特許 6139942 フィルタの評価方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6139942

(24)【登録日】2017年5月12日

(45)【発行日】2017年5月31日

(54)【発明の名称】フィルタの評価方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 15/08 20060101AFI20170522BHJP

   F01N 3/023 20060101ALI20170522BHJP

   G01N 15/06 20060101ALI20170522BHJP

【ＦＩ】

   G01N15/08 CZAB

   F01N3/023 K

   G01N15/06 D

【請求項の数】5

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2013-74428(P2013-74428)

(22)【出願日】2013年3月29日

(65)【公開番号】特開2014-199204(P2014-199204A)

(43)【公開日】2014年10月23日

【審査請求日】2015年11月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004064

【氏名又は名称】日本碍子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088616

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 一平

(74)【代理人】

【識別番号】100089347

【弁理士】

【氏名又は名称】木川 幸治

(74)【代理人】

【識別番号】100154379

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 博幸

(74)【代理人】

【識別番号】100154829

【弁理士】

【氏名又は名称】小池 成

(72)【発明者】

【氏名】濱田 安彦

(72)【発明者】

【氏名】石川 博章

【審査官】 土岐 和雅

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１１７５２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２２６８０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０１７６７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−００２８１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２５０６６１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ１５／００〜１５／１４、Ｆ０１Ｎ３／００〜１１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＰＭ発生装置を用いて粒子状物質を発生させたガスを測定フィルタに供給し、その測定フィルタを通過する前のガス及び通過したガスにおけるそれぞれの粒子状物質の個数を求め、前記通過したガスにおける粒子状物質の個数を前記通過する前のガスにおける粒子状物質の個数で除して、前記測定フィルタにおける粒子状物質の個数比率を求める過程Ａと、
その求められた粒子状物質の個数比率に基づいて、前記測定フィルタを装着した実際の自動車から排出された排気ガスの、単位走行距離あたりの粒子状物質の個数を推定する過程Ｂと、
ＰＭ発生装置を用いて粒子状物質を発生させたガスを標準フィルタに供給し、その標準フィルタを通過する前のガス及び通過したガスにおけるそれぞれの粒子状物質の個数を求め、前記通過したガスにおける粒子状物質の個数を前記通過する前のガスにおける粒子状物質の個数で除して、前記標準フィルタにおける粒子状物質の個数比率を求める過程Ｃと、
前記標準フィルタを装着した実際の自動車から排出された排気ガスの、単位走行距離あたりの粒子状物質の個数を計測する過程Ｄと、を有するとともに、
複数の標準フィルタについて前記過程Ｃ及び過程Ｄを行い、過程Ｃで求められる粒子状物質の個数比率と、過程Ｄで求められる単位走行距離あたりの粒子状物質の個数と、の関係から求められる近似式に基づいて、前記過程Ｂで推定される測定フィルタにかかる単位走行距離あたりの粒子状物質の個数を補整するフィルタの評価方法。

【請求項2】

前記過程Ｃ及び過程Ｄを行う前記複数の標準フィルタの数が、３以上である請求項１に記載のフィルタの評価方法。

【請求項3】

前記過程Ａにおける前記測定フィルタにおける粒子状物質の個数比率が、
前記過程Ｃにおける前記標準フィルタにおける粒子状物質の個数比率の、最大値より小さく、且つ、最小値より大きくなるように、
前記複数の標準フィルタが選ばれる請求項１又は２に記載のフィルタの評価方法。

【請求項4】

前記ＰＭ発生装置が、燃料と燃料燃焼用空気との混合を行いその混合をされた燃料混合気の燃焼を生じる燃料用燃焼室、その燃料用燃焼室へ前記燃料を間欠で噴射することが可能な燃料噴射手段、及び、前記燃料混合気を着火する燃料用パイロットバーナ、を具備するものであり、
前記燃料混合気の燃焼が不完全であることによって、前記ガスの中に前記粒子状物質を発生させる請求項１〜３の何れか一項に記載のフィルタの評価方法。

【請求項5】

前記ＰＭ発生装置において、燃料燃焼用空気の中に、燃料を、空気過剰率λを特定して、間欠で噴射し、燃焼させ、前記ガスの中に、特定の粒径分布からなる前記粒子状物質を発生させる請求項１〜４の何れか一項に記載のフィルタの評価方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、粒子状物質を除去するフィルタ（本明細書においてパティキュレートフィルタ（ＰＦ）と呼ぶ、単にフィルタともいう）を評価する手段に関する。本発明は、より詳しくは、国際連合（略称ＵＮ）の欧州経済委員会（略称ＥＣＥ）における自動車基準調和世界フォーラム（略称ＷＰ２９）の排出ガスエネルギー専門家会議（略称ＧＲＰＥ）による粒子測定プログラム（略称ＰＭＰ）によって提案された、ＰＮ測定方法に代替可能な、ＰＮ測定手段によって、ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）を評価する手段に関連するものである。又、本発明は、ＧＰＦ（ガソリンパティキュレートフィルタ）を評価する手段にも関連する。

【背景技術】

【0002】

各種の内燃機関等から排出される排気ガス中の微粒子は、人体、環境への影響が大きい。そのため、これらの大気への放出を、防止する必要性が高まっている。特に、ディーゼルエンジンから排出されるＰＭ（パティキュレートマター、粒子状物質）は、上記影響が甚大であり、ＰＭの規制は、世界的に強化されている。

【0003】

自動車のエンジンの大半がディーゼルエンジンである欧州では、欧州連合（略称ＥＵ）による排気ガス規制において、排気ガスに含まれるＰＭは、従来のように、重量（質量）によって規制されるだけではなく、粒子数（個数）によっても規制されることが、決定された。そして、２０１２年９月から、新たなユーロ５＋規制より、ＰＮ（パーティクルナンバー、粒子数）による規制が導入されている。これは、ＰＭの重量（質量）の測定は、現在のレベルが限界であるといわれ、これ以上に微量になると、精度の問題が生じるおそれがあること、及び、ナノメートル（ｎｍ）オーダーの大きさのＰＭが人体の肺へ与える影響が大きいこと、による。

【0004】

尚、先行技術文献として、特許文献１、非特許文献１，２が発表されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−１１７５２０号公報

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】社団法人自動車技術会、学術講演会前刷集、Ｎｏ．１１８−０８、自動車排ガス中の微粒子計測技術の開発

【非特許文献2】社団法人自動車技術会、学術講演会前刷集、Ｎｏ．１５５−０７、固体粒子数測定システムによるスート粒子排出挙動の調査

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、例えばディーゼルエンジン自動車が、ＰＭの規制を守ることが出来るのは、後処理技術でＤＰＦによるところが大きい。新たなＰＮ規制を守ることが出来るのも、ＤＰＦ装着を前提としたディーゼルエンジン自動車であり、ディーゼルエンジン自動車が新たなＰＮ規制に適合出来るか否かは、ＤＰＦの開発、評価にかかっているといっても過言ではない。

