断面 図である。 第９図は、４０°の粒子磁束パターンを示す本発明にもとづく電磁石の立断面 図である。 第１０図は、０°の粒子磁束パターンを示す本発明にもとづく電磁石の立断面 図である。 第１１図は、８０°の粒子磁束パターンを示す本発明にもとづく電磁石の立断 面図である。 第１２図は、本発明にもとづく電磁石の他の実施形態の立断面図である。 第１３図は、汚染されない循環する潤滑油を用いて得られたベースライン・デ ータを示す時間の関数としてのテスト周波数のパーセントのグラフである。 第１４図は、三つの異なるエネルギー状態での散らばった鉄のやすり屑のみに よって汚染された潤滑油を用いて得られたデータを示す時間の関数としてのテス ト周波数のパーセントのグラフである。 第１５図は、断続的に作動させる機械の中の汚染された潤滑油を用いて得られ たデータを示す時間の関数としてのデューティ・サイクルの周波数のグラフであ る。 第１６図は、本発明にもとづくオイル品質分析システムを有する大型ディーゼ ルエンジンの斜視図である。 第１７図は、本発明にもとづく大型ディーゼルエンジンのオイルの品質分析を モニターする方法を実施するためのシステムのブロック線図である。 第１８図は、本発明にもとづくオイル・センサーのハウジングの立断面図であ る。 第１９図は、第１８図のオイル・センサーのハウジング１００の平面図である 。 第２０図は、第１８および１９図のセンサーのハウジングの下端から見た分解 斜視図である。 第２１図は、第１８−２０図に示すセンサーのハウジングの組み立てられた状 態を示す斜視図である。 第２２図は、本発明にもとづくセンサーのグリッドの詳細を示す平面図である 。 第２３図は、第２２図のセンサー・グリッドの切断面２３−２３に添って切っ た拡大断面図である。 第２４図は、汚れた状態で分析されるおよび汚染物質を示す例えば連続エンジ ン作動中に充填された測定チャンバーの拡大図である。 第２５図は、本発明にもとづくエンジン・オイル分析の比較法を行なうための 、フィルター・ハウジングおよび該フィルター・ハウジングを通る異なるオイル の流路内に配置されて利用される複数のセンサー・グリッドを含むオイル分析セ ンサーの第二の実施形態を示す図である。 第２６図は、実装されたエンジンのために車両の走行距離の関数としてのセン サー周波数の典型的な変化を示すグラフである。 第２７図は、単一の基板上で二つのセンサー・グリッドを用い、その一つが基 準サンプルに対向している本発明の第三の実施形態の部分立断面図である。 第２８図は、第２７図に示す本発明にもとづく基準センサーの構成を示す平面 図である。 第２９図は、二つのセンサー・グリッドを用いた構成の基準センサーの他の形 態およびベースラインとしての未使用オイルのサンプルを示す本発明の第四の実 施形態を示す図である。 第３０図は、三つのセンサー・グリッドを含んで汚染物質検出機能が改善され たさらに他の構成の基準センサーを示す本発明の第五の実施形態を示す図であり 、センサー・グリッド２８０および２８２は、それぞれ共通の測定あるいは分析 チャンバーの上端および下端のオイルがオイル・フィルターの上流にある点に配 置されて濾過されないオイルをあらわし、第三のセンサー・グリッド２８４は、 オイル・フィルターの下流の別個の分析チャンバー内に配置される構成となって いる。 第３１図は、第１８図の静的ジャンプ・チャンネルを含むセンサー・ハウジン グのオイルフロー・チャンバーを成型コアを示すために用いる手法で立体的に示 す図である。 第３２図は、第３１図と同様であるが、垂直方向に向いた静的ジャンプ・チャ ンネルのない本発明にもとづくセンサー・ハウジングの他の実施形態を示す図で ある。 第３３図は、第３１図と同様で、第３１図に示すような検査チャンバーを有す る単一のセンサー・グリッド構成の本発明にもとづく他の実施形態を示す図であ り、センサー・グリッドを通る流れがフィルター・ハウジングのオイル流路内の ヴェンチュリ管によって促進される構成となっている。 第３４図は、第３１図と同様であるが、やはり単一のセンサー・グリッド構成 の本発明の他の実施形態を示す図であり、フィルター・ハウジング内に垂直方向 を向いた羽根が配設されてハウジングがコンパートメントに分割され、オイルは 、垂直方向に伸びる検査チャンバーの周囲にまたがる二つの個別の通路に添って グリッド・センサーへ供給される構成となっている。 第３５図は、第３１図と同様であるが、オイルの流れをセンサー・グリッドの 上へ向けるらせん状の流れの羽根を用いる他の実施形態を示す図である。 第３６図は、本発明にもとづく回路盤へセンサー・グリッドを取り付ける方法 を示す部分断面立面図である。 第３７図は、本発明にもとづく一体構成の電磁石センサー・グリッドと回路盤 を示す斜視図である。 第３８図は、冷却フィンと粘度センサーを組み合わせて用いるオイル品質セン サーを示す本発明の第十の実施形態を示す図である。 第３９図は、センサー・ハウジングがエンジンとオイル・クーラーの間に挿入 されている本発明の他の実施形態を示す図である。 第４０図は、センサー・ハウジングがオイル・クーラーと一体構成の本発明の 他の実施形態を示す図である。 第４１図は、本発明にもとづいて起こり得ないと思われる補給オイルの追加分 も考慮してベースライン校正曲線の補正を行なうためのシステムの概要図である 。 第４２図は、本発明にもとづく各種の実施形態のためのオイル品質センサーの 取り付けの構成を示す概要図である。 第４３−４８図は、本発明にもとづいて連続エンジン・オイル分析を行なうた めに制御論理がさまざまに作動して行なわれるオイル品質の分析方法を示す図で ある。 本発明の最良の実施の形態 図面では、異なる図を通して同じ参照符号は同じまたは同様な要素を示す。第 １図は、本発明の一実施形態の基本要素を示す概要図である。 この構成のセンサー素子２０は、非導電性ベース（図示せず）に接着された二 つの導体４２および４４の開いたグリッドを有する。各導体は、同心の半円形の 弧に形成された平行な回路延長部を有する。本発明にもとづいて静的バッチまた は作動循環経路によってテストされるオイルのサンプリングは、オイルが、セン サー素子２０の表面を濡らし、胴体の延長部の間の横方向の空間を占有するよう にすることによって行なわれる。同心の半円形導体の間に存在するオイルは、絶 縁性誘電体として機能する。したがって、導体４２と４４の間に電位差が存在す ると、該導体は、あるキャパシタンスを有するキャパシタ板として機能し、該キ ャパシタンスは、隣接する導体の表面積、隣接する導体の間の距離、およびその 間に介在するオイルの絶縁耐力の関数として式１であらわされる。 Ｃ ＝ ｋ・Ｅ （Ａ／ｄ） (１) ただし、Ｃは、センサーのキャパシタンス、 ｋは、オイルの誘電率、 Ｅは、電位 Ａは、センサーの表面積、 ｄは、導体の間の距離。 オイルの絶縁耐力は、汚染のためまたしばしば温度の上昇のために幾何の使用 中に変化し、したがって、センサー素子２０の容量性特性が変化する。絶縁体力 の増大によってキャパシタンスが増大すると、オッシレータ５０が示す周波数が 全体的に減少する。オイル中に有極酸化物が存在しても、誘電率は増大する。さ らに、水の誘電率はオイルのそれより大きいため、オイル中に水が存在すると、 溝がセンサー素子２０の近くに沈殿するためセンサーの有効誘電率が増大する。 導電性汚染物質が導体４２と４４の間に蓄積すると、センサー２０のキャパシ タンスが減少して測定が困難になる。センサー素子２０上にかなりの量の水が蓄 積すると、導体４２と４４の間が電気的にショートするおそれがある。キャパシ タンスが減少して導電率が増大すると、キャパシタンスがゼロに近づくため、キ ャパシタンスの変化より導電率の変化のほうが測定結果に大きい影響をあたえる ことになる。すなわち、以下に説明するように、キャパシタンスの変化と同様に 導電率の変化を分析することができる。オイルの品質の変化を示すこのようなキ ャパシタンスおよび／または導電率の特性の変化が、本発明の基本的な動作原理 である。 有効誘電率の変化は、また、温度の変動によっても生じるが、広い動作域にわ たってこのような変化を補償するために利用することのできる多くの方法が存在 する。補償の方法の一つは、比較用流体に対向した比較基準センサーを設定する ものである。他の一つの方法は、新鮮なオイルの場合の様々な温度に対応するキ ャパシタンス値を記録し、作動オイル温度を測定し、作動時のオイルのキャパシ タンス値を対応する温度での記録値と比較することを含むものである。もちろん 、キャパシタンス値ではなくて誘電率または他の同様なパラメーターを判別し記 録することによっても同様な結果が得られる。 特定の用途に応じてセンサー素子に適した構造体としてのパラメーターは広範 に存在する。直径約１インチのオーバーオール型センサー素子２０を用い、この 種パラメーターを組み合わせて好ましい成果を挙げることもできる。導体４２お よび４４は、直径約２５０ミクロンのワイヤで、約２５０ミクロンの距離で互い に隔てられている。これらの物理的パラメーターを有するセンサー素子２０は、 約３０ピコファラッドの名目空中キャパシタンス（すなわち流体に浸されていな い）を有する。溶媒および高温などの苛酷な環境中で連続作動するものとして構 成される場合には、導体の基板の構造体としてアルミニウム・セラミックなどの 無機材料を考慮すべきである。 やはり第１図を参照して、センサー素子２０は、単安定マルチバイブレーター を用いて導体４２および４４を介してオッシレータ回路５０に接続され、センサ ー素子のキャパシタンスに対応する周波数で出力信号を生成する。この可変周波 数出力信号は、制御論理５２へ送られる。この論理は、本発明の精神または範囲 を逸脱することなく多数の処理方法の中から任意のものを用いて実現することが できる。設計コスト、生産量、計算要件を含む特定の用途の設計パラメーターに 応じて、制御論理５２は、ハードウエア、ソフトウエア、または両者の組み合わ せで実施することができる。 好ましい一実施形態にあっては、制御論理５２は、消去可能でプログラム可能 な読み取り専用メモリー（ＥＰＲＯＭ）を備えたＨＣＭｏｓｓユニット・モデル ＭＣ６８ＨＣ７０５Ｃ８などのプログラムされたマイクロプロセッサを用いて実 施される。制御論理５２は、周波数変動パターンのアレーに感応して潤滑油内に 認められる腐食性生成物、汚染物質、強磁性粒子、および非鉄金属粒子の存在お よび規模を判別する。これらの判別の結果は、通常はセンサー素子から離れてい るオペレーターがモニターするために適当な位置に配置される適当な表示コンソ ールに表示されあるいは報告される。例えば、車両が用途である場合、表示装置 ５４は、車両の内部に配置されであろうし、船舶が用途である場合、表示装置５ ４は、船長用計器パネルの一部として一体構成されるであろう。 電源スイッチ・ユニット５６および５８は、制御論理５２に接続されており、 該制御論理は、これらユニットの動作を統合し、コイル２６および２８を介して 電磁石２４の制御を行なう。導体４５および４６は、外側巻き線２６を電源５６ に接続し、導体４７および４８は、内側巻き線２８を対応する電源５８に接続す る。 第２ないし１１図を参照して、本発明の好ましい一実施形態は、同心二重コイ ル構成の電磁石２４を使用し、該電磁石の内側コイル２８は、フェライト棒のコ ア３２の周囲に巻かれている。中間フェライト・シリンダー・コア３４は、内側 コイル２８を取り囲んでいる。外側コイル２６は、この中間シリンダー・コア３ ４を同心状に取り囲んでおり、やはりフェライトの外側囲い３６が、外側コイル ３６を同心状に取り囲んでいる。好ましくは、電磁石のこれらの要素は、すべて 電気的に絶縁され、非伝導性つぼを形成する化合物でともに密閉され、単一の一 体式ユニットを形成する。 本発明のこの好ましい実施形態は、径方向に同心状の二重コイル式電磁石を用 いるものであるが、三またはそれ以上の同心状のコイルを使用する構成も可能な ことは理解されよう。また、共通のフェライト棒のコアの周囲に軸方向に分離さ れて巻かれたコイルを使用することもできる。第１２図は、この構成を示すもの で、共通のフェライト棒のコア６６の周囲に軸方向に分離されたコイル６４およ び６５が巻かれている。 第２図は、容器７０内に拘束された固定または既知の量のオイル・サンプルに 静的テストを行なう場合にとくに好適な本発明の一実施形態を示す概要図である 。センサー素子２０および電磁石２４は、容器７０に取りはずし自在に密閉され 、テスト中一体式分析ユニットを形成する構成となっている。該テスト・ユニッ トは、オイル・サンプルをセンサー素子２０の感知面と直接濡れ接触するように 構成され取り付けられている。この状態で、電磁石２４は、容器７０によって囲 われたオイル・サンプル内に磁束場６０を生成するように制御される。磁気的に 感応性のある粒子６２がオイル・サンプル内に存在するれば、それらがセンサー 素子２０の濡れた表面に引き付けられる。このような磁気的に感応性のある粒子 がセンサー素子２０上に蓄積すると、式１にしたがってキャパシタンスが増大す る。 先行技術の固定量静的テストのパターンと同様に、センサー素子２０がオイル ・サンプルに浸された状態でプログラムされたテストの１サイクルが終了する。 １サイクルが完了した時点で、注意深く容器７０の中のものを排出してセンサー 素子２０から除去し、磁気的に感応性のある粒子６２をその後のテストのために 目に見える状態にする。