JP2015519585A - タイムアライメント及び時間遅れを同期させるための排気サンプリングシステム及び方法 - Google Patents

タイムアライメント及び時間遅れを同期させるための排気サンプリングシステム及び方法 Download PDF

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Abstract

排気サンプリングシステムの第１の信号及び第２の信号を同期するためのシステム及び方法が提供されている。前記第１の信号は、第１の機器によって生成され、排気流量成分及び第１の機器のタイムスタンプ成分を含んでいる。前記第２の信号は、第２の機器によって生成され、汚染物質濃度成分及び第２の機器のタイムスタンプ成分を含んでいる。前記第２の機器は、第３の信号も生成し、前記第３の信号は、前記第１の信号によって影響を受けており、第２の機器のタイムスタンプ成分を含んでいる。同期モジュールは、前記第１の信号及び前記第２の信号の同期のために、前記第１の信号の第１の流量成分及び前記第１の機器のタイムスタンプ成分を、前記第３の信号及び前記第３の信号の前記第２の機器のタイムスタンプ成分と比較することによって、時間的関係を決定する。同期することによって、汚染物質の質量流量の正確な計算が可能になる。

Description

本願は米国仮出願番号61/658,050に基づく優先権の利益を主張しており、当該米国仮出願の内容全体は参照することによって本願に組み込まれる。
本発明は、タイムアライメント及び複数データ伝送信号の時間サンプリングレートを同期させるための排気サンプリングシステム及び方法に関する。
近年、内燃機関の排出規制は優先事項となっており、排出規制に関する法規は、現代のエンジンによって生じる排出ガスに関して、より厳格な基準を設定し続けている。より具体的には、これらの法規は、内燃機関によって生じる排気に含まれる排出物質を対象にしていることが多い。当該排出物質としては、一酸化炭素、二酸化炭素、NOx、未燃炭化水素及び大部分は煤塵である粒状物質が挙げられる。従って、圧縮点火エンジンの製造者及び火花点火エンジンの製造者も同様に、様々な排出規制装置を開発してきた。このような排出規制装置は、一酸化炭素、炭化水素及びNOxの排出ガスを除去する排気酸化触媒と、粒状物質を除去する排気粒子フィルタとを含んでいる。
排出規制の順守に関する試験用エンジンでは、エンジンによって生じる排気中の汚染物質の質量を決定することが望ましい。しかしながら、汚染物質濃度の測定の時間と排気流量とが正確に同期していない場合、汚染物質の質量を正確に計算することには問題がある。
汚染物質の質量を計算するのに必要な、例えば排気流量及び煤塵濃度を含むパラメータを測定するために、複数の機器が用いられる。これら複数の機器は信号を生成するが、当該信号が時間に関して容易に同期されることはない。なぜなら、機器によって生成される信号は、異なるレコーダによって記録されて良く、及び／又は、時間に関して調整された状態で開始しなくても良いからである。さらに、クロック速度がわずかに異なる場合に試験間隔を通して測定した際に、信号間で時間の進み又は遅れが存在する可能性がある。まず、排気流量及び汚染物質濃度のデータを有する信号を同期しないことには、汚染物質の質量を正確に計算することは不可能である。必要とされているのは、試験間隔の開始時及び試験間隔の間に生じる全ての時点で、これらの信号を時間に関して同期し、それによって汚染物質の質量の正確な値を計算可能にするためのシステム及び方法である。
概して、本発明は、タイムアライメント及び複数データ伝送信号のサンプリングレートを同期させるための排気サンプリングシステム及び方法を提供する。
一形態において、エンジンによって生じる排気をサンプリングするためのシステムが提供されている。当該システムは、第１の機器を含んでおり、第１の機器は、第１の機器の側を通過する排気の第１の流量を測定する。第１の流量の測定に反応して、第１の機器は第１の信号を生成する。第１の信号は、第１の流量成分及び第１の機器のタイムスタンプ成分を含んでいる。第１の流量成分は、第１の機器によって測定された第１の流量を示している。第１の機器のタイムスタンプ成分は、１回目の排気のサンプリングに関連付けられている。より具体的には、第１の機器によって測定された第１の流量は、エンジンを離れる排気の排気流量であって良い。それとして、第１の信号の第１の流量成分は、より具体的には、排気流量成分として定義されて良い。
当該システムは、第２の機器も含んでいる。第２の機器は、第２の機器の側を通過する排気の汚染物質濃度を測定する。排気の汚染物質濃度の測定に反応して、第２の機器は第２の信号を生成する。第２の信号は、汚染物質濃度成分及び第２の機器のタイムスタンプ成分を含んでいる。汚染物質濃度成分は、第２の機器によって測定される汚染物質濃度を示している。第２の機器のタイムスタンプ成分は、１回目の排気のサンプリングに関連付けられている。
汚染物質濃度を測定している間、第２の機器は第３の信号を生成する。第３の信号は、第２の機器のタイムスタンプ成分を含んでおり、第２の機器のタイムスタンプ成分は、第２の信号及び第３の信号によって共有されている。第３の信号は、第１の機器を介して測定された流量によって影響を受ける成分を有している信号を表わしている。より具体的には、第２の機器を介して測定される第３の信号は、排気粒状物質フィルタの近傍を流れるサンプルのフィルタ流量とされる。従って、より具体的には、第３の信号の流量成分は、フィルタ流量成分として定義され、第３の信号の流量成分は、第１の機器を介して測定された第１の変数によって影響を受ける。第３の信号の流量成分は、フィルタ流を決定するために用いられる機器の内部圧力、又は、測定された信号を監視若しくは補正するために用いられる他の圧力の圧力測定値とされる。
当該システムはさらに、同期モジュールを含んでいる。同期モジュールは第１の信号、第２の信号及び第３の信号を受信かつ処理し、第１の信号と第２の信号との間の時間的関係を決定する。同期モジュールは、第１の信号と第２の信号との間の時間的関係を、第１の信号の第１の流量成分及び第１の機器のタイムスタンプ成分を、第２の機器の第３の信号及び第３の信号の第２の機器のタイムスタンプ成分と比較することによって決定する。この時間的関係を決定することによって、第１の信号及び第２の信号の同期が可能である。
