(57)【要約】輸送および工業設備用潤滑油の燃料希釈状態を決定する方法。本方法においては、高周波および選択的に低周波の振動信号を流体中に浸潤した電極に適用する装置を使用し、且つ前記信号に対する流体応答を定量化する。更に装置は潤滑油の温度を制御する手段、または温度センサーを包含することが可能で、前記電極における潤滑油の温度を監視する。本方法は潤滑油の適用電気信号への応答を監視し、且つ潤滑油の成分率を決定する。この高周波潤滑油成分率、または潤滑油使用測定値の関数としての高周波潤滑油成分率の変化を、潤滑の使用と、測定された潤滑油希釈の推定値に基づき予測された率と比較する。選択的な低周波潤滑油の成分率を、前記潤滑油が燃料希釈制御能力をいつ失うかを決定するため閾値と比較する。本方法は潤滑油の希釈状態に関する情報を出力する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑油の燃料希釈状態を決定する方法であって、
ａ．高周波電圧信号、本質的に正弦の低周波電圧信号、およびこれらの組合せから成る群から選択された信号を、液中に沈めた電極間へ印加することと、
ｂ．前記印加された高周波信号に対する潤滑油依存性の応答を測定し、前記潤滑油が未使用である時の高周波特性に対する高周波潤滑油特性の比率を決定することと、
ｃ．群から選択された以下の特性のうちの少なくとも１つを比較することによって、前記潤滑油の燃料含有量を推定することであって、該群は、該潤滑油が未使用であった時からの使用に基づいて予測された比率に対する該決定された高周波潤滑油特性の比率、予測された使用ベースの変化に対する使用の関数としての該決定された高周波潤滑油特性の比率における変化、およびそれらの組み合わせから成り、
各ステップは、継続的に、間欠的に、反復的に、およびこれらの組み合わせにより実行される、方法。
【請求項２】
前記印加信号は、本質的に定義された周波数を有する本質的な正弦波、フーリエ変換ベースの周波数によって定義される周波数の本質的な非正弦波、およびそれらの組合せから成る群のうちの少なくとも１つから選択され、前記印加信号の周波数は、群から選択された以下のうちの少なくとも１つの関数として事前に決定され、該群は、電極形状、潤滑油温度、潤滑油温度範囲、監視される潤滑油の組成、およびそれらの組合せから成る、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記印加信号に対する潤滑油の応答は、本質的に固定された温度で測定され、前記温度は使用される流体に依存し、前記温度変化は約摂氏５度未満であり、印加周波数は約１Ｈｚから約１ＫＨｚの範囲内であるか、または周囲温度から最高運転温度までの範囲内の温度で測定され、前記潤滑油特性決定は、前記特性を固定温度特性へ本質的に変換すること、温度変化の影響の最小化すること、温度に依存する公式を使用すること、温度に依存する参照表を使用すること、およびそれらの組合せから成る群のうちの少なくとも１つから選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
流体特性を本質的に固定温度の流体特性に変換する前記方法は、固定されること、外部入力によって更新されること、流体温度がプリセット比率より高い二つの閾値間で増加した場合自動的に更新されること、およびそれらの組合せで構成される群のうちの少なくとも１つから選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記決定済みの高周波潤滑油特性は、誘電率、誘電率等価物、およびその組合せからなる群のうちの少なくとも１つから選択され、また前記決定済みの低周波潤滑油特性は、実インピーダンス、実インピーダンス等価物およびそれらの組合せから成る群のうちの少なくとも１つから選択され、また決定済み低周波特性比率を比較するための閾値が、固定されること、外部入力によって更新されること、およびそれらの組合せから成る群のうちの少なくとも１つの形態から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記潤滑油の燃料含有量を推定するのに使用される比較は、公式、参照表、またはその組合せを用いて行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記潤滑油の燃料含有量の推定に使用される比較は、固定されること、外部入力により更新されること、完全な潤滑油交換が起こったことの決定によって更新されること、未使用の潤滑油の追加がなされたことの決定により更新されること、およびそれらの組合せから成る群のうちの少なくとも１つから選択され、
潤滑油使用が、機器使用測定値、本発明の印加信号以外で決定された潤滑油条件、およびその組合せから成る群のうちの少なくとも１つに基づいて測定され、また前記使用は、潤滑油が未使用の時の時点で測定され、
機器使用測定値は、運転時間、エネルギー出力、走行距離、運転サイクル数、機器温度、消費燃料、発停サイクル、およびそれらの組合せから成る群のうちの少なくとも１つから選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
潤滑油条件は、請求項１の高周波信号以外の周波数で印加された、１つまたはそれ以上の信号に対する応答、粘度、ＩＲ吸収、潤滑油温度およびそれらの組合せから成る群のうちの少なくとも１つにより決定される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記決定済みの高周波特性の変化は、潤滑油使用の関数としての特性変化の比率、潤滑油使用の関数としての特性変化の曲率、およびそれらの組合せから成る群から選択される少なくとも１つである、請求項１の方法。
【請求項１０】
流体変化が生じたという外部入力が与えられる、決定された流体特性を使用して流体の変化が生じたことを決定する、またはそれらの組合せから成る群から選択される条件のもとで、比較に使用される値をリセットし更新することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
流体変化が生じたという外部入力が与えられる、決定された流体特性を使用して流体の変化が生じたことを決定する、またはその組合せより成る群から選択される条件のもとで、比較に使用される値をリセットし更新するステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１２】
請求項１の方法により、潤滑油の燃料希釈状態のオンライン監視と探知に必要なデータを収集する、装置。
【請求項１３】
潤滑油の燃料希釈状態を監視し探知する装置であって、
ａ．流体中に沈めた電極間へ高周波電圧信号を印加するステップと、
ｂ．前記印加高周波信号に対する潤滑油応答を測定し、高周波数潤滑油特性の、前記潤滑油が新鮮な場合の高周波特性に対する比率を決定するステップと、
ｃ．前記潤滑油の燃料含有量を推定するために、以下の成分の少なくとも１つを比較するステップであって、
前記決定された高周波潤滑油特性率の、潤滑油が新鮮だった時からの使用に基づき予想される率との比較、使用の関数としての決定された高周波潤滑油特性率の、変化が予測された使用ベースの変化との比較、およびその組合せにより成る群から選択されるステップと、
を含み、各ステップは継続的、間歇的、反復的およびこれらの組合せにより実行される装置。
【請求項１４】
ａ．液中に沈めた電極間へ実質的な正弦波低周波電圧信号を印加するステップと、
ｂ．印加低周波信号に対する潤滑油依存応答を測定し、低周波特性の、前記低周波特性の新鮮だった時より測定したピーク低周波特性に対する比率を決定するステップと、
ｃ．決定済み低周波数特性比率を、少なくとも一つの特性比率閾値と比較し、燃料含有量を制御する潤滑油の能力を決定するステップとをさらに含み、
各ステップは継続的、間歇的、反復的およびこれらの組合せで実行される、請求項１３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は輸送用および工業用に使用される潤滑油中の燃料含有量を監視する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は潤滑油の状態を監視する方法である。本発明は通常燃料希釈といわれる燃料成分を監視し、潤滑油がどの時点で必要とするエンジン性能と耐用期間を供与しなくなるかの決定に格別の利益をもたらすものである。
【０００３】
潤滑油は内燃エンジンの性能と運転耐用期間にとって重要である。潤滑油が好ましくない汚染物質を中断、および（または）中性化に必要とする動水学的なフィルム、洗浄剤および分散剤、またエンジン部品を保護する表面活性剤にとって適切な粘度を有する場合、前記潤滑油はエンジン部品の摩擦、劣化および腐食を減少させて、長期的、効率的な運転を可能とする。一般的に潤滑油性能特質は使用と年数によって変化し、その潤滑油性能特性の１つでも要求の範囲外となった場合使用耐用期間の終わりとなる。その使用生命を過ぎた潤滑油の使用は、エンジンの性能と耐用期間を時には悲劇的に減少させる。
【０００４】
潤滑油は多くの場合、好調な状態下で通常の運転サイクル、且つ用途に適した運転のエンジンによるベースオイル、および／または添加物の正常な消費、劣化または消耗によって耐用期間の最後に到達する。しかし異常なエンジン状態、運転サイクル、および／または運転環境によって、潤滑油も耐用期間の終末に到達することがあり得る。異常なエンジン状態の一例は汚れた燃料噴射機で、燃焼前燃焼後を問わず微細な燃料をシリンダー内に吹き付ける代わりに、異常な量の燃料をシリンダー壁に吹き付けるものである。シリンダー壁に吹き付けられた燃料は、薄い保護潤滑油層と混合することがあり、これによって潤滑油が燃料で汚染される。燃料の希釈は潤滑油の性能を劣化し、これがその潤滑油の耐用期間を減少させる。
【０００５】
エンジン運転者は、潤滑油がその耐用期間の終わりかそれに近い時期にいたるまで、前記潤滑油が残存するか、エンジン内でまたは新規、即ち未使用の潤滑油に更新されないことで、その潤滑油の価値を最大とすることを望んでいる。しかし正常および異常パラメーターによる潤滑油劣化の複雑性から、潤滑油の状態の正確な決定は伝統的にオフライン研究室テストを必要としてきた。しかし多くの運転者は、このようなテストが費用および／または  時間効果が良いとは考えず、代わりに潤滑油の状態を潤滑油交換決定時に予想することを選ぶ。交換間隔は運転パラメーターによることが多く、これは運転者が容易に測定できるもので、例えば運転時間、走行距離および（または）燃料消費である。多くのエンジンメーカーはアルゴリズムを開発し、運転者には容易に監視できない１つまたはそれ以上の運転パラメーターに基づいて、オペレーターの交換決定を援助している。いずれの場合も実際の潤滑油状態情報は使用せず、交換間隔も通常の潤滑油劣化モードに対してすら最適化されておらず、もし異常な潤滑油劣化が例えば燃料希釈から起こったとしても最適化しないことが一般的に受入れられている。