【0008】

そして、欧州においては、ＰＭＰによるＰＮ測定方法は、ディーゼルエンジン自動車の運転モードとして、ＮＥＤＣ（Ｎｅｗ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｃｙｃｌｅ）モードを採用する。このＮＥＤＣモードは、プレコンディショニング期間、ソーキング期間、及びメジャーメント（測定）期間からなる。プレコンディショニング期間（図８Ａを参照）及びメジャーメント期間（図８Ｂを参照）におけるＥＵＤＣ（Ｅｘｔｒａ Ｕｒｂａｎ Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｃｙｄｅ）は、最高１３０ｋｍ／ｈを含む高速運転モードであり、メジャーメント期間におけるＥＣＥ１５（ＥＣＥの規則番号）は、ＥＣＥが定めた繰り返しの市街地運転モードである。ここで問題となるのは、ソーキング期間が６時間以上行われることである。このために、例えば、新たに開発したＤＰＦのＰＮ除去能力を評価しようとして、ＰＭＰによるＰＮ測定方法に基づいて試験しようとすると、ＮＥＤＣモード全体で、１回あたり、概ね７時間程度かかってしまう。これでは、ＤＰＦの開発が遅々として進まない。

【0009】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その課題は、ユーロ５＋規制に基づくＰＮ測定方法と相関関係にある、ＰＮ測定手段を得て、それによって、欧州規制に合致するように適切に、短時間で、正確に精度よく、ＤＰＦを評価する手段を提供することにある。研究が重ねられた結果、以下に示す手段により、この課題を解決し得ることが、見出された。

【課題を解決するための手段】

【0010】

即ち、本発明によれば、ＰＭ発生装置を用いて粒子状物質を発生させたガスを測定フィルタに供給し、その測定フィルタを通過する前のガス及び通過したガスにおけるそれぞれの粒子状物質の個数を求め、通過したガスにおける粒子状物質の個数を通過する前のガスにおける粒子状物質の個数で除して、測定フィルタにおける粒子状物質の個数比率を求める過程Ａと、その求められた粒子状物質の個数比率に基づいて、測定フィルタを装着した実際の自動車から排出された排気ガスの、単位走行距離あたりの粒子状物質の個数を推定する過程Ｂと、ＰＭ発生装置を用いて粒子状物質を発生させたガスを標準フィルタに供給し、その標準フィルタを通過する前のガス及び通過したガスにおけるそれぞれの粒子状物質の個数を求め、通過したガスにおける粒子状物質の個数を通過する前のガスにおける粒子状物質の個数で除して、標準フィルタにおける粒子状物質の個数比率を求める過程Ｃと、標準フィルタを装着した実際の自動車から排出された排気ガスの、単位走行距離あたりの粒子状物質の個数を計測する過程Ｄと、を有するとともに、複数の標準フィルタについて過程Ｃ及び過程Ｄを行い、過程Ｃで求められる粒子状物質の個数比率と、過程Ｄで求められる単位走行距離あたりの粒子状物質の個数と、の関係から求められる近似式に基づいて、過程Ｂで推定される測定フィルタにかかる単位走行距離あたりの粒子状物質の個数を補整するフィルタの評価方法が提供される。

【0012】

本発明に係るフィルタの評価方法においては、（上記補整する場合には）上記過程Ｃ及び過程Ｄを行う複数の標準フィルタの数が、３以上であることが好ましい。

【0013】

本発明に係るフィルタの評価方法においては、（上記補整する場合には）上記過程Ａにおける測定フィルタにおける粒子状物質の個数比率が、過程Ｃにおける標準フィルタにおける粒子状物質の個数比率の、最大値より小さく、且つ、最小値より大きくなるように、上記複数の標準フィルタが選ばれることが好ましい。これは、上記補整（すること）が、補間である場合、あるいは、内挿で行う場合、が好ましいということである。尚、本発明に係るフィルタの評価方法は、上記補整（すること）を、補外としてもよい（外挿で行ってもよい）。

【0014】

本発明に係るフィルタの評価方法においては、上記ＰＭ発生装置が、燃料と燃料燃焼用空気との混合を行いその混合をされた燃料混合気の燃焼を生じる燃料用燃焼室、その燃料用燃焼室へ上記燃料を間欠で噴射することが可能な燃料噴射手段、及び、燃料混合気を着火する燃料用パイロットバーナ、を具備するものであり、燃料混合気の燃焼が不完全であることによって、ガスの中に粒子状物質を発生させることが好ましい。

【0015】

本発明に係るフィルタの評価方法においては、上記ＰＭ発生装置において、燃料燃焼用空気の中に、燃料を、空気過剰率λを特定して、間欠で噴射し、燃焼させ、ガスの中に、特定の粒径分布からなる粒子状物質を発生させることが好ましい。

【0016】

本発明に係るフィルタの評価方法においては、燃料として、軽油又はプロパンガスを用いることが出来る。より好ましい燃料は、軽油である。

【発明の効果】

【0017】

本発明に係るフィルタの評価方法は、ＰＭ発生装置を用いて粒子状物質を発生させたガスを測定フィルタに供給し、その測定フィルタを通過する前のガス及び通過したガスにおけるそれぞれの粒子状物質の個数を求め、通過したガスにおける粒子状物質の個数を通過する前のガスにおける粒子状物質の個数で除して、測定フィルタにおける粒子状物質の個数比率を求める過程Ａと、その求められた粒子状物質の個数比率に基づいて、測定フィルタを装着した実際の自動車から排出された排気ガスの、単位走行距離あたりの粒子状物質の個数を推定する過程Ｂと、を有するので、短時間で、フィルタのＰＮ除去能力を評価することが可能である。従って、フィルタ（ＤＰＦ、ＧＰＦ）の開発が促進し、ひいては自動車等における大気中へのＰＭ放出量が減少して、環境改善に寄与する。

【0018】

本発明に係るフィルタの評価方法は、ＰＭ発生装置を用いて粒子状物質を発生させたガスを標準フィルタに供給し、その標準フィルタを通過する前のガス及び通過したガスにおけるそれぞれの粒子状物質の個数を求め、通過したガスにおける粒子状物質の個数を通過する前のガスにおける粒子状物質の個数で除して、標準フィルタにおける粒子状物質の個数比率を求める過程Ｃと、標準フィルタを装着した実際の自動車から排出された排気ガスの、単位走行距離あたりの粒子状物質の個数を計測する過程Ｄと、を有するとともに、複数の標準フィルタについて過程Ｃ及び過程Ｄを行い、過程Ｃで求められる粒子状物質の個数比率と、過程Ｄで求められる単位走行距離あたりの粒子状物質の個数と、の関係から求められる近似式に基づいて、過程Ｂで推定される測定フィルタにかかる単位走行距離あたりの粒子状物質の個数を補整するので、そうしない場合より、正確に、精度よく、測定フィルタを装着した実際の自動車から排出された排気ガスの、単位走行距離あたりの粒子状物質の個数を推定することが出来る。

【0019】

本発明に係るフィルタの評価方法は、（上記補整する場合に）上記過程Ｃ及び過程Ｄを行う複数の標準フィルタの数が３以上であるので、２の場合より、更に正確に精度よく、測定フィルタを装着した実際の自動車から排出された排気ガスの、単位走行距離あたりの粒子状物質の個数を推定することが出来る。

【0020】

本発明に係るフィルタの評価方法は、好ましくは、上記補整（すること）が、補間であるので（内挿で行うので）、補外（外挿）で行う場合より、正確に、精度よく、測定フィルタを装着した実際の自動車から排出された排気ガスの、単位走行距離あたりの粒子状物質の個数を推定することが出来る。

