JP2007155456A - Ｄｐｆ評価装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の構成が簡単で、調整も容易であり、正しい評価を容易に行うことができるＤＰＦの評価装置を提供する
【解決手段】エンジン３の排気管４に取り付けられているＤＰＦ２と、弁１３を有しＤＰＦ２の上流側から排気サンプルをレーザースモークメーター７に導く上流側サンプル管５と、弁１４を有しＤＰＦ２の下流側から排気サンプルをレーザースモークメーター７に導く下流側サンプル管６と、両弁を制御して上流側サンプル管５と下流側サンプル管６との切り換えを指令可能なチャンネル指令装置８と、レーザースモークメーター７の出力を処理する処理装置とを有する
【選択図】図１

Description

この発明はディーゼルエンジンの排気ガス中のディーゼル微粒子を濾過するＤＰＦ（ディーゼル・パーティキュレート・フィルター）を評価するためのＤＰＦ評価方法及び装置に関するものである。

ディーゼルエンジンの排気中には２０ｎｍから４００μｍの粒径のディーゼル微粒子が含まれており、これを除去するためにＤＰＦを使用する。

ＤＰＦにおいてはＳｉＣ等の材料からなるフィルターでＤＰ（ディーゼル微粒子）を捕捉し除去するが、使用中の目づまりなどの原因で性能が低下し、交換をする必要がある。そのためにＤＰＦの性能を評価する必要があり、このために従来からＤＰＦの性能評価装置が開発されて来た。そのような性能評価装置としてはレーザースモークメーターを使用したものがある。

学術論文「レーザ光減衰法によるＤＰＦ捕集効率の実時間測定」（社団法人自動車技術会 学術講演会前刷集Ｎｏ．５９-０５）

従来のスモークメーターを使用した性能評価装置は図４に示すように、サンプル管とスモークメーターを２組使用し、ＤＰＦの上流側から排気をサンプル管で分岐してスモークメーターに導いて濃度を測定し、一方、ＤＰＦの下流側から他の組のサンプル管で排気を分岐してスモークメーターに導いて濃度を測定する。こうして測定されたＤＰＦ上流側の排気の濃度と下流側の排気の濃度とをデーター処理装置に入力して比較し、ＤＰＦの性能を評価している。このＤＰＦの性能評価装置は排気中のすすを直接光学的に測定する相対測定法であるためきわめて高信頼のすぐれた特性を有している。しかし、このようにスモークメーターを２組使用する場合には、装置が大掛かりで高価になると共に、スモークメーター間に機差があり、かつ応答性にも差があるために、ＤＰＦの性能を評価するための調整が煩雑になる場合があり、この点の改善が望まれる。

このようなことから、装置の構成が簡単で、調整も容易であり、正しい評価を容易に行うことができるＤＰＦの評価装置を提供することを目的とするものである。

この目的に対応して、この発明のＤＰＦ評価装置は弁を有しエンジンの排気管に取り付けられているＤＰＦの上流側から排気サンプルをレーザースモークメーターに導く上流側サンプル管と弁を有し前記ＤＰＦの下流側から排気サンプルを前記レーザースモークメーターに導く下流側サンプル管と、前記両弁を制御して前記上流側サンプル管と下流側サンプル管との切り換えを指令可能なチャンネル指令装置と、前記レーザースモークメーターの出力を処理する処理装置とを有することを特徴としている。

この発明のＤＰＦの評価装置では、サンプル管を切り換えることによってＤＰＦの上流側及び下流側の排気ガスサンプルを共に共通のスモークメーターで透過光減衰法によるすす質量濃度測定することにより、従来の技術における２つのスモークメーター間の機差及び応答性の問題を解決し、測定時の装置の調整を容易にし、ＤＰＦ性能の正しい評価を容易に行うことができる。しかも１組の測定系を不要とすることによって、装置の構造が簡単となり、装置の価格も低廉にすることができる。

以下、この発明の詳細を一実施形態について説明する。図１において１はＤＰＦ評価装置である。ＤＰＦ評価装置１はＤＰＦ（ディーゼルパーティキュレートフィルター）２の性能を評価するものである。ＤＰＦ２はディーゼルエンジン３の排気管４に取り付けられる。ＤＰＦ評価装置１は２つの排気サンプル管（上流側排気サンプル管５、下流側排気サンプル管６）とスモークメーター７、チャンネル指令器８及び復調器１１を備えている。

