(57)【要約】  リザーバ内の液体によって潤滑される可動部分を有する、機械のリザーバ内に配置されるように構成されているセンサを含むシステム。センサは、リザーバ内の液体の量または品質のうちの少なくとも一方を表す液体の測定値を取得するように構成されている。システムは、センサに動作可能に結合されているデバイス本体をも含む。デバイス本体は、センサに動作可能に結合され、液体の測定値を表す第１のデータ信号を生成するように構成されている処理ユニットを有する。デバイス本体は、第１のデータ信号を遠隔読み取り機にワイヤレス通信するように構成されている送信機をも含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械のリザーバ内の液体によって潤滑される可動部分を有する、前記リザーバ内に配置されるように構成されているセンサであって、前記リザーバ内の前記液体の量または品質のうちの少なくとも一方を表す前記液体の測定値を取得するように構成されているセンサと、
前記センサに動作可能に結合されているデバイス本体であって、前記センサに動作可能に結合され、前記液体の前記測定値を表す第１のデータ信号を生成するように構成されている処理ユニットを含み、前記第１のデータ信号を遠隔読み取り機にワイヤレス通信するように構成されている送信機をも含む、デバイス本体と
を備える、システム。
【請求項２】
前記送信機は、前記読み取り機が前記送信機に問い合わせるときに前記読み取り機によって電圧を印加されるように構成される、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記第１のデータ信号を通信するために前記送信機に電力を供給するように構成されている電源をさらに備える、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記センサは、少なくとも部分的に、前記液体に浸かるように構成される、請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記測定値は、流体液位、前記液体または近傍の構成要素の温度、前記液体の流体伝導、前記液体の誘電率、前記液体のインピーダンス、または前記液体の粘度のうちの少なくとも１つである、請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記センサは、車両のギアケース内に配置されるように構成され、前記ギアケースは前記リザーバを有する、請求項１記載のシステム。
【請求項７】
前記デバイス本体は、前記機械の壁に取り付けられるように構成され、前記壁は、前記リザーバを少なくとも部分的に画定する、請求項１記載のシステム。
【請求項８】
前記センサおよび前記デバイス本体はまとめて第１のワイヤレスデバイスを形成し、前記システムは、異なるリザーバの測定値を表す第２のデータ信号を取得およびワイヤレス通信するように構成されている第２のワイヤレスデバイスをさらに備える、請求項１記載のシステム。
【請求項９】
信号処理モジュールをさらに備え、前記信号処理モジュールは、前記第１のデータ信号および第２のデータ信号に基づいて、前記第１のワイヤレスデバイスの前記第１のデータ信号と前記第２のワイヤレスデバイスの前記第２のデータ信号とを比較することによって、前記機械が不適切に動作しているか否かを判定するように構成されている、請求項８記載のシステム。
【請求項１０】
前記遠隔読み取り機は、手持ち式読み取り機、鉄道線路に沿って位置する固定読み取り機、または、線路車両上に位置するオンボード読み取り機のうちの少なくとも１つを含む、請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
前記センサは、前記液体の静電容量を検出するように構成されている多導体容量センサを含み、前記液体は誘電体として機能し、前記液体の液位が検出される前記静電容量に影響を及ぼす、請求項１記載のシステム。
【請求項１２】
前記センサは、本体浮体と、前記本体浮体の位置を検出するように構成されている位置トランスデューサとを備える、請求項１記載のシステム。
【請求項１３】
機械のドライブトレーンの機械要素の振動状態の測定値を取得するために、前記機械要素に係合されるように構成されているセンサであって、前記振動は実質的に回転する機器によって引き起こされ、前記測定値は、前記ドライブトレーンの動作状態を表す、センサと、
前記センサに動作可能に結合され、前記測定値を表す第１のデータ信号を生成するように構成されている処理ユニット、および、前記第１のデータ信号を遠隔読み取り機にワイヤレス通信するように構成されている送信機を含むデバイス本体と
を備える、システム。
【請求項１４】
前記第１のデータ信号を通信するために前記送信機に電力を供給するように構成されている電源をさらに備える、請求項１３記載のシステム。
【請求項１５】
前記センサは、前記機械のギアケースのリザーバ内に配置されるように構成される、請求項１３記載のシステム。
【請求項１６】
前記デバイス本体は、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）ユニットを備え、前記ＲＦＩＤユニットは、前記処理ユニットおよび前記送信機を含む、請求項１３記載のシステム。
【請求項１７】
前記デバイス本体はメモリを含み、前記メモリは、異なる時刻において取得される複数の前記測定値を記憶するように構成され、前記送信機は、前記測定値を含む第２のデータ信号を通信するように構成される、請求項１３記載のシステム。
【請求項１８】
前記センサおよび前記デバイス本体はまとめて第１のワイヤレスデバイスを形成し、前記システムは、異なる機械要素の測定値に基づく第３のデータ信号を取得およびワイヤレス通信するように構成されている第２のワイヤレスデバイスをさらに備える、請求項１３記載のシステム。
【請求項１９】
ドライブトレーンを有する機械のワイヤレスデバイスからデータ信号を受信するステップであって、前記ワイヤレスデバイスは、前記ドライブトレーンに直接結合されているデバイス本体を含み、前記デバイス本体は、前記データ信号をワイヤレス送信するための送信機を含み、前記データ信号は、前記ドライブトレーンの動作状態の測定値に基づく、受信するステップと、
前記データ信号に基づいて、前記ドライブトレーンが不適切に動作しているか否かを判定するステップと、
前記ドライブトレーンが不適切に動作しているという判定に応答して、前記ドライブトレーンの保守管理または前記ドライブトレーンの要素の交換のうちの少なくとも一方をスケジューリングするための信号を生成するステップと
を含む、方法。
【請求項２０】
前記測定値は、ギアケースの振動測定値、前記ギアケースが貯蔵している潤滑剤の静電容量、前記潤滑剤の温度、前記潤滑剤の流体伝導、前記潤滑剤の誘電率、前記潤滑剤のインピーダンス、または前記潤滑剤の粘度のうちの少なくとも１つである、請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
第１の動作計画に従って前記機械を動作させるステップと、前記動作状態に基づく第２の動作計画を作成するステップとをさらに含む、請求項１９記載の方法。
【請求項２２】
ワイヤレスデバイスからデータ信号を受信するステップは、手持ち式読み取り機において前記データ信号を受信するステップを含む、請求項１９記載の方法。
【請求項２３】
前記機械は機関車であり、ワイヤレスデバイスからデータ信号を受信するステップは、鉄道線路に沿って位置する固定読み取り機において前記データ信号を受信するステップを含む、請求項１９記載の方法。
【請求項２４】
前記機械は機関車であり、ワイヤレスデバイスからデータ信号を受信するステップは、前記機関車に搭載されて位置する読み取り機において前記データ信号を受信するステップを含む、請求項１９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載する主題の１つまたは複数の実施形態は、一般的に、機械または可動部分を有する機械の構成要素の動作状態を検出するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの産業用機械（たとえば、機関車、トラック、土木設備、風車など）は、困難な環境内で動作し、かつ／またはかなりの量の熱もしくはねじり応力ならびに衝撃および振動に耐える要素またはアセンブリ（たとえば、機械式ドライブトレーン）を含む。機械が深刻で永続的な損傷を受ける前に、要素またはアセンブリを交換または修理することができるように、要素またはアセンブリの状態を監視することがしばしば望ましい。多くの場合、機械の性能を増大させ、かつ／または機械の動作寿命を増大させるために、流体潤滑剤を使用して、潤滑および冷却が可能にされる。潤滑によって、互いに係合する２つの部分の間の摩擦が低減し、２つの部分の間の摩擦によって生じる熱を発散させることもできる。特定の一例として、トラクションモータまたは他の機械力を与える物からの速度制御は、ギアトレーンまたはドライブトレーンを用いて達成することができる。ギアトレーンは一般的に、互いに係合する少なくとも２つの歯車を含む。たとえば、第１の歯車（たとえば、ピニオンギア）の歯が、ギア噛合においてより大きい歯車の歯と係合し得る。歯車の間の摩擦を低減し、動作中に発生する熱の発散を促進するために、潤滑剤（たとえば、油）によって歯車が潤滑されることが一般的である。歯車が適切に潤滑されるように、指定された量の潤滑剤が、歯車によって使用されるように利用可能である。
【０００３】
ギアトレーンは、ギアトレーンの１つまたは複数の部分を取り囲むギアケースを含み得る。ギアケースは、潤滑剤を保持するためのリザーバを有する。歯車のうちの少なくとも１つは、歯車、およびそれゆえにギア噛合を潤滑するために、リザーバを通じて動くことができる。歯車のうちの少なくとも１つは、ギアケースを出て突出するシャフトに結合され得る。リザーバまたはギアケースからの漏れを防止するために、シャフトとギアケースとの間の接合部分は密閉される。
【０００４】
しかしながら、密閉された接合部分は、厳しい条件にさらされることが多い。たとえば、機関車のギアトレーンは、大きな温度差、湿った環境、乾燥した環境、削れた屑もしくは煤、および／または困難な振動状態に頻繁にさらされる。これらの状態は、密閉された接合部分に不具合を生じ、結果として潤滑剤が漏れる場合がある。歯車に対して利用可能な潤滑剤の供給が不十分であるとき、機械は、結果として軸を固定された状態にするギアトレーンまたは回転要素の軸受の損傷を受けやすくなる場合がある。機関車の場合、軸受が固定されることによって、機関車は使用を取り止め、修理のために施設に送られる必要があり得る。機関車の取り下げおよび修理は時間および費用がかかるものであり得る。さらに、機関車の生産性の損失も、費用がかさむ。
【０００５】
十分な量の潤滑剤を有することに加えて、動作中、潤滑剤の品質が十分なものであることも望ましい。たとえば、リザーバ内の潤滑剤は、水、金属粒子、および非金属粒子によって汚染される可能性がある。流体が汚染されることによって、部品が損傷するか、または機械の性能が低減する場合がある。加えて、潤滑剤は、熱および粘性のサイクルが繰り返されることに起因して経年劣化し、結果として粘性のような流体特性が失われる場合がある。
【０００６】
機械の流体を検査する従来の方法は、流体の目視検査（たとえば、計深棒）またはシステムに直接配線接続されているセンサを含む。しかしながら、これらの方法は実際的でない場合があり、かつ／または能力が制限されている場合がある。たとえば、いくつかの機械の構成に起因して、流体を目視検査することが困難である場合がある。また、配線接続されているセンサは、頻繁に動き、かつ／または厳しい条件にさらされる機械には適していない場合がある。
【０００７】
機械によって使用される液体の量および／または品質を検出することに加えて、機械の動作状態に関する他の情報を取得することが望ましい場合がある。たとえば、産業用機械が適切に動作しているとき、機械は、分かっているまたは予測される振動状態を有する場合がある。しかしながら、機械の一部が損傷しているか、または他の様態で適切に動作していないとき、機械の振動が変化する場合がある。それゆえ、機械内の特定の要素の振動を検出して、その要素、機械の他の構成要素、または機械全体の健康状態を監視することが望ましい場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第００−５５５８３号
【発明の概要】
【０００９】