【0021】

本発明に係るフィルタの評価方法は、上記ＰＭ発生装置において、燃料燃焼用空気の中に、燃料を、空気過剰率λを特定して、間欠で噴射し、燃焼させ、ガスの中に、特定の粒径分布からなる粒子状物質を発生させることが出来る。そのため、空気過剰率λを調節すれば、ＮＥＤＣモードで運転されたディーゼルエンジン自動車から排出される排気ガスの粒径分布と、同等の粒径分布を有するＰＭ含有ガスを、直ぐに、発生させることが可能である。従って、ＮＥＤＣモードで運転されたディーゼルエンジン自動車から排出される排気ガスの粒径分布と同等の粒径分布を有するＰＭ含有ガスを、ＮＥＤＣモードのように多くの時間をかけることなく直ぐに、フィルタに供給することが出来る。そして、粒径分布測定装置によって、フィルタの入口側（フィルタを通過する前）及びフィルタの出口側（フィルタを通過した後）における、ＰＮ（パーティクルナンバー、粒子数）を測定し得る。又、ＰＭＰによるＰＮ測定方法に基づく実車でのＰＭ粒径分布と、略同じ分布を示すように、ＰＭの粒径分布を調整することが出来る。即ち、本発明に係るフィルタの評価方法によれば、短時間で、ＰＭＰによるＰＮ測定方法を用いた場合と同等の条件において、ＤＰＦ（フィルタ）を通過する前及び通過した後のガスのＰＮを測定することが出来、それによって、ＤＰＦ（フィルタ）のＰＮ除去能力を評価することが可能である。従って、ＤＰＦ（フィルタ）の開発が促進し、ひいては自動車等における大気中へのＰＭ放出量が減少して、環境改善に寄与する。

【0022】

又、本発明に係るフィルタの評価方法によれば、ＧＰＦ（フィルタ）のＰＮ除去能力も、評価することが出来る。ディーゼルエンジン自動車とガソリンエンジン自動車とでは、軽油とガソリンという燃料の相違や、排気ガス中のＰＭ発生量の違いはあるけれども、ＮＥＤＣモードで運転される場合には、両者のＰＭ粒径分布は略一致するからである。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明に係るフィルタ評価システムの一の実施形態を示す構成図である。

【図2】本発明に係るフィルタ評価システムを構成するＰＭ発生装置の一の実施形態を示す図であり、上面図である。

【図3】図２に示される装置の側面図である。

【図4】図２におけるＰＰ断面を示す断面図である。

【図5】図３におけるＱＱ断面を示す断面図である。

【図6】図２に示されるＰＭ発生装置の内部を分解して表す斜視図である。

【図7】図５と同じ断面を示す図であり、筐体部を拡大し軽油噴射手段（燃料噴射手段）を簡略化して描いた断面図である。

【図8A】ＮＥＤＣモードにおけるプレコンディショニング期間を示すグラフである。

【図8B】ＮＥＤＣモードにおけるメジャーメント（測定）期間を示すグラフである。

【図9】実施例１〜３及び参考例１の結果を示す図であり、ＰＭを発生させたガス中のＰＭの粒径分布（左側の縦軸）を表すグラフである。

【図10】ＤＰＦの出口側（ＰＤＦで処理した後）におけるＰＭ含有ガス中のＰＭ濃度の時間経過毎の変化及びＤＰＦの入口側（ＰＤＦで処理する前）におけるＰＭ含有ガス中のＰＭ濃度の時間経過毎の変化の一例を示すグラフである。

【図11A】実施例１の結果を示す図であり、ＰＮ比率と、ＰＭＰに準拠したＰＮ測定方法で測定されたディーゼルエンジン自動車から排出された排気ガスのＰＮエミッションと、の相関性を表すグラフである。

【図11B】実施例２の結果を示す図であり、ＰＮ比率と、ＰＭＰに準拠したＰＮ測定方法で測定されたディーゼルエンジン自動車から排出された排気ガスのＰＮエミッションと、の相関性を表すグラフである。

【図11C】実施例３の結果を示す図であり、ＰＮ比率と、ＰＭＰに準拠したＰＮ測定方法で測定されたディーゼルエンジン自動車から排出された排気ガスのＰＮエミッションと、の相関性を表すグラフである。

【図12】実施例４の結果を示す図であり、ＰＮ比率の区間と、ＰＮ比率と（測定された）ＰＮエミッションとの相関係数と、の関係を表すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明について、適宜、図面を参酌しながら、実施形態を説明するが、本発明はこれらに限定されて解釈されるべきものではない。本発明に係る要旨を損なわない範囲で、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良、置換を加え得るものである。例えば、図面は、好適な本発明に係る実施形態を表すものであるが、本発明は図面に表される態様や図面に示される情報により制限されない。本発明を実施し又は検証する上では、本明細書中に記述されたものと同様の手段若しくは均等な手段が適用され得るが、好適な手段は、以下に記述される手段である。

【0025】

本発明はフィルタの評価方法であるので、先ず、そのフィルタの評価方法に用いられるフィルタ評価システムについて、その一の実施形態を示して説明する。フィルタ評価システム１００は、ＰＭ発生装置１０と、ＰＦ（例えばＤＰＦ又はＧＰＦ）を収納する収納室９０と、を有する（図１を参照）。ＰＭ発生装置１０と収容室９０の間は配管９７で接続され、収容室９０の出口側（図１において右側）も配管９７で構成される。ＰＭ発生装置１０によってＰＭを発生させたガスは、（図１の矢印で示される方向に流れ、）使用時に、ＰＦが収納される収納室９０に（その中のＰＦに）供給され、配管９７から系外へ排出される。ＰＭ発生装置１０と収容室９０の間の配管９７には、ブロー弁１４４（三方弁）が備わる。このブロー弁１４４を操作することにより、ＰＭ発生装置１０から出力されるＰＭを発生させたガスが、不安定な場合に（例えば立上げ初期に）、そのガスを、収容室９０へ送らずに、フィルタ評価システムの系外に放出することが出来る。又、ガスが安定している場合でも、ＰＭ発生装置１０を止めずに、収納室９０内に収容されるＰＦを交換することが可能である。

【0026】

収納室９０の入口側（図１において左側）及び出口側（図１において右側）には、それぞれのサンプル系９５，９６が設けられ、それらサンプル系９５，９６には、ガスを希釈する希釈器９１，９２が備わり、それらを介して、粒径分布測定装置９３，９４に接続される。収納室９０（ＰＦ）の入口側及び出口側のＰＭ含有ガスは、その一部（サンプルガス）が、希釈器９１，９２によって適切に希釈された後、粒径分布測定装置９３，９４に供給され、それぞれのガス中におけるＰＭの粒径分布が測定される。即ち、フィルタ評価システム１００によれば、ＰＦで処理される前のＰＭ含有ガスそのものにおけるＰＭの粒径毎の粒子数、及び、ＰＦで処理された後のＰＭ含有ガスにおけるＰＭの粒径毎の粒子数、を測定することが可能である。尚、本明細書において、ＰＦで処理された後のガスもＰＭ含有ガスと呼ぶことがあるが、ＰＦのＰＭ除去能力によって実質的にはＰＭは除去されている。又、粒径分布測定装置９３，９４は、ＰＭを電気移動度によって分級し、分級されたＰＭの電気量に基づいて、粒径分布を測定する原理に基づく装置である。

