(57)【要約】【課題】潤滑油の劣化状態を適正に検出することができる劣化検出装置を提供する。【解決手段】オイル検出装置２０は、オイルパン１３の内部に設けられた電極ユニット２１と、電極ユニット２１からオイル１８の誘電率を検出する誘電率計測部２３と、誘電率計測部２３により計測された誘電率の周波数解析を行う周波数解析部２４と、周波数解析部２４の解析結果を取得するＥＣＵ２６とを有している。ＥＣＵ２６は、特定の周波数での誘電率が許容範囲に含まれているか否かを判定することで、オイル１８の劣化状態を検出することが可能になっている。特定の周波数としては、イオンの存在を検出するためのイオン周波数や、消泡材の存在を検出するための消泡周波数、スラッジ等の沈殿物の存在を検出するための沈殿周波数が挙げられる。【選択図】図２
2017032352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器（１２，１３）の内部に貯留された潤滑油（１８）の劣化状態を検出する劣化検出装置（２０）であって、
前記容器の内部に設けられ、互いに対向する第１電極（３４）及び第２電極（３２）と、
前記潤滑油について、前記第１電極と前記第２電極との間の静電容量（Ｃｎ）により定められる誘電率（εｎ）を計測する計測部（２３）と、
前記計測部からの計測信号（Ｉ）を対象として周波数解析を行う解析部（２４）と、
前記解析部の解析結果に基づいて、前記潤滑油の劣化状態が所定の許容状態にあるか否かを判定する劣化判定部（２６）と、
を備えていることを特徴とする潤滑油の劣化検出装置。
【請求項２】
前記第１電極は、前記容器の高さ方向に複数並べられており、これら第１電極は、いずれも前記第２電極に対向しており、
前記計測部は、前記複数の第１電極のそれぞれについて前記潤滑油の誘電率を計測するものであり、
前記解析部は、前記複数の第１電極のそれぞれについて前記周波数解析を行うものであることを特徴とする請求項１に記載の潤滑油の劣化検出装置。
【請求項３】
前記解析部は、前記計測信号のフーリエ変換を行うことで前記周波数解析を行うものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の潤滑油の劣化検出装置。
【請求項４】
所定帯域において全ての周波数成分が前記計測信号に含まれるように、前記第１電極及び前記第２電極に対してインパルス信号又はステップ信号を入力する信号入力部（２３ａ）を備え、
前記解析部は、前記所定帯域の全ての周波数成分について前記周波数解析を行うものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の潤滑油の劣化検出装置。
【請求項５】
前記解析部は、前記計測信号を対象として前記誘電率を特定の周波数（ω１，ω２，ω３，ωｍ）について検出する検出回路（５４）を有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の潤滑油の劣化検出装置。
【請求項６】
前記解析部は、前記検出回路を複数有しており、
前記複数の検出回路は、前記特定の周波数が互いに異なるものであることを特徴とする請求項５に記載の潤滑油の劣化検出装置。
【請求項７】
前記許容状態は、前記計測信号における複数の周波数（ω１，ω２，ω３，ωｍ）のそれぞれについて個別に設定されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の潤滑油の劣化検出装置。
【請求項８】
前記解析部の解析結果には、前記潤滑油にスラッジが混入している場合に前記誘電率が増加するスラッジ周波数（ω３，ωｍ）と、このスラッジ周波数での前記誘電率であるスラッジ誘電率（εｎ３，εｎｍ）とが含まれており、
前記劣化判定部は、
前記スラッジ誘電率があらかじめ定められたスラッジ上限値（Ｚ３）より小さい場合に、前記劣化状態が前記許容状態に含まれていると判定し、前記スラッジ誘電率が前記スラッジ上限値より小さくない場合に、前記劣化状態が前記許容状態に含まれていないと判定するスラッジ判定部（Ｓ２０９，Ｓ２１０）を有していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の潤滑油の劣化検出装置。
【請求項９】
前記解析部の解析結果には、前記潤滑油での気泡の発生を規制する消泡材が前記潤滑油に加えられている場合に前記誘電率が増加する消泡周波数（ω２）と、この消泡周波数での前記誘電率である消泡誘電率（εｎ２）とが含まれており、
前記劣化判定部は、
前記消泡誘電率があらかじめ定められた消泡下限値（Ｚ２）より大きい場合に、前記劣化状態が前記許容状態に含まれていると判定し、前記消泡誘電率が前記消泡下限値より大きくない場合に、前記劣化状態が前記許容状態に含まれていないと判定する消泡判定部（Ｓ２０８）を有していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の潤滑油の劣化検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑油の劣化状態を検出する劣化検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、潤滑油の劣化状態を検出する劣化検出装置が知られている。例えば特許文献１に記載されたオイル劣化検出装置は、エンジンオイルに浸漬される基準電極及び応答電極を有している。このオイル劣化検出装置においては、基準電極と応答電極との電位差に基づいてエンジンオイルの水素イオン濃度が算出され、この水素イオン濃度に基づいてエンジンオイルの劣化状態が判定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１１６３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、劣化した潤滑油には、水素イオンの他にもスラッジ等の不純物が混入していることが想定され、水素イオン濃度だけに基づいて潤滑油の劣化状態が判定される構成では、潤滑油の劣化状態が適正に検出されないことが懸念される。また、消泡材などの添加剤が潤滑油に意図的に添加されている場合、水素イオン濃度を基準とした劣化判定だけでは、添加剤により得られる効果が低減していることを検出することが困難になってしまう。
【０００５】
本発明は、上記問題を鑑みてなされたもので、その目的は、潤滑油の劣化状態を適正に検出することができる劣化検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、課題を達成するための発明の技術的手段について、説明する。なお、発明の技術的手段を開示する特許請求の範囲及び本欄に記載された括弧内の符号は、後に詳述する実施形態に記載された具体的手段との対応関係を示すものであり、発明の技術的範囲を限定するものではない。
【０００７】
上述の課題を解決するために開示された発明は、