一実施形態によれば、リザーバ内の液体によって潤滑される可動部分を有する、機械のリザーバ内に配置されるように構成されているセンサを含むシステム（たとえば、監視システム）が提供される。センサは、リザーバ内の液体の量または品質のうちの少なくとも一方を表す液体の測定値を取得するように構成される。システムは、センサに動作可能に結合されているデバイス本体をも含んでもよい。デバイス本体は、センサに動作可能に結合され、液体の測定値を表す第１のデータ信号を生成するように構成されている処理ユニットを有する。デバイス本体は、第１のデータ信号を遠隔読み取り機にワイヤレス通信するように構成されている送信機をも含む。
【００１０】
一実施形態において、機械要素の振動状態の測定値を取得するために、ドライブトレーンの機械要素に係合されるように構成されているセンサを含むシステム（たとえば、監視システム）が提供される。測定値は、ドライブトレーンの動作状態を表す。システムは、センサに動作可能に結合されている処理ユニットを有するデバイス本体を含む。処理ユニットは、測定値を表す第１のデータ信号を生成するように構成されている。デバイス本体は、第１のデータ信号を遠隔読み取り機にワイヤレス通信するように構成されている送信機をも含む。
【００１１】
一実施形態において、方法（たとえば、機械の動作状態を監視するための方法）は、ドライブトレーンを有する機械のワイヤレスデバイスからデータ信号を受信するステップを含む。ワイヤレスデバイスは、ドライブトレーンに直接結合されているデバイス本体を含む。デバイス本体は、データ信号をワイヤレス送信するための送信機を含む。データ信号は、ドライブトレーンの動作状態の測定値に基づいてもよい。本方法は、ドライブトレーンが不適切に動作しているという判定に応答して、ドライブトレーンの保守管理またはドライブトレーンの要素の交換のうちの少なくとも一方をスケジューリングするための信号を生成するステップをも含む。
【００１２】
一実施形態において、システム（たとえば、監視システム）は、ドライブトレーンを有する機械のワイヤレスデバイスからデータ信号を受信するように構成されている信号処理モジュールを含む。データ信号は、ドライブトレーンの動作状態の測定値に基づく。信号処理モジュールは、データ信号に基づいて、ドライブトレーンが不適切に動作しているか否かを判定するように構成されている。任意選択的に、システムは、動作状態に基づく動作計画を作成するように構成されている計画モジュールをも含む。
【００１３】
複数の実施形態が開示されるが、記載されている主題のなお他の実施形態が、開示される本発明の主題の例示的な実施形態を示し説明する以下の詳細な説明から明らかになる。理解されることになるように、本発明の主題は、すべて記載されている主題の精神および範囲から逸脱することなく、様々な態様における変更が可能である。したがって、図面および詳細な説明は限定ではなく本質的に例示として考えられるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態による、システムの概略図である。
【図２】一実施形態による、ドライブトレーンの側面図である。
【図３】図２のドライブトレーンによって使用されてもよいギアケースの部分分解図である。
【図４】一実施形態による、容量型センサの側面図である。
【図５】一実施形態による、磁気フロート／リードスイッチセンサの概略図である。
【図６】一実施形態による、加速度計の概略図である。
【図７】一実施形態に従って形成されているワイヤレスデバイスの概略図である。
【図８】一実施形態に従って形成されているワイヤレスデバイスの概略図である。
【図９】一実施形態による、図４のセンサを利用するワイヤレスデバイスの一部の断面図である。
【図１０】一実施形態による、図４のセンサを利用するワイヤレスデバイスの一部の断面図である。
【図１１】一実施形態による、図５のセンサを利用するワイヤレスデバイスの断面図である。
【図１２】一実施形態に従って形成されているワイヤレスデバイスの一部の断面図である。
【図１３】図１２のワイヤレスデバイスの正面図である。
【図１４】一実施形態による、機関車の複数の構成要素を示す、機関車の概略図である。
【図１５】１つまたは複数のワイヤレスデバイスからデータ信号を取得するための、一実施形態によるシステムを示す図である。
【図１６】一実施形態による方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本明細書に記載する実施形態は、機械の１つまたは複数の測定値の取得に関連して使用されてもよい様々なシステム、アセンブリ、デバイス、装置、および方法を含む。測定値は、機械の動作状態を表すか、または示すことができる。本明細書において使用される場合、「機械の動作状態」は、機械全体の動作状態または機械の構成要素（たとえば、要素、アセンブリ、またはサブシステム）の動作状態を指し得る。本明細書において使用される場合、用語「動作状態」は、構成要素の現在の状態もしくは能力および／または将来の状態の状態もしくは能力に関係する。たとえば、測定値は、構成要素が十分に機能していないこと、損傷を受けていること、指定されたように動作し続けた場合に損傷を受ける可能性があること、指定された状況下では適切に機能する可能性が低いこと、および／または、機械の他の構成要素への損傷を引き起こす可能性があることを示し得る。
【００１６】
機関車または他の鉄道車両に関する一例として、機関車または他の鉄道車両から取得される１つまたは複数の測定値は、構成要素（たとえば、ドライブトレーン、ギアボックス、エンジンなど）内の潤滑剤の品質が低いか、または不十分であることを示し得る。本明細書に記載の実施形態は、測定値に基づく動作計画を作成することができる。たとえば、動作計画は、軸を機能停止するか、または、軸の牽引力および／もしくは制動力を制限するための命令を含んでもよい。動作計画は、ギアボックスのいずれの要素を修理すべきか、および／または、ギアボックスが交換されるまで機械をどのように動作させるべきかを示すことができる。そのような動作計画は、下記により詳細に説明する。
【００１７】
測定値は、本明細書に記載する実施形態に従って分析される複数の測定値のうちの１つであってもよい。たとえば、実施形態は、機械の動作状態を判定するために単一のセンサから複数の異なる時刻において取得された複数の測定値を分析することを含んでもよい。例として、ギアケース内の単一のセンサからの一連の測定値が、潤滑剤液位が大幅に変化しており、したがってギアケースから漏れていることを示し得る。実施形態は、同じタイプの複数のセンサからの測定値を分析することも含んでもよい。たとえば、機械は複数のギアボックスを含んでもよい。ギアボックスからの振動測定値は、ギアボックスのうちの１つが他者とは別様に動作しており、したがって、損傷を受けているか、または保守管理を必要としている場合があることを示し得る。実施形態は、機械の動作状態を判定するために複数の異なるタイプの測定値を分析することも含んでもよい。たとえば、振動測定値は、歯車が駆動されている速度および／または現在の環境条件に照らして分析されてもよい。追加の測定値または因子は下記に記載する。
【００１８】
測定値は、デバイスから、受信機と称される場合もある読み取り機にワイヤレス送信することができる。たとえば、測定値を表す無線波が、ワイヤレスデバイスの送信機（たとえば、アンテナ）から遠隔読み取り機に送信されてもよい。読み取り機は、手持ち式読み取り機（たとえば、技術者が片手で持ち運ぶことが可能）または他の様態で移動可能な読み取り機であってもよい。いくつかの実施形態において、読み取り機は固定位置を有してもよい。たとえば、機械が車両である実施形態について、読み取り機は、車両が行き来する指定された経路（たとえば、鉄道線路、秤量ステーション、料金所）に沿った静止位置を有してもよい。車両が読み取り機を通過すると、読み取り機は、測定値を取得するために１つまたは複数のワイヤレスデバイスに問い合わせることができる。遠隔読み取り機はまた、車両に搭載されて配置されもよい。たとえば、機関車または他の鉄道車両は、測定値を制御システムに通信する１つまたは複数のワイヤレスデバイスを含む、複数のソースからデータを受信する制御システムを有してもよい。
【００１９】
測定値は、センサを有するデバイスが読み取り機によって問い合わせされると、センサによって検出または取得され得る。代替的にまたは付加的に、センサは、指定された間隔をおいて（たとえば、１時間毎に１つの測定値、１分毎に１つの測定値など）、および／または指定される事象が発生したときにデータを取得してもよい。たとえば、測定値は、車両が問い合わせされた後にのみ、または、車両が一定時間（たとえば、１０分）にわたって静止したままだった後にのみ取得されてもよい。いくつかの実施形態において、ワイヤレスデバイスは、複数の測定値を記憶またはログ記録することができる記憶ユニット（たとえば、メモリ）を含む。ワイヤレスデバイスはまた、デバイスに一体化されている電源をも含んでもよい。電源の例は、電池およびエネルギーハーベスティングデバイスを含む。エネルギーハーベスティングデバイスは、運動エネルギー（たとえば、振動）、熱エネルギー、および電磁エネルギーのような、周囲環境内のエネルギーを変換する。特定の実施形態において、ワイヤレスデバイスは、運動エネルギーを電気エネルギーに変換する振動エネルギーハーベスティングデバイスを含んでもよく、または、振動エネルギーハーベスティングデバイスに結合されてもよい。
【００２０】
本発明の主題の特定の実施形態の上記の説明は、添付の図面とともに読むとより良好に理解される。図面が様々な実施形態の機能ブロックの図を示している限りにおいては、機能ブロックは必ずしもハードウェアおよび回路の間の区分を示すとは限らない。したがって、たとえば、機能ブロックのうちの１つまたは複数（たとえば、コントローラまたはメモリ）は、単一のハードウェア（たとえば、汎用信号プロセッサ、マイクロコントローラ、ランダムアクセスメモリ、ハードディスクなど）において実装されてもよい。同様に、プログラムは、独立したプログラムであってもよく、オペレーティングシステム内にサブルーチンとして組み込まれてもよく、インストールされるソフトウェアパッケージ内の関数であってもよい、などである。様々な実施形態は、図面に示す構成および手段には限定されない。
【００２１】
図１は、一実施形態に従って形成されているシステム１００の概略図である。システム１００は、機械１０２または機械１０２の構成要素（たとえば、機械１０２の要素、アセンブリ、またはサブシステム）の動作状態を表す１つまたは複数の測定値を取得するように構成されている。ほんの一例として、機械１０２は、オフハイウェイ車両（たとえば、公道、幹線道路などを通行するようには設計されていない、または、法もしくは規制によってそうすることが許可されていない車両）のような、動力機械または車両であってもよい。オフハイウェイ車両は、機関車、採掘車、建設機器、農業機器、工業機器、船舶などを含む。いくつかの事例において、車両は、共通の車両システム（たとえば、列車）において複数の車両が互いに直接または間接的に連結されている車両編成の一部であってもよい。いくつかの実施形態において、機械は自動車である。他の実施形態において、機械は移動するようには構成されない。たとえば、機械は風車またはエネルギーハーベスティングタービンであってもよい。
【００２２】
動作状態は、機械の指定された構成要素の健康状態またはステータスに関係し得る。そのような構成要素の非限定例は、ギアボックス、ギアケース、空気圧縮機、ターボチャージャ、またはドライブトレーンを含む。測定値は、たとえば、構成要素が損傷を受けている、不適切に動作している（たとえば、不十分に動作しているか、または、まったく動作していない）、かつ／または、構成要素もしくは機械１０２の他の構成要素により大きな損傷をもたらすか、もしくは引き起こすことになるように動作していることを判定するために分析することができる。
【００２３】
特定の実施形態において、動作状態は、機械１０２によって使用される液体の量もしくは品質および／または機械１０２の振動状態に基づいて判定される。たとえば、いくつかの実施形態において、構成要素は、潤滑液を貯蔵するためのリザーバを有するギアケースであってもよい。リザーバ内の液体の液位が低いこと、または量が少ないことは、ギアケースが損傷を受けていることを示し得る。特に、液位が低いこと、または量が少ないことは、ギアケースが液体を漏らしていることを示し得る。他の実施形態において、構成要素は、構成要素が適切に動作しているときは特定の振動状態を有し得る。たとえば、機械要素は、動作中は分かっている、または予測されるように振動するように構成され得る。しかしながら、機械要素が損傷を受けているか、または不適切に動作している場合、機械要素は、異なる振動状態を有する場合がある。
