熱機関排気ガスの後処理に使用されるシステムの損傷を連続的に測定するための方法およびデバイス
本発明は、潤滑油、燃料、および／または少なくとも１つの使用潤滑油添加剤および／または燃料添加剤によって引き起こされる、内燃機関（２）からの排気ガスの後処理に使用される少なくとも１つのシステム（７）の損傷を連続的に測定するための方法に関する。発明の方法は、（ｉ）後処理システム（７）に対するその影響が測定される潤滑油、燃料および／または添加剤を改質するために、規定量の少なくとも１つの放射性トレーサを使用し、（ｉｉ）後処理システム（７）に蓄積された排気ガスに由来する放射性トレーサの量を、後処理システム（７）に蓄積された放射性トレーサによって放射される放射線に感応する検出器（１０）を使用して測定し、（ｉｉｉ）検出器（１０）によって得られた測定値を、潤滑油、燃料および／または添加剤によって後処理システムにもたらされる損傷の程度に前記測定値を変換することができるプログラムされたコンピュータ（１１）に伝送することにある。本発明は、また、発明の方法を実施するのに使用されるデバイスに関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱機関排気ガスの後処理のためのシステムの損傷を連続的に測定するための方法およびデバイスに関する。より具体的には、本発明は、当該後処理システムの損傷に対する潤滑剤および／または燃料の影響（エフェクト）を連続的の監視することに関する。
【背景技術】
【０００２】
これらの排気ガス後処理システム、特に微粒子を保持し、かつ／または窒素酸化物、炭素酸化物および残留炭化水素を除去するためのシステムは、環境、より具体的には大気環境（エアクオリティ）にとって有害な放出物を制限するために、熱機関の不可欠な構成要素になった。
【０００３】
しかし、後処理システムの効率は、一定ではなく、その使用を通じて低下し、処理する燃焼ガスのタイプおよび質に応じて変化する。実際、ガスのある成分は、後処理システム内に定着し、それによってその効率を低下させる。
【０００４】
後処理システムの効率の低下は、特に微粒子フィルタが損傷した場合には、該システムの性能を低下させ、燃料消費量を増加させるといった影響を機関の動作に及ぼしうる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、自動車製造者、ならびに油、燃料および添加剤製造者の間では、当該技術分野において、内燃機関のための後処理システムの損傷を連続的に測定するための方法およびデバイスを有する必要性が感じられていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この分野において出願人が実施した研究は、燃料、潤滑油、および／または燃料および／または潤滑油に存在する添加剤によって引き起こされる熱機関の排気ガスの後処理のためのシステムの損傷を連続的に測定するための方法およびデバイスであって、特殊なデバイスの組立または分解を必要とせず、簡単かつ実証された装置を使用して、容易に実用化できる方法およびデバイスの開発に至った。
【０００７】
より詳細には、本発明が提案する方法は、そのままの形、または排気ガスにおける残留生成物の形で見いだされる潤滑油、燃料および／または使用添加剤の、熱機関後処理システムに対してもたらされる損傷への影響を連続的に測定できるように設計されている。
【０００８】
挙げることができる残留生成物の例としては、特に、油、燃料および／または添加剤の痕跡、油および添加剤の分解および燃焼生成物、ならびに燃料燃焼生成物が含まれる。
【０００９】
その原理において、本発明は、潤滑油、燃料および／または添加剤を放射性トレーサで改質することにあり、後処理システムに蓄積された燃焼ガスの放射活性を機関の下流で測定するが、それはイオン化放射線に感応するプローブを使用して行われ、存在する残留生成物の量を測定することで、後処理システムの損傷の程度を測定する。
【００１０】
従って、本発明の主たる目的は、潤滑油、燃料、および／または少なくとも１つの使用潤滑油添加剤および／または燃料添加剤によって引き起こされる、内燃機関からの排気ガスの後処理のための少なくとも１つのシステムの損傷を連続的に測定するための方法であって、
（ｉ）既定量の少なくとも１つの放射性トレーサを使用して、後処理システムに対するその影響が測定される、潤滑油、燃料および／または添加剤を改質し、
（ｉｉ）後処理システムに蓄積された排気ガスに由来する放射性トレーサの量を、後処理システムに蓄積された放射性トレーサによって放射される放射線に感応する検出器を使用して測定し、
（ｉｉｉ）この検出器によって得られた測定値を、潤滑油、燃料および／または添加剤によって後処理システムにもたらされる損傷の程度にこれらの測定値を変換することができる、プログラムされたコンピュータ（programmed computer）に伝送することを特徴とする方法である。
【００１１】
この方法を連続的に適用すると、本記述から浮上することになる多くの利点が提供される。これらの利点のなかでも、発明の方法は、特に、後処理システムの耐用期間（サービスライフ）を油、燃料および／または添加剤の関数としてより容易に測定することを可能にし、そのためその交換またはその再生の予測を可能にする。
【００１２】
さらに、発明の方法は、所定の後処理システムに最も良く適応する潤滑剤、燃料および／または添加剤を簡単かつ比較的迅速に選択することを可能にする。したがって、当業者は、本発明による方法を採用して、後処理システムの損傷に対する残留生成物の影響を最小限に抑えることにより、それらの耐用期間を長くすることが可能である。
【００１３】
本発明の範囲で使用される放射性トレーサは、後処理システムにおいて見いだされる量が、そのままの形、または残留生成物の形で前記システムに存在する油、燃料および／または添加剤に比例するように選択される。したがって、後処理システムに蓄積された放射性トレーサの測定量は、潤滑油、燃料および／または添加剤によって引き起こされる損傷の程度を正確に反映する。
【００１４】
効果的な監視に必要とされる放射性トレーサの量は、特に放射性トレーサのタイプ（放射線タイプおよびエネルギー）、後処理システムに対する検出器の位置、ならびに後処理システム、および使用されるあらゆるスクリーンまたは遮蔽物の幾何学構造に依存することに留意されたい。
【００１５】
放射活性の形（radioactive form）（すなわち定義上「放射活性」で、活性化を必要としない形）で標示された放射性トレーサを除いて、本発明の方法に使用される放射性トレーサは、一般には、機関油、燃料および添加剤と混合する前後に実行することが可能である活性化を必要とする、所謂最初は放射不活性の化学種（species）である活性可能化学種に基づくものである。この活性化は、当業者に知られている適切な条件で、粒子加速器を使用して、中性子、中性子源を備えた放射線、または陽子線により実行されうる。
【００１６】
活性化に対する１つの実行可能な代替形態は、活性化すべき化学種を適切な量の媒介物（例えば、溶媒、または希釈油の如き希釈液等）に導入し、次いで得られた混合物を十分に活性化させ、最後に、それを機関油、燃料、または機関油または燃料に存在しうる添加剤と混合することである。
【００１７】
放射性トレーサは、その放射線が測定可能となるように選択される必要があり、それが潤滑油に導入されるか、または燃料に導入されるかに応じて、広範なタイプを有することができる。
【００１８】
発明の方法の第１の実施形態は、後処理システムの損傷に対する既定の潤滑油添加剤Ａｄｈの影響を監視することに関する。
【００１９】
その組成が添加剤Ａｄｈと同一である少なくとも１つの活性可能化学種ＥＡｈｉから放射性トレーサを選択することが可能である。この場合、油に導入された該量の活性化ＥＡｈｉ化学種が、同一量の添加剤Ａｄｈに取って代わることで、油の性能の改質を避ける。
【００２０】
それらの添加剤と異なり、油の使用の特性に影響を与えず、後処理システムに見いだされる量が、添加剤Ａｄｈの影響との相関性を維持する他の添加剤ＥＡｈｉｉ化学種を使用することができる。
【００２１】
標識が可能な化学種ＥＡｈｉおよび／ＥＡｈｉｉは、特には、亜鉛、臭素、ナトリウム、モリブデン、リン、硫黄、銅、カルシウムおよびマグネシウム、またはこれらの元素の少なくとも１つを含む製品である。
【００２２】
後処理システムに見いだされる量が、添加剤Ａｄｈの影響との相関性を維持する活性可能ＥＡｈｉｉ化学種の例として、カルシウムを含む洗剤、例えばスルホン酸カルシウムに導入すると、後処理システムにおいてカルシウム元素のような挙動を示し、それに対するカルシウムの影響を反映するストロンチウムについて言及することができる。
【００２３】
