付加機能のある希釈システム試験装置およびその運転方法
部分希釈排気サンプリングシステム（２０）の能力を、動力源（３０）からの排気に２つの異なる評価を同時に行うように拡大する。粒子状物質生成に関する試験のほか、システム（２０）は、ＮＯｘおよび二酸化炭素などの望まないガス状排出物に関して排気を同時に評価し得、および／または排気サンプル中の粒径および粒子分布を同時に評価し得る。動力源（３０）の排気流からサンプル流を抜き取ってサンプル流に希釈剤を添加した後、希釈されたサンプル流は、第１の部分流と第２の部分流とに分割される。追加的な排気評価装置（８１、８３、８６、８７）が微粒子測定重量フィルタ（５０）と並列であるかまたはフィルタ（５０）と直列であるかに依存して、補助排気評価装置（８１、８３、８６、８７）に向けられた希釈されたサンプル流の部分を計上するために希釈流アクチュエータ（４４）および／または出口アクチュエータ（５３）を調整し得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、一般的に比例排気サンプリングシステムに関し、より詳しくは、特に試験中の動力源の過渡運転状態中に、同時に少なくとも２つの排気評価試験を行うための戦略に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機付きのオンハイウェイ機械（ｏｎ−ｈｉｇｈｗａｙ ｍａｃｈｉｎｅ）からの排気物質は政府関連機関によって規制されており、所定の汚染物質レベルを超えてはならない。例えば、いくつかの政府規制では、ディーゼルトラックのエンジンから排出され得る粒子状物質の量、およびおそらくそのサイズに制限を設けている。粒子状物質には、例えば、炭素微粒子、未燃炭化水素、およびサルフェートを含み得る。さらなる規制では、エンジンからの排ガス流の一部とし得るガス状排出物（例えば、ＮＯｘ、ＣＯ）の許容レベルを規定していることがある。初期の規制は、主に、エンジンが比較的定常状態で運転していたときの望ましくないエミッションレベルに対処したものである。最近の規制は、ある速度および負荷状態から別の速度および負荷状態へ、さらに別の速度および負荷へ加速するなど、エンジンが過渡状態にあるときの望ましくない排出物を規制するために公布された。
【０００３】
これらの規制により、政府基準に準拠するために機械のエンジンおよび／または動力源を試験および分析するための機器が開発された。特に、粒子状物質に関する政府の排出規制にそのような動力源が準拠していると証明することを目指して、部分流排ガスサンプリングシステムが開発された。一般的に、これらのシステムは、排気筒に配置された試験プローブによって動力源の排気流のごく一部を抜き取ることによって動作する。次いで、濾過された周囲空気の調整流がその抜き取られた部分と混合され、その複合流を、複合流内に含有される粒子状物質を捕集するように構成されたフィルタに向ける。そこで、特定の試験サイクル中にフィルタによって捕集された粒子状物質の量に基づいて、動力源が評価され得る。近年好成績を挙げているそのような微粒子をサンプリングするシステムおよび方法は、共同所有された（特許文献１）、（特許文献２）、（特許文献３）、（特許文献４）などに示され、説明されている。
【０００４】
これらのシステムは、粒子状物質の査定に関して上手く機能する能力を示したが、他の望ましくない排出物、例えば限定されるものではないが、微粒子のサイズ、ならびにＮＯｘおよび一酸化炭素を含む望ましくないガス状排出物に関してエンジンを証明する必要が高まっている。部分流システムの代わりは全量希釈トンネル（ｆｕｌｌ ｄｉｌｕｔｉｏｎ ｔｕｎｎｅｌ）とし得る。しかしながら、これらのシステムは非常に高価であり、異なるディーゼル機関の広範囲のサイズを試験するだけの能力を有しておらず、実際のところ、Ｃａｔｅｒｐｉｌｌａｒ Ｉｎｃ．（Ｐｅｏｒｉａ Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）製の一部のタイプの機械に見られる比較的大きな一部のディーゼル機関に対応するだけの容量を有していない。全量希釈システムはまた、システムの有効性調査のために後処理前および後処理後のサンプリングを同時に行うことを試みるとき、問題に直面する。なぜなら、これらのシステムの全流量設計はそのようなサンプリングを物理的に不可能にするためである。
【０００５】
２つ以上の試験手順によって排気物質を同時に評価する問題に対する、可能性のある一解決法は、１つの試験セルで並列動作する２つ以上の部分流希釈システムを使用することを含み得る。そのような解決法は最初は実行可能であるように見えるが、典型的な試験セルで利用可能な設備では、２つ以上の並列に配置された部分希釈サンプリングシステムを効果的に動作させるのに必要な関連のハードウェアおよび計算装置について考慮していないかもしれない。他方で、一般に部分流希釈システムに関連する粒子状物質重量システムに加えて追加的な試験評価システムを組み込むことにも問題があることがある。換言すると、粒子状物質査定の完全性は、排気サンプリング流量の精密測定および制御、滞留時間、希釈流量、フィルタ面での流速、ならびに質量保存に関連した仮定に依るところが非常に大きい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６，６１５，６７７号明細書
【特許文献２】米国特許第７，２９９，６９０号明細書
【特許文献３】米国特許第７，４０４，３４０号明細書
【特許文献４】米国特許第７，４０６，８８５号明細書
【特許文献５】米国特許出願第７，５３３，５８５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本明細書のシステムおよび方法は、上述の問題の１つ以上を克服することに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一態様では、希釈システムの動作方法は、動力源の排気流からサンプル流を抜き取ることを含む。サンプル流に希釈剤を添加して、希釈されたサンプル流を生成する。希釈されたサンプル流は、第１の排気評価装置に向けられる第１の部分流と、第２の排気評価装置に向けられる第２の部分流とに分割される。
【０００９】
別の態様では、試験プローブが、排気ラインに開口するようなサイズにされて、動力源から生じる排気サンプル流を受け取る。希釈流アクチュエータを備える希釈装置が、希釈剤をサンプル流に添加して希釈されたサンプル流を生成するために含まれる。第１の排気評価装置が、希釈されたサンプル流の第１の部分を受け取るために流れに位置決めされる。第２の排気評価装置が、希釈されたサンプル流の第２の部分を受け取るために流れに位置決めされる。真空ポンプと出口流れアクチュエータとを含む出口装置が、希釈されたサンプル流の少なくとも一部を受け取るために流れに位置決めされる。
【００１０】
さらに別の態様では、第１の排気評価装置が、希釈されたサンプル流の第１の部分を受け取るために流れに位置決めされた微粒子測定重量（ｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ）フィルタを含む。第２の排気評価装置は、粒子寸法測定器、粒子カウンタ、すす寸法測定器、すすカウンタ、特殊重量フィルタ、ポリウレタンフォームカートリッジ、ガス状排出物分析器のうちの１つであるか、またはバッグ保管ユニットとし得る。第２の排気評価装置は、希釈されたサンプル流の第２の部分を受け取るために流れに位置決めされる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本明細書の一実施形態による試験装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１を参照すると、試験装置１０は、内燃機関の形態をとり得る動力源３０から試験用の燃焼排気を受け取るために配置された希釈システム２０を含む。点線で囲まれる希釈システム２０の部分は、背景で特定した参照特許文献を含む当該技術分野で教えられる周知の希釈システムと実質的に同一である。それゆえ、種々の装置、流体接続、電気的接続および他の特徴に関する詳細のほとんどは、本明細書の主題の説明を明瞭にするために、図１において省略している。しかしながら、これらの種々の詳細はよく知られており、多くの文献で説明されている。従来技術にあるように、動力源３０からの排気流は、排気ライン３１を通って移動する。その排気の一部分は、排気ラインに開口している試験プローブ４０によって捕捉される。換言すると、試験プローブ４０は、動力源３０からの排気サンプル流を受け取るように動作する。