別の形態では、排気サンプリングシステムの信号の同期方法が提供されている。当該方法は、第１の機器からの第１の信号を検出するステップを含んでいる。第１の信号は、エンジンからの排気流量を示す、排気流量成分を含んでいる。第１の信号は、第１の機器のタイムスタンプ成分も含んでおり、当該成分は、１回目の排気のサンプリングに関連付けられている。当該方法は、第２の機器からの第２の信号を検出するステップも含んでいる。第２の信号は、第２の機器の側を通過する排気の汚染物質濃度を示す、汚染物質濃度成分を含んでいる。第２の信号は、１回目の排気のサンプリングに関連付けられた、第２の機器のタイムスタンプ成分も含んでいる。
当該方法はさらに、第２の機器からの第３の信号を検出するステップを提供している。第３の信号は、第２の機器内のサンプルガスの流量を示すフィルタ流量成分を含んでおり、それによって、第３の信号は、第１の機器の第１の信号からの影響を示している。代わりに、第３の信号は、第１の機器の第１の信号に関する影響を示している圧力測定を含んでいても良い。第３の信号は、第２の機器のタイムスタンプ成分も含んでいる。
第１の信号、第２の信号及び第３の信号の検出に反応して、当該方法は、第１の信号と第２の信号との間の時間的関係を決定するステップに進む。第１の信号が第３の信号に与える影響が検出され、第１の信号と比較される。有利には、時間的関係を、第１の信号及び第２の信号の時間に関する調整を行うために用いて良く、それによって排気の汚染物質の質量を正確に計算することが可能になる。
適用性のさらなる領域は、ここで提供される記載から明らかになるであろう。この要約における記載及び具体例は、説明を目的とするものに過ぎず、本開示の範囲を限定しようとするものではない。
本発明の上述の特徴及び利点並びに他の特徴及び利点については、容易に認識されると共に、同様に、添付図面に関して検討する場合に以下の詳細な説明を参照することによって一層良好に理解されるようになる。これらの図面は、選択された態様のみを説明するためのものであって、全てのあり得る実施を説明するためのものではなく、本開示の範囲を限定しようとするものでもない。
本開示に従って構成された例示的な排気サンプリングシステムを説明した概略図である。 本開示に従って複数信号のタイムアライメントを同期するための例示的な方法を説明したフローチャートの図である。 図２Ａのフローチャートの続きであり、本開示に従って複数信号のタイムアライメントを同期するための例示的な方法を説明している図である。 本開示に従って２つのレコーダのクロック速度を複数信号の時間遅れと同期させるための例示的な方法を説明したフローチャートの図である。
例示的な態様が提供され、それによって、本開示は詳細なものとなり、当業者に目的を完全に伝えるであろう。多数の具体的詳細が、具体的な成分、装置及び方法の例として説明され、それによって、本開示の態様の完全な理解が提供される。具体的詳細を用いる必要がないこと、例示的態様を数多くの異なる形態において具体化して良いこと、及び、いずれも本開示の範囲を限定するものとして理解されるべきではないことは、当業者には明らかであろう。いくつかの例示的態様において、よく知られたプロセス、よく知られた装置構成及びよく知られた技術は、詳細には記載されない。
発明の詳細な説明で用いられる用語は、個別の例示的態様を記載するためのものに過ぎず、限定を意図するものではない。発明の詳細な説明で用いられる場合、文脈が明確に他の指示をしている場合を除いて、単数の不定冠詞及び定冠詞は、複数の形態も含むものとして良い。「備える」、「備えている」、「含んでいる」及び「有している」という用語は包括的なものであり、したがって、規定された特徴、整数、ステップ、作業、要素及び／又は成分の存在を明確に記載するものであるが、１つ又は複数のその他の特徴、整数、ステップ、作業、要素、成分及び／又はそれらの群の存在又は付加を除外するものではない。発明の詳細な説明に記載された方法のステップ、プロセス及び作業は、具体的な実行順序であるとみなされる場合を除いて、必ず議論又は説明された特定の順序での実行を要求するものであると理解されるべきではない。付加的又は代替的なステップを用いても良いことも理解されるべきである。
ある要素又は層が他の要素又は層「の上に」、「に係合して」、「に接続されて」又は「に連結されて」いるものとして言及される場合、直接他の要素若しくは層の上に、係合して、接続して、若しくは連結していて良く、又は、介在する要素若しくは層が存在していても良い。対照的に、ある要素が他の要素又は層「の直接上に」、「に直接係合して」、「に直接接続されて」又は「に直接連結されて」いるものとして言及される場合、介在する要素又は層は存在しない可能性がある。要素間の関係を記載するために用いられる他の言葉は、同様に解釈されるべきである（例えば、「間に」に対して「直接間に」、「隣接して」に対して「直接隣接して」等）。発明の詳細な説明で用いられる場合、「及び／又は」という用語は、関連して挙げられた項目の内１つ又は複数の任意の組み合わせと全ての組み合わせとを含んでいる。
発明の詳細な説明では、第１、第２、第３等の用語を、様々な要素、成分、領域、層及び／又はセクションを記載するために用いて良いが、これらの要素、成分、領域、層及び／又はセクションは、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、ある要素、成分、領域、層又はセクションを、別の領域、層又はセクションから区別するためにのみ用いて良い。「第１」、「第２」及びその他の数に関する用語等の用語は、発明の詳細な説明で用いられる場合、文脈によって明確に指示されている場合を除いて、連続又は順序を意味していない。したがって、以下に議論される第１の要素、成分、領域、層又はセクションは、例示的態様の教示を離れることなく、第２の要素、成分、領域、層又はセクションと称することが可能である。
発明の詳細な説明では、「内側」（inner）、「外側」（outer）、「下」（beneath）、「下方」（below）、「下側」（lower）、「上方」（above）、「上側」（upper）等の空間に関連する用語を、図面に描かれた１つの要素又は特徴と別の１つ若しくは複数の要素又は１つ若しくは複数の特徴との関係を説明するための記載を容易にするために用いて良い。空間に関連する用語が、図面に描かれた方向付けに加えて、使用又は操作時の装置の異なる方向付けも包含することを目的としても良い。例えば、図中の装置を回転させた場合、他の要素又は特徴よりも「下方（below）」又は「下（beneath）」と記載された要素は、他の要素又は特徴よりも「上」に位置付けられるであろう。したがって、「下」という用語例は、上及び下の両方の方向付けを包含することができる。当該装置に別の方向付けを行っても良く（90°回転させるか、又は、その他の方向付け）、発明の詳細な説明で用いられる空間に関連する記述子は、相応に解釈される。
