(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0003】
本章は、本開示に関する背景情報を提供するが、それは、必ずしも先行技術ではない。
【0004】
内燃エンジンは、多種多様な用途で使用され、大型車両にも小型車両にも同様に原動力を提供する。特定の車両に加えられる原動力は、エンジンの燃焼室の中において、酸化剤を有する燃料の燃焼によって実現される。燃焼室の中での燃料/酸化剤の混合物の燃焼は、燃焼室の中の温度および圧力を上昇させ、それによって、エンジンのエレメント(すなわち、自動車のピストンおよびクランクシャフト)を駆動し、車両を前方に推進させる。
【0005】
燃焼室の中の燃料/酸化剤の燃焼は、車両を駆動するのに十分な動力を提供するが、燃焼プロセスは、排気ガスを結果として生じさせ、排気ガスは、典型的に、車両の排気パイプを介して大気中に排出される。そのような排気ガスは、典型的に、粒子状物質を含み、粒子状物質は、エンジンからの排気が大気と混合するときに形成される。具体的には、排気ガスが大気と混合するときに、排気ガスの中に存在する燃焼生成物(すなわち、すす、炭化水素、硫酸塩、硝酸塩、および灰)は、吸着、凝縮、および凝集の生理化学的なプロセスを介して、様々なサイズの粒子になる。
【0006】
ディーゼルエンジンおよび直接噴射式ガソリンエンジンなどのような内燃エンジンの排気ガスからの微粒子のエミッションは、米国および国外の両方の様々な規制機関によって制限されている。内燃エンジンからのエミッションを抑制することに関与する規制機関は、排気ガス、および、排気ガスの中に結果として起こる粒子状物質をテストするための様々な測定方法論および基準を公布している。1つのそのような測定方法論は、制御された状態で、排気ガスのサンプルを大気と混合させること、および、希釈させることを含む。排気ガスおよび空気のフローは、微粒子フィルターを通過し、微粒子フィルターは、その後に分析され、フィルターによって収集された粒子状物質の重量を決定する。
【0007】
フィルター上の排気ガス/空気の混合物からの粒子状物質を収集することは、排気ガスの中に含有される粒子状物質の量を決定するための正確な方法論を提供するが、フィルターが特定のテストフローに適正に対応していない場合には、そのような測定の完全性が損なわれることが多い。たとえば、エミッション測定テスト装置は、連邦試験手順75(FTP−75)によって要求されるように、3つのフェーズを含む可能性があり、結果として、3つのフィルター媒体にそれぞれ関連付けられた3つの流体テストストリームを同様に含む可能性がある。エミッションテストの前に、エミッションテストの間に、および、エミッションテストの後に、それぞれのフィルター媒体を特定のフェーズに適正に割り当てることは、それぞれのフィルター媒体の重量測定データが特定のフェーズに適正に結び付けられるということを確実にするために必須である。
【0008】
フィルター媒体が、エミッションテストの様々なフェーズに適正に割り当てられていない場合には、結果として生じるデータ(したがって、エンジンに関して報告されるエミッション)は、不正確である可能性がある。不正確なテスト結果により、エンジンが特定の規格を不合格になり、したがって、認証を満たすことができないという結果を生じさせる可能性がある。したがって、エミッションテスト装置の中へ挿入され、エミッションテスト装置から除去されるそれぞれのフィルター媒体が、テストの実施の前に、および、テストの実施に続いて、エミッションテストの特定のフェーズに適正に割り当てられることを確実にし、正確で信頼性の高い結果を確実にするために、エミッションテストを実施する際には注意が払われなければならない。
【発明を実施するための形態】
【0019】
対応する参照番号は、図面のいくつかの図を通して、対応する部品を示している。
【0020】
ここで、例示的な実施形態が、添付の図面を参照して、より十分に説明されることとなる。
【0021】
例示的な実施形態は、この開示が完全なものとなるように提供されており、かつ、範囲を当業者に十分に伝達することとなる。特定のコンポーネント、デバイス、および方法の例などのような多数の具体的な詳細が述べられており、本開示の実施形態の完全な理解を提供する。具体的な詳細は、用いられる必要がなく、例示的な実施形態は、多くの異なる形態で具現化することが可能であり、いずれも、本開示の範囲を限定するように構成されるべきではないということが、当業者に明らかになることとなる。いくつかの例示的な実施形態では、よく知られたプロセス、パーツのデバイス構造、および、パーツの技術は、詳細に説明されてはいない。
【0022】
本明細書で使用されている専門用語は、単に、特定の例示的な実施形態を説明する目的のためのものであり、限定することを意図していない。本明細書で使用されているように、単数形の「1つの(a)」、「1つの(an)」、および、「前記(the)」は、文脈が別段、明確に示さない限り、複数形も同様に含むことを意図している可能性がある。「備える(comprises)」、「備える(comprising)」、「含む(including)」、および「有する(having)」の用語は、包含的であり、したがって、述べられている特徴、整数、ステップ、動作、エレメント、および/またはコンポーネントの存在を特定しているが、1つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、エレメント、コンポーネント、および/または、それらのグループの存在または付加を排除していない。本明細書で説明されている方法ステップ、プロセス、および動作は、実施の順序として具体的に識別されていなければ、議論または図示されている特定の順序でそれらを実施することを必ず必要とするものとして解釈されるべきでない。また、追加的なまたは代替的なステップを用いることが可能であるということが理解されるべきである。