上流側排気サンプル管５はＤＰＦ２の上流側で排気管４から分岐してスモークメーター７の入口管１２に接続する。下流側排気サンプル管６はＤＰＦ２の下流側で排気管４から分岐してスモークメーター７の入口管１２に接続する。サンプル管５、６にはそれぞれ弁１３、１４が設けられて、サンプル管５、６を断続させる。弁１３、１４の断続動作はチャンネル指令器８によって制御される。弁１３、１４は二方弁または三方弁によって構成する。

スモークメーター７は導入された排気の質量濃度を測定するもので、この実施形態で使用しているスモークメーター７は、図２に示すように、測定管１５を有し、測定管１５の入口端には入口管１２が接続し、出口端には出口管１６を介して真空ポンプ１７が接続している。一方、スモークメーター７はダイオードレーザー装置１８と光検出器２１を付属させていて、ダイオードレーザー装置１７からのレーザー光が測定管１５の入口の石英窓２５から入り測定管１５を通って出口の石英窓２６から出て光検出器２１に達するように構成されている。このようなスモークメーターの一例としては（株）司測研製のＬＥＸ−０４８を使用することができる。

このように構成されたＤＰＦ評価装置１の作用は次の通りである。スモークメーター７の測定管１５にダイオードレーザー装置１８からダイオードレーザー光を通し、かつ真空ポンプ１７で測定管１５内を吸引している状態で、図３に示すタイミングでチャンネル指令器８からの指令によって弁１３を開き、サンプル管５をスモークメーター７に連通させ、ＤＰＦ２の上流から、分流させた排気サンプルを測定管１５に導く。真空ポンプ１７に引かれて測定管１５を通過しているサンプルガス中をレーザー光が透過して光検出器２１で光量が検出される。次のパルスで弁１３が閉じ弁１４が開き、サンプル管６を通してＤＰＦ２を通過した下流側の排気ガスを分岐させてサンプルガスを測定管１５に通して同じく光検出器２１で光量を検出する。光検出器２１の出力は増幅器２２で増幅され、Ａ／Ｄ変換器２３でＡ／Ｄ変換され、処理装置２４で比較され、ＤＰＦ２の上流及び下流間の排気ガスの濃度差が測定され、ＤＰＦ２の捕集効率が測定される。

弁１３、１４が三方弁の場合は、三方弁の第３のポートを開いて空気または基準空気を測定管１５に導いて基準値を得ることもできる。

この発明では、上流側排気サンプル管５及び下流側排気サンプル管６のそれぞれについて別個のスモークメーターを使用するのではなく、１個のスモークメーター７を切り換えて使用するので、上流側排気サンプル管５と下流側排気サンプル管６の測定において機差を生ずることがないので、正確な測定をすることができる。

ＤＰＦ評価装置の構成説明図。 スモークメーターの構成説明図。 タイミングを示す図。 従来のＤＰＦ評価装置の構成説明図。

符号の説明

１ ＤＰＦ評価装置
２ ＤＰＦ
３ ディーゼルエンジン
４ 排気管
５ 上流側排気サンプル管
６ 下流側排気サンプル管
７ スモークメーター
８ チャンネル指令器
１１ 復調器
１２ 入口管
１３ 弁
１４ 弁
１５ 測定器
１６ 出口管
１７ 真空ポンプ
１８ ダイオードレーザー装置
２１ 光検出器
２２ 増幅器
２３ Ａ／Ｄ変換器
２４ 処理装置
２５ 石英窓
２６ 石英窓

Claims (3)

1. 弁を有しエンジンの排気管に取り付けられているＤＰＦの上流側から排気サンプルをレーザースモークメーターに導く上流側サンプル管と
   弁を有し前記ＤＰＦの下流側から排気サンプルを前記レーザースモークメーターに導く下流側サンプル管と、前記両弁を制御して前記上流側サンプル管と下流側サンプル管との切り換えを指令可能なチャンネル指令装置と、前記レーザースモークメーターの出力を処理する処理装置とを有することを特徴とするＤＰＦ評価装置。
2. 前記両弁の少なくとも一方は三方弁であることを特徴とする請求項１記載のＤＰＦ評価装置。
3. 前記三方弁はベース濃度サンプルを前記レーザースモークメーターに導く切り換えが可能であることを特徴とする請求項２記載のＤＰＦ評価装置。

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