【００２４】
図示のように、システム１００は、データ信号を遠隔読み取り機１０６にワイヤレス通信するように構成されているワイヤレスデバイス１０４を含んでもよい。データ信号は、ワイヤレスデバイス１０４によって取得される測定値を表すことができる。この目的のために、ワイヤレスデバイス１０４は、センサ１０８と、処理ユニット１１０と、送信機１１２とを含んでもよい。センサ１０８は、機械１０２の動作パラメータを測定し、それによって測定値を取得するように構成されている。いくつかの実施形態において、センサ１０８は、検出器またはトランスデューサ１１４およびアクティベータ１１６を含む。アクティベータ１１６は、対象の構成要素による応答を引き起こすか、または対象の構成要素によって影響を及ぼされる刺激（たとえば、音波、光、電流など）を与えるように構成することができる。検出器１１４は、刺激によって引き起こされている応答または対象の構成要素が刺激に対して及ぼしている影響を検出するように構成することができる。たとえば、刺激は、液位を判定するために検出される音波であってもよい（たとえば、ソナー）。刺激は、どれだけの光信号が液体によって吸収するかを判定するためにレーザによって液体に投影される光信号であってもよい。別の刺激は、電流であってもよい。他の実施形態において、センサ１０８は、アクティベータ１１６を含まない。代わりに、検出器１１４が、音声、振動、光、温度、電気的特性、または、アクティベータによって与えられる刺激なしに環境内で発生する他の特性を検出してもよい。
【００２５】
処理ユニット１１０は、センサ１０８に動作可能に結合されている。処理ユニット１１０は、センサ１０８から測定値信号を受信し、測定値信号を処理してデータ信号をもたらすように構成されている。処理ユニット１１０は、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）であってもよい。代替的に、またはＡＤＣに加えて、処理ユニット１１０は、測定値信号をデータ信号に変換する論理ベースのデバイスを含んでもよい。その後、データ信号は、送信機１１２によって読み取り機１０６に送信されるように構成され得る。たとえば、処理ユニット１１０は、コンピュータプロセッサ、コントローラ（たとえば、マイクロコントローラ）、または、１つまたは複数の命令セットに基づいて動作を実施する他の論理ベースのデバイス（たとえば、ソフトウェア）であってもよい。処理ユニット１１０がそれを受けて動作する命令は、メモリのような、有形持続性（たとえば、過渡信号ではない）コンピュータ可読記憶媒体に記憶されてもよい。メモリは、ハードドライブ、フラッシュドライブ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭなどのような、１つまたは複数のタイプのメモリを含んでもよい。代替的に、処理ユニット１１０の動作を検出する命令セットのうちの１つまたは複数は、処理ユニット１１０のハードウェア内に形成される配線論理であることなどによって、処理ユニット１１０の論理に配線接続されてもよい。
【００２６】
送信機１１２は、処理ユニット１１０に動作可能に結合され、データ信号を読み取り機１０６にワイヤレス通信するように構成されている。いくつかの実施形態において、送信機１１２は、データ信号を送信し、読み取り機１０６からの問い合わせ信号のような他の信号を受信するように構成されている送受信機である。
【００２７】
いくつかの実施形態において、センサ１０８、処理ユニット１１０、および送信機１１２は、センサ１０８、処理ユニット１１０、および送信機１１２が互いに近接して単一のデバイスを形成するように、機械の中に局在化され、かつ／または機械に直接取り付けられる。センサ１０８、処理ユニット１１０、および送信機１１２は、機械の動作を制御するコンピューティングシステムから分離している機械の局所的な空間領域内にあってもよい。たとえば、処理ユニット１１０、および送信機１１２は、処理ユニット１１０、および送信機１１２が互いとの固定位置を有するように、同じ構成要素によって一体化されてもよい。より詳細には、処理ユニット１１０および送信機１１２は、少なくとも部分的に、共通の構成要素（たとえば、回路基板）に一体化されてもよく、かつ／または機械に結合されている共通の容器もしくはハウジング内に位置付けられてもよい。共通の容器は、機械と同延でなくてもよく、代わりに、対象の機械に取り付けられるか、または対象の機械の中に配置される別個の構成要素であってもよい。ほんの一例として、処理ユニット１１０の構成要素および送信機１１２のすべてまたはいくつかは、互いの５０ｃｍ内、互いの２０ｃｍ内、互いの１０ｃｍ内、または、より詳細には、互いの５ｃｍ内に位置してもよい。
【００２８】
いくつかの実施形態において、処理ユニット１１０および送信機１１２は、共通のＲＦＩＤユニット（たとえば、タグ、チップ、カードなど）の一部であってもよい。任意選択的に、センサ１０８もまた、共通のＲＦＩＤユニットの一部であってもよい。他の事例において、センサ１０８は、ＲＦＩＤユニットから分離しているが動作可能に結合されており、ＲＦＩＤユニットからほんの短距離にある。たとえば、センサ１０８は、ＲＦＩＤユニットの５０ｃｍ以下内に位置し、有線またはワイヤレス通信を介して通信可能に結合されてもよい。ＲＦＩＤユニットは、集積回路技術を含んでもよいＲＦＩＤ技術に従って形成されてもよい。たとえば、ＲＦＩＤユニットは、ワイヤレス通信が可能である電子回路であってもよい。いくつかの実施形態において、ＲＦＩＤユニットは、国際標準化機構（ＩＳＯ）、国際電気標準会議（ＩＥＣ）、ＡＳＴＭインターナショナル、ＤＡＳＨ７アライアンス、ＥＰＣグローバル、金融サービス技術コンソーシアム（ＦＳＴＣ）によって形成される規格およびガイドラインのような、１つまたは複数の確立されているＲＦＩＤ規格および／またはガイドラインを満たし得る。
【００２９】
特定の実施形態において、ワイヤレスデバイス１０４は、１つもしくは複数のコンピュータまたは機械内の他のコントローラベースのユニットのいずれにも物理的に電気的に接続されない（たとえば、ワイヤまたは他の導体によって接続されない）。たとえば、列車のコンテキストにおいて、ワイヤレスデバイス１０４は、部分的に、リザーバ内に配置され、かつ／または、リザーバを画定する壁に取り付けられてもよく、列車の動作を制御するコンピューティングシステムに物理的に電気的に接続されない。そのような実施形態において、ワイヤレスデバイス１０４からのデータ信号は、ワイヤレスデバイス１０４から、たとえば、オンボードまたはオフボードである読み取り機にワイヤレス送信されてもよい。より詳細には、データ信号は、ワイヤ／ケーブルまたは他の物理的電気接続を介して送信されなくてもよい。１つまたは複数の実施形態において、処理ユニット１１０の少なくとも部分および送信機１１２は、リザーバを画定する壁（たとえば、リザーバ内の液体の圧力を保持し、かつ／またはリザーバ内の液体に接している壁）および／または壁に直接接続されている構造（たとえば、リザーバ、ギアケースなどの支持構造）に直接接続されてもよい。
【００３０】
様々な形態のワイヤレス通信は、ワイヤレスデバイス１０４によって送受信されてもよい。たとえば、送信機１１２は、無線信号、光信号、音声に基づく信号、または、磁界もしくは電界に基づく信号を受信および／または送信するように構成されてもよい。特定の実施形態において、送信機１１２は、１つまたは複数の無線周波数において無線信号を受信および／または送信するように構成されている。ワイヤレス信号は、狭い無線帯域に沿って送信されてもよい。狭帯域送信においては、単一の搬送波周波数が使用される。代替的に、ワイヤレス信号は、無線周波数のスペクトル内で送信されてもよい。たとえば、スペクトラム拡散送信において、信号は、無線帯域内のいくつかの異なる無線周波数にわたって送信されてもよい。データ信号は、周波数ホッピングスペクトラム拡散（ＦＨＳＳ）、直接シーケンススペクトラム拡散（ＤＳＳＳ）、または、チャープスペクトラム拡散（ＣＳＳ）のような、いくつかの変調規格のうちのいずれか１つに従って送信のために変調されてもよい。
【００３１】
本明細書に記載する実施形態によって使用されてもよい１つのワイヤレス通信規格が、ＩＥＥＥ８０２．１５．４である。ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格は、（１）８６８．０〜８６８．６ＭＨｚ、（２）９０２〜９２８ＭＨｚ、または（３）２４００〜２４８３．５ＭＨｚの３つの周波数帯域のうちの１つの中で動作し得る。これら周波数帯域の各々の中でいくつかのチャネルが使用されてもよい。実施形態はまた、１２０〜１５０ｋＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、８６５〜８６８ＭＨｚ、９０２〜０２８ＭＨｚ、２４５０〜５８００ＭＨｚ、または３．１〜１０ＧＨｚのような、ＲＦＩＤ技術と関連付けられる周波数帯域を使用してもよい。超広帯域（ＵＷＢ）も使用されてもよい。
【００３２】
いくつかの実施形態において、データ信号および／または読み取り機１０６からの信号の送信範囲は、約０〜１０メートルまたは約０〜２０メートルである。他の実施形態において、送信範囲は、最大１００メートル以上など、より広くてもよい。
【００３３】
様々な実施形態は、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）技術に基づくか、またはそれに一致してもよい。たとえば、ワイヤレスデバイス１０４は、受動センサ、半受動センサ、または能動センサであってもよい。受動センサは、電源を含まない場合がある。代わりに、電力は、読み取り機との誘導結合または後方散乱結合に基づいてもよい。半受動センサは、指定された機能のみのための電源を含み得る。たとえば、電池および／またはエネルギーハーベスティングデバイスが、送信距離を増大させるために使用されてもよい。受動および半受動センサは、読み取り機が（たとえば、読み取り機によってセンサを給電することができるように送信範囲内に）存在する場合に特に適し得る。能動センサは、複数の機能（たとえば、検出、受信、および送信）に給電するための電源を含み得る。能動センサは、読み取り機がデータ信号を受信するようにのみ構成され、問い合わせ信号を送信するようには構成されない実施形態に使用することができる。
【００３４】
読み取り機１０６は、信号処理または診断モジュール１２０、および、任意選択的に、計画モジュール１２２を有する制御システム１１８に動作可能に接続することができる。処理ユニット１１０のように、モジュール１２０、１２２は、コンピュータプロセッサ、コントローラ（たとえば、マイクロコントローラ）、または、１つまたは複数の命令セットに基づいて動作を実施する他の論理ベースのデバイスであってもよい。モジュール１２０、１２２がそれを受けて動作する命令は、メモリのような、有形持続性（たとえば、過渡信号ではない）コンピュータ可読記憶媒体に記憶されてもよい。代替的に、モジュール１２０、１２２の動作を指示する命令セットのうちの１つまたは複数は、モジュール１２０、１２２の論理に配線接続されてもよい。モジュール１２０、１２２は、別個のデバイス（たとえば、別個のプロセッサ）上に位置してもよく、または、共通のプロセッサ上に位置してもよい。
【００３５】
信号処理モジュール１２０は、読み取り機１０６が受信するデータ信号に基づいて、機械１０２が不適切に動作しているか否かを判定するように構成されてもよい。信号処理モジュール１２０は、測定値を表すデータ信号を分析することによって、機械１０２が適切に動作しているか、または不適切に動作しているかを判定することができる。たとえば、信号処理モジュール１２０は、許容可能な範囲の動作を提供するルックアップテーブルまたは他のデータベースを使用してもよい。データ信号に基づく測定値が範囲内にない場合、信号処理モジュール１２０は、機械１０２が適切に動作していないと判定することができる。いくつかの事例において、測定値に基づいて、信号処理モジュール１２０は、機械１０２の特定の構成要素が保守管理、修理、または交換を必要としているか否か、または、機械１０２がサブシステムオーバーホールを必要としているか否か判定することが可能であってもよい。
【００３６】
測定値に基づいて、信号処理モジュール１２０は、動作計画が計画モジュール１２２によって生成されることを要求し得る。動作計画は、損傷またはさらなる損傷を防止するために、機械１０２の性能を改善し、かつ／または、機械１０２の性能を制限するように構成することができる。動作計画は、機械１０２の１つまたは複数の指定された構成要素を交換、保守管理、修正、および／または修理するための命令を含んでもよい。