【0023】
エレメントまたは層が、別のエレメントまたは層の「上にある」、「に係合されている」、「に接続されている」、または「に連結されている」と表されている場合には、それは、他のエレメントまたは層の直接的に上にあるか、直接的に係合されているか、直接的に接続されているか、または、直接的に連結されているということである可能性があり、または、介在するエレメントまたは層が存在し得る。それとは対照的に、エレメントが、別のエレメントまたは層の「直接的に上にある」、「に直接的に係合されている」、「に直接的に接続されている」、または、「に直接的に連結されている」と表されている場合には、介在するエレメントまたは層が存在することが可能ではない。エレメント同士の間の関係を説明するために使用される他の語句は、同様の方式で解釈されるべきである(たとえば、「の間に」対「の間に直接的に」、「隣接して」対「直接的に隣接して」など)。本明細書で使用されているように、「および/または」の用語は、関連付けられたリストアップされている項目のうちの1つまたは複数の任意の組合せおよびすべての組合せを含む。
【0024】
第1、第2、第3などの用語は、様々なエレメント、コンポーネント、領域、層、および/またはセクションを説明するために本明細書で使用することが可能であるが、これらのエレメント、コンポーネント、領域、層、および/またはセクションは、これらの用語によって限定されるべきではない。これらの用語は、単に、あるエレメント、コンポーネント、領域、層、またはセクションを、別の領域、層、またはセクションから区別するために使用されている可能性がある。「第1の」、「第2の」などの用語、および、他の数字の用語は、本明細書で使用されるときに、文脈によって明確に示されていない場合には、シーケンスまたは順序を暗示してはいない。したがって、以下で議論されている第1のエレメント、コンポーネント、領域、層、またはセクションは、例示的な実施形態の教示から逸脱することなく、第2のエレメント、コンポーネント、領域、層、またはセクションと称することが可能である。
【0025】
「内側」、「外側」、「下」、「下方」、「下側」、「上方」、「上側」などのような、空間的に相対的な用語は、説明をしやすくするために、図に示されているように、別のエレメントまたは特徴に対する1つのエレメントまたは特徴の関係を説明するために本明細書で使用されている可能性がある。空間的に相対的な用語は、図に示されている配向に加えて、使用時または動作時のデバイスの異なる配向を包含するように意図している可能性がある。たとえば、図の中のデバイスがひっくり返される場合には、他のエレメントまたは特徴の「下方」または「下」として説明されているエレメントは、他のエレメントまたは特徴の「上方」に配向させられることとなる。したがって、例示的な用語の「下方」は、上方および下方の配向の両方を包含することが可能である。デバイスをその他に配向させる(90度または他の配向だけ回転させる)ことが可能であり、本明細書で使用されている空間的に相対的な記述子は、それに応じて解釈される。
【0026】
図を参照すると、エミッションテスト装置10(
図7)が提供され、エミッションテスト装置10は、フィルターハウジング12とフィルター媒体14とを含むことが可能である。フィルター媒体14は、フィルターハウジング12の中に選択的に配設させることが可能であり、また、エミッションテストの間にフィルターハウジング12と協働し、排気ガスおよび大気を含有する空気流の中に含有される粒子状物質を捕獲することが可能である。
【0027】
フィルターハウジング12は、フィルターハウジング12の内側体積20(
図6)を形成するように協働する第1のハウジング16および第2のハウジング18を含むことが可能である。第1のハウジング16は、第1の端部22と、第2の端部24と、第1の端部22と第2の端部24との間に延在するテーパー穴26とを含むことが可能である。第1の端部22は、継手30をその中に受け入れる実質的に円筒形状のポート28を含むことが可能である。第2の端部24は、第1のハウジング16の、第1の端部22とは反対側の端部に配設されており、支持表面34を画定する凹部32を含むことが可能である。凹部32および支持表面34は、第1のハウジング16の中にフィルター媒体14を支持するように協働し、フィルターハウジング12の内側体積20の中にフィルター媒体14を適正に位置決めすることが可能である。第1のハウジング16は、ラッチ機構36およびヒンジ38を追加的に含むことが可能であり、ヒンジ38は、第1のハウジング16の、ラッチ機構36とは反対側に形成されている。
【0028】
第2のハウジング18は、第1のハウジング16に枢動可能に取り付けることが可能であり、また、第1の端部40と、第2の端部42と、第1の端部40と第2の端部42との間に延在するテーパー穴44とを含むことが可能である。第1の端部40は、継手48をその中に受け入れるポート46(
図6)を含むことが可能である。第1の端部22の継手30と同様に、継手48は、第2のハウジング18のテーパー穴44に同様に流体連通している。第2の端部42は、第2のハウジング18の、第1の端部40とは反対側の端部に形成されており、第1のハウジング16の凹部32および支持表面34と協働する支持表面52を有する凹部50を含み、フィルター媒体14をフィルターハウジング12の中に適正に位置決めおよび支持することが可能である。
【0029】