電源スイッチ・ユニット５６を介して制御論理によって 磁気的に感応性のある粒子６２を操作することで、サンプルの可視テストを容易 に行なうことが可能となる。 第３図に示す本発明の実施形態は、第２図に示すものと同様であるが、オイル ・サンプル・チャンバー７１は、ポンプ７４によって駆動される一次機械潤滑シ ステム７２から引き出された循環分路７６／７７を介して操作される。分回路７ ６／７７には弁７８が配置され、センサー素子２０上に蓄積した粒子堆積物を視 覚検査するためにチャンバー７１の中のものを容易に除去できる構成となってい る。第３図の実施形態では、チャンバー７１は、電磁石２４によって生成される 磁束場が作用する標準的な静的テスト・サンプル量を収容するように構成されて いる。したがって、多数の機械的循環システム７２からのテスト・サンプルを中 央分析ユニットで分析することができる。 あるいは、第３図の弁７８を、ポンプ７４の吸い込み導管と排出導管の間の圧 力差によって駆動される分路７６／７７を通る流量をあらかじめ定められた値に 保持するスロットル弁とすることもできる。この方式では、センサー素子２０は 、測定された期間内に既知の量のオイル流から磁場によって抽出された汚染磁気 物質の量を容量的に測定することになる。測定期間が終わると、電磁石が完全に 非励起状態にされ、センサー素子が補足した物質を解放する。 第３図の実施形態のさらに他の作動方式にあっては、弁７８は、制御論理５２ によって制御されて二つの循環流量を生成する。チャンバー７１を通る低い流量 は、循環システム内で認められる汚損濃度を測定するためのものであり、高い流 量は、前の測定期間中に蓄積した磁気的に感応性のある物質をセンサーから洗い 流すためのものである。通常、実施形態の非励起化は、洗い流しサイクルの効果 を高めるように高い流量と組み合わせて実施される。 第４−７図を参照して本発明のさらに他の実施形態を説明する。同図は、潤滑 油の流れの導管１２および１４を備え、その間にチャンバー１６が形成された非 鉄製のハウジング１０を示している。この実施形態は、機械の上に永久的に設置 された器具の形をとることもできる。センサー素子２０は、垂直のチャンバー１ ６から電磁石２４の同心状巻き線コイル２６および２８の面へオイルが漏れるの を防ぐ密閉装置内のチャンバー１６に下にある口１８の下方に直接配置されて いる。 ハウジング１０内の内側にネジ溝をきられたソケット３０は、電磁石２４のコ イル・ヘッドを受け、磁石のコア３２とチャンバー１６の垂直軸を軸方向に心合 わせする。ハウジング１０に添って、オッシレータ５０、制御論理５２、および スイッチ・ユニット５６および５８を保護するための電子制御部品用ハウジング ４０が一体鋳造されている。 第４−７図に示す実施形態は、通常、センサー素子２０の表面の粒子の蓄積を 視覚検査するために分解されることはない。したがって、テストを周期的に繰り 返し行なうのを容易にするためには、機械潤滑システムの通常の作動時にセンサ ー素子が自動洗浄されることが重要である。この要件を満たすためには、スイッ チ・ユニット５６および５８を操作して、センサー素子２０の近辺からすべての 磁束を除去し、各テスト・サイクルで蓄積された粒子を解放して潤滑油の流れの 中に戻してやることが好ましい。 各スイッチ・ユニット５６および５８は、制御論理５２によって制御されるさ まざまな機能状態をもつが、これらは、（１）「オフ」すなわち非励起状態、（ ２）「オン」で正の極性を示す状態、および（３）「オン」で負の極性を示す状 態を含むものとすることができる。さらに、「オン」状態は、以下に詳細に説明 するように汚染物質の特性の確認に役立つようにさまざまな電力レベルを含むも のとすることもできる。第８−１１図は、これらの機能状態が電磁石２４によっ て生成される磁束線に及ぼす効果を示す図である。下の第１−４表は、第８−１ １図に示す機能状態に対応するデータを示す。 第８図の磁束パターン６０は、第１表のデータに示す（ガウスであらわした） 磁場の強さおよび極性に対応するものである。外側コイル２６に正の１２ボルト の電荷をあたえ、内側コイル２８を非励起状態にすると、磁気的に感応性のある 粒子６２ではセンサー素子２０面に対して約９０°の最大感応角が得られる。コ イルの励起状態を反転させて、外側コイル２６を非励起状態にし、内側コイル２ ８に負の１２ボルトの電荷をあたえると、第９図に６０’で示す磁束パターンが 得られ、磁気的に感応性のある粒子６２は、センサー素子２０の面に対して約４ ０°の角度に置かれる。この機能状態から得られるデータを下の第２表に示す。 第３表のデータは、第１０図の磁束パターン６０”に対応するものであるが、 ここでは、外側コイルに正の１２ボルトの電荷をあたえ、内側コイルには負の１ ２ボルトの電荷をあたえることによって、磁気的に感応性のある粒子６２は、セ ンサー素子２０に対して平行な状態に置かれる。 第４表のデータは、内側と外側の量コイルに正の１２ボルトの電荷をあたえる 機能状態に対応するもので、これによって第１１図に示す磁束パターン６０”’ が生成される。図示のように、磁気的に感応性のある粒子６２は、センサー素子 ２０の面に対して約８０°の角度でセンサー素子２０に引き付けられる。 制御論理５２によって行なった選択的切り換えテストにおいて、オイルに含ま れる磁気的に感応性のある粒子は、センサー素子２０に引き付けられ、その位置 が粒子の大きさおよび形状によって異なる特徴的パターンで変動した。 潤滑油内の磨耗粒子のほとんどは、粘着性磨耗、研削性磨耗、および金属疲労 の三つの基本的原因によって生じる。粘着性磨耗は、表面どうしの滑り、スカッ フ、または擦れによって生じる。滑り型の粘着性磨耗は、ほとんどの用途で発生 する一般的できわめて正常な磨耗である。スカッフおよび擦れ接触は、通常、構 成部品または潤滑の障害によって生じ、したがって正常な磨耗ではない。正常な 粘着性磨耗では、滑動係合している構成部品の目立つ場所が剪断変形すると、き わめて小さい（0.1ないし５ミクロンの）磨耗粒子が生成される。（スカッフま たは擦れによって生じる）異常な粘着性磨耗では、大きい粒子が生成される場合 がある。 研削性磨耗は、通常、ときにはカールしている比較的長い帯状の金属がえぐら れて生じる（十ないし数百ミクロンの）堅い粒子が起こす切断動作である。砂ま たは金属磨耗粒子が研削性磨耗の原因となる場合も多い。研削性磨耗粒子は、最 終的には、さまざまな接触する機械構成部品の作用で破壊されて小さい粒子とな る。 金属疲労（「高周期疲労」とも呼ばれる）は、金属構成部品が繰り返される周 期的負荷によって障害を起こしたときに発生する。これは、多くの各種工業およ び商業分野で利用されている歯車の歯、ローラー素子のベアリングなど各種機械 構成部品の一般的な障害の形である。疲労粒子は、平行六面体または球形の形状 を有する比較的大きい（１０ないし２０ミクロンの）ものの場合が多い。球形粒 子が存在すると、通常は、とくに疲労障害があることを示す。これらの粒子は、 表面下のクラックによって材料の一部分が壊れて解放されると発生するものであ る。表面につながるクラックが合わさって平行六面体の表面粒子を生成すると、 表面下の球形粒子も解放される。 本発明は、各種の磨耗粒子を捕捉することによって、システムの障害に先立っ て行なわれる診断および適当な修理の効率を改善するものである。本発明のセン サー素子によって磨耗粒子が捕捉されると、粒子の量および特性が注意深く検査 され、それらの発生源が解明される。それによって、保守および操作要員は、適 切な処理を行ないまた対策をとることができる。例えば、機械で研削磨耗粒子が 検出されれば、オイルおよびフィルターの交換が必要となる。シールおよびエア ・フィルターを検査して、砂および埃が潤滑システム内に入り込んでいるかどう かを判別する必要が生じる。他の種類の磨耗粒子が検出された場合には、他の適 当な診断および補正行動がとられることになろう。 やはり第９−１１図を参照して、電磁石コア３２と中間シリンダー・コア３４ の極性を同極性（例、Ｎ−ＮまたはＳ−Ｓ）から対向極性（例、Ｎ−ＳまたはＳ −Ｎ）へ切り換えることによって、鉄を含む粒子６２の位置の変動あるいは回転 させることができる。センサー上方のオイル・サンプル内の鉄を含む粒子は、電 磁石コア３２の外径部から出るように描かれる円の周囲の磁束線が集中している ところに自然に集まる。電磁石コア３２および中間シリンダー・コア３４が同じ 極性を有する場合には（第８および１１図）、電磁石コア３２を通る磁束線は、 中間シリンダー・コア３４が生成する磁束線を避けて軸方向の高い軌道を描く。 電磁石コア３２と中間シリンダー・コア３４が対向する極性を有する場合には（ 第９および１０図）、電磁石コア３２を通る磁束線は、中間シリンダー・コア ３４が生成する磁束線へ引き付けられて低い軌道を描く。 電磁石のさまざまな電荷条件に周期性をあたえることによって、鉄を含む粒子 ６２の配向を振動させることができる。第１−４表のデータから明らかなように 、本発明によって、異なる他の装置および方法を用いたＡ・Ｄ・ディカート等の アメリカ合衆国特許第５２６２７３７号が示す結果と同様な結果が得られる。デ ィカート等が開示したいくつかのテスト法およびアルゴリズムは、本発明に直接 適用できるものとして本発明に採用されており、参考資料として本出願に添付さ れている。例えば、Ｎ−ＮからＳ−Ｎへの極性の反転は、外側および内側コイル の間での切り換えによって行なわれる（第１および２表）。他の例としては、Ｎ −ＮからＳ−Ｎへ、またさらにＮ−Ｎへ同の極性の変化は、外側コイルの電力を 上げ、内側コイルの三つの状態（オフ、−１２Ｖ、＋１２Ｖ等）を切り換えるこ とによって行なわれる。 本発明の二重巻き線電磁石の構成は、ディカート等が開示した電磁石プラス永 久磁石の構成の代わりとして直接使用することができるため、ディカート等が開 示した計算上の指数類は、すべて本発明にも等しく適用することができる。その ような指数としては、腐食指数、汚染物質指数、含鉄指数、オイル寿命指数、お よび大型汚染物質示度が含まれる。本発明は、ディカート等が開示したと同様な 方法で、よどんだオイルのサンプルから得られる同様な測定値を提供するもので ある。ただし、潤滑油がセンサーの上を流れている間にさらに多数の付加的測定 値および示度を得ることができる。したがって、本発明は、ディカート等の開示 によって得られるすべての効果に加えて、流れるシステム内で鉄を含んだ粒子を 選択的に収集し解放するという他の効果を有するものである。 例えば、機械潤滑システムに置いて、オイルが流れておりしかも電磁石の巻き 線がともに「オフ」であるときにセンサー２０が採取した測定値は、ディカート 等の開示のよどんだオイルのサンプルをよく振った後最初の数秒間に得られたデ ータに直接関係するものである。それは、オイルが潤滑システム内を流れている ときには、オイルがよく混ぜ合わされて汚染物質が分散しているからである。し たがって、インライン・センサーでは、オイルの流れが止った直後に測定するこ とに加えてオイルが流れている間に連続的に測定して腐食指数を求めることがで きる。 他の例では、本発明の電磁石の巻き線は、センサー・グリッド上で磨耗粒子を 収集するための流れるシステムの中で使用することができる。この場合に重要な のは、汚染物質を懸濁状態に保つ傾向のあるオイルの粘性流体剪断力にうち克つ ために磁力を使用することである。電磁石によってセンサー・グリッド２０上に 磨耗粒子が採取されれば、ディカート等の開示している含鉄指数および大型汚染 物質示度と同様に、角配向によって振動させて濃度と大きさを定量することがで きる。粒子の視覚分析は、これらの結論を得るために不可欠なものではない。 荷電粒子およびイオン種は、金属粒子ほど粘性剪断力を受けやすくない。した がって、添加物が分散した煤粒子、水、グリコール冷媒、および他の汚染物質は 、よどんだサンプルに関してディカート等が記載しているのと類似の方法で、オ イルが流れているときに容量性センサー２０を用いて検出し定量することができ る。正および負の電荷があたえられた汚染物質は、容量性センサーの極性を反転 することによって区別することができる。この機能を電磁石の切り換えと論理的 に組み合わせることによって、オイルがセンサーの上を流れている間に多くの汚 染物質をモニターすることができる。さらに、センサー・グリッドおよび電磁石 への電源を定期的に遮断することによって、グリッドを自動洗浄することができ る。 テストの完了時には、第２および３図に示す本発明の実施形態を用いて蓄積さ れた粒子および磨耗粒子を直接見ることにより、汚染物質の種類および発生源を 分析し直接判定することができる。他方、第４−７図に示す本発明の実施形態は 、電磁石によて生成されしたがって永久磁場をもたない磁束を非活性化し、蓄積 されたすべての汚染物質をオイル循環システム内に解放し、それによってセンサ ー素子を洗浄して次のテストに備える。電磁石の極性は、周期的に反転するため 、残存磁場は、ほぼすべて除去される。 第１３図は、汚染されていない循環する潤滑油の中に浸されたセンサーのベー スライン周波数感応性を示す。好ましくは、センサーは、4.4ｋＨｚの名目テス ト周波数で励起させる。すなわち、第１３図のグラフは、最初の７００秒間で、 名目周波数すなわち4.4Ｈｚが0.1％より少なく低下することを示している。この ベースライン周波数感応性は、特定の種類の潤滑油およびシステムの動態に特 徴的なものである。