【０００６】
最近、潤滑油の電気的，光学的またはその他の成分のリアルタイム、オンボード測定用のセンサーが紹介されている。非特許文献１を参照。これらセンサーの多くは、流体の状態分析なしの測定潤滑油成分の関数である出力を供与する。一般的に状態分析無しのセンサーは、エンジンや機器メーカーにとって制限値である。この制限を克服するため、ある種のセンサーでは、測定成分に基づいて流体状態を解明するハードウエアおよび（または）ソフトウエア付の完全な解決を供与しようとしている。Ｌｖｏｖｉｃｈその他による米国特許出願１０／２７１，８８５号では、流体の多数の電気インピーダンス応答に基づいたコスト効率の良い比較的に完全な流体分析を供与する。本方法は潤滑油が通常の劣化で耐用期間終了が何時かを決定するのに効果的であるが、本方法では水・冷却剤漏洩を除いて、耐用期間の終了が異常事態によって起った場合、決定できない。電気インピーダンス法は、耐用期間終了が主として燃料希釈によるものか決定できず、また燃料希釈は耐用期間終了以前に発生するかを確認できない。
【０００７】
潤滑油と前記潤滑油を使用する機器が、望ましい性能と耐用期間を維持するため、燃料希釈が起った場合、リアルタイムの決定をくだすためのコスト効率がよく、オンラインの潤滑油監視センサーに対する需要はのこる。
【０００８】
本発明は燃料含有物と両立する成分に基づき、前記潤滑油が工業用や輸送用に使用されている間の潤滑油状態、オンライン決定するためのセンサーと方法を提供する。
【非特許文献１】Ｓａｂｒｉｎ  Ｋｈａｌｅｄ  ＧｅｂａｒｉｎおよびＪｉｍ  Ｆｉｔｃｈ著、「適切なオイルとフィルターの交換間隔の決定：オンボード自動車用センサーは救いか」、「Ｐｒａｃｔｉｃｉｎｇ  Ｏｉｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ」、２００４年３月−４月
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は輸送用および工業用に使用される潤滑油中の燃料含有量を監視する方法に関する。
【００１０】
本発明は監視対象の潤滑油中に沈めた電極間への高周波信号の適用、前記適用信号に対する潤滑油の応答の測定、および前記潤滑油の誘電率または誘電率等価物の決定、および潤滑油の燃料希釈状態の決定のため、潤滑油使用測定値に基づき予測した誘電率と決定した潤滑油誘電率との比較から構成される。
【００１１】
さらに本発明の他の実施例は、監視対象の潤滑油中に沈めた両電極間に高周波信号を印加し、印加信号に対する潤滑油の応答を測定し、また潤滑油の誘電率、またはその等価物を決定し、潤滑油使用測定値の関数としての決定済み潤滑油誘電率と、潤滑油使用測定値に基づく予想誘電率変化を比較し、潤滑油の燃料希釈状態を決定する。
【００１２】
さらに本発明の他の実施例は、監視対象の潤滑油中に沈めた両電極間に高周波信号および低周波信号を印加し、印加信号に対する潤滑油の応答を測定し、また高周波潤滑油の誘電率またはその等価物、および低周波潤滑油実インピーダンスまたは実インピーダンス等価物を決定し、潤滑油使用測定値の関数としての決定済み潤滑油誘電率と、潤滑油使用測定値に基づく予想誘電率変化を比較し、潤滑油の燃料希釈状態を決定し、決定した高周波誘電率を潤滑油使用測定値に基づく予想高周波誘電率と比較し、また決定済みの低周波実インピーダンスを、ピークの決定済み低周波実インピーダンス、少なくとも１つの実インピーダンスと比較し、潤滑油の燃料状態を決定する。
【００１３】
さらに本発明の他の実施例は、監視対象の潤滑油中に沈めた両電極間に高周波信号および低周波信号を印加し、印加信号に対する潤滑油の応答を測定し、また高周波潤滑油の誘電率またはその等価物、および低周波潤滑油実インピーダンスまたは実インピーダンス等価物を決定し、潤滑油使用測定値の関数としての決定済み潤滑油誘電率の変化と、潤滑油使用測定値に基づく予想誘電率変化を比較し、決定した高周波誘電率を潤滑油使用測定値に基づく予想高周波誘電率と比較し、また決定済みの低周波実インピーダンスを、ピークの決定済み低周波実インピーダンス、少なくとも１つの実インピーダンスと比較し、潤滑油の燃料状態を決定する。
【００１４】
本発明の１つの特徴は、高周波信号が少なくとも以下の１つであり、真定周波数の真正正弦波、または真正非正弦波、例えばパルス信号で、フーリエ変換ベース周波数によって定義される
本発明の他の特徴は、印加信号の周波数が、装置電極形態、流体温度または温度域、監視対象の流体の化学的構成、またはこれらの組合せの関数として前以て決定される。
【００１５】
本発明の他の特徴は、潤滑油使用測定値は、少なくとも以下の一つに準拠可能であり、それは機器使用測定値、本発明の印加信号以外で決定された潤滑油状態、およびその組合せである。
【００１６】
本発明の他の特徴は、機器使用測定値は以下の１つまたはそれ以上を包含できる、即ち、運転時間、エネルギー出力、走行距離、運転サイクル数、機器温度、消費燃料、発進停止サイクル、およびそれらの組合せである。
【００１７】
本発明の他の特徴は、潤滑油の状態には以下の１つまたはそれ以上を包含できる、即ち本発明の周波数以外の周波数で印加された１つまたはそれ以上の信号に対する潤滑油応答、ＩＲ吸収、潤滑油温度、およびこれらの組合せである
本発明の他の特徴は、予見応答、または潤滑油使用測定値に基づく応答の変化が、以下の１つまたはそれ以上を使用して予見できる、即ち公式、参照表、またはそれらの組合せである。
【００１８】
本発明の他の特徴は、潤滑油使用測定値に基づく予見応答、または応答の変化が、新鮮潤滑油のゼロ使用に近い応答データを補外して、潤滑油が変化する度に更新でことである。
【００１９】
本発明の他の特徴は、高周波数比較値の計算に使用される公式または参照表は固定または更新可能で、潤滑油公式、機器運転、またはその組合せの変化を容認する。
【００２０】
本発明の他の特徴は、低周波数比較に使用する閾値が固定または更新可能で、潤滑油公式、機器運転、またはその組合せの変化を容認する。
【００２１】
本発明の他の特徴は、制限温度領域、できれば５oＣ未満、さらにできれば２oＣ  未満、最も望ましくは１oＣ未満で運転する潤滑油では、潤滑油応答は，  潤滑油温度制御、温度変化の効果に対する応答を変換、補償、訂正することなく測定できる。
【００２２】
本発明の他の特徴は、潤滑油応答が潤滑油温度を本質的に固定した温度の制御により制御可能、または変換、補償または訂正することによって、潤滑油応答の温度変化を適切な公式や参照表を使用して最小化できる。
【００２３】
本発明の他の特徴は、温度変化に対する潤滑油の応答を変換、補償、または訂正するに使用される公式または参照表を永久的に固定したり更新することが可能で、これは、この方法に入力された数値、または設定値より高い二つの温度閾値間の潤滑油温度変化としての応答の変化の測定によるが、機器に追加された新潤滑油の公式の変化を許容する。
【００２４】
本発明の他の特徴は、潤滑油状態の出力は以下を指示できる。即ち本潤滑油が耐用期間の終期にあること、本潤滑油が耐用期間の終末に近いこと、本潤滑油中の燃料の概算量、本潤滑油の概算残留耐用期間、今後の潤滑油状態の分析用の応答および使用データ、およびそれらの組合せ。
【００２５】
本発明の他の特徴は、潤滑油状態の出力は以下を供与する、即ち今後のダウンロード用のメモリー、例えば運転者によって観察や受領できる信号デバイス、サービス施設や機能、信号プロセッサーで、例えばエンジン運転の制御、または潤滑油成分の修正に使用変換するもの、またはその組合せである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明は以下の図面から更に明瞭となろう。
【００２７】
本発明は、潤滑油の燃料含有量、特にエンジン潤滑油における状態のオンライン監視に関連し、工業設備および輸送用途に使用される。
【００２８】
図１は装置１の図式イラストで、潤滑油の状態のオンライン監視と探知に使用可能である。装置１には導管７中の潤滑油５に沈む本質的に平行な電極３が含まれる。電極３はマウント９によって固定され且つ電気的に分離されている。装置１には更に信号発生器１１が含まれ、固定振幅と周波数の高周波電圧信号と、固定振幅と周波数の低周波電圧信を電気導管１３を通じて電極３に順次供給する。信号発生器１１によって供給される高周波電圧は図３に示すように本質的に正弦でありうる。信号発生器１１により供給される高周波電圧信号は、図３の曲線４９で描かれる正弦波となりうるが、そこで電圧信号は約ゼロボルトの本質的に正弦波的に振動し、多くの時間当たりの完全振動を信号の周波数をともなす。信号発生器１１によって供給される高周波電圧は、図４の曲線５１で描かれる非正弦波でありうるが、電圧信号は、技術的に知られるフーリエ変換ベース周波数により定義された周波数で、ゼロボルト近くで振動する。信号発生器１１によって供給される高周波電圧は、図３の曲線４９で描かれる本質的な正弦波である。信号発生器１１の周波数は、両電極３の形態に基づき、タイプと運転温度、または潤滑油５の温度範囲と化学的構成によってプリセットされる。必要とする周波数は電極３の分離された電極域の増加の関数として増加する。この周波数は潤滑油温度上昇の関数としても増加する。潤滑油構成の関数としての周波数変動は極めて複雑で、特定の潤滑油タイプについて決定されることが多い。しかし通常のエンジン潤滑油は非常に類似し、周波数変化は重要では無い。一般的に周波数、および電極３の形態と分離は、特殊の用途に使われる温度と潤滑油５の一般的な領域に適切であるよう選択される。一般的なエンジン潤滑油の一実施例では、運転範囲が約４０oＣから約１２０oＣで、面積のギャップ率が約３００ｃｍの平行プレート電極を使用するが、信号発生器１１のプリセット高周波数は約１ＭＨｚからの順で、またプリセット低周波数は約１００Ｈｚの順である。他の実施例では、一般的な温度範囲、およびエンジン潤滑油について、信号発生器１１のプリセット高周波は、通常約１０ｋＨｚから約１０ＭＨｚであり、またプリセット低周波は通常約１Ｈｚから約１ｋＨｚである。図１を再び参照すると、信号発生器１１の一つの電気導管１３は電圧参照のため接地され、また他の導管１３には電流センサー１５を含み、導管１３内の電流を測定する。装置１も電気導管１９付きの制御器１７も含み、信号発生器１１に電源を供給し、電気導管２１は信号発生器１１の出力電圧を監視し、電気導管２３は電流センサー１５によって測定の電流を監視する。制御器１７も電源を受ける電気導管２５を持ち、また電気導管２７は制御器１７と情報を送信、または受信する。