第2のハウジング18は、保持エレメント54およびヒンジ56を追加的に含むことが可能であり、ヒンジ56は、第2のハウジング18の、保持エレメント54とは反対側に形成されている。保持エレメント54は、ラッチ機構36と選択的に協働し、第1のハウジング16と第2のハウジング18との間で相対位置を固定することが可能である。ヒンジ56は、第1のハウジング16のヒンジ38と協働することが可能であり、第1のハウジング16および第2のハウジング18が互いに対してヒンジ38、56の周りで枢動することを可能にする。具体的には、それぞれ第1のハウジング16および第2のハウジング18のヒンジ38、56の中を通して、ピン58(
図6)を挿入することが可能であり、第1のハウジング16および第2のハウジング18がピン58の周りで互いに枢動可能に接続されることを可能にする。
【0030】
フィルター媒体14は、エンジンからの排気ガスを含有する流体ストリームと関連付けられた粒子状物質を同時に捕獲しながら、空気がフィルター媒体14を通って流れることを許容する、事実上任意の材料から形成され得る。第1のハウジング62および第2のハウジング64を有するフィルターキャリアーまたは「パック」60によって、フィルター媒体14をフィルターハウジング12の中に支持することが可能である。フィルター媒体14を第1のハウジング62と第2のハウジング64との間に位置決めすることが可能であり、第1のハウジング62が第2のハウジング64の中へ挿入される場合に、フィルター媒体14を所定の位置に保持することが可能である。具体的には、第1のハウジング62は、フィルター媒体14が第1のハウジング62と第2のハウジング64との間に配設された状態で、第2のハウジング64の中へ圧入することが可能である。第1のハウジング62と第2のハウジング64との間の相互作用は、第1のハウジング62が第2のハウジング64の中へ圧入される場合、第1のハウジング62および第2のハウジング64とともに移動するように、フィルター媒体14を固定することが可能である。
【0031】
動作中に、第1のハウジング16が、ヒンジ38、56において、第2のハウジング18に枢動可能に取り付けられている場合、第1のハウジング16および第2のハウジング18の凹部32、50の中に、それぞれ、フィルター媒体14を位置決めすることが可能である。そのように、フィルターキャリアー60の第1のハウジング62および第2のハウジング64は、第1のハウジング16および第2のハウジング18の支持表面34、52とそれぞれ当接関係にあることが可能である。
【0032】
フィルターハウジング12の中において、フィルター媒体14を所望の位置に保持することが可能であり、第2のハウジング18に対する第1のハウジング16の位置を固定するために、ラッチ機構36が保持エレメント54に係合する場合に、第1のハウジング62が支持表面34と当接関係にあり、第2のハウジング64が支持表面52と当接関係にあるようになっている。たとえば、ラッチ機構36が保持エレメント54に係合する場合に、力が、第2のハウジング18に「Z」方向(
図6)に加えられ、第1のハウジング16と第2のハウジング18との間にフィルター媒体14を締め付けることが可能である。ラッチ機構36が、ラッチ係合(latched)状態(
図6)からラッチ解除(unlatched)状態(図示せず)へ移動させられ、第1のハウジング16に対する第2のハウジング18の枢動をもう一度許容するまで、フィルター媒体14に加えられる力が維持される。
【0033】
ラッチ機構36がラッチ係合状態にあり、第1のハウジング16の第2の端部24が第2のハウジング18の第2の端部42と当接関係にあるようになっている場合に、第1のハウジング16は、第2のハウジング18に流体連結されている。そのように、第1のハウジング16に関連付けられた継手30は、第2のハウジング18に関連付けられた継手48に流体連結されており、第1のハウジング16、第2のハウジング18、継手30、および継手48が、フィルターハウジング12の長手方向軸線66に沿って互いに流体連結されるようになっている。
【0034】
とりわけ
図7を参照すると、エミッションテスト装置10は、サイクロン68および制御キャビネット70を含むように示されている。サイクロン68は、内燃エンジン72に取り付けられ、エンジン72のエミッションをテストすることが可能である。サイクロン68は、エンジン72からの排気ガスを受け入れることが可能であり、テストする前に排気ガスを希釈させるために、排気ガスを大気と混合させることが可能である。サイクロン68は、1つまたは複数の流体ストリームを作り出すことが可能であり、それぞれの流体ストリームをそれぞれのフィルターハウジング12に方向付けすることが可能である。1つの構成では、サイクロン68は、3つの流体ストリームを生成させ、3つのフェーズ(FTP−75に従ってコールドスタートフェーズ、トランジェントフェーズ、およびホットスタートフェーズ)でエンジン72をテストする。サイクロン68が、先述のフェーズを発生させるために3つの流体ストリームを発生させる場合には、それぞれの流体ストリームは、フィルター媒体14がその中に配設されたフィルターハウジング12を含むこととなる。
【0035】
制御キャビネット70は、真空部74を含むことが可能であり、真空部74は、フィルターハウジング12がサイクロン68および制御キャビネット70に取り付けられている場合に、サイクロン68からフィルターハウジング12を通して排気ガス/大気の混合物を引き込む。制御キャビネット70は、サイクロン68および/または真空部74の動作を制御する制御装置76を追加的に含むことが可能である。
【0036】