図１には、エンジン２２によって生じる排気中の汚染物質の質量を測定するためのシステム２０が開示されている。システム２０は一般的に、排気がエンジン２２から出ている１つ又は複数の管を含む排気経路２４を通過する際に排気をサンプリングする。排気は排気経路２４を通って、一般的にエンジン２２から遠ざかり、排気経路２４の排気口２６へと向かう流れ方向に進むことが認識されるべきである。発明の詳細な説明に開示されたシステム及び方法は、ディーゼルエンジンのような圧縮点火エンジンにも、ガソリンエンジンのような火花点火エンジンにも等しく適用される。それに応じて、様々な排出規制装置を、排気経路２４に沿って配置して良い。例えば、排気粒状物質フィルタ２８を、排気経路２４に沿って、排気の流れ方向に関してエンジン２２の下流に配置して良い。一般的に排気粒状物質フィルタ２８は、煤塵とも呼ばれる粒状物質を、排気経路２４を通過する排気から除去する。排気粒状物質フィルタ２８は、圧縮点火エンジンの排気経路２４に含まれる場合、黒煙除去フィルタ(DPF)であって良いことが認識されるべきである。
開示されたシステム２０は、エンジン２２から出ている排気経路２４に沿って配置された第１の機器３０と第２の機器３２とを含んでいる。第１の機器３０を、エンジン２２から放出される排気をサンプリングするために、排気経路２４に沿ってエンジン２２の最も近くに配置して良い。それとして、第１の機器３０は、独立したセンサか、又は、エンジン管理システムの一部であって良い。第１の機器３０は、第１の機器３０の側を通過する排気の第１の流量を測定する。より具体的には、第１の流量は、エンジン２２を離れる排気の排気流量であって良い。
第１の機器３０は、排気流量の測定に反応して、第１の信号を生成する。第１の機器３０によって生成された第１の信号は、第１の流量を示す第１の流量成分を含んでいる。したがって、第１の流量成分は、排気流量成分であって良く、当該成分は、エンジン２２を離れる排気の排気流量を示している。第１の信号は、第１の機器のタイムスタンプ成分を含んでいても良く、当該成分は、１回目の排気サンプリングに関連付けられている。第１の機器のタイムスタンプ成分は、第１の機器３０に関連付けられたクロックによって生成されて良い。
第２の機器３２が排気の流れ方向に関して第１の機器３０の下流に配置されるように、第２の機器３２を第１の機器３０から間隔を置いて配置して良い。第２の機器３２は、第１の機器３０の下流に配置されていると記載かつ図示されているものの、第１の機器３０及び第２の機器３２の相対位置は、これに限定されていない。第２の機器３２の位置は、第１の機器３０の上流であっても良い。
第２の機器３２は、排気経路２４に沿って配置されて良く、エンジン２２の排気ガス中のリアルタイムの煤塵若しくは粒状物質の排出、又は、気体状汚染物質の排出を決定するための排出ガス測定システムであって良い。一構成においては、第２の機器３２は、オーストリア、グラーツのAVLによって製造、生産されたAVL PM PEMSである。したがって、第２の機器３２は、微小煤塵センサ３３、フィルタ３５及び流量計３７を含んでいて良く、これらはそれぞれ、図１において、第２の機器３２に関連付けられたものとして概略的に示されている。
運転中、第２の機器３２は、排気経路２４からの排気サンプルを、排気経路２４内に配置された排気流と流体連結した管３９を通じて受け取る。第２の機器３２は、煤塵濃度又は気体状汚染物質濃度と、機器３２内の流量又は圧力とを測定する。第２の機器３２は、汚染物質濃度及び第２の流量の測定に反応して、第２の信号を生成する。第２の信号は、第２の流量に反応して生成されると記載されているものの、第２の信号は、排気経路２４内に配置された排気流に相関する実質的に任意のパラメータに反応して生成され得る。例えば、第２の信号は、第１の流量（すなわち排気経路２４内の排気流）によって影響を受ける第２の機器３２内の圧力に反応して生成され得る。第２の機器３２内の圧力は実質的に瞬間的に、排気経路２４内の圧力の変化と共に変化するので、第２の機器３２内の圧力を、第２の信号を生成するために用いて良い。
第２の信号を生成するために用いられるパラメータ（すなわち第２の機器３２内の流量又は圧力）にかかわらず、第２の信号は、第２の機器３２によって測定される煤塵又は気体状汚染物質濃度を示す煤塵濃度又は気体状汚染物質成分と、１回目の排気サンプリングに関連付けられた第２の機器のタイムスタンプ成分とを含んでいて良い。第２のタイムスタンプ成分を、第２の機器３２に関連付けられたクロックによって生成して良い。第２の機器３２は第３の信号も生成し、第３の信号は、第１の機器の流量によって影響を受ける第２の成分を含んでいる。第２の信号と同様に、第３の信号は、第２の機器のタイムスタンプ成分を含んでいて良い。
第２の機器３２を、様々な異なる構成で形成して良い。第２の機器３２が、第２の機器３２内の第２の流量又は圧力と、管３９を介して第２の機器３２に供給される排気の煤塵又は気体状汚染物質濃度とを測定することが肝心である。一構成において、第２の機器３２は、第２の流量を検出するための流量分岐管と、煤塵濃度を検出するための煤塵濃度分岐管とを含んでいる。流量分岐管は、第２の機器３２に供給される排気のサンプルを受け取るフィルタ３５を含んでいて良い。流量分岐管は、フィルタ３５の下流に配置された臨界流れ開口部（図示せず）を含んでいても良い。流量分岐管はさらに、臨界流れ開口部を通るサンプルの流量を測定するために、臨界流れ開口部に隣接して配置された流量計３７を含んでいても良い。
煤塵濃度分岐管は、フィルタ３５の上流で流量分岐管に接続されている。煤塵濃度分岐管は、サンプル中の煤塵の濃度を測定するための煤塵濃度センサ３３を含んでいて良い。これらの測定から、第２の機器３２は、第２の流量（又は圧力）及び第２の機器３２に供給される排気の煤塵濃度を決定する。
有利には、排気の煤塵質量流量を、第１の信号の排気流量成分と第２の信号の煤塵濃度成分とを用いて計算することが可能である。一例として、煤塵質量流量を計算するために、２つの別個の機器３０、３２を用いて、要求されるデータを捕捉して良い。第１の機器３０は排気流量を捕捉し、第２の機器３２は煤塵濃度を捕捉する。