容器（１２，１３）の内部に貯留された潤滑油（１８）の劣化状態を検出する劣化検出装置（２０）であって、
容器の内部に設けられ、互いに対向する第１電極（３４）及び第２電極（３２）と、
潤滑油について、第１電極と第２電極との間の静電容量（Ｃｎ）により定められる誘電率（εｎ）を計測する計測部（２３）と、
計測部からの計測信号（Ｉ）を対象として周波数解析を行う解析部（２４）と、
解析部の解析結果に基づいて、潤滑油の劣化状態が所定の許容状態にあるか否かを判定する劣化判定部（２６）と、
を備えていることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、潤滑油の誘電率を対象として周波数解析が行われるため、特定の周波数について誘電率の値を取得することができる。ここで、潤滑油の周波数特性において、不純物が入っていない状態では周波数に関係なく誘電率が初期値になっている潤滑油については、不純物が入った場合、その不純物の種類に応じた特定の周波数にて誘電率が適正値よりも大きくなりやすい。このため、誘電率が初期値よりも大きくなっている周波数を取得することで、潤滑油に入っている不純物の種類を特定することが可能になる。この場合、スラッジなど意図しない不純物の量が多くなっていることを潤滑油の劣化として検出できるとともに、消泡材などの添加剤により得られる効果が低減していることを潤滑油の劣化として検出することができる。以上のように、潤滑油の劣化状態を適正に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態におけるオイル検出装置の全体構成を示すためのエンジンの断面図。
【図２】電極ユニットの分解斜視図及びオイル検出装置の電気的な構成を示す図。
【図３】電極ユニットの縦断面図。
【図４】電極ユニットの模式図及びオイル検出装置の電気的な構成を示す図。
【図５】エンジンが停止状態にある場合の各検出電極の誘電率を示す図。
【図６】オイル量検出処理の手順を示すフローチャート。
【図７】入力電圧及び出力電流を示すタイムチャート。
【図８】最下段の検出電極について消泡材入りのオイルの誘電率の周波数特性を示す図。
【図９】消泡材入りのオイルを検出対象とした場合の各検出電極についての誘電率の周波数特性を示す図。
【図１０】劣化したオイルを検出対象とした場合の各検出電極についての誘電率の周波数特性を示す図。
【図１１】オイル劣化検出処理の手順を示すフローチャート。
【図１２】第２実施形態における電極ユニットの模式図及びオイル検出装置の電気的な構成を示す図。
【図１３】ロックイン回路の構成を示す図。
【図１４】消泡材入りのオイルを検出対象とした場合の各検出電極についての誘電率の周波数特性を示す図。
【図１５】劣化したオイルを検出対象とした場合の各検出電極についての誘電率の周波数特性を示す図。
【図１６】第三実施形態における２位相ロックイン回路の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。
【００１１】
（第１実施形態）
図１に示すように、車両に搭載されたエンジン１０は、シリンダヘッド１１、クランクケース１２及びオイルパン１３を有しており、車両の走行用動力源となる内燃機関である。シリンダヘッド１１は、その内部空間としてシリンダ１１ａを有しており、このシリンダ１１ａ内をピストン１４が上下方向に摺動するようになっている。ピストン１４は、コネクティングロッド１５を介してクランクシャフト１６に接続されている。
【００１２】
シリンダヘッド１１、クランクケース１２及びオイルパン１３は、エンジン１０の本体部を形成しており、オイルパン１３にはエンジンオイル等のオイル１８が貯留されている。このオイル１８は、ピストン１４の摺動部、コネクティングロッド１５及びクランクシャフト１６の軸受け部等の潤滑を行う潤滑油であり、容器としてのオイルパン１３に貯留されている。また、エンジン１０は、オイル１８をろ過するストレーナ１９を有している。
【００１３】
エンジン１０においては、オイル１８のオイル量がオイルパン１３の容積よりも大きい場合には、オイル１８の液面位置である液面位ｈがオイルパン１３の上端よりも高い位置に上昇することも想定される。この場合には、オイルパン１３に加えてクランクケース１２により容器が構成されていることになる。なお、オイル量が油量に相当し、液面位ｈを液面レベルや液面高さと称することもできる。
【００１４】
エンジン１０に対しては、静電容量に基づいてオイル量や液面位ｈを検出可能なオイル検出装置２０が設けられている。オイル検出装置２０は、オイルパン１３の内部に設けられた電極ユニット２１と、電極ユニット２１の電気的な状態を選択する電極選択部２２と、オイル１８の誘電率を検出するための誘電率計測部２３と、誘電率計測部２３により計測された計測信号としての誘電率の周波数解析を行う周波数解析部２４と、周波数解析部２４から解析結果を取得する制御装置としてのＥＣＵ２６とを有している。
【００１５】
オイル検出装置２０の電気的な構成について簡単に説明する。オイル検出装置２０においては、回路構成として、誘電率計測部２３が電極選択部２２を介して電極ユニット２１に接続されている。ＥＣＵ２６は、マイクロコンピュータ等の制御部を含んで構成されており、電極選択部２２に接続されているとともに、周波数解析部２４を介して誘電率計測部２３に接続されている。誘電率計測部２３は、計測信号を周波数解析部２４に対して出力し、周波数解析部２４は解析結果を示す信号をＥＣＵ２６に対して出力する。ＥＣＵ２６は、電極選択部２２に対して指令信号を出力することで電極選択部２２の動作制御を行う。ＥＣＵ２６は、メモリ等の記憶部を有しており、記憶部には液面位ｈに関する情報などが記憶されている。
【００１６】
電極ユニット２１は、全体として縦長状になっており、オイルパン１３の高さ方向、すなわち上下方向に延びている。このため、オイル１８の貯留量が増減した場合には、オイル１８の液面位ｈが電極ユニット２１の長手方向に変位することになる。なお、電極ユニット２１は、ブラケットを介してクランクケース１２及びオイルパン１３に固定されている。
【００１７】
図２、図３に示すように、電極ユニット２１は、複数の電極が集合した電極集合体３１と、電極集合体３１との間に静電容量を発生させる共通電極３２と、共通電極３２に対する電極集合体３１の位置保持を行っているセパレータ３３とを有している。電極集合体３１は全体として縦長状になっており、共通電極３２は縦長の矩形筒状になっている。共通電極３２は、耐油性を有するステンレス鋼等の金属材料により形成されており、幅寸法が奥行き寸法よりも大きい扁平状になっている。電極集合体３１は、その幅方向が共通電極３２の幅方向に一致する向きで、共通電極３２の内部空間３２ａに収納されている。共通電極３２の長さ寸法は電極集合体３１の長さ寸法より大きくなっており、電極集合体３１は共通電極３２から上方及び下方のいずれにも突出しない状態になっている。
【００１８】