動作中に、継手30、48において、フィルターハウジング12をサイクロン68および制御キャビネット70に取り付けることが可能である。具体的には、第1のハウジング16および第2のハウジング18とそれぞれ関連付けられた継手30、48は、クイックコネクト継手とすることが可能であり、クイックコネクト継手は、フィルターハウジング12がサイクロン68および制御キャビネット70に迅速に接続すること、および、それらから取り外されることを可能にする。そのように、サイクロン68は、第1のハウジング16の継手30に選択的に接続される継手78を含むことが可能であり、制御キャビネット70は、第2のハウジング18の継手48に選択的に接続される継手80を含むことが可能であり、フィルターハウジング12が、サイクロン68および制御キャビネット70に、容易におよび迅速に接続されることを可能にする。
【0037】
1つの構成では、制御キャビネット70に関連付けられた継手80は、可撓性の流体ライン82を含むことが可能であり、流体ライン82は、継手80がフィルターハウジング12に対して移動可能となることを可能にし、サイクロン68の継手78への、および、制御キャビネット70の継手80への、フィルターハウジング12の取り付けを容易にする。第1のハウジング16の継手30が継手78に接続され、第2のハウジング18の継手48が継手80に接続されると、サイクロン68は、フィルターハウジング12を介して制御キャビネット70の真空部74に流体連結される。
【0038】
テストは、排気ガスを作り出すために内燃エンジン72を始動させることによって実施することが可能である。排気ガスは、サイクロン68によって受け入れられ、サイクロン68は、排気ガスを大気と混合させ、継手78に到達する前にガスを希釈させる。制御キャビネット70に関連付けられた真空部74によって排気ガス/大気の混合物に与えられる力に起因して、排気ガス/大気の混合物は、フィルターハウジング12を通して引き込まれる。排気ガス/大気の混合物は、フィルターハウジング12の内側体積20の中へ引き込まれ、フィルター媒体14を通過する。具体的には、排気ガス/大気の混合物は、第1のハウジング16のテーパー穴26の形状に起因して、フィルター媒体14に向かって押し込まれ、同様に、排気ガス/大気の混合物がフィルター媒体14を通過した後に、テーパー穴44によって、継手48に方向付けされる。
【0039】
排気ガス/大気の混合物は、継手48においてフィルターハウジング12を出ていき、流体ライン82を介して制御キャビネット70に進入する。排気ガス/大気の混合物の所定の体積がフィルター媒体14を通過すると、エンジン72が停止させられ、フィルターハウジング12を継手78、80から取り外すことが可能である。この時点において、ラッチ機構36は、ラッチ解除状態となるように移動させられ、第1のハウジング16と第2のハウジング18との間の枢動移動を可能にし、フィルターキャリアー60(ひいては、フィルター媒体14)をフィルターハウジング12から除去することを可能にする。
【0040】
フィルター媒体14は、フィルターキャリアー60の第1のハウジング62および第2のハウジング64から除去することが可能であり、フィルター媒体14を計量することを可能にする。フィルター媒体14の重量は、フィルター媒体14のテスト前重量と比較され、エミッションテストの間にフィルター媒体14によって収集された粒子状物質の重量を決定する。フィルター媒体14の重量は、エミッションテストの間に排気ガス/大気の混合物がフィルター媒体14を通って流れる前のフィルター媒体14の重量と比較され、フィルター媒体14によって収集された粒子状物質の重量を決定し、したがって、内燃エンジン72の動作によって生成される粒子状物質の量を決定する。フィルター媒体14の重量、および、エミッションテストの特定のフェーズは、内燃エンジン72の全体的なエミッションを決定する際に使用するために記録される。
【0041】
したがって、以上に説明されているように、フィルター媒体14は、フィルターハウジング12とともに使用され、エミッションテストの特定のフェーズに関して、内燃エンジン72のエミッションを決定することが可能である。さらに、いくつかのフィルターハウジング12(それぞれが、フィルター媒体14を含有する)は、3つの流体ストリームをテストするために使用され、たとえば、内燃エンジンのFTP−75への準拠性を判定することが可能である。そのように行う場合に、それぞれの特定のフィルターハウジング12およびそれぞれの流体ストリームに割り当てられたフィルター媒体14は、それぞれのフェーズの正確な測定を得るために記録されなければならない。すなわち、粒子状物質の重量がFTP−75測定基準の特定のフェーズに適正に結び付けられることを可能にするために、それぞれのフィルター媒体14(ひいては、フィルター媒体14によって収集された結果として生じる粒子状物質)は、特定のフィルターハウジング12および特定の流体ストリームに適正に割り当てられなければならない。
【0042】
エミッションテスト装置10は、識別システムを含むことが可能であり、識別システムは、フィルター媒体14が、特定のフィルターハウジング12に適正に割り当てられ、リンク付けされることを可能にし、さらに、特定のフィルターハウジング12が、特定の空気フローに適正に割り当てられ、リンク付けされることを可能にする。1つの構成では、フィルター媒体14は、バーコード84(