これらの機器３０、３２からの信号については、共にデータ処理するためにタイムアライメントを行わなければならない。煤塵質量流量［数式(1)］を計算するためには、第２の機器３２からの煤塵濃度を有する第２の信号CSoot(t)は、第１の機器３０からの排気流量を有する第１の信号QExh(t’)と時刻合わせされなければならない。煤塵質量流量は、時間に関して排気流と同一のサンプリング点における濃度を表していなければならない。より具体的には、煤塵質量流量は、［数式(2)］によって計算可能である。
［数式(2)］において、［数式(1)］は、グラム毎秒(g/s)の単位を有し得る煤塵質量流量である。QExh(t’)は、立方メートル毎分(m3/min)の単位を有し得る排気流量である。CSoot(t)は、ミリグラム毎立方メートル(mg/ m3)の単位を有し得る煤塵濃度である。tとt’との間の関係が決定されれば、計算を実行することが可能である。
Figure 2015519585
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すでに述べたように、一般的に生じる問題は、第１の信号と第２の信号とが時間に関して同期されないということである。つまり、第１の機器３０の第１のタイムスタンプ成分は、第２の機器３２の第２のタイムスタンプ成分とは時刻合わせされていない。この問題が生じ得るのは、第１の機器３０に関連付けられたタイムクロックが、第２の機器３２に関連付けられたタイムクロックがカウントを始める前又は後にカウントを始める場合である。また、第１の機器３０に関連付けられたタイムクロックが、第２の機器３２に関連付けられたタイムクロックによって用いられる初期時間価値とは異なる初期時間価値でカウントを始める場合にも生じ得る。
わずかな量でさえ時刻合わせを誤ると、［数式(3)］の煤塵質量流量の積分によって示されるように煤塵の総質量を計算する際の積分誤差が極めて大きくなる。
上記の方程式では、MSootは、試験全体にわたって積分された煤塵の総質量である。例えば、信号のタイムアライメントが両方向において数秒又はほんの一瞬誤った場合、誤差は極めて大きい。第２の信号が第１の信号よりも先である場合、燃焼事象からの煤塵は、排気流量の増加の前に測定される。これは現実的ではなく、計算された煤塵質量流量は低くなり過ぎるであろう。逆に、第２の信号が第１の信号よりも後である場合、煤塵濃度の増加は、排気流量が増加した後に生じる。結果として、計算された煤塵質量流量は高くなり過ぎるであろう。
Figure 2015519585
さらに図１を参照すると、システム２０は同期モジュール３４を含んでおり、同期モジュール３４は第１の信号及び第２の信号の同期によってタイムアライメントの問題を解決する。同期モジュール３４は、第１の信号、第２の信号及び第３の信号を受信及び処理する。第１の機器３０及び第２の機器３２からの第１の信号、第２の信号及び第３の信号を同期モジュール３４に伝えるための任意の方法又は装置を用いて良いことを認識すべきである。例えば、同期モジュール３４は、第１の機器３０及び第２の機器３２に電気的に接続されていても良い。第１の信号、第２の信号及び第３の信号の受信に反応して、同期モジュール３４は、第１の信号と第２の信号との間の時間的関係を決定する。同期モジュール３４は、このタスクを、第１の信号の第１の流量成分及び第１の機器のタイムスタンプ成分を、第３の信号及び第３の信号の第２の機器のタイムスタンプ成分と比較することによって実行する。
同期モジュール３４は、第１の信号の第１の機器のタイムスタンプと第３の信号の第２の機器のタイムスタンプとを分離するタイムシフト値を決定する。同期モジュール３４は、第１の信号と第２の信号との間の時間的関係を第１の信号と第３の信号との間のタイムシフト値と同一視することによって、第１の信号と第２の信号との間の時間的関係を決定する。当該作業が実行可能なのは、なぜなら、第１の信号は第１の機器３０によって測定される排気流量を示し、第３の信号は第１の信号の影響を受けた第２の機器３２によって測定される信号を示すので、第１の信号と第３の信号とは比較することができるからである。したがって、第１の信号の排気流量成分は、第３の信号のフィルタ流量又は圧力成分に影響を与え、それによって第１のタイムスタンプ成分と第２のタイムスタンプ成分との間のタイムシフトが決定され得る。
同期モジュール３４は、第１のタイムスタンプ成分と第２のタイムスタンプ成分との間のタイムシフトを決定するものとして記載されているものの、同期モジュール３４は、付加的又は代替的に、第１の信号と第２の信号との間のタイムシフトを、排気経路２４内に配置された排気流の影響を受けた任意のパラメータの比較によって決定して良い。例えば、同期モジュール３４は、第１の機器３０の側を通過する排気の圧力と管３９を介した第２の機器３２内の排気の圧力との間の相関を用いてタイムシフトを決定して良い。排気の圧力が第２の機器内部の流量に与える影響は、［数式(4)］で表現される。
［数式(4)］において、Qfは、第２の機器３２内の排気の第２の流量である。さらに［数式(4)］を参照すると、kは定数であり、Pは第２の機器３２内の排気の圧力であり、Tは第２の機器３２内の排気の温度である。［数式(4)］が示すように、第２の流量が変動するたびに、第２の機器３２内の排気の圧力は変動するであろう。したがって、第１の信号と第２の信号との間のタイムシフトを決定するために、圧力を用いることも可能である。それとして、排気圧力と排気流量との間の相関を、第３の信号を用いて決定されるタイムシフト値の代わりに、又は当該タイムシフト値を検証するために用いることが可能である。
Figure 2015519585
同期モジュール３４は、タイムシフト値を第１の信号の第１の機器のタイムスタンプ成分から減算することによって、第１の信号と第２の信号との時刻合わせを行い、同期された排気流量成分を有する同期された第１の信号を生成する。次に、同期モジュール３４は、同期された第１の信号の同期された排気流量成分と第２の信号の煤塵濃度成分との積を計算することによって、煤塵質量流量を計算する。それとして、第１の信号と第２の信号とは、初めてタイムアライメントされる。いくつかの状況では、これは、第１の機器３０に関連付けられたクロックが第２の機器３２に関連付けられたクロックと同じ周波数でカウントする場合には十分であり得る。しかしながら、第１の機器３０に関連付けられたクロックと第２の機器３２に関連付けられたクロックとの間には、しばしば進み又は遅れが存在する。したがって、第１の信号と第２の信号とは、第１の信号と第２の信号とが初めて時刻合わせされるとしても、同期されなくなっても良いか、又は、離れても良い。この問題の解決策は、時間遅れとして言及され得る。