知られている製品も活性可能ＥＡｈｉを構成することができ、これらの製品としては、当業者に知られている通常の潤滑添加剤の系統、例えばチオリン酸亜鉛、スルホン酸カルシウム、スルホン酸マグネシウム、石炭酸カルシウム、石炭酸マグネシウム、サリチル酸カルシウムおよびサリチル酸マグネシウム等が挙げられる。
【００２４】
発明の方法の第２の実施形態は、後処理システムの損傷に対する機関潤滑油の影響を監視することに関する。
【００２５】
本実施形態において、油に導入された放射性トレーサは、後処理システムに見いだされる量が、前記システムに対する油（例：油の痕跡、ならびにその燃焼および分解生成物）の影響に比例するように、当業者によって、活性可能ＥＨｉ化学種のなかから選択される。
【００２６】
第１の有利な変形によれば、標識することができる活性可能ＥＨｉ化学種は、既に言及した活性可能ＥＡｈｉおよび／またはＥＡｈｉｉ化学種から選択される。この場合、後処理システムにおいて測定された放射活性も、油の影響、油の所定のＡｄｈ添加剤の影響、またはそれら両方を同時に反映することができる。第１の実施形態について既に述べたように、油に導入された当該量の活性化ＥＡｈｉ化学種が、同一量の油添加剤Ａｄｈに取って代わる。
【００２７】
第２の変形によれば、油の使用の特性に影響を与えず、排気ガスの出口に蓄積された量が、機関油消費量との相関性を維持する他の活性可能ＥＨｉ化学種を使用することが可能である。
【００２８】
言及することができるこれらの活性化ＥＨｉ化学種の例としては、例えばフッ素−１８、臭素−８２、ゲルマニウム−６８、ゲルマニウム−６９およびテクネチウム９９−ｍの如きハロゲンのアイソトープが挙げられる。
【００２９】
これらのＥＨｉ元素を単独で使用してもよいし、前記元素を含む製品の形で使用してもよく、媒介物に含めて導入することができる。例えば、テクネチウム９９−ｍを過テクネチウム酸ナトリウムＮａＴｃＯ４の水溶液の形で油に導入することができる。
【００３０】
炭素により大気から隔離されたナノスケール粒子の形でテクネチウム９９−ｍを使用することもできる。１つの当該製品は、肺換気の臨床分析に広く使用されるＴｅｃｈｎｅｇａｚブランドに基づいて標示される。
【００３１】
ゲルマニウム−６８およびゲルマニウム−６９は、例えば、これらのアイソトープの少なくとも１つを含むテトラアルキルゲルマニウムの形で、潤滑油に添加されうる。
【００３２】
発明の方法の第３の実施形態は、後処理システムの損傷に対する所定の燃料（ガソリンまたはディーゼル）用Ａｄｃ添加剤の影響を監視することに関する。
【００３３】
その組成が、添加剤Ａｄｃの組成と同一である少なくとも１つの活性ＥＡｃｉ化学種のなかから放射性トレーサを選択することができる。この場合、燃料性能の改質を避けるために、油に導入された当該量のＥＡｃｉ化学種が、同一量のＡｄｃ添加剤に取って代わる。
【００３４】
燃料の使用の特性に影響を与えず、後処理システムに見いだされる量が、後処理システムに対するＡｄｃ添加剤の影響との相関性を維持する他の活性可能ＥＡｃｉｉ化学種を使用することも可能である。
【００３５】
使用に適するこれら他のＥＡｃｉｉ化学種は、例えば、潤滑活性剤の影響を監視するための放射性トレーサとして既に言及したＥＡｈｉｉ化学種である。
【００３６】
標識することができるＥＡｃｉおよび／またはＥＡｃｉｉ化学種は、例えば、マグネシウム、セリウム、カリウム、バリウムおよびカルシウムのような元素、ならびにこれらの元素の少なくとも１つを含む製品である。
【００３７】
発明の方法の第４の実施形態は、後処理システムの損傷に対する燃料の影響を監視することに関する。
【００３８】
この変形において、燃料に導入される放射性トレーサは、活性可能ＥＣｉ化学種のなかから選択され、これらの化学種は、後処理システムに見いだされる量が、前記システムに対する燃料の影響に比例するように、当業者によって選択される。
【００３９】
標識することができるＥＣｉ化学種は、有利には、燃料添加剤の影響の監視に関して既に上述した活性可能ＥＡｃｉ化学種、または燃料特性に対する影響を伴わずに、同じ目的で使用できる活性可能ＥＡｃｉｉ化学種から選択される。
【００４０】
この場合、後処理システムにおいて測定された放射活性は、燃料の影響、所定のＡｄｃ添加剤の影響、または有利にはそれら両方を同時に反映することもできる。
【００４１】
しかし、燃料の使用の特性に対する影響を伴わず、排気ガスの出口に蓄積された量が、後処理システムに対する燃料の影響との相関性を維持する他のＥＣｉｉ化学種を使用することも可能である。これらの化学種の例としては、ここでも、例えば臭素−８２、フッ素−１８、ゲルマニウム−６８、ゲルマニウム−６９およびテクネチウム９９−ｍの如きハロゲンのアイソトープが挙げられる。
【００４２】
これらの放射活性元素を単独で使用してもよいし、該当する原子を含む製品の形で使用してもよく、媒介物に含めて導入することが可能である。例えば、過テクネチウム酸ナトリウムＮａＴｃＯ４の水溶液の形、または炭素によって大気から隔離されたナノメートル粒子の形で、テクネチウム９９−ｍを燃料に導入することが可能である。
【００４３】
後処理システムに蓄積された放射性トレーサの除去を簡潔化するために、臭素−８２、ゲルマニウム−６９またはテクネチウム９９−ｍの如き単寿命放射元素を使用するのが好ましい。しかし、例えば後処理システムの下流で捕集する適切な除去方法を採用することによって、Ｓｒ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓ、ＰおよびＭｇの如きより従来的な放射活性元素を含む化学種を使用することが可能である。
【００４４】
使用する燃料、潤滑剤および／または添加剤のタイプに関連するその損傷の程度が測定される内燃機関の後処理システムは、様々なタイプであってもよい。本発明に関連して該当する主なタイプは、
（ｉ）ディーゼル機関用一方向または二方向酸化触媒システム（ＣＯおよび／または炭化水素の削減）、およびガソリン機関用三方向酸化触媒システム（ＣＯ、窒素酸化物ＮＯＸおよび炭化水素の削減）、
（ｉｉ）ＮＯＸを除去するためのシステム（ＮＯＸトラップ、またはＮＯＸを削減するための触媒）、および
（ｉｉｉ）微粒子フィルタシステム（触媒化または非触媒化）である。
【００４５】
例えば、現在開発された技術の１つの微粒子フィルタは、排気ガスラインに接続される金属筐体に固定された多孔構造のフィルタ媒体で構成される少なくとも１つの濾過要素である。（「キャニング」と呼ばれる）フィルタの金属筐体に配置されたフィルタ媒体は、多孔質のセラミック要素で構成されうる。フィルタ媒体は、排気ガスがフィルタの入口端と出口端の間を横切り、排気ガスに存在する残留生成物の放射性トレーサの粒子を保持することができる。
【００４６】
好ましくは、後処理システムに蓄積された放射性トレーサ粒子の検出器をシステムに隣接して配置することによって、測定を著しく容易にすることができることに留意されたい。
【００４７】
この検出器は、液体または固体シンチレータタイプ（ヨウ化ナトリウムＮａＩ（Ｔｌ）結晶、ＢＧＯ結晶）、または半導体タイプ（ゲルマニウム結晶、ＣＺＴ結晶）であってもよいイオン化放射線（ベータ、Ｘ−またはガンマ線）を検出するためのプローブである。
【００４８】
これらのタイプの検出器は、本発明のよる方法の連続的な適用を可能にし、１秒間のオーダの極めて短時間でデータを取得することが可能である。
【００４９】
さらに、検出器は、油、燃料または添加剤を改質する様々なトレーサの存在、ならびに燃焼ガスにおけるそれぞれの量を同時に検出することが可能であり、これによって、放射標識化学種の各々の量と、後処理システムに対する油、燃料および／または添加剤の影響とをそう感づけることが可能になることに留意されたい。
【００５０】
次いで、検出された信号は、潤滑油、燃料および／または添加剤の影響を計算する一連の手段によって処理される。これらの手段は、特に、検出された信号を（例えば増幅器、フィルタおよびアナログ−デジタル変換器ＡＤＣで）処理する手段、パルス波高を分析する手段（例えば多重チャネルアナライザ）、および取得したデータを記憶、処理する手段（例えばＰＣタイプコンピュータ）を含む。
【００５１】
本発明のさらなる主題は、潤滑油、燃料、および／または使用される少なくとも１つの潤滑油添加剤および／または燃料添加剤によって引き起こされる、内燃機関の排気ガスを後処理するための少なくとも１つのシステムの損傷を連続的に測定するためのデバイスであって、規定量の少なくとも１つの放射活性トレーサを潤滑油または燃料に導入する手段と、機関の下流にあって、機関に由来する燃焼ガスの後処理を行うための少なくとも１つのシステムとを備えたデバイスであって、