【0027】

ＰＭを電気移動度によって分級し分級されたＰＭの電気量に基づいてガス中のＰＭの粒径分布を測定する粒径分布測定装置としては、具体的に、ＴＳＩ社のＥＥＰＳ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｅｘｈａｕｓｔ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｉｚｅｒ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ、型式３０９０）、ＴＳＩ社のＦＭＰＳ（Ｆａｓｔ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｐａｒｔｉｃｌｅ
Ｓｉｚｅｒ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ、型式３０９１）、Ｃａｍｂｕｓｔｉｏｎ社のＦＰＳ（Ｆａｓｔ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｉｚｅｒ、型式ＤＭＳ５００、ＤＭＳ５００ＭｋＩＩ）等を、例示することが出来る。これらの粒径分布装置の原理は、ＰＭを帯電（荷電）させ、そのＰＭの電気移動度の違いにより分級し、分級したＰＭの電気量（電荷量）
をエレクトロメータで測定することによって、分級された粒径範囲のＰＮや濃度分布を求める、というものである。

【0028】

フィルタ評価システム１００を構成するＰＭ発生装置１０は、軽油１３１（燃料）を間欠で噴射する軽油噴射手段３（燃料噴射手段）と燃焼を生じる燃焼室１（燃料用燃焼室）とを具備する装置である（図２〜図７を参照）。ＰＭ発生装置１０は、軽油燃焼用空気１３２（燃料燃焼用空気）を、空気入口１１３から燃焼室１へ、連続して供給するとともに、軽油１３１を、軽油噴射手段３によって、間欠で燃焼室１へ噴射することにより、軽油の混合気（燃料混合気）を生成し、この軽油の混合気が、燃焼室１において、軽油燃焼用空気と接する側（外側）から燃焼するため、軽油燃焼用空気と接しない側（内側）の軽油が軽油燃焼用空気と遮断され、燃焼の熱によって蒸し焼き状態となり、排気ガスの中にＰＭが発生する装置である。即ち、ＰＭ発生装置１０は、ＰＭを発生させたガス（ＰＭ含有ガス１３３）を製造することが可能な装置である。

【0029】

ＰＭ発生装置１０の軽油噴射手段３は、自らが噴射する軽油１３１の噴射方向（図７を参照）が、円筒状の外筒部６の中心軸方向（図６において横方向）に対し概ね直角であり、且つ、外筒部６の中心軸方向に垂直な断面（円形又は円輪形）の接線方向に傾くように、筐体部５に設けられる（図５及び図７を参照）。軽油噴射手段３としては、例えば、筐体部５と外筒部６との間の空間１０１に、軽油１３１を間欠で噴射することが可能な電磁式インジェクタが採用される。

【0030】

ＰＭ発生装置１０の燃焼室１は、分割面５３で２つに分割し内部を開くことが可能な筐体部５と、その筐体部５の円筒状部分５ａの中に収められた外筒部６、内筒部７、及び外筒部６を保持するリング４を有する。外筒部６は円筒状を呈し、筐体部５の円筒状部分５ａの中に、その筐体部５の円筒状部分５ａと同軸になるように組み込まれ、更に、円筒状の内筒部７が、外筒部６の中に、外筒部６と中心軸方向を同じくし且つ偏心して（図４及び図５を参照）、組み込まれている。又、燃焼室１の筐体部５には、温度測定器２３が取り付けられ、燃焼室１の壁内温度を測定可能となっている。温度測定器２３の先端は前板部８には接していない。温度測定器２３として好ましいものは熱電対である。

【0031】

ＰＭ発生装置１０の燃焼室１では、円筒状の外筒部６は、軽油燃焼用空気が供給される空気入口１１３と連通しており、円筒状の内筒部７は、空気入口１１３と直接連通しておらず、パイロットバーナ２（燃料用パイロットバーナ）に通じる火炎入口５１と連通している（図４を参照）。外筒部６、前板部８、及び後板部９の中心軸方向の長さは、筐体部５の円筒状部分５ａの内側における中心軸方向の長さＤ（図４を参照）に対し、９８％の大きさである。換言すれば、外筒部６、前板部８、及び後板部９の中心軸方向の長さと、筐体部５の円筒状部分５ａの軸方向の長さＤと、の比が９８：１００になっている。

【0032】

筐体部５には、パイロットバーナ２に通じる火炎入口５１及びＰＭを発生させたガスを送出するガス出口５２が形成され、前板部８は、ガス出口５２に通じる開口８１を備え、筐体部５の円筒状部分５ａの中に組み込まれてガス出口５２側の端面を構成し、後板部９は、火炎入口５１に通じる開口８９を備え、筐体部５の円筒状部分５ａの中に組み込まれて火炎入口５１側の端面を構成する。ガス出口５２の径Ｃは、外筒部６の内径Ａに対し、２５％の大きさである（図４を参照）。換言すれば、ガス出口５２の径Ｃと、外筒部６の内径Ａと、の比Ｃ：Ａは、２５：１００になっている。燃焼室１では、前板部８と外筒部６とは一体化していないが、後板部９と内筒部７とは一体化している。又、リング４と筐体部５の間にはガスケット３０１が挿入され、後板部９と筐体部５の間には図示しない非膨張セラミックス繊維性マットが挿入されている。

【0033】

燃焼室１において、外筒部６は、その周面に貫通孔６１を備えている。貫通孔６１は、円筒状の外筒部６の中心軸方向（図６において横方向）に３つの層を形成するように設けられ、各層毎に、円筒状の外筒部６の中心軸方向に垂直な断面の周上に、均等間隔で（中心角が９０°になるように）４つ配設されている。即ち、外筒部６には、合計で（３×４＝）１２の貫通孔６１が備わっている。外筒部６の貫通孔６１は、全て、外筒部６の中心軸方向に垂直な断面（円形又は円輪形）の接線方向（外筒部の周面の方向）に傾いて形成されており（図５を参照）、貫通孔６１が傾く結果、外筒部６の表面には楕円形の開口が形成される（図６を参照）。貫通孔６１の径Ｂは、外筒部６の内径Ａに対して７％の大きさである（図５を参照）。換言すれば、貫通孔６１の径Ｂと、外筒部６の内径Ａと、の比Ｂ：Ａは７：１００になっている。尚、貫通孔６１の径Ｂは、図５に示されるように、外筒部６の表面の楕円形の開口で定められるのではなく、貫通孔６１自体の中心軸方向に垂直な断面の直径として求められる。

【0034】

一方、内筒部７は、その周面に貫通孔７１を備えている。貫通孔７１は、円筒状の内筒部７の中心軸方向（図６において横方向）に２つの層を形成するように設けられ、各層毎に、円筒状の内筒部７の中心軸方向に垂直な断面の周上に、均等間隔で（中心角が９０°になるように）４つ配設されている。即ち、内筒部７には、合計で（２×４＝）８の貫通孔７１が備わっている。内筒部７の貫通孔７１は、全て、傾いて形成されておらず、内筒部７の中心軸方向に垂直な断面（円形又は円輪形）の法線方向（周面から中心軸へ向けた方向）に向けて形成され（図５を参照）、その結果、内筒部７の表面には円形の開口が形成される（図６を参照）。