長時間の間隔が記録される場合、２つの機器３０、３２の内１つの時間が、２つの機器３０、３２の内残りに対して進むか、又は、遅れることが起こり得る。しかしながら、誤りがない正確な結果のためには、計算で共に用いられる異なる機器３０、３２からの信号について、全ての点において、正確に時間に関して調整を行わなければならない。一般的な電子計時装置において予測され得るような、何時間に亘る間における数秒の進み又は遅れが、試験期間における終盤の時間帯から得られた結果の有効性を損なう可能性がある。
システム２０及び開示された方法の利点は、このクロック速度の問題が解決し得る点にある。簡単に言うと、システム２０及び開示された方法は、試験間隔の最初、試験間隔の最後において、信号を調和させることが可能であり、異なるタイムシフトが観察された場合には、第１の信号及び第２の信号のタイムスタンプの内１つを、観察されたタイムシフトの違いに応じて引き延ばすか、又は、収縮させて、試験間隔全体にわたって同じタイムシフトでこれらを時刻合わせすることができる。例として、試験間隔は、数秒、数分、数時間又は数日に及んで良い。
第１の信号と第２の信号との間の異なるクロック速度を解消するために、第１の機器３０は、試験間隔の間の異なる時間に排気流量を測定する。異なる時間における排気流量の測定に反応して、第１の機器３０は、第１のタイムスケールで離間された複数のデータ対を含む第１のアレイを生成する。第１のアレイの各データ対は、排気流量及び対応する第１の機器のタイムスタンプを示している。
第２の機器３２は、煤塵濃度を、試験間隔の間の異なる時間に測定し、第２のタイムスケールによって間隔を置かれた複数のデータ対を含む第２のアレイを生成する。第２のアレイの各データ対は、煤塵濃度及び対応する第２の機器のタイムスタンプを示している。第２の機器３２は、フィルタ流量も、試験間隔の間の異なる時間に測定し、第２のタイムスケールによって間隔を置かれた複数のデータ対を含む第３のアレイを生成する。第３のアレイの各データ対は、フィルタ流量及び対応する第２の機器のタイムスタンプを示している。第１の信号と第２の信号との間の時間遅れは、第１のタイムスケールが第２のタイムスケールと異なる場合に存在することを認識すべきである。
第１の信号と第２の信号との間の時間遅れを解消するために、同期モジュール３４は、第１のアレイと第２のアレイとの間の時間的関係を、第１のアレイと第２のアレイとを比較することによって決定する。第１のアレイと第２のアレイとの比較に反応して、同期モジュール３４は、第１のアレイを、第１のアレイと第２のアレイとの間の時間的関係に基づく第２のタイムスケールに変換し、当該変換の結果として同期された第１のアレイを生成する。同期モジュール３４は次に、同期された第１のアレイと第２のアレイとの積を計算することによって、試験間隔の間の異なる時間に関する煤塵質量流量を計算して良い。
発明の詳細な説明で用いられる場合、モジュールという用語を回路という用語で置き換えても良い。モジュールという用語は、特定用途向け集積回路(ASIC)；デジタル、アナログ又はアナログ／デジタル混合ディスクリート回路；デジタル、アナログ又はアナログ／デジタル混合集積回路；組み合わせ論理回路；フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)；コードを実行するプロセッサ（共有、専用又はグループ）；プロセッサによって実行されたコードを記憶するメモリ（共有、専用又はグループ）；記載された機能性を提供するその他の適切なハードウェアコンポーネント；又は、システムオンチップのような上記のいくつか若しくは全ての組み合わせに言及したものであるか、一部であるか、又は含んでいて良い。
上記で用いられたコードという用語は、ソフトウェア、ファームウェア及び／又はマイクロコードを含んでいて良く、プログラム、ルーティン、関数、クラス及び／又はオブジェクトに言及して良い。共有プロセッサという用語は、複数のモジュールからのいくつかの又は全てのコードを実行するシングルプロセッサを包含している。グループプロセッサという用語は、付加的なプロセッサと組み合わされて、１つ又は複数のモジュールからのいくつかの又は全てのコードを実行するプロセッサを包含している。共有メモリという用語は、複数のモジュールからのいくつかの又は全てのコードを記憶するシングルメモリを包含している。グループメモリという用語は、付加的なメモリと組み合わされて、１つ又は複数のモジュールからのいくつかの又は全てのコードを記憶するメモリを包含している。メモリという用語は、コンピュータ可読媒体という用語の部分集合であって良い。コンピュータ可読媒体という用語は、媒体を通って伝搬される一過性の電気信号及び電磁信号を包含せず、したがって、有形的かつ持続的であると見なされ得る。持続的な有形コンピュータ可読媒体の限定的ではない例は、不揮発性メモリ、揮発性メモリ、磁気記憶装置及び光学式記憶装置を含んでいる。本開示は、上述した排気サンプリングシステム２０のような排気サンプリングシステムの信号の同期方法も説明している。
当該方法は、まず第１の信号及び第２の信号全体の同期（すなわち、時間に関して第１の信号及び第２の信号の位置を合わせる）を含んでおり、次に、第１の信号を引き伸ばすか、又は、圧縮させて、第２の信号における時間と一致させる（又は逆の場合も同じ）。第１の信号及び第２の信号の内１つの引き伸ばし又は圧縮は、第１の信号及び第２の信号の時刻合わせに続いて行われると記載されているものの、第１の信号及び第２の信号の時刻合わせと、第１の信号及び第２の信号の内１つの引き伸ばし又は圧縮とを同時に行うことが可能である。
図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、当該方法はまず、第１の信号及び第２の信号を初めて時刻調整することによって同期を達成する。当該方法は、第１の機器３０からの第１の信号を検出するステップ１００を含んでいる。第１の信号は、エンジン２２からの排気流量を示す排気流量成分を含んでいる。第１の信号は、１回目の排気サンプリングに関連付けられた第１の機器のタイムスタンプ成分も含んでいる。当該方法は、第２の機器３２からの第２の信号を検出するステップ１０２も提供する。第２の信号は、第２の機器３２内の排気の煤塵又は気体状汚染物質濃度を示す煤塵又は気体状汚染物質濃度成分を含んでいる。第２の信号は、１回目の排気サンプリングに関連付けられた第２の機器のタイムスタンプ成分も含んでいる。