【００３７】
動作計画は、少なくとも部分的には取得される測定値の関数である動作状態に基づき得る。たとえば、液位が十分には満たないが、かなりの量がギアケースに残っていることを容量測定値が示す場合、動作計画は、第１の設備において液体を再充填し、その後、より離れて位置する第２の施設においてギアケースを再び密閉するための命令を含み得る。しかしながら、測定可能な液量がわずかまたはまったくない程度まで液位が急激に低減したことを容量測定値が示す場合、動作計画は、ギアケースが指定された施設において交換されるよう命令し得る。
【００３８】
機関車または他の車両のコンテキストにおいて、動作計画は、車両の牽引力および／または制動力を制御するための命令を含み得る。特に、動作計画は、部分的に、機械の動作状態の測定値に基づき得る。命令は、経路に沿った運行の時間および／または距離の関数として表現され得る。いくつかの実施形態において、動作計画の命令に従って走行することによって、車両は、機械の対象の構成要素に対するストレスを、構成要素が一般的に通常動作中に受けるよりも低減することができる。たとえば、動作計画は、車両に、軸に伝達される馬力を低減するか、軸を断続的に駆動するか、または、軸を完全に機能停止するよう命令し得る。車両は、動作計画に従って自律的に制御されてもよく、または、運転者が動作計画に従って手動で車両を制御することができるように、動作計画の命令が、車両の運転者に提示されてもよい（本明細書においては車両の「コーチングモード」とも称する）。
【００３９】
いくつかの実施形態において、機械が不適切に動作していると判定されるときに作成される動作計画は、別の動作計画に優先するか、またはそれに取って代わる「改正」動作計画である。より詳細には、新たに取得された測定値に起因して、制御システムは、現在実施されている動作計画が修正されるべきであると判定し得、そのため、他者に取って代わる修正動作計画を作成し得る。
【００４０】
動作計画は、指定された目標またはパラメータを達成するために最適化することができる。本明細書において使用される場合、用語「最適化」（およびその複数の形態）は、本明細書に記載するすべての実施形態における特性、パラメータ、または他の対象を最大化または最小化することを必要とするようには意図されていない。そうではなく、「最適化」およびその複数の形態は、特性、パラメータ、または他の対象を、他の条件をも満たしながら、指定または所望の量に向けて（必要に応じて）増大または低減することを含んでもよい。たとえば、構成要素に対するストレスレベルが最適化されているということは、ストレスが完全にないこと、または、ストレスが絶対最小量であることに限定されないものであり得る。むしろ、ストレスレベルを最適化することは、他の条件（たとえば、速度制限、運行継続時間、到着時刻）も満たしながら、ストレスが制御されることを意味し得る。たとえば、構成要素が受けるストレスは、構成要素が深刻な損傷を受けることなく車両がその目的地に到着することができるように、制御され得る。
【００４１】
計画モジュール１２２は、車両データ、経路データ（または経路データベース）、部品データ、または運行データのうちの少なくとも１つを使用して動作計画を作成するように構成されている。車両データは、車両の特性に関する情報を含み得る。たとえば、車両システムが鉄道車両である場合、車両データは、列車車両の数、機関車の数、個々の機関車または機関車編成に関する情報（たとえば、機関車のモデルまたはタイプ、重量、出力の記述、機関車トラクション変速の性能、出力の関数としてのエンジン燃料の消費（または燃料効率）、冷却特性）、効率的な抵抗係数による鉄道車両の負荷、車両操作規則（たとえば、牽引力ランプ速度、最大制動力ランプ速度）、列車車両の内容、出力（スロットル）設定に対する下限および／または上限などを含み得る。
【００４２】
経路データは、経路に沿った様々な区間の地形または地勢（たとえば、実効的な線路勾配および曲率）、経路の指定区間に対する速度制限、経路の指定区間に対する最大累積および／または瞬間的放出、交差点（たとえば、踏切）の位置、特定の線路特徴（たとえば、頂点、下降、カーブ、片勾配）の位置、マイル標の位置、ならびに、勾配変化、側線、操車場、および燃料補給所の位置に関する情報のような、経路に関する情報を含み得る。経路データは、必要に応じて、距離の関数であってもよく、または、経路の指定された距離に対応してもよい。
【００４３】
部品データは、たとえば、構成要素の耐用年限操作性に関する履歴データまたは独自仕様データを含んでもよい。データは、指定された速度および／または機械に対する負荷に関する基線データを含んでもよい。追加の因子が、基線データの一部であってもよい。たとえば、潤滑剤がギアケース内で指定された品質を有する場合、部品データは、ほぼ等しい潤滑剤液位で操作される同一の構成要素からのデータを含んでもよい。データは、指定された速度において構成要素がどれだけ長く動作することが可能かを含むことができる。
【００４４】
運行データは、運行の開始時刻および終了時刻、開始位置および終了位置、指定された経路に関連する経路データ（たとえば、マイル標、速度制限に応じた実効的な線路勾配および曲率）、その運行に関する放出に対する累積および／または瞬間的上限、その運行に許可されている燃料消費、履歴運行データ（たとえば、指定経路に沿った前回の運行においてどれだけの燃料が消費されたか）、指定された運行時間または継続時間、乗務員（ユーザおよび／または運転者）の識別、乗務員シフト満了時刻、指定区間に対する出力（スロットル）設定に対する上限および／または下限などのような、指定された任務または運行に関する情報を含んでもよい。一実施形態において、計画モジュール１２２は、Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｍｐａｎｙによって開発されたＴｒｉｐ  Ｏｐｔｉｍｉｚｅｒ（登録商標）システムのようなソフトウェアアプリケーションまたはシステムを含む。
【００４５】
図２は、一実施形態による、ドライブトレーン（またはファイナルドライブ）１５０の側面図である。ドライブトレーン１５０は、走行用モータ１５２と、第１の（またはピニオン）歯車１５４と、第２の歯車１５６と、基部またはシェル１６０とを含む。ギアケース１５８の上部またはシェル１６２は図３に示す。図２に示すように、第１の歯車１５４および第２の歯車１５６は、ギア噛合１６４において互いに係合する。ドライブトレーン１５０の動作中、走行用モータ１５２が、第１の歯車１５４に結合されている軸（図示せず）を回転軸１６６を中心として回転させることによって、第１の歯車１５４を駆動する。第１の歯車１５４は、たとえば、図２に見られるように反時計回りの方向に回転されてもよい。ギア噛合１６４における係合に起因して、第１の歯車１５４は、第２の歯車１５６を回転軸１６８を中心として時計回りの方向に回転させる。第２の歯車１５６は、第２の歯車１５６とともに回転する軸（図示せず）に結合されている。第２の歯車１５６の軸は、軸とともに回転する車輪（図示せず）に結合されている。車輪は、機械を動かすために表面（たとえば、レールまたは線路）と係合する。
【００４６】
ギアケース１５８は、潤滑液１８０（たとえば、油）を保持するように構成されているリザーバ１７２を含む。ギアケース１５８は、充填または入口ポート１８６および排出または出口ポート１８８を有する。液体１８０は、充填ポート１８６を通じてリザーバ１７２に供給され、排出ポート１８８を通じて排出され得る。
【００４７】
図２に示すように、第２の歯車１５６は、第２の歯車１５６の縁部１７４に沿って歯１７６を有する。液体１８０がギアケース１５８内に保持されているとき、液体１８０は、充填液位１８４を有し得る。図２は、第１の充填液位１８４Ａおよび第２の充填液位１８４Ｂを示す。第２の充填液位１８４Ｂは、第１の充填液位１８４Ａよりも低い。いくつかの実施形態において、ドライブトレーン１５０が適切に動作しているとき、液体１８０の量は、第１の充填液位１８４Ａに相関し、それによって、第２の歯車１５６の縁部１７４は、液体１８０の中に十分に浸かるか、または液体１８０を十分に浴びる。しかしながら、充填液位が、たとえば、充填液位１８４Ｂまで低くなると、縁部１７４および歯１７６の潤滑は不十分になる場合がある。そのような状況は、ギアケース１５８が漏れを生じている場合に発生し得る。
【００４８】
図３は、ギアケース１５８の部分分解図であり、基部１６０および１６２がドライブトレーンに結合されて第１の歯車１５４および第２の歯車１５６を取り囲む前の、基部１６０および上部１６２を示す。図示のように、ギアケース１５８は、それぞれ第１の歯車１５４および第２の歯車１５６（図２）を受け入れるようなサイズにされている、第１の歯車受け入れ開口１９０および第２の歯車受け入れ開口１９２を含み得る。歯車受け入れ開口１９０、１９２は、開口縁部１９３〜１９６によって画定され得、基部１６０および上部１６２は、ケース縁部１９７、１９８に沿って互いに係合し得る。
【００４９】
ドライブトレーン１５０が完全に構築されて動作可能になると、開口縁部１９３〜１９６は、密閉可能な接合部分に沿ってドライブトレーン１５０の部分と係合する。ケース縁部１９７、１９８も、密閉可能な接合部分に沿って互いに結合され得る。しかしながら、ドライブトレーン１５０の動作中、接合部分は損傷を受けるか、または摩耗する場合があり、それによって、接合部分がもはや十分に密閉されなくなる。たとえば、ドライブトレーン１５０が機関車の一部であるとき、開口縁部１９３〜１９６またはケース縁部１９７、１９８は摩耗するか、損傷を受けるか、または分離し得、それによって、液体１８０がリザーバ１７２から出ることが可能になってしまう。したがって、液体１８０の量が低減し得、それによって、充填液位１８４（図２）が低くなる。
【００５０】
本明細書に記載する実施形態は、液体１８０の量が低減していることを検出するように構成することができる。加えて、基部１６０および上部１６２の摩耗、損傷または分離に起因して、ギアケース１５８（またはその部分）は、異なる振動特性を呈する場合がある。たとえば、ドライブトレーン１５０に対して十分に密閉されており、十分な充填液位１８４を有するギアケースは、ドライブトレーン１５０が第１の速度で駆動されるときに、第１の振動状態を呈し得る。しかしながら、ドライブトレーン１５０に対して十分に密閉されておらず、かつ／または十分な充填液位１８４を有しないギアケースは、ドライブトレーン１５０が第１の速度で駆動されるときに、第１の振動状態と異なる第２の振動状態を呈する場合がある。本明細書に記載する実施形態は、複数の異なる振動状態を検出および測定するように構成することができる。特定の実施形態において、本明細書に記載するもののようなワイヤレスデバイスが、少なくとも部分的にリザーバ１７２内に配置され、かつ／または、ギアケース１５８の一部に直接取り付けられる。たとえば、ワイヤレスデバイス１５８の少なくとも一部は、リザーバ１７２を画定する壁のような、ギアケース１５８の壁に直接固定または取り付けられてもよい。いくつかの実施形態において、ワイヤレスデバイスは、機械の動作を制御するコンピューティングシステムのような、機械の他の構成要素に物理的に電気的に接続されない。
【００５１】
液位および振動に加えて、実施形態は、他の特性を検出するように構成されてもよい。たとえば、他の測定値が、液体の品質（たとえば、汚染の度合い）に関係し得る。汚染物質は、水、金属粒子、および／または非金属粒子を含んでもよい。さらに、実施形態は、ドライブトレーンまたはドライブトレーンのギアケースに限定されない。たとえば、ドライブトレーンについて取得することができる測定値はまた、ターボチャージャ、空気圧縮機、エンジンなどについて取得することもできる。機械の他の構成要素も、本明細書に記載するワイヤレスデバイスによって測定されてもよい。
【００５２】
図４〜図６はそれぞれ、センサ２０２、２１２、２２２を示す。トランスデューサと称される場合もあるセンサは、本明細書に記載するワイヤレスデバイスの一部であってもよい。センサの各々は、センサに近接する環境内の指定された特質または特性を測定（たとえば、検出）し、測定された特質または特性を表す信号を提供するように構成することができる。センサによって提供される信号は測定値であってもよい。
【００５３】