【００２９】
装置１は温度制御器２９、サーモカップル３１、およびヒーター３３を含む。サーカップル３１およびヒーター３３はマウント３５および３７によって導管７中に夫々固定され、電気導管３９および４１を通じて温度制御器２９と電気的に交信し、これにより運転中制御器２９が導管４１を通じてヒーター３３に供電し、決定済みの固定温度にてサーモカップル３１を流れる潤滑油５の温度を維持し、電極３における潤滑油温度を維持する。
【００３０】
運転中、潤滑油５は導管７を通じて矢印の示す方向に流れ、その一部は電極３間を流れ、電気導管２５を通じて制御器１７に電気を印加する。温度制御器２９は、潤滑油５の温度をサーモカップル３１と電気導管３９で監視し、適切な電気を導管４１を通じてヒーター３３に印加し、導管中の潤滑油をプリセット温度に維持する。本発明の方法は、制御器１７がいつ信号発生器１１に供電し、導管１３と電極３を通じて流体５に信号を送るかである。印加された信号への潤滑油５の電気応答は、電流を流して且つ電流センサー１５によって測定される。制御器１７は印加された信号および電気導管１９、２１を流れる対応する電流を夫々監視し、電圧と電流信号の大きさと相を比較し、潤滑油５の電気化学的なインピーダンスを計算する。本発明の方法はインピーダンスデータを使用して潤滑油５の状態を決定する。制御器１７は電気導管２７を通じて潤滑油の状態決定に有用な情報を受けることが可能で、例えば新鮮潤滑油が大量となったり、または本質的に完全な潤滑油交換が行われたり、または潤滑油状態の決定に使用される数値や関数の更新等が得られる。本発明の一つの方法は潤滑油の状態に関する情報を制御器１７から電気導管２７を通じて交信する。この潤滑油状態情報は直ちに信号機に交信可能で、例えば警告灯に交信し、機器運転者に、中央メンテ施設に警告し、保守要員に潤滑油保守がいつ必要かを通知するか、または情報を他の出力に変換できる信号処理に通報する、例えば一つの信号で電気出力を削減したり、潤滑油の機器の使用を損傷を防ぐためオフに出来る、またはメモリーで、例えばサービス技術員の診断システムに疑いのある場合ダウンロードできるもの等である。
【００３１】
図１は、導管７中を潤滑油５が流れる装置１の電極３を示すが、装置１は潤滑油５が二つの電極間３を流れるどの位置にも取付可能で、電極３間の潤滑油５が常に固定温度に維持できるようにして、また監視対象の機器内の潤滑油５の電流状態の代表とする。例えば装置１は潤滑油容器、溜め等に取り付け可能で、そこでヒーター３３は電極３に近接しており、潤滑油５の動作は、機器内で適切な潤滑油の加熱、比較的均一な混合及交換を可能とする。
【００３２】
図１は電極３をフラットな矩形とし、各電極の実質的に一つの表面が電極間の信号発生器から潤滑油に印加するが、他の実施例で電極は、これに限るわけではないが、他の形状を持つことが可能で、例えば同心円シリンダーで、指状の部分の集合と接合し、また装置の実施例では、複数の表面、表面部分を持つことが可能あり、信号を潤滑油に印加するための他の電極に接触したり、直接は接触しないで、指状電極であり、そこでは電極の指状部が、他の電極等の指状部分と交替する。
【００３３】
図１では一つの信号発生器１１、一組の電極３、および一つの電流センサー１５が示され、技術的に公知のように高低周波数信号を順次印加し、且つ高低周波数潤滑油の応答を測定するが、複数の信号発生器、対の電極およびセンサーが、信号を印加し応答を測定するため使用可能である。
【００３４】
図１は温度制御器２９および制御器１７間に交信がない装置１を示す。他の実施例では、前記装置は二つの制御器間に交信を持つことが可能で、本発明の方法が潤滑油状態の決定時の温度情報を使用可能であり、またそれにより必要な潤滑油温度の情報を、温度制御器２９に交信できる。
【００３５】
図１は個別部品としての装置１を示す。他の実施例で装置１は部品類を一つのコンパクトなパッケージに集中させることが可能で、それが例として前記装置のコスト、サイズおよび（または）電力需要を削減する。他の実施例では、装置１が他の部品、例えば他の潤滑油センサーと共に納められ、本発明の部品と共同で、または独立して作動できる。
【００３６】
図２は本発明の装置４３の他の実施例の図式説明で、本装置は適切なデータ収集に使用できる。装置４３は導管７中を流れる潤滑油５中に沈められた電極３を含む。電極３はマウント９によって導管７中に固定され、また電気的に分離されている。装置４３はまた信号発生器１１を含み、電気導管１３を通じて電極３に固定振幅と周波数の電圧信号を印加する。信号発生器１１の一つの電気導管１３は電圧参照のため接地されており、他の導管は電流センサー１５を含み、これが導管を流れる電気流を測定する。装置４３は潤滑油５内に沈められ、マウント３５によって導管７内に固定されているサーモカップル３１を含む。さらに装置４３は、信号発生器１１に供電用の電気導管１９付き制御器１７、信号発生器１１の出力監視用の電気導管２１、電流センサー１５測定の電流監視用電気導管２３、およびサーモカップル３１測定の潤滑油５の温度監視用電気導管４５を含む。制御器１７にも受電用電気導管２５、および情報交信用電気導管２７がある。図１の装置１と異なり、装置４３には潤滑油５の温度を維持するための手段はない。
【００３７】
運転中、潤滑油５は導管７を通じ電極３の間を流れ、電気は電気導管２５を通じて制御器１７に印加される。本発明の方法を使用する場合、この方法は制御器１７がいつ信号発生器に供電し、導管１３と電極３を通じて流体５に信号を印加するかを決定する。印加信号に対する潤滑油５の電気的応答は、電流を流し、且つ電流センサー１５によって測定させる。制御器１７は印加信号および電気的導管１９，２１を通る対応する電気を夫々監視して、且つ電圧と電流の振幅と相を比較して、潤滑油５の電気化学的インピーダンスを計算する。また制御器１７は電気導管４５を通じてサーモカップル３１を監視する。本発明の方法はインピーダンスデータを使用して潤滑油５の状態を決定する。制御器１７は電気導管２７を通じて方法実施例中に有用と思われる情報を受信できる。例えば新鮮潤滑油量、本質的な完全潤滑油交換の発生や潤滑油状態決定に使用する数値や関数の交信等の情報である。本発明の一つの方法は、制御器１７から電気導管２７を通じて、図１の装置１記載のように、潤滑油状態の決定についての情報を交信する。
【００３８】
他の実施例では、図２の装置４３は導管７以外の位置に取り付け可能である。ただ条件として潤滑油５が電極間を次のように流れることで、そこでは両電極間の潤滑油５が、サーモカップル３１測定の温度であり、監視対象の機器内電流状態の代表であればである。電極３は各電極が向き合う唯一の表面のフラットプレートである必要はない。他の実施例では、この装置は他の電極と向き合う面が一面より大きい電極形状を持つ。装置４３は図２に示すように個別の部品であり得るし、または集合部品、または装置４３以外の部品との集合部品でもありうる。これは例えば装置のコスト、サイズ、および／または電気需要を削減する。
【００３９】
図１の装置１には潤滑油５の温度制御の手段があり、また図２の装置４３には潤滑油５の温度を決定する手段があるが、平均潤滑油温度が比較的一定、出来れば５oＣ以下の変化、更に出来れば２oＣ以下の変化、最も好ましければ１oＣ以下の変化の用途では、図２の装置４３に類似の装置だがサーモカップル３１なしで、電極３が潤滑油に印加しているため、制御器１７が潤滑油５の温度を監視しない場合、本発明の方法の他の実施例と共に使用できる。
【００４０】
図５は高周波誘電率の初期高周波誘電率に対する比率（ε／εｉ）を示すが、これは一般的な標準級重量用ディーゼルエンジン潤滑油のマイレージの関数で、ここでは、約１２，０００マイルで燃料希釈なし５５、約２％の燃料希釈５７、約４％燃料希釈  ５９および約６％燃料希釈６１である。初期高周波誘電率εｉは新鮮、即ち未使用の潤滑油である。あとで詳しく説明するが、断続線６３および６５は無希釈ε／εｉのエラー限界曲線５５で、マイレージの関数として期待される。マイレージとは最終のオイル交換からの走行距離で、エンジンオイル使用の尺度である。誘電比率５５、５７、５９および６１は、面積対ギャップ率約５０ｃｍを印加した約５００ｋＨｚの本質的に正弦波電圧信号に対する温度訂正エンジンオイル応答から決定する。曲線５７、５９と６１には、潤滑油にマイレージのリニア関数として燃料を加えて、潤滑油がゼロマイレージでは無燃料、約６，０００マイルでは約半分の燃料、また１２，０００マイルでは燃料の全量とした。
【００４１】
図５のε／εｉ曲線は平均ε／εｉで、用途の意図する範囲での特定車両・エンジンのためのマイレージの関数として測定したが、ここでは潤滑油の燃料希釈はなかった。使用の関数としての曲線５５の増加は、潤滑油の煤含有量の増加と一致するが、これは、２００４年５月７日付”Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｏｎ  ｌｉｎｅ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｎｏｎ  Ａｑｕｅｏｕｓ  Ｆｌｕｉｄｓ”米国特許ＵＳＳＮに記載されている。断続線６３、６５は、平均曲線からの変化ε／εｉを表わし、これは潤滑油、燃料、車両運転状態、エンジン状態、および他のε／εｉに影響を及ぼす変数に起因する。無燃料ε／εｉ曲線  ５５もゼロマイレージ近くのε／εｉデータの外挿でありうる。これはもし車両・エンジンが燃料希釈問題を抱えていても、潤滑油交換後、エンジン中にいくらかの残留潤滑油があったとしても、ε／εｉの最初の上昇は、低燃料希釈による燃料希釈以外の影響によると推測可能で、また無燃料希釈曲線５５は初回上昇の外挿でありうる。断続線６３、６５は外挿想定のエラー限度と燃料および運転状態の変化を表わすと思われるし、これは初回上昇以降のε／εｉに影響するであろう。初期ε／εの外挿に基づく曲線５５では、増加が異なる潤滑油、および老化に伴うエンジン状態による変化の影響を縮小するが、変数による使用関数としての初期ε／εｉ増加を予測する能力に基づくエラーを増加する。例えばシステム騒音で、これが短期ε／εｉ信号に影響する。いずれの場合でも、潤滑油使用の関数として、このε／εｉは断続線６３、６５に囲まれた範囲内に落ちることが期待される。従って潤滑油使用を知った上で、曲線５５を、線６３、６５に囲まれた範囲内でε／εｉの予想、およびε／εｉの改変に使用できる。線６３、６５の分離はエンジンと用途によって変化し、またＸ軸に選択した潤滑油の使用測定値に関連させ得る。図５に使用のマイレージは多くの用途で便利な潤滑油使用測定値である。機器の運転時間は、それは機器がオンの状態の時間の長さであるが、他の便利な潤滑油使用測定値である。しかし潤滑油使用の機器が広範囲の速度および負荷で運転され、および（または）潤滑油温度が広範囲に変化し、マイレージや運転時間の関数としての誘電率は、比較的広範囲の変化を持ち、更に正確な潤滑油使用測定値が必要となろう。機器および用途によるが、適切な潤滑油の使用測定値は、ひとつまたはそれ以上の機器の使用測定値を含む関数で、例えば運転時間、エネルギー出力、走行距離、運転サイクル数、運転温度、燃料消費、発進・停止サイクル等で、最新の潤滑油交換や潤滑油使用測定値には、赤外線吸収や本発明で使用した以外の周波数の電気応答成分も含まれるであろう。一例として米国特許Ｎｏ．４、７４２，４７６、Ｓｃｈｗａｒｔｚらは、比較的正確な使用予測に適切な潤滑油の予測の方法を記載している。いずれの場合でも、選択した潤滑油使用測定値の誘電率上昇幅は出来るだけ小さくして、潤滑油中の燃料希釈の比較的正確な近似を得なければならない。