（ｉ）このシステムに蓄積されたトレーサ粒子によって放射される放射線を測定するために、後処理システム付近、およびそこから距離をおいて設置された、放射活性トレーサによって放射される放射線に感応する検出器と、
（ｉｉ）検出器と機能的にリンクされ、検出器によって得られた測定値を、潤滑油、燃料および／または添加剤によって後処理システムにもたらされる損傷の程度に変換することができるプログラムされたコンピュータとを備えたことを特徴とするデバイスである。
【００５２】
油、燃料および／または添加剤の残留生成物による損傷を受ける後処理システムを、機関の下流であって、燃焼ガスとの接触を可能にする任意の位置に配置することができる。よって、それを機関排気ガスライン上に位置づけることができる。
【００５３】
機関を複数の後処理システムに結合することができる。例えば、ディーゼル機関は、二方向酸化触媒システムと、微粒子フィルタとを備えることができ、ガソリン機関は、三方向触媒システムと、ＮＯＸ除去システムとを備えることができる。
【００５４】
排気ガスを大気中に放出させる前に、後処理システムそのものが微粒子フィルタでない場合は、残留する放射活性化学種を捕集するために、当該フィルタを、このシステムの下流の排気ライン上に必ず設けなければならない。
【００５５】
本明細書に添付された図面は、本発明の実現例（実施例）を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
まず、図１を参照する。
【００５７】
本実施形態では、内燃機関２の潤滑油回路１へのバイパスとして、少なくとも１つの放射活性トレーサを含む所定の量の同量の潤滑油を導入するためのライン３が設けられる。
【００５８】
機関２からの燃焼生成物は、ライン４を介して、上述したタイプのいずれかであってもよく、排気ガス中の放射活性トレーサの粒子が堆積されうる排気ガス後処理システム７に除去される。
【００５９】
これらのガスは、ライン８を介して外部に除去される前に、ガスが大気中に放出される前に存在する最後の放射活性粒子を保持するのに好適な微粒子フィルタ９を通る。
【００６０】
システム７のすぐ隣には、システム７に存在する潤滑油に導入された放射性トレーサ粒子の量を連続的に測定するのに使用される、イオン化放射線を検出するためのプローブ１０が設けられる。
【００６１】
プローブ１０によって得られた測定値は、これらの測定値を、潤滑油によって引き起こされた後処理システム７の損傷の程度に変換することができるコンピュータ１１に伝送される。
【００６２】
上述したように、潤滑油に使用される放射性トレーサは、好ましくは、短寿命の放射活性化合物、特にテクネチウム−９９ｍである。
【００６３】
以下の実施例は、非制限的であり、本発明、およびその利点の実用化を示す。
【実施例１】
【００６４】
本実施例では、四行程機関の排気ラインに配置された２つの異なる後処理システムの損傷を連続的に測定する。
【００６５】
ここでは、中性子活性により標識された潤滑油添加剤の影響を分析する。
【００６６】
これらの試験で使用される機関は、Ｈｏｒｎｅｔという商品名で知られる排気量６００ｃｍ３のＨｏｎｄａ（登録商標）モータサイクル機関である。試験時間を短くするために、機関は、その油消費量が６０００ｒｐｍの速度で約１リットル／時になるように設計されており、本来のエンジンの油消費量が極めて低くなっている。
【００６７】
四行程機関油は、ＥＬＦブランドで市販されているモータサイクル油、タイプ４ＤＸＲａｔｉｏである。
【００６８】
活性化添加剤は、数時間にわたって熱中性子の流れに曝された二次ＤＴＰＺｎ（ジチオリン酸亜鉛）である。その反応は、安定的なＺｎ−６４の一部を放射活性Ｚｎ−６５（６５Ｚｎ）に変換する。
【００６９】
最終的な油は、メーカ仕様書に従って、標識（ラベルド）添加剤を含む全ての添加剤を配合することによって調製される。再生油の具体的な活性は、２４０ｋＢｑ／リットルである。
【００７０】
以下の後処理システムを使用する。
ＰＳＡ２．２リットルＨＤＩ機関に合わせて設計された市販のＲＦタイプ微粒子フィルタ。
１．４リットルＨＤＩ機関が装備されたＰｅｕｇｅｏｔまたはＣｉｔｒｏｅｎ車両に設置された市販の酸化触媒。
【００７１】
これらの２つの要素を機関出口に直列に配置し、酸化触媒をＲＦの上流に設置した（図１参照）。
【００７２】
標識元素（亜鉛−６５）の蓄積を連続的に測定するために、ガンマ放射線検出システムを後処理システムの近くに設置した。内蔵光電子増倍管を有する、７．６２×７．６２ｃｍ（３×３インチ）を測定する標準的なヨウ化ナトリウムＮａＩ（Ｔ１）検出器で、測定回路の他の要素は、Ｃａｎｂｅｒｒａブランドモデル２００７Ｐ荷（ｌｏａｄ）前置増幅器、２０２０分光増幅器（Ｃａｎｂｅｒｒａ）、モデル８０８７ＡＤＣ変換器（Ｃａｎｂｅｒｒａ）、およびモデルＳ１００多重チャネルカード（Ｃａｎｂｅｒｒａ）である。
【００７３】
これらの試験で使用したソフトウェアは、ガンマ分光測定用「Ｇｅｎｉｅ ２０００」（Ｃａｎｂｅｒｒａ）ソフトウェア、およびアトランティックヌクレアサービス（Ａｔｌａｎｔｉｃ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ（ＡＮＳ））（カナダ）が市販するＭＣＳ（多重チャネルサンプリング）解析ソフトウェア「ＩＤＳＷｅａｒ」を含む。このソフトウェアは、予め設定されたエネルギーウィンドウにおける各検出器の計数率（この場合は、実施されている試験に関連する１１１５ｋｅＶ亜鉛−６５ピーク）の経時変化を監視するのに使用される。
【００７４】
図２は、試験時の２つの後処理システムにおける亜鉛−６５の蓄積を示す図である。汚染されておらず、不活性ガソリンが供給された機関を、ｔ＝１０分の時間で開始させ、それぞれの速度（４０００および６０００ｒｐｍ）で動作させた。
【００７５】
ｘ軸は、分単位の試験時間を示し、ｙ軸は、酸化触媒および微粒子フィルタにおいて１秒間に検出されたガンマ線の数（本／秒）を示す。
【００７６】
活性の増加は、微粒子フィルタの方がはるかに大きく（約１６倍を上回る）ことが確認でき、これは、２つの後処理システムの全く異なる概念によって説明できる。
酸化触媒の場合は、触媒壁への亜鉛−６５の堆積物によって位置決めがなされる（その負の影響（エフェクト）は化学的不活性化である）。
微粒子フィルタについては、フィルタの壁への捕集によって位置決めがなされる（灰の蓄積を引き起こすことにより、目詰まりを発生させる可能性がある）、フィルタは、極めて小さい粒子に対する優れた捕集効率を提供する。
【００７７】
６０００ｒｐｍの速度では、この速度で１２分後の微粒子フィルタにおいて、２２０個／秒の計数率の増加が確認される。ＲＦが、放射された亜鉛−６５の約９５％を保持することを考慮し、６５Ｚｎによって放射される放射線（約０．４％）に対する計数回路の検出構造および効率を考慮することによって、毎時約１．２リットルの油のフィルタの通過量に対応する毎時約２９０ｋＢｑの機関放射率を算出することができる。この結果は、機関の実際の消費量と一致する。
【００７８】
酸化触媒は、機関によって放出された６５Ｚｎ荷（ロード）の約６％を保持していたことにも留意されたい。
【００７９】
したがって、本例は、比較的単純な技術（酸化触媒の科学的不活性化）、または複雑な技術（微粒子フィルタと直列する触媒）の後処理システムの損傷を連続的に監視するための本発明による方法の実行可能性を明確に実証するものである。
【実施例２】
【００８０】
本例は、微粒子フィルタタイプのディーゼル後処理システムにおける潤滑剤に由来する灰残渣の蓄積を監視することに関する。
【００８１】
比活性が９５ｋＢｑ／ｍｌである、（亜鉛−６５を含む）中性子照射によって活性化されたＤＴＰＺｎのサンプルに基づき、またストロンチウム−８５を洗剤（スルホン酸カルシウム）に導入した試験サンプルを使用して、Ｚｎ−６５の比活性が２１．２ｋＢｑ／ｌで、Ｓｒ−８５の比活性が１０．４７ｋＢｑ／ｌである５０リットルの油を調製する（ストロンチウムは試験中に添加される）。
【００８２】
かように標識された油を、排気微粒子フィルタが装備されたＲｅｎａｕｌｔ Ｌａｇｕｎａの２．２Ｌターボディーゼル機関のケースに導入する。ローラベンチに設置された車両は、機関による油の消費を促進するように選択された、予めプログラムされた４７１ｋｍのサイクルを受ける。
【００８３】
使用された機関は、汚染されておらず、不活性化燃料が供給される。１００００ｋｍ後に６回の油交換を行い、２００００ｋｍ後に１回の油交換を行った。技術的な理由により、６００００ｋｍの走行後にストロンチウム−８５を添加した。５０００ｋｍ間隔で、全ての有機残渣の燃焼を可能にする再生段階後に微粒子フィルタを分解し、その重量を測定した。フィルタの初期質量が把握されているため、蓄積された無機残渣（灰残渣と呼ぶ）の質量が算出される。フィルタの亜鉛−６５およびＳｒ−８５活性をも測定し、検出システムは、実施例１に記載されているものと類似している。