当該方法は、第２の機器３２からの第３の信号を検出するステップ１０４も含んでいる。第３の信号は、第２の機器３２内の排気のフィルタ流量及び／又は内圧をそれぞれ示すフィルタ流量又は圧力成分を含んでいる。第３の信号は、第２の機器のタイムスタンプ成分も含んでいる。当該方法は、数学演算を行ういくつかのステップを含んでいる。当該方法は、第１の信号及び第３の信号に関係する数学的同時性関数（mathematical coincidence function）の積分によって、第１の信号と第３の信号との間のタイムラグを識別するであろう。タイムラグ(τ)の関数である数学的同時性関数は、［数式(5)］によって表現され得る。
［数式(5)］において、fは第１の信号であり、gは第３の信号である。タウ(τ)は、第１の信号と第２の信号との間の時間遅れであり、秒(sec)の単位を有していて良い。以下に、タウがどのようにして決定されるかを説明する。
Figure 2015519585
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図２Ａ及び図２Ｂに示されている方法は、排気流量（第１の信号）と多くの高周波成分を共有しているフィルタ流量（第３の信号）を活用している。この物理的特性は、他の信号においても見られる。例えば、上述したように、排気流の圧力における変化は、第２の機器３２内に配置された排気において類似した実質的に瞬間的な圧力の変化を引き起こすので、第３の信号は、第２の機器３２内の圧力に基づいて生成され得る。
周囲空気の圧力における変化は、時間をかけてゆっくりと変化するものであり、システム２０の第１の機器３０及び第２の機器３２が車両によって高所又は低所に運ばれる際に生じ得る。このような低周波の圧力差は、ステップ１０８において、ドメインに基づく周波数に関する第１の信号及び第３の信号の、所定の下限に満たない部分を切り落として、結果として生じる比較的緩やかな周囲空気の圧力の変化を除去することによって説明される。周囲空気の圧力に基づく変化は、低い周波数で観察され得るので、ステップ１０８は、この潜在的なエラーを、信号がドメインに基づく周波数に関して表されている場合、第１の信号及び第３の信号の低周波の部分を切り取ることによって除去する。例えば、所定の下限は、約0.00610ヘルツ(Hz)よりも低い周波数を除去するために設定され得る。
Figure 2015519585
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当該方法は次に、ステップ１２０で、タイムシフト値を決定するために、ラグ関数のピークを特定する。２つの信号の排気流の影響が調和した急なピークがあるはずである。言い換えると、ラグ関数の最高値又は最大値はタイムシフト値を表している。数学的には、タイムシフト値は、［数式(8)］で表され得る。
［数式(8)］において、タウ(τ)は、第１の信号と第２の信号との間の時間遅れであり、秒(sec)の単位を有していて良い。タウシフト(τshift)は、第１の信号と第３の信号との間のタイムシフトであり、秒(sec)の単位を有していて良い。Lag(t)はラグ関数である。最終的に、最大値は、タイムシフトがタウ値であり、当該タウ値に関してラグ関数が最大値を有していることを示している。
Figure 2015519585
当該方法は、別の選択肢として、第１の信号と第２の信号との間のタイムシフトを、排気流と相関する任意のパラメータの比較によって決定するステップ１２０を行っても良い。例えば、同期モジュール３４は、第１の機器３０の側を通過する排気の圧力と第２の機器３２内の圧力との間の相関を用いることによって、タイムシフトを決定して良い。第２の機器内部の排気流は、［数式(4)］で表され得る。
［数式(4)］において、Qfは、第２の機器３２内の排気の第２の流量である。さらに［数式(4)］に言及すると、kは定数であり、Pは第２の機器３２内の排気の圧力であり、Tは第２の機器３２内の排気の温度である。［数式(4)］が示すように、機器内の排気サンプルの内圧が変動するたびに、第２の機器３２内の排気の第２の流量は変動するであろう。したがって、第１の信号と第２の信号との間のタイムシフトを決定するために、圧力を用いることも可能である。それとして、排気圧力と排気流量との間の相関を、ステップ１２０の代わりに、又は、ステップ１２０に従って第３の信号を用いて決定されたタイムシフト値を検証するために用いることが可能である。
Figure 2015519585
さらに図２Ａ及び図２Ｂに言及すると、当該方法は、第１の信号と第２の信号との間の時間的関係を第１の信号と第３の信号との間のタイムシフト値と同一視するステップ１２２を含んでいる。このステップが適切であるのは、なぜなら、第１の信号と第３の信号とが両方、排気の流量によって影響を受け、したがって互いに従属する成分を含んでいるからである。当該方法は、タイムシフト値を第１の信号の第１の機器のタイムスタンプ成分から減じて、同期された排気流量成分を有する同期された第１の信号を生成することによって、第１の信号を第２の信号と時刻合わせするステップ１２４を含んでいる。遅れが要求されていなければ、この点において、煤塵質量流量を計算することが可能である。同期された第１の信号を生成することによって、当該方法は次に、同期された第１の信号の同期された排気流量成分と第２の信号の煤塵濃度成分との積を計算することによって煤塵質量流量を計算するステップ１２６へと進んで良い。再び、煤塵質量流量は、［数式(2)］の積を用いることによって計算され得る。
［数式(2)］において、［数式(1)］はグラム毎秒(g/s)の単位を有し得る煤塵質量流量である。QExh(t’)は、立方メートル毎分(m3/min)の単位を有し得る排気流量である。CSoot(t)は、ミリグラム毎立方メートル(mg/ m3)の単位を有し得る煤塵濃度である。