【００４２】
図５を参照すれば、燃料含有見本の曲線５７、５９、６１は、無燃料曲線５５より低く、その差は無燃料と燃料含有曲線で燃料量とマイレージの増加に伴う、それは潤滑油の使用である。燃料含有見本の曲線５７、５９、６１の実際ε／εｉの境界６３、６５による予想無燃料ε／εｉとの比較で近似することが可能で、これは監視中の潤滑油の燃料含有量の予想である。実際のε／εｉの潤滑油使用の関数である予想無燃料ε／εｉに対する比率は、燃料含有量の予測に有用である。潤滑油使用の関数である傾斜および（または）曲線の現実のε／εｉと、潤滑油使用の関数としての予想の無燃料ε／εｉの差異も燃料含有量の予測に使用できる。変化を比較する場合の問題は、例えば実際のε／εｉ変化と使用の関数としての予想変化中の傾斜や曲率は、もし高周波潤滑油応答が大きな騒音を伴えば、これは変化性であり、平均化や平滑化する追加データが必要で、変化の信頼できる測定を行うが、潤滑油状態の決定にタイムラグを生じる。このため潤滑油使用の関数としての実際対予想ε／εｉが、潤滑油中の燃料含有量予測に好ましい。
【００４３】
図５の無燃料曲線５５は使用の関数としての直線的に増加するように示されているが、この無燃料曲線は使用関数として直線的である必要はなく、ゼロ近くの潤滑油使用にあたって、実際のε／εｉデータの平均としても、またε／εｉデータの外挿としてもである。同様に燃料含有ε／εｉ曲線も、図５の曲線５７、５９、６１に示す形状の必要はない。
【００４４】
図６は実験室決定の燃料含有量対現実との予想のε／εｉを示すが、これは数台の異なるディーゼル駆動の車両で類似の用途で運転し、異なるエンジン潤滑油を使用している場合である。ε／εｉ用の予想値は図５の無燃料数値である。曲線はデータに最適な二次曲線であり、また断続線６９と７１は、図５の領域６３，  ６５と関連するエラー範囲を近似する。図６を続いて参照すれば、約２％以下の燃料濃度の予測は、エラー曲線６９、７１の理由で意味がない。更に正確な潤滑油の使用法で約２％以下の有意な予測が得られる、正確性の少ない潤滑油使用測定値では、多分２％より多い意味ある予測となろう。いずれの場合でも、もし現実対予想ε／εｉが有意の燃料予測の下限外であれば、本発明の方法は燃料希釈が起っているという出力を供与できる。また出力は潤滑油中の燃料濃度の予測または近似を供与できる。殆どのエンジンメーカーは許容される最高燃料希釈に対する閾値を持っており、例えばあるメーカーでは、燃料使用不能限度が８％であるかもしれない。図６に示すのは、閾値７３、７５であり、ここで曲線６７は約７％および約８％燃料含有量に夫々対応する。本発明の一つの方法は、出力、例えば「早めにオイル交換」の信号を現実対予想ε／εｉが閾値７３以下の場合出力し、また他の「すぐオイル交換」の信号を現実対予想ε／εｉが閾値７５以下の場合出力できる。明らかに閾値７３、７５をエラー可能限度７１に基づき、もっと保守的に設定可能であり、エンジンを約８％を越える濃度から防御し、または濃度がどうであれ、エンジンメーカーが希望するもの。但し使用不能限度が有意の燃料含有量予想より上であることを条件とする。明らかにただ１つの閾値、二つ以上の閾値、決定済み燃料含有量の関数である連続的出力が、潤滑油状態の決定時、メーカーまたはエンドユーザーに適合するよう使用できる。
【００４５】
図７は潤滑油使用の関数としてのε／εｉの実際の変化と、予想のε／εｉの変化の間の差異が、いかに燃料含有量の予測に使用できるかを示す。図式表示では潤滑油中の燃料増加の比率を、現実のε／εｉ曲率［δ２（ε／εｉ）／δ（潤滑油使用）２］  および予想した無燃料ε／εｉ曲率間の差の関数としている。曲線７７は図６のデータを使用する最適の曲線であり、断続線７９と８１は、図５の曲線６３と６５を使用して予想した数値のための境界を伴うエラー限度であり、また実際のε／εの曲率の決定に係わるエラーであり、これが曲率減少として実質的に増加する。潤滑油中の燃料含有量は次のように決定する。平均ε／εｉ曲率は、潤滑油が新鮮な時から開始した増大期間用に決定され、各増大期間について、燃料増加は平均曲率および図７の曲線７７を使用して決定した平均比率と、その期間の潤滑油使用の積であり、また増大量の合計は合計燃料濃度である。この決定した合計燃料濃度は、燃料希釈使用不能値や警告閾値と比較され、潤滑油の状態を決定する。この高いエラー限度のため、特に小さい曲線にあっては、本方法は通常燃料濃度の測定では、図６の好ましい燃料予測方法と比べてより多くのエラーがある。
【００４６】
図７は実際と予想のε／εｉを使用してε／εｉ中の変化として示され且つ記述されているが、これは潤滑油燃料含有量の決定に使用できる。図示されていないが、燃料増加の比率も実際と予想したε／εｉの傾斜間の差を使用の関数として決定できる。燃料増加を傾斜の差として知ることで、潤滑油の新鮮時に開始した増大する潤滑油期間に使用可能で、燃料中の合計燃料含有量を決定する。しかし本方法は、燃料濃度を予測する場合、図６の好ましい燃料予測方法より多くのエラーがある。
【００４７】
図５、６、７の示すε／εｉの用途では、消費や漏洩による潤滑油の喪失に対し潤滑油量を維持するための新鮮潤滑油の追加はなかったが、本発明では潤滑油用の潤滑油燃料状態の決定に制限はなく、ここでは実質的に完全な潤滑油交換間に潤滑油量の維持のため新鮮潤滑油の追加はない。
【００４８】
図８はエンジン潤滑油用の高周波ε／εｉ  ８３の図示であり、そこでは燃料希釈が潤滑油使用中に増加する。曲線８５は予想した無燃料ε／εｉである。使用の点線８７は、燃料を含有しない新鮮潤滑油量をエンジン内の潤滑油レベルを保つため、どこで加えられたかをマークする。追加した潤滑油は高周波ε／εｉ  ８３中の減少を引起すが、これは減少した燃料濃度と結果的な潤滑油の減少した平均または有効使用のためで、今は新鮮潤滑油の部分を含んでいる。もし図６に関連して記載した燃料濃度法に対して、予想したε／εｉ８５が使用時訂正されなかったのなら８７、実際対予想率ε／εｉは、燃料濃度予測使用の様なステップ減少を示すだろうし、例えば図６の曲線６７は、減少の替わりにステップ増加を示すだろうし、これは新鮮潤滑油追加で期待される。これにより予想されたε／εは補償され、新鮮潤滑油追加後の結果的な燃料濃度をよりよく予測する。図８の予想されたε／εを補償するため選択された方法で、結果的な潤滑油量の現実のε／εｉ変化は、減少した使用と減少した燃料濃度の両方のためと想定した。これは新鮮潤滑油追加が、使用測定値のパーセンテージ変化が、燃料濃度予測の同じパーセンテージ変化となったことである。図８を参照するが、新鮮流体追加前、現実・予想ε／εｉは、燃料含有量は６．３％と予想したが、追加後の計算では予想ε／εｉの１６％の減少を示し、結果として同じ１６％から燃料含有量５．３％に減少した。このため使用後８７、使用測定値「ｔ」は使用８７において予想ε／εｉ１６％を減少するため必要な量で曲線８５で示すように減少する。
【００４９】
図８は一つの方法で新鮮潤滑油追加を共にして予想ε／εｉを削減したが、他の方法も本発明の範囲内で使用できる。例えば他の方法は上記８７使用の使用測定値を相殺し、現実・予想ε／εｉの比率を新鮮潤滑油追加後を追加前と同じくできる。現実・予想ε／εｉの比率を新鮮潤滑油追加前と追加後同様に保てば、追加後燃料濃度予測は追加前と同様になるが、これが通常新鮮潤滑油追加後の潤滑油内の燃料を過大予測する。
【００５０】
図８は図６を参照して記載された燃料希釈予測の方法での使用について示し且つ記載したが、図８の使用８７時における曲線８３で示す現実のε／εｉ中の増大変化が、図７を参照して記載の燃料濃度方法で使用できる。図７の方法については、現実の変化ε／εｉが、合計燃料濃度の相殺に使用可能で、それは使用８７に至る増大使用期間の燃料濃度増加の和である。例えば、使用８７後の燃料濃度は、使用８７のε／εｉ  ８３中の同じパーセントで相殺できる。これは、ε／εｉが”Ｙ％”減少すれば、合計燃料濃度は使用８７で”Ｙ％”減少となり、そしてこれは使用８７以後の増大使用期間に起きる燃料濃度増加に対する新規の開始点となる。
【００５１】
図８には示していないが、使用済み潤滑油の新鮮潤滑油との完全交換は、ε／εｉ中に大きな変化をもたらし、約１に戻る数値を伴う、これは殆どのディーゼル潤滑油の初期高周波誘電率が、一般的に比較的狭い範囲に落ちるからである。これにより、ε／εｉを約１に戻す大きな誘電率の変化が、本質的に完全な潤滑油交換として解釈可能で、またε／εは再設定が可能であり、使用測定値もゼロに設定可能で、これにより更新潤滑油の燃料希釈状態の監視を開始できる。
【００５２】
図９に示すのは高周波ε／εｉで、無燃料希釈８９，９１の特定ガソリンエンジン駆動の車両のマイレージの関数であり、二つの潤滑油ＡおよびＢに対する約６％の燃料希釈であって、約６，０００マイル時である。高周波誘電率ε／εｉ８９、９１、９３、９５は、約５００ｋＨｚへの温度補正エンジンオイル応答で決定したが、これは本質的に正弦波電圧信号で、電極に約５０ｃｍの面積対ギャップ率で印加されたものである。曲線９３と９５には、燃料が潤滑油にマイレージのリニア関数として追加され、ゼロマイルでは潤滑油中に燃料なし、３，０００マイルでは燃料の約半分、約６，０００マイルでは燃料全量となるようにした。図９に示す断続線９７，９９は、無燃料ε／εｉの一般的範囲を示し、これが潤滑油にとって本車両エンジンのマイレージ関数として期待する。
【００５３】