【0035】

ＰＭ発生装置１０において、外筒部６は、軽油燃焼用空気が供給される空気入口１１３と連通しており、円筒状の内筒部７は空気入口１１３とは、直接、連通しておらず、パイロットバーナ２（に通じる火炎入口５１）と連通している（図４を参照）。軽油噴射手段３によって筐体部５と外筒部６との間の空間１０１に噴射された軽油１３１は、気化し、外筒部６の貫通孔６１を介して外筒部６と内筒部７との間の空間１０２へ導入され、燃焼する。このとき、軽油噴射手段３は、軽油１３１の噴射方向が既述の如く傾くように、筐体部５に設けられるから、軽油噴射手段３によって筐体部５と外筒部６との間の空間１０１へ噴射された軽油は、外筒部６の周面を廻りながら、外筒部６の貫通孔６１を介して、外筒部６と内筒部７との間の空間１０２へ導入される（図７を参照）。

【0036】

空気入口１１３から筐体部５と外筒部６との間の空間１０１に連続供給された軽油燃焼用空気１３２は、外筒部６の周面を廻りながら、外筒部６の貫通孔６１を介して、外筒部６と内筒部７との間の空間１０２へ導入される（図７を参照）。そして、筐体部５と外筒部６との間の空間１０１に、間欠で噴射された軽油１３１は、外筒部６の周面を廻りながら、外筒部６の貫通孔６１を介して、外筒部６と内筒部７との間の空間１０２へ導入され、軽油燃焼用空気１３２と接する側（外側）が燃焼し、接しない側（内側）の軽油は、空気と遮断され、燃焼の熱によって蒸し焼き状態となり、ＰＭが発生し、ＰＭ含有ガス１３３となって、ガス出口５２から、排気ガス浄化装置等へ供給される。ＰＭ発生装置１０は、外筒部６、内筒部７、前板部８、後板部９は全て、インコネル材料で形成されたものであり、上記ＰＭを発生させる不完全な燃焼は、全てインコネル材料からなる部材で囲われた空間で生じる。空気入口１１３は、軽油噴射手段３の近傍に設けられており、装置のコンパクト化、メンテナンス性向上の観点から都合がよい構造になっている。

【0037】

ＰＭ発生装置１０は、外筒部６、内筒部７、前板部８、後板部９を全て、インコネル材料で形成する代わりに、セラミック材料（窒化珪素）で形成されたものとすることも出来る。このようにセラミック材料（窒化珪素）で形成すると、ＰＭ発生装置１０の耐久性能が向上する。更に、セラミック材料は、金属材料に比べて熱変形が生じ難いため、熱変形に起因するＰＭ発生量の低下を防止することが出来るという利点がある。

【0038】

ここで、図７に示された座標軸を用いて、ＰＭ発生装置１０における軽油噴射手段３及び貫通孔６１の位置、並びに外筒部６の中心軸に対し内筒部７の中心軸がずれる方向について説明する。図７における座標軸は、筐体部５の円筒状部分の中心軸方向に垂直な断面に、その中心軸を通り相互に直角をなすように設定されたＸ軸及びＹ軸からなるものである。

【0039】

ＰＭ発生装置１０では、座標軸上において、筐体部５の円筒状部分の内壁がＹ＝＋１００に位置するとき、それに対し、軽油噴射手段３は、Ｙ＝＋６０の位置に、且つ、軽油の噴射方向がＸ軸に平行になるように、筐体部５に設けられている。外筒部６の貫通孔６１のうちの１つである貫通孔６１ａの設けられる位置は、Ｙ＝＋７０の位置である。そして、既述のように外筒部６と内筒部７とは偏心しているが、それは内筒部７の中心軸が外筒部６の中心軸より−Ｙ側にずれることによって実現されている。即ち、座標軸上で、軽油噴射手段３は＋Ｙ側に設けられ、それとは反対の−Ｙ側で、外筒部６と内筒部７とが偏心している。又、ＰＭ発生装置１０では、外筒部６の貫通孔６１のうちの１つである貫通孔６１ａと座標軸の原点Ｏと軽油噴射手段３とが形成する角度θは、２７°になっている。

【0040】

次に、本発明に係るフィルタ（ＰＦ）評価方法について、上記フィルタ評価システム１００を使用する場合を例にして、説明する。ＰＦを評価するに際しては、収納室９０にＰＦｍ（フィルタ、これは測定フィルタである）を収納する。そして、ＰＭ発生装置１０において、軽油燃焼用空気１３２の中に、軽油１３１を、空気過剰率λを特定して、間欠で噴射し、好ましくは７５０℃以上１０５０℃以下の温度で、燃焼させて、ガスの中に、特定の粒径分布からなるＰＭを発生させ、そのＰＭを発生させたガスを、ＰＦｍに供給する。

【0041】

ＰＭ発生装置１０に備わる軽油噴射手段３による軽油の噴射圧力、開弁時間（軽油の噴射時間）、開弁周期（軽油の噴射周期）、デューティー比（Ｄｕｔｙ比）、及び軽油燃焼用空気の流量、を制御することによって、空気過剰率λを、特定し又は変化させることが出来る。デューティー比は、開弁時間と開弁周期との比であり、開弁時間／開弁周期で表される。弁が開くと軽油が噴射され、弁が閉じると軽油の噴射が停止される（噴射されない）。例えば、開弁周期を固定にして、開弁時間を変化させることによって、空気過剰率λを調節することが出来る。但し、開弁時間による空気過剰率λの調節量は小さく、空気過剰率λを特定し又は変化させるに際しては、開弁周期を調整する方が容易である。

【0042】

そして、空気過剰率λを変化させると、ガスの中に発生するＰＭの粒径分布が変化するので、空気過剰率λを調節すれば、ＮＥＤＣモードで運転後の自動車から排出される排気ガスの粒径分布と同等の粒径分布を有するＰＭ含有ガスを、直ぐに発生させることが可能である。

【0043】

空気過剰率λ（ラムダ）は、実際の空燃比が理論値から、どれだけ離れているかを示す割合であり、空気過剰率λは、（供給される（軽油燃焼用）空気の量）／（理論的に必要な（軽油燃焼用）空気の量）で求められる。λ＜１であれば、（既述のように本明細書において空気過剰率λと呼ぶが、）空気不足であり、濃厚な混合気である。一方、λ＞１であれば、空気過剰であり、希薄な混合気である。空気過剰率λは、軽油用燃焼室に供給される軽油の量と軽油燃焼用空気の一定時間（例えば１分間）における流量に基づいて、算出することも出来る。

【0044】

そして、粒径分布測定装置９３，９４によって、ＰＦｍを通過する前のガス及びＰＦｍを通過したガスにおける、それぞれのガス中におけるＰＭの粒径分布（粒径毎のＰＮ）を測定すれば、ＰＦｍのＰＮ除去能力を（粒径毎に）確認することが出来る。

【0045】

即ち、ガス中のＰＭの粒径分布を測定することには、粒径（範囲）毎のＰＮを測定することが含まれる。フィルタ評価システム１００のように、フィルタ評価システムが希釈器（９１，９２）を有する場合には、粒径分布測定装置（９３，９４）で測定する前に、ガスを希釈することが出来る。希釈することによって、例えば、ＰＭ発生装置で発生させたＰＭの量が多い場合に、粒径分布測定装置における測定レンジオーバーを避けることが出来る。又、フィルタ評価システムが可溶有機成分除去装置を有する場合には、粒径分布測定装置で測定する前に、ガスの中の可溶有機成分を除去することが出来る。