したがって、各オイル交換の後で同様な情報が得られるし、 あるいは、作動中に基準流体を用いてシステム野中のオイルの種類を判別しまた その後に得られたオイルの品質の測定値を校正することができる。 断続的に作動させる機械は、二つの過渡相と二つの定常相を有するデューティ ・サイクルを特徴とする場合が多い。第１５図は、断続的に作動される機械の代 表的なデューティ・サイクルのための容量性センサーの周波数感応性を示す。低 温の始動過渡相は、（重力による）センサー２０グリッド上への固体の汚染物質 の蓄積によって特徴づけられる。この相の間に、水および他の低蒸気圧流体は、 センサー表面から蒸発または移動する。その結果、比較的低周波数感応性が得ら れるが、それが、システムが稼働状態に入り温度が定常状態の値まで上昇してセ ンサー表面から蓄積物が流し去られると、定常状態の値まで増大する。閉止また は停止過渡相の間の感応周波数の低下は、高温の潤滑流体がおそらくは水、グリ コール、または他の冷媒と混ざり合って突然機能停止する結果生じるものである 。 第１５図の第一の定常状態は、稼働期間が長く、高温でほぼ一定温度の潤滑流 体が連続的に循環しており、その間、多数のキャパシタンス測定値によってオイ ルのバルク誘電値の追跡が行なわれることを特徴とする。例えば、１０秒間隔で 得られる５００のキャパシタンス測定値の中間値は、ほぼ一定に留まるであろう 。長時間の間に、潤滑油が煤、水、グリコール、および他の汚染物質を蓄積する ため、この値は減少する。もう一つの定常状態相である静止相は、冷却した潤滑 油がその最低温度に達し、循環できなくなることを特徴とする。 オイルの潤滑の間、煤、金属、および他の汚染粒子は、潤滑油の流れからセン サーおよび電磁石によって抽出される。電磁石の引き付ける磁力は、粒子をセン サー表面から流しさろうとする流体の剪断力に打ち克たなければならない。（磁 気的にではなく）静電的に有極およびイオン性粒子をセンサー表面に引き付けて 保持して検出および測定を行なうために、制御論理５２は、リード線４２および ４４に約３ボルトの低直流電圧差で電荷をあたえる。この電荷を周期的に交番さ せることによって、磁気的感応性粒子の場合と同様に、非鉄電荷粒子の振動とキ ャパシタンス値の変動が刺激される。磁性および非磁性の電荷粒子を引き付ける ための本発明のこれら二つの方法は、機能的には互いに独立したものであり、そ れらを単独で、合わせて、あるいは交互に用い、データの差および付加的組み合 わせを求めることによって特定の汚染物質を識別し濃度を分析することができる 点に留意されたい。 この分析のアプローチを用いて集められたデータは、第１４図の（秒であらわ した）時間の関数としてのテスト周波数のパーセントを曲線Ａ、Ｂ、およびＣで 示してある。テストの流体の媒体は、４ないし６ミクロンの鉄の粒子を含む新鮮 なオイルであった。粒子の配向は、電磁石２４を用いて操作した。グラフの曲線 Ａは、鉄の粒子を約９０°で垂直に立たせるように電磁石を励起したときに得ら れたものである。グラフの曲線Ｂは、中間の粒子角で得られたものであり、曲線 Ｃは、粒子をセンサー面に対して約０°でねかせたときに得られたものである。 次に、第１６図を参照して、図は、大型ディーゼルエンジンの斜視図であり、 全体を参照番号９０で示す。通常、大型トラックあるいはトラクターとセミトレ ーラーの組み合わせなどの車両は、この種のエンジンで駆動される。ただし、本 発明は、固定した発電所や船舶などを含む多くの他の用途に適用することができ る。エンジンは、全体を参照番号９２で示すフライホィール・ハウジングを含み 、該ハウジングは、とくに図示しないトランスミッションと組み合わされている 。公知のように、エンジン９０は、クランクシャフト、カム、エンジン・シリン ダーなど、簡明さのため３にとくに図示しない複数の内部の可動部品を含むもの である。エンジン９０は、また、エンジン・オイルまたはその等価物など、これ らの可動部品の間の摩擦を低減するための潤滑剤を含み、潤滑剤は、また、エン ジンの作動中、可動部品を冷却し磨耗粒子を除去する機能も果たす。 第１６図に示すように、エンジン９０は、エンジン作動中にオイルを濾過する ための一対のエンジンオイル・フィルター９４および９６を含む。好ましくは、 オイル・フィルター９４は、フィルターのオイルが入る端部すぐ近くに配置され た全体を参照番号１００で示すオイル品質分析センサー装置と共働する。最も好 ましくは、オイル・フィルター９４およびオイル品質分析センサー装置１００は 、オイルが濾過される前に品質分析用センサーを通過するように構成される。こ の構成によって、以下の説明によって理解される効果が得られる。 次に、第１７図を参照して、図は、エンジン９０と共働して本発明のオイル品 質分析の方法を実行するための制御システムを示すブロック線図である。図示の ように、この制御システムは、マイクロプロセッサ１０６およびメモリー１０８ を有する電子制御モジュール（ＥＣＭ）１０４を含む。メモリー１０８は、ラン ダム・アクセス・メモリー（ＲＡＭ）および読み取り専用メモリー（ＲＯＭ）な どの揮発性および不揮発性メモリーの両方を含むことを理解されたい。また、当 業者には、ＲＯＭは、任意の不揮発性メモリーでよくまた多くの形をとることが できることが理解されよう。例えば、ＲＯＭは、ＥＰＲＯＭまたはＥＥＰＲＯＭ とすることができ、また、本発明の方法を遂行するように実行される制御論理を 含むものである。同様に、ＥＣＭ１０４も、第４３−４８図に示し以下に説明す る制御論理を実装するもので、特定の用途の要件に応じてハードウエアおよびソ フトウエアを任意に組み合わせて実現することができる。 この好ましい実施形態にあっては、制御システムは、ＥＣＭ１０４と双方向で 通信するデータ・ハブ制御ユニット１１０を含む。第２図に示すようにデータ・ ハブ１１０は、マイクロプロセッサ１１２およびＲＯＭおよびＲＡＭメモリーを ともに含むメモリー１１４を含む。メモリー１１４は、データ・ハブ・マイクロ プロセッサ１１２が使用するメモリー１１６とオイル品質センサー（ＯＱＳ）１ ２０のマイクロプロセッサ１２２が使用するメモリー１１８に分割することもで きる。第１７図に示すように、ＯＱＳ１２０は、それぞれの対応するマイクロプ ロセッサ１０６、１１２、および１２２を介してメモリー１０８、１１４、およ び１２６へデータを供給する。 さらに、第１７図を参照して、データ・ハブ制御ユニット１１０も、好ましく は、それぞれ全体を参照番号１３６および１３８で示すドライバー・インターフ ェースおよびフリート・インターフェースを含む。ドライバー・インターフェー ス１３６は、車両のオペレーターと制御システムの間で情報を交換する手段とな るものである。この機能を果たすため、ドライバー・インターフェースは１３６ は、液晶表示装置などの視覚的表示装置ならびに情報の交換を容易にするための 入力キーまたはボタンなどの入力手段を含むものとすることができる。同様に、 フリート・インターフェース１３８は、以下に詳細に説明するようにフリート・ オペレーターがデータ・ハブを介して制御システムのいくつかの機能をプログラ ムできるようにするものである。 次に、第１８−２１図を参照して、これらの図には、単一のグリッド式オイル 品質分析センサー装置１００が示されている。このオイル品質分析センサー装置 １００は、フィルター・リング１５４を含み、該フィルター・リングは、第１６ 図に最もよく示されるように、オイル・フィルターの一つ(例、フィルター９４) とうまく組み合わされる大きさとされる。第１８−１９図に示すように、フィル ター・リング１５４は、複数の通路１５６を含み、エンジン・オイルがこれらの 通路を通ってオイル・フィルターに達するようにオイルの流れを分路してＯ−リ ング１５７にかかる圧力を低減し、それによってシールに完全さを確保する。 第１８−２１を組み合わせて参照して、装置１００は、フィルター・リング部 分１５４と流体連通するネック部分１５９を含む。センサー・ハウジング部分１ ６０も、フィルター・リング部分１５４と流体連通している。好ましくは、ネッ ク部分１５８は、その中に配置された少なくとも二つの流体通路を含む。通路１ ６２は、エンジンからセンサー・ハウジングへオイルを供給するためのものであ り、通路１６４は、本発明にもとづいてオイル品質分析を行なった後にオイルを フィルター９４へ戻すためのものである。センサー・ハウジング部分内には、オ イル・センサー・グリッド１６６、および、フランジ１６９、ブラケット１７１ 、およびボルト１７３によってハウジングに固定されている電磁石１６８が配置 されている。オプションとして、この場所に粘性センサーを配置し、とくに第３ ８図を参照して後に詳細に説明する方法でこれを使用することもできる。 第２２および２３図は、オイル・センサー・グリッド１６６を示す。好ましく は、センサー・グリッド１６６は、セラミック基板１７２で形成され、複数の同 心状３層導電性金属トレース１７０を含むものとする。該トレースは、耐腐食性 のために金の上端層を有する。センサー・グリッド１６６は、トレース(金の層) が通路１６２から通路１６４間のエンジン・オイルの流れに対向するようにセン サー・ハウジング１６０内に配置される。Ｏ−リング１９０は、エンジン・オイ ルを拘束し、オイルがセンサー・ハウジングの他のチャンバー内に漏れ出すのを 防ぐ。 第２０図に示すように、センサー・グリッド１６６は、回路盤１７４に電気的 に接続されており、該回路盤は、センサー・グリッドに適当な信号をあたえて本 発明にもとづくエンジン・オイル品質分析を行なえるようにする波形発生装置を 含む。わけいは、電磁石１６８の励起に合わせてセンサー・グリッド１６６にあ たえられる。該電磁石は、（エンジン上に設置される場合）センサー・グリッド １６６下方のセンサー・ハウジング内に配置されている。電磁石１６８は、一対 の入れ子式コイルを含むが、これらは、第９−１２図に示して説明したように内 側コイルと外側コイルである。一実施形態にあっては、センサー・グリッドにあ たえられる波形は、方形波または切りつめた正弦波である。このような波形がグ リッドにあたえられると、内側および外側コイルが交番で励起される。 第２４図は、センサー・ハウジングのオイル入口通路１６２、測定チャンバー １６５、オイル出口通路１６４、およびセンサー・グリッド１６６を含む部分を 示す。図は、数種類の汚染物質がセンサー・グリッド上に収集されその他の汚染 物質はオイルの流れの中に存在するような典型的な用途で使用されているオイル ・センサーを示す。汚染物質は、煤の蓄積物、含鉄および非鉄磨耗粒子１９４、 水１９６などを含む場合がある。図示の例では、磨耗粒子と水は、測定チャンバ ーの底に沈殿してセンサー・グリッド上にのっている。同じく検出される他の汚 染物質には、燃料、グリコール（冷媒）、ナトリウム、ケイ素、スズ、鉛、銅、 鉄、クロム、およびアルミニウムを含まれる場合がある。この蓄積期間中、電磁 石励振装置１９８には電荷があたえられていない。あらかじめ定められた規定の 時間が経過した後、電磁石励振装置には図示の制御論理で求められる適当な周波 数で正の電荷と負の電荷が交番であたえられる。このことに関しては、第４３− ４８図を参照して詳細に説明する。 誘電媒体であるオイルとセンサー・グリッドによる影響を受けた有効周波数感 応性は、以下に説明する本発明の方法にもとづく分析を受けるために制御論理に 伝えられる。同時に、センサー・グリッド内で誘起された交番する電荷が作用し てセンサー・グリッドの面に磨耗粒子および水の分子の蓄積を防ぎ、その結果、 オイルが測定チャンバーを通って連続して流れ、またグリッドが掃引されて清浄 化される。図示のセンサー・ハウジングの具体的構造に応じてある期間が経過し た後、これらの蓄積物がセンサー・グリッド上に恒常的にたまってオイルの流れ がグリッドを洗浄するのに不十分となった場合には、そのような状態が検出され てセンサー・グリッドが交換される。 第３１−３５図を参照して以下に説明する他の構造のセンサー・ハウジングに あっては、測定チャンバーを通るオイルの流れの動態が変えられ、センサー・グ リッド上の水、磨耗粒子、または煤の恒常的蓄積を確実に防ぐ他の方法が用いら れる。 今までに説明した実施形態にあっては、センサーは、単一のセンサー・ハウジ ングと制御論理によって励起される単一のセンサー・グリッドを有する構成であ った。これと同じ基本構成を他のグリッド型センサーまたは一対のグリッド型セ ンサーと組み合わせて用いれば、エンジン・オイルを比較分析する方法を採用す ることができる。第２５−３０図は、比較分析法に用いるオイル分析センサーの 例を示す。これらの中で、第２７−２９に示すものは、単一の付加的センサー・ グリッドを用いるものであり、第２５および３０図に示すものは、一対の付加的 センサーを用いるものである。 第２５図は、すでに説明した種類の三つの個別のグリッド・センサー２００、 ２０２、および２０４を含む比較式オイル品質センサー構成を示す。この特定の 実施形態にあっては、オイル・フィルター素子２０６は、円筒状で、ハウジング ２０８内に取り付けられている。円筒状のフィルター素子２０６は、穴の開いた 内側の中空のスリーブ２１８を含む。これによって、フィルター・ハウジング、 フィルター２０６、そして穴の開いたスリーブ２１８を矢印２２０のように通る オイルの連続する流れが生じ、その流れは、矢印２２２の方向に出ていく。