(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から排出されるガスをサンプルガスとして採取し、これを水素炎イオン化検出器に導入し、そのとき水素炎イオン化検出器からプリアンプを介して出力されるオリジナル信号をコンピュータを用いた信号処理装置内に取り込み、取り込まれた信号に閾値を設けて高周波のノイズを含むオリジナル信号からパルス状のＳｏｏｔ信号を抽出するにあたり、ノイズの周波数がパルス状のＳｏｏｔ信号の周波数よりも高いことを利用して、前記オリジナル信号を前記プリアンプの周波数特性に等しい周波数特性を持つローパスフィルタに取り込み、このローパスフィルタでノイズのみが低減された信号に閾値を設けて前記Ｓｏｏｔ信号を抽出するようにしたことを特徴とする排ガス中のＰＭ測定におけるＳｏｏｔ信号検出方法。
【請求項２】
前記フィルタリングをコンピュータソフトで行う請求項１に記載の排ガス中のＰＭ測定におけるＳｏｏｔ信号検出方法。
【請求項３】
前記フィルタリングをコンデンサおよび抵抗からなる電気回路で行う請求項１に記載の排ガス中のＰＭ測定におけるＳｏｏｔ信号検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばディーゼルエンジンなど内燃機関から排出されるガス中に含まれるＰＭ（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ、すすなどの微粒子状物質）のうち、主として炭素成分であるｄｒｙ  Ｓｏｏｔ（以下、単にＳｏｏｔという）の信号を効率よく検出できる新規な排ガス中のＰＭ測定におけるＳｏｏｔ信号検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５に示すように、排気管２を流れるディーゼルエンジン１からの排ガスＧは、その一部がプローブ４を経てサンプルガス流路３にサンプルガスＳとして取り込まれる。そして、このサンプルガスＳは、水素炎イオン化検出器（ＦｌａｍｅＩｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ、以下、ＦＩＤという）５に導入され、サンプルガスＳ中に含まれるＴＨＣ（Total Hydro Carbon；全炭化水素）およびＳｏｏｔの量に比例した電流出力（ＦＩＤ信号）ｆが信号ライン６に出力される。ＦＩＤ信号（アナログ信号）ｆは、ＴＨＣの量に比例したＴＨＣ信号に、Ｓｏｏｔの量に比例した比較的低周波のパルス信号が重畳したものとなっている。このパルス信号はＳｏｏｔの粒径に応じた大小の信号からなる。そして、ＦＩＤ信号ｆは、ＦＩＤ５の後段に設置されたプリアンプ７によって適当に増幅および波形整形され、例えば、図６の上段に示すようなオリジナル信号ａとなり、この状態でパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣという）を用いた信号処理装置８に入力される。なお、前記オリジナル信号ａは０．５秒間隔内の信号であり、そのため、ベース信号は変動しない。
【０００３】
ところで、従来、ＦＩＤ５を用いてＳｏｏｔの量を検出する際、図７のステップ１０１で得たＦＩＤ５からの前記オリジナル信号ａを図７のステップ１０２でＰＣに取り込み、その信号ａに閾値ｔ（図６の上段参照）を設けてパルスｐ1 （図６の上段参照）を認識させていた（ステップ１０３）。図６の下段に、オリジナル信号ａから抽出されたパルス信号Ｐ1 を示す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、オリジナル信号ａには高周波のノイズＮがあり、小さなパルス信号はノイズＮ（図６の下段参照）に埋もれてオリジナル信号ａから抽出することが不可能であった。Ｐ2 は、ノイズＮに埋もれた小さなパルス信号を示す。
【０００５】
この発明は、上述の事柄に基づいてなされたもので、ノイズに埋もれていた小さなパルス信号をも効率よく抽出できる排ガス中のＰＭ測定におけるＳｏｏｔ信号検出方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の排ガス中のＰＭ測定におけるＳｏｏｔ信号検出方法は、内燃機関から排出されるガスをサンプルガスとして採取し、これを水素炎イオン化検出器に導入し、そのとき水素炎イオン化検出器からプリアンプを介して出力されるオリジナル信号をコンピュータを用いた信号処理装置内に取り込み、取り込まれた信号に閾値を設けて高周波のノイズを含むオリジナル信号からパルス状のＳｏｏｔ信号を抽出するにあたり、ノイズの周波数がパルス状のＳｏｏｔ信号の周波数よりも高いことを利用して、前記オリジナル信号を前記プリアンプの周波数特性に等しい周波数特性を持つローパスフィルタに取り込み、このローパスフィルタでノイズのみが低減された信号に閾値を設けて前記Ｓｏｏｔ信号を抽出するようにしている。
【０００７】
この発明は、プリアンプ７を介して出力されるオリジナル信号ａに閾値を設ける前に、プリアンプ７の周波数特性（図３参照）に略等しい周波数特性を持つローパスフィルタでオリジナル信号ａをフィルタリングする点に特徴がある。そのため、フィルタリングされた信号１０はノイズのみが低減されており、パルス１１，１２を認識させる閾値Ｔ（＜ｔ）を従来よりも低く設定することができ、その分パルス信号量を増大させることができるとともに、大きなパルス信号１３以外に、ノイズＮに埋もれて抽出することが不可能であった小さなパルス信号１４をも抽出することができる。