図3)を含むことが可能であり、バーコード84は、フィルター媒体14を識別し、フィルター媒体14に特定の識別子を割り当てる。同様に、フィルターハウジング12の第1のハウジング16および第2のハウジング18のうちの1つは、凹部32の近位に配設されている第1のバーコード86と、フィルターハウジング12の内側体積20から外部に位置付けされている第2のバーコード88とを含むことが可能である。バーコード86、88のそれぞれは、第1のハウジング16(ひいては、特定のフィルターハウジング12)を識別し、フィルターハウジング12に特定の識別子を割り当てる。
【0043】
また、フィルターキャリアー60は、1つまたは複数のバーコード85を含み、特定のフィルターキャリアー60を識別し、フィルターキャリアー60に特定の識別子を割り当てることが可能である。1つの構成では、フィルターキャリアー60は、異なる場所に互いに対して異なる角度で位置決めされている2つのバーコード85(
図3)を含む。異なる場所および/または異なる角度にバーコード85を位置決めすることは、バーコード85を読み取ることを容易にする。
【0044】
最後に、また、エミッションテスト装置10のそれぞれの流体ストリームは、それぞれの流体ストリームを識別するバーコード90(
図7)を含むことが可能である。たとえば、エミッションテスト装置10が、3つの異なる試験用治具を利用することによって、3つの別々の流体ストリームをテストするように構成されており、試験用治具が、それぞれ、サイクロン68に連結されている継手78と、制御キャビネット70の真空部74に接続されている継手80とを有している場合には、それぞれの流体ストリームが、特定の試験用治具の上に位置付けされているバーコード90に割り当てられ、それぞれの空気フローに識別子を割り当て、様々な試験用治具、ならびに、関連付けられた流体ストリームおよびフェーズの間を区別することが可能である。バーコード90は、フィルターハウジング12の近位の試験用治具の上に位置付けさせることが可能であり、バーコード90が、フィルターハウジング12の第1のハウジング16の外部表面の上に位置付けされているバーコード88の近位に位置付けされるようになっている。
【0045】
フィルター媒体14、フィルターハウジング12、フィルターキャリアー60、および、テスト装置10の流体ストリームは、バーコード84、85、86、88、90をそれぞれ含むものとして説明されているが、他の識別の形態が使用され、フィルター媒体14、フィルターハウジング12、フィルターキャリアー60、および、テスト装置10の流体ストリームのそれぞれに特定の識別子を割り当てることが可能である。すなわち、無線自動識別(RFID)が使用され、バーコード84、85、86、88、90に加えて、または、バーコード84、85、86、88、90に代えて、フィルターハウジング12、フィルター媒体14、フィルターキャリアー60、および流体ストリームのうちのいずれか1つまたはそれぞれを識別することが可能である。たとえば、フィルター媒体14には、バーコード84に代えて、または、バーコード84に加えて、RFIDタグ100(
図3)を設けることが可能である。RFIDタグ100は、テスト装置10に関連付けられたRFIDリーダー102(
図7)によって読み取ることが可能であり、RFIDリーダー102は、有線通信または無線通信を介して制御装置76に特定のフィルター媒体14を識別することが可能である。
【0046】
とりわけ
図8を参照して、エミッションテスト装置10の動作が、詳細に説明されることとなる。内燃エンジン72が、サイクロン68に取り付けられ、制御キャビネット70が、特定のエミッションテストを行うように構成されると、フィルター媒体14は、92において、手動で記録することが可能であるか、または、代替的に、バーコード84をスキャンすることによって、制御装置76によって記録することが可能である。フィルター媒体14がRFIDタグ100を含む場合には、制御装置76は、RFIDタグ100がRFIDリーダー102の近位に持っていかれる場合に、RFIDリーダー102によって提供される情報に基づいて、フィルター媒体14を記録することが可能である。フィルター媒体14は、手動でRFIDリーダー102の近位に持っていくことが可能であるか、または、代替的に、フィルターキャリアー60がオートメーション(automation)(図示せず)を介して輸送される場合には、RFIDリーダー102のそばを通ることが可能である。
【0047】
フィルター媒体14の識別に続いて、フィルター媒体14は、94において、フィルター媒体14のテスト前重量を得るために計量することが可能である。計量されると、制御装置76は、96において、空の重量にフィルター識別を割り当てることが可能であり、98において、特定のフィルター媒体14のバーコード84は、もう一度読み取られ、フィルター媒体14の重量にリンクさせることが可能である。フィルター媒体14は、追加的にまたは代替的に、(存在する場合には)RFIDを介してリンクさせることが可能である。
【0048】
98におけるフィルター媒体14の識別に続いて、100において、フィルター媒体14に関連付けられたフィルターキャリアー60、および、フィルター媒体14がその中に設置されるフィルターハウジング12も、手動で識別することが可能であり、または、代替的に、フィルターキャリアー60およびフィルターハウジング12に関連付けられたバーコード85、86をそれぞれスキャンすることによって、識別することが可能である。フィルターハウジング12が手動で識別された後に、または、代替的に、バーコード85、86がスキャンされた後に、102において、制御装置76は、フィルターハウジング12の識別を、フィルター媒体14およびフィルターキャリアー60の識別に関連付け、フィルター媒体14およびフィルターキャリアー60を特定のフィルターハウジング12にリンクさせることが可能である。制御装置76が、フィルターハウジング12の識別を、特定のフィルター媒体14およびフィルターキャリアー60にリンクさせると、フィルター媒体14およびフィルターキャリアー60をフィルターハウジング12の中へ搭載することが可能であり、ラッチ機構36を、ラッチ係合状態へ移動させることが可能である。