【００１３】
従来技術のシステムのように、希釈装置２４は、計量された濾過空気の流れを提供し、希釈トンネル４７および滞留室４５においてサンプル流と混合される。この希釈されたサンプル流は微粒子測定重量フィルタ５０に向けられ、その後、出口装置２６に向けられる。出口装置２６は、希釈されたサンプル流の残りを従来の方法で大気に放出する真空ポンプ５６を含む。試験装置１０は電子制御装置２２によって制御されるが、本明細書に関連して制御ラインおよび通信ラインのみを示す。特に、希釈システム２０を通る全流量は、通信ライン６２を経由して電子制御装置２２から制御コマンドを受信する出口流れアクチュエータ５３によって制御される。出口流れアクチュエータ５３は、出口流量計５４によって通信ライン６３を経由して電子制御装置２２へ提供される質量流量情報に基づいて連続的に調整され得る。希釈率は、電子制御装置２２によって、通信ライン６１を経由してコマンドを受信する希釈流アクチュエータ４４を介して制御される。これらのコマンドは、希釈流量計４３によって通信ライン６０を経由して電子制御装置２２にもたらされる質量流量情報に基づき得る。従来技術のシステムのように、希釈システム２０は、希釈装置２４への供給前に周囲空気を濾過して冷却する希釈処理アセンブリ４２を含む。加えて、システム２０は、弁４６および５７、および質量流量計５２、および当分野で知られかつ上記で特定された参照文献に含まれる説明と一致して動作する種々の他の機構を含む。それゆえ、従来技術の希釈システムは一般に、単一の排気評価装置、すなわち、試験間隔中に動力源３０によって生じた粒子状物質の質量を使用者が正確に査定できるようにする微粒子重量フィルタ５０を含む。
【００１４】
試験装置１０および希釈システム２０は、微粒子フィルタ５０による粒子の収集と同時にいくつかの他の排気評価機能を行う能力が、従来技術とは異なる。これは、希釈されたサンプル流を分割して異なる部分を異なる排気評価装置に向けて収集および／または試験するのに適切な追加的な配管によって達成される。補助排気評価機構は、微粒子測定重量フィルタ５０の上流および下流に配置される流体管路４８および／または４９から希釈されたサンプル流の一部分を受け取る１つ以上の枝路７０、７１、７２または７３を含めることによって完成し得る。図示の実施形態では、４つの補助評価装置８１、８３、８６および８７を示す。しかしながら、動力源３０の特定の試験手順中に導管７０〜７３のいずれも用いられていない場合、図示の通り個々の遮断弁７５、７６、７７または７８によって個々の導管７０〜７３を閉鎖できる。補助排気評価装置の性質に依存して専用の質量流制御装置が含まれ、希釈されたサンプル流を関連の排気評価装置へ精密に計量（制御および／または測定）して流入させ得る。反対に、いくつかの排気評価装置は、装置内に、それらのハードウェアの一部分として、希釈されたサンプル流の所望の質量流量を関連の試験装置に精密に計量して流入させるための専用の質量流制御装置を含まなくてもよい。例えば、排気評価装置８１は、通信ライン９０を経由して質量流量情報を通信しかつ電子制御装置２２から質量流制御コマンドを受信する質量流制御装置８０を介して、希釈されたサンプル流の精密に計量された質量流量を受け取る。他方で、排気評価装置８３は、排気評価装置８３に関連する質量流量機器を精密に制御するために当分野で知られているいくつかの他の内部手段を有してもよい。加えて、状況次第では、排気評価装置自体が電子制御装置２２と直接通信してもよいし、しなくてもよい。図示の実施形態では、排気評価装置８１は、通信ライン９１を介して電子制御装置２２との通信リンクを維持する一方、排気評価装置８３は、電子制御装置２２と通信する必要なくその機能を果たす。ここで示す実施形態では、排気評価装置８１および排気評価装置８３は双方とも、互いに、および微粒子測定重量フィルタ５０を含む排気評価装置と流れに並列に位置決めされているとみなすことができる。例としては、例えば、排気評価装置８１は微粒子の寸法測定器またはカウンタとし得る一方、排気評価装置８３は、スペシエーション用のポリウレタンフォームカートリッジとし得る。装置８１および８３は、導管４８中の希釈されたサンプル流の一部分のみがフィルタ５０に到達するために重量フィルタ５０と並列であるとみなされる。なぜなら、装置８１および８３が、それらの関連部分を収集して保存をするか、または別の導管セクション（図示せず）を介して希釈されたサンプル流の残りの部分を大気に放出するかのいずれかを行うためである。
【００１５】
本明細書はまた、微粒子測定重量フィルタ５０と流れに直列に位置決めされている補助排気評価装置８６および／または８７を考慮する。特に、希釈されたサンプル流がフィルタ５０を通過して導管４９に至った後、その濾過済みの希釈されたサンプル流の一部分は枝路７２を介して排気評価装置８６へ向けられ得、および／またはサンプルの別の部分は枝路７３を介して排気評価装置８７へ向けられ得る。典型的な状況では、濾過済みの希釈されたサンプル流の一部分のみが排気評価装置８６または８７へ向けられ、大部分は出口装置２６へ向けられる。排気評価装置８１および８３のように、排気評価装置８６および８７は、使用される特定の装置に依存して、電子制御装置２２と通信してもよいし、しなくてもよく、かつ別個の質量流制御装置を有してもよいし、それがなくてもよい。例えば、排気評価装置８６は、例えば、ガス状排出物分析器の事後試験において再生するための、ガスサンプルを獲得して保存するためのバッグユニットとし得る。それゆえ、バッグユニット８６は専用の別個の質量流制御装置８５を必要とし、これは同様に質量流量情報を通信し、かつ通信ライン９２を経由して電子制御装置２２から質量流量コマンドを受信し得る。他方で、排気評価装置８７自体を、分析用に精密な公知の質量流量を受け取るために当分野で知られている内部手段を含むガス状排出物分析器とし得るが、電子制御装置２２に接続された通信ライン９３を経由してこの情報を通信し得、および／またはその運転を制御され得る。
【００１６】
当業者は、図示のおよび図示しない通信ライン６０〜６３および／または９０〜９３のいずれかを無線とし得ることを理解するであろう。本明細書による補助排気評価装置は、粒子寸法測定器および／またはカウンタ、すす寸法測定器および／またはカウンタ、特殊重量フィルタ、スペシエーション用のポリウレタンフォームカートリッジ、ガス状排出物分析器、バッグユニットおよび将来利用できるようになるかもしれない任意の未知の排気評価装置を含むがこれらに限定されない、いずれかの公知のおよび／または現在利用できるシステムを含み得る。本明細書で使用されるように、排気評価装置は、希釈されたサンプル流の任意の部分を保管するためにまたは動力源３０から生じる排気流のいずれかの態様をリアルタイムで試験、検査または任意の方法で利用するために使用される任意の装置とし得る。本明細書は、重量フィルタ５０に粒子状物質を捕集しながら、同時に、補助排気評価装置によって別の関係のない１つまたは複数の試験も行う、または希釈されたサンプリング流の一部分を後で試験するために捕捉する試験装置１０を提供する。それゆえ、動力源３０の同じ動作手順によって、２つ以上の異なる排気評価装置へ同時にサンプルを提供し得る。排気評価装置がどの枝路７０〜７３に流体連結されているかに依存して、重量により濾過された排気（装置８６および８７）、または装置８１および８３におけるような濾過されていない排気のいずれかを受け取り得る。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