図９を参照すると、ガソリンエンジン潤滑油ＡとＢ用の無燃料ε／εｉ曲線８９、９１は、マイレージの関数と同様に比較的少ない増加について、ε／εｉ増加の一般的な範囲は、断続線９７、９９でマークしたように比較的少ないことを示す。ある用途では、無燃料ε／εｉは、使用の関数として予想ε／εｉのように実質的にゼロ変化であり、使用とは無関係に固定すべきと想定できる。潤滑油ＡとＢの燃料希釈潤滑油ε／εｉ曲線９１、９３は、夫々無燃料曲線８９、９１についてε／εｉと同様の変化を示す。これはマイレージの関数である増加燃料含有量は、二つの潤滑油に対してほぼ同様に影響することである。
【００５４】
図１０は研究室決定の燃料含有量対現実・予想率ε／εｉの一例を示し、これは数台の異なるガソリン駆動車両で、類似の用途で、多種のエンジン潤滑油を使用して運転されたものを対象とした。ε／εｉに対する予想値はマイレージに基づく。曲線１０１は最適の二次曲線で、また断続線は１０３と１０５は予想ε／εｉの限度によるエラー範囲を近似し、例えば図９の線９７、９９で示される無燃料誘電率である。曲線１０１は燃料消費の予測に使用できる。予測の正確度は曲線１０３、１０５のエラー限度により決定する。図１０については、約５％以下の燃料濃度の予測は、そのエラー限度のため意味がない。ディーゼル潤滑油については、更に正確な潤滑油使用測定値がエラー範囲を削減することができる。但しガソリンエンジン潤滑油は一般的に、燃料濃度の最初の数パーセントのε／εｉでは、非常に少ない変化しか示さないが、これにより更に正確な潤滑油使用測定値でも難しい約２％か約３％以下に燃料濃度を予想させる。いずれの場合でも、現実対予想ε／εｉが有意な燃料予想の下限外の場合、本発明の方法は潤滑油の燃料希釈が起っているという出力を供与できる。潤滑油中の燃料濃度の予想または近似である出力も供与できる。例えば線１０７、１０９で示される閾値は、エンジンメーカー燃料希釈非難限度と両立して出力のため供与可能であり、例えば現実対予想ε／εｉが閾値１０７より低い場合は、「早めにオイル交換」、および（または）現実対予想ε／εｉが閾値１０９より低い場合は、「現時点でオイル交換」である。
【００５５】
図７に類似の図を図１０のガソリン潤滑油用に描くことができる。しかしこのような図のエラー限度は非常に大きく、燃料濃度予想ではこのような曲線の使用を制限する。
【００５６】
図１１は低周波実インピーダンスのピーク低周波実インピーダンスの比率、Ｚｒ／Ｚｐ対車両マイレージを示すが、これは図５の同じ重量ディーゼル潤滑油についてであり、そこでは約１２、０００マイルの使用時点で、燃料希釈なし１１１、約２％燃料希釈１１３、約４％燃料希釈、１１５および約６％燃料希釈１１７である。曲線１１１、１１３、１１５、１１７は、面積対ギャップ割合５０ｃｍの電極に印加した１００Ｈｚの本質的正弦波電圧信号への温度訂正オイル応答によって決定された。曲線１１３、１１５、１１７には、マイレージのリニア関数として燃料が潤滑油に追加され、ゼロマイレージでは潤滑油中に無燃料、約６、０００マイルでは約半分の燃料、および約１２、０００マイルでは燃料の全量となっている。前に引用した米国特許ＵＳＳＮ１０／２７１、８８５、Ｌｖｏｖｉｃｈらで指導したように、潤滑油のＺ（これは多くの潤滑油にとって合計インピーダンス｜Ｚ｜として本質的に同じものだが）そこに中間周波数として記載されたもの、ここの低周波数と同じものだが、一般的にＺｐへ上昇し、ついで使用の関数として減少する。このＬｖｏｖｉｃｈ  ｅｔ  ａｌにより、更に同一の用途の異なる潤滑油に対するＺｒ／Ｚｐの減少率の潤滑油の品質の関数として変化することが可能であり、また潤滑油状態は測定したＺｒ／Ｚｐを１つまたはそれ以上の閾値と比較して決定可能なことを教える。図１１を参照すると、曲線１１１、１１３、１１５、１１７の始発点とピークは、各曲線のピーク位置と数値の燃料引き込みシフトによって、少し変動する。しかし曲線１１１、１１３、１１５、１１７はピーク以降、Ｚｒ／Ｚｐは更に早く減少するので、更に早く閾値１１９および１２１に増大する燃料濃度を伴って到達する。低周波Ｚｒ／Ｚｐ閾値の使用は、高周波燃料含有量予測に加えて、潤滑油の燃料希釈状態が図１２の参照と共に決定される場合、情報を提供する。
【００５７】
図１２はＺｒ／Ｚｐを、図９のガソリンエンジン潤滑油ＡとＢ用の車両マイレージの関数として示すが、ここで１２３と１２５は無燃料で、また１２７と１２９は約６、０００マイルの使用、夫々約６％の燃料希釈約１２７と１２９である。曲線１２３、１２５、１２７、１２９は、面積対ギャップ比率約５０ｃｍの電極に印加した１００Ｈｚの本質的に正弦波の信号への温度補正オイル応答によって決定した。曲線１２７と１２９には、燃料を潤滑油にマイレージのリニア関数として加えて、ゼロマイレージでは潤滑油中に燃料なし、３、０００マイルでは燃料の約半分、約６、０００マイルでは燃料の全量とした。曲線１２３と１２５はピークＺｒ／Ｚｐ以降、類似の減少を示し、また量の夫々が閾値１３１と１３３に達するが、これは前記、Ｌｖｏｖｉｃｈ  ｅｔ  ａｌ．、その他の指導に従って、約同量の使用後設定された。即ちこれは燃料希釈がなく、両オイルとも低周波応答で決定されたように類似の品質である。しかし曲線１２７と１２９は、そのピークＺｒ／Ｚｐ以降全く異なる減少を示す。曲線１２７は、更に速く減少し、且つ曲線１２９より少ない使用後に閾値１３１と１３３に到達する。特に潤滑油Ａは「今オイル交換」閾値１３３に約３、０００マイルで、約３の燃料希釈で到達し、また潤滑油Ｂは閾値１３３に約４、０００マイルで、約４％の燃料希釈で到達する。これは潤滑油Ｂの状態は、潤滑油Ａの状態よりも燃料希釈の影響が少なく、そのためここに定義したように、潤滑油Ｂは燃料希釈を潤滑油Ａよりよく制御する。また燃料のタイプ、例えばバイオ燃料に対し、本質的にすべて石油燃料がいかによく特定の潤滑油に影響するか、いかによく特定の潤滑油が燃料希釈を制御するかの証拠がある。このため潤滑油ＡおよびＢ用の高周波ε／εｉが潤滑油ＡおよびＢ中の燃料の量を決定するため使用可能で、その情報のみ潤滑油の交換の量を決定するには十分ではないと思われ、％−燃料使用不能閾値を十分に低く設定し、両方の潤滑油が低周波数Ｚｒ／Ｚｐによって測定の潤滑油状態のため最初に耐用期間の終期に到達しないよう保証する。潤滑油Ａの場合、％−燃料使用不能閾値は約３％より低く設定すべきであろうし、燃料のタイプによって更に低い値に設定し適切にエンジンを保護すべきである。
【００５８】
燃料希釈によって否定的な影響を受ける潤滑油の保護に加えて、低周波数Ｚｒ／Ｚｐ応答の変化が新鮮潤滑油の追加によるものか、またはここに示す燃料の潤滑油に対する突然の燃料の追加によるものかの決定を許容する。
【００５９】
図１３は図式説明であり、Ｚｒ／Ｚｐ１３５はガソリンエンジン潤滑油の車両マイレージの関数として示されており、そこでは新鮮潤滑油が加えられ１３７、また使用時１３９には燃料が増大しながら加えられる。１３７での新鮮潤滑油の追加の結果はＺｒ／Ｚｐの増加となり、これに対して１３９の燃料の急激な増加はＺｒ／Ｚｐ減少となる。示してはいないが、完全な潤滑油交換はＺｒ増加かまたは減少となるが、完全な潤滑油交換後、Ｚｒは減少せず、一般的には上昇するという成分を持っている。このため潤滑油高周波応答中の測定変化と組合わせれば、低周波数応答を新鮮潤滑油の追加、燃料追加、および完全潤滑油交換を区別するため使用できる。
【００６０】
図１４は本発明の特徴である方法実施例１４１を示すが、これは図６、８および１０の上述高周波誘電率方法、および図１１および１２の低周波実インピーダンスを使用し、エンジンオイルの燃料希釈状態を決定するが、そこでオイルは状態決定のため比較的一定に維持される。温度は例えば図１の装置１のような測定装置か、またはエンジンや潤滑油が使用されているエンジン関連の手段による。
【００６１】
図１４を参照すると、方法１４１はブロック１４３で始まり、そこでは機器がオンされる、即ちスタートするたびに、時間を出力する時計もオンとなる。本実施例では時間が潤滑油使用測定値である。立ち上がり以降、方法１４１はブロック１４３に進み、印加高周波信号への潤滑油応答ＳＨおよび印加低周波数信号への潤滑油応答ＳＬを読み込む。信号ＳＨおよびＳＬは、図１に関連して記載したタイプの測定装置によって取得する。ＳＨは図５、６、７、８、９、１０に使用の誘電率値であるか、または実質的に等価の数値でありうる。ＳＬは図１１、１２、１３に使用の実インピーダンス値、または実質的に等価の数値でありうる。例えば、潤滑油応答ＳＨ、ＳＬを適切な大きさのユニットに変換する代わりに、アナログ電圧、電流、またはデジタル入力の読み込みが可能で、それを適当な潤滑油応答に変換する事ができる。他の実施例として、応答を合計インピーダンスとフェイスアングル信号として受信できる。他の実施例では、低周波虚数インピーダンスが実インピーダンスよりかなり小さい用途で、実インピーダンスは合計インピーダンスで近似可能で、ＳＬが合計インピーダンスでありうる。ＳＨおよびＳＬは短期間、フィルターなしで装置によってデータ収集可能であり、またより長い期間、フィルター付によって平均化が可能で、騒音を最小とし、また潤滑油応答を良く定量化する。いずれの場合でも、機器がオンの間、本方法はブロック１４５内のＳＨとＳＬを”Ｘ”分の固定間隔で読み込み、また潤滑油使用測定値”ｔ”は、ＳＨ、ＳＬが読み込まれる都度Ｘ分増加する。
【００６２】
入力ＳＨ、ＳＬの読み込み後、ブロック１４７内の方法１４１は、最後のＳＨ、ＳＬ受領後、本質的に完全潤滑油交換が起ったかどうかを決定する。本決定は本方法への入力に基づくことができる。例えば保守要員や運転者は、潤滑油交換がなされた場合信号を発し（例えば電気導管２７を通じて図１の装置１の制御器１７へ）、またブロック１４７で探知できる。他の例としては、センサーまたはセンサーシステムであり、潤滑油面の変化やその他の手段で潤滑油変化を探知し、信号を発しブロック１４７内で探知される。ブロック１４７の決定は、入力ＳＨ、ＳＬを前記ＳＨ、ＳＬ（それぞれＰＨ、ＰＬ）入力、および（または）ＳＨ、ＳＬを期待する初期値で、方法１４１への追加入力を必要としないもの比べることでも可能である。もしブロック１４７の決定が「イエス」であれば、高周波信号決定（図５、６、７、８、９、１０の初期誘電率εｉ値と対応する）はＳＨと等しく設定され、低周波数信号決定のためのピーク値ＳＬＰ（究極的に図１、１、１２、１３のピーク実インピーダンスＺＰに対応する）はＳＬに等しく設定され、そして使用測定値”ｔ”は、ゼロに等しく設定され、機器に最初に追加された場合、新鮮潤滑油がゼロ使用だったことを示している。ついで方法１４１はブロック１５１に進み、そこで前記高周波応答ＰＨはＳＨに等しく設定され、また前記低周波応答ＰＬはＳＬに等しく設定され、方法１４１は再びブロック１４５に還り、現在はＰＨ、  ＰＬである数値のＳＨ及びＳＬを再度Ｘ分読み込み、”ｔ”を増大させる。
【００６３】