様々なタイプの測定値が、センサによって取得され得る。いくつかの非限定例は、液体の静電容量、液体の温度および／もしくは機械の特定の部分の温度、液体の流体伝導、液体の誘電率、液体の散逸率、液体のインピーダンス、液体の粘度、または機械要素の振動を含む。測定値は、センサによって直接取得されてもよく（たとえば、温度）、または、指定された測定値を計算するためにセンサによって提供される情報を使用した後に、指定された測定値が取得されてもよい。たとえば、液体の粘度は、センサによって取得される複数の液位測定値に基づいて計算されてもよい。
【００５４】
実施形態は、単一タイプの測定値（たとえば、静電容量）のみを測定および通信するように構成されている単一のワイヤレスデバイスを含んでもよい。しかしながら、いくつかの実施形態において、単一のワイヤレスデバイスが、複数タイプの測定値（たとえば、液体の静電容量、液体の温度、センサの温度、ギアケースの衝撃および／または振動など）を測定および通信するように構成されてもよい。そのような実施形態において、ワイヤレスデバイスは複数のセンサを有してもよい。
【００５５】
センサ２０２は、タンク（たとえば、ギアケース）内の潤滑剤のような液体の静電容量を測定するように構成されている。センサ２０２はこれ以降、容量レベルプローブ２０２と称する。参考までに、レベルプローブ２０２の断面２０１も、図４に示す。レベルプローブ２０２は、前端２０８と後端２１０との間で縦方向に延伸する。レベルプローブ２０２は、内側または測定電極２０４および外側または基準電極２０６を含む。図示のように、内側電極２０４と外側電極２０６との間には空間２０５が存在する。液体と気体との組合せのような、空間２０５内に存在する材料の静電容量が、レベルプローブ２０２によって測定され得る。いくつかの実施形態において、液体を保持するタンクの壁が、基準電極として使用されてもよい。
【００５６】
レベルプローブ２０２は、タンクによって保持されている液体（たとえば、油）の中に浸されるように構成されている。たとえば、前端２０８が液体の中に浸されてもよい。前端２０８が浸かると、液体は空間２０５に流れ込むことができ、それによって、空間２０５内の液体と気体との比が変化する。そのため、空間２０５内の液体の液位が変化すると、測定される静電容量が変化する。液体が潤滑剤である場合、液体の量または液位が低減すると、測定される静電容量値は低減する。液体の量または液位が増大すると、測定される静電容量値も増大する。
【００５７】
レベルプローブ２０２はまた、液体の品質を判定するように構成されてもよい。より詳細には、レベルプローブ２０２は、静電容量測定値に基づいて液体内の汚染物質の量または割合を検出してもよい。たとえば、汚染物質検出は、液体の誘電体の散逸率に基づいてもよい。一般的に、散逸率は、印加される周波数、液体温度、液体の組成（たとえば、液体の所望の組成）、および汚染物質の関数である。散逸率は、実質的に、基礎静電容量または液位とは無関係であり得る。
【００５８】
いくつかの事例において、機械が動くことによって、液体が変位する場合があり、これによって、測定値に誤差がもたらされ得る。したがって、いくつかの実施形態において、レベルプローブ２０２は、機械またはその構成要素が静止している（たとえば、機能していない）ときにのみ作動される。この目的のために、加速度計または他の慣性型センサが、レベルプローブ２０２を含むワイヤレスデバイスの一部であるか、またはワイヤレスデバイスに動作可能に結合されてもよい。加速度計は、機械が機能していないまたは静止状態にあり、それによって、レベルプローブ２０２によって測定値を取得することができると判定することができる。
【００５９】
図５に示すように、センサ２１２は、本体浮体２１４と、リードスイッチ２１６とを含む。本体浮体２１４は、リードスイッチ２１６を受け入れるようなサイズおよび形状にされている空洞２１８を含む。本体浮体２１４は、リザーバ内の液体の液位に基づいてリードスイッチ２１６に沿って（たとえば、垂直に）浮くように構成されている。本体浮体２１４は、永久磁石２２０を含み、リードスイッチ２１６は、磁気によって作動される１つまたは複数のスイッチ（図示せず）を含む。本体浮体２１４が上下に動くと、永久磁石２２０がスイッチを作動または機能停止させることができる（たとえば、それぞれリードスイッチ２１６内の回路を開くかまたは閉じる）。スイッチが作動されたということは、本体浮体２１４が指定された高さにあることを示し、それゆえ、液体が指定された液位にあることを示す。
【００６０】
上述のように、１つまたは複数の実施形態はまた、加速度計であるセンサをも含んでもよい。図６は、加速度計２２２として参照される１つのそのようなセンサを示す。いくつかの実施形態において、加速度計２２２は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）３軸加速度計である。加速度計２２２は、様々な機能に使用することができる。たとえば、加速度計２２２は、タンクのような機械要素に結合され、機械要素が指定の時間にわたって静止したままになっているか否かを判定することができる。いくつかの実施形態において、機械要素が指定の時間にわたって静止したままになっていたと判定された後にのみ、他の測定値（たとえば、液位）が取得されてもよい。
【００６１】
代替的にまたは付加的に、加速度計２２２は、機械要素が受ける振動状態を検出するように構成されてもよい。たとえば、加速度計２２２は、ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸の各々について１秒毎に多数の衝撃および振動測定値を取得するように構成されてもよい。たとえば、加速度計２２２は、ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸の各々について１秒毎に数百または数千のデータ点をログ記録することが可能であってもよい。
【００６２】
図７は、一実施形態に従って形成されているワイヤレスデバイス３００の概略図である。ワイヤレスデバイス３００は、センサ３０１〜３０４と、処理ユニット３０６（たとえば、マイクロプロセッサ）と、送信機３０８と、内部クロック３１０（たとえば、リアルタイムクロック用水晶）と、メモリ３１２（たとえば、不揮発性メモリ）とを含む。ワイヤレスデバイス３００は、いくつかの実施形態においてプリント回路基板（ＰＣＢ）またはダイ（たとえば、半導体ウェハ）を含んでもよいデバイス本体３１５を有する。図示されている実施形態において、デバイス本体３１５は、センサ３０３、３０４と、処理ユニット３０６と、送信機３０８と、内部クロック３１０と、メモリ３１２とを含む。しかしながら、代替的な実施形態において、ワイヤレスデバイス３００は、互いに結合されている複数の本体（たとえば、複数のダイ）を有してもよく、かつ／または、本明細書に記載する構成要素は、デバイス本体３１５から分離していてもよい。センサ３０１および３０２は、たとえば、ワイヤ３１６を通じてデバイス本体３１５に動作可能に結合されてもよい。他の実施形態において、センサ３０１、３０２は、デバイス本体３１５にワイヤレスに結合されてもよい。
【００６３】
センサ３０１は、図４に関連して説明したレベルプローブ２０２のようなレベルプローブであってもよい。センサ３０１は、機械の液体（たとえば、潤滑剤）の中に挿入されるように構成されている。センサ３０２は、液体の温度を取得するように構成されている温度計であってもよい。センサ３０３は加速度計２２２（図６）のような加速度計であり、センサ３０４は、ワイヤレスデバイス３００のデバイス本体３１５の温度を判定するように構成されている別の温度計である。センサ３０１〜３０４の各々は、処理ユニット３０６に通信可能に結合されており、処理ユニット３０６に信号を通信するように構成されている。信号は、センサによって検出される特質または特性を表すことができる。
【００６４】
処理ユニット３０６は、メモリ３１２内にデータ（たとえば、センサから取得される信号に基づくデータ）を記憶またはログ記録するように構成することができる。いくつかの実施形態において、処理ユニット３０６は、センサ３０１〜３０４から測定値を要求するために、センサ３０１〜３０４に問い合わせるように構成される。問い合わせは、所定の時刻または指定された事象が発生したときに行われてもよい。たとえば、問い合わせは、たとえば、ワイヤレスデバイス３００が読み取り機（図示せず）によって問い合わせされるまで、内部クロック３１０によって判定されるものとして１時間に１回行われてもよい。そのような事象において、処理ユニット３０６は、多数のデータ点を求めてセンサ３０１〜３０４に問い合わせてもよい。たとえば、データ点は、問い合わせ後にほとんど連続的に与えられてもよい。処理ユニット３０６はまた、メモリ３１２からデータを受信することもできる。センサ３０１〜３０４および／またはメモリ３１２から受信されるデータは、送信機３０８によって読み取り機に通信されるデータ信号に変換され得る。
【００６５】
ワイヤレスデバイス３００は、能動または半受動デバイスと特徴付けられてもよい。たとえば、ワイヤレスデバイス３００は、電池（たとえば、塩化チオニルリチウム電池）および／または運動エネルギーハーベスティングデバイスのような電源３２０を含んでもよい。ワイヤレスデバイス３００は、電源３２０を利用して送信機３０８の送信範囲を増大させることができる。そのような実施形態において、読み取り機は、ワイヤレスデバイス３００から数十または数百メートル離れて位置することができる。送信機３０８に加えて、電源３２０は、センサ３０１〜３０４または処理ユニット３０６のような、ワイヤレスデバイス３００の他の構成要素に電力を供給するのに使用されてもよい。
【００６６】
図８は、一実施形態に従って形成されているワイヤレスデバイス３５０の概略図である。ワイヤレスデバイス３５０は、ワイヤレスデバイス３５０が読み取り機（または何らかの他の非内部電源）との誘導または後方散乱結合によって給電されるような、受動デバイスであってもよい。図示のように、ワイヤレスデバイス３５０は、センサ３５１〜３５４と、処理ユニット３５６と、送信機３５８とを含む。ワイヤレスデバイス３００は、図示されている実施形態において、センサ３５３、３５４と処理ユニット３５６と、送信機３５８とを含むデバイス本体３６５を有する。デバイス本体３６５は、集積回路技術によって形成されてもよい。たとえば、デバイス本体３６５は、１つまたは複数のプリント回路基板（ＰＣＢ）を含んでもよい。センサ３５１および３５２は、たとえば、ワイヤ３６６を通じてデバイス本体３６５に動作可能に結合されてもよい。ワイヤレスデバイス３００（図７）と同様に、センサ３５１〜３５４はそれぞれ、レベルプローブ、外部温度計、加速度計、および内部温度計であってもよい。
【００６７】
いくつかの実施形態において、処理ユニット３５６が実行する計算またはセンサ３５１〜３５４からの信号の変換は、処理ユニット３０６（図７）よりも少ない。たとえば、処理ユニット３５６は、センサ３５１〜３５４からのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤＣであってもよい。デジタル信号は、送信機３５８によってその後送信されるデータ信号であってもよい。図示されている実施形態において、処理ユニット３５６は、読み取り機（図示せず）によって問い合わせされた後にのみセンサ３５１〜３５４に問い合わせることができる。より詳細には、読み取り機からの問い合わせ信号が、処理ユニット３５６を、センサ３５１〜３５４に問い合わせ、データ信号を送信するように促進し得る。
【００６８】
図９は、タンク４０１の壁４０２に取り付けられているワイヤレスデバイス４００の一部の断面図である。タンク４０１は、機関車または本明細書に記載する他の機械のような機械の一部であってもよい。タンク４０１は、潤滑剤のような液体（図示せず）を保持するためのリザーバ４１０を有するように構成されている。リザーバ４１０は、図９に示すように壁４０２の雌ネジ山４０６によって画定される壁４０２の充填ポート４０４を通じてアクセスされる。充填ポート４０４は、タンク４０１の外側４０８からリザーバ４１０へのアクセスを可能にする。
【００６９】
図示のように、ワイヤレスデバイス４００は、センサ４１２と、デバイス本体４１４と、センサ４１２およびデバイス本体４１４を接合する中間ケーブル部分４１６とを含む。ワイヤレスデバイス４００はまた、たとえば、締結具４２０を通じてデバイス本体４１４に固定され、壁４０２に取り付けられるように構成されている結合構成要素４１８をも含む。図示されている実施形態において、結合構成要素４１８は、壁４０２のネジ山４０６を補完し、ネジ山４０６と回転可能に係合するように構成されているネジ山４２２を含む。しかしながら、他の実施形態において、ラッチ、締まりばめ（たとえば、栓）、および／または接着剤のような、結合構成要素４１８をタンクに取り付ける異なる方法が使用されてもよい。