公知の希釈システムに補助排気評価装置を追加することによって、簡単には発見できないさらなる問題が生じる。例えば、希釈システム２０における種々の流量を精密に制御して、重量フィルタ５０の面における流速を調整された範囲内に維持し、正確な結果を得る必要がある。加えて、試験プローブ４０によって抜き取られた排気の一部分のみが重量フィルタ５０に達し得るため、フィルタ５０によって得られる粒子状物質測定値を、枝路７０または７１を経由してそれぞれ補助排気評価装置８１または８３へ向けられる流量の部分を考慮するために、増減する必要がある。これらの微妙さをよりよく示すために、図１では、希釈システム２０の異なる位置でいくつかの異なる流量Ｑxを特定しており、以下の式はそれらの種々の関係を示すのに役立つ。
【００１８】
Ｑ1＝サンプリング排気流量
Ｑ2＝希釈流量
Ｑ3＝排気評価装置８１に向けられた、希釈されたサンプリング流量の部分
Ｑ4＝希釈されたサンプリング流量
Ｑ5＝微粒子測定重量フィルタ５０に向けられた、希釈されたサンプル流の部分
Ｑ6＝排気評価装置８７に向けられた、フィルタ５０から下流の濾過済みのサンプル流量の部分
Ｑ7＝出口質量流量
仮定＝装置８３および８６は使用されていない；弁７６および７７は閉鎖されている。
【００１９】
【数１】
【００２０】
これらの式は、例えば、フィルタ５０に捕集された粒子状物質の測定値を、装置８１に向けられた質量流量Ｑ3を考慮に入れるために増減し得る手段を提供する。当業者は、上記式は、遮断弁７６および７７が閉鎖されており、希釈された排気流が排気評価装置８３および８６に達しないと仮定していることを理解されたい。それゆえ、当業者は、それらの追加的な補助装置が使用されていた場合、希釈システム２０における質量保存を示すように上記式を均衡させるために、追加的なＱx項が必要であったことを理解されたい。
【００２１】
本明細書によって対処する、別の微妙であるが重要な問題は、重量フィルタ５０の面における流速が、より正確な結果を得るために所定のレベルに維持される必要があるということに関する。同様に、希釈システムにおける微粒子の滞留時間を、滞留室４５の体積によって部分的に決定されるように限られた範囲内に維持することが重要である。滞留室４５は、主または副希釈装置としての機能を果たし得る（例えば、（特許文献５）参照）。それゆえ、これを達成するために、重量フィルタ５０に向かう質量流量Ｑ5が、補助装置が含まれなかった場合とほとんど同じであるようにするために、補助装置８１および／または８３への質量流量は精密に分かっている必要がある。補助排気評価装置が含まれていないときのフィルタ５０への所望の質量流量は、本明細書に関しては、基準流量とみなし得る。それゆえ、Ｑ5が基準流量に対応するためには、基準希釈流量よりも希釈流量Ｑ2を増やして、枝路７０および／または７１からそれぞれ排気評価装置８１および／または８３へ向けられる希釈されたサンプル流の部分を計上する必要がある。既に述べたように、希釈流量Ｑ2は、電子制御装置２２からコマンドを受信する希釈流アクチュエータ４４によって制御される。それゆえ、排気評価装置８３の場合、電子制御装置２２に関連する論理に手動で入力された公知の実質的に一定の流量を排気評価装置８３が受け取り、制御装置２２が希釈流アクチュエータ４４に、基準希釈流と排気評価装置８３にもたらされる質量流量との和に等しい希釈流を可能にするように指令し得ると仮定する。反対に、排気評価装置８１の場合、排気評価装置８１は、受け取っている流量の即時測定を必要とし、その情報を通信するので、枝路７０を経由して排気評価装置８１に向けられ、変動する質量流量を計上するために、希釈流量が基準希釈流量超に連続的に調整される。排気評価装置８１への流量Ｑ3は、例えば、動力源３０の過渡運転状態に起因して、または精密かつ正確に一定の質量流量を保持する質量流制御装置８０の能力の不確実性に起因して、異なる流量を獲得しようとすることにより変動し得る。換言すると、本システムは、補助排気評価装置への所望の質量流量における小さな誤差および／またはその質量流量での所望の変動を計上するための戦略を考慮しており、希釈流量に対してほぼ瞬間的に補正を行う。この態様は、重量フィルタ５０に達する希釈されたサンプル流の部分がある程度一定に保たれることを保証し、かつ面の速度がおよびフィルタのフィルタ５０の前のシステム２０の体積部内の粒子滞留時間が公知の所望の値でまたはその値付近に保たれ得ることを確実に支援する。
【００２２】
補助排気評価装置８６および８７は、重量フィルタ５０の上流にまたはそれと並列に配置された排気評価装置８１および８３に関連するもの以上に、希釈システム２０に異なる複雑な要因を提示する。特に、基準システムは、システムを通る、出口流れアクチュエータ５３へのコマンドによって制御される所望の流量を維持するように出口流量計５４が監視されることによって、動作する。しかしながら、補助排気評価装置８６または８７が同様に運転中の場合、電子制御装置２２はそらされる質量流量を知る必要があり、その結果、電子制御装置２２は、出口流量計５４が確認する必要があるものを正確に査定し、それゆえ、基準出口流量から補助排気評価装置８６および／または８７へ向けられた流量を引いたものに等しい質量流量を可能にするように出口流れアクチュエータ５３を制御できる。特定の排気評価装置に依存して、その流量は、入力または手動で入力されて電子制御装置２２に供給され得る公知の一定の値とし得るか、または、排気評価装置８６に関連して示す質量流制御装置８５を経由するなど、監視されて電子制御装置２２に連続的に提供され得る。例えば、排気評価装置８６が、動力源３０の過渡運転状態に対応するために、変動する排気質量流量を必要とする場合、電子制御装置２２は、装置８６の要求に適合するために適切な方法で質量流制御装置８５を調整できる。加えて、補助装置を使用していないときには、システムに関連した基準出口流量下の質量流量Ｑ7の即時変化を考慮するために、その同じ情報を使用して出口流れアクチュエータ５３の制御の変更を指令できる。
【００２３】
図示の実施形態では、排気評価装置８１、８３、８６および８７の全てが同時に運転していた場合、電子制御装置２２は、枝路７０および７１に向けられた質量流量を計上するために基準希釈流を補足するよう要求される。加えて、電子制御装置２２は、枝路７２および７３に向けられている質量流量を計上するために出口流れアクチュエータ５３での基準出口流量から下方に調整するよう要求される。当業者は、図示の実施形態では、重量フィルタ５０の上流にある２つの枝路７０および７１と、フィルタ５０の下流にある２つの補助枝路７２および７３とを示すが、本明細書は、任意の数の所望の補助排気評価装置に対応するために任意の数の枝路を考慮することを理解されたい。それにも関わらず、当業者は、正確な結果を得るために、どんな数の排気評価装置およびそれらの個々の定常状態または試験手順中に発生する変動流量を計上するために、電子制御装置２２における運転論理を調整する必要があることを理解されたい。加えて、本明細書はまた、フィルタ５０での粒子状物質の測定が発生せず、システムが補助排気評価装置でのみ運転されている場合の運転試験装置１０を考慮する。そのような場合には、出口装置２６は、一斉に遮断されて閉鎖され得るか、または一部の出口流が補助排気評価装置の適切な運転を促すように提供され得る。
【００２４】