図示 のハウジングは、その下端部に三つの個別の口２１０、２１２、および２１４を 有する。すでに説明した三つの個別のセンサー・グリッド２００、２０２、およ び２０４は、その各々が対応するそれぞれの口の下に配置されている。これによ って、一つの大きいフロー・チャンバー２２４の内部に三つの個別のチャンバー が形成される。大きいフロー・チャンバー２２４は、一対の垂直方向に配向され たバッフルまたは案内部材２２６を含み、これらの部材は、オイルの流れを効果 的にそれぞれのセンサー・グリッドの上方にある三つの個別の流路へ案内する。 案内部材２２６は、外側センサー・グリッド２００および２０４上のオイルの流 量をほぼ等しくし、中央のセンサー・グリッド２０２上を通るオイルの流量をそ れとはかなり異なるものとするように配置されている。すなわち、汚染物質が異 なる割合で蓄積されるようにオイル・フロー特性が設定されている。外側センサ ー・グリッドの一方にはさらに永久磁石を配設し、オイル中の含鉄粒子と非鉄粒 子を区別する手段とする構成も可能である。さらに、中央のセンサー２０２にも 永久磁石を配設して、オイル中の含鉄粒子および非鉄粒子の銅殿変化率を比較す ることも可能である。 構成のオプションとして、センサー・グリッド２００、２０２、および２０４ は、使い捨てセンサー・グリッドとしてフィルターハウジングの底壁に恒常的に 実装し、フィルター・ハウジング自身を使い捨て式とすることも可能である。セ ンサー・グリッドの構造は、特定の用途で予想されるオイル排出の最大期限まで より少なくともわずかに長い寿命を示すように設定される。 次に、第２６図を参照して、矢印２２８は、オイルののぞましい排出基準を示 す。すべてのセンサー・グリッドは、ひとたび機能不全状態におちいると特定の 周波数に達するように設計されている。例えば、第２６図に示す周波数特性を有 するセンサーでは、機能不全状態に対応する周波数は、毎秒約２３０００サイク ル(Ｈｚ)である。グリッド２００および２０４の周波数感応性は、約１００００ マイルでずれ始めることがわかる。この変動は、該二つのセンサー・グリッドで の意図的な流れと電荷の差によって生じるものである。比較測定を行なうことに よって、煤の効果を他の汚染物質の効果およびオイルの劣化の影響から分離する ことが可能となる。また、第１５図を参照して説明したと同様な始動時および停 止時の測定によって、水の汚染効果を定量することができる。 さらに、グリッド・２００および２０４からの信号を比較して、累積磨耗およ び磨耗率の傾向を推定することもできる。捕捉された磨耗粒子の累積効果は、セ ンサー周波数を十分に大きくシフトさせるため、上に述べた目的を達成すること ができる。第２６図から、センサー・グリッド２０４では、周波数の突然の低下 が約４０００マイルで発生することが理解されよう。これは、おそらくは鉄を含 む構成部品の磨耗によって生じる含鉄粒子の汚染物質の生成を増大させる一回だ けのできごとであることを示している。センサー・グリッド２０４の感応周波数 のその後の傾向は、オイル排出期間を通じて磨耗が続いているが、その後に目立 ったできごとは生じていないことを示している。 第２７および２８図は、比較式オイル品質センサーの他の実施形態を示してい る。このシステムは、第１８−２１図に示したシステムに比して、温度および圧 力依存性を知ることができる効果を有する。好ましくは一次測定グリッド２３０ と同じ基板上に配置された第二の「基準」センサー・グリッド２３２によって基 準信号が供給される。図示のように、基準センサー２３２は、膜２３８によって 隔離された環状ハウジング２３６内に基準流体２３４を収容している。該膜は、 好ましは基準流体とサンプル流体の間の圧力差に対応できるように可撓性の材料 でつくられる。したがって、基準周波数感応性には感圧性が含まれる。 理想的には、基準流体は、テスト流体とほぼ同様な温度特性を有し、汚染され ていないまた劣化していない溜まり流体と同じ流体とすることができる。すなわ ち、基準流体すなわちオイルは、サンプル流体と同じ温度依存特性を示す。この 特定の分析方法では、予想されるオイル排出の最大期限までの間、基準オイルが 安定した状態にとどまることを仮定している。実際には、基準オイルは、高温に さらされると劣化するであろう。合成オイルは、高温のさらされてもそれほど劣 化しやすくないので、各オイル交換ごとに新しい基準オイルを再実装するよりは 、基準オイルとして合成オイルを使用するほうが好ましいかもしれない。 やはり第２７および２８図を参照して、センサー・グリッド板２４０は、すで に説明した方法など多数の方法から任意の方法を選んでハウジング２４２に固定 することができる。グリッド装置の他の構造上の特徴は、すでに説明したものと 同様である。 オイル品質分析法に関しては、基準センサー２３２は、サンプル・センサー２ ３０と同じ温度、圧力、および他の外部的環境条件への応答特性を示す。測定チ ャンバーの条件が変化すると、基準材料および基準測定システム（センサー）の 感応性もそれに応じて変化する。基準センサーおよびサンプル・センサーは、環 境の影響に同じように感応すると仮定することができる。基準材料は、制御でき る量以内の量でハウジング２３６に収容されてオイル・サンプルおよびサンプル ・センサーと熱平衡状態に保持された安定したオイル、例えば上に述べたよう な合成オイルまたは他の材料（必ずしも液体でなくともよい）でなければならな い。のぞましくない環境の影響がどのように複雑であっても、サンプル・センサ ー周波数と基準センサー周波数の比を適当に設定することによって、その影響を 排除することができる。この方法は、第１８−２１図の単一センサー構成の精度 を高めるために用いられるサーミスタおよび非線形補償論理の使用を排除するこ とができる。 第２９図は、二重センサー比較式オイル品質感知システムの他の例を示す。図 示のように、全体を２５０で示すハウジングは、任意の適当な方法でエンジン・ ブロックに取り付けるように配設されている。オイル充填装置のネック部２５２ から、収集エルボ２５４を通り、さらに通路２５６を通ってオイルの溜まりまで 流体連通が確保されている。収集エルボ２５４の基部にある口２６０は、オイル ・サンプル検査チャンバー２６２と連通している。検査チャンバー２６２の高さ は、収集エルボ２５４の高さより小さく、通路２５６より下方にある。検査チャ ンバー２６２の基部には、すでに説明した種類のセンサー・グリッド２７２が配 設されている。同じハウジング２５０内には、検査チャンバー２６２に隣接して 第二の検査チャンバー２６４および例えば第１８−２１図を参照して説明したと 同様なセンサー・グリッド２７４が配設されている。換言すれば、第二の検査チ ャンバー２６４内では、使用エンジン・オイルが、常時、入り口２６６から、セ ンサー・グリッドを通りまた出口通路２６８およびすでに述べたようなすなわち オイル・フィルター９４のような公知のフィルター構成を通って循環している。 この方法を用いることによって、収集エルボ２５４は、オイル充填装置のネック 部２５２から新しいオイルを収集する。収集されたサンプルは、基準オイルとし て役立ち、また収集エルボの構成によって、起こり得ないと思われる補給オイル の追加分を補償するオイル混合物を保持することができる。 第３０図に示す他の実施形態にあっては、エンジン停止分析の間に汚染物質検 出感度が高められる。この構成では、三つのセンサー・グリッド２８０、２８２ 、および２８４が使用される。センサー・グリッド２８０および２８２は、濾過 されてないオイル通路２８６内に配置され、センサー２８４は濾過されたオイル 内に配置される。センサー・グリッド２８０は、センサー・グリッド２８２の上 に 逆転して配置される。比較的小さい磨耗粒子は、比較的大きい磨耗粒子より長い 時間懸濁液中にとどまり、センサー・グリッド２８０によって検出されると考え られる。懸濁し乳化した汚染物質がオイル・サンプルから沈殿し始めると、セン サー・グリッド２８２が汚染物質の蓄積を測定する。比較的大きい粒子がセンサ ー・グリッド２８２へ落下した後でも、比較的小さい粒子はセンサー・グリッド ２８０によって検出されるであろう。付加的なキャパシタ板として作用する部分 的に荷電した粒子のために、センサー・グリッド２８０によって検出されるキャ パシタンスは増大する。しかし、センサー・グリッド２８２へ向かう粒子の移動 は、最終的にはセンサー・グリッド２８０の周波数感応性にも影響する。荷電粒 子がオイルと通って沈降するために、最終的にはセンサー・グリッド２８２でも 相補効果が観察されるであろう。 グリッドの感応性の間の時間の遅れは、定量してさまざまなセンサー測定分析 アルゴリズムに使用することができる。両センサー・グリッド２８０および２８ ２の測定値を比較することによって、オイルに含まれる汚染物質に関するユニー クな情報が得られる。この方法を用いれば、粘性の影響も観察できるであろう。 オイルの粘性が増大すると、二つのグリッドの感応性の間のリード時間の遅れが 増大する。センサー・グリッド２８４は、濾過された（汚染物質のない）オイル 内に配置されており、基準信号を供給する。センサー・グリッド２８４の測定値 をセンサー・グリッド２８０および２８２の測定値と比較すれば、オイルの全体 的な劣化から汚染物質の作用を取り出すことができる。 第３１図は、第１８図に示したセンサー・グリッド・ハウジングのオイル・フ ロー・チャンバーを立体的に示したものである。これは、ハウジング内でオイル ・フロー・チャンバーを鋳造するために必要な成型コアの概要を示す図でもある 。すなわち、入り口通路３００、出口通路３０２、ほぼ垂直に配向した検査チャ ンバー３０４、および、オイル・センサーおよびグリッド装置を収容する点線で 示したハウジングの中ぐり３０６が立体的に描かれている。通常の作動時には、 循環するオイルは、検査チャンバー３０４の側を通り、センサー・グリッドの表 面を横切って流れる。流れが十分に減少しまたは停止すると、検査チャンバー３ ０４は、付加的なオイル量を供給する「静的ジャンプ」として作用し、この付 加的なオイル量は、（センサーの面を横切るように流れて汚染物質を洗い去るの ではなく）センサー・グリッドの上に直接下りて測定感度を高める。 第３２図は、第３１図と同様であるが、静的ジャンプを提供するためのチャン バーのないハウジング構成の他の実施形態を示す。したがって、検査チャンバー ３１０の中には、入り口３１２から検査チャンバー３１０を通り、中ぐり３１４ 内に配置されたセンサー・グリッドを横切って出口通路３１６から出る連続した 流体の流れが存在する。好ましくは、第３１および３２図のオイル・フロー・チ ャンバーは、かなり薄い層状のオイルの流れを生成するように構成される。 第３３および３４図は、ハウジング・コアの型状の構成の他の実施形態を示す 。したがって、これらは、センサー・ハウジング３３０の異なる実施形態である 。第３３図では、ハウジングは、３３２で示す複数の適当に配向した羽根を含み 、ヴェンチュリの流れのパターンを生成する構成となっている。これによって、 全体を３３４で示す主オイル・フロー・チャンバーが複数のコンパートメントに 分割され、フロー・コンパートメント３３６は、外側通路３４０と連通する。そ の結果、外側通路でのオイルの流量が増大し、センサー・グリッドを通って流れ る流体の全圧力低下が増大する。その結果、流れが増大し、センサー・グリッド からの粒子の洗浄が容易となる。 第３４図では、コアの型が複数の垂直に向けられた羽根３５２を備え、これら がハウジングを複数のフロー・コンパートメント３５６に分割している。これま での構成とは異なり、センサー・グリッドへの入り口通路は、平行な通路３６０ および３６２に分割され、これらは、センサー・グリッドの近くで合体する。こ れによって、センサー・グリッドの上方に垂直なオイルの柱が形成され、センサ ー・グリッドのオイル流量は、フロー・コンパートメント３５６のそれよりかな り低くなる。ただし、この柱の上端近くには小さなオリフィス３６４が配設され て、小さなオイルの循環が確保される。垂直なオイルの柱は、拡大された検査チ ャンバーとして機能し、より多くの汚染物質がセンサー・グリッドの上に蓄積す ることができ、したがって測定感度が高まる。 第３５図は、第３１ないし３４図に示すコアの型と同様であるが、オイルの流 れを配向する複数のらせん状羽根３７０を有するさらに他の実施形態を示す。も ちろん、特定の用途に応じて、第３１−３５図に示す流れのパターンを組み合わ せて使用することができる。 本発明の他の側面にもとづけば、第３６図に示すように、センサー・グリッド ３８０を回路盤３８２に取り付ける方法が提供される。例えば第２２図に示すよ うなセンサー・グリッドには、複数の剛性の接続ピン３８４が配設され、それら は、各々が対応するコンタクト・パッド３８６に導電接続され、またセラミック 基板３８８を通ってそれに結合されている。セラミック基板３８８は、さらに、 下方接地面として機能する導電性金属相３９０を有するファイバーグラス・ラミ ネートなどの盤に結合されている。つなぎひも２９２は、その一端が下方接地面 に取り付けられ、他端が回路盤３８２に取り付けられている。回路盤は、さらに 、各剛性の接続ピン３８４に対応して盤に取り付けられたピン３９４を有する。 