【0049】
フィルター媒体14およびフィルターキャリアー60は、フィルターハウジング12の中へ手動で搭載させることが可能である。代替的に、オートメーションが使用され、フィルター媒体14およびフィルターキャリアー60をフィルターハウジング12の中に搭載することが可能である。オートメーションが使用され、フィルター媒体14およびフィルターキャリアー60をフィルターハウジング12の中へ搭載する場合には、制御装置76は、RFIDリーダー102のそばにフィルター媒体14を通すようにオートメーションに命令することが可能であり、RFIDリーダー102が、(存在する場合には)RFIDタグ100を介して、フィルター媒体14を読み取って識別することを可能にする。
【0050】
フィルター媒体14およびフィルターキャリアー60が、(手動で、または、オートメーションを介して、のいずれかで)フィルターハウジング12の中へ搭載されると、フィルターハウジング12をサイクロン68に流体連結させることが可能である。具体的には、104において、フィルターハウジング12(フィルター媒体14およびフィルターキャリアー60を含む)を、継手78、80を介して、サイクロン68および制御キャビネット70に流体連結させることが可能である。
【0051】
第1のハウジング16の継手30が、サイクロン68に関連付けられた継手78に取り付けられ、第2のハウジング18の継手48が、制御キャビネット70に関連付けられた継手80に取り付けられると、106において、バーコード88をスキャンすることによって、フィルターハウジング12を識別することが可能である。同様に、108において、流体ストリームに関連付けられたバーコード90が、同様に読み取られ、特定の流体ストリームを識別することが可能である。110において、特定のフィルターハウジング12の識別、および、特定の流体ストリーム/試験用治具の識別を、制御装置76によって互いに関連付けることが可能である。この時点では、バーコード84を介して、および/または、RFIDタグ100を介して、フィルター媒体14を識別すること、ならびに、バーコード86を介してフィルターハウジング12を識別することは、フィルターハウジング12をフィルター媒体14にリンクさせる。同様に、バーコード88を介して特定のフィルターハウジング12を識別すること、および、バーコード90を介して特定の流体ストリームを識別することは、特定のフィルターハウジング12を流体ストリームにリンクさせる。そのように、フィルター媒体14および流体ストリームのそれぞれが、特定のフィルターハウジング12にリンク付けされるので、流体ストリームをフィルター媒体14にリンクさせることが可能である。112において、制御装置76によって、先述の情報を記録および保存することが可能である。
【0052】
制御装置76によって、フィルター媒体14が、特定のフィルターハウジング12にリンク付けされ、特定のフィルターハウジング12が、特定の流体ストリームにリンク付けされると、制御装置76は、装置10の中にリークが存在しないようにエミッションテスト装置10が適正に構成されているということを判定することが可能である。制御装置76は、たとえば、継手80にデジタル入力信号を供給することによって、フィルターハウジング12が継手78、80の中に適正に設置されていることを判定することが可能である。継手80がフィルターハウジング12に接続され、そして、フィルターハウジング12が継手78に接続されているので、継手78がグランドにあり、継手78がフィルターハウジング12に適正に接続され、フィルターハウジング12が継手80に適正に接続されている場合には、制御装置76は、114において、フィルターハウジング12が継手78および継手80に適正に接続されているということを判定することが可能である。
【0053】
制御装置76は、フィルターハウジング12が設置されている特定の流体ストリームをチェックすることが可能であるが、エミッションテスト装置10の他の流体ストリームが、フィルターハウジング12に流体連結されるか、または、代替的に、キャップをされるか、のいずれかとなるまで、テストを開始させることはできない。エミッションテスト装置10が、3つのテストストリームを含むが、たとえば、2つのフィルターハウジング12だけがテストを受ける場合には、真空部74が、排気ガス/大気の混合物をフィルターハウジング12の中へ引き込むことなく、サイクロン68を通してテストチャンバー(図示せず)の中へ排気ガス/大気の混合物を引き込むことを防止するために、第3の流体ストリームはキャップをされなければならない。したがって、特定の流体ストリームが、現在テストを受けていない場合には(すなわち、特定の流体ストリームが、フィルターハウジング12に流体接続されていない場合には)、キャップ116(
図7)を継手78に接続させることが可能である。継手30と同様の様式で、キャップ116を継手78に取り付けることが可能であり、キャップ116は、継手78を通る流体連通を防止する。キャップ116は、継手80と同様の方式で、制御装置76によって、デジタル入力を供給され、キャップ116が継手78に取り付けられているかどうかを判定することが可能である。
【0054】