図示の試験装置は、動力源３０によって排気流に生じる変化に応答して希釈システム２０内の質量流量を変更できるため、試験装置１０は、過渡モードで運転している動力源からの排気を評価するのに特に好適である。本明細書に関しては、装置８３および８７のような排気評価装置はおそらく公知の質量流量を有し、これらの公知の質量流量は推定値として特徴付け得るが、これらの推定流量は極めて正確であり得る。逆に、排気評価装置８１および８６への質量流量は、上述のように質量流量情報を電子制御装置２２に通信する個々の質量流制御装置８０および８５を含めるために、測定質量流量とみなし得る。それゆえ、当業者は、一定の質量流量の排気評価装置８３のみが運転していた場合、希釈流量は単に、基準希釈流量と排気評価装置８３への推定流量との和に対応するレベルに設定し得ることを理解されたい。加えて、一定の質量流量の装置８７のみがフィルタ５０の下流において使用されていた場合、出口流量は、基準出口流量から、排気評価装置８７に向けられる推定流量を引いたものに設定できる。他方で、質量流制御装置８０などによってそらされたサンプル流を測定する場合、希釈流量は、排気評価装置８１へそらされたその測定された流量に応答して連続的に調整され得る。同様に、下流の排気評価装置８５が変動する可能性のある流れを有する場合、そのそらされた流量を質量流制御装置８５などによって測定でき、その情報を使用して、出口流れアクチュエータ５３の適切な制御によって基準出口流量よりも下方に出口流量を連続的に調整し得る。
【００２５】
本明細書は、動力源３０が過渡モードで運転している間でも、粒子状物質およびガス状排出物の同時測定など、排気の種々の異なる態様を同時に評価する試験装置および戦略を提供する。また、本明細書の希釈システムは、柔軟性が高く、本明細書の希釈システム２０に関連する質量流量の１０００倍以上を要求し得る全量希釈システムに関連するなど範囲が広い。それゆえ、試験装置１０は、任意の現在公知の全量希釈システムで対応し得るものよりもはるかに大きいエンジンからの排気評価を可能にし得る。試験装置１０はまた、小さなエンジンからの排気も正確に評価できる柔軟性も有する。試験装置１０はまた、２つの完全な希釈システムを必要とせずに２つ以上の排気評価手順が発生することを可能にする。最後に、電子制御装置２２に関連する制御論理に対して比較的わずかな調整を行うことによって、１つの、同時に動作する２つ以上の異なる評価装置を備える同じ試験装置１０を使用する柔軟性がもたらされ、かつ依然として種々の装置の全てで正確な結果を得ることができる。
【００２６】
上述の説明は、例示のみを目的としたものであり、本明細書の範囲を決して限定するものではないことを理解されたい。それゆえ、当業者は、本明細書の他の態様は、図面、明細書および特許請求の範囲を検討することから得ることができることを理解されたい。
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、一般的に比例排気サンプリングシステムに関し、より詳しくは、特に試験中の動力源の過渡運転状態中に、同時に少なくとも２つの排気評価試験を行うための戦略に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機付きのオンハイウェイ機械（ｏｎ−ｈｉｇｈｗａｙ ｍａｃｈｉｎｅ）からの排気物質は政府関連機関によって規制されており、所定の汚染物質レベルを超えてはならない。例えば、いくつかの政府規制では、ディーゼルトラックのエンジンから排出され得る粒子状物質の量、およびおそらくそのサイズに制限を設けている。粒子状物質には、例えば、炭素微粒子、未燃炭化水素、およびサルフェートを含み得る。さらなる規制では、エンジンからの排ガス流の一部とし得るガス状排出物（例えば、ＮＯｘ、ＣＯ）の許容レベルを規定していることがある。初期の規制は、主に、エンジンが比較的定常状態で運転していたときの望ましくないエミッションレベルに対処したものである。最近の規制は、ある速度および負荷状態から別の速度および負荷状態へ、さらに別の速度および負荷へ加速するなど、エンジンが過渡状態にあるときの望ましくない排出物を規制するために公布された。
【０００３】
これらの規制により、政府基準に準拠するために機械のエンジンおよび／または動力源を試験および分析するための機器が開発された。特に、粒子状物質に関する政府の排出規制にそのような動力源が準拠していると証明することを目指して、部分流排ガスサンプリングシステムが開発された。一般的に、これらのシステムは、排気筒に配置された試験プローブによって動力源の排気流のごく一部を抜き取ることによって動作する。次いで、濾過された周囲空気の調整流がその抜き取られた部分と混合され、その複合流を、複合流内に含有される粒子状物質を捕集するように構成されたフィルタに向ける。そこで、特定の試験サイクル中にフィルタによって捕集された粒子状物質の量に基づいて、動力源が評価され得る。近年好成績を挙げているそのような微粒子をサンプリングするシステムおよび方法は、共同所有された（特許文献１）、（特許文献２）、（特許文献３）、（特許文献４）などに示され、説明されている。
【０００４】
これらのシステムは、粒子状物質の査定に関して上手く機能する能力を示したが、他の望ましくない排出物、例えば限定されるものではないが、微粒子のサイズ、ならびにＮＯｘおよび一酸化炭素を含む望ましくないガス状排出物に関してエンジンを証明する必要が高まっている。部分流システムの代わりは全量希釈トンネル（ｆｕｌｌ ｄｉｌｕｔｉｏｎ ｔｕｎｎｅｌ）とし得る。しかしながら、これらのシステムは非常に高価であり、異なるディーゼル機関の広範囲のサイズを試験するだけの能力を有しておらず、実際のところ、Ｃａｔｅｒｐｉｌｌａｒ Ｉｎｃ．（Ｐｅｏｒｉａ Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）製の一部のタイプの機械に見られる比較的大きな一部のディーゼル機関に対応するだけの容量を有していない。全量希釈システムはまた、システムの有効性調査のために後処理前および後処理後のサンプリングを同時に行うことを試みるとき、問題に直面する。なぜなら、これらのシステムの全流量設計はそのようなサンプリングを物理的に不可能にするためである。
【０００５】
２つ以上の試験手順によって排気物質を同時に評価する問題に対する、可能性のある一解決法は、１つの試験セルで並列動作する２つ以上の部分流希釈システムを使用することを含み得る。そのような解決法は最初は実行可能であるように見えるが、典型的な試験セルで利用可能な設備では、２つ以上の並列に配置された部分希釈サンプリングシステムを効果的に動作させるのに必要な関連のハードウェアおよび計算装置について考慮していないかもしれない。他方で、一般に部分流希釈システムに関連する粒子状物質重量システムに加えて追加的な試験評価システムを組み込むことにも問題があることがある。換言すると、粒子状物質査定の完全性は、排気サンプリング流量の精密測定および制御、滞留時間、希釈流量、フィルタ面での流速、ならびに質量保存に関連した仮定に依るところが非常に大きい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６，６１５，６７７号明細書
【特許文献２】米国特許第７，２９９，６９０号明細書
【特許文献３】米国特許第７，４０４，３４０号明細書
【特許文献４】米国特許第７，４０６，８８５号明細書
【特許文献５】米国特許出願第７，５３３，５８５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本明細書のシステムおよび方法は、上述の問題の１つ以上を克服することに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一態様では、希釈システムの動作方法は、動力源の排気流からサンプル流を抜き取ることを含む。サンプル流に希釈剤を添加して、希釈されたサンプル流を生成する。希釈されたサンプル流は、第１の排気評価装置に向けられる第１の部分流と、第２の排気評価装置に向けられる第２の部分流とに分割される。