電極集合体３１は、共通電極３２の長手方向に沿って並べられた複数の検出電極３４と、これら検出電極３４を支持した電極支持体３５とを有している。電極支持体３５は、全体として縦長の矩形板状になっており、電極支持体３５の一方の板面が検出電極３４の取り付け面になっている。本実施形態では、電極支持体３５において検出電極３４が取り付けられた方の板面を表面と称し、取り付けられていない方の板面を裏面と称する。
【００１９】
検出電極３４は、共通電極３２と同様に、耐油性を有するステンレス鋼等の金属材料により形成されており、横長の矩形板状になっている。検出電極３４は、電極支持体３５の長手方向に沿ってＰ個並べられており、これら検出電極３４は、互いに平行に延びた状態で等間隔に配置されている。各検出電極３４は、いずれも共通電極３２の内周面に対向している。この場合、検出電極３４が第１電極に相当し、共通電極３２が第２電極に相当する。なお、検出電極３４は、電極支持体３５の表面及び裏面のそれぞれに取り付けられていてもよい。
【００２０】
検出電極３４の幅寸法は電極支持体３５の幅寸法より小さくなっており、検出電極３４は、電極支持体３５の幅方向の中央位置に配置されている。この場合、電極支持体３５は、その幅方向において検出電極３４よりも側方に突出した状態になっている。電極支持体３５は、１つの絶縁板材により形成されている。
【００２１】
セパレータ３３は、耐油性を有する樹脂等の絶縁材料により形成されており、電極ユニット２１の幅方向において電極集合体３１を挟んで一対設けられている。これらセパレータ３３は、互いに離間しており、それぞれ上下方向に延びている。
【００２２】
セパレータ３３は、電極支持体３５の側端部が嵌合した嵌合凹部３３ａを有している。嵌合凹部３３ａは、上下方向に延びた溝部であり、電極支持体３５の側端部のほぼ全体が嵌合凹部３３ａに入り込んだ状態になっている。セパレータ３３は、その外周面が奥行き板部３２ｄの内周面に重なっていることで、共通電極３２に対する相対的な移動が規制されている。この場合、電極集合体３１がセパレータ３３を介して共通電極３２に固定された状態になっている。
【００２３】
電極ユニット２１は、共通電極３２の上端開放部を上方から塞いだフタ部３６を有している。フタ部３６は、共通電極３２の上側に配置されており、フタ部３６の中央位置には連通孔３６ａが設けられている。連通孔３６ａは、フタ部３６を上下方向に貫通しており、連通孔３６ａを通じて共通電極３２の内部空間３２ａに気体が出入りすることで、内部空間３２ａにおける液面位ｈの変位が空気圧によって阻害されないようになっている。
【００２４】
各検出電極３４は、電気経路により電極選択部２２に電気的に接続されており、この電気経路は、電気配線としての電極線４１を含んで構成されている。図２においては、電極線４１が電極支持体３５の表面に設けられたように図示しているが、実際には電極線４１は電極支持体３５の内部に設けられている。
【００２５】
検出電極３４には、電極線４１を接続するための接続孔４２が形成されている。接続孔４２には、電極線４１に接続されたコネクタ部材が挿入されており、このコネクタ部材により検出電極３４と電極線４１とが電気的に接続されている。接続孔４２は、複数の検出電極３４のそれぞれに１つずつ形成されている。
【００２６】
電極集合体３１は、電極線４１が接続された電極端子４３を有している。電極端子４３は、電極支持体３５の上部に配置されており、電極線４１を介して検出電極３４に接続されている。また、電極端子４３には、電極ユニット２１と電極選択部２２とを電気的に接続するための電気配線が接続されている。
【００２７】
次に、オイル検出装置２０の電気的な構成について、図２を参照しつつ詳細に説明する。
【００２８】
オイル検出装置２０においては、複数の検出電極３４のそれぞれについて個別に静電容量を検出することが可能になっている。誘電率計測部２３は、検出電極３４と共通電極３２との間に交流電流を供給する交流電源部２３ａと、この交流電源部２３ａに直列に接続された電流検出部としての電流計２３ｂとを有している。交流電源部２３ａにはＥＣＵ２６が接続されており、ＥＣＵ２６は、指令信号を出力することで、交流電源部２３ａから電極ユニット２１に入力される入力電圧としての電圧波形を設定可能になっている。
【００２９】
電極選択部２２は、交流電源部２３ａに接続された１つの電源側端子２２ａと、複数の検出電極３４に個別に接続された複数の電極側端子２２ｂとを有しており、これら端子２２ａ，２２ｂによりスイッチ部が構成されている。電極選択部２２においては、電源側端子２２ａが１つの電極側端子２２ｂと導通可能であり、電源側端子２２ａの導通対象が複数の電極側端子２２ｂのいずれかに切り替えられるようになっている。この場合、電極側端子２２ｂは、検出電極３４と同じ数であるＰ個だけ設けられており、これら電極側端子２２ｂは各検出電極３４と１対１で接続されている。
【００３０】
電極選択部２２は、第１状態〜第Ｐ状態のいずれかに移行可能になっている。図４に示すように、電極選択部２２において、下から９段目の検出電極３４に接続された電極側端子２２ｂと電源側端子２２ａとが導通状態にある場合は、電極選択部２２が第９状態にあることになる。この場合、９段目の検出電極３４と共通電極３２との間について電流値やインピーダンス値が電流計２３ｂにより検出され、ＥＣＵ２６は、これら検出値に基づいて９段目の検出電極３４について静電容量を算出する。
【００３１】
なお、交流電源部２３ａの負極側及び共通電極３２はいずれもグラウンドＧＮＤに接地されており、これら交流電源部２３ａの負極側と共通電極３２とはグラウンドＧＮＤを介して電気的に接続されている。
【００３２】
ここで、エンジン１０が停止状態にあるなどオイル１８に空気等の気体が混入していない場合、オイル１８と気体との境界部が明確になっていることで、オイル検出装置２０による液面位ｈの検出精度が適正に確保される。これに対して、エンジン１０が始動した場合、オイル１８がエンジン１０内を循環することなどにより、オイル１８に空気等の気体が混入して気泡が発生しやすくなる。エンジン１０が運転状態にある場合や、エンジン１０が停止した後の時間経過が十分でない場合など、オイル１８にて多量の気泡が発生している場合には、オイル１８と気体との境界部が不明確になり、オイル検出装置２０による液面位ｈの検出精度が低下する。
【００３３】
図５に示すように、オイル１８で満たされた液体領域Ｙｑと、気体で満たされた気体領域Ｙａとの間に気泡が発生している気泡領域Ｙが存在する場合、Ｐ個の検出電極３４のそれぞれについての誘電率εｎがこれら領域Ｙｑ，Ｙａ，Ｙで異なっている。液体領域Ｙｑに存在する複数の検出電極３４については、それぞれの誘電率εｎがオイル１８の誘電率εｑになっており、気体領域Ｙａに存在する複数の検出電極３４については、それぞれの誘電率εｎが気体の誘電率εａになっている。また、気泡領域Ｙに存在する複数の検出電極３４については、いずれの誘電率εｎもオイル１８の誘電率εｑと気体の誘電率εａとの間の値になっている。