【0046】

又、極小粒径（２０ｎｍ以下）を除いた粒径のＰＮを、それぞれＰＦｍを通過する前のガス及びＰＦｍを通過したガスにおいて求め、通過したガスにおけるＰＮを通過する前のガスにおけるＰＮで除して、そのＰＦｍにおけるＰＮ比率（粒子状物質の個数比率、後述する）を、求める。これが過程Ａである。尚、極小粒径（２０ｎｍ以下）を除いた粒径のＰＮは、粒径分布測定装置で測定された各粒径範囲のＰＮから、極小粒径（２０ｎｍ以下）範囲を除いて、総和すれば、単位時間あたりのＰＮとして、算出される。

【0047】

そして、その求められたＰＮ比率に基づいて、ＰＦｍを装着した実際の自動車から排出された排気ガスの、単位走行距離あたりの粒子状物質の個数（ＰＮエミッション、後述する）を、推定する。これが過程Ｂである。以上によって、ＰＦｍ（フィルタ、測定フィルタ）を評価することが可能である。

【0048】

より正確に、精度よく、ＰＦを評価するためには、以下のようにして、補整を行う。上記過程Ａと同じ条件で、収納室９０にＰＦｓ（フィルタ、これは標準フィルタである）を収納し、ＰＭ発生装置１０でＰＭを発生させたガスを、ＰＦｓに供給し、ＰＦｓを通過する前のガス及びＰＦｓを通過したガスにおいてＰＮを求め、通過したガスにおけるＰＮを通過する前のガスにおけるＰＮで除して、そのＰＦｓにおけるＰＮ比率（粒子状物質の個数比率）を求める。これが過程Ｃである。

【0049】

併せて、同じＰＦｓを実際の自動車に装着し、その自動車から排出された（ＰＦｓを通過した）排気ガスの、ＰＮエミッションを計測する。これが過程Ｄである。即ち、過程Ｃでは、フィルタ評価システム（ＰＭ発生装置）を用いてデータを求めるのに対し、過程Ｄでは、ＰＭＰに準拠し、実際の自動車を用いてデータを求める。

【0050】

そして、複数のＰＦｓについて、上記過程Ｃ及び過程Ｄを行い、過程Ｃで求められるＰＮ比率と過程Ｄで求められるＰＮエミッションとの関係から、近似式を求め、その近似式に基づいて、上記過程Ｂで推定されるＰＦｍのＰＮエミッションを補整すればよい。

【実施例】

【0051】

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

【0052】

（参考例１〜３）フィルタ評価システム１００を用い、ＰＭ含有ガスを製造し、これを、ＤＰＦを収めた収納室９０に供給し、収容室９０の入口側（ＤＰＦで処理される前）のＰＭ含有ガスを、希釈器９１で希釈し、粒径分布測定装置９３へ導入して、測定開始から、６０秒後（参考例１）、２５０秒後（参考例２）、５００秒後（参考例３）におけるそれぞれのＰＭの粒径分布の結果を、図９に示す。尚、希釈器９１としてマター社製の型番ＭＤ１９−２Ｅを用い、希釈倍率は２００倍とした。粒径分布測定装置９３としては、ＴＳＩ社製の型番３０９１（ＦＭＰＳ）を用いた。ＰＭ発生装置１０に備わる軽油噴射手段３による軽油の噴射圧力は０．２５ＭＰａ、開弁時間（軽油の噴射時間）は２．８ｍｓｅｃ．（ミリ秒）、開弁周期（軽油の噴射周期）は５８ｍｓｅｃ．（ミリ秒）、デューティー（Ｄｕｔｙ）比は４．８％とし、軽油用燃焼室１に送られる軽油燃焼用空気の流量は０．３０Ｎｍ^３／ｍｉｎ．（分）とし、空気過剰率λが、１．２になるように（図１に示さないがＰＭ発生装置１０の）軽油用燃焼室１の下流側に２次空気を付与して、総計空気流量を１．９Ｎｍ^３／ｍｉｎ．（分）とした。収容室９０の入口側の温度は、１８６℃であった。

【0053】

（参考例４）ＤＰＦを装着した２．０Ｌ（ユーロ４準拠）のディーゼルエンジン自動車を、ＰＭＰに準拠したＮＥＤＣモードで運転し、ＤＰＦの入口側において排気ガスを採取した。そして、対象をその排気ガスとして、参考例１と同じ粒径分布測定装置を用い、ＰＭの粒径分布を測定した。結果を、参考例１と比較出来るように、図９に示す。但し、図９において、縦軸のＰＭ濃度は、計測システム上で発生する希釈分を勘案していない。

【0054】

（考察１）粒径分布は、粒径毎のＰＭ濃度であり、このＰＭ濃度［個／ｃｍ^３］は、単位体積あたりのＰＮである。図９に示される結果より、本発明に係るフィルタ評価システム１００を用い、ＰＭ発生装置１０を特定の条件（空気過剰率λ）で稼動させれば、ＰＭ発生装置１０から供給されるＰＭ含有ガスにおけるＰＭの粒径分布（粒径毎のＰＮ）を、ＰＭＰに準拠したＮＥＤＣモードでディーゼルエンジン自動車を運転させて得られる排気ガスにおけるＰＭの粒径分布（粒径毎のＰＮ）と、概ね同等にすることが可能であることがわかる。６０秒後、２５０秒後、５００秒後の何れにおいても、本発明に係るフィルタ評価システム１００を用いて得られるＰＭの粒径分布は、ＰＭＰに準拠したＮＥＤＣモードでディーゼルエンジン自動車を運転させて得られる排気ガスにおけるＰＭの粒径分布と、概ね一致する。尚、本明細書（図及び表を含む）において、指数の表示として、コンピュータ向けの慣用表示を用いることがある。例えば、１．０×１０^５を、１．０Ｅ＋５と表すが、何れも１０００００のことである。

【0055】

［ＰＭ濃度の挙動］ＤＰＦの入口側及び出口側におけるＰＭ濃度の時間経過毎の変化の一例は、図１０に示される通りである。これは、フィルタ評価システム１００を用いて、新品（又は再生後）のＤＰＦにおける使用初期からの、ＤＰＦの入口側及び出口側における、ＰＭ濃度の時間経過毎の変化を記録したデータの一例である。図１０に示されるように、ＤＰＦの入口側におけるＰＭ濃度は、概ね一定であるが、ＤＰＦの出口側におけるＰＭ濃度は、初期は高い値となっており、次第に低減する。図１０に示されるように、（新品の）ＤＰＦにはＰＭの大きさを超えるサイズの細孔が形成されており、初期には、その細孔からＰＭがリークし、徐々に、ＰＭによって細孔が埋まり、ＰＭの大きさ以下の細孔によって、ＰＭが補足されるようになるのである。