【０００９】
別の態様では、試験プローブが、排気ラインに開口するようなサイズにされて、動力源から生じる排気サンプル流を受け取る。希釈流アクチュエータを備える希釈装置が、希釈剤をサンプル流に添加して希釈されたサンプル流を生成するために含まれる。第１の排気評価装置が、希釈されたサンプル流の第１の部分を受け取るために流れに位置決めされる。第２の排気評価装置が、希釈されたサンプル流の第２の部分を受け取るために流れに位置決めされる。真空ポンプと出口流れアクチュエータとを含む出口装置が、希釈されたサンプル流の少なくとも一部を受け取るために流れに位置決めされる。
【００１０】
さらに別の態様では、第１の排気評価装置が、希釈されたサンプル流の第１の部分を受け取るために流れに位置決めされた微粒子測定重量（ｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ）フィルタを含む。第２の排気評価装置は、粒子寸法測定器、粒子カウンタ、すす寸法測定器、すすカウンタ、特殊重量フィルタ、ポリウレタンフォームカートリッジ、ガス状排出物分析器のうちの１つであるか、またはバッグ保管ユニットとし得る。第２の排気評価装置は、希釈されたサンプル流の第２の部分を受け取るために流れに位置決めされる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本明細書の一実施形態による試験装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１を参照すると、試験装置１０は、内燃機関の形態をとり得る動力源３０から試験用の燃焼排気を受け取るために配置された希釈システム２０を含む。点線で囲まれる希釈システム２０の部分は、背景で特定した参照特許文献を含む当該技術分野で教えられる周知の希釈システムと実質的に同一である。それゆえ、種々の装置、流体接続、電気的接続および他の特徴に関する詳細のほとんどは、本明細書の主題の説明を明瞭にするために、図１において省略している。しかしながら、これらの種々の詳細はよく知られており、多くの文献で説明されている。従来技術にあるように、動力源３０からの排気流は、排気ライン３１を通って移動する。その排気の一部分は、排気ラインに開口している試験プローブ４０によって捕捉される。換言すると、試験プローブ４０は、動力源３０からの排気サンプル流を受け取るように動作する。
【００１３】
従来技術のシステムのように、希釈装置２４は、計量された濾過空気の流れを提供し、希釈トンネル４７および滞留室４５においてサンプル流と混合される。この希釈されたサンプル流は微粒子測定重量フィルタ５０に向けられ、その後、出口装置２６に向けられる。出口装置２６は、希釈されたサンプル流の残りを従来の方法で大気に放出する真空ポンプ５６を含む。試験装置１０は電子制御装置２２によって制御されるが、本明細書に関連して制御ラインおよび通信ラインのみを示す。特に、希釈システム２０を通る全流量は、通信ライン６２を経由して電子制御装置２２から制御コマンドを受信する出口流れアクチュエータ５３によって制御される。出口流れアクチュエータ５３は、出口流量計５４によって通信ライン６３を経由して電子制御装置２２へ提供される質量流量情報に基づいて連続的に調整され得る。希釈率は、電子制御装置２２によって、通信ライン６１を経由してコマンドを受信する希釈流アクチュエータ４４を介して制御される。これらのコマンドは、希釈流量計４３によって通信ライン６０を経由して電子制御装置２２にもたらされる質量流量情報に基づき得る。従来技術のシステムのように、希釈システム２０は、希釈装置２４への供給前に周囲空気を濾過して冷却する希釈処理アセンブリ４２を含む。加えて、システム２０は、弁４６および５７、および質量流量計５２、および当分野で知られかつ上記で特定された参照文献に含まれる説明と一致して動作する種々の他の機構を含む。それゆえ、従来技術の希釈システムは一般に、単一の排気評価装置、すなわち、試験間隔中に動力源３０によって生じた粒子状物質の質量を使用者が正確に査定できるようにする微粒子重量フィルタ５０を含む。
【００１４】
試験装置１０および希釈システム２０は、微粒子フィルタ５０による粒子の収集と同時にいくつかの他の排気評価機能を行う能力が、従来技術とは異なる。これは、希釈されたサンプル流を分割して異なる部分を異なる排気評価装置に向けて収集および／または試験するのに適切な追加的な配管によって達成される。補助排気評価機構は、微粒子測定重量フィルタ５０の上流および下流に配置される流体管路４８および／または４９から希釈されたサンプル流の一部分を受け取る１つ以上の枝路７０、７１、７２または７３を含めることによって完成し得る。図示の実施形態では、４つの補助評価装置８１、８３、８６および８７を示す。しかしながら、動力源３０の特定の試験手順中に導管７０〜７３のいずれも用いられていない場合、図示の通り個々の遮断弁７５、７６、７７または７８によって個々の導管７０〜７３を閉鎖できる。補助排気評価装置の性質に依存して専用の質量流制御装置が含まれ、希釈されたサンプル流を関連の排気評価装置へ精密に計量（制御および／または測定）して流入させ得る。反対に、いくつかの排気評価装置は、装置内に、それらのハードウェアの一部分として、希釈されたサンプル流の所望の質量流量を関連の試験装置に精密に計量して流入させるための専用の質量流制御装置を含まなくてもよい。例えば、排気評価装置８１は、通信ライン９０を経由して質量流量情報を通信しかつ電子制御装置２２から質量流制御コマンドを受信する質量流制御装置８０を介して、希釈されたサンプル流の精密に計量された質量流量を受け取る。他方で、排気評価装置８３は、排気評価装置８３に関連する質量流量機器を精密に制御するために当分野で知られているいくつかの他の内部手段を有してもよい。加えて、状況次第では、排気評価装置自体が電子制御装置２２と直接通信してもよいし、しなくてもよい。図示の実施形態では、排気評価装置８１は、通信ライン９１を介して電子制御装置２２との通信リンクを維持する一方、排気評価装置８３は、電子制御装置２２と通信する必要なくその機能を果たす。ここで示す実施形態では、排気評価装置８１および排気評価装置８３は双方とも、互いに、および微粒子測定重量フィルタ５０を含む排気評価装置と流れに並列に位置決めされているとみなすことができる。例としては、例えば、排気評価装置８１は微粒子の寸法測定器またはカウンタとし得る一方、排気評価装置８３は、スペシエーション用のポリウレタンフォームカートリッジとし得る。装置８１および８３は、導管４８中の希釈されたサンプル流の一部分のみがフィルタ５０に到達するために重量フィルタ５０と並列であるとみなされる。なぜなら、装置８１および８３が、それらの関連部分を収集して保存をするか、または別の導管セクション（図示せず）を介して希釈されたサンプル流の残りの部分を大気に放出するかのいずれかを行うためである。
【００１５】