剛性のコネクタ（ジャンパー）は、盤に取り付けられたピン３９４とセンサー接 続 ピン３８４の上を滑動するように配設され、センサー・グリッド・ピンが穴 ３９８を通って回路盤に挿入されたときに該両方のピンを電気的に接続する。 第３７図に示すように、電磁石、センサー・グリッド、およびセンサー・ボー ド／カードは、単一で一体の構成部品４００として配設することができる。した がって、第２０図を参照して、電磁石をハウジング内の所定の位置に保持するた めに用いられている同じ取り付けフランジ１６９を用いて一体の装置４００全体 をハウジングに保持し、側部取り付け式のセンサー・ボード１７４、センサー・ グリッド１６６、およびカバー１７６を除去することもできる。 第３８図に示す本発明の他の実施形態にあっては、第１８−２１図に示すセン サー・グリッド・ハウジングに、回路盤カバー４１２と一体形成の一連の冷却フ ィン４１０が配設されている。これらは、センサーを通って循環するオイルから 発生する熱を発散させる作用を果たす。これによって、好ましい実施形態にあっ てはマイクロプロセッサを用いて実装されている制御論理を含む回路盤の構成部 品の性能に悪影響をあたえるような高温が生じる可能性が少なくなる。図示のよ うに、センサー制御論理は、電子制御モジュール４１４の制御論理に機能的に接 続されている。また、別個の粘性センサー４１６は、電子制御モジュールに接続 されている。第３８図に示す構成部品は、第１７図を参照して説明したものと同 様である。 本発明にもとづけば、エンジン・ブロックとオイル・フィルターの間にオイル ・センサー・ハウジングを配置する必要はない。第３９および４０図に示すよう な他のオプションも利用可能である。 例えば、第３９図に示すように、オイル・センサー・ハウジング４２０をエン ジン・ブロック４２２とオイル・クーラー４２４の間に配置することもできる。 これまでの実施形態と同様に、オイル・パンまたは溜まり４２８からのオイルを 搬送するポンプ４２６からくる濾過されないオイルは、オイル・センサーを通っ て循環する。この濾過されないオイルは、センサーを通り過ぎた後、公知のオイ ル・クーラー４２４へ送られ、該オイル・クーラー装置と一体構成とすることの できるオイル・フィルター４３０を通るように循環する。濾過されたオイルは、 次に、オイル・クーラーの熱交換部分を通過し、さらにライン４３を通ってエン ジン・ブロックへ送られる。第４０図に示されるように、のぞむ場合には、セン サー・ハウジングとオイル・クーラーは、単一のハウジング４３４内で一体化さ せることができる。 第４１図は、異なる補給オイルを追加するために補正するベースライン曲線を 校正するための方法あるいはシステムを示す。換言すれば、ベースライン曲線の 校正は、溜まり４５０へ追加される品質、ブランド、粘性等の異なるオイルに対 応するためのものである。このシステムは、オイル・フィルター４５４と流体連 通している補給オイル貯蔵部４５２を含む。もちろん、オイル・フィルター４５ ４は、オプションである。補給オイルは、該オイル・フィルターから通常は閉じ られておりフロートまたはそれと同様なセンサー４５８からの信号にもとづいて 開位置へ動かされる制御弁４５６へ供給される。制御弁４５６は、溜まりのオイ ル・レベルがあらかじめ定められたレベルを下回ると開く。したがって、制御弁 が開くと、補給オイルが貯蔵部４５２から流量計４６０を通りオイル品質センサ ー４６２へ流れる。好ましくは、オイル品質センサー４６２は、潤滑システム内 の他のオイル・センサーに加えて配設される。オイル品質センサー４６２の機能 は、貯蔵部から追加される補給オイルの品質および／または種類を判別してこの 情報を制御論理へ供給することである。これによって、制御論理は、ベース ライン校正曲線およびそれに続いて行なわれる計算を更新して最適のオイル排出 間隔を示す。 第１８−４１図を参照して上に述べた各種の構成は、さまざまな取り付けオプ ションを示す第４２図にその概要が示されている。チャンバー４６８として示さ れるのは、第３０図に概要を示す互いに重ね合わせて配置された二重センサー構 成を用い、オイル内の汚染物質に対する重力の効果を測定するオイル品質センサ ーである。単独で使用する場合には（すなわち、センサー配置の他の説明を無視 する場合には）、このセンサーは、ポンプ４７０からの濾過されないオイルを処 理し、オイル・フィルター４７２を通過する前にすでに詳細に説明した方法でそ の分析を行なう。チャンバー４７４として示されるのは、基準流体とチャンバー ４６８を通る濾過されていないオイルの比較を行なうために内部に適当な基準流 体を入れたオプションの基準センサーである。この一般的な構成は、第２７図を 参照してすでに説明したものであり、チャンバー４７４は、基準チャンバー、流 体、およびセンサー２３２−２３８に対応する。 さらに第４２図を参照して、センサーは、第３０図に示す実施形態に関連して 説明したように互いに重ね合わされた二つのセンサー・グリッドが配設されたも のとすることができる。また、センサーは、第２５図に示す実施形態に関連して すでに述べたように、オイル内に存在する含鉄および非鉄磁性汚染物質を区別で きるように永久磁石を備えたものとすることができる。第４２図のチャンバー４ ７８および４８０で示すように、濾過されないオイルは、分岐されたオイル流路 ４８２および４８４に添って分割することができる。これらの流路は、それぞれ 関連する流量Ｍ２およびＭ３を示し、第２５図に示す実施形態に関連してすでに 説明したような複数のセンサーの上を通る濾過されないオイルの異なる流量の効 果の検査に対応することができる。さらに、チャンバー４８６で示されるのは、 第３０図の実施形態に関連してすでに述べたようにオイル・フィルター４７２の 濾過されたオイル側に配設することのできる基準センサーである。最後に、チャ ンバー４９０で示されるのは、オイル充填装置のネック部４９２のエルボに配設 することのできるオイル品質センサー・グリッドである。これによって、第２９ 図の実施形態に関連してすでに述べたように、オイル品質を分析するとき、制御 論理が溜まりのオイルへ追加される補給オイルの効果を考慮することが可能とな る。 全体を４９４で示すハウジングによって仕切られた状態で示してあるセンサー ・グリッドの位置は、第４０図に関連して説明したように、オイル・クーラー・ ハウジング内とすることができる。あるいは、センサーは、第１８−２２図の実 施形態に関連して説明したようにエンジン・ブロックとオイル・フィルターの間 に配置される中間ハウジング内に配置することもできるし、あるいは、第３８図 の実施形態に関連して説明したようにエンジン・ブロックとオイル・クーラーの 間に配置することもできる。 次に、第４３−５１図を全体として参照して、これらの図は、好ましくは、第 １図の制御論理５２のような制御論理または第１７図のＥＣＭ１０４、データ・ ハブ１１０、またはＯＱＳ１２０によって行なわれるオイル品質分析を実施する ための方法を示す。第１５図に示すように、大型ディーゼル・エンジンなどの通 常の機械は、その作動および休止サイクル中の特定の時点に応じて特徴的なオイ ル品質測定値を示す。したがって、サイクルの各部分、すなわち、始動時、走行 時、および停止時での多数の測定値を得ることがのぞましい。 好ましい一実施形態にあっては、使用の各段階での分析方法は、残存オイル寿 命見積りプログラム（ＲＯＬＥ）の計算を使用することによって予示される。Ｒ ＯＬＥは、相対的なオイルの寿命を示すものである。ＲＯＬＥの最大値は、例え ば１００など任意のあらかじめ定められた値に設定され、理想的な条件のもとで 使用されるエンジンでオイル交換直後に利用可能な最良の潤滑油（例えば、合成 油）をあらわすものとされる。負のＲＯＬＥの値は、のぞましいオイル排出間隔 に違反したことを示す。このような違反は、サービス要員が後に検索できるよう に記録される。さらに、車両のオペレーターには、計器盤のライトなどで警告を あたえる構成とすることもできる。 ＲＯＬＥは、のぞましいオイル交換間隔を示すために用いられる。したがって 、ＲＯＬＥが例えば１０などのあるあらかじめ定められた値に達したとき、オイ ルの排出が指示される。しかし、のぞましいオイル交換を示すＲＯＬＥの値は、 オイルの劣化の速度にもとづいて使用中に変更されることが好ましい。もちろん 、 本発明の精神または範囲を逸脱することなく他の方法を採用することも可能であ る。 ディーゼル・エンジンに用いられる場合には、始動時の分析は、好ましくはエ ンジンの点火時に開始される。エンジンの使用時間、車両の走行距離、前回のＲ ＯＬＥ計算から経過した時間など多数のパラメーターにもとづいてＲＯＬＥを計 算するために、エンジンのウォームアップ中に連続測定が行なわれる。休止期間 が長ければ、センサー・グリッド上により多くの粒子が蓄積するため、休止期間 の長さも、始動時のオイル品質センサーの測定、グリッドの詰まりおよび洗い流 し分析に関係する。 始動したら、オイル品質センサー（ＯＱＳ）は、休止期間中にオイルの排出が 行なわれたか否かを判別しなければならない。サービス要員がシステムにオイル 交換を指示し、その結果、フラッグがセットされてセンサー・グリッドへ送られ る場合もある。しかし、この情報が誤っている場合や事故で省かれる場合もあり 得る。したがって、制御論理は、自動的にオイル交換を検出し、前回のベースラ イン校正を置換する前にこの信号を確認する。多くのオイル品質パラメーターは 、新しいオイルが劣化したオイルにとって代わったとき顕著に改善されるため、 オイル交換は、これらのパラメーターによって示される。本発明によって行なわ れる適当な温度補償によって、キャパシタンスにもとづく測定値は、オイル交換 の適当な指標となる。ただし、オイル交換の検出の信頼性は、粘性および汚染物 質のレベルの変化を検出することによっても高めることができる。もちろん、オ イル交換の表示の信頼性を高めるために他の多くの測定値を用いることもできる 。 ＲＯＬＥ判別の不正確さから生じる構成部品の磨耗または損傷の増大の可能性 を少なくするためには、特定の用途および予想される使用条件にもとづいてあら かじめ定められた安全限度を設定することもできる。例えば、３００００マイル または１５００エンジン使用時間などの安全限度を設定して、現在のＲＯＬＥの 判別結果のいかんにかかわらず、これらの安全限度に達したときにオイル交換を 指示することもできる。同様に、使用する潤滑油の種類に応じて省略時のオイル 排出間隔を設定することもできる。例えば、効果的な濾過処置を維持すれば、ほ とんどの合成油は、ほとんどの鉱物油より長い排出間隔で安全に使用することが できる。したがって、合成油には鉱物油より長い省略時排出間隔を割り当てて、 不必要なオイル交換をなくすようにすることが好ましい。この省略時オイル排出 間隔は、高い初期ＲＯＬＥ値に対応するものである。本発明にもとづくオイル品 質分析システムによって得られる付加的な測定値を用いれば、省略時または安全 排出間隔を現在のぞましいとされるものよりはるかに長く伸ばすことが可能とな る。 このようにして、初期の始動期間中に、温度の関数としての特徴的な周波数感 応性にもとづいてオイルの種類を推定することができる。温度の関数としての粘 性の変化を利用して、特定のオイルの種類の確認に役立てることもできる。オイ ルの種類が識別されれば、適当なＲＯＬＥを初期設定することができる。この値 は、ユーザーが選択できる安全係数を用いて修正することもできる。例えば、ユ ーザーが選んだ安全係数が１０であるとすると、ＲＯＬＥの初期設定値が１０パ ーセント低減され、検出された特定のオイルの種類に関する省略時の値より早く オイルの排出が指示されることになろう。 前に述べたように、オイル品質センサーおよびオプションの粘性センサーを用 いて、エンジンの通常の使用時にデータを収集することがのぞましい。すでに説 明した実施形態の電磁石を励起すれば、エンジン使用中に付加的な含鉄磨耗粒子 や有極分子を引き付け、センサー・グリッドの遠隔洗浄のために電磁石を周期的 に反転させることができる。洗浄工程中に得られた測定値を用いれば、すでに測 定した含鉄粒子の濃度を確認することができる。エンジン速度（したがってオイ ル流量）の関数としての含鉄粒子蓄積速度の差を用いて、汚染物質の粒子の大き さに関する情報を得ることもできる。 エンジン使用中のデータ収集によって、多くの目的を達成することができる。 センサーの電磁石を断続的に励起する方法を用いて荷電／放電の頻度を測定し、 オイルの誘電値を示すこともできる。走行中の測定によって、酸化／窒化、オイ ルの種類、水分含有量、煤、および他の非金属汚染物質を示す値を得ることがで きる。エンジン使用中、エンジン停止の事故なしにあらかじめ定められた時間間 隔が経過した場合には、測定データは、制御論理によって受け取られる。以下に より詳細に説明するように、データを用いて、誘電性の傾きを測定し、傾向分析 、 悪いサイクル条件によって生じる突然の変化の検出、および測定値の信頼性を高 める目的で煤のレベルと比較するための粘性の変化の傾向の検出などを行なうこ とができる。エンジン使用中に収集されたデータは、また、洗い流し／洗浄効率 およびセンサー・グリッドの詰まりを示すために用いることもできる。この種の 分析の準備のためには、エンジン速度、オイルの粘性、およびオイルの温度に関 する情報を収集することが好ましい。 本発明の好ましい一実施形態にあっては、エンジン停止分析は、エンジンが停 止する度ごとに行なわれる。