もしブロック１４７内の決定が「ノー」であれば、方法１４１はブロック１５３に進み、ＳＨ、ＳＬが最後に読まれてから新鮮潤滑油の部分的追加が起ったかを決定する。本決定は上記例に記載のように本方法への入力に依存できるか、またはＳＨ、ＳＬ  とＰＨ、ＰＬとの比較に基づくことができる。前に説明したように、図８に示す高周波誘電率、および図１３に示す低周波実インピーダンス中のステップ変化は、新鮮流体追加と診断できる。もしブロック１５３内の決定が「イエス」であれば、ブロック１５５内で方法１４１は、一つのΔｔを補償のため計算するが、これは使用測定値”ｔ”を相殺し、ブロック１５７に示すように、相殺”ｔ”が新鮮流体追加を伴う結果的潤滑油を更に代表的とするためである。ブロック１５５で計算されたΔｔは、追加の新鮮潤滑油の量の入力または測定値に基づくことが可能であり、または前に論じたように、ＳＨ、ＳＬ値中のステップ変化に基づく数値に基づいても良い。
【００６４】
ブロック１５３内の決定が「ノー」であるか、ブロック１５７内で使用測定値がΔｔによる相殺後であれば、ブロック１５９はＳＬが現在貯蔵中のピーク値ＳＬＰより大きいか決定する。もしこの決定が「イエス」であれば、ブロック１６１内でＳＬＰはＳＬと置き換わる。このようにして方法１４１は、究極的なＳＬＰが見つかるまでＳＬＰを増やし続ける。ブロック１５９内の決定が「ノー」であるか、またはブロック１６１以降であれば、パーセント燃料希釈％ｆまたは同等物がブロック１６３内で計算され、現在のＳＨ、初期ＳＨＩ、およびＳＨＩ、潤滑油使用測定値”ｔ”を関数ｇ（ＳＨ、ＳＨｉ、ｔ）により代表される様にする。この計算は公式、参照表またはその組合せを使用して行えるが、これは比率ε／εｉや等価物を、使用測定値”ｔ”に基づいて予想ε／εｉや予想ε／εｉ等価物と比較し、前に図５、６、８、９、１０を参照して記載した様に、潤滑油中の燃料濃度を予測する。またブロック１６３内では、変数Ｒがその比率ＳＬ／ＳＬＰに等しく設定される。
【００６５】
ブロック１６５内では、方法１４１がブロック１６３内で計算した燃料希釈％ｆがゼロより大きいかを決定する。この決定が「ノー」の場合、ブロック１５１内の方法１４１は以前の数値ＰＨ、ＰＬをリセットして、ブロック１４５に戻り、先行するよみこみからＸ分後に、ＳＨ、ＳＬを読みこみ、”ｔ”をＸ分増加させる。ブロック１６５内の決定が「イエス」の場合、ブロック１６７内の方法１４１は、潤滑油が予想燃料濃度％ｆを含んでいるという信号を送る。この信号は後の検索のためメモリーに、信号発生デバイス、例えばデジタル表示で機器運転者に警告を与え、中央保守施設に保守要員に通知し、信号処理機でその出力を他の出力中に変換または使用し、例えば燃料希釈潤滑油のエンジン運転の制御、またはこれらの組合せに送信する。本信号の発信後、ブロック１６９内の方法１４１は、予測燃料濃度％ｆは閾値ＴＨ２より大きいかまたは同等か、実インピーダンス率Ｒは閾値ＴＬ２より小さいかまたは同等か、予測燃料濃度％ｆは閾値ＴＨ２より小さいか、しかし閾値ＴＬ１より小さいか、または同等かを決定する。また実インピーダンス率Ｒが閾値ＴＬ２より小さいが、閾値Ｔｍより大きいかまたは等しいか、または実インピーダンスＲが閾値ＴＬ２より大きく、閾値ＴＬ１より小さいか、または等しいかである。これは、ブロック１６９が燃料希釈％ｆが燃料使用不能閾値ＴＨ２より大きいかどうかを決定するが、例えば図７の閾値８１では、実インピーダンス率が低周波使用不能閾値ＴＬ２より小さいかどうか、例えば図１１の閾値１２１、または燃料希釈とインピーダンス率が初期警告閾値ＴＨ１、ＴＬ１の間か、例えば図７の閾値７９および図１１の閾値１１９、およびその使用不能閾値である。もしブロック１６９の決定が「イエス」であれば、ブロック１７１の方法１４１が信号を送り、潤滑油が耐用期限に達し、今交換すべきことを伝える。この警告は以降の検索のためメモリーに伝達、例えば警告灯、これは機器運転者に警告を与えられ、中央保守施設に送られ、保守要員に通知し、信号処理機に送られ、例えば潤滑油が耐用期限に達した機器の出力を制御しまたこれらの組合せも行う。この警告信号送付後、方法１４１はブロック１５１内の前記信号ＰＲ、ＰＬを再設定し、ブロック１４５に戻ってＳＨ、ＳＬを読み込み、且つＴを適切な時間に増やす。もしブロック１６９の決定が「ノー」であれば、ブロック１７３内の決定％ｆが初期警告閾値ＴＨ１より大きいかまたは等しいか、または実インピーダンス率Ｒが初期警閾値より小さいかまたは等しいか決定する。もし決定が「イエス」であれば、ブロック１７５内の方法１４１は警告信号を送り潤滑油をすぐ交換する必要ありとする。もし決定ブロック１７３が「ノー」であれば、警告メッセージは送らない。いずれのケースでも、ブロック１７５内で信号送付後、またはブロック１７３内で「ノー」決定後、方法１４１はブロック１５１内の先行の信号ＰＨ、ＰＬを再設定し、ブロック１４５に戻りＳＨ、ＳＬを読み込み、且つ”ｔ”を適切な時間に増やして、再びサイクルを始める。
【００６６】
方法１４１はＳＨ、ＳＬの読み込みを続け、各Ｘ分ごとに使用測定値”ｔ”を増加させ、機器がオンの間上記のようにブロックを通じてサイクルさせる。機器がオフになった場合、ＰＨ、ＰＬ、ＳＨＩ、ＳＬＰおよび”ｔ”の値はメモリーに留まり、機器が再度オンした場合、方法１４１がブロック１４３内でスタートし、ブロックを通じてのステップのサイクルを決定のため継続し、必要な場合には、潤滑油内の燃料濃度について警告する。
【００６７】
このようにして方法１４１は、本質的、継続的に潤滑油の燃料希釈を監視し、且つ潤滑油内の燃料濃度、およびそこに含まれる燃料を扱う潤滑油の能力について警告を送る。
【００６８】
図１４の実施例が潤滑油の時間”ｔ”を使用測定値として決定したが、前記のように、他の使用測定値も使用可能で、それらは他の実施例に読み込まれたり、入力されたりする。
【００６９】
図１４の実施例は燃料濃度の決定を、図６と１０に関連して示し且つ記載したように高周波ε／εｉを使用して決定する方法を使ったが、他の実施例では、図７に関連して示し記載した高周波ε／εｉの曲率を使用して燃料濃度を決定する方法が使われた。この実施例は図１４に示す方法１４１に類似するが、以下を除く。  ａ）ブロック１５５、  １５７内で  一つの  Δ％ｆ  が計算され、燃料濃度を夫々相殺するため使用される、ｂ）ブロック１５１内で、二つの前記高周波潤滑油応答ＳＨは、ＰＨｉ、ＰＨ２として保存される、および  ｃ）ブロック１６３内で、関数は表現されたｇ（ＳＨ、ＳＨｉ、ＰＨ１、ＰＨ２、ｔ）で、少なくとも二つの前記高周波応答が、ε／εｉ曲率の計算に必要なことを示す。さらに関数”ｇ”は燃料濃度を燃料率増加を加えて決定すると思われ、曲率に最終決定からの潤滑油使用間隔Ｘを乗じたものと思う。
【００７０】
図１４の実施例は固定されたｇ（ＳＨ、ＳＨｉ、ｔ）を使用し、それは予想ε／εｉまたは等価予想ε／εｉの固定決定を、使用測定値”ｔ”の関数として含むが、他の実施例の非固定ｇ（ＳＨ、ＳＨｉ、ｔ）であって、予想ε／εｉ、またはε／εｉ等価物を潤滑油の交換ごとに更新されるべき使用測定値”ｔ”関数としての決定を許容し、これにより高周波応答はｔ＝０からｔ＝ｔｓであり、ここにｔｓは短使用期間で、この間燃料希釈は実質的にゼロと推測されるが、図５を参照して記述したように更新に使用される。
【００７１】
図１４の実施例はＳＨ、ＳＬを、機器がオンされた直後に実質的に読み込み且つ使用する。ある種の用途では、立ち上がり直後に信号に過渡期があり、これはたとえば温度変化や水分凝縮等による。これらの用途では、潤滑油応答は潤滑油が静止状態になるまで、燃料稀釈状態の決定にとって意味がないであろう。このため他の実施例でその方法は、使用測定値”ｔ”が適切な潤滑油使用を反映しない限り、機器の立ち上がり直後に潤滑油状態の決定を開始する必要がない。
【００７２】
図１４の実施例は、ブロック１７５と１７１の「すぐ液交換」と「今液交換」の夫々の警告信号に加えて、ブロック１６９内では液稀釈の予想量の信号を送付する。他の実施例では、機器運転者および／または保守要員の要望に対して予想燃料濃度％ｆに沿った出力を仕立て、流量周波数インピーダンス率Ｒと潤滑油使用測定値Ｔを決定する。一例として、％ｆおよび実インピーダンス率Ｒの両方に対する二つの閾値を持つ代わりに、他の実施例では、より大きく、またはより小さい二つの閾値を独立して持ち、異なる燃料濃度、および／またはインピーダンス率に対して警告を与える様にしている。他の例では、実施例は予測燃料濃度を出力する必要はなく、閾値が超過した場合のみ出力する。他の例では、燃料濃度の出力％ｆ、または潤滑油をすぐ交換する必要の警告に替えて、他の実施例では潤滑油の潤滑油の残存耐用期間、または潤滑油を変える必要の前まで残存する量を予測できるし、それは新鮮流体、現行％ｆおよび／またはＲ、および使用不能閾値ＴＨ２とＴＬ２に夫々替わる。
【００７３】
図１４の方法は潤滑油の高周波応答と低周波応答を使用し、潤滑油中の燃料の予測濃度、および燃料濃度を扱う潤滑油の能力に基づいて、潤滑油の稀釈状態を決定する。特定用途に使用する潤滑油は、燃料を設定燃料使用不能限度まで扱えると仮定すれば、他の実施例は、潤滑油の高周波応答のみをその潤滑油の燃料稀釈状態を決定するために使用できる。
【００７４】
図１５は他の実施例１７７を示し、これは機器内の潤滑油状態の決定に使用する本発明の特徴についてであり、ここでは潤滑油の稀釈状態の決定に、高周波数応答のみを使用する。図１５の実施例の記述の助けとして、図１４の方法１４１と同じ方法１７７のブロックとし、同様に標識をつけた。
【００７５】
図１５を参照して、ブロック１４３内の方法１７７は、機器がオンされるごとに始まり、ここでは時間を出力する時計も同じくオンとなる。時間は本発明の使用測定値である。立上がり後、方法１７９はブロック１８１に進み、そこでは高周波流体応答ＳＨのみが読み込まれ、また使用測定値”ｔ”がＸ分増加する。ブロック１４７に進み、方法１７７は、最終のＳＨが読まれてから、本質的な完全流体交換が発生したかを決定する。本決定は本方法に対する入力に基づくことができるし、または入力ＳＨを前記入力ＰＨと比較することで可能となる。もしブロック１４７の決定が「イエス」であれば、ブロック１８１では、高周波信号決定（図５、６、７、８、９、１０の初期誘電率εｉ値と対応する）に対する初期値ＳＨｉは、ＳＨに等しく設定され、使用測定値”ｔ”は、ゼロに等しく設定され、新鮮潤滑油が機器に最初に加えられた場合、ゼロ使用であることを示す。このあとブロック１８３内では、前記高周波応答ＰＨがＳＨに等しく設定され、そして方法１７７はブロック１８３に戻り、ＳＨの前記読み込み後Ｘ分間、ＳＨを再び読み込み、また”ｔ”をＸ分増加させる。
【００７６】