【００８４】
図３は、車両の走行距離の関数としての、フィルタにおける灰残渣（円）の蓄積の監視、およびフィルタにおけるＺｎ−６５（点線）の蓄積の監視を示す図である。
【００８５】
図４は、車両の走行距離の関数としての、フィルタにおけるＺｎ−６５（ドット）およびＳｒ−８５（サークル）の蓄積の監視を示す図である。本例において上述したＺｎ−６５およびＳｒ−８５の化学的形態を考慮すれば、これは、ＤＴＰＺｎからの亜鉛および洗剤からのカルシウムが、微粒子フィルタに同じ割合で蓄積されていたこと（これらの３つの成分は、いずれもフィルタに優先的に蓄積されていなかったこと）を証明する役割を果たす。
【００８６】
図５は、フィルタに蓄積された灰残渣の質量と、車両走行時における同一フィルタのＺｎ−６５活性との関係を示す図である。したがって、本例は、活性化ＤＴＰｚｎの形で使用されたＺｎ−６５の微粒子フィルタにおける蓄積の監視が、油の燃焼によって生成された微粒子フィルタ内の灰残渣の蓄積を表すことを明確に実証するものである。
【００８７】
微粒子フィルタにおける活性を連続的に測定することができるため、潤滑剤の燃焼によって生成した灰残渣の蓄積によって引き起こされる微粒子フィルタの損傷を、短期間であっても、連続的かつ正確に測定することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】発明の方法の実用化を示す概略図である。
【図２】上記の実施形態を示す図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱機関排気ガスの後処理のためのシステムの損傷を連続的に測定するための方法およびデバイスに関する。より具体的には、本発明は、当該後処理システムの損傷に対する潤滑剤および／または燃料の影響（エフェクト）を連続的の監視することに関する。
【背景技術】
【０００２】
これらの排気ガス後処理システム、特に微粒子を保持し、かつ／または窒素酸化物、炭素酸化物および残留炭化水素を除去するためのシステムは、環境、より具体的には大気環境（エアクオリティ）にとって有害な放出物を制限するために、熱機関の不可欠な構成要素になった。
【０００３】
しかし、後処理システムの効率は、一定ではなく、その使用を通じて低下し、処理する燃焼ガスのタイプおよび質に応じて変化する。実際、ガスのある成分は、後処理システム内に定着し、それによってその効率を低下させる。
【０００４】
後処理システムの効率の低下は、特に微粒子フィルタが損傷した場合には、該システムの性能を低下させ、燃料消費量を増加させるといった影響を機関の動作に及ぼしうる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、自動車製造者、ならびに油、燃料および添加剤製造者の間では、当該技術分野において、内燃機関のための後処理システムの損傷を連続的に測定するための方法およびデバイスを有する必要性が感じられていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この分野において出願人が実施した研究は、燃料、潤滑油、および／または燃料および／または潤滑油に存在する添加剤によって引き起こされる熱機関の排気ガスの後処理のためのシステムの損傷を連続的に測定するための方法およびデバイスであって、特殊なデバイスの組立または分解を必要とせず、簡単かつ実証された装置を使用して、容易に実用化できる方法およびデバイスの開発に至った。
【０００７】
より詳細には、本発明が提案する方法は、そのままの形、または排気ガスにおける残留生成物の形で見いだされる潤滑油、燃料および／または使用添加剤の、熱機関後処理システムに対してもたらされる損傷への影響を連続的に測定できるように設計されている。
【０００８】
挙げることができる残留生成物の例としては、特に、油、燃料および／または添加剤の痕跡、油および添加剤の分解および燃焼生成物、ならびに燃料燃焼生成物が含まれる。
【０００９】
その原理において、本発明は、潤滑油、燃料および／または添加剤を放射性トレーサで改質することにあり、後処理システムに蓄積された燃焼ガスの放射活性を機関の下流で測定するが、それはイオン化放射線に感応するプローブを使用して行われ、存在する残留生成物の量を測定することで、後処理システムの損傷の程度を測定する。
【００１０】
従って、本発明の主たる目的は、潤滑油、燃料、および／または少なくとも１つの使用潤滑油添加剤および／または燃料添加剤によって引き起こされる、内燃機関からの排気ガスの後処理のための少なくとも１つのシステムの損傷を連続的に測定するための方法であって、
（ｉ）既定量の少なくとも１つの放射性トレーサを使用して、後処理システムに対するその影響が測定される、潤滑油、燃料および／または添加剤を改質し、
（ｉｉ）後処理システムに蓄積された排気ガスに由来する放射性トレーサの量を、後処理システムに蓄積された放射性トレーサによって放射される放射線に感応する検出器を使用して測定し、
（ｉｉｉ）この検出器によって得られた測定値を、潤滑油、燃料および／または添加剤によって後処理システムにもたらされる損傷の程度にこれらの測定値を変換することができる、プログラムされたコンピュータ（programmed computer）に伝送することを特徴とする方法である。
【００１１】
この方法を連続的に適用すると、本記述から浮上することになる多くの利点が提供される。これらの利点のなかでも、発明の方法は、特に、後処理システムの耐用期間（サービスライフ）を油、燃料および／または添加剤の関数としてより容易に測定することを可能にし、そのためその交換またはその再生の予測を可能にする。
【００１２】
さらに、発明の方法は、所定の後処理システムに最も良く適応する潤滑剤、燃料および／または添加剤を簡単かつ比較的迅速に選択することを可能にする。したがって、当業者は、本発明による方法を採用して、後処理システムの損傷に対する残留生成物の影響を最小限に抑えることにより、それらの耐用期間を長くすることが可能である。
【００１３】
本発明の範囲で使用される放射性トレーサは、後処理システムにおいて見いだされる量が、そのままの形、または残留生成物の形で前記システムに存在する油、燃料および／または添加剤に比例するように選択される。したがって、後処理システムに蓄積された放射性トレーサの測定量は、潤滑油、燃料および／または添加剤によって引き起こされる損傷の程度を正確に反映する。
【００１４】
効果的な監視に必要とされる放射性トレーサの量は、特に放射性トレーサのタイプ（放射線タイプおよびエネルギー）、後処理システムに対する検出器の位置、ならびに後処理システム、および使用されるあらゆるスクリーンまたは遮蔽物の幾何学構造に依存することに留意されたい。
【００１５】
放射活性の形（radioactive form）（すなわち定義上「放射活性」で、活性化を必要としない形）で標示された放射性トレーサを除いて、本発明の方法に使用される放射性トレーサは、一般には、機関油、燃料および添加剤と混合する前後に実行することが可能である活性化を必要とする、所謂最初は放射不活性の化学種（species）である活性可能化学種に基づくものである。この活性化は、当業者に知られている適切な条件で、粒子加速器を使用して、中性子、中性子源を備えた放射線、または陽子線により実行されうる。
【００１６】
活性化に対する１つの実行可能な代替形態は、活性化すべき化学種を適切な量の媒介物（例えば、溶媒、または希釈油の如き希釈液等）に導入し、次いで得られた混合物を十分に活性化させ、最後に、それを機関油、燃料、または機関油または燃料に存在しうる添加剤と混合することである。
【００１７】
放射性トレーサは、その放射線が測定可能となるように選択される必要があり、それが潤滑油に導入されるか、または燃料に導入されるかに応じて、広範なタイプを有することができる。
【００１８】
発明の方法の第１の実施形態は、後処理システムの損傷に対する既定の潤滑油添加剤Ａｄｈの影響を監視することに関する。
【００１９】
その組成が添加剤Ａｄｈと同一である少なくとも１つの活性可能化学種ＥＡｈｉから放射性トレーサを選択することが可能である。この場合、油に導入された該量の活性化ＥＡｈｉ化学種が、同一量の添加剤Ａｄｈに取って代わることで、油の性能の改質を避ける。
【００２０】
それらの添加剤と異なり、油の使用の特性に影響を与えず、後処理システムに見いだされる量が、添加剤Ａｄｈの影響との相関性を維持する他の添加剤ＥＡｈｉｉ化学種を使用することができる。
【００２１】