【0056】

［ＰＮ比率］ＰＦ（フィルタ、例えばＤＰＦ又はＧＰＦ）の出口側における所定時間あたりのＰＭ濃度を、そのＰＦの入口側における同じ時間あたりのＰＭ濃度で除した値を、ＰＮ比率という。これは、単位体積あたりの個数（ＰＭ濃度）についての、ＰＦの出口側と入口側との比である。ＰＮは、単位時間あたりのＰＭ濃度に、所定時間と粒径分布測定装置の吸引流量を掛けることによって、算出することが出来る。ここで、入口側と出口側の粒径分布測定装置の吸引流量は、同一に合わせるため、ＰＮを求めるにあたっては、実質的に、吸引流量の項を削除することが出来る。従って、本明細書では、ＰＭ濃度比率とは呼ばずに、ＰＮ比率と呼ぶこととする。それぞれの所定時間あたりのＰＭ濃度は、ＰＭ濃度［個／ｃｍ^３］×時間［秒（ｓｅｃ．）］で求められる。図１０に基づき、例えば、実際に測定を開始した４０秒後から、４０〜１２０［秒（ｓｅｃ．）］の区間において、ＤＰＦの出口側におけるＰＭ濃度を、ＤＰＦの入口側におけるＰＭ濃度で除すれば、４０〜１２０［秒（ｓｅｃ．）］の区間におけるＰＮ比率が求まる。尚、図１０におけるＰＭ濃度の立ち上がりは、測定開始後４０秒からである。又、ＰＭＰに準拠したＰＮエミッションでは、ＰＭ粒径が２０ｎｍ以下は個数カウントしない決まりなので、ここでのＰＭ濃度も、入口側及び出口側共に、ＰＭ粒径が２０ｎｍ以下をカウントせずに算出する。又、希釈器を用いる場合は、倍率をこの算出段階にて補正処理する。

【0057】

［ＰＮエミッション］ＰＭＰに準拠したＰＮ測定方法で測定された、ＤＰＦを装着した実際のディーゼルエンジン自動車から排出された排気ガスの、単位走行距離あたりのＰＮを、ＰＮエミッション［＃／ｋｍ］という。＃はＰＭの個数（個）である。ＰＭＰはＤＰＦを評価する手段であるが、本明細書においては、ＧＰＦについても、同様に取り扱うものとする。即ち、ＰＭＰに準拠したＰＮ測定方法で測定された、ＧＰＦを装着した実際のガソリンエンジン自動車から排出された排気ガスの、単位走行距離あたりのＰＮも、ＰＮエミッション［＃／ｋｍ］と呼ぶ。本明細書におけるＰＭＰに準拠したＰＮ測定方法は、東京ダイレック株式会社が販売する粒子個数計測装置による測定方法である。この粒子個数計測装置は、マター社製のサンプルガス吸引分級装置ＰＣＦ２．５（ＣＹ２．５−１）、マター社製の希釈器ＭＤ１９−３Ｅ、マター社製の揮発成分除去装置ＡＳＥＴ１５−１、ＴＳＩ社製の凝集粒子カウンターＣＰＣ３７９０、及びマター社製のインターフェイスＣＵ−１ＥＴで、構成される。

【0058】

（実施例１）［ＰＮエミッションの測定（実測）］ＤＰＦ（試料Ａ）を装着した２．０Ｌ（ユーロ４準拠）のディーゼルエンジン自動車を、ＰＭＰに準拠したＮＥＤＣモードで運転し、ＤＰＦで処理された排気ガスのＰＮエミッション［＃／ｋｍ］を測定した。又、ＤＰＦを試料Ｂ，Ｃ，Ｄに変更して、同様にして、ＰＮエミッション［＃／ｋｍ］を測定した。結果を、使用したＤＰＦの仕様とともに、表１に示す。

【0059】

【表1】

【0060】

［ＰＮ比率の算出（１回目）］フィルタ評価システム１００を用い、収納室９０に、ＤＰＦ（試料Ａ）を収納した。そして、フィルタ評価システム１００でＰＭ含有ガスを製造し、収納室９０に供給し、収容室９０の入口側（ＤＰＦで処理される前）のＰＭ含有ガスを、希釈器９１で希釈し、粒径分布測定装置９３へ導入して、ＰＭの粒径分布を測定し、ＰＭ濃度を時間経過毎に求めた。同時に、収容室９０の出口側（ＤＰＦで処理された後）のＰＭ含有ガスを、希釈器９２で希釈し、粒径分布測定装置９４へ導入して、ＰＭの粒径分布を測定し、ＰＭ濃度を時間経過毎に求めた。そして、実際に測定を開始した時間を０として、０〜１８０秒（ｓｅｃ．）の区間における、１回目のＰＮ比率［％］を求めた。又、ＤＰＦを試料Ｂ，Ｃ，Ｄに変更して、同様にして、１回目のＰＮ比率［％］を求めた。尚、フィルタ評価システム１００を構成する個別の機器、及び、ＰＭを発生させるためのＰＭ発生装置１０の条件は、参考例１と同じである。

【0061】

［相関係数の算出（１回目）］測定されたＰＮエミッション［＃／ｋｍ］と、試料Ａ，Ｂ，Ｄの１回目のＰＮ比率［％］と、を関連付けて図１１Ａにプロットした。そして、これらＰＮエミッションと１回目のＰＮ比率との相関係数Ｒ^２を求めた。結果を、表２に示す。

【0062】

【表2】

【0063】

［試料ＣにおけるＰＮエミッションの推定（１回目）］試料Ｃ以外の試料Ａ，Ｂ，Ｄのプロットに基づいて（試料Ａ，Ｂ，Ｄから推測して）、累乗近似式（Ｙ＝ａＸ^ｂ）を求め、その累乗近似式と試料Ｃの１回目のＰＮ比率［％］とに基づいて、試料ＣのＰＮエミッション［＃／ｋｍ］を推定した。結果を、表２及び図１１Ａに示す。尚、累乗近似式については、表２には、ａ，ｂのみを示す。

【0064】

［２回目〜５回目］１回目と同様にして、それぞれ日を変えて、２回目〜５回目のそれぞれのＰＮ比率の算出、２回目〜５回目のそれぞれの相関係数Ｒ^２の算出を行った。又、１回目と同様に、２回目〜５回目の各回において、測定されたＰＮエミッション［＃／ｋｍ］と、求められた１回目のＰＮ比率［％］と、を関連付けて図１１Ａにプロットした。そして、試料Ｃ以外の試料Ａ，Ｂ，Ｄのプロットに基づいて（試料Ａ，Ｂ，Ｄから推測して）、２回目〜５回目の各回において累乗近似式（Ｙ＝ａＸ^ｂ）を求め、その累乗近似式と試料ＣのＰＮ比率［％］とに基づいて、２回目〜５回目の試料ＣにおけるＰＮエミッション［＃／ｋｍ］の推定を行った。結果を、表２に示す。尚、別の日に、各実施例を行う場合には、その都度、フィルタ評価システム（ＰＭ発生装置）を立ち上げることになる。

【0065】

［平均値及び（最大値−最小値）］推定された試料ＣにおけるＰＮエミッションの１回目〜５回目の平均値及び（最大値−最小値）を求めた。尚、（最大値−最小値）は、最大値と最小値の差である。結果を、表２に示す。

【0066】

（比較例１）実施例１の１回目の累乗近似式（Ｙ＝ａＸ^ｂ）と、２回目〜５回目のぞれぞれの試料ＣのＰＮ比率［％］とに基づいて、２回目〜５回目のぞれぞれの試料ＣのＰＮエミッション［＃／ｋｍ］を推定した。又、１回目の試料ＣのＰＮエミッション［＃／ｋｍ］として実施例１と同じ値を用い、推定された試料ＣにおけるＰＮエミッションの１回目〜５回目の平均値及び（最大値−最小値）を求めた。結果を、表２に示す。