【００３４】
なお、液体領域Ｙｑにおいては、オイル１８に対する気体混入率がほぼ「０」になっており、気体領域Ｙａにおいては、気体混入率がほぼ「１」になっている。これに対して、気泡領域Ｙにおいては、気体混入率が「０」と「１」との中間値になっている。また、気体の誘電率εａはほぼ「１」になっており、オイル１８の誘電率εｑはほぼ「２．２」になっている。
【００３５】
気泡領域Ｙが存在しない場合、オイル１８と気体との境界部が明確になっていることに起因して、この境界部に液面位ｈが存在していることになる。これに対して、図５に示すように、気泡領域Ｙが存在している場合、本実施形態では液面位ｈが気泡領域Ｙと気体領域Ｙａとの境界部に存在していることにする。図５においては、１５段目の検出電極３４と１６段目の検出電極３４との間に液面位ｈが存在しており、この液面位ｈを気泡面位と称することもできる。オイル１８のオイル量が一定であれば、気泡領域Ｙが存在する場合の方が気泡領域Ｙが存在しない場合よりも液面位ｈが高い位置にあることになる。
【００３６】
また、不純物や異物が混入していない新品のオイル１８ａの誘電率εｎに対して、新品のオイル１８ａに消泡材が加えられた消泡材入りのオイル１８ｂの誘電率εｎと、スラッジが多く含まれた劣化したオイル１８ｃの誘電率εｎとはいずれも異なっている。具体的には、消泡材入りのオイル１８ｂの誘電率εｎは、液体領域Ｙｑに存在する全ての検出電極について、新品のオイル１８ａの誘電率εｑよりも大きい第１値Ｘ１になっている。この場合、消泡材の消泡効果が適正にオイル１８ｂに付与されており、オイル１８ｂに気泡が発生すること自体が規制されるとともに、オイル１８ｂに発生した気泡が消えやすくなっている。
【００３７】
一方、劣化したオイル１８ｃの誘電率εｎは、ほとんどの検出電極３４について、新品のオイル１８ａの誘電率εｑよりも大きく且つ第１値Ｘ１よりも小さい第２値Ｘ２になっている。この場合、劣化したオイル１８ｃに消泡材が加えられていたものの、その消泡材が消耗して消泡効果が低下していることが想定される。その一方で、最下段及び二段目の各検出電極３４については、誘電率εｎが第１値Ｘ１よりも大きくなっている。この場合、オイルパン１３の底部にスラッジ等が沈殿物として堆積しており、劣化したオイル１８ｃの誘電率εｎがこの沈殿物により増加したと想定される。このように、沈殿物が存在する場合、液体領域Ｙｑに存在する全ての検出電極３４について誘電率εｎが増加するのではなく、最下段を含む数段の検出電極３４について誘電率εｎが増加することになる。
【００３８】
劣化したオイル１８ｃの誘電率εｎが増加する要因としては、沈殿物の発生の他に、硝酸イオンや硫化イオンなどのイオンがオイル１８ｂに混入していることや、炭化水素などによりカーボンがオイル１８ｂに溶解していることが挙げられる。
【００３９】
本実施形態のオイル検出装置２０においては、Ｐ個の誘電率εｎによるグラフを対象として積分処理が行われることで、オイル１８のオイル量が検出されるようになっている。この場合、ＥＣＵ２６は、オイル量を検出するオイル量検出処理を実行する。オイル量検出処理は、各検出電極３４のそれぞれについて個別に静電容量を検出し、これら静電容量に基づいてオイル量を取得するものである。ここでは、オイル量検出処理について図６を参照しつつ説明する。なお、ＥＣＵ２６は、オイル量検出処理を所定周期で繰り返し実行する。
【００４０】
図６において、ステップＳ１０１では、Ｐ個の検出電極３４のそれぞれについて静電容量を計測する。ここでは、電極選択部２２を第１状態〜第Ｐ状態まで順番に移行させ、それぞれの状態について電流計２３ｂの計測値に基づいて静電容量を算出する。検出電極３４ごとに個別に算出された静電容量をＣｎと称した場合、この静電容量Ｃｎは検出電極３４の数と同じＰ個だけ算出されることになる。
【００４１】
ステップＳ１０２では、Ｐ個の検出電極３４のそれぞれについて、検出電極３４の検出電極３４と共通電極３２との間の離間部分を対象とした誘電率εｎを取得する。ここでは、静電容量Ｃｎ、誘電率εｎ、共通電極３２と検出電極３４との対向面積Ｓ、これら電極３２，３４の離間距離ｄの関係を示す下記の式（１）を使用して、誘電率εｎを算出する。
εｎ＝Ｃｎ×ｄ／Ｓ…（１）
【００４２】
ステップＳ１０３では、Ｐ個の検出電極３４のそれぞれについて、オイル１８に対する気体の気体混入率ｋｎを取得する。ここで、気体混入率ｋｎとオイル１８の誘電率εｑと気体の誘電率εａとの関係を示す下記の式（２）を使用して、式（３）により気体混入率ｋｎを算出する。これら誘電率εａ，εｑは記憶部に記憶されており、気体混入率ｋｎの算出に際して記憶部から読み出されるものである。
εｎ＝εａ×ｋｎ＋εｑ×（１−ｋ）…（２）
ｋｎ＝（εｎ−εｑ）／（εａ−εｑ）…（３）
【００４３】
ここで、式（３）については、誘電率と静電容量とが比例関係にあることに起因して、気体混入率ｋｎを、オイル１８の静電容量Ｃｑ、気体の静電容量Ｃａ及び検出電極３４の静電容量Ｃｎに基づいて算出するものであるということもできる。
【００４４】
ステップＳ１０４では、Ｐ個の検出電極３４のそれぞれについて、共通電極３２との間の気体体積Ｖｎａ及びオイル体積Ｖｎｑを取得する。ここで、検出電極３４と共通電極３２との間の空間体積Ｖｎ０は各検出電極３４において同じであり、この空間体積Ｖｎ０に加えて気体混入率ｋｎを使用して、下記の式（４），（５）により気体体積Ｖｎａ及びオイル体積Ｖｎｑを算出する。
Ｖｎａ＝Ｖｎ０×ｋｎ…（４）
Ｖｎｑ＝Ｖｎ０×（１−ｋｎ）…（５）
【００４５】
ステップＳ１０５では、Ｐ個の検出電極３４のそれぞれについての気体体積Ｖｎａ及びオイル体積Ｖｎｑを対象として、高さ方向に積算を行うことで総気体体積Ｖａ及び総オイル体積Ｖｑを取得する。この場合、下記の式（６）を使用して、Ｐ個の気体体積Ｖｎａを合計して総気体体積Ｖａを算出するとともに、下記の式（７）を使用して、Ｐ個のオイル体積Ｖｎｑを合計して総オイル体積Ｖｑを算出する。なお、総オイル体積Ｖｑがオイル量及び液体量に相当する。
Ｖａ＝ΣＶｎａ…（６）
Ｖｑ＝ΣＶｎｑ…（７）
【００４６】
以上のように、オイル量検出処理においては、式（３）に示すように各検出電極３４についての誘電率εｎを使用してオイル量が検出されるようになっている。このため、新品のオイル１８ａに消泡材が加えられることや、沈殿物等が生じる程度にオイル１８が劣化することなどにより誘電率εｎが変化した場合、オイル量に誤差が生じることが懸念される。
【００４７】
例えば、図５に示すように、沈殿物が生じたオイル１８ｃにおいては、最下段を含む数段の検出電極３４について誘電率εｎが大きくなっている。これに対して、ＥＣＵ２６は、オイル量検出処理において、沈殿物が生じているか否かを誘電率εｎの変化率等に基づいて判定する。そして、沈殿物が生じていると判定した場合には、沈殿物が存在している位置の検出電極３４の誘電率εｎを、沈殿物が存在していない位置の検出電極３４の誘電率εｎに置き換えて、総オイル体積Ｖｑを算出する。これにより、オイル１８が劣化していたとしても、そのオイル１８を対象としたオイル量の検出精度を高めることができる。