【００７０】
ワイヤレスデバイス４００を組み立てるために、結合構成要素４１８を壁４０２に回転可能に係合させることができる。センサ４１２およびケーブル部分４１６は、結合構成要素４１８の開口４２４および充填ポート４０４を通じて挿入することができる。図示のように、結合構成要素４１８は、壁４０２から離れる方向に面する合わせ面４２８を有する。ケーブル部分４１６は、タンク４０１の外側４０８に位置する合わせ面４２６を有し、合わせ面４２８に向かって、それらの間に位置するガスケット４３０によって押圧され得る。デバイス本体４１４は、ケーブル部分４１６の端部を受け入れるケーブル開口４３２を有する。デバイス本体４１４は、締結具４２０を使用してケーブル部分４１６および結合構成要素４１８に固定することができる。図示のように、ケーブル部分４１６は、リザーバ４１０へのアクセスを可能にする充填チャネル４３６を含む。動作中、充填チャネル４３６は、ケーブル部分４１６の合わせ面４２６において栓４３８を用いて閉じることができる。
【００７１】
センサ４１２は、図４に関連して説明したレベルプローブ２０２と同様または同一であってもよい。たとえば、センサ４１２の後端４４０が図９に示されている。後端４４０は、センサ４１２をデバイス本体４１４に通信可能に結合するワイヤ４４２に結合されている。他の実施形態において、センサ４６２は、センサ２１２（図５）と同様または同一であってもよい。ケーブル部分４１６は、ワイヤ４４２を取り囲み、周囲環境から保護するように構成されている。図示のように、ワイヤ４４２は、デバイス本体４１４に沿ったコンタクトリング４４４において終端する。センサ４１２は、ワイヤ４４２およびコンタクトリング４４４を通じてデバイス本体４１４に信号を送信するように構成されている。デバイス本体４１４は、センサ４１２によって取得される測定値を表すデータ信号を処理および送信するように構成されている。デバイス本体４１４は、集積回路ユニット４１５を含んでもよい。図示されていないが、デバイス本体４１４の集積回路ユニット４１５は、上述したもののような、処理ユニット、電源、内部クロック、追加のセンサ、および／または送信機を有してもよい。いくつかの実施形態において、集積回路構成要素４１５はＲＦＩＤユニットとして形成される。
【００７２】
図１０は、タンク４５１の壁４５２に結合されるようにも構成されている、ワイヤレスデバイス４５０の一部の断面図である。ワイヤレスデバイス４５０は、ワイヤレスデバイス４００（図９）と同様の特徴を含んでもよい。たとえば、ワイヤレスデバイス４５０は、センサ４６２と、デバイス本体４６４と、センサ４６２およびデバイス本体４６４を接合する中間ケーブル部分４６６とを含む。ワイヤレスデバイス４５０はまた、たとえば、締結具４７０を通じてデバイス本体４６４およびケーブル部分４６６に直接固定されるように構成されている結合構成要素４６８をも含む。図示されている実施形態において、結合構成要素４６８は、結合構成要素４１８（図９）と同様にして壁４５２に回転可能に係合される。しかしながら、結合構成要素４６８を壁に取り付ける他の方法が使用されてもよい。
【００７３】
ワイヤレスデバイス４５０を組み立てるために、結合構成要素４６８を壁４５２に回転可能に係合させることができる。センサ４６２およびケーブル部分４６６は、結合構成要素４６８および壁４５２の充填ポート４５４を通じて挿入することができる。デバイス本体４６４は、ケーブル部分４６６の合わせ端部４７６内に入れることができる。図示のように、結合構成要素４６８は、壁４５２から離れる方向に面する合わせ面４７８を有する。したがって、ケーブル部分４６６およびデバイス本体４６４は、締結具４７０を使用して結合構成要素４６８に固定することができる。その後、カバー本体４８０が、デバイス本体４６４をカバー本体４８０と結合構成要素４６８との間に保持するために、ケーブル部分４６６の上に位置付けられ得る。ワイヤレスデバイス４００とは異なり、ケーブル部分４６６は、リザーバへのアクセスを可能にする充填チャネルを含まない。
【００７４】
センサ４６２は、図４に関連して説明したレベルプローブ２０２と同様または同一であってもよい。たとえば、センサ４６２の後端４９０が図１０に示されている。後端４９０は、センサ４６２をデバイス本体４６４に通信可能に結合するワイヤ４９２に結合されている。他の実施形態において、センサ４６２は、センサ２１２（図５）と同様または同一であってもよい。図示のように、ワイヤ４９２は、デバイス本体４６４に結合されているコンタクト４９４、４９５において終端する。デバイス本体４６４は、図示されている実施形態ではＲＦＩＤユニットである集積回路構成要素４６５を含んでもよい。センサ４６２は、ワイヤ４９２を通じて集積回路構成要素４６５に信号を送信するように構成されている。集積回路構成要素４１５のように、集積回路構成要素４６５は、センサ４６２によって取得される測定値を表すデータ信号を処理および送信するように構成されている。集積回路構成要素４６５は、上述したもののような、処理ユニット、電源、内部クロック、追加のセンサ、および／または送信機を含んでもよい。
【００７５】
図１１は、ワイヤレスデバイス５００の一部の断面図である。ワイヤレスデバイス５００は、ワイヤレスデバイス４００（図９）およびワイヤレスデバイス４５０（図１０）と同様であってもよい。しかしながら、図１１に示すように、ワイヤレスデバイス５００は、センサ２１２（図５）と同様または同一であってもよいセンサ５０２を利用する。ワイヤレスデバイス５００はまた、たとえば、図示されている実施形態においてはギアケースである、タンク５０８の壁５０６に付着するように構成されている結合構成要素５０４をも含む。結合構成要素５０４は、上述の結合構成要素と同様であってもよい。たとえば、結合構成要素５０４は、壁５０６と回転可能に係合してもよい。
【００７６】
同じく図示のように、ワイヤレスデバイス５００は、基礎支持部５１０および中間ビーム５１２を通じてセンサ５０２に動作可能に結合されているデバイス本体５３０を含む。基礎支持部５１０は結合構成要素５０４の開口５１４内に配置される。ビーム５１２は、センサ５０２と基礎支持部５１０との間に延伸し、それらを接合する。ビーム５１２は、たとえば、ステンレス鋼から作製されてもよく、デバイス本体５３０およびセンサ５０２を通信可能に結合するワイヤ５１８のための通路５１６をもたらすように構成されている。
【００７７】
基礎支持部５１０は、タンク５０８から離れる方向に面する合わせ面５２０を含む。合わせ面５２０は、その上にコンタクト５２４、５２５を有する。コンタクト５２４は、コンタクトパッドであってもよく、コンタクト５２５は、コンタクトパッドの周囲に延伸するリングコンタクトであってもよい。デバイス本体５３０は、結合構成要素５０４に回転可能に係合されるように構成されている。デバイス本体５３０は、合わせ面５２０に面し、コンタクト５２４、５２５と係合するように構成されている対応するコンタクトを有する取り付け面５３２を含む。より詳細には、デバイス本体５３０が結合構成要素５０４と係合するために回転すると、デバイス本体５３０の取り付け面５３２が合わせ面５２０に向かって進むことができ、それによって、デバイス本体５３０のコンタクトがコンタクト５２４、５２５を圧迫して、それらと係合する。
【００７８】
したがって、デバイス本体５３０は、センサ５０２に通信可能に結合され得る。上述したデバイス本体と同様に、デバイス本体５３０は、処理ユニットおよび送信機（図示せず）を有する集積回路構成要素５１５を含んでもよい。任意選択的に、集積回路構成要素５１５はまた、メモリ、内部クロック、および１つまたは複数の他のセンサをも含んでもよい。集積回路構成要素５１５は、センサ５０２（またはメモリもしくは他のセンサ）からの信号をデータ信号に変換することができる。その後、データ信号は、読み取り機（図示せず）に送信され得る。いくつかの実施形態において、集積回路構成要素５１５はＲＦＩＤユニットとして形成される。
【００７９】
図１２はワイヤレスデバイス５５０の一部の断面図であり、図１３はその正面図である。ワイヤレスデバイス５５０は、センサ（図示せず）と、ワイヤ５５４を通じて通信可能に結合されているデバイス本体５５２とを含んでもよい。センサは、センサ２０２（図４）またはセンサ２１２（図５）と同様であってもよい。デバイス本体５５２は、タンク５６０（図１３）の外面に結合されている面板５５６に固定されている。図１２および図１３は、センサを電気的に接合するためにデバイス本体５５２に沿って電気コンタクトが必要とされない実施形態を示す。代わりに、センサからのワイヤ５５４（図１２）が、センサをタンク５６０に機械的に結合するポッティング５６２を通じて延伸することができる。ワイヤレスデバイス４００（図９）のように、ワイヤレスデバイス５５０は、栓５６８を通じて充填ポート５６６にアクセスすることを可能にすることができる。図示されていないが、デバイス本体５５２は、上述したもののような、データ信号を処理してデータ信号を送信する集積回路構成要素を含んでもよい。集積回路構成要素は、ワイヤ５５４のうちの１つに直接結合されているＲＦＩＤユニットであってもよい。
【００８０】
図１４は、機関車６００の概略図であり、本明細書に記載するワイヤレスデバイスのような、１つまたは複数のワイヤレスデバイスを含んでもよい機関車６００の複数の構成要素を示す。たとえば、機関車６００は、各々がギアケース６０２を有する複数のドライブトレーン６０１を含んでもよい。機関車６００はまた、エンジン６０４と、エンジン６０４に動作可能に結合されているターボチャージャ６０６と、空気圧縮機６０８とをも含んでもよい。構成要素の各々は、それに動作可能に結合されている、本明細書に記載するワイヤレスデバイスのうちの１つまたは複数を有してもよい。たとえば、ギアケース６０２およびエンジン６０４は、上述したワイヤレスデバイス２０２、２１２、２２２、４００、４５０、５００、または５５０のうちの少なくとも１つを有してもよい。特に、ギアケース６０２およびエンジン６０４の各々は、液体潤滑剤を含むリザーバを有してもよい。ターボチャージャ６０６および空気圧縮機６０８は、たとえば、ワイヤレスデバイス２２２と同様に加速度計を使用してもよい。
【００８１】
図示のように、機関車６００はまた、オンボード制御システム６１０をも含んでもよい。制御システム６１０は、機関車６００、および、任意選択的に、機関車６００に直接または間接的に結合されている他の機関車の牽引力および／または制動力を制御することができる。制御システム６１０の動作は、機関車の運転者から受信される入力、および／または、たとえば、管制塔、派遣施設などからの遠隔入力に基づいてもよい。加えて、制御システム６１０は、機関車６００の様々な構成要素から入力を受信し得る。いくつかの事例において、入力は、ワイヤレス通信を通じて受信されるデータ信号であってもよい。たとえば、ギアケース６０２、エンジン６０４、ターボチャージャ６０６、および空気圧縮機６０８のワイヤレスデバイスが、制御システム６１０にデータ信号をワイヤレス通信するように構成されてもよい。制御システム６１０は、ワイヤレスデータ信号を受信するための読み取り機６１２を含んでもよい。制御システム６１０はまた、図１に記載した信号処理モジュール１２０および計画モジュール１２２と同様である信号処理モジュールおよび計画モジュールをも含んでもよい。計画モジュールは、受信した入力に基づいて機関車６００のための動作計画を作成することができる。
【００８２】
図１５は、１つまたは複数のワイヤレスデバイスからデータ信号を取得するための、一実施形態によるシステム７００を示す。図１６は、システム７００によって実行または実施されてもよい方法７５０の流れ図を示す。いくつかの実施形態において、機関車６００（図１４）もまた、方法７５０を実行または実施してもよい。システム７００および方法７５０は、本明細書に記載する様々な実施形態の構造または態様を採用し得る。いくつかの実施形態において、方法７５０の特定のステップが省略もしくは追加されてもよく、特定のステップが組み合わされてもよく、特定のステップが同時に実施されてもよく、特定のステップがともに実施されてもよく、特定のステップが複数のステップに分割されてもよく、特定のステップが異なる順序で実施されてもよく、または、特定のステップもしくは一連のステップが反復的に再実施されてもよい。同様に、システム７００が、本明細書に記載するあらゆる実施形態のあらゆる特徴を含む必要はない。
【００８３】