【0067】

（実施例２、比較例２）ＰＮ比率［％］を求める区間を、０〜２４０秒（ｓｅｃ．）に変更した。それ以外は、実施例１、比較例１と同様にして、試験を行った。即ち、１回目〜５回目のＰＮ比率の算出、測定されたＰＮエミッション［＃／ｋｍ］と求められた１回目〜５回目のＰＮ比率［％］とを関連付けたプロット、１回目〜５回目の相関係数Ｒ^２の算出、１回目〜５回目の試料ＣにおけるＰＮエミッション［＃／ｋｍ］の推定（実施例２）、２回目〜５回目の試料ＣにおけるＰＮエミッション［＃／ｋｍ］の推定（比較例２）、平均値及び（最大値−最小値）の算出、を行った。結果を、表３及び図１１Ｂに示す。

【0068】

【表3】

【0069】

（実施例３、比較例３）ＰＮ比率［％］を求める区間を、０〜３００秒（ｓｅｃ．）に変更した。それ以外は、実施例１、比較例１と同様にして、試験を行った。即ち、１回目〜５回目のＰＮ比率の算出、測定されたＰＮエミッション［＃／ｋｍ］と求められた１回目〜５回目のＰＮ比率［％］とを関連付けたプロット、１回目〜５回目の相関係数Ｒ^２の算出、１回目〜５回目の試料ＣにおけるＰＮエミッション［＃／ｋｍ］の推定（実施例３）、２回目〜５回目の試料ＣにおけるＰＮエミッション［＃／ｋｍ］の推定（比較例３）、平均値及び（最大値−最小値）の算出、を行った。結果を、表４及び図１１Ｃに示す。

【0070】

【表4】

【0071】

（考察２）実施例１〜３では、試料ＣのＰＮ比率［％］から試料ＣのＰＮエミッション［＃／ｋｍ］を推定するに際し、その都度（１回目〜５回目の各回において）、試料Ｃ以外の試料Ａ，Ｂ，Ｄのプロットに基づいて累乗近似式（Ｙ＝ａＸ^ｂ）を求めている。そして、その累乗近似式によって、試料ＣのＰＮエミッション［＃／ｋｍ］を補整している。試料ＣのＰＮ比率の値は、試料Ｂ，ＤにおけるＰＮ比率の中間の値であるから、この補整は補間（内挿）にあたる。一方、比較例１〜３では、試料ＣのＰＮ比率［％］から試料ＣのＰＮエミッション［＃／ｋｍ］を推定するに際し、２回目〜５回目であっても、１回目の累乗近似式を利用している。ＰＮ比率とＰＮエミッションとの間には、明確な相関関係があり、比較例１〜３においても、ＤＰＦを装着した実際の自動車をＰＭＰに準拠したＮＥＤＣモードで運転してＰＮエミッションを測定することなく、ＰＮ比率からＰＮエミッションを推定することは可能である。しかしながら、実施例１〜３のように、補整を行った方が、比較例１〜３より正確に、精度よく、ＰＮエミッションを推定出来ることがわかる（表１を参照）。

【0072】

（実施例４）［ＰＮ比率の算出（１回目）］フィルタ評価システム１００を用い、収納室９０に、ＤＰＦ（試料Ａ）を収納した。そして、フィルタ評価システム１００でＰＭ含有ガスを製造し、収納室９０に供給し、収容室９０の入口側（ＤＰＦで処理される前）のＰＭ含有ガスを、希釈器９１で希釈し、粒径分布測定装置９３へ導入して、ＰＭの粒径分布を測定し、ＰＭ濃度を時間経過毎に求めた。同時に、収容室９０の出口側（ＤＰＦで処理された後）のＰＭ含有ガスを、希釈器９２で希釈し、粒径分布測定装置９４へ導入して、ＰＭの粒径分布を測定し、ＰＭ濃度を時間経過毎に求めた。そして、０〜３０秒（ｓｅｃ．）の区間、０〜６０秒（ｓｅｃ．）の区間、０〜１２０秒（ｓｅｃ．）の区間、０〜１８０秒（ｓｅｃ．）の区間、０〜２４０秒（ｓｅｃ．）の区間、０〜３００秒（ｓｅｃ．）の区間、０〜３６０秒（ｓｅｃ．）の区間、０〜４２０秒（ｓｅｃ．）の区間、０〜４８０秒（ｓｅｃ．）の区間における、それぞれの１回目のＰＮ比率［％］を求めた。又、ＰＭ発生装置１０を止めずに、ＤＰＦを試料Ｂ，Ｄに変更して、同様にして、区間毎に、１回目のＰＮ比率［％］を求めた。尚、フィルタ評価システム１００を構成する個別の機器、及び、ＰＭを発生させるためのＰＭ発生装置１０の条件は、参考例１と同じである。

【0073】

［相関係数の算出（１回目）］測定されたＰＮエミッション［＃／ｋｍ］と、試料Ａ，Ｂ，Ｄにおける区間毎の１回目のＰＮ比率［％］と、を関連付けて、図にプロットし、ＰＮエミッションと１回目のＰＮ比率との相関係数Ｒ^２を、区間毎に、求めた。結果を、表５に示す。

【0074】

【表5】

【0075】

［２回目〜５回目］１回目と同様にして、それぞれ日を変えて、２回目〜５回目につきそれぞれの区間毎のＰＮ比率の算出、２回目〜５回目につきそれぞれの相関係数Ｒ^２の算出を、区間毎に、行った。結果を、表５に示す。

【0076】

［平均値、最大値、最小値］区間毎の相関係数Ｒ^２の平均値、最大値、最小値を、図１２に示す。

【0077】

（考察３）図１２に示される結果より、０〜１２０秒（ｓｅｃ．）の区間、０〜１８０秒（ｓｅｃ．）の区間、０〜２４０秒（ｓｅｃ．）の区間において、測定（実測）されたＰＮエミッション［＃／ｋｍ］と、ＰＮ比率［％］と、の相関性が高いことがわかる。

【産業上の利用可能性】

【0078】

本発明に係るフィルタの評価方法は、ＮＥＤＣモード及びＰＭＰによるＰＮ測定方法を用いた場合と同等の条件における、ＤＰＦのＰＮ除去能力評価手段として利用することが出来る。換言すれば、本発明に係るフィルタの評価方法は、欧州向け自動車用のＤＰＦの開発ツールとして、好適に利用されるものである。又、本発明に係るフィルタの評価方法は、ＧＰＦのＰＮ除去能力評価手段としても、好適に利用可能である。

【符号の説明】

【0079】

１：燃焼室、２：パイロットバーナ、３：軽油噴射手段、４：リング、５：筐体部、５ａ：（筐体部の）円筒状部分、６：外筒部、７：内筒部、８：前板部、９：後板部、１０：ＰＭ発生装置、１１：火炎検知器、２３：温度測定器、５１：火炎入口、５２：（ＰＭを発生させた）ガス出口、５３：分割面、６１，６１ａ：貫通孔、７１：貫通孔、８１：開口、８９：開口、９０：収納室、９１，９２：希釈器、９３，９４：粒径分布測定装置、９５，９６：サンプル系、９７：配管、１００：フィルタ評価システム、１０１：空間、１０２：空間、１１３：空気入口、１３１：軽油、１３２：軽油燃焼用空気、１３３：ＰＭ含有ガス、１４４：ブロー弁、３０１：ガスケット。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図11C】

【図12】