エンジンの停止後、好ましくは１０分を限度として あらかじめ定められた期間、センサーへの電力の供給が維持される。また、この 期間中、センサー・グリッドの上の静止したオイルの柱が保持されて、オイル中 の粒子がセンサー・グリッド上に沈殿できるようにすることが好ましい。時間に 依存するセンサー周波数の傾向を検査すれば、汚染物質の量および性質を識別す ることができる。すでに説明したように、磁場束パターンを操作して含鉄粒子を 配向し、検出感度を高めることができる。停止測定中にオイル温度は低下するた め、グリッドに取り付けたサーミスタが現在のオイル温度を示すようにし、それ を用いてセンサーの周波数感応性を補償し、問題の温度域での正確な比較が行な えるようにする。 オイルの粘性は、汚染物質がセンサー・グリッド上に沈殿する速度に影響する ため、停止データを分析するときには、（温度補償後の）前回の走行サイクルで の有意の粘性の移動を考慮する必要がある。例えば、大きな煤の蓄積を誘起した エンジンの停止に先立つ長い使用期間では、（全温度域で）オイルの粘性が大き く増大するものと思われる。したがって、停止分析中の汚染物質の沈降時間は延 長される。粘性情報を考慮しないと、停止分析中に汚染物質の相対的な減少が検 出される。逆に、燃料の希薄化は、オイルの粘性を低下させ、汚染物質の沈降時 間を減少させる可能性がある。いずれの状態も、誤ったオイル交換の指示あるい はのぞましいオイル排出間隔の不適当な引き伸ばしを招くおそれがある。長い期 間停止測定を行なうことによって、また、粘性の効果を示すことができる。 次 に、第４３ａおよび４３ｂ図を参照して、これらの図は、エンジン潤滑システム で基本的な連続オイル品質分析を行なうための本発明の一つの方法を示すフロー チャートである。このフローチャートおよび第４３ないし４８図に示すフローチ ャートは、この方法のステップの順次処理を示すものであるが、本発明の精神あ るいは範囲を逸脱することなく多くの処理方法の中からいずれかを選んで利用で きることを理解されたい。例えば、制御論理がハードウエアで実装される場合に は、この方法のステップの多くは同時にまたはほぼ同時に実行できるであろう。 同様に、本発明の目的を達成しその効果を挙げるために、割り込み駆動処理を利 用することもできる。ニュートラルネットワークまたはファジー論理を利用した 適応処理などを用いる平行処理技術を用いて本発明の方法を実施することもでき る。 第４３ａ図のステップ５００、５０２、および５０４は、対応するサブルーチ ンを用いてオイル品質分析に関係するほぼ同時に得られるさまざまなエンジン・ データを分析するステップである。制御論理は、図示のように主プログラムとい くつかのサブルーチンをもつトップダウン構造を有することが好ましい。ただし 、当業者には公知のように、サブルーチンで実行される制御論理を主プログラム に組み込むことも容易である。同時に得られるエンジン情報を用い、ステップ５ １０ないし５１６で行なわれる個々の分析に対応して具体的なメッセージを車両 のオペレーターに提供することもできる。この情報は、また、ステップ５２６で 示す全体の共働作用的分析に利用される。ステップ５００では、アーム使用時間 を示す値が検査されて、妥当なオイル品質パラメーターの予想が行なわれる。シ ステム・パラメーターは、エンジン時間数にもとづくさまざまなオイル交換スケ ジュールに対応するように調節することができる。例えば、あらかじめ定められ たまたは適応自在の試運転期間中の新しいエンジンのためには、比較的短いオイ ル排出間隔を指示することもできよう。同様に、古いエンジンで生じた構成部品 の磨耗に対応するために、のぞましいオイル排出間隔を短縮することもできる。 次にステップ５０２では、最後のオイル排出以降のエンジン時間数が判別される 。 第４３ａ図のステップ５０４では、サイクル分析が行なわれて、エンジン使用 サイクルの相対的苛酷さが判別される。ひどいオイルまたはエンジンの劣化を生 じるおそれのあるエンジン使用の諸側面を識別した後は、相対苛酷度を１から１ ０までの間の値であらわすことが好ましい。このサイクル苛酷度は、ＲＯＬＥ 計算を適当に調整するために用いられる。例えば、イオウ濃度の高い燃料を用い て極端な使用温度でエンジンを過度にアイドリングさせれば、苛酷な使用条件が 表示されることになる。それに対応してサイクル苛酷度５の値が示され、ＲＯＬ Ｅ計算では通常の使用サイクルのＲＯＬＥに比して５０％の減少が生じることに なる。 さらに第４３ａ図を参照して、ステップ５０６では、長い期間にわたって測定 されたエンジンおよびオイル・センサーのデータを用いた傾向分析が行なわれる 。この傾向分析は、適当な統計を用いてエンジン使用サイクル、エンジン・オイ ル品質測定値、およびエンジン・パラメーター・データの傾向を検出するもので ある。好ましい一実施形態にあっては、オイル排出間隔の後半にわたって各パラ メーター曲線の傾きと標準偏差がモニターされ、オイルの徐々の劣化を示す傾向 が検出される。さらに、オイル排出間隔の最後の１０％の期間にわたって傾きと 標準偏差が検査され、突然の磨耗、汚染物質の侵入、または新しいオイルが追加 されたことを示す比較的突然の変化が検出される。 ステップ５０８では、上に説明した使用条件の指標にもとづいてオイル分析計 算を行なう頻度が判別される。苛酷なサイクルが検出された場合には、通常の使 用サイクルの場合より頻繁にオイル分析が行なわれる。すでに説明したように、 オイル分析は、エンジンの自動または停止のすぐ後に行なうことが好ましい。オ イル分析は、他のさまざまなエンジン条件が発生したときにも行なわれる場合が ある。ステップ５０８で、現時点ではオイル分析が指示されないことが判別され た場合には、方法がステップ５２４へ進む。オイル分析が指示された場合には、 方法はステップ５１０へ進み、粘性分析が行なわれる。この粘性分析は、粘性を 測定し、以下に詳細に説明するようになんらかの問題が検出されればそれを示す ように適当なフラッグをセットするものである。粘性分析は、サイクル傾向分析 、粘性傾向分析、および現在のエンジン使用パラメーターにもとづいて行なわれ る。粘性分析サブルーチンは、第４４ａおよび４４ｂ図を参照して詳細に説明す る。 同じく第４３ａ図に示すように、ステップ５１２ではオイルビュー分析が行な われる。冒頭に言及して参考資料として本出願に添付したアメリカ合衆国特許第 ５２６２７３２号に開示されているように、この分析は、腐食指数、汚染指数、 強磁性粒子指数、および累積強磁性粒子パラメーターを含む多くの有用なオイル 品質指数を提供するものである。次に、ステップ５１４では、オイルに関する全 ベース数ＴＢＮが判別される。エンジン・オイルに関するこのＴＢＮの値は、オ イルに入る酸性燃焼生成物のために低下する。一般に、ＴＢＮの値は、オイルの 腐食の可能性を示すが、上で判別された腐食指数とは必ずしも相関しない。すな わち、ステップ５１４では、サイクルの苛酷さ、エンジン時間、ＴＢＮの傾向等 に関してＴＢＮの分析が行なわれる。許容できないＴＢＮ値を示すために適当な 状況フラッグがセットされる場合がある。 第４３ａ図のステップ５１６では、エンジン時間、オイル時間、および経時的 傾向の面から含鉄および非鉄磨耗粒子の分析が行なわれる。通常、この分析は、 エンジンの停止後に比較的よどんだオイル・サンプルを用いて行なわれる。磁場 をあたえた場合とあたえない場合で、センサー周波数感応性が測定される。次に 、測定値が、含鉄および非鉄粒子の濃度を示す校正ファイルと比較される。すで に述べたように、異常な状態が検出されれば、オペレーターに具体的な勧告が出 されるか、あるいは単にステップ５２６で行なわれる共働作用分析へデータが送 られる。 第４３ａ図のステップ５１８では、水またはグリコール冷媒およびシリコン粒 子など各種の汚染物質の質および性質が判別される。水とオイルの誘電性は有意 に異なるため、センサー・グリッドは、水の汚染にきわめて敏感である。水の濃 度が増大すると、センサー周波数は減少する。しかし、大型エンジンのオイルは 、通常、少量の水を分散させる添加剤を含んでいる。これが、水の濃度が低い場 合には水を検出するセンサー・グリッド能力に影響し、また水の量が増加した場 合の検出特性にも影響する。水の含有量が過度になると、オイル中の添加剤が有 効に機能することができなくなり、濃い乳化液が形成されるおそれがある。この 現象は、低温の外気条件で使用されるメタノール・エンジンおよびガソリン・エ ンジンでより頻繁に起こる。 水は、燃焼の通常の副産物であり、燃焼室から逃げ出して他の燃焼がストとと もにクランクケースに入り込む。さらに、水は、エンジンとオイルが冷却される にしたがってオイルの溜めの中で濃縮される。水は、通常、水とグリコールの ５０：５０の混合物である冷媒とともにクランクケース内に入り込むおそれもあ る。エンジン・サービス（すなわち、シリンダー・ヘッドの取り外し）の後でオ イルが排出され交換されない場合あるいは冷媒の漏れが発生した場合、冷媒の汚 染が発生する。後者は、一般的な障害の形ではないが、それによって溜めの中に 大量の冷媒が入り込むおそれがある。水は、エンジンの磨耗に悪影響をあたえ、 オイル中の添加剤を枯渇させる。オイル中の水は、イオンの流動性を高め、それ に続いてエンジン構成部品の腐食を招く。その結果生じる酸化物の層が、エンジ ンが始動したときにより迅速な磨耗を起こす。大量の水は、オイルと十分に混ぜ 合わされると濃い乳化液を形成する。乳化されたオイル／水の混合物は、オイル の流れを制限し、正規の潤滑を生じさせない。乳化されたオイル／水の混合物は 、また、粘性測定値を変化させるおそれがある。 さらに、多くの燃焼副産物は、水の存在下で強酸を形成する。ただし、水の沸 点温度は、標準圧力では通常のエンジン使用温度より低いため、クランクケース の中の水は、通常の使用中に沸騰して放出されてしまう。したがって、溜めのオ イルの温度が１００℃を越える状態で、長い使用期間の後に水が検出された場合 には、ひどい冷媒の漏れがあることを示している。水の蒸発効果は、誘電率の低 下によってセンサー感応周波数が徐々に上昇する形であらわれる。センサー・デ ータ分析法は、この現象を用いて水の汚染を検出するものである。 さらに続けて第４３ａ図を参照して、ステップ５２０では、傾向分析を行なっ ている間にサイクルの苛酷さとオイル時間との関係で煤が測定される。水の汚染 の場合と同様に、煤の汚染も、センサー感応周波数を有意に低下させる。オイル 中の煤の濃度は、温度に関係ないが使用条件、濾過、およびオイル交換に依存す るため、エンジン・ウォームアップ・サイクル中のすべての温度補償された周波 数の変化は、水の蒸発が原因となる。煤は、エンジンの使用中に徐々に起こるオ イルの濃化（すなわち、粘性の増大）を招く。これに反して、水は、添加分散剤 の容量を超過して乳化液が形成されない限り粘性には影響しない。したがって、 ウォームアップ中のキャパシタンスの変化が粘性の経時的変化と組み合された場 合、それは、煤の濃度が高いことを確認する現象である。 ステップ５２２では、窒化と酸化のレベルが判別される。酸化および窒化反応 は、ともにオイルの濃化を招き、センサー感応周波数を徐々に低下させる。ステ ップ５２４では、不揮発性メモリーから潤滑油の限度値が読み出される。これら の限度値は、応答あるいは警告を開始するまでの許容される潤滑油の劣化レベル を設定するあらかじめ定められた一組のパラメーターを含む。これらの限度値は 、乗数として用いられ、ベースライン校正限度値を調整する。これらのパラメー ターの値は、特定の用途に対応するためにユーザーが調整することもできる。そ の後エンジンが売りに出される場合、買い手は、これらの値を見てそれまでのエ ンジン使用の苛酷さを推定することができる。例えば、積極的に校正を行なえば 、ＲＯＬＥの計算値および関連する限度値をベースラインまたは標準校正値から ２５％も増大させることができるのに対して、控えめの校正を行なえば、ＲＯＬ Ｅの計算値および関連する限度値を２５％も減少させることができる。 第４３ａ図のステップ５２６では、他のさまざまな分析で求められた情報およ び現在のエンジンの情報を用いて共働作用分析が行なわれる。この共働作用分析 は、第４６図を参照して詳細に説明する。第４３ａ図のステップ５２８では、ス テップ５２６の共働作用分析にもとづいて、オイルの状態が許容できるか否かが 判別される。オイルの品質が許容できないと判別された場合には、ステップ５３ ０で、サービスまたは保守要員による将来のアクセスのために、メモリーに警告 障害が記憶される。ステップ５３２では、ライトを点灯するかまたはそれと等価 の表示を行なうことによってオペレーターに警告障害の警報が出される。ステッ プ５３４でオイルの状態がエンジンの継続使用にとって危険であると判別された 場合には、ステップ５３６で該当する緊急障害がメモリーに記録され、ステップ ５３８で緊急警報ライトなどによってオペレーターに警報が出される。あるいは 、またはそれに加えて、データ・ハブ・ドライバ・インターフェースが、オペレ ーターへの警告の詳細な説明を行なう。そこで、制御がステップ５４２へ戻る。 続けて第４３ｂ図を参照して、ステップ５２８でオイルの状態が許容できると 判別された場合には、ステップ５４０でそれまで点灯されたすべての警告ライト または緊急警報ライトが消される。