【００４８】
本実施形態のオイル検出装置２０においては、電流計２３ｂの計測値を対象として周波数解析が行われることで、誘電率εｎの周波数解析及びオイル１８の劣化状態の検出が行われるようになっている。周波数解析には高速フーリエ変換（ＦＦＴ）が使用される。この場合、図７に示すように、交流電源部２３ａからの入力電圧Ｖが、所定帯域において全ての周波数成分を有するインパルス電圧とされており、電流計２３ｂにて計測される出力電流Ｉがインパルス電圧に対する応答電流になっている。
【００４９】
なお、オイル検出装置２０が劣化検出装置に相当し、ＥＣＵ２６が劣化判定部に相当する。また、交流電源部２３ａが信号入力部に相当し、インパルス電圧がインパルス信号に相当し、出力電流Ｉが計測信号に相当する。
【００５０】
共通電極３２と検出電極３４との間に存在する仮想コンデンサを理想コンデンサとしてモデル化すると、入力電圧Ｖは、最大電圧Ｖ０、角周波数ω及び時間ｔを用いた式（８）により算出される。また、出力電流Ｉは、検出電極３４についての静電容量Ｃｎを用いた式（９）により算出される。ここで、入力電圧Ｖ及び出力電流Ｉは、Ｐ個の検出電極３４のそれぞれについて個別に算出される。
【数８】
2017032352.tif 000003
【数９】
2017032352.tif 000004
【００５１】
入力電圧Ｖ及び出力電流Ｉを対象としてＦＦＴ処理を行うことで、伝達関数Ｉ／Ｖを算出するための式（１０）を用いて、Ｐ個の検出電極３４のそれぞれについて誘電率εｎの周波数特性を取得する。
【数１０】
2017032352.tif 000005
【００５２】
誘電率εｎの周波数特性においては、オイル１８に含まれているイオン、消泡材及び沈殿物のそれぞれに応じて異なる周波数の値が変化することになる。例えば、消泡材入りのオイル１８ｂでは、図８に示すように、誘電率εｎが全ての周波数ωにおいて新品のオイル１８ａの誘電率εｑになっているわけではなく、周波数ω２において誘電率εｑよりも大きくなっている。この周波数ω２は、消泡材が存在している場合に大きくなる消泡周波数ω２であり、この消泡周波数ω２での消泡誘電率εｎ２は、あらかじめ定められた消泡基準値Ｚ２よりも大きくなっている。これは、消泡材による消泡効果が適正に発揮されていることを示している。なお、消泡基準値Ｚ２が消泡下限値に相当する。
【００５３】
誘電率εｎの周波数特性はＰ個の検出電極３４のそれぞれについて個別に取得されており、図９に示すように、誘電率εｎ及び周波数ωの各軸に検出電極３４の段ｎの軸を加えることで、液面位ｈ及び周波数特性がまとめて表示される。図９においては、液体領域Ｙｑに存在する複数の検出電極３４のいずれにおいても、消泡周波数ω２での消泡誘電率εｎ２が消泡基準値Ｚ２よりも大きくなっている。また、このオイル１８ｂにおいては、１２段目の検出電極３４の高さ位置に液面位ｈが存在している。
【００５４】
劣化したオイル１８ｃにおいては、図１０に示すように、誘電率εｎが新品のオイル１８ａの誘電率εｑよりも大きい周波数が複数存在している。この周波数特性においては、消泡周波数ω２に加えて、周波数ω１，ω３，ωｍでも誘電率εｎが誘電率εｑより大きくなっている。消泡周波数ω２においては、消泡材入りのオイル１８ｂとは異なり、液体領域Ｙｑに存在する複数の検出電極３４のそれぞれについて、消泡誘電率εｎ２が消泡基準値Ｚ２より小さくなっている。これは、オイル１８ｃ中の消泡材が減少して消泡効果が許容範囲を超えて小さくなったことを示している。
【００５５】
周波数ω１は、イオンが存在している場合に大きくなるイオン周波数ω１である。このイオン周波数ω１でのイオン誘電率εｎ１は、液体領域Ｙｑに存在する複数の検出電極３４のそれぞれについて、あらかじめ定められたイオン基準値Ｚ１よりも大きくなっている。これは、エンジン１０の運転に伴ってオイル１８ｃに混入した硝酸イオン等の混入量が許容範囲を超えて多くなったことを示している。なお、イオン誘電率εｎ１がイオン計測値に相当する。
【００５６】
周波数ω３，ωｍは、沈殿物が存在している場合に大きくなる沈殿周波数ω３，ωｍである。これら周波数ω３，ωｍでの沈殿誘電率εｎ３，εｎｍは、液体領域Ｙｑに存在する複数の検出電極３４のそれぞれについて、あらかじめ定められた沈殿基準値Ｚ３よりも大きくなっている。これは、オイル１８ｃにて発生した沈殿物の量が許容範囲を超えて多くなったことを示している。なお、沈殿周波数ω３，ωｍがスラッジ周波数に相当し、沈殿誘電率εｎ３，εｎｍがスラッジ誘電率に相当し、沈殿基準値Ｚ３がスラッジ上限値に相当する。
【００５７】
ちなみに、沈殿誘電率εｎ３，εｎｍは、カーボンが存在している場合にも大きくなるものであり、オイル１８ｂに溶解したカーボンの量が許容範囲を超えて多くなった場合に沈殿基準値Ｚ３よりも大きくなることがある。また、誘電率εｎ１，εｎ２，εｎ３，εｎｍの時間変化を計測することで、オイル１８の劣化状態の変化を取得することも可能になる。
【００５８】
本実施形態のオイル検出装置２０においては、Ｐ個の検出電極３４のそれぞれについての誘電率εｎの周波数特性を使用して、オイル１８の劣化状態が検出されるようになっている。この場合、ＥＣＵ２６は、オイル劣化検出処理を実行する。ここでは、オイル劣化検出処理について図１１を参照しつつ説明する。なお、ＥＣＵ２６は、交流電源部２３ａから電極ユニット２１にインパルス電圧が入力されるタイミングに合わせて、オイル劣化検出処理を実行する。
【００５９】
図１１において、ステップＳ２０１では、Ｐ個の検出電極３４のいずれを静電容量及び誘電率の検出対象とするのかを示す段数ｎを「０」に設定する。ステップＳ２０２では、段数ｎの値をインクリメントする。
【００６０】
ステップＳ２０３では、ｎ段目の検出電極３４を対象として静電容量Ｃｎを計測する。ここでは、電極選択部２２を第ｎ状態に移行させ、交流電源部２３ａからｎ段目の検出電極３４にインパルス電圧を印加する。そして、電流計２３ｂにより計測信号を取得し、この計測信号に基づいて静電容量Ｃｎを算出する。ステップＳ２０４では、式（８）〜（１０）を使用して誘電率εｎの周波数特性を取得する。
【００６１】
ステップＳ２０５では、イオン誘電率εｎ１がイオン基準値Ｚ１よりも小さいか否かを判定する。イオン誘電率εｎ１がイオン基準値Ｚ１以上である場合、オイル１８にてイオン異常が発生しているとして、ステップＳ２０６に進み、イオン異常処理を行う。イオン異常処理では、ｎ段目の検出電極３４についてのイオン誘電率εｎ１が異常である旨を、異常フラグをセットすることなどにより記憶部に記憶する。イオン誘電率εｎ１がイオン基準値Ｚ１よりも小さい場合、イオン異常が発生していないとして、ステップＳ２０７に進む。
【００６２】