標識が可能な化学種ＥＡｈｉおよび／ＥＡｈｉｉは、特には、亜鉛、臭素、ナトリウム、モリブデン、リン、硫黄、銅、カルシウムおよびマグネシウム、またはこれらの元素の少なくとも１つを含む製品である。
【００２２】
後処理システムに見いだされる量が、添加剤Ａｄｈの影響との相関性を維持する活性可能ＥＡｈｉｉ化学種の例として、カルシウムを含む洗剤、例えばスルホン酸カルシウムに導入すると、後処理システムにおいてカルシウム元素のような挙動を示し、それに対するカルシウムの影響を反映するストロンチウムについて言及することができる。
【００２３】
知られている製品も活性可能ＥＡｈｉを構成することができ、これらの製品としては、当業者に知られている通常の潤滑添加剤の系統、例えばチオリン酸亜鉛、スルホン酸カルシウム、スルホン酸マグネシウム、石炭酸カルシウム、石炭酸マグネシウム、サリチル酸カルシウムおよびサリチル酸マグネシウム等が挙げられる。
【００２４】
発明の方法の第２の実施形態は、後処理システムの損傷に対する機関潤滑油の影響を監視することに関する。
【００２５】
本実施形態において、油に導入された放射性トレーサは、後処理システムに見いだされる量が、前記システムに対する油（例：油の痕跡、ならびにその燃焼および分解生成物）の影響に比例するように、当業者によって、活性可能ＥＨｉ化学種のなかから選択される。
【００２６】
第１の有利な変形によれば、標識することができる活性可能ＥＨｉ化学種は、既に言及した活性可能ＥＡｈｉおよび／またはＥＡｈｉｉ化学種から選択される。この場合、後処理システムにおいて測定された放射活性も、油の影響、油の所定のＡｄｈ添加剤の影響、またはそれら両方を同時に反映することができる。第１の実施形態について既に述べたように、油に導入された当該量の活性化ＥＡｈｉ化学種が、同一量の油添加剤Ａｄｈに取って代わる。
【００２７】
第２の変形によれば、油の使用の特性に影響を与えず、排気ガスの出口に蓄積された量が、機関油消費量との相関性を維持する他の活性可能ＥＨｉ化学種を使用することが可能である。
【００２８】
言及することができるこれらの活性化ＥＨｉ化学種の例としては、例えばフッ素−１８、臭素−８２、ゲルマニウム−６８、ゲルマニウム−６９およびテクネチウム９９−ｍの如きハロゲンのアイソトープが挙げられる。
【００２９】
これらのＥＨｉ元素を単独で使用してもよいし、前記元素を含む製品の形で使用してもよく、媒介物に含めて導入することができる。例えば、テクネチウム９９−ｍを過テクネチウム酸ナトリウムＮａＴｃＯ４の水溶液の形で油に導入することができる。
【００３０】
炭素により大気から隔離されたナノスケール粒子の形でテクネチウム９９−ｍを使用することもできる。１つの当該製品は、肺換気の臨床分析に広く使用されるＴｅｃｈｎｅｇａｚブランドに基づいて標示される。
【００３１】
ゲルマニウム−６８およびゲルマニウム−６９は、例えば、これらのアイソトープの少なくとも１つを含むテトラアルキルゲルマニウムの形で、潤滑油に添加されうる。
【００３２】
発明の方法の第３の実施形態は、後処理システムの損傷に対する所定の燃料（ガソリンまたはディーゼル）用Ａｄｃ添加剤の影響を監視することに関する。
【００３３】
その組成が、添加剤Ａｄｃの組成と同一である少なくとも１つの活性ＥＡｃｉ化学種のなかから放射性トレーサを選択することができる。この場合、燃料性能の改質を避けるために、油に導入された当該量のＥＡｃｉ化学種が、同一量のＡｄｃ添加剤に取って代わる。
【００３４】
燃料の使用の特性に影響を与えず、後処理システムに見いだされる量が、後処理システムに対するＡｄｃ添加剤の影響との相関性を維持する他の活性可能ＥＡｃｉｉ化学種を使用することも可能である。
【００３５】
使用に適するこれら他のＥＡｃｉｉ化学種は、例えば、潤滑活性剤の影響を監視するための放射性トレーサとして既に言及したＥＡｈｉｉ化学種である。
【００３６】
標識することができるＥＡｃｉおよび／またはＥＡｃｉｉ化学種は、例えば、マグネシウム、セリウム、カリウム、バリウムおよびカルシウムのような元素、ならびにこれらの元素の少なくとも１つを含む製品である。
【００３７】
発明の方法の第４の実施形態は、後処理システムの損傷に対する燃料の影響を監視することに関する。
【００３８】
この変形において、燃料に導入される放射性トレーサは、活性可能ＥＣｉ化学種のなかから選択され、これらの化学種は、後処理システムに見いだされる量が、前記システムに対する燃料の影響に比例するように、当業者によって選択される。
【００３９】
標識することができるＥＣｉ化学種は、有利には、燃料添加剤の影響の監視に関して既に上述した活性可能ＥＡｃｉ化学種、または燃料特性に対する影響を伴わずに、同じ目的で使用できる活性可能ＥＡｃｉｉ化学種から選択される。
【００４０】
この場合、後処理システムにおいて測定された放射活性は、燃料の影響、所定のＡｄｃ添加剤の影響、または有利にはそれら両方を同時に反映することもできる。
【００４１】
しかし、燃料の使用の特性に対する影響を伴わず、排気ガスの出口に蓄積された量が、後処理システムに対する燃料の影響との相関性を維持する他のＥＣｉｉ化学種を使用することも可能である。これらの化学種の例としては、ここでも、例えば臭素−８２、フッ素−１８、ゲルマニウム−６８、ゲルマニウム−６９およびテクネチウム９９−ｍの如きハロゲンのアイソトープが挙げられる。
【００４２】
これらの放射活性元素を単独で使用してもよいし、該当する原子を含む製品の形で使用してもよく、媒介物に含めて導入することが可能である。例えば、過テクネチウム酸ナトリウムＮａＴｃＯ４の水溶液の形、または炭素によって大気から隔離されたナノメートル粒子の形で、テクネチウム９９−ｍを燃料に導入することが可能である。
【００４３】
後処理システムに蓄積された放射性トレーサの除去を簡潔化するために、臭素−８２、ゲルマニウム−６９またはテクネチウム９９−ｍの如き単寿命放射元素を使用するのが好ましい。しかし、例えば後処理システムの下流で捕集する適切な除去方法を採用することによって、Ｓｒ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓ、ＰおよびＭｇの如きより従来的な放射活性元素を含む化学種を使用することが可能である。
【００４４】
使用する燃料、潤滑剤および／または添加剤のタイプに関連するその損傷の程度が測定される内燃機関の後処理システムは、様々なタイプであってもよい。本発明に関連して該当する主なタイプは、
（ｉ）ディーゼル機関用一方向または二方向酸化触媒システム（ＣＯおよび／または炭化水素の削減）、およびガソリン機関用三方向酸化触媒システム（ＣＯ、窒素酸化物ＮＯＸおよび炭化水素の削減）、
（ｉｉ）ＮＯＸを除去するためのシステム（ＮＯＸトラップ、またはＮＯＸを削減するための触媒）、および
（ｉｉｉ）微粒子フィルタシステム（触媒化または非触媒化）である。
【００４５】
例えば、現在開発された技術の１つの微粒子フィルタは、排気ガスラインに接続される金属筐体に固定された多孔構造のフィルタ媒体で構成される少なくとも１つの濾過要素である。（「キャニング」と呼ばれる）フィルタの金属筐体に配置されたフィルタ媒体は、多孔質のセラミック要素で構成されうる。フィルタ媒体は、排気ガスがフィルタの入口端と出口端の間を横切り、排気ガスに存在する残留生成物の放射性トレーサの粒子を保持することができる。
【００４６】
好ましくは、後処理システムに蓄積された放射性トレーサ粒子の検出器をシステムに隣接して配置することによって、測定を著しく容易にすることができることに留意されたい。
【００４７】
この検出器は、液体または固体シンチレータタイプ（ヨウ化ナトリウムＮａＩ（Ｔｌ）結晶、ＢＧＯ結晶）、または半導体タイプ（ゲルマニウム結晶、ＣＺＴ結晶）であってもよいイオン化放射線（ベータ、Ｘ−またはガンマ線）を検出するためのプローブである。
【００４８】
これらのタイプの検出器は、本発明のよる方法の連続的な適用を可能にし、１秒間のオーダの極めて短時間でデータを取得することが可能である。
【００４９】
さらに、検出器は、油、燃料または添加剤を改質する様々なトレーサの存在、ならびに燃焼ガスにおけるそれぞれの量を同時に検出することが可能であり、これによって、放射標識化学種の各々の量と、後処理システムに対する油、燃料および／または添加剤の影響とをそう感づけることが可能になることに留意されたい。
【００５０】
次いで、検出された信号は、潤滑油、燃料および／または添加剤の影響を計算する一連の手段によって処理される。これらの手段は、特に、検出された信号を（例えば増幅器、フィルタおよびアナログ−デジタル変換器ＡＤＣで）処理する手段、パルス波高を分析する手段（例えば多重チャネルアナライザ）、および取得したデータを記憶、処理する手段（例えばＰＣタイプコンピュータ）を含む。
【００５１】