図３に言及すると、当該方法は、第１の信号のクロック速度を第２の信号に関して分解することによって同期を達成する。第１の信号及び第３の信号の開始及び終了から２つのセクションを選択することによって開始する（おそらくSTARTセクションは合計時の5%で開始し、15%で終了し、ENDセクションは85%から95%であろう）。当該方法はさらに、これら２つのセクションのそれぞれに関して、当該方法のステップ１００からステップ１２６を繰り返すステップ１２８を含んでいる。必要な場合には、１つのみではなく、いくつのセクションでも用いることができることに注意すべきである。例えば、コンピュータのクロックの内１つは、バッテリ電圧又は温度の装置への影響が原因で、一日の間に遅れるので、非線形である可能性がある。この場合、当該方法を用いて、信号をいくつものセクションに分割し、各セクションについて当該方法を繰り返すことが可能である。以下の説明は、２つの終点を有する単一のセクションという、最も単純な場合に基づいている。
Taustartを、START期間中の第１の信号と第３の信号との間の時間遅れとする。Tauendを、END期間中の第１の信号と第３の信号との間の時間遅れとする。TaustartとTauendとの差は、第１の信号及び第３の信号の時間間隔の差を示している。例えば、TaustartとTauendとが同じである場合、両方の信号はサンプル間で正確に同じ時間、同じクロック速度を有している。他方、Tauend−Taustart＝４秒である場合、第３の信号の開始と終了との間では、第１の信号の開始と終了との間よりも、４秒が多く経過している。
上記の第１の信号と第３の信号との間の時間の相違は、第１の信号及び第３の信号を記録するために用いられる単独のコンピュータのクロック速度がわずかに異なることによって引き起こされる可能性がある。上記の例では、コンピュータのクロックの内１つが、８時間のサンプリング周期の間に、他のコンピュータのクロックに対して４秒遅れる可能性がある。以下の部分では、当該プロセスの詳細が説明される。
当該方法は、試験間隔の間の異なる時間に第１の信号をサンプリングし、第１のアレイを生成するステップ１３０を含んでいる。第１のアレイは、第１のタイムスケールによって間隔を置かれた複数のデータ対を含んでいる。第１のアレイにおける各データ対は、エンジン２２からの排気流量と、対応する第１の機器のタイムスタンプとを示している。ステップ１３２では、当該方法は、試験間隔の間の異なる時間における第２の信号のサンプリング及び第２のアレイの生成を含んでいる。第２のアレイは、第１のタイムスケールとは異なる第２のタイムスケールによって間隔を置かれた複数のデータ対を含んでいる。第２のアレイにおける各データ対は、第２の機器の側を通過する排気の煤塵濃度と、対応する第２の機器のタイムスタンプとを示している。
当該方法は、試験間隔の間の異なる時間に第３の信号をサンプリングし、第３のアレイを生成するステップ１３４を含んでいる。第３のアレイは、第２のタイムスケールによって間隔を置かれた複数のデータ対を含んでいる。それとして、第２のアレイと第３のアレイとが同じタイムスケールを有しており、第１のアレイは、第２のアレイ及び第３のアレイのタイムスケールとは異なるタイムスケールを有していることを認識すべきである。第３のアレイにおける各データ対は、第２の機器３２内の排気の流量又は圧力と、対応する第２の機器のタイムスタンプとを示している。
第１のアレイ、第２のアレイ及び第３のアレイの決定に反応して、当該方法は、第１のアレイと第２のアレイとの間の時間的関係を、第１のアレイと第２のアレイとを比較することによって決定するステップ１３６に進む。当該方法は再び、数学演算を行ういくつかのステップを含む。当該方法は、第１のアレイ及び第３のアレイを２つの連続する時間関数として決定することによって、第１のアレイを第３のアレイと時刻合わせするステップ１３８を含んでいる。２つの連続する時間関数は、［数式(9)］によって決定され得る。
［数式(9)］において、fは第１の信号であり、fjは第１のアレイのj番目の要素である。デルタt(Δt)は、第１のアレイのデータ対の間に間隔を置く時間単位であり、秒(sec)の単位を有していて良い。さらに、［数式(9)］に言及すると、giは第３のアレイであり、デルタtダッシュ(Δt’)は、第３のアレイのデータ対の間に間隔を置く時間単位であり、秒(sec)の単位を有していて良い。fkは、第３のアレイの時間を第１のアレイに適用した後における、第１のアレイのk番目の要素である。
Figure 2015519585
第１のアレイ及び第３のアレイを２つの連続する時間関数として決定することに反応して、当該方法は、［数式(10)］を解くことによって第１のアレイを第２のタイムスケールに変換するステップ１４０に続く。
Figure 2015519585
ここで記載されているのは、アレイf’に関してfの新しい値を計算するために用いられる線形補間の方法である。それぞれのkについて、第１の等式が真であるようにjが選択される。［数式(10)］において、fは第１の信号であり、fjは第１のアレイのj番目の要素である。デルタt(Δt)は、第１のアレイのデータ対の間に間隔を置く時間単位であり、秒(sec)の単位を有していて良い。さらに、［数式(10)］に言及すると、fkは第１のアレイのk番目の要素であり、第２のアレイの時間間隔を用いるようになっている。デルタtダッシュ(Δt’)は、第３のアレイのデータ対の間に間隔を置く時間単位であり、秒(sec)の単位を有していて良い。
当該方法は、第１のアレイを、第１のアレイと第２のアレイとの間の時間的関係に基づく第２のタイムスケールに変換し、時刻合わせ及び拡張された第１のアレイを生成するステップ１４２を含んでいる。第１のアレイの第２のタイムスケールへの変換に反応して、当該方法は、試験間隔の間の異なる時間に関する煤塵質量流量を、同期された第１のアレイ（排気流）と第２のアレイ（煤塵濃度）との積を用いることによって計算するステップ１４４に進む。排気管から放出される煤塵の合計は、サンプリング時間全体にわたる煤塵質量流量の積分であろう。
発明の詳細な説明に記載され、図２Ａ、図２Ｂ及び図３に示された方法は、説明及び開示の目的で提示されている。添付の請求項によって明示されるように、当該方法は、発明の詳細な説明に記載され、図２及び図３において参照符号１００から１４４が付された全てのステップに限定されてはいない。したがって、当該方法は、これらのステップのいくつかのみを行うことによって成功裏に実施され得る。加えて、当該方法は、発明の詳細な説明に記載され、図２Ａ、図２Ｂ及び図３に説明されたステップの順序に限定されてはいない。請求項で明確に他の規定がなされていない限りは、当該方法を、これらのステップを代替的な順序又は連続で行うことによって実施しても良い。