ステップＳ２０７では、消泡誘電率εｎ２が消泡基準値Ｚ２よりも大きいか否かを判定する。消泡誘電率εｎ２が消泡基準値Ｚ２以下である場合、オイル１８にて消泡異常が発生しているとして、ステップＳ２０８に進む。なお、ＥＣＵ２６はステップＳ２０７を実行する機能を有しており、この機能が消泡判定部に相当する。
【００６３】
ステップＳ２０８では、消泡異常処理を行う。消泡異常処理では、イオン異常処理と同様に、ｎ段目の検出電極３４についての消泡誘電率εｎ２が異常である旨を、異常フラグをセットすることなどにより記憶部に記憶する。消泡誘電率εｎ２が消泡基準値Ｚ２よりも大きい場合、消泡異常が発生していないとして、ステップＳ２０９に進む。
【００６４】
ステップＳ２０９では、沈殿誘電率εｎ３が沈殿基準値Ｚ３よりも小さいか否かを判定し、ステップＳ２１０では、沈殿誘電率εｎｍが沈殿基準値Ｚ３よりも小さいか否かを判定する。沈殿誘電率εｎ３及び沈殿誘電率εｎｍのうち一方でも沈殿基準値Ｚ３以上である場合、オイル１８にて沈殿異常が発生しているとして、ステップＳ２１１に進む。なお、ＥＣＵ２６はステップＳ２０９，Ｓ２１０を実行する機能を有しており、この機能がスラッジ判定部に相当する。
【００６５】
ステップＳ２１１では、沈殿異常処理を行う。沈殿異常処理では、イオン異常処理及び消泡異常処理と同様に、ｎ段目の検出電極３４についての沈殿誘電率εｎ３，εｎｍが異常である旨を、異常フラグをセットすることなどにより記憶部に記憶する。沈殿誘電率εｎ３，εｎｍが沈殿基準値Ｚ３よりも小さい場合、沈殿異常が発生していないとして、ステップＳ２１２に進む。
【００６６】
ステップＳ２１２では、段数ｎが検出電極３４の個数Ｐより小さいか否かを判定する。段数ｎが個数Ｐより小さい場合、全ての検出電極３４についての状態判定が終了していないとして、ステップＳ２０２に戻る。上述したように、ステップＳ２０２では段数ｎをインクリメントするため、前回よりも１個上の検出電極３４を対象として、ステップＳ２０２〜Ｓ２１２の処理を行うことになる。
【００６７】
そして、ステップＳ２１２にて段数ｎが個数Ｐ以上と判定した場合、全ての検出電極３４について状態判定が終了したとして、ステップＳ２１３に進み、オイル１８が劣化しているか否かの劣化判定を行う。ここでは、Ｐ個の検出電極３４のうち、イオン異常や消泡異常、沈殿異常に該当した検出電極３４の数を異常数としてこれら異常のそれぞれについて個別に算出し、この異常数が許容数以上であるか否かを判定する。異常数が許容数以上である場合、オイル１８が劣化に関して許容状態にあると判定し、異常数が許容数より小さい場合、オイル１８が劣化に関して許容状態にないと判定する。
【００６８】
許容数は、液体領域Ｙｑに存在する検出電極３４の数の１／２とされている。このため、液体領域Ｙｑに存在する複数の検出電極３４のうち半分以上の検出電極３４が、誘電率εｎについてイオン異常、消泡異常及び沈殿異常の少なくとも１つに該当している場合に、オイル１８が劣化していると判定することになる。この場合、仮に故障等の異常が発生している検出電極３４が液体領域Ｙｑに存在していたとしても、その異常発生の検出電極３４についての誘電率εｎによりオイル劣化の判定が行われるという不都合を回避できる。なお、許容数は、正の整数であれば、「３」や「４」などあらかじめ定められた所定値であってもよい。
【００６９】
オイル１８が劣化していると判定した場合、ステップＳ２１４に進み、劣化対応処理を行う。この劣化対応処理としては、オイル１８が劣化している旨を報知するためのフラグをセットする処理や、この旨をインストルメントパネルの表示装置等に表示する処理などが挙げられる。
【００７０】
ここまで説明した第１実施形態の作用効果を、以下に説明する。
【００７１】
第１実施形態によれば、検出電極３４についての誘電率εｎを対象として周波数解析が行われることで、周波数ω１，ω２，ω３，ωｍのそれぞれについて誘電率εｎ１，εｎ２，εｎ３，εｎｍを個別に取得することができる。このため、オイル１８について、イオンや沈殿物など意図しない不純物の混入状態と、消泡材など意図的に添加した不純物の混入状態との両方を検出することができる。このため、オイル１８の劣化状態を適正に判定することができる。
【００７２】
第１実施形態によれば、検出電極３４が上下方向において複数並べられているため、オイル１８においては、液面位ｈに近い位置やオイルパン１３の底部に近い位置、これらの中間位置など複数の位置について、誘電率εｎの周波数特性を個別に取得できる。このため、例えば沈殿物などオイルパン１３の底部に近い位置に堆積した不純物を、最下段の検出電極３４についての誘電率εｎの周波数特性により検出することができる。
【００７３】
第１実施形態によれば、誘電率εｎの周波数解析がＦＦＴにより行われるため、誘電率εｎの周波数帯域の全てをスイープすることができる。このため、誘電率εｎの周波数特性を対象とした検索を行うことで、オイル１８に混入している全ての不純物の有無を判定することが可能になる。
【００７４】
第１実施形態によれば、電極ユニット２１にはインパルス電圧が入力されるため、誘電率εｎに所定帯域において全ての周波数成分を誘電率εｎに含ませることができる。このため、誘電率εｎの周波数解析により不純物を検出する場合にその検出精度を高めることができる。
【００７５】
第１実施形態によれば、誘電率εｎの周波数特性において、誘電率εｎ１，εｎ２，εｎ３，εｎｍのそれぞれについて、基準値Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３が個別に設定されているため、複数種類の不純物について混入量の許容範囲を個別に設定することができる。このため、不純物の種類に合わせてオイル１８の劣化判定を適正に行うことができる。
【００７６】
第１実施形態によれば、オイル劣化検出処理のステップＳ２０９，Ｓ２１０において、沈殿誘電率εｎ３，εｎｍが沈殿基準値Ｚ３より小さいか否かの判定が行われるため、沈殿物の量に合わせてオイル１８の劣化判定を適正に行うことができる。例えば、沈殿誘電率εｎ３，εｎｍが、別のイオン基準値Ｚ１より大きい場合でも、沈殿基準値Ｚ３よりも小さければオイル１８の劣化状態が許容状態にあると判定することができる。
【００７７】
第１実施形態によれば、ステップＳ２０７において、消泡誘電率εｎ２が消泡基準値Ｚ２より小さいか否かの判定が行われるため、消泡材の消泡効果に合わせてオイル１８の劣化判定を適正に行うことができる。例えば、オイル１８に添加した消泡材の種類や性能に合わせて消泡基準値Ｚ２を設定することで、消泡材ごとに個別に許容範囲を設定することができる。これにより、オイル１８の劣化状態の検出精度を高めることができる。
【００７８】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、ＦＦＴにより誘電率εｎの周波数解析が行われていたが、第２実施形態では、ロックイン回路により誘電率εｎの周波数解析が行われる。本実施形態では、上記第１実施形態との相違点を中心に説明を行う。
【００７９】