図１５に関連して、システム７００は、機関車編成７０４を含む車両システム７０２（たとえば、列車）を含む。機関車編成７０４は、１つまたは複数の列車車両に（直接または間接的に）連結されている少なくとも１つの機関車を含み得る。たとえば、図１５は、第１の機関車７０６および第２の機関車７０８ならびに列車車両７１０を含む機関車編成７０４を示す。他の実施形態において、車両システム７０２は、より多くの列車車両７１０を含んでもよい。機関車７０６および７０８の各々は、各々が１つまたは複数のワイヤレスデバイスによって監視される複数の構成要素を含み得る。たとえば、機関車７０６および７０８の各々は、本明細書に記載するもののような、エンジン、ターボチャージャ、空気圧縮機、および複数のギアケースを含んでもよい。
【００８４】
図１５に示すように、車両システム７０２は、指定された読み取り位置７１５に近づいている。読み取り位置７１５は、図示されている実施形態では保守管理施設である。しかしながら、読み取り位置７１５は、機関車からワイヤレスデータ信号を受信することが可能である様々な他の位置であってもよい。たとえば、読み取り位置７１５は、操車場、燃料補給所、路傍位置、車両基地入口点または出口点、指定された線路区間などであってもよい。読み取り位置７１５は、複数の読み取り機７１６をも含む。読み取り機７１６の各々は、制御システム７２０に通信可能に（たとえば、ワイヤレスにまたは通信ワイヤを通じて）結合されている。代替的にまたは付加的に、手持ち式読み取り機７２４が、個人によって持ち運ばれ、データ信号を受信するのに使用されてもよい。読み取り機７２４はまた、制御システム７２０とデータ信号を通信することもできる。
【００８５】
制御システム７２０は、図１に記載した信号処理モジュール１２０および計画モジュール１２２のような、信号処理モジュールおよび計画モジュールを含んでもよい。たとえば、制御システム７２０は、車両システム７０２および他の同様の車両システムを動作させるための命令を含む動作計画を作成することができる。
【００８６】
方法７５０は、（７５２において）機械のワイヤレスデバイスのうちの１つまたは複数からデータ信号を受信することを含み得る。図示されている実施形態において、機械は、車両システム７０２または機関車７０４、７０６のうちの１つである。しかしながら、本明細書に記載する実施形態は、必ずしも機関車には限定されない。機械は、運動する機械要素または部分を有する１つまたは複数の構成要素を有してもよい。たとえば、機械は、ドライブトレーン、エンジン、空気圧縮機、および／またはターボチャージャを有してもよい。データ信号は、構成要素の動作状態の測定値を表すこともできる。例として、測定値は、振動測定値、液体の静電容量、液体の温度、液体の流体伝導、液体の誘電率、液体のインピーダンス、または液体の粘度のうちの少なくとも１つであってもよい。特定の実施形態において、測定値は、ギアケースの振動状態、または、ギアケース内に保持されている潤滑剤の液体状態を表す。
【００８７】
（７５２における）受信動作は、静止位置を有する１つまたは複数の固定読み取り機においてデータ信号を受信することを含んでもよい。たとえば、読み取り機７１６は、線路７３０に対する固定位置を有してもよい。読み取り機７１６は、読み取り機７１６がデータ信号を受信することが可能であるように、線路７３０からの指定された距離に位置してもよい。（７５２における）受信動作はまた、手持ち式読み取り機７２４のような、１つまたは複数の可動読み取り機を通じてデータ信号を受信することを含んでもよい。
【００８８】
代替的な実施形態において、上述のように、（７５２における）受信動作は、制御システム６１０（図１４）のようなオンボード制御システムによって行われてもよい。
【００８９】
方法７５０はまた、（７５４において）データ信号に基づいて、機械の構成要素が不適切に動作しているか否かを判定することも含む。たとえば、制御システム７２０は、データ信号、および、任意選択的に、構成要素が十分に動作しているか否かを反対するための他の入力を分析してもよい。構成要素が不適切に動作している場合、方法７５０はまた、（７５５において）データ信号に基づく動作計画を作成することも含む。動作計画は、現在実装されている動作計画に取って代わるように構成されている新たな（または改正）動作計画であってもよい。方法７５０はまた、（７５６において）構成要素に保守管理を施すこと、または、（７５８において）構成要素の要素を交換することのうちの少なくとも一方も含み得る。
【００９０】
一実施形態において、リザーバ内の液体によって潤滑される可動部分を有する、機械のリザーバ内に配置されるように構成されているセンサを含むシステム（たとえば、監視システム）が提供される。センサは、リザーバ内の液体の量または品質のうちの少なくとも一方を表す液体の測定値を取得するように構成される。システムは、センサに動作可能に結合されているデバイス本体をも含んでもよい。デバイス本体は、センサに動作可能に結合され、液体の測定値を表す第１のデータ信号を生成するように構成されている処理ユニットを有する。デバイス本体は、第１のデータ信号を遠隔読み取り機にワイヤレス通信するように構成されている送信機をも含む。
【００９１】
一態様において、送信機は、読み取り機が送信機に問い合わせるときに読み取り機によって電圧を印加されるように構成される。
【００９２】
一態様において、システムは、データ信号を送信するための送信機に電力を供給するように構成されている電源を含む。電源は、たとえば、電池および／またはエネルギーハーベスティングデバイスを含んでもよい。
【００９３】
一態様において、センサは、少なくとも部分的に、液体に浸かるように構成される。
【００９４】
一態様において、測定値は、液体の静電容量、液体の温度、液体の流体伝導、液体の誘電率、液体のインピーダンス、または液体の粘度のうちの少なくとも１つである。
【００９５】
一態様において、デバイス本体は、機械の壁に取り付けられるように構成され、壁は、リザーバを少なくとも部分的に画定する。
【００９６】
一態様において、センサおよびデバイス本体はまとめて、第１のワイヤレスデバイスを形成する。システムはまた、異なるリザーバの測定値を表す第２のデータ信号を取得およびワイヤレス通信するように構成されている第２のワイヤレスデバイスをも含んでもよい。
【００９７】
一態様において、センサは、機関車のギアケース内に配置されるように構成され、ギアケースはリザーバを有する。
【００９８】
一態様において、送信機は無線周波数識別（ＲＦＩＤ）素子内に含まれる。
【００９９】
一態様において、センサ、処理ユニット、および送信機はまとめて、第１のワイヤレスデバイスを形成する。システムはまた、異なるリザーバの測定値を表す第２のデータ信号を取得およびワイヤレス送信するように構成されている第２のワイヤレスデバイスをも含んでもよい。システムは、信号処理モジュールを含み得る。信号処理モジュールは、データ信号に基づいて、第１のワイヤレスデバイスのデータ信号と第２のワイヤレスデバイスのデータ信号とを比較することによって、機械が不適切に動作しているか否かを判定するように構成することができる。
【０１００】
一態様において、データ信号は、手持ち式読み取り機に送信されるように構成される。別の態様において、データ信号は、鉄道線路に沿って位置する固定読み取り機に送信されるように構成される。また別の態様において、データ信号は、機関車上に位置するオンボード読み取り機に送信されるように構成される。
【０１０１】
一態様において、センサは、流体の静電容量を検出するように構成されている多導体容量センサを含む。流体は、誘電体として機能し得、流体の液位が検出される静電容量に影響を及ぼす。別の態様において、センサは、本体浮体と、本体浮体の位置を検出するように構成されている位置トランスデューサとを含む。位置トランスデューサは、たとえば、リードスイッチであってもよい。
【０１０２】
一実施形態において、機械要素の振動状態の測定値を取得するために、ドライブトレーンの機械要素に係合されるように構成されているセンサを含むシステム（たとえば、監視システム）が提供される。測定値は、ドライブトレーンの動作状態を表す。システムは、センサに動作可能に結合されている処理ユニットを有するデバイス本体を含む。処理ユニットは、測定値を表す第１のデータ信号を生成するように構成されている。デバイス本体は、第１のデータ信号を遠隔読み取り機にワイヤレス通信するように構成されている送信機をも含む。
【０１０３】
一態様において、システムは、データ信号を送信するための送信機に電力を供給するように構成されている電源を含む。
【０１０４】
一態様において、システムはメモリを含む。メモリは、複数の異なる時点において取得される複数の測定値をログ記録するように構成される。送信機は、測定値を含むデータ信号を送信するように構成される。
【０１０５】
一態様において、センサ、処理ユニット、および送信機はまとめて、第１のワイヤレスデバイスを形成する。システムは、異なるドライブトレーンの測定値に基づく第２のデータ信号を取得およびワイヤレス送信するように構成されている第２のワイヤレスデバイスを含んでもよい。
【０１０６】
一態様において、デバイス本体は、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）ユニットを含む。ＲＦＩＤユニットは、処理ユニットと送信機とを有し得る。
【０１０７】
一実施形態において、方法（たとえば、機械の動作状態を監視するための方法）は、ドライブトレーンを有する機械のワイヤレスデバイスからデータ信号を受信するステップを含む。ワイヤレスデバイスは、ドライブトレーンに直接結合されているデバイス本体を含む。デバイス本体は、データ信号をワイヤレス送信するための送信機を含む。データ信号は、ドライブトレーンの動作状態の測定値に基づいてもよい。本方法は、ドライブトレーンが不適切に動作しているという判定に応答して、ドライブトレーンの保守管理またはドライブトレーンの要素の交換のうちの少なくとも一方をスケジューリングするための信号を生成するステップをも含む。
【０１０８】
一態様において、測定値は、ギアケースの振動状態、または、ギアケース内に保持されている潤滑剤の液体状態を表す。
【０１０９】
一態様において、測定値は、ギアケースの振動測定値、ギアケースが貯蔵している潤滑剤の静電容量、潤滑剤の温度、潤滑剤の流体伝導、潤滑剤の誘電率、潤滑剤のインピーダンス、または潤滑剤の粘度のうちの少なくとも１つである。
【０１１０】
一態様において、データ信号は複数のワイヤレスデバイスから受信される。データ信号は、共通タイプの測定値に基づく。
【０１１１】
一態様において、データ信号は手持ち式読み取り機において受信される。
【０１１２】
一態様において、機械は機関車であり、データ信号は、鉄道線路に沿って位置する固定読み取り機において受信される。
【０１１３】
一態様において、機械は機関車であり、データ信号は、機関車に搭載されて位置する読み取り機において受信される。
【０１１４】
一態様において、方法はまた、第１の動作計画に従って機械を動作させるステップと、動作状態に基づく第２の動作計画を作成するステップとをも含む。
【０１１５】
一実施形態において、システム（たとえば、監視システム）は、ドライブトレーンを有する機械のワイヤレスデバイスからデータ信号を受信するように構成されている信号処理モジュールを含む。データ信号は、ドライブトレーンの動作状態の測定値に基づく。信号処理モジュールは、データ信号に基づいて、ドライブトレーンが不適切に動作しているか否かを判定するように構成されている。任意選択的に、システムは、動作状態に基づく動作計画を作成するように構成されている計画モジュールをも含む。
【０１１６】
別の実施形態において、システム（たとえば、ワイヤレス液体監視システム）は、センサと、処理ユニットと、送信機とを備える。センサは、リザーバ内の液体によって潤滑される可動部分を有する、機械のリザーバ内に配置されるように構成されている。センサは、リザーバ内の液体の量または品質のうちの少なくとも一方を表す液体の測定値を取得するように構成されている。処理ユニットは、センサに動作可能に結合され、液体の測定値を表す第１のデータ信号を生成するように構成されている。送信機は、処理ユニットに動作可能に結合され、第１のデータ信号を遠隔読み取り機にワイヤレス通信するように構成されている。
【０１１７】
システムの別の実施形態において、代替的にまたは付加的に、送信機は、たとえば、ＲＦＩＤタグ、チップ、カード、またはレベルと同様であってもよいＲＦＩＤユニットである。
【０１１８】