要するに、この発明は、ノイズの中にパルスを含むＦＩＤの信号にローパスフィルタを通した後に閾値を設け、パルスを検出する演算方法であることから、ノイズに埋もれていたパルス信号をも効率よく抽出できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好ましい実施例を、図を参照しながら説明する。図１は、フィルタリングをコンピュータソフトで行うようにしたこの発明の一実施形態を示す。この実施形態では、オリジナル信号ａにローパスフィルタをかけるためにそのフィルタリングをＰＣ（パーソナルコンピュータ）で行っている。図２の上段は、オリジナル信号ａのフィルタリングにより得られた信号１０を示し、図２の下段は、このフィルタリングされた信号１０から抽出されたパルス信号１３，１４を示す。また、図３中のＦはプリアンプ７の周波数特性を示している。更に、図５は、この発明で用いられるＰＭ測定装置の一例を概略的に示す。なお、オリジナル信号（アナログ信号）ａを得るまでの動作は従来例と同様であるので、その説明を省略する。
【０００９】
図１〜図３、図５、図６において、高周波のノイズＮと比較的低周波のパルス信号ｐ1 ，ｐ2 を持つオリジナル信号ａにプリアンプ７の周波数特性に略等しい周波数特性を持つローパスフィルタをかける。
【００１０】
すなわち、ＦＩＤ５を用いてＳｏｏｔの量を検出する際、図１のステップ２０１で得たＦＩＤ５からのオリジナル信号ａを図１のステップ２０２でＰＣに取り込み、その信号ａに周波数特性Ｆを有するローパスフィルタを通す（ステップ２０３参照）。この実施形態では、フィルタリングをコンピュータソフトで行う。つまり、前記フィルタリング操作はＰＣにて行われる。これにより、フィルタリングされた信号１０を得る。この信号１０は、オリジナル信号ａと比較しても明らかなように、ノイズのみが低減されている。
【００１１】
続いて、ステップ２０４で前記信号１０に閾値Ｔ（図２の上段参照）を設けてパルス１１，１２を認識させる。この場合、前記信号１０はノイズのみが低減されているので、パルス１１，１２を認識させる前記閾値Ｔを、オリジナル信号ａに適用した閾値ｔよりも低く設定できる。よって、パルス信号量を増大させることができる。
【００１２】
また、１３，１４はフィルタリングされた信号１０から抽出されたパルス信号であるが、従来、ノイズＮに埋もれて抽出することが不可能であった小さなパルス信号１４（Ｐ2 ）をも抽出することができる。
【００１３】
このように、実データであるオリジナル信号ａからパルス信号Ｐ1 を抽出していた従来法に比して、実データのフィルタリングを行った後にパルス信号１３，１４を抽出するこの発明の方が、パルス信号１３，１４を高効率にて抽出できる。
【００１４】
そのため、パルス信号が重畳するＴＨＣ信号も精度よく得られる。
【００１５】
なお、上記実施形態では、ＰＣにてフィルタリングを行う例を示したが、図４に示すように、プリアンプ７の後段にオリジナル信号ａに電気回路よりなるローパスフィルタ１６を設け、このローパスフィルタ１６にオリジナル信号ａを通すことによりパルス信号の抽出効率を上げることもできる。このローパスフィルタ１６もプリアンプ７の周波数特性Ｆに略等しい周波数特性を持つ。図４において、ローパスフィルタ１６は、コンデンサ１７、抵抗１８から構成される。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、ノイズの周波数がパルスの周波数よりも高いことを利用して、もとの信号であるオリジナル信号にプリアンプの周波数特性に等しい周波数特性を持つローパスフィルタをかけることにより、ノイズのみを低減できる。そのため、ノイズのみが低減された信号において、パルス認識を行う閾値を下げることができ、Ｓｏｏｔ信号なるパルス信号のみを効率よく検出できるとともに、ＴＨＣ信号も効率よく検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の一実施形態を説明するためのフローである。
【図２】  上記実施形態において、ローパスフィルタでフィルタリングされた信号からのＳｏｏｔ信号抽出動作を説明するための図である。
【図３】  上記実施形態で用いたプリアンプの周波数特性図である。
【図４】  この発明の他の実施形態を示す構成説明図である。
【図５】  ＰＭ測定装置を示す構成説明図である。
【図６】  従来のＳｏｏｔ信号抽出動作を説明するための図である。
【図７】  従来例を説明するためのフローである。
【符号の説明】
１…内燃機関、５…水素炎イオン化検出器（ＦＩＤ）、７…プリアンプ、８…信号処理装置、１０…フィルタリングされた信号、１３，１４…Ｓｏｏｔ信号、ａ…オリジナル信号、Ｇ…排ガス、Ｓ…サンプルガス、Ｆ…プリアンプの周波数特性、Ｔ…閾値、ｆ…ＦＩＤ信号、Ｎ…ノイズ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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