ステップ５４２でオイルの状態の改善が検出 されなければ、制御は、ステップ５５０をパスし、ステップ５１８へ戻って再び 処理を最初から始める。もちろん、他の「主」プログラムを平行的に実行しても よいし、制御がステップ５１８へ戻る前にステップ５５０から他のプログラムへ 進んでもよい。ステップ５４２でオイルの状態が改善されていると判別された場 合には、ステップ５４４で、オイル交換が行なわれたか否かが判別される。 ステップ５４４でオイルの状態の改善がオイルの交換を示すほど有意なもので ないと判別された場合には、ステップ５４６で、補給オイルが追加されて第２９ および４１図を参照して詳細に説明したように適当に感応するか否かが判別され 、制御がステップ５５へ進む。そうでない場合には、オイル交換が示され、ステ ップ５４８で、現在のエンジン時間を記録する、車両のオペレーターに警報を出 す、測定頻度を変更するなどの適当な行動がとられる。 次に、第４４ａおよび４４ｂ図を参照すると、これらの図は、本発明にもとづ いてエンジン・オイルの粘性を分析するための一つの方法を示す。ステップ５７ ０では、適当なセンサー・グリッドから現在のオイル温度（ＧＯＴ）、オイル圧 力(ＧＯＰ)、およびエンジンのＲＰＭが求められる。好ましい一実施形態にあっ ては、ステップ５７２で、エマートのアメリカ合衆国特許第４７２１８７４号に 開示されているような粘性センサー・グリッドによって示されるオイルの粘性（ ν）が判別される。もちろん、当業者に公知の他の多くの方法のいずれかを用い て粘性の測定値または推定値を得ることもできる。ステップ５７４では、オイル 温度が約４０℃であるか否か、あるいは傾向モニターおよび分析のために設定さ れた他のあらかじめ定められた温度であるか否かが判別される。次に、ステップ ５７６で、現在の粘性νが一時的変数ν40にセットされ、ステップ５４８では、 これが経過したエンジン時間の関数として不揮発性メモリーに記憶される。次に 、ステップ５８０、５８２、および５８４では、粘性の変化が、同様な方法で、 例えば１００℃など第二のあらかじめ定められた温度でのエンジン時間の関数と してモニターされる。 第４４ａ図のステップ５８６では、両方の粘性測定値がゼロの値をとって、い ずれの使用温度でも現在測定値が現在利用可能でないこと、すなわち、エンジン がその名目使用温度に達していないことを示しているか否かが判別される。次に 、制御はステップ戻り、両方の測定値が得られるまでこのループが繰り返される 。 ステップ５８８では、粘性測定値に従来の統計的分析が適用され、両方のあらか じめ定められた温度（好ましい一実施形態にあっては４０℃および１００℃）に 関する粘性の変化の傾向が識別される。前回のオイル排出以降および現在のオイ ル排出間隔の最新の１０％および５０％の期間で得られた測定値を用いて、エン ジン時間に関する標準偏差（σ）および第一導関数が計算される。もちろん、特 定の用途に応じて他の間隔を用いることも可能である。 ステップ５９０、６０２、および６０８では、現在の粘性測定値または粘性の 傾向にもとづいて、その後の適当な動作が判別される。ステップ５８９で４０℃ で得られた粘性測定値が対応する下限値より低く緊急事態に入っていると判別さ れた場合には、ステップ５９２でフラッグがセットされ、燃料の希薄化が存在す るか否かが判別される。燃料の希薄化を判別する方法は、第４５を参照して詳細 に説明する。燃料の希薄化が示された場合には、適当なフラッグ(ＦＤ)がセット され、制御は、ステップ５９４を越えてステップ５９６へ向かう(第４４ｂ図)。 そうでない場合には、制御は、主プログラムへ戻る。 第４４ｂ図に示すように、ステップ５９６では、保守またはサービス要員によ る将来のアクセスのために、粘性障害が不揮発性メモリーに記録される。ステッ プ５９８では、ライトの点灯または他の適当な手段によってオイルの緊急事態を 示す警報がオペレーターにあたえられる。次に、ステップ６００で、制御が主プ ログラムへ戻る前に、この情報が、データ・ハブ、ＥＣＭ、および／またはドラ イバ・インターフェースへ伝えられる。ステップ６０２では、同様にして１００ ℃での粘性測定値が対応するあらかじめ定められた限度値を下回るか否かが判別 される。下回る場合には、上に述べたと同様にして、制御が、ステップ６０４、 ６０６、５９６、５９８、および６００へ進む。また同様に、ステップ６０８で オイル交換間隔の最新の１０％の期間で得られた粘性の傾向があらかじめ定めら れた限度値を下回るとはｂされた場合には、ステップ６０４、６０６、５９６、 ５９８、および６００で適当な動作がとられる。しかし、ステップ６０８で最新 の傾向があらかじめ定められた限度値を下回らないと判別された場合には、ステ ップ６１０で、両粘性測定値のいずれかが対応する上限値を上回るか否かが判別 される。いずれかの上限値を上回って（オイルの「濃化」を示して）いる場合に は、ステップ６１２で、メモリーに適当なフラッグがセットされ、すでに説明し た煤の分析が行なわれる。次に、制御が主プログラムへ戻る前に、ステップ６１ ４で、オイルの酸化および／または窒化レベルが判別される。 次に、第４５図を参照して、図は、本発明にもとづく燃料希薄化の検出方法を 示す。ステップ６３０では、両粘性測定値（ν40およびν100）が、対応する下 限値にそれぞれの対応する安全余裕値を見込んだ値を下回っているか否かが判別 される。ステップ６３０の結果、下回っていないと判別された場合には、燃料の 希薄化が示されず、制御は、ステップ６４２で発呼プログラムに戻る。それ以外 の場合には、ステップ６３２でオイル・レベル・センサーによって生成された信 号で現在のオイル量が検出される。燃料がオイル溜め６３４内に入り込んでいる 場合には、ステップ６３４で過度に多いオイル量が検出され、ステップ６３６で 適当なフラッグがセットされて燃料の希薄化が示される。それ以外の場合には、 ステップ６３４で制御がステップ６４２を経て発呼プログラムに戻る。ステップ ６３８では、ライトを点灯するか他の適当な標識を用いることによってオペレー ターにオイルの緊急事態の警報が出される。ステップ６４０では、オプションの データ・ハブ表示装置などによってオペレーターに適当なメッセージが伝えられ 、ステップ６４２で制御が発呼プログラムに戻る。 次に、第４６図を参照して、図は、本発明にもとづく共働作用的オイル品質分 析の方法を示す。ステップ６５０では、なんらかのフラッグがセットされて低粘 性が示されているか否かが判別される。ステップ６５０の判別の結果、低粘性が 示されている場合には、ステップ６５２で燃料希薄化フラッグに関するテストが 行なわれる。燃料希薄化のフラッグがセットされていない場合には、制御はステ ップ６７２へ進む。燃料希薄化が示されている場合には、共働作用的分析によっ て、ユーザーがオイル交換を行ないただちにサービスを依頼する必要があること が示される。次に、制御がステップ６５６で発呼プログラムに戻る。共働作用的 分析の結果生成される例えばステップ６５４、６６６、および６８８で示された ような各種のメッセージは、多数の公知の方法のいずれかを用いてユーザーへ伝 えることができる。好ましい一実施形態にあっては、適当なメッセージがオプシ ョンのデータ・ハブ表示装置でユーザーまたはオペレーターに提示される。検出 された障害、警告、他の問題な状態に対応するエラーまたは障害コードも、保存 して、ユーザーまたは他の車両システムおよびサブシステムへ伝えることができ る。プログラム・サブルーチンから生じるさまざまな結果を用いて他の結論を確 認することができる。 第４６図のステップ６５８では、状況フラッグが検査されて高い粘性が示され ているか否かが判別される。示されている場合には、ステップ６５８からステッ プ６６０へ進み、状況フラッグが検査されて高い煤濃度が検出されたか否かが判 別される。検出された場合には、ステップ６６２でオイルを交換する適当な勧告 が生成される。ステップ６６４で苛酷なデューティ・サイクルが検出された場合 には、ステップ６６６でより良いオイルの使用を勧告するメッセージが生成され 、ステップ６５６で処理が発呼プログラムへ戻る。苛酷なデューティ・サイクル が検出されない場合には、ステップ６６８および６７０でそのデューティ・サイ クルでの異常に高い煤の負荷をユーザーに警告してより広範なオイル分析を勧告 するメッセージが生成される。 つづけて第４６図を参照して、ステップ６５０および６５８でそれぞれ低い粘 性を示すフラッグも高い粘性を示すフラッグもセットされなかった場合には、ス テップ６７２で粘性傾向状況フラッグが検査される。粘性傾向フラッグがセット されていない場合には、制御がステップ６５６で発呼プログラムへ戻る。その他 の場合には、ステップ６７４で粘性の読み取り値が現在のデューティ・サイクル およびエンジン時間にもとづく限界域内にあるか否かが判別される。判別の結果 が否の場合には、ステップ６７０でより包括的なオイル分析を行ないサービスを 求めることが勧告される。粘性の測定値が無理のない範囲にある（がしかしステ ップ６７２で許容できない傾向を示していることが判別された）場合には、ステ ップ６７６でオイル剪断の結果としてＲＯＬＥで計算された残余の距離を修正し て近い将来オイル交換を行なうことが勧告される。 ステップ６６０で煤のフラッグがセットされていないことが判別された場合に は、ステップ６７８でフラッグが検査されて高いレベルの酸化または窒化が存在 するか否かが判別される。次に、ステップ６８０で腐食フラッグおよびＴＢＮフ ラッグが検査される。ステップ６７８および６８０の結果、フラッグがセットさ れていれば、ステップ６８２でオイル添加剤のパッケージの枯渇が示されまたオ イル交換が勧告される。そうでない場合には、制御がステップ６５６で発呼プロ グラムへ戻る。次に、ステップ６８４でオイル時間数を用いたサイクル分析が行 なわれてオイルの相対的な品質が判別される。ステップ６８６で判別された最近 の使用条件をベースにしてオイル時間数が比較的少ない場合には、ステップ６８ ８でオペレーターに適当なメッセージが伝えられる。そうでない場合には、オイ ルの寿命が現在の条件に対して妥当なものであるため、メッセージが生成される ことなく制御がステップ６５６で発呼プログラムへ戻る。 第４７図は、オイルの排出が明示的に示されたかまたはシステムによって自動 的に検出された後の情報の記録に関係するステップを示す。ステップ７００では 、現在のエンジン走行経過時間に対するオイル排出のための値がセットされる。 ステップ７０２では、不揮発性メモリー内にオイル排出時間が記憶される。ステ ップ７０４では、将来の経時的分析で使用するためにオイル分析統計が不揮発性 メモリー内に記録される。この情報は、また、サービス要員が、エンジン制御論 理またはデータ・ハブを介してシステムとインターフェースするサービス・ツー ルを用いてアクセスすることができる。 第４８図は、本発明にもとづいて補給オイルの追加を検出し対応するためのス テップを示す。ステップ７１０では、各種のオイル品質統計値すなわち品質測定 値の変化や標準偏差などの傾向が分析され、最近のエンジン使用中にこれらの測 定値が改善されたか否かが判別される。ステップ７１２では、適当なセンサーか らの溜めオイルに関する現在のオイル・レベル測定値が得られる。ステップ７１ ４では、オイル・レベル・センサーから得られた測定値の変化にもとづいて追加 されたオイルの量が計算され、オイル品質測定値の変化にもとづいて追加された オイルの質が計算される。次に、ステップ７１６では、溜めに追加されたオイル の量および品質にもとづいてベースライン校正曲線が補正される。この修正され た校正曲線が、ステップ７１８で不揮発性メモリーに保存され、ステップ７２０ では、現在のエンジン使用経過時間およびオイル追加量が不揮発性メモリーに保 存される。次に、ステップ７２２で制御が発呼プログラムへ戻る。 以上、好ましい実施形態を説明したが、本発明では、多くの変更、再構成、お よび部品の置換が可能なことは理解されよう。例えば、オイル中の特定の汚染物 質は、センサー２０入力信号の周波数を漸増または掃引変動させることによって 識別できるかなりユニークで周波数依存的な誘電特性をもっている。また、マイ クロは周波数域でのセンサー２０信号の位相の変化を測定することによっても有 用なデータを獲得することができる。以上の説明で使用した用語は、限定的でな く記述的なものであること、また以下の請求の範囲に記載の本発明の精神および 範囲から逸脱することなくさまざまな変更を行なうことが可能なことは理解され よう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ガーヴィー レイモンド イー ザ サー ド アメリカ合衆国 テネシー州 37849 ポ ーウェル ジョイス レーン 7332