システムの別の実施形態において、代替的にまたは付加的に、システムは、機械内に配置されるように構成されており（かつ、設置されると実際に機械内に配置され）、機械は、リザーバと、可動部分と、１つまたは複数のコンピュータまたは処理ユニット以外の他のコントローラベースのユニット（たとえば、車両コントローラ）とを備える車両または他の動力システムを含む。システムは、１つもしくは複数のコンピュータまたは機械内の他のコントローラベースのユニットのいずれにも物理的に電気的に接続されなくてもよい（たとえば、ワイヤまたは他の導体によって接続されない）。したがって、第１のデータ信号は、システムから読み取り機または他の場所へワイヤレスにのみ送信することができ、ワイヤ／ケーブルまたは他の物理的電気接続を介しては送信されない。
【０１１９】
システムの別の実施形態において、代替的にまたは付加的に、処理ユニットおよび送信機は、互いに近接して同一位置に配置され（たとえば、少なくとも部分的に、機械内に位置付けられている共通のボックス／ハウジング内に位置付けられている共通の回路基板上に集積され、すなわち、共通のボックス／ハウジングは機械の外側本体／構造と同延ではないが、外側本体／構造内に位置し、かつ／または、処理ユニットおよび送信機の構成要素のうちのいくつかもしくはすべてが、たとえば、互いの１０ｃｍ内、互いの５ｃｍ内などに位置する）、かつ／または、処理ユニットおよび送信機の少なくとも部分が、リザーバの壁（たとえば、リザーバ内の液体の圧力を保持し、かつ／またはリザーバ内の液体に接している壁）および／もしくはそのような壁に直接接続されている構造（たとえば、リザーバ、ギアケースなどの支持構造）に直接接続される。
【０１２０】
システムの別の実施形態において、代替的にまたは付加的に、送信機は、機械内に位置する遠隔読み取り機（たとえば、機械が車両である場合、遠隔読み取り機は車両内に位置する）、機械の経路の路傍に位置する遠隔読み取り機であって、機械は車両を含む、遠隔読み取り機、可搬式（たとえば、手持ち式、または他の様態で人間の操作者が持ち運ぶことが可能である）遠隔読み取り機を含む、遠隔読み取り機に第１のデータ信号をワイヤレス通信するように構成されている。
【０１２１】
本明細書において使用される場合、単数形で記載され、単語「ａ」または「ａｎ」に続く要素またはステップは、上記要素またはステップが複数あることを除外すると明示的に記載されていない限り、複数あることを除外しないものとして理解されるべきである。さらに、本明細書に記載する本発明の主題の「一実施形態」が参照されている場合、これは、同じく記載の特徴を組み込む追加の実施形態が存在することを除外するものとして解釈されるようには意図されていない。その上、逆のことが明示的に記載されていない限り、特定の特質または特定の特質を有する複数の要素を有する、ある要素を「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」（あるいは同様の用語）実施形態は、その特定の特質を有しない追加のそのような要素を含んでもよい。
【０１２２】
本明細書において使用される場合、「システム」、「モジュール」、または「コントローラ」のような用語は、１つまたは複数の機能を実施するように動作するハードウェアおよび／またはソフトウェアを含んでもよい。たとえば、システム、モジュール、またはコントローラは、コンピュータメモリのような有形持続性コンピュータ可読記憶媒体に記憶されている命令に基づいて動作を実行するコンピュータプロセッサまたは他の論理ベースのデバイスを含んでもよい。代替的に、システム、モジュール、またはコントローラは、デバイスの配線論理に基づいて動作を実行する配線デバイスを含んでもよい。図面に示すシステム、モジュール、およびコントローラは、ソフトウェアもしくは配線命令、ハードウェアに動作を実施するよう指示するソフトウェア、またはそれらの組合せに基づいて動作するハードウェアを表してもよい。
【０１２３】
本明細書において使用される場合、「動作可能に接続されている（ｏｐｅｒａｂｌｙ  ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」、「動作可能なように接続されている（ｏｐｅｒａｔｉｖｅｌｙ  ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」、「動作可能に結合されている（ｏｐｅｒａｂｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ）」、「動作可能なように結合されている（ｏｐｅｒａｔｉｖｅｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ）」などのような用語は、２つ以上の構成要素が、それら構成要素のうちの少なくとも１つが指定された機能を実行することを可能にまたは許可するように接続されていることを示す。たとえば、２つ以上の構成要素が動作可能に接続されているとき、構成要素が互いに通信することを可能にし、１つの構成要素がもう１つの構成要素を制御することを可能にし、各構成要素が他の構成要素を制御することを可能にし、かつ／または、構成要素のうちの少なくとも１つが指定されたように動作することを可能にする１つまたは複数の接続（電気的および／またはワイヤレス接続）が存在してもよい。
【０１２４】
本明細書に記載する主題はその適用において、本明細書における説明において記載し、またはその図面に示した要素の構築および構成の詳細には限定されないことは理解されたい。本明細書に記載する主題は、他の実施形態、および、様々な方法で実践または実行されることが可能である。また、本明細書において使用される表現および用語は説明のみを目的とするものであり、限定とみなされるべきではないことも理解されたい。「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」およびその変化形が本明細書において使用されている場合、これらは、その後にリストされている事項およびそれらの均等物ならびに追加の事項を包含するように意図されている。
【０１２５】
上記の記載は、例示的であるように意図されており、制限的ではないことは理解されたい。たとえば、上述の実施形態（および／またはその態様）は、互いに組み合わせて使用されてもよい。加えて、特定の状況または材料を本明細書に記載する主題の教示にその範囲から逸脱することなく適合させるために多くの変更を行うことができる。本明細書に記載する材料およびコーティングの寸法、タイプは開示されている主題のパラメータを定義するように意図されているが、それらは決して限定ではなく、例示的な実施形態である。上記の記載を検討すれば、多くの他の実施形態が当業者には明らかとなろう。それゆえ、本発明の主題の範囲は、添付の特許請求の範囲が権利付与される均等物の全範囲とともに、添付の特許請求の範囲を参照して決定されるべきである。添付の特許請求の範囲において、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「ここにおいて（ｉｎ  ｗｈｉｃｈ）」という用語は、それぞれの用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「ここで（ｗｈｅｒｅｉｎ）」の分かりやすい英語の対応する言葉として使用される。その上、以下の特許請求の範囲において、用語「第１の」、「第２の」および「第３の」などは、ラベルとしてのみ使用され、それらの対象物に数値要件を課すようには意図されていない。さらに、添付の特許請求の範囲の限定は、ミーンズ−プラス−ファンクション形式では書かれておらず、そのような特許請求項の限定が語句「するための手段（ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ）」を明示的に使用し、その後にさらなる構造を欠いた機能が述べられるまでは、米国特許法第１１２条第６段落に基づいて解釈されるようには意図されていない。
【０１２６】
本明細書書面は、本発明の主題のいくつかの実施形態を開示し、また当業者が、任意のデバイスまたはシステムを作成および使用することと、任意の組み込まれている方法を実行することとを含め、本発明の主題の実施形態を実践することを可能にするための例を使用している。本発明の主題の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者に想起される他の例を含んでもよい。そのような他の例は、それらが特許請求の範囲の文言と異ならない構造的要素を有する場合、または、それらが特許請求の範囲の文言とわずかな差しかない均等な構造的要素を含む場合、特許請求項の範囲内にあるように意図される。
【符号の説明】
【０１２７】
１００  システム
１０２  機械
１０４  ワイヤレスデバイス
１０６  読み取り機
１０８  センサ
１１０  処理ユニット
１１２  送信機
１１４  検出器
１１６  アクティベータ
１１８  制御システム
１２０  信号処理モジュール
１２２  計画モジュール
１５０  ドライブトレーン
１５２  走行用モータ
１５４  第１の歯車
１５６  第２の歯車
１５８  ギアケース
１６０  基部
１６２  上部
１６４  ギア噛合
１６６  回転軸
１６８  回転軸
１７２  リザーバ
１７４  縁部
１７６  歯
１８０  液体
１８４  充填液位
１８４Ａ  第１の充填液位
１８４Ｂ  第２の充填液位
１８６  充填ポート
１８８  排出ポート
１９０  第１の歯車受け入れ開口
１９２  第２の歯車受け入れ開口
１９３  開口縁部
１９７  ケース縁部
２０１  断面
２０２  レベルプローブ
２０４  内側電極
２０５  空間
２０６  外側電極
２０８  前端
２１０  後端
２１２  センサ
２１４  本体浮体
２１６  リードスイッチ
２１８  空洞
２２０  永久磁石
２２２  加速度計
３００  ワイヤレスデバイス
３０１  センサ
３０２  センサ
３０３  センサ
３０４  センサ
３０６  処理ユニット
３０８  送信機
３１０  内部クロック
３１２  メモリ
３１５  デバイス本体
３１６  ワイヤ
３２０  電源
３５０  ワイヤレスデバイス
３５１  センサ
３５３  センサ
３５６  処理ユニット
３５８  送信機
３６５  デバイス本体
３６６  ワイヤ
４００  ワイヤレスデバイス
４０１  タンク
４０２  壁
４０４  充填ポート
４０６  雌ネジ山
４０８  外側
４１０  リザーバ
４１２  センサ
４１４  デバイス本体
４１５  集積回路ユニット
４１６  中間ケーブル部分
４１８  結合構成要素
４２０  締結具
４２２  ネジ山
４２４  開口
４２６  合わせ面
４２８  合わせ面
４３０  ガスケット
４３２  ケーブル開口
４３６  充填チャネル
４３８  栓
４４０  後端
４４２  ワイヤ
４４４  コンタクトリング
４５０  ワイヤレスデバイス
４５１  タンク
４５２  壁
４５４  充填ポート
４６２  センサ
４６４  デバイス本体
４６５  集積回路構成要素
４６６  中間ケーブル部分
４６８  結合構成要素
４７０  締結具
４７６  合わせ端部
４７８  合わせ面
４８０  カバー本体
４９０  後端
４９２  ワイヤ
５００  ワイヤレスデバイス
５０２  センサ
５０４  結合構成要素
５０６  壁
５０８  タンク
５１０  基礎支持部
５１２  中間ビーム
５１４  開口
５１５  集積回路構成要素
５１６  通路
５１８  ワイヤ
５２０  合わせ面
５２４  コンタクト
５２５  コンタクト
５３０  デバイス本体
５３２  取り付け面
５５０  ワイヤレスデバイス
５５２  デバイス本体
５５４  ワイヤ
５５６  面板
５６０  タンク
５６２  ポッティング
５６６  充填ポート
５６８  栓
６００  機関車
６０１  ドライブトレーン
６０２  ギアケース
６０４  エンジン
６０６  ターボチャージャ
６０８  空気圧縮機
６１０  制御システム
６１２  読み取り機
７００  システム
７０２  車両システム
７０４  機関車
７０６  機関車
７０６  第１の機関車
７０８  第２の機関車
７１０  列車車両
７１５  読み取り位置
７１６  読み取り機
７２０  制御システム
７２４  読み取り機
７３０  線路
【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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【国際調査報告】
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