もしブロック１４７内の決定が「ノー」であれば、方法１７７はブロック１５３に進み、最後にＳＨが読まれた後、新鮮潤滑油の部分的追加が発生したかを決定する。本決定はＳＨのＰＨに対する比較方法への入力に基づける。もしブロック１５５内の決定が「イエス」の場合、方法１７７はΔｔを計算し、ブロック１５９に示すように使用測定値”ｔ”の相殺を補償し、この相殺”ｔ”が新鮮流体追加の結果的潤滑油の更なる代表とする。ブロック１５５内で計算されたΔｔは、追加の新鮮流体の入力または測定値に準拠することが可能であり、又は前に論じたように、ＳＨ数値のステップ変化に基づく数値であり得る。
【００７７】
もしブロック１５３内の決定が「ノー」であるか、またはブロック１５７内で使用測定値がΔｔによって相殺後であれば、ブロック１８５内では、パーセント燃料稀釈％ｆかその等価物が計算され、現在のＳＨ、初期ＳＨＩおよび潤滑油使用測定値”ｔ”を、関数ｇ（ＳｉＨ、ＳＨｉ、ｔ）に代表されることが分かる。計算は公式、参照表、又はその組合せによって可能であり、比率ε／εｉまたは等価物が、使用測定値”ｔ”に基づいて予測ε／εｉ又は等価物と比較され、前に図５、６、８、９、１０と参照して記載したように、潤滑油中の燃料濃度を予測する。
【００７８】
ブロック１６５では、方法１７７  がブロック１８５内で計算した燃料稀釈％ｆがゼロより大きいかを決定する。もし決定が「ノー」であれば、ブロック１８３内の方法１７７が前記ＰＨ値を再設定し、ブロック１７９に戻り、Ｘ分後前記読み込のＳＨを読み、”ｔ”をＸ分に増やす。もしブロック１６５の決定が「イエス」であれば、ブロック１６７内の方法１７７は、信号の送信後、ブロック１８本潤滑油が予測燃料濃度％ｆを含むという信号を送信する。この信号は以降の検索のためのメモリーに送信可能であり、信号機に、例えばデジタル表示で機器運転者に警告可能であり、中央保守施設に保守要員への通知、信号処理機で、例えば燃料含有量によって機器運転を制限することが可能であり、又は潤滑油成分を変更できるシステムの運転、またはその組合せである。７で方法１７７は、予測燃料濃度％ｆが閾値ＴＨ２より大きいか、または等しいかを決定するが、これは燃料使用不能閾値で、例えば図６の閾値７５である。もしブロック１８７の決定が「イエス」であれば、ブロック１７１の方法１７７は信号を送り、流体がその耐用期限の終期に達して、今交換が必要と告げるが、その後方法１７７はブロック１８３の前の信号ＰＨを再設定し、ブロック１７９に戻り、再び本方法のステップを始める。ブロック１８７の決定が「ノー」であれば、ブロック１８９で％ｆが初期警告閾値Ｔｍより大きいか、又は等しいかを決定する。もし決定が「イエス」であれば、ブロック１７５内の方法１７７は、液を早期に交換する必要を知らせる警告信号を送信する。もし決定ブロック１８９が「ノー」であれば警告メッセージは送信されない。いずれの場合でも、ブロック１７５内で信号発送後、またはブロック１８９内で「ノー」決定後、方法１７７はブロック１８５内の前の信号ＰＨを再設定し、ブロック１７９に還り、再びＳＨを読み、”ｔ”を適切な時間に増やし、サイクルを再び始める。
【００７９】
方法１７７はＳＨの読み込みを継続し、各Ｘ分ごとに使用測定値”ｔ”を増やし、機器がオンの間、上述のようにブロック間をサイクルする。機器がオフの場合、ＰＨ、ＳＨＩの数値、および”ｔ”はメモリーに留まり、機器が再びオンとなると、方法１７７がブロック１４３内でスタートし、ブロック間をステップするサイクルを継続し、流体中の燃料濃度について決定し、必要な場合は警告を与える。
【００８０】
このようにして方法１７７は、本質的に継続して流体の燃料稀釈を監視し、流体中の燃料濃度、および含有燃料量に対処する流体の能力に基づいて警告を送る。
【００８１】
図１５の実施例は機器がオンした直後の潤滑油応答ＳＨを本質的に読み込み且つ使用する。図１４の参照として記述したように、応答の読み込みは、立上がりよりある程度の時間で遅れて開始しからでよく、それにより潤滑油が安定した運転状態に達するようにする。これは図１４、１５の実施例のように、潤滑油が本質的に一定の温度で読まれなければならない場合に使用される。しかし本発明の方法は、潤滑油応答を本質的に一定の温度で読み込むことに制限してはいない。
【００８２】
図１６は本発明の一つの特徴の実施例で、機器内の潤滑油の燃料稀釈状態の決定に使用され、そこでは潤滑油応答ＳＨ、ＳＬは潤滑油温度変化に対して補正されるか補償され、結果としての応答値ＳＨ’、  ＳＬ’は、潤滑油が希望する温度  Ｔ＊であれば読まれるであろう応答に本質的に等しくする。本実施例の記述の助けとして、これらのブロック前記のものと同じで、同じ標識とする。
【００８３】
図１６を参照するが、方法１９１はブロック１４３内で、機器がオンした場合、また時計がオンした場合に開始する。前記の実施例のように、時間は誘電率変化傾斜を決定する機器使用の手段である。立上がり後、方法１９１は応答ＳＨとＳＬの読み込みに加えて、潤滑油Ｔの温度を読み、最後の完全潤滑油交換”ｔ”からの時間を、ｆ（Ｔ）量だけ増やす。この関数ｆ（Ｔ）は、機器が希望する運転温度  Ｔ＊の場合Ｘに等しい。しかし機器がＴ＊でない場合、効果的な使用測定値、それは更に無燃料高周波ε／εｉを更に正確に予想するものだが、温度の関数として変化する時間数値である。ブロック１９５に進むと、方法１９１は潤滑油温度Ｔは最初の温度閾値Ｔｉより大きを決定するが、これは以下に記載の温度補正や補償関数に対する下限温度である。もしブロック１９５の決定が「ノー」であれば、方法１９１はブロック１９３に戻り、ＳＨ、ＳＬ、Ｔを読み込み、また使用測定値”ｔ”を適当な量に増加する。この方法はブロック１９５の決定が「イエス」になるまで１９３と１９５の間をサイクルし、また本方法はブロック１９７に進み、潤滑油温度Ｔが固定温度Ｔ２にほぼ等しいかを決定する。決定ブロック１９９で「イエス」の場合、応答ＳＨ、ＳＬと潤滑油使用測定値”ｔ”が記録される。方法実施例１９１では、流体の状態は温度補償および低周波応答を使って決定し、潤滑油温度が変化する機器内の本質的に継続的な潤滑油状態の決定を許容する。しかし温度補償応答による潤滑油状態の決定は、固定補償応答を使用する決定より大きなエラーがあり得る。このため運転温度Ｔ２でのブロック１９９内の１９９内に記録されている実際の潤滑油応答、それは希望運転温度Ｔ＊と等しくなり得るのだが、これをオンライン潤滑油状態決定の一部として、または温度補正潤滑油を使用する決定のチェックとしてのオフライン分析に使用できる。もしブロック１９７の決定が「ノー」の場合、またはブロック１９９でデータ記録後であれば、ブロック２０１の方法１９１  温度は応答ＳＨ、ＳＬに補償し、結果としてのＳＨ’、ＳＬ’は、応答を希望温度Ｔ＊で測定していれば、本質的に夫々高低周波数応答である。これは即ち温度Ｔ＊では、ＳＨ’＝ＳＨとＳＬ’＝ＳＬ．である。ブロック２０１の温度補償はＳＨ’＝ａ（ＳＨ、Ｔ）およびＳＬ’＝ｂ（ＳＬ、Ｔ）と書くことが可能で、ここで関数ａ（ＳＨ、Ｔ）およびｂ（ＳＬ、Ｔ）は夫々公式、参照表、およびその組合せであり得るが、その温度は高周波応答および低周波応答を夫々補償する。温度補償は、制限された温度範囲に効果的であるが、これは印加された信号の周波数が固定されている場合、そこで温度に影響される複雑な手法の理由による。このためブロック１９５の温度Ｔｉが温度補償範囲の下限として選ばれる、これは最下限の温度で、そこでは温度が受け入れ可能に正確であるからである。一般的に印加する高低周波数および電極形状は、温度補償の上限が潤滑油として期待できる最高運転温度Ｔより上となるよう選択する。このようにして、ブロック２０１の結果としてのＳＨ’、  ＳＬ’は、もし温度が図１４と１５の実施例のように、本質的に一定の温度Ｔ＊であった場合、印加信号に対する潤滑油応答の良い表示である。ＳＨ’��ＳＬ’は方法１９１の二次的ブロック内で使用され、ここに説明するように監視対象の燃料稀釈状態を決定する。
【００８４】
ブロック２０１の温度補償後、ブロック１４７の方法１９１は、前回の応答ＰＨ、ＰＬ以来潤滑油が交換されたかを決定する。この決定は方法１９１への追加入力に基づけるし、あるいは、前記のように現行と前回の電流ＳＨ’、ＳＬ’そしてＰＨ、ＰＬの比較に基づくこともできる。もしブロック１４７の決定が『イエス』であれば、ブロック２０３の使用測定値”ｔ”はゼロに等しく設定され、初期高周波ＳＨはＳＨ’に等しく設定され、そしてピーク低周波応答ＳＬはＳＬ’に等しく設定され、その後ブロック２０５内で、方法１９１がブロック１９３に戻りサイクルを再開する前に、前記高周波ＰＬはＳＬ’に等しく設定される。もしブロック１４７の決定が『ノー』であれば、方法１９１は、本方法の前回のサイクル以降新鮮潤滑油が追加されたかを決定する。もし決定が『イエス』であれば、前述したように相殺使用測定値Δｔはブロック１５５内で計算され、ブロック１５７の使用測定値”ｔ”から差し引く。ブロック１５７の”ｔ”を相殺後、またはブロック１５３で「ノー」決定であれば、ブロック２０７で方法１９１は、温度補償低周波数応答ＳＬ’が保存した低周波ピーク応答ＳＬＰより大きいかを決定する。もし決定が「イエス」であれば、ブロック２０９内でＳＬＰはＳＬ’．で置換えられる。もしブロック２０７の決定が「ノー」であるか、ブロック２０９後であれば、ブロック２１１で、パーセント燃料補償％ｆ、または等価物が計算され、現在の温度補償ＳＨ’、初期Ｓｍ、および潤滑油使用測定値”ｔ”を、関数ｇ（ＳＨ’、ＳＨｉ、ｔ）で代表されていることを知る。この計算は公式、参照表、又はその組合せで実行可能であり、比率ε／εｉまたは等価物が使用測定値”ｔ”に基づいて比較され、潤滑油内の燃料濃度を予想する。またブロック２１１では、変数Ｒを、ピーク低周波応答ＳＬＰで除した温度補償低周波数応答ＳＬ’に等しく設定する。
【００８５】
ブロック１６５では方法１９１が、ブロック２１１で計算した燃料稀釈％ｆが  ゼロより大きいかを決定する。もし決定が「ノー」であれば、ブロック２０５の方法１９１が前値ＰＨ、ＰＬを再設定し、ブロック１９３に戻り、前回読取り後Ｘ分後、ＳＨ、ＳＬ、Ｔを読み込み、潤滑油使用測定値”ｔ”を温度補償量ｆ（Ｔ）だけ増やす。もしブロック１６５の決定が「イエス」であれば、ブロック１６９では、方法１９１が予想した燃料濃度％ｆが閾値ＴＨ２より大きいかまたは等しいか、実インピーダンス率Ｒが閾値ＴＬ２より小さいか又は等しいか、予想燃料濃度％ｆが閾値ＴＨ２より小さいが、閾値ＴＨ１より大きいか、又は等しいか、および実インピーダンス率Ｒがｓ閾値ＴＬ２より大きく、閾値ＴＬ１より小さいかまたは等しいかを決定する。これはブロック１６９が燃料稀釈％ｆは使用不能閾値ＴＨ２より大きいか、実インピーダンス率は使用不能閾値ＴＬ２より小さいか、または燃料稀釈とインピーダンス率はともに初期警告閾値ＴＨ１、ＴＬ１、および使用不能閾値ＴＨ２、ＴＬ２の間に夫々あるかを決定する。もしブロック１６９の決定が「イエス」であれば、ブロック１７１内の方法１９１は、信号を送り潤滑油が耐用期間の終わりに到達し、今交換を必要とすることを告げる。警告信号発送後、方法１９１はブロック２０５内の前の信号ＰＨ、ＰＬを再設定し、ブロック１９３に戻り、ＳＨ、ＳＬ、Ｔを読み込み、”ｔ”を適切な時間に増加させる。もしブロック１６９の決定が「ノー」であれば、ブロック１７３内で、％ｆが初期警告閾値ＴＨ１より大きいかまたは等しいか、或いは、実インピーダンス率Ｒは初期警告閾値ＴＬ１より小さいか、または等しいかを決定する。決定が「イエス」であれば、ブロック１６７内の方法１９１は信号を送り、潤滑油が予想燃料濃度％ｆを含有することを告げる。もし決定ブロック１７３が「ノー」であれば、警告メッセージは発送されない。いずれの場合でも、ブロック１７５信号発送後、またはブロック１７３内の「ノー」後、方法１９１はブロック２０５内の前の信号ＰＨ、ＰＬを再設定し、ブロック１９３に戻り、ＳＨ、ＳＬ、Ｔを読み、”ｔ”を適当な温度補正時間に増やし、サイクルを再び始める。