本発明のさらなる主題は、潤滑油、燃料、および／または使用される少なくとも１つの潤滑油添加剤および／または燃料添加剤によって引き起こされる、内燃機関の排気ガスを後処理するための少なくとも１つのシステムの損傷を連続的に測定するためのデバイスであって、規定量の少なくとも１つの放射活性トレーサを潤滑油または燃料に導入する手段と、機関の下流にあって、機関に由来する燃焼ガスの後処理を行うための少なくとも１つのシステムとを備えたデバイスであって、
（ｉ）このシステムに蓄積されたトレーサ粒子によって放射される放射線を測定するために、後処理システム付近、およびそこから距離をおいて設置された、放射活性トレーサによって放射される放射線に感応する検出器と、
（ｉｉ）検出器と機能的にリンクされ、検出器によって得られた測定値を、潤滑油、燃料および／または添加剤によって後処理システムにもたらされる損傷の程度に変換することができるプログラムされたコンピュータとを備えたことを特徴とするデバイスである。
【００５２】
油、燃料および／または添加剤の残留生成物による損傷を受ける後処理システムを、機関の下流であって、燃焼ガスとの接触を可能にする任意の位置に配置することができる。よって、それを機関排気ガスライン上に位置づけることができる。
【００５３】
機関を複数の後処理システムに結合することができる。例えば、ディーゼル機関は、二方向酸化触媒システムと、微粒子フィルタとを備えることができ、ガソリン機関は、三方向触媒システムと、ＮＯＸ除去システムとを備えることができる。
【００５４】
排気ガスを大気中に放出させる前に、後処理システムそのものが微粒子フィルタでない場合は、残留する放射活性化学種を捕集するために、当該フィルタを、このシステムの下流の排気ライン上に必ず設けなければならない。
【００５５】
本明細書に添付された図面は、本発明の実現例（実施例）を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
まず、図１を参照する。
【００５７】
本実施形態では、内燃機関２の潤滑油回路１へのバイパスとして、少なくとも１つの放射活性トレーサを含む所定の量の同量の潤滑油を導入するためのライン３が設けられる。
【００５８】
機関２からの燃焼生成物は、ライン４を介して、上述したタイプのいずれかであってもよく、排気ガス中の放射活性トレーサの粒子が堆積されうる排気ガス後処理システム７に除去される。
【００５９】
これらのガスは、ライン８を介して外部に除去される前に、ガスが大気中に放出される前に存在する最後の放射活性粒子を保持するのに好適な微粒子フィルタ９を通る。
【００６０】
システム７のすぐ隣には、システム７に存在する潤滑油に導入された放射性トレーサ粒子の量を連続的に測定するのに使用される、イオン化放射線を検出するためのプローブ１０が設けられる。
【００６１】
プローブ１０によって得られた測定値は、これらの測定値を、潤滑油によって引き起こされた後処理システム７の損傷の程度に変換することができるコンピュータ１１に伝送される。
【００６２】
上述したように、潤滑油に使用される放射性トレーサは、好ましくは、短寿命の放射活性化合物、特にテクネチウム−９９ｍである。
【００６３】
以下の実施例は、非制限的であり、本発明、およびその利点の実用化を示す。
【実施例１】
【００６４】
本実施例では、四行程機関の排気ラインに配置された２つの異なる後処理システムの損傷を連続的に測定する。
【００６５】
ここでは、中性子活性により標識された潤滑油添加剤の影響を分析する。
【００６６】
これらの試験で使用される機関は、Ｈｏｒｎｅｔという商品名で知られる排気量６００ｃｍ３のＨｏｎｄａ（登録商標）モータサイクル機関である。試験時間を短くするために、機関は、その油消費量が６０００ｒｐｍの速度で約１リットル／時になるように設計されており、本来のエンジンの油消費量が極めて低くなっている。
【００６７】
四行程機関油は、ＥＬＦブランドで市販されているモータサイクル油、タイプ４ＤＸＲａｔｉｏである。
【００６８】
活性化添加剤は、数時間にわたって熱中性子の流れに曝された二次ＤＴＰＺｎ（ジチオリン酸亜鉛）である。その反応は、安定的なＺｎ−６４の一部を放射活性Ｚｎ−６５（６５Ｚｎ）に変換する。
【００６９】
最終的な油は、メーカ仕様書に従って、標識（ラベルド）添加剤を含む全ての添加剤を配合することによって調製される。再生油の具体的な活性は、２４０ｋＢｑ／リットルである。
【００７０】
以下の後処理システムを使用する。
ＰＳＡ２．２リットルＨＤＩ機関に合わせて設計された市販のＲＦタイプ微粒子フィルタ。
１．４リットルＨＤＩ機関が装備されたＰｅｕｇｅｏｔまたはＣｉｔｒｏｅｎ車両に設置された市販の酸化触媒。
【００７１】
これらの２つの要素を機関出口に直列に配置し、酸化触媒をＲＦの上流に設置した（図１参照）。
【００７２】
標識元素（亜鉛−６５）の蓄積を連続的に測定するために、ガンマ放射線検出システムを後処理システムの近くに設置した。内蔵光電子増倍管を有する、７．６２×７．６２ｃｍ（３×３インチ）を測定する標準的なヨウ化ナトリウムＮａＩ（Ｔ１）検出器で、測定回路の他の要素は、Ｃａｎｂｅｒｒａブランドモデル２００７Ｐ荷（ｌｏａｄ）前置増幅器、２０２０分光増幅器（Ｃａｎｂｅｒｒａ）、モデル８０８７ＡＤＣ変換器（Ｃａｎｂｅｒｒａ）、およびモデルＳ１００多重チャネルカード（Ｃａｎｂｅｒｒａ）である。
【００７３】
これらの試験で使用したソフトウェアは、ガンマ分光測定用「Ｇｅｎｉｅ ２０００」（Ｃａｎｂｅｒｒａ）ソフトウェア、およびアトランティックヌクレアサービス（Ａｔｌａｎｔｉｃ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ（ＡＮＳ））（カナダ）が市販するＭＣＳ（多重チャネルサンプリング）解析ソフトウェア「ＩＤＳＷｅａｒ」を含む。このソフトウェアは、予め設定されたエネルギーウィンドウにおける各検出器の計数率（この場合は、実施されている試験に関連する１１１５ｋｅＶ亜鉛−６５ピーク）の経時変化を監視するのに使用される。
【００７４】
図２は、試験時の２つの後処理システムにおける亜鉛−６５の蓄積を示す図である。汚染されておらず、不活性ガソリンが供給された機関を、ｔ＝１０分の時間で開始させ、それぞれの速度（４０００および６０００ｒｐｍ）で動作させた。
【００７５】
ｘ軸は、分単位の試験時間を示し、ｙ軸は、酸化触媒および微粒子フィルタにおいて１秒間に検出されたガンマ線の数（本／秒）を示す。
【００７６】
活性の増加は、微粒子フィルタの方がはるかに大きく（約１６倍を上回る）ことが確認でき、これは、２つの後処理システムの全く異なる概念によって説明できる。
酸化触媒の場合は、触媒壁への亜鉛−６５の堆積物によって位置決めがなされる（その負の影響（エフェクト）は化学的不活性化である）。
微粒子フィルタについては、フィルタの壁への捕集によって位置決めがなされる（灰の蓄積を引き起こすことにより、目詰まりを発生させる可能性がある）、フィルタは、極めて小さい粒子に対する優れた捕集効率を提供する。
【００７７】
６０００ｒｐｍの速度では、この速度で１２分後の微粒子フィルタにおいて、２２０個／秒の計数率の増加が確認される。ＲＦが、放射された亜鉛−６５の約９５％を保持することを考慮し、６５Ｚｎによって放射される放射線（約０．４％）に対する計数回路の検出構造および効率を考慮することによって、毎時約１．２リットルの油のフィルタの通過量に対応する毎時約２９０ｋＢｑの機関放射率を算出することができる。この結果は、機関の実際の消費量と一致する。
【００７８】
酸化触媒は、機関によって放出された６５Ｚｎ荷（ロード）の約６％を保持していたことにも留意されたい。
【００７９】
したがって、本例は、比較的単純な技術（酸化触媒の科学的不活性化）、または複雑な技術（微粒子フィルタと直列する触媒）の後処理システムの損傷を連続的に監視するための本発明による方法の実行可能性を明確に実証するものである。
【実施例２】
【００８０】
本例は、微粒子フィルタタイプのディーゼル後処理システムにおける潤滑剤に由来する灰残渣の蓄積を監視することに関する。
【００８１】
比活性が９５ｋＢｑ／ｍｌである、（亜鉛−６５を含む）中性子照射によって活性化されたＤＴＰＺｎのサンプルに基づき、またストロンチウム−８５を洗剤（スルホン酸カルシウム）に導入した試験サンプルを使用して、Ｚｎ−６５の比活性が２１．２ｋＢｑ／ｌで、Ｓｒ−８５の比活性が１０．４７ｋＢｑ／ｌである５０リットルの油を調製する（ストロンチウムは試験中に添加される）。
【００８２】
かように標識された油を、排気微粒子フィルタが装備されたＲｅｎａｕｌｔ Ｌａｇｕｎａの２．２Ｌターボディーゼル機関のケースに導入する。ローラベンチに設置された車両は、機関による油の消費を促進するように選択された、予めプログラムされた４７１ｋｍのサイクルを受ける。