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．潤滑油の状態をモニターするための装置において、 テスト潤滑油の固定量を拘束するための囲い手段、 該テスト潤滑油内に磁場を誘起するための少なくとも二つの巻き線を有する 電磁石、 磁場の存在下でオイルの物理的性質を感知するために磁場内に配置されるセ ンサー、および、 電磁石の極性を操作しまた磁場の磁束場の形状を変えるための第一の切り換 え手段、を有する装置。 ２．請求の範囲１に記載の装置において、前記電磁石の巻き線は、径方向に同心 状である装置。 ３．請求の範囲２に記載の装置において、前記径方向に同心状の巻き線は、円筒 状のコア構造によって分離されている装置。 ４．請求の範囲１に記載の装置において、前記センサー手段は、前記テスト潤滑 油に対向する少なくとも二つの導電性素子を有し、前記テスト潤滑油は、キャパ シタを形成するために前記導電性素子の間の絶縁性誘電媒体として作用する装置 。 ５．請求の範囲４に記載の装置において、さらに、電力および前記導電性素子の 極性を操作するための第二の切り換え手段を有する装置。 ６．潤滑油の状態をモニターしその中の汚染物質の少なくとも一つの物理的性質 を検出するための装置において、 前記オイルに対向する少なくとも二つの導電性素子を有するセンサーであっ て、前記オイルは、キャパシタを形成するために両者の間の絶縁性誘電媒体とし て前記導電性素子を分離しているセンサー、および、 離散的時間間隔で前記センサーのキャパシタンスをモニターし、また前記離 散的時間間隔中のセンサーのキャパシタの変化にもとづいて前記オイルの状態お よびその中の汚染物質の少なくとも一つの物理的性質を判別するためのモニター 手段、 を有する装置。 ７．請求の範囲６に記載の装置において、潤滑油は、潤滑油循環回路内で前記セ ンサーの上を流れる装置。 ８．請求の範囲６に記載の装置において、さらに、前記センサーの周囲に磁場を 誘起するために前記センサーの近くに配置される少なくとも二つの電磁石巻き線 を有し、該磁場は、前記オイルの磁気的感応性汚染物質の前記センサー内への移 動に影響する装置。 ９．請求の範囲８に記載の装置において、さらに、前記センサーに対する磁場の 磁束の形状を変えるために前記電磁石の巻き線の電力および極性を操作するため の切り換え手段を有する装置。 10．請求の範囲８に記載の装置において、前記電磁石の巻き線は、径方向に同心 状である装置。 11．請求の範囲８に記載の装置において、前記径方向に同心状の巻き線は、円筒 状のコア構造によって分離されている装置。 12．請求の範囲１１に記載の装置において、さらに、前記センサーを収容するた めの囲い手段を有し、前記センサーは、前記電磁石の巻き線が非励起状態にされ たときに蓄積された汚染物質がほぼ流し去られるように前記囲い手段内に配置さ れる装置。 13．流れる潤滑油の状態をモニターするための装置において、 テスト対象の潤滑油のある量を拘束するための囲い手段、 前記囲い手段に潤滑油の流れを供給するための導管手段、 前記オイルに対向する少なくとも二つの導電性素子を有するセンサーであっ て、前記オイルは、キャパシタを形成するために両者の間の絶縁性誘電媒体とし て前記導電性素子を分離しているセンサー、および、 離散的時間間隔で前記センサーのキャパシタンスをモニターし、また前記離 散的時間間隔中のセンサーのキャパシタの変化にもとづいて前記対象の潤滑油の 状態を判別するためのモニター手段、 を有する装置。 14．請求の範囲１３に記載の装置において、さらに、磁気的感応性汚染物質の前 記センサーに対する移動に影響するように前記囲い手段内および前記センサー を通る磁場を誘起するために前記センサーの近くに配置される少なくとも二つの 電磁石巻き線を有する装置。 15．請求の範囲１４に記載の装置において、さらに、前記センサーに対する磁場 の磁束の形状を変えるために前記電磁石の巻き線の電力および極性を操作するた めの切り換え手段を有する装置。 16．請求の範囲１４に記載の装置において、前記電磁石の巻き線は、径方向に同 心状である装置。 17．請求の範囲１６に記載の装置において、前記径方向に同心状の巻き線は、円 筒状のコア構造によって分離されている装置。 18．請求の範囲１３に記載の装置において、前記導管手段は、潤滑油循環回路内 に接続されている装置。 19．請求の範囲１１に記載の装置において、前記センサーは、前記電磁石の巻き 線が非励起状態にされたときに蓄積された汚染物質がほぼ流し去られるように前 記囲い手段内に配置される装置。 20．請求の範囲１３に記載の装置において、前記導管手段は、オイルの流れの流 量を制御するための弁手段を含む装置。 21．請求の範囲２０に記載の装置において、さらに、流量を制御するための前記 弁手段と連通する制御論理を有する装置。 22．機械潤滑油のサンプル内に懸濁した汚染物質を検出するための方法において 、 キャパシタンス感応性感知面を内部に懸濁した磁性および非磁性粒子を有す る流れる機械潤滑油に対向差せること、 潤滑油のサンプル上に選択的に磁場をあたえて前記感知面へ向かう磁性粒子 の移動を誘起すること、 磁場をあたえる前、間、および後の前記表面のキャパシタンス感応性を測定 して比較分析すること、 を含む方法。 23．請求の範囲２２に記載のオイルの汚染物質を評価する方法において、前記磁 場は、交番磁束パターンを有する方法。 24．請求の範囲２２に記載のオイルの汚染物質を評価する方法において、前記面 の容量感応性は、磁場をあたえる時間の開始前の第一のあらかじめ定められた期 間およびサンプルの流れの休止時の第二のあらかじめ定められた期間にわたって 測定されまたメモリー内に記憶される方法。 25．請求の範囲２２に記載のオイルの汚染物質を評価する方法において、前記オ イルの汚染されないサンプルに対する前記感知面の容量感応性が測定されまた記 録の比較のために記録される方法。 26．請求の範囲２２に記載のオイルの汚染物質を評価する方法において、前記キ ャパシタンス感応面は、可変周波数オッシレータ信号によって刺激される方法。 27．請求の範囲２６に記載のオイルの汚染物質を評価する方法において、前記面 のその上の粒子の沈殿に対するキャパシタンス感応性は、前記オッシレータ信号 の刺激頻度を変化させる方法。 28．エンジン・オイル循環システム、電子エンジン・コントローラ、および該エ ンジン・コントローラと連通するエンジン・オイル分析システムを有する内燃エ ンジンにおいて、エンジン・オイル分析システムは、 エンジンの取り付けられてエンジン・オイル循環システムと液体連通する測 定チャンバーを有するハウジング、 前記ハウジング内に配置される容量性センサーであって、誘電体として機能 するエンジン・オイルを収容するために間に空間を有する少なくとも二つの伝導 素子を特徴とするセンサー、 前記センサーに電力を供給し、前記センサーの周波数感応を測定し、前記セ ンサー・グリッドの周波数感応の時間による変化を分析するために前記センサー と連通するメモリーを含む制御論理、および、 測定チャンバー内に選択的に磁場を生成するために前記センサーの近くに配 置される電磁石であって、前記制御論理に良って制御される電磁石、 を有する内燃エンジン。 29．請求の範囲２８に記載の発明において、前記ハウジングは、エンジン・オイ ル循環システムと開いた状態で連通し、前記エンジン内を循環するエンジン・オ イルの少なくとも一部分が前記ハウジングを通って循環できるようにする内部エ ンジン・オイル流路を含み、また、 該内部エンジン・オイル流路は、測定チャンバーを横切り、該エンジン・オ イル流路経のかなりよどんだオイルの流れを特徴とし、該測定チャンバーは、前 記容量性センサーを受けるために前記センサーハウジングの外部に対して開いた 下方基部部分を含む発明。 30．請求の範囲２８に記載の発明において、該測定チャンバーは、円筒状の形を なし、前記センサーは、該測定チャンバーと同軸状に配置される発明。 31．請求の範囲２８に記載の発明において、該測定チャンバーは円筒状で、前記 センサーは、該接続チャンバーと前記電磁石の間に同心状に挿入される発明。 32．請求の範囲２８に記載の発明において、該オイル流路は、測定チャンバーの 入り口へ通じる入り口部分と測定チャンバーの出口から通じる出口部分を含み、 前記オイル流路の入り口部分は、幾何学的にＮＡＳＡ湾曲を特徴とする発明。 33．請求の範囲２８に記載の発明において、該オイル流路は、測定チャンバーの 入り口へ通じる入り口部分と測定チャンバーの出口から通じる出口部分を含み、 前記オイル流路の入り口部分および出口部分は、ともに幾何学的にＮＡＳＡ湾曲 を特徴とし、それによって前記入り口および出口部分を通り前記センサーを横切 るほぼ層状のエンジン・オイルの流れを形成する発明。 34．請求の範囲２８に記載の発明において、前記ハウジングは、円筒状のハブ部 分、前記ハブ部分から径方向にずれたネック部分、および前記ネック部分に接続 されて前記測定チャンバーを画定する囲い部分を含み、 前記ハブ部分は、円筒状で、前記測定チャンバーの軸に平行な軸を有し、エ ンジン・オイル・フィルターを介してエンジンに取り付けられ、それによってエ ンジン・オイルが前記ハブ部分を通ってエンジン・オイル・フィルターへまた該 フィルターから連続的に循環する発明。 35．請求の範囲３４に記載の発明において、前記ハブは、前記センサーを横切る オイルの流れを容易にするための複数の羽根を含み、それによって前記センサー ・グリッドからの蓄積物の移動を促進する発明。 36．請求の範囲３４に記載の発明において、前記ネック部分は、ほぼ垂直に配置 され、一端で測定チャンバーの入り口とまた他端で測定チャンバーの出口と開い た状態で連通するオイル流路を含み、該オイル流路は、両端部の間に出口オ イル流路内部の圧力低下を起こさせるヴェンチュリ部分を含み、それによって前 記センサーを横切るオイル・フローを誘起する発明。 37．請求の範囲２８に記載の発明において、該オイル流路は、前記測定チャンバ ーの入り口に通じる入り口部分および測定チャンバーの出口に通じる出口部分を 含み、前記出口部分は、測定チャンバーを横切る圧力低下を生成して前記センサ ーを横切るオイル・フローを誘起するために出口部分と開いた状態で連通するヴ ェンチュリを有する発明。 38．請求の範囲２８に記載の発明において、前記センサーは、四象限を含み、該 測定チャンバーは、第一象限に隣接するオイル入り口および第四象限に隣接する オイル出口を含み、該オイル入り口および出口は、互いにほぼ平行で、測定チャ ンバーに入るオイルがほぼ循環移動して前記センサーを横切り、それによって前 記センサーから蓄積物を移動させる発明。 39．請求の範囲２８に記載の発明において、前記センサーは、第一および第二ん ぼセンサー・グリッドを含み、前記第一のセンサー・グリッドは、前記測定チャ ンバーに対向し、前記第二のセンサー・グリッドは、可撓性の膜によって測定チ ャンバーから分離される第二の囲い部材内に囲い込まれ、それによって基準物質 を収容する発明。 40．請求の範囲３９に記載の発明において、前記センサーは、接続チャンバーの 対向する端部に配置される第一および第二のセンサー・グリッドを含む複数のセ ンサー・グリッドを有し、測定チャンバーは、エンジン・オイル・フィルターか ら下流に配置され、該複数のセンサー・グリッドは、またエンジン・オイル・フ ィルターから上流に配置される第二の囲い部材内に囲い込まれる第三のセンサー ・グリッドを含み、それによって濾過の前後の測定の比較を容易にする発明。 41．請求の範囲２８に記載の発明において、さらに、 エンジン・オイル循環システムへオイルを追加するためのチャンネルであっ て、追加されたエンジン・オイルのサンプルの収集を容易にするための収集エル ボ部分を含むチャンネル、 該収集エルボ部分と流体連通するサンプル測定チャンバー、および、 追加されたエンジン・オイルのリアルタイム測定を容易にするために前記サ ンプル測定チャンバーに対向して配置される第二の容量性センサー、 を有する発明。 42．請求の範囲２８に記載の発明において、さらに、エンジン・オイルの粘性を 判別するために制御論理と連通する粘性センサーを有する発明。 43．請求の範囲２８に記載の発明において、前記センサーは、前記センサーを取 り巻くオイル温度を示すエンジン・コントローラへ信号を供給するための温度感 知回路を含む発明。 44．電子エンジン・コントローラを有する内燃エンジンと共に使用するためのエ ンジン・オイル分析システムにおいて、エンジンは、エンジン・オイル・フィル ターを受ける構成の口を有するエンジン・オイル循環システムを含み、該エンジ ン・オイル分析システムは、 該口と係合してエンジン・オイル循環システムと流体連通する構成のほぼ円 筒状のハウジング、 前記ハウジング内部に同心状に配置されてパーフォレーションの付いた環状 スリーブ、 エンジン・オイルを径方向外側に偏向させて環状測定チャンバー内へ導くた めに前記ハウジング内で前記フロー素子の周囲に同心状に配置されるほぼ環状の バッフル、および、 該環状測定チャンバーの少なくとも一部分に対向する少な くとも一つの容量性センサーであって、該少なくとも一つのセンサーの各々は、 誘電体として機能するエンジン・オイルを収容するためにその間に空間を有する 少なくとも二つの導電素子を特徴とし、該少なくとも一つのセンサーは、エンジ ン・コントローラと電気的に連通している少なくとも一つの容量性センサー、 を有するエンジンオイル分析システム。 45．請求の範囲４４に記載の発明において、さらに、 測定チャンバー内部に選択的に磁場を生成するために前記少なくとも一つの 容量性センサーの少なくとも一つの近くに配置される少なくとも一つの電磁石で あって、前記制御論によって制御される少なくとも一つの電磁石を有する発 明。 46．請求の範囲４５に記載の発明において、さらに、 測定チャンバー内部に磁場を生成するために前記少なくとも一つの容量性セ ンサーの少なくとも一つの近くに配置される少なくとも一つの永久磁石を有する 発明。