図１２に示すように、オイル検出装置２０は、検出電極３４に接続された交流電源部５１と、交流電源部５１の周波数を設定する周波数設定部５２と、周波数設定部５２を介して交流電源部５１に接続された共振回路５３と、共通電極３２に接続されたロックイン回路５４とを有している。これら交流電源部５１、周波数設定部５２、共振回路５３及びロックイン回路５４は、それぞれｍ個ずつ設けられており、１つずつを組としてｍ組設けられている。各組においては、ロックイン回路５４と周波数設定部５２とが同じ周波数を共有するようになっている。
【００８０】
周波数解析部２４は、ｍ個のロックイン回路５４を有しており、これらロックイン回路５４は、それぞれ特定の周波数での誘電率εｎを検出することが可能な検出回路である。図１３に示すように、ロックイン回路５４は、ＥＣＵ２６に接続された位相変更回路５５と、この位相変更回路５５及び共通電極３２に接続された掛算器５６と、掛算器５６の出力側に接続されたローパスフィルタ５７と、ローパスフィルタ５７の出力側に接続された保持部５８とを有している。位相変更回路５５には、ＥＣＵ２６の基礎クロック信号の周期Δｔを整数Ｒ倍した信号が入力電圧Ｖとして入力される。ここで、入力電圧Ｖは出力電流Ｉと同じ周波数を有する参照信号であり、入力電圧Ｖの周波数ωは下記の式（１１）により定められる。
ω＝２×π／（Δｔ×Ｒ）…（１１）
【００８１】
位相変更回路５５は、入力電圧Ｖが出力電流Ｉに対してΔｔ×ｒだけ位相がずれるように、入力電圧Ｖの位相φを「０〜π」に設定する。ここで、「ｒ」は「１〜Ｒ」に設定する。この場合、検出電極３４に流れる出力電流Ｉは下記の式（１２）により算出され、入力電圧Ｖが位相変更回路５５にて位相変更された後のｏｎ−ｏｆｆ矩形波（ｓｉｎ）の級数展開は式（１３）により算出される。なお、式（１２）は、出力電流Ｉと応答電流Ｉ０との関係を示す数式になっている。
【数１２】
2017032352.tif 000006
【数１３】
2017032352.tif 000007
【００８２】
掛算器５６は、この入力電圧Ｖと出力電流Ｉとの乗算を行うことで乗算結果Ｉ×Ｖを算出する。そして、乗算結果Ｉ×Ｖがローパスフィルタ５７に入力されることで、ローパスフィルタ５７にて高周波成分が除去された状態の乗算結果Ｉ×Ｖが、ロックイン回路５４のロックイン出力Ｘとして保持部５８に入力される。この場合、乗算結果Ｉ×Ｖは式（１４）により算出され、ロックイン出力Ｘは式（１５）により直流成分として算出される。
【数１４】
2017032352.tif 000008
【数１５】
2017032352.tif 000009
【００８３】
ロックイン出力Ｘが保持部５８に入力されることで、ＥＣＵ２６が、Ｐ個の検出電極３４のそれぞれについての誘電率εｎの周波数特性を取得する。複数のロックイン回路５４には、周波数ω１，ω２，ω３，ωｍのそれぞれを固有振動周波数としたロックイン回路５４が含まれており、これらロックイン回路５４により誘電率εｎ１，εｎ２，εｎ３，εｎｍが検出される。
【００８４】
これらロックイン回路５４においては、入力電圧Ｖの周波数ωを設定する整数Ｒが互いに異なるＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒｍに設定されていることで、固有振動周波数が周波数ω１，ω２，ω３，ωｍに設定されている。このように、ロックイン回路５４の固有振動周波数は、検出対象にする不純物の種類に合わせて整数Ｒを設定することで容易に得ることができる。また、ロックイン回路５４では、掛算器５６が反転アンプ及び非反転アンプを有しており、ＦＦＴによる周波数解析を行う構成とは異なり、複雑な数値演算回路を必要としない。しかも、ｏｎ−ｏｆｆ矩形波の位相変更を基礎クロック信号の増加により行われるため、複雑な数値演算回路の実装を最小限に留めることができる。
【００８５】
本実施形態での誘電率εｎの周波数特性は、上記第１実施形態の図９、図１０のように誘電率εｎの周波数帯域の全てがスイープされるのではなく、図１４、図１５に示すように、周波数ω１，ω２，ω３，ωｍに限って取得される。図１４、図１５では、誘電率εｎの周波数特性が明確になるように、スイープした場合の誘電率εｎの周波数特性を破線で図示している。
【００８６】
この場合でも、図１４に示すように、消泡材入りのオイル１８ｂにおいては、消泡周波数ω２での消泡誘電率εｎ２が消泡基準値Ｚ２よりも大きくなっていることが検出される。また、図１５に示すように、劣化したオイル１８ｃにおいては、消泡周波数ω２での消泡誘電率εｎ２が消泡基準値Ｚ２よりも小さくなっていること、イオン周波数ω１でのイオン誘電率εｎ１がイオン基準値Ｚ１よりも大きくなっていることが検出される。同様に、沈殿周波数ω３，ωｍでの沈殿誘電率εｎ３，εｎｍが沈殿基準値Ｚ３よりも小さくなっていることが検出される。
【００８７】
第２実施形態によれば、誘電率εｎの周波数解析がロックイン回路５４により行われるため、ＦＦＴによる周波数解析とは異なり、２のべき乗の周波数を有する入力電圧Ｖを必要としない。ここで、いくつかの周波数ω１，ω２，ω３，ωｍについて誘電率εｎの値を取得することができれば、オイル１８に混入した不純物を検出可能であるため、周波数帯域の全てをスイープしなくても、オイル１８の劣化状態の検出精度を適正に保持できる。
【００８８】
第２実施形態によれば、複数のロックイン回路５４の各固有振動周波数が互いに異なる周波数ω１〜ωｍになっているため、オイル１８の劣化検出について複数種類の不純物を検出対象とすることができる。しかも、ロックイン回路５４は、自身の固有振動周波数と他の周波数との分離能力に優れている。このため、複数のロックイン回路５４を１つの共通電極３２にまとめて接続しても、複数の周波数ω１，ω２，ω３，ωｍでの誘電率εｎ１，εｎ２，εｎ３，εｎｍを適正に検出することができる。したがって、共通電極３２に対する複数のロックイン回路５４の導通状態を個別に切り替えるスイッチ装置などを必要としない。
【００８９】
（第三実施形態）
上記第三実施形態では、２位相ロックイン回路により誘電率εｎの周波数解析が行われる。本実施形態では、上記第２実施形態との相違点を中心に説明を行う。
【００９０】
図１６に示すように、本実施形態のロックイン回路５４は、位相変更回路５５から矩形波（ｓｉｎ）が入力される第１掛算器５６ａと、位相変更回路５５から矩形波（ｃｏｓ）が入力される第２掛算器５６ｂとを有している。矩形波（ｓｉｎ）の級数展開Ｖ１及び矩形波（ｃｏｓ）の級数展開Ｖ２は、下記の式（１６），（１７）により算出される。なお、矩形波（ｃｏｓ）は、参照信号としての入力電圧Ｖの直行信号になっている。
【数１６】
2017032352.tif 000010
【数１７】
2017032352.tif 000011
【００９１】