【００８３】
使用された機関は、汚染されておらず、不活性化燃料が供給される。１００００ｋｍ後に６回の油交換を行い、２００００ｋｍ後に１回の油交換を行った。技術的な理由により、６００００ｋｍの走行後にストロンチウム−８５を添加した。５０００ｋｍ間隔で、全ての有機残渣の燃焼を可能にする再生段階後に微粒子フィルタを分解し、その重量を測定した。フィルタの初期質量が把握されているため、蓄積された無機残渣（灰残渣と呼ぶ）の質量が算出される。フィルタの亜鉛−６５およびＳｒ−８５活性をも測定し、検出システムは、実施例１に記載されているものと類似している。
【００８４】
図３は、車両の走行距離の関数としての、フィルタにおける灰残渣（円）の蓄積の監視、およびフィルタにおけるＺｎ−６５（点線）の蓄積の監視を示す図である。
【００８５】
図４は、車両の走行距離の関数としての、フィルタにおけるＺｎ−６５（ドット）およびＳｒ−８５（サークル）の蓄積の監視を示す図である。本例において上述したＺｎ−６５およびＳｒ−８５の化学的形態を考慮すれば、これは、ＤＴＰＺｎからの亜鉛および洗剤からのカルシウムが、微粒子フィルタに同じ割合で蓄積されていたこと（これらの３つの成分は、いずれもフィルタに優先的に蓄積されていなかったこと）を証明する役割を果たす。
【００８６】
図５は、フィルタに蓄積された灰残渣の質量と、車両走行時における同一フィルタのＺｎ−６５活性との関係を示す図である。したがって、本例は、活性化ＤＴＰｚｎの形で使用されたＺｎ−６５の微粒子フィルタにおける蓄積の監視が、油の燃焼によって生成された微粒子フィルタ内の灰残渣の蓄積を表すことを明確に実証するものである。
【００８７】
微粒子フィルタにおける活性を連続的に測定することができるため、潤滑剤の燃焼によって生成した灰残渣の蓄積によって引き起こされる微粒子フィルタの損傷を、短期間であっても、連続的かつ正確に測定することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】発明の方法の実用化を示す概略図である。
【図２】上記の実施形態を示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑油、燃料、および／または少なくとも１つの使用潤滑油添加剤および／または燃料添加剤によって引き起こされる内燃機関（２）からの排気ガスの後処理のための少なくとも１つのシステム（７）の損傷を連続的に測定するための方法であって、
（ｉ）既定量の少なくとも１つの放射性トレーサを使用して、前記後処理システム（７）に対するその影響が測定される前記潤滑油、前記燃料および／または前記添加剤を改質し、
（ｉｉ）前記後処理システム（７）に蓄積された排気ガスに由来する放射性トレーサの量を、前記後処理システム（７）に蓄積された前記放射性トレーサによって放射される放射線に感応する検出器（１０）を使用して測定し、
（ｉｉｉ）この検出器（１０）によって得られた測定値を、前記潤滑油、前記燃料および／または前記添加剤によって前記後処理システムにもたらされる損傷の程度にこれらの測定値を変換することができるプログラムされたコンピュータ（１１）に伝送することを特徴とする方法。
【請求項２】
その影響が測定される前記潤滑油、前記燃料および／または前記添加剤を、Ｓｒ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓ、Ｐおよび／またはＭｇを含む規定量の少なくとも１つの放射性トレーサで改質することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
その影響が測定される前記潤滑油、前記燃料および／または前記添加剤を、短寿命放射活性元素、特に臭素８２、ゲルマニウム−６９またはテクネチウム９９−ｍを含む規定量の少なくとも１つの放射性トレーサで改質することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記テクネチウム９９−ｍは、過テクネチウム酸ナトリウムＮａＴｃＯ４の形で、前記油または前記燃料に導入されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ゲルマニウム−６９は、テトラアルキルゲルマンの形で、前記油または前記燃料に導入されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記放射性トレーサは、この油への導入前に、中性子および／または陽子線によって活性化されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項７】
潤滑油添加剤Ａｄｈによって引き起こされる内燃機関（２）の排気ガスの後処理のための少なくとも１つのシステム（７）の損傷の連続的測定は、前記添加剤Ａｄｈと同一組成を有し、同一量の前記活性剤Ａｄｈに取って代わる一定量の活性可能ＥＡｈｉ化学種を前記潤滑油に導入することによって実施されることを特徴とする請求項１および２のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
潤滑油添加剤Ａｄｈによって引き起こされる内燃機関（２）の排気ガスの後処理のための少なくとも１つのシステム（７）の損傷の連続的測定は、前記油の使用の特性に影響を与えず、前記後処理システムにおいて確認され、測定された量が、前記添加剤Ａｄｈの影響と相関づけられる一定量の活性可能ＥＡｈｉｉ化学種を前記潤滑油に導入することによって実施されることを特徴とする請求項１および２のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記添加剤Ａｄｈは、カルシウムを含む洗剤であり、活性化された形の前記ＥＡｈｉｉ化学種は、ストロンチウム−８５であることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
燃料によって引き起こされる内燃機関（２）の排気ガスの後処理のための少なくとも１つのシステム（７）の損傷の連続的測定は、燃料添加剤Ａｄｃと同一組成を有し、前記燃料における同一量の前記活性剤Ａｄｃに取って代わる一定量の活性可能ＥＡｃｉ化学種を前記燃料に導入することによって実施されることを特徴とする請求項１および２のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
潤滑剤によって引き起こされる内燃機関（２）の排気ガスの後処理のための少なくとも１つのシステムの損傷の連続的測定は、一定量の活性可能ＥＡｈｉまたはＥＡｈｉｉ化学種を前記潤滑油に導入することによって実施されることを特徴とする請求項１および２のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
潤滑油、燃料、および／または使用される少なくとも１つの潤滑油添加剤および／または燃料添加剤によって引き起こされる、内燃機関（２）の排気ガスを後処理するための少なくとも１つのシステム（７）の損傷を連続的に測定するためのデバイスであって、規定量の少なくとも１つの放射活性トレーサを前記潤滑油または前記燃料に導入する手段（３）と、前記機関（２）の下流にあって、前記機関に由来する燃焼ガスの後処理を行うためのシステム（７）とを備えたデバイスであって、
（ｉ）このシステムに蓄積されたトレーサ粒子によって放射される放射線を測定するために、前記後処理システム（７）の付近、およびそこから距離をおいて設置された、前記放射活性トレーサによって放射される放射線に感応する検出器（１０）と、
（ｉｉ）前記検出器（１０）と機能的にリンクされ、前記検出器によって得られた測定値を、前記潤滑油、前記燃料および／または前記添加剤によって前記後処理システムにもたらされる損傷の程度に変換することができるプログラムされたコンピュータ（１１）とを備えることを特徴とするデバイス。
【請求項１３】
前記後処理システム（７）は、酸化触媒システム、酸化炭素を除去または削減するためのシステム、および微粒子フィルタシステムよりなる群から選択されることを特徴とする請求項１２に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記検出器（１０）は、イオン化放射線を検出するためのプローブであることを特徴とする請求項１２および１３のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１５】
燃焼ガス排気ライン上において、前記後処理システム（７）と、これらのガスが大気中に放出される点との間に配置されたフィルタ（９）を備えることを特徴とする請求項１２から１４のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１】