サイクロン68に関連付けられている流体ストリームのそれぞれが、キャップ116に接続されていることを確認されると、または、代替的に、フィルターハウジング12に適正に接続されると、制御装置76は、118において、エミッションテストを実行することが可能である。上記に説明されているように、エミッションテストは、エンジン72を始動させること、および、排気ガスをサイクロン68の中へ流入させることを含み、サイクロン68において、排気ガスが大気と混合させられる。排気ガスおよび大気の混合物は、制御キャビネット70に関連付けられた真空部74によって与えられる力を介して、継手78を通して、フィルターハウジング12の中へ引き込まれる。排気ガス/大気は、フィルター媒体14を通して引き込まれ、排気ガスの中で処理された粒子状物質が、フィルター媒体14の上に収集する。
【0055】
制御装置76によって、特定のテスト、または、テストのセグメントを特定のフィルター媒体14にリンクさせることが可能である。たとえば、フィルター媒体14が、テストの一部分(すなわち、テストセグメント)のために使用される場合には、バーコード84をスキャンすることによって、および/または、RFIDタグ100を読み取ることによって、ならびに、特定のフィルター媒体14をテストセグメントにリンクさせることによって、特定のフィルター媒体14を特定のテストセグメントにリンクさせることが可能である。このように、フィルター媒体14を、テストの特定の部分またはセグメントに適正に結び付けることが可能である。フィルター媒体14は、テストセグメントにリンク付けされるものとして説明されているが、フィルター媒体14をテスト全体の長さにリンクさせることが可能である。
【0056】
テストに続いて、フィルターハウジング12を継手78、80から取り外すことが可能であり、ラッチ機構36をラッチ解除状態へ移動させることが可能である。第1のハウジング16を第2のハウジング18に対して枢動させることが可能であり、フィルターキャリアー60(ひいては、フィルター媒体14)を、フィルターハウジング12から除去することを可能にする。第1のハウジング62を第2のハウジング64から分離することが可能であり、フィルター媒体14をフィルターキャリアー60から除去することが可能である。この時点で、120において、フィルター媒体14を計量することが可能であり、制御装置76によって重量を記録することが可能である。次いで、制御装置76は、122において、テスト後のフィルターの重量をフィルターIDに関連付けまたはリンクさせることが可能であり、その後に、124において、エンジン72のエミッションを計算することが可能である。フィルター媒体14およびフィルターキャリアー60を搭載することと同様に、フィルター媒体14およびフィルターキャリアー60の除去は、手動で、または、オートメーションを介して自動的に、実施することが可能である。
【0057】
上記に説明されているように、フィルターハウジング12、フィルター媒体14、フィルターキャリアー60、および流体ストリームのバーコード84、86、85、88、90のそれぞれは、制御装置76によって、それぞれ個別にスキャンおよび記録される。追加的にまたは代替的に、RFIDリーダー102によってRFIDタグ100をスキャンおよび識別し、フィルター媒体14を識別することが可能である。先述の手順は、フィルター媒体14が、フィルターハウジング12に適正に関連付けられ、そして、フィルターハウジング12が、流体ストリームに適正に関連付けられることを確実にし、エミッションテストの前に、エミッションテストの間に、およびエミッションテストに続いて、フィルター媒体14が、流体ストリームにリンク付けされることを確実にする。そうする場合に、
図8に概説されている手順は、記録されたフィルター媒体14の重量が、適正な流体ストリームに結び付けられ、および、したがって、特定のエミッションテストの適正なフェーズに結び付けられることを確実にする。
【0058】
バーコード84、85、86、88、および90のそれぞれは、個別にスキャンされているが、代替的に、バーコード84、86、88、および90を一緒にスキャンすることが可能である。すなわち、バーコードリーダー(図示せず)を1回トリガーすることによって、バーコードのうちの2つを同時に読み取ることが可能である。
【0059】
図9A〜
図9Bを参照して、エミッションテスト装置10の動作が、より詳細に説明されることとなり、それによって、いわゆる「シングルショット」バーコードリーダーが、2つのバーコードを同時に読み取るために利用される。最初に、126において、フィルター媒体14に関連付けられたバーコード84をスキャンすることによって、または、代替的に、フィルター媒体14の識別子を制御装置76の中に手動記録することによって、フィルター媒体14を識別することが可能である。128において、フィルター媒体14を計量することが可能であり、130において、テスト前重量が、特定のフィルターIDに関連付けられる。フィルター媒体14の重量が制御装置76によって記録されると、132において、フィルター媒体14のバーコード84をフィルターハウジング12のバーコード86とともに同時に読み取ることが可能であり、134において、特定のフィルター媒体14を特定のフィルターハウジング12に自動的に関連付ける。バーコード84はバーコード86とともに同時に読み取られるので、バーコード84をフィルター媒体14の外径の近位に位置決めすることが可能であり、バーコード84が、
図3に示されているように、フィルターハウジング12の第1のハウジング16に関連付けられたバーコード86の極めて近くにあることを可能にする。
【0060】