本明細書はまた、微粒子測定重量フィルタ５０と流れに直列に位置決めされている補助排気評価装置８６および／または８７を考慮する。特に、希釈されたサンプル流がフィルタ５０を通過して導管４９に至った後、その濾過済みの希釈されたサンプル流の一部分は枝路７２を介して排気評価装置８６へ向けられ得、および／またはサンプルの別の部分は枝路７３を介して排気評価装置８７へ向けられ得る。典型的な状況では、濾過済みの希釈されたサンプル流の一部分のみが排気評価装置８６または８７へ向けられ、大部分は出口装置２６へ向けられる。排気評価装置８１および８３のように、排気評価装置８６および８７は、使用される特定の装置に依存して、電子制御装置２２と通信してもよいし、しなくてもよく、かつ別個の質量流制御装置を有してもよいし、それがなくてもよい。例えば、排気評価装置８６は、例えば、ガス状排出物分析器の事後試験において再生するための、ガスサンプルを獲得して保存するためのバッグユニットとし得る。それゆえ、バッグユニット８６は専用の別個の質量流制御装置８５を必要とし、これは同様に質量流量情報を通信し、かつ通信ライン９２を経由して電子制御装置２２から質量流量コマンドを受信し得る。他方で、排気評価装置８７自体を、分析用に精密な公知の質量流量を受け取るために当分野で知られている内部手段を含むガス状排出物分析器とし得るが、電子制御装置２２に接続された通信ライン９３を経由してこの情報を通信し得、および／またはその運転を制御され得る。
【００１６】
当業者は、図示のおよび図示しない通信ライン６０〜６３および／または９０〜９３のいずれかを無線とし得ることを理解するであろう。本明細書による補助排気評価装置は、粒子寸法測定器および／またはカウンタ、すす寸法測定器および／またはカウンタ、特殊重量フィルタ、スペシエーション用のポリウレタンフォームカートリッジ、ガス状排出物分析器、バッグユニットおよび将来利用できるようになるかもしれない任意の未知の排気評価装置を含むがこれらに限定されない、いずれかの公知のおよび／または現在利用できるシステムを含み得る。本明細書で使用されるように、排気評価装置は、希釈されたサンプル流の任意の部分を保管するためにまたは動力源３０から生じる排気流のいずれかの態様をリアルタイムで試験、検査または任意の方法で利用するために使用される任意の装置とし得る。本明細書は、重量フィルタ５０に粒子状物質を捕集しながら、同時に、補助排気評価装置によって別の関係のない１つまたは複数の試験も行う、または希釈されたサンプリング流の一部分を後で試験するために捕捉する試験装置１０を提供する。それゆえ、動力源３０の同じ動作手順によって、２つ以上の異なる排気評価装置へ同時にサンプルを提供し得る。排気評価装置がどの枝路７０〜７３に流体連結されているかに依存して、重量により濾過された排気（装置８６および８７）、または装置８１および８３におけるような濾過されていない排気のいずれかを受け取り得る。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
公知の希釈システムに補助排気評価装置を追加することによって、簡単には発見できないさらなる問題が生じる。例えば、希釈システム２０における種々の流量を精密に制御して、重量フィルタ５０の面における流速を調整された範囲内に維持し、正確な結果を得る必要がある。加えて、試験プローブ４０によって抜き取られた排気の一部分のみが重量フィルタ５０に達し得るため、フィルタ５０によって得られる粒子状物質測定値を、枝路７０または７１を経由してそれぞれ補助排気評価装置８１または８３へ向けられる流量の部分を考慮するために、増減する必要がある。これらの微妙さをよりよく示すために、図１では、希釈システム２０の異なる位置でいくつかの異なる流量Ｑxを特定しており、以下の式はそれらの種々の関係を示すのに役立つ。
【００１８】
Ｑ1＝サンプリング排気流量
Ｑ2＝希釈流量
Ｑ3＝排気評価装置８１に向けられた、希釈されたサンプリング流量の部分
Ｑ4＝希釈されたサンプリング流量
Ｑ5＝微粒子測定重量フィルタ５０に向けられた、希釈されたサンプル流の部分
Ｑ6＝排気評価装置８７に向けられた、フィルタ５０から下流の濾過済みのサンプル流量の部分
Ｑ7＝出口質量流量
仮定＝装置８３および８６は使用されていない；弁７６および７７は閉鎖されている。
【００１９】
【数１】
【００２０】
これらの式は、例えば、フィルタ５０に捕集された粒子状物質の測定値を、装置８１に向けられた質量流量Ｑ3を考慮に入れるために増減し得る手段を提供する。当業者は、上記式は、遮断弁７６および７７が閉鎖されており、希釈された排気流が排気評価装置８３および８６に達しないと仮定していることを理解されたい。それゆえ、当業者は、それらの追加的な補助装置が使用されていた場合、希釈システム２０における質量保存を示すように上記式を均衡させるために、追加的なＱx項が必要であったことを理解されたい。
【００２１】
本明細書によって対処する、別の微妙であるが重要な問題は、重量フィルタ５０の面における流速が、より正確な結果を得るために所定のレベルに維持される必要があるということに関する。同様に、希釈システムにおける微粒子の滞留時間を、滞留室４５の体積によって部分的に決定されるように限られた範囲内に維持することが重要である。滞留室４５は、主または副希釈装置としての機能を果たし得る（例えば、（特許文献５）参照）。それゆえ、これを達成するために、重量フィルタ５０に向かう質量流量Ｑ5が、補助装置が含まれなかった場合とほとんど同じであるようにするために、補助装置８１および／または８３への質量流量は精密に分かっている必要がある。補助排気評価装置が含まれていないときのフィルタ５０への所望の質量流量は、本明細書に関しては、基準流量とみなし得る。それゆえ、Ｑ5が基準流量に対応するためには、基準希釈流量よりも希釈流量Ｑ2を増やして、枝路７０および／または７１からそれぞれ排気評価装置８１および／または８３へ向けられる希釈されたサンプル流の部分を計上する必要がある。既に述べたように、希釈流量Ｑ2は、電子制御装置２２からコマンドを受信する希釈流アクチュエータ４４によって制御される。それゆえ、排気評価装置８３の場合、電子制御装置２２に関連する論理に手動で入力された公知の実質的に一定の流量を排気評価装置８３が受け取り、制御装置２２が希釈流アクチュエータ４４に、基準希釈流と排気評価装置８３にもたらされる質量流量との和に等しい希釈流を可能にするように指令し得ると仮定する。反対に、排気評価装置８１の場合、排気評価装置８１は、受け取っている流量の即時測定を必要とし、その情報を通信するので、枝路７０を経由して排気評価装置８１に向けられ、変動する質量流量を計上するために、希釈流量が基準希釈流量超に連続的に調整される。排気評価装置８１への流量Ｑ3は、例えば、動力源３０の過渡運転状態に起因して、または精密かつ正確に一定の質量流量を保持する質量流制御装置８０の能力の不確実性に起因して、異なる流量を獲得しようとすることにより変動し得る。換言すると、本システムは、補助排気評価装置への所望の質量流量における小さな誤差および／またはその質量流量での所望の変動を計上するための戦略を考慮しており、希釈流量に対してほぼ瞬間的に補正を行う。この態様は、重量フィルタ５０に達する希釈されたサンプル流の部分がある程度一定に保たれることを保証し、かつ面の速度がおよびフィルタのフィルタ５０の前のシステム２０の体積部内の粒子滞留時間が公知の所望の値でまたはその値付近に保たれ得ることを確実に支援する。
【００２２】
補助排気評価装置８６および８７は、重量フィルタ５０の上流にまたはそれと並列に配置された排気評価装置８１および８３に関連するもの以上に、希釈システム２０に異なる複雑な要因を提示する。特に、基準システムは、システムを通る、出口流れアクチュエータ５３へのコマンドによって制御される所望の流量を維持するように出口流量計５４が監視されることによって、動作する。しかしながら、補助排気評価装置８６または８７が同様に運転中の場合、電子制御装置２２はそらされる質量流量を知る必要があり、その結果、電子制御装置２２は、出口流量計５４が確認する必要があるものを正確に査定し、それゆえ、基準出口流量から補助排気評価装置８６および／または８７へ向けられた流量を引いたものに等しい質量流量を可能にするように出口流れアクチュエータ５３を制御できる。特定の排気評価装置に依存して、その流量は、入力または手動で入力されて電子制御装置２２に供給され得る公知の一定の値とし得るか、または、排気評価装置８６に関連して示す質量流制御装置８５を経由するなど、監視されて電子制御装置２２に連続的に提供され得る。例えば、排気評価装置８６が、動力源３０の過渡運転状態に対応するために、変動する排気質量流量を必要とする場合、電子制御装置２２は、装置８６の要求に適合するために適切な方法で質量流制御装置８５を調整できる。加えて、補助装置を使用していないときには、システムに関連した基準出口流量下の質量流量Ｑ7の即時変化を考慮するために、その同じ情報を使用して出口流れアクチュエータ５３の制御の変更を指令できる。