【００８６】
方法１９１は、機器がオンの間、ＳＨ、ＳＬ、Ｔの読み込み、各Ｘ分ごとの使用測定値の増加、およびブロックを通じるサイクルを上記のように継続する。機器がオフにすると、ＰＨ、ＰＬ、ＳＨＩ、ＳＬＰとＴの数値とはメモリーに留まり、機器が再度オンされた場合、方法１９１がブロック１４３内でスタートし、ブロックを通じてのステップサイクルを継続し、潤滑油の燃料状態について決定し、必要であれば出力する。
【００８７】
このようにして方法１９１は、潤滑油温度が温度Ｔ１より大きいか、または等しい場合、本質的に継続して潤滑油の燃料稀釈を監視し、潤滑油内の濃度、および含有燃料への対処能力に基づいて出力を送出する。
【００８８】
図１４、１５、１６の方法１４１、１７７、１９１は夫々固定の閾値ＴＨ１、ＴＨ２、ＴＬ１、ＴＬ２を、すべての公式および全ての機器／エンジン用途に使用するが、他の発明実施例では、その方法に入力した情報に基づき更新する閾値を許容することが可能である。更に他の発明実施例では、温度補償に使用の潤滑油応答用の方程式、参照表やその組合せの更新が許容できる。更に他の発明実施例では、パーセント燃料％ｆの決定に使用する方程式、参照表、またはその組合せを、例えば潤滑油公式、機器使用、稼動サイクル、燃料タイプ、その他の変更のため更新可能である。
【００８９】
図１７は潤滑油の稀釈状態の決定に使用する本発明の特徴の実施例を示すが、ここでは潤滑油応答ＳＨ、ＳＬは潤滑油温度の変化に対して補正されており、また潤滑油の燃料稀釈状態を決定するに必要な情報が、完全潤滑油の出来上がり毎に更新可能である。図１７の実施例は、二つのブロックの追加を除いて、図１６の実施例と同じである。このため図１７の全てのブロックには、追加の二つのブロックを除いて、図１６の等価ブロックと同じく標識が付けられるが、また以下に二つの追加ブロックによる差異を記述する。
【００９０】
図１７を参照すれば、方法２１３は機器のオンに伴ってブロック１４３内で始まり、これにより潤滑油使用測定、時計をオンする。潤滑油応答ＳＨ、ＳＬおよび温度Ｔが読み込まれ、使用測定値”ｔ”はブロック１９３内で温度補正時間をＸ分間隔に増やした。もし温度Ｔが温度Ｔ１より低ければ、方法２１３はブロック１９３と１９５間をサイクルし、ＩＴがＴ１より高いかまたは等しい場合のみブロック１９７に進む。ブロック１９７内でＴが温度Ｔ２にほぼ等しく決定されれば、ＳＨ、ＳＬおよび”ｔ”はブロック１９９内に記録される。もしＴがＴ２にほぼ等しくない場合や、ブロック１９９内にその値が記録後であれば、高低周波数潤滑油応答ＳＨ、ＳＬは、図１６の方法１９１と関連して記述したように、ブロック２０１で温度補償応答ＳＨ’、ＳＬ’に変換されるが、ここでブロック２０１の温度補償は、ＳＨ’＝ａ（ＳＨ、Ｔ）およびＳＬ’＝ｂ（ＳＬ、Ｔ）で、また関数はａ（ＳＨ、Ｔ）およびｂ（ＳＬ、Ｔ）  は公式、参照表、又はその組合せであり得る。ブロック１４７の方法２１３は、本方法がブロック１４７をサイクルした最後の時以来、完全流体交換が起ったかを決定する。もしブロック１４７の決定が「イエス」であれば、ブロック２１５の方法２１３は１つ、またはそれ以上の入力を読み込み、温度補償関数ａ（ＳＨ、Ｔ）またはｂ（ＳＬ、Ｔ）が更新されてまたは閾値ＴＨ１、ＴＨ２、ＴＬＩ、ｏｒＴＬ２は更新されて、いつ潤滑油が使用されるにつれて新鮮潤滑油燃料状態の更に適切な決定を許容する。ブロック２１５内で読み込まれたデータは、たとえばキーパッド、光学式スキャナ、その他の方法で入力された情報であり、潤滑油交換発生時にメモリーに保存可能で、または既に保存した情報で、そこで外部入力や新鮮潤滑油のマーカーが監視され、特定の新鮮潤滑油にはどのデータを選ぶかを読み込む。もし方法２１３がブロック２１５内の関数や閾値の更新された数値を読み込むと、その新規の数値は本方法によってその数値がブロック２１５で更新される次の時期まで使用される。ブロック２１７ではＳＨ’、ＳＬ’の温度補償値が計算され、これによって更新された補償関数ａ（ＳＨ、Ｔ）やｂ（ＳＬ、Ｔ）がブロック２１５で読まれたら、初期高周波応答ＳＨＩおよびピーク低周波応答ＳＬＰの開始点がブロック２０３内に適切に設定される。
【００９１】
方法２１３の残留ブロッ、図１９１の方法１９１のブロックと同じで、また潤滑油燃料稀釈状態と出力も同じである。唯一の違いは、方法２１３ではブロック２０７、２１１、１６９および１７３中で、本方法のブロック２１内で更新可能な関数と閾値を使用して決定を行うが、これに対し方法１９１は固定関数と閾値を持つ。しかしブロック２１５内で関数と閾値が更新された後で、方法２１３はこれらの関数と閾値を、新規温度補償関数、または閾値がブロック２１５内で更新される次回まで固定して維持する。
【００９２】
このように情報は方法２１３に入力可能で、潤滑油温度が温度Ｔ１より大きいか、または等しい場合、潤滑油の燃料稀釈状態の出力の本質的に継続する監視にとって本方法を最適化することが出来る。
【００９３】
図１７の方法２１３は、完全潤滑油交換の発生の場合、新規温度補償関数と閾値の入力を読み込めるが、本発明の他の実施例では、潤滑油の稀釈状態の決定に意味のある他の情報を読取る、例えば関数ｇ（ＳＨ’、ＳＨｉ、ｔ）は必要であれば更新可能であり、または初期高周波応答Ｓｍの数値、またはピーク低周波応答ＳＬＰの数値が、方法２１３で設定または決定された替わりに入力として読取れる。また入力された情報は、完全潤滑油交換後を除いて常に読み取ることが可能で、例えば情報は機器がオンとなるごとに、および／または流体応答ＳＨとＳＬが読まれるたびに読取ることができる。
【００９４】
図１６の方法は温度変化に対して潤滑油応答を補償する固定関数を使用し、また図１７の方法２１３は外部入力によって温度補償関数を更新できるが、本発明の他の実施例では、温度補償を本方法の一部として更新することを許容する。
【００９５】
本発明の特定実施例を示し且つ記載してきたが、本発明の広範な分野から逸脱することなく、潤滑油の燃料稀釈状態を監視、報告するため各種の組合せ、変化、修正が可能な事は明らかである。特に上記発明により達成された各種の関数について、本発明の個別の部品やサブシステムに使用された条件（「手段」の参照含む）は、他に指定されない限り、記載した部品やサブシステムの特定関数を達成するいずれの部品やサブシステムにも対応する意図を持つもので、（機能的に等価物であり）たとえ構造的や電子的に、等価本発明の説明した実施例で機能を達成する記載した部品やサブシステムと等価でなくても同様である。さらに本発明の特徴が数件の実施例に関連して開示されてきたが、このような特徴は、いかなる与えられたまたは特殊の用途に望まれ、且つ有利なものとして、他の実施例の１つ又はそれ以上の他の特徴と組合わせることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】図１は本発明に使用できる装置の概略図であり、前記装置は潤滑油の温度を制御する。
【図２】図２は装置の概略図であり、潤滑油の温度が監視できるが制御はできない。
【図３】図３は正弦波信号の図式であり、本発明の装置により潤滑油に印加できるものである。
【図４】図４は非正弦波高周波信号の図式であり、本発明の装置により潤滑油に印加できるものである。
【図５】図５は高周波誘電率の図式であり、これは新鮮ε／εｉ時の潤滑油の誘電率、エンジン使用の関数である燃料希釈付、不付のディーゼルエンジンの応答で割ったものである。
【図６】図６はディーゼルエンジン用の高周波の実際のε／εｉの予想非燃料ε／εｉの比率の関数である燃料のパーセントの図式である。
【図７】図７はディーゼルエンジンオイル使用の高周波ε／εｉの曲率の関数であるパーセント燃料の図式である。
【図８】図８は、潤滑油量の維持のため、新潤滑油を追加した場合の使用の関数である、非燃料ε／εｉに対する現実の高周波ε／εｉの図式である。
【図９】図９は、高周波ε／εｉの図式であり、二つのガソリンエンジンオイルで、エンジン使用の関数として、一つは燃料希釈が増加し、１つは燃料希釈のないものである。
【図１０】図１０は、ガソリンエンジン用の高周波の現実ε／εｉの予想非燃料ε／εｉに対する関数としてのパーセント燃料の図式である。
【図１１】図１１は、低周波実インピーダンス率の図式であり、それは実測の実インピーダンスを、ディーゼルエンジンオイルのＺｒ／Ｚｐ使用中測定のピーク実インピーダンで除したもので、増加中の燃料稀釈および無燃料稀釈を伴うディーゼルエンジンに、エンジン使用の関数として係わるものである。
【図１２】図１２は、エンジン使用の関数としての、燃料希釈が増加した場合と、燃料希釈なしの場合の二つのガソリンエンジンの低周波Ｚｒ／Ｚｐの図式である。
【図１３】図１３はガソリンエンジンオイルの低周波Ｚｒ／Ｚｐの図式であり、使用中に新オイル量が加えられ、使用中に燃料量が増大して加えられる。
【図１４】図１４は本発明の特徴を示すフローチャートであり、高周波誘電率応答データと低周波実インピーダンスデータが、潤滑油の状態を決定、出力するため使用される。
【図１５】図１５は本発明の他の特徴を示すフローチャートであり、高周波誘電率応答データが、潤滑油の状態を決定、出力するため使用される。
【図１６】図１６は本発明の他の特徴を示すフローチャートであり、高周波誘電率応答データと低周波実インピーダンスデータが、温度変化を補償し、且つ潤滑油の状態を決定、出力するため使用される。
【図１７】図１７は本発明の他の特徴を示すフローチャートであり、閾値と温度補償機能が外部入力によって更新可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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