潤滑油、燃料、および／または少なくとも１つの使用潤滑油添加剤および／または燃料添加剤によって引き起こされる内燃機関（２）からの排気ガスの後処理のための少なくとも１つのシステム（７）の損傷を連続的に測定するための方法であって、
（ｉ）既定量の少なくとも１つの放射性トレーサを使用して、前記後処理システム（７）に対するその影響が測定される前記潤滑油、前記燃料および／または前記添加剤を改質し、
（ｉｉ）前記後処理システム（７）に蓄積された排気ガスに由来する放射性トレーサの量を、前記後処理システム（７）に蓄積された前記放射性トレーサによって放射される放射線に感応する検出器（１０）を使用して測定し、
（ｉｉｉ）この検出器（１０）によって得られた測定値を、前記潤滑油、前記燃料および／または前記添加剤によって前記後処理システムにもたらされる損傷の程度にこれらの測定値を変換することができるプログラムされたコンピュータ（１１）に伝送することを特徴とする方法。
【請求項２】
その影響が測定される前記潤滑油、前記燃料および／または前記添加剤を、Ｓｒ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓ、Ｐおよび／またはＭｇを含む規定量の少なくとも１つの放射性トレーサで改質することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
その影響が測定される前記潤滑油、前記燃料および／または前記添加剤を、短寿命放射活性元素、特に臭素８２、ゲルマニウム−６９またはテクネチウム９９−ｍを含む規定量の少なくとも１つの放射性トレーサで改質することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記テクネチウム９９−ｍは、過テクネチウム酸ナトリウムＮａＴｃＯ４の形で、前記油または前記燃料に導入されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ゲルマニウム−６９は、テトラアルキルゲルマンの形で、前記油または前記燃料に導入されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記放射性トレーサは、この油への導入前に、中性子および／または陽子線によって活性化されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項７】
潤滑油添加剤Ａｄｈによって引き起こされる内燃機関（２）の排気ガスの後処理のための少なくとも１つのシステム（７）の損傷の連続的測定は、前記添加剤Ａｄｈと同一組成を有し、同一量の前記活性剤Ａｄｈに取って代わる一定量の活性可能ＥＡｈｉ化学種を前記潤滑油に導入することによって実施されることを特徴とする請求項１および２のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
潤滑油添加剤Ａｄｈによって引き起こされる内燃機関（２）の排気ガスの後処理のための少なくとも１つのシステム（７）の損傷の連続的測定は、前記油の使用の特性に影響を与えず、前記後処理システムにおいて確認され、測定された量が、前記添加剤Ａｄｈの影響と相関づけられる一定量の活性可能ＥＡｈｉｉ化学種を前記潤滑油に導入することによって実施されることを特徴とする請求項１および２のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記添加剤Ａｄｈは、カルシウムを含む洗剤であり、活性化された形の前記ＥＡｈｉｉ化学種は、ストロンチウム−８５であることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
燃料によって引き起こされる内燃機関（２）の排気ガスの後処理のための少なくとも１つのシステム（７）の損傷の連続的測定は、燃料添加剤Ａｄｃと同一組成を有し、前記燃料における同一量の前記活性剤Ａｄｃに取って代わる一定量の活性可能ＥＡｃｉ化学種を前記燃料に導入することによって実施されることを特徴とする請求項１および２のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
潤滑剤によって引き起こされる内燃機関（２）の排気ガスの後処理のための少なくとも１つのシステムの損傷の連続的測定は、一定量の活性可能ＥＡｈｉまたはＥＡｈｉｉ化学種を前記潤滑油に導入することによって実施されることを特徴とする請求項１および２のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
潤滑油、燃料、および／または使用される少なくとも１つの潤滑油添加剤および／または燃料添加剤によって引き起こされる、内燃機関（２）の排気ガスを後処理するための少なくとも１つのシステム（７）の損傷を連続的に測定するためのデバイスであって、規定量の少なくとも１つの放射活性トレーサを前記潤滑油または前記燃料に導入する手段（３）と、前記機関（２）の下流にあって、前記機関に由来する燃焼ガスの後処理を行うためのシステム（７）とを備えたデバイスであって、
（ｉ）このシステムに蓄積されたトレーサ粒子によって放射される放射線を測定するために、前記後処理システム（７）の付近、およびそこから距離をおいて設置された、前記放射活性トレーサによって放射される放射線に感応する検出器（１０）と、
（ｉｉ）前記検出器（１０）と機能的にリンクされ、前記検出器によって得られた測定値を、前記潤滑油、前記燃料および／または前記添加剤によって前記後処理システムにもたらされる損傷の程度に変換することができるプログラムされたコンピュータ（１１）とを備えることを特徴とするデバイス。
【請求項１３】
前記後処理システム（７）は、酸化触媒システム、酸化炭素を除去または削減するためのシステム、および微粒子フィルタシステムよりなる群から選択されることを特徴とする請求項１２に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記検出器（１０）は、イオン化放射線を検出するためのプローブであることを特徴とする請求項１２および１３のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１５】
燃焼ガス排気ライン上において、前記後処理システム（７）と、これらのガスが大気中に放出される点との間に配置されたフィルタ（９）を備えることを特徴とする請求項１２から１４のいずれか一項に記載のデバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２００６−５１００３０（Ｐ２００６−５１００３０Ａ）
【公表日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−５６４２７６（Ｐ２００４−５６４２７６）
【出願日】平成１５年１２月１６日（２００３．１２．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００３／００３７３８
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０６１４０６
【国際公開日】平成１６年７月２２日（２００４．７．２２）
【出願人】（５９１１８７７６０）トタル、フイナ、エルフ、フランス (2)
【氏名又は名称原語表記】ＴＯＴＡＬ ＦＩＮＡ ＥＬＦ ＦＲＡＮＣＥ
【出願人】（５０５０８３１７３）デルタ、セルビス、アンデュストリエル、ソシエテ、ド、ペルソネ、ア、レスポンサビリテ、リミテ (1)
【氏名又は名称原語表記】ＤＥＬＴＡ ＳＥＲＶＩＣＥＳ ＩＮＤＵＳＴＲＩＥＬＳ ＳＰＲＬ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１５年１２月１６日（２００３．１２．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００３／００３７３８
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０６１４０６
【国際公開日】平成１６年７月２２日（２００４．７．２２）
【出願人】（５９１１８７７６０）トタル、フイナ、エルフ、フランス (2)
【氏名又は名称原語表記】ＴＯＴＡＬ ＦＩＮＡ ＥＬＦ ＦＲＡＮＣＥ
【出願人】（５０５０８３１７３）デルタ、セルビス、アンデュストリエル、ソシエテ、ド、ペルソネ、ア、レスポンサビリテ、リミテ (1)
【氏名又は名称原語表記】ＤＥＬＴＡ ＳＥＲＶＩＣＥＳ ＩＮＤＵＳＴＲＩＥＬＳ ＳＰＲＬ
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]