【００２３】
図示の実施形態では、排気評価装置８１、８３、８６および８７の全てが同時に運転していた場合、電子制御装置２２は、枝路７０および７１に向けられた質量流量を計上するために基準希釈流を補足するよう要求される。加えて、電子制御装置２２は、枝路７２および７３に向けられている質量流量を計上するために出口流れアクチュエータ５３での基準出口流量から下方に調整するよう要求される。当業者は、図示の実施形態では、重量フィルタ５０の上流にある２つの枝路７０および７１と、フィルタ５０の下流にある２つの補助枝路７２および７３とを示すが、本明細書は、任意の数の所望の補助排気評価装置に対応するために任意の数の枝路を考慮することを理解されたい。それにも関わらず、当業者は、正確な結果を得るために、どんな数の排気評価装置およびそれらの個々の定常状態または試験手順中に発生する変動流量を計上するために、電子制御装置２２における運転論理を調整する必要があることを理解されたい。加えて、本明細書はまた、フィルタ５０での粒子状物質の測定が発生せず、システムが補助排気評価装置でのみ運転されている場合の運転試験装置１０を考慮する。そのような場合には、出口装置２６は、一斉に遮断されて閉鎖され得るか、または一部の出口流が補助排気評価装置の適切な運転を促すように提供され得る。
【００２４】
図示の試験装置は、動力源３０によって排気流に生じる変化に応答して希釈システム２０内の質量流量を変更できるため、試験装置１０は、過渡モードで運転している動力源からの排気を評価するのに特に好適である。本明細書に関しては、装置８３および８７のような排気評価装置はおそらく公知の質量流量を有し、これらの公知の質量流量は推定値として特徴付け得るが、これらの推定流量は極めて正確であり得る。逆に、排気評価装置８１および８６への質量流量は、上述のように質量流量情報を電子制御装置２２に通信する個々の質量流制御装置８０および８５を含めるために、測定質量流量とみなし得る。それゆえ、当業者は、一定の質量流量の排気評価装置８３のみが運転していた場合、希釈流量は単に、基準希釈流量と排気評価装置８３への推定流量との和に対応するレベルに設定し得ることを理解されたい。加えて、一定の質量流量の装置８７のみがフィルタ５０の下流において使用されていた場合、出口流量は、基準出口流量から、排気評価装置８７に向けられる推定流量を引いたものに設定できる。他方で、質量流制御装置８０などによってそらされたサンプル流を測定する場合、希釈流量は、排気評価装置８１へそらされたその測定された流量に応答して連続的に調整され得る。同様に、下流の排気評価装置８５が変動する可能性のある流れを有する場合、そのそらされた流量を質量流制御装置８５などによって測定でき、その情報を使用して、出口流れアクチュエータ５３の適切な制御によって基準出口流量よりも下方に出口流量を連続的に調整し得る。
【００２５】
本明細書は、動力源３０が過渡モードで運転している間でも、粒子状物質およびガス状排出物の同時測定など、排気の種々の異なる態様を同時に評価する試験装置および戦略を提供する。また、本明細書の希釈システムは、柔軟性が高く、本明細書の希釈システム２０に関連する質量流量の１０００倍以上を要求し得る全量希釈システムに関連するなど範囲が広い。それゆえ、試験装置１０は、任意の現在公知の全量希釈システムで対応し得るものよりもはるかに大きいエンジンからの排気評価を可能にし得る。試験装置１０はまた、小さなエンジンからの排気も正確に評価できる柔軟性も有する。試験装置１０はまた、２つの完全な希釈システムを必要とせずに２つ以上の排気評価手順が発生することを可能にする。最後に、電子制御装置２２に関連する制御論理に対して比較的わずかな調整を行うことによって、１つの、同時に動作する２つ以上の異なる評価装置を備える同じ試験装置１０を使用する柔軟性がもたらされ、かつ依然として種々の装置の全てで正確な結果を得ることができる。
【００２６】
上述の説明は、例示のみを目的としたものであり、本明細書の範囲を決して限定するものではないことを理解されたい。それゆえ、当業者は、本明細書の他の態様は、図面、明細書および特許請求の範囲を検討することから得ることができることを理解されたい。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
希釈システム（２０）の運転方法であって、
動力源（３０）の排気流からサンプル流を抜き取るステップ；
サンプル流に希釈剤を添加して、希釈されたサンプル流を生成するステップ；
希釈されたサンプル流を第１の部分流と第２の部分流とに分割するステップ；
第１の部分流を第１の排気評価装置（５０、８１、８３、８６、８７）に向けるステップ；および
第２の部分流を第２の排気評価装置（５０、８１、８３、８６、８７）に向けるステップ
を含む方法。
【請求項２】
第１の部分流量および第２の部分流量の少なくとも一方を測定するステップを含み、
設定ステップが、動力源（３０）の試験中の測定値に応答して希釈流量および出口流量の一方を調整することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第１の部分流中の粒子を微粒子測定重量フィルタ（５０）で捕集するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
分割ステップが微粒子測定重量フィルタ（５０）の上流で行われる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
分割ステップが微粒子測定重量フィルタ（５０）の下流で行われる、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
第１の部分流量および第２の部分流量の少なくとも一方を推定して、推定値を生成するステップ；および
推定値に応答して、微粒子測定重量フィルタ（５０）に捕集された粒子の測定値を増減するステップ。
を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
排気ライン（３１）に開口するようなサイズにされて、動力源（３０）から生じる排気サンプル流を受け取る試験プローブ（４０）；
希釈されたサンプル流を生成するために希釈剤をサンプル流に添加する希釈流アクチュエータ（４９）を備える希釈装置（２４）；
希釈されたサンプル流の第１の部分を受け取るように流れに位置決めされた第１の排気評価装置（５０、８１、８３、８６、８７）；
希釈されたサンプル流の第２の部分を受け取るように流れに位置決めされた第２の排気評価装置（５０、８１、８３、８６、８７）；
真空ポンプ（５６）および出口流れアクチュエータ（５３）を含み、かつ希釈されたサンプル流の少なくとも一部を受け取るように流れに位置決めされている出口装置（２６）
を含む試験装置（１０）。
【請求項８】
第１の排気評価装置（５０、８１、８３、８６、８７）および第２の排気評価装置（５０、８１、８３、８６、８７）が、希釈されたサンプル流に対して並列に配置され；
流量計（８０）が電子制御装置（２２）と通信し、かつ第２の部分流量を測定するように流れに位置決めされており；および
電子制御装置（２２）が、動力源（３０）の過渡試験中に測定された第２の部分流量に応答して希釈流アクチュエータ（４４）を調整するように構成されている、請求項７に記載の試験装置（１０）。