128における空のフィルターの計量と、バーコード84、86のスキャンとの間の時間が、特定の時間範囲内にあることを制御装置76が判定し、フィルターハウジング12の中に搭載される前に、フィルター媒体14が所定の時間よりも大気に露出されていないことを確実にし、フィルター媒体14が大気から微粒子を収集することを防止する。128においてフィルターが計量された時間と、フィルター媒体14およびフィルターハウジング12がスキャンされた時間との間の時間が、所定の量を超えている場合には、126において、フィルター媒体14が再びスキャンされ、128において再計量される。一方、128における空のフィルターの計量の時間と、フィルターハウジング12およびフィルター媒体14がスキャンされる時間との間の時間が特定の時間範囲内である場合には、136において、継手78、80をそれぞれ介して、フィルターハウジング12をサイクロン68および制御キャビネット70に接続させることが可能である。
【0061】
フィルターハウジング12が継手78、80に接続されると、138において、フィルターハウジング12に関連付けられたバーコード88、および、流体ストリーム/試験用治具に関連付けられたバーコード90を同時に読み取ることが可能である。次いで、制御装置76は、140において、継手80に供給される信号に基づいて、フィルターハウジング12が継手78、80に適正に接続されているかどうかということについて判定することが可能である。フィルターハウジング12が、継手78、80のいずれかまたは両方に適正に接続されていない場合には、制御装置76は、バーコード88、90が読み取られることを許容しないこととなり、フィルターハウジング12が特定の流体ストリームとリンク付けされることを可能にしないこととなる。一方、フィルターハウジング12が継手78、80に適正に接続されているということを制御装置76が判定する場合には、制御装置76は、フィルターハウジング12が設置されている特定の試験用治具が準備のできた状態であるということを識別することとなり、したがって、142において、流体がフィルターハウジング12を通してサイクロン68から制御キャビネット70へ流れることを許容することとなる。
【0062】
しかし、そうする前に、144において、制御装置76は、まず他の流体ストリームをチェックし、フィルターハウジング12がそれぞれの流体ストリームの中に適正に設置されているかどうかということを判定することとなる。そうでない場合には、ステップ144における判定が、サイクロン68および制御キャビネット70に流体連結されているフィルターハウジング12を有するそれぞれの流体ストリームを結果として生じさせるまで、制御装置76はステップ136に戻ることとなる。また、制御装置76は、146において他の流体ストリームをチェックし、流体ストリームがキャップをされている(すなわち、キャップ116を介して)かどうかということについて判定することとなる。他の流体ストリームがキャップをされている場合には、制御装置76は、148において、キャップをされたストリームを識別することとなり、または、代替的に、150において、キャップを外されているものとして流体ストリームを識別することとなる。それぞれの流体ストリームが、フィルターハウジング12に適正に接続されている場合には、または、代替的に、他の流体ストリームが、適正にキャップをされている場合には、制御装置76は、152において、特定のエミッションテストを始動させることに進むこととなる。
【0063】
制御装置76は、154において、テストを実行することに進むこととなり、それによって、排気ガスおよび大気の混合物を、フィルター媒体14を通して引き込む。テストに続いて、フィルター媒体14は、上記に説明されているように、フィルターハウジング12から除去されることとなり、156において、フィルター媒体14が再計量されることとなる。フィルターの後重量は、158において、記録されることとなり、フィルター媒体14のバーコード84が、もう一度スキャンされ、158において、フィルター媒体14のテスト後の重量を特定のフィルター媒体14にリンクさせ、その後に、160において、内燃エンジン72のエミッションが計算されることとなる。
【0064】
先述のエミッションテスト(
図8、
図9A、および
図9B)のそれぞれでは、フィルター媒体14は、識別され、フィルター媒体14が配設されている特定のフィルターハウジング12にリンク付けされ、さらに、特定のフィルターキャリアー60にリンクさせることが可能である。その後に、特定のフィルターハウジング12は、特定の試験用治具/流体ストリームにリンク付けされ、フィルターハウジング12を特定の試験用治具/流体ストリームにリンクさせる。したがって、試験用治具/流体ストリームは、フィルター媒体14にリンク付けされ、それによって、フィルター媒体14のテスト後の重量が、フィルターハウジング12および流体ストリームに適正にリンク付けされることを確実にする。結果として、フィルター媒体14の重量は、エミッションテストの正しいフェーズに適正に結び付けられ、それによって、内燃エンジン72のエミッションの正確な計算を結果として生じさせる。
【0065】
実施形態の先述の説明は、図示および説明の目的のために提供されてきた。それは、包括的であることを意図しておらず、または、本開示を限定することを意図していない。特定の実施形態の個別のエレメントまたは特徴は、一般的に、その特定の実施形態に限定されないが、適用可能な場合には、具体的には示されずまたは説明されていなくても、交換可能であり、選択された実施形態において使用することが可能である。また、特定の実施形態の個別のエレメントまたは特徴を、多くの方式で変化させることも可能である。そのような変形例は、開示からの逸脱としてみなされるべきではなく、すべてのそのような修正例は、本開示の範囲内に含まれることが意図されている。