ロックイン回路５４は、第１掛算器５６ａに接続された第１ローパスフィルタ５７ａと、第２掛算器５６ｂに接続された第２ローパスフィルタ５７ｂとを有している。また、ロックイン回路５４は、ローパスフィルタ５７ａ，５７ｂからの出力Ｘ，Ｙが入力される数値演算部６１を有している。第１ローパスフィルタ５７ａにて高周波成分が除去された状態の第１出力Ｘとしての乗算結果Ｉ×Ｖ１と、第２ローパスフィルタ５７ｂにて高周波成分が除去された状態の第２出力Ｙとしての乗算結果Ｉ×Ｖ２とが、数値演算部６１に入力される。第１出力Ｘ及び第２出力Ｙは、式（１８），（１９）により算出される。
【数１８】
2017032352.tif 000012
【数１９】
2017032352.tif 000013
【００９２】
（他の実施形態）
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
【００９３】
変形例１では、第１実施形態においてインパルス電圧ではなく、ステップ電圧が電極ユニット２１に入力されてもよい。この場合でも、ステップ電圧が所定帯域において全ての周波数成分を有していることで、オイル１８の誘電率εｎの周波数解析に際して、誘電率εｎの周波数帯域の全てをスイープすることができる。
【００９４】
変形例２では、第１実施形態において交流電源部２３ａからではなく、直流電源部から電極ユニット２１に電圧が印加されてもよい。例えば、ＥＣＵ２６からの指令信号により直流電源部のＯＮ／ＯＦＦが短時間で切り替えられる構成とする。この構成では、直流電源部のＯＮ時間が短く設定されることで、インパルス電圧が電極ユニット２１に印加されることになる。また、直流電源部をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えることでステップ電圧が電極ユニット２１に印加される構成も実現することができる。
【００９５】
変形例３では、第１実施形態において電極ユニット２１にインパルス電圧ではなく正弦電圧が入力されてもよい。この場合でも、誘電率εｎの周波数解析が行われることで、複数の周波数について誘電率εｎが教養範囲に含まれているか否かの判定を行うことができる。つまり、オイル１８の劣化検出を行うことができる。
【００９６】
変形例４では、第２実施形態において周波数解析部２４がロックイン回路５４を１つだけ有していてもよい。この場合でも、１つの周波数での誘電率εｎを検出することが可能であるため、例えばイオン周波数ω１をロックイン回路５４の検出対象に設定しておくことで、イオン誘電率εｎ１からイオンの量に基づいてオイル１８の劣化判定を行うことができる。
【００９７】
変形例５では、各実施形態において沈殿基準値Ｚ３が沈殿誘電率εｎ３，εｎｍのそれぞれについて異なる値に設定されていてもよい。例えば、沈殿物の種類によって誘電率εｎの高くなる周波数が異なる場合、沈殿誘電率εｎ３に対する基準値と、沈殿誘電率εｎｍに対する基準値とを異なる値に設定しておくことで、沈殿物の種類に応じて許容範囲を個別に設定することになる。これにより、オイル１８の劣化状態の検出精度を高めることができる。
【００９８】
変形例６では、各実施形態において基準値Ｚ１〜Ｚ３が互いに異なる値に設定されていたが、これら基準値Ｚ１〜Ｚ３は同じ値に設定されていてもよい。つまり、誘電率εｎ１，εｎ２，εｎ３，εｎｍについての許容範囲が一律に設定されていてもよい。
【００９９】
変形例７では、オイル１８の誘電率εｎを対象とした周波数解析に離散フーリエ変換が使用されてもよい。要は、第１実施形態において周波数解析にフーリエ変換が使用されていればよい。
【０１００】
変形例８では、オイル１８の誘電率εｎを対象とした周波数解析がバンドパスフィルタにより行われてもよい。要は、第２実施形態において周波数解析部２４が、特定の周波数ω１，ω２，ω３，ωｍでの誘電率εｎ１，εｎ２，εｎ３，εｎｍを検出可能な検出回路を有していればよい。例えば、ロックイン回路５４に代えて検出回路としてのバンドパスフィルタが周波数解析部２４に設けられた構成とする。
【０１０１】
変形例９では、複数の検出電極３４に対して、対向電極としての共通電極３２が１つだけではなく複数設けられていてもよい。例えば、検出電極と対向電極とが１対１で複数組設けられた構成とする。この構成では、それぞれの組についての条件が同じであれば、検出電極３４と対向電極との間の静電容量が同じになるように、検出電極や対向電極についての対向面積Ｓや離間距離ｄが設定されている。
【０１０２】
変形例１０では、１つの共通電極３２に対して、複数の検出電極３４ではなく１つの検出電極３４が設けられていてもよい。例えば、オイル検出装置２０が共通電極３２及び検出電極３４を１つずつ有した構成とする。この構成でも、オイル検出装置２０においては、これら共通電極３２及び検出電極３４により検出される誘電率εｎを対象として周波数解析が行われることで、オイル１８の劣化検出が行われる。
【０１０３】
変形例１１では、検出電極３４は共通電極３２の内部空間３２ａに収納されていなくてもよい。例えば、共通電極３２が板状に形成され、この共通電極３２と検出電極３４が互いに平行に配置された構成とする。
【０１０４】
変形例１２では、誘電率計測部２３が各検出電極３４のそれぞれに対して個別に設けられていてもよい。この場合、ＥＣＵ２６は、各誘電率計測部２３の検出結果を比較することで液面位ｈを検出することができる。この構成では、電極選択部２２を設ける必要がない。
【０１０５】
変形例１３では、オイルパン１３に貯留されるオイル１８を潤滑油とするのではなく、車両の変速機の潤滑及び作動のために使用されるトランスミッションオイルなどを潤滑油として、その劣化状態がオイル検出装置２０により検出されてもよい。
【符号の説明】
【０１０６】
１２…クランクケース、１３…オイルパン、１８…オイル、２０…オイル検出装置、２３ａ…交流電源部、２６…ＥＣＵ、３２…共通電極、３４…検出電極、５４…ロックイン回路、Ｃｎ…静電容量、Ｉ…出力電流、Ｚ２…誘電基準値、Ｚ３…沈殿基準値、εｎ…誘電率、εｎ２…消泡誘電率、εｎ３…沈殿誘電率、εｎｍ…沈殿誘電率、ω１…イオン周波数、ω２…消泡周波数、ω３…沈殿周波数、ωｍ…沈殿周波数。
【図１】
2017032352.tif 000014
【図２】
2017032352.tif 000015
【図３】
2017032352.tif 000016
【図４】
2017032352.tif 000017
【図５】
2017032352.tif 000018
【図６】
2017032352.tif 000019
【図７】
2017032352.tif 000020
【図８】
2017032352.tif 000021
【図９】
2017032352.tif 000022
【図１０】
2017032352.tif 000023
【図１１】
2017032352.tif 000024
【図１２】
2017032352.tif 000025
【図１３】
2017032352.tif 000026
【図１４】
2017032352.tif 000027
【図１５】
2017032352.tif 000028
【図１６】
2017032352.tif 000029