【請求項９】
第１の排気評価装置（５０）および第２の排気評価装置（８６、８７）が、希釈されたサンプル流に対して直列に配置され；
流量計（８５）が電子制御装置（２２）と通信し、かつ第２の部分流量を測定するように流れに位置決めされており；および
電子制御装置（２２）が、動力源（３０）の過渡試験中に測定された第２の部分流量に応答して出口流れアクチュエータ（５３）を調整するように構成されている、請求項７に記載の試験装置（１０）。
【請求項１０】
排気ライン（３１）に流体連結された動力源（３０）；
排気ライン（３１）に開口し、動力源（３０）から生じる排気サンプル流を受け取る試験プローブ（４０）；
希釈されたサンプル流を生成するためにサンプル流に希釈剤を添加する希釈流アクチュエータ（４０）を備える希釈装置（２４）；
希釈されたサンプル流の第１の部分を受け取るために流れに位置決めされた、微粒子測定重量フィルタ（５０）を含む第１の排気評価装置；
希釈されたサンプル流の第２の部分を受け取るために流れに位置決めされた第２の排気評価装置（８１、８３、８６、８７）であって、粒子寸法測定器、粒子カウンタ、すす寸法測定器、すすカウンタ、特殊重量フィルタ、ポリウレタンフォームカートリッジ、ガス状排出物分析器、バッグ保管ユニットおよび異なるサンプリング装置のうちの１つである第２の排気評価装置（８１、８３、８６、８７）；
真空ポンプ（５６）と出口流れアクチュエータ（５３）とを含み、かつ希釈されたサンプル流の少なくとも一部を受け取るように流れに位置決めされている出口装置（２６）
を含む試験装置（１０）。
【請求項１】
希釈システム（２０）の運転方法であって、
動力源（３０）の排気流からサンプル流を抜き取るステップ；
サンプル流に希釈剤を添加して、希釈されたサンプル流を生成するステップ；
希釈されたサンプル流を第１の部分流と第２の部分流とに分割するステップ；
第１の部分流を第１の排気評価装置（５０、８１、８３、８６、８７）に向けるステップ；および
第２の部分流を第２の排気評価装置（５０、８１、８３、８６、８７）に向けるステップ
を含む方法。
【請求項２】
第１の部分流量および第２の部分流量の少なくとも一方を測定するステップを含み、
設定ステップが、動力源（３０）の試験中の測定値に応答して希釈流量および出口流量の一方を調整することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第１の部分流中の粒子を微粒子測定重量フィルタ（５０）で捕集するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
分割ステップが微粒子測定重量フィルタ（５０）の上流で行われる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
分割ステップが微粒子測定重量フィルタ（５０）の下流で行われる、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
第１の部分流量および第２の部分流量の少なくとも一方を推定して、推定値を生成するステップ；および
推定値に応答して、微粒子測定重量フィルタ（５０）に捕集された粒子の測定値を増減するステップ。
を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
排気ライン（３１）に開口するようなサイズにされて、動力源（３０）から生じる排気サンプル流を受け取る試験プローブ（４０）；
希釈されたサンプル流を生成するために希釈剤をサンプル流に添加する希釈流アクチュエータ（４９）を備える希釈装置（２４）；
希釈されたサンプル流の第１の部分を受け取るように流れに位置決めされた第１の排気評価装置（５０、８１、８３、８６、８７）；
希釈されたサンプル流の第２の部分を受け取るように流れに位置決めされた第２の排気評価装置（５０、８１、８３、８６、８７）；
真空ポンプ（５６）および出口流れアクチュエータ（５３）を含み、かつ希釈されたサンプル流の少なくとも一部を受け取るように流れに位置決めされている出口装置（２６）
を含む試験装置（１０）。
【請求項８】
第１の排気評価装置（５０、８１、８３、８６、８７）および第２の排気評価装置（５０、８１、８３、８６、８７）が、希釈されたサンプル流に対して並列に配置され；
流量計（８０）が電子制御装置（２２）と通信し、かつ第２の部分流量を測定するように流れに位置決めされており；および
電子制御装置（２２）が、動力源（３０）の過渡試験中に測定された第２の部分流量に応答して希釈流アクチュエータ（４４）を調整するように構成されている、請求項７に記載の試験装置（１０）。
【請求項９】
第１の排気評価装置（５０）および第２の排気評価装置（８６、８７）が、希釈されたサンプル流に対して直列に配置され；
流量計（８５）が電子制御装置（２２）と通信し、かつ第２の部分流量を測定するように流れに位置決めされており；および
電子制御装置（２２）が、動力源（３０）の過渡試験中に測定された第２の部分流量に応答して出口流れアクチュエータ（５３）を調整するように構成されている、請求項７に記載の試験装置（１０）。
【請求項１０】
排気ライン（３１）に流体連結された動力源（３０）；
排気ライン（３１）に開口し、動力源（３０）から生じる排気サンプル流を受け取る試験プローブ（４０）；
希釈されたサンプル流を生成するためにサンプル流に希釈剤を添加する希釈流アクチュエータ（４０）を備える希釈装置（２４）；
希釈されたサンプル流の第１の部分を受け取るために流れに位置決めされた、微粒子測定重量フィルタ（５０）を含む第１の排気評価装置；
希釈されたサンプル流の第２の部分を受け取るために流れに位置決めされた第２の排気評価装置（８１、８３、８６、８７）であって、粒子寸法測定器、粒子カウンタ、すす寸法測定器、すすカウンタ、特殊重量フィルタ、ポリウレタンフォームカートリッジ、ガス状排出物分析器、バッグ保管ユニットおよび異なるサンプリング装置のうちの１つである第２の排気評価装置（８１、８３、８６、８７）；
真空ポンプ（５６）と出口流れアクチュエータ（５３）とを含み、かつ希釈されたサンプル流の少なくとも一部を受け取るように流れに位置決めされている出口装置（２６）
を含む試験装置（１０）。
【図１】
【公表番号】特表２０１３−５０３３４０（Ｐ２０１３−５０３３４０Ａ）
【公表日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５２６７９５（Ｐ２０１２−５２６７９５）
【出願日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０４３６５３
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０２８３３８
【国際公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（３９１０２０１９３）キャタピラー インコーポレイテッド (296)
【氏名又は名称原語表記】ＣＡＴＥＲＰＩＬＬＡＲ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０４３６５３
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０２８３３８
【国際公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（３９１０２０１９３）キャタピラー インコーポレイテッド (296)
【氏名又は名称原語表記】ＣＡＴＥＲＰＩＬＬＡＲ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
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