態様に関する先の記載は、説明及び記載の目的で提供されたものであり、包括的又は限定的であるように意図されてはいない。明らかに、上記の教示を踏まえた本開示の多くの改良及び変更が可能であり、添付の請求項の範囲内であれば具体的な記載とは異なる方法で改良及び変更を実施して良い。添付のシステムに関する請求項における「前記（said）」という言葉の使用は、システムに関する請求項の範囲に含まれることを意味するポジティブな詳述である既述事項に言及しているが、「その（the）」という言葉は、システムに関する請求項の範囲に含まれることが意図されていない言葉を先行している。この取り決めは、添付の方法に関する請求項には適用できない。
２０ システム
２２ エンジン
２４ 排気経路
２６ 排気口
２８ 排気粒状物質フィルタ
３０ 第１の機器
３２ 第２の機器
３３ センサ
３４ 同期モジュール
３５ フィルタ
３７ 流量計
３９ 管

Claims (19)

  1. エンジンによって生じる排気をサンプリングするためのシステムであって、
    前記エンジンから離れる排気の排気流量を測定し、前記排気流量を示す排気流量成分と、１回目のサンプリングに関連付けられた第１の機器のタイムスタンプ成分とを含む第１の信号を生成する第１の機器；
    汚染物質濃度を測定し、前記汚染物質濃度を示す汚染物質濃度成分と、１回目のサンプリングに関連付けられた第２の機器のタイムスタンプ成分とを含む第２の信号、及び、前記第１の信号と前記第２の機器のタイムスタンプ成分とによる影響を受けた第３の信号を生成する第２の機器；及び、
    前記第１の信号、前記第２の信号及び前記第３の信号を受信及び処理し、前記第１の信号と前記第２の信号との間の時間的関係を、前記第１の信号の前記排気流量成分及び前記第１の機器のタイムスタンプ成分を前記第３の信号及び前記第３の信号の前記第２の機器のタイムスタンプ成分と比較することによって決定する同期モジュール、を備えるシステム。
  2. 前記同期モジュールが、前記第１の信号の前記第１の機器のタイムスタンプと前記第３の信号の前記第２の機器のタイムスタンプとを分離するタイムシフト値を決定する請求項１に記載のシステム。
  3. 前記同期モジュールが、前記第１の信号と前記第２の信号との間の前記時間的関係を、前記第１の信号と前記第３の信号との間の前記タイムシフト値と同一視する請求項２に記載のシステム。
  4. 前記同期モジュールが、前記タイムシフト値を前記第１の信号の前記第１の機器のタイムスタンプ成分から減算することによって、前記第１の信号と前記第２の信号との時刻合わせを行い、同期された排気流量成分を有する同期された第１の信号を生成する請求項３に記載のシステム。
  5. 前記同期モジュールが、前記同期された第１の信号の前記同期された排気流量成分と前記第２の信号の前記汚染物質濃度成分との積を計算することによって、汚染物質の質量流量を計算する請求項４に記載のシステム。
  6. 前記第１の機器が、試験間隔の間の異なる時間に前記排気流量を測定し、第１のタイムスケールによって間隔を置かれた複数のデータ対を含む第１のアレイを生成し、前記第１のアレイの各データ対は、前記排気流量及び前記第１の機器のタイムスタンプを示している請求項１に記載のシステム。
  7. 前記第２の機器が、前記試験間隔の間の異なる時間に前記汚染物質濃度を測定し、第２のタイムスケールによって間隔を置かれた複数のデータ対を含む第２のアレイを生成し、前記第２のアレイの各データ対は、前記汚染物質濃度及び前記第２の機器のタイムスタンプを示している請求項６に記載のシステム。
  8. 前記第２の機器が、前記試験間隔の間の異なる時間に前記第３の信号を測定し、前記第２のタイムスケールによって間隔を置かれた複数のデータ対を含む第３のアレイを生成し、前記第３のアレイの各データ対は、前記影響を受けた信号及び前記第２の機器のタイムスタンプを示している請求項６に記載のシステム。
  9. 前記同期モジュールが、前記第１のアレイと前記第２のアレイとの間の時間的関係を、前記第１のアレイと前記第２のアレイとを比較することによって決定し、前記第１のアレイを、前記第１のアレイと前記第２のアレイとの間の前記時間的関係に基づく前記第２のタイムスケールに変換し、それによって、同期された第１のアレイを生成し、前記同期された第１のアレイと前記第２のアレイとの積を計算することによって、前記試験間隔の間の異なる時間に関する汚染物質の質量流量を計算する請求項８に記載のシステム。
  10. 排気をサンプリングするためのシステムであって、
    第１の機器の側を通過する排気の第１の流量を測定し、前記第１の流量を示す第１の流量成分と、１回目のサンプリングに関連付けられた第１の機器のタイムスタンプ成分とを含む第１の信号を生成する第１の機器；
    汚染物質濃度を測定し、前記汚染物質濃度を示す汚染物質濃度成分と、１回目のサンプリングに関連付けられた第２の機器のタイムスタンプ成分とを含む第２の信号、及び、前記第２の機器のタイムスタンプ成分を含む前記第１の流量による影響を受けた第３の信号を生成する第２の機器；及び、
    前記第１の信号、前記第２の信号及び前記第３の信号を受信及び処理し、前記第１の信号と前記第２の信号との間の時間的関係を、前記第１の信号の前記第１の流量成分及び前記第１の機器のタイムスタンプ成分を前記第３の信号及び前記第３の信号の前記第２の機器のタイムスタンプ成分と比較することによって決定する同期モジュール、を備えるシステム。
  11. 排気サンプリングシステムの信号の同期方法であって、
    第１の機器からの第１の信号を検出するステップであって、前記第１の信号が、エンジンからの排気流量を示す排気流量成分と、１回目のサンプリングに関連付けられた第１の機器のタイムスタンプ成分とを含んでいるステップ；
    第２の機器からの第２の信号を検出するステップであって、前記第２の信号が、前記第２の機器内の排気の汚染物質濃度を示す汚染物質濃度成分と、１回目のサンプリングに関連付けられた、第２の機器のタイムスタンプ成分とを含んでいるステップ；
    前記第２の機器からの第３の信号を検出するステップであって、前記第３の信号が、前記第１の機器内の排気流量と、前記第３の信号に関連付けられた前記第２の機器のタイムスタンプ成分とによって影響を受けているステップ；及び、
    前記第１の信号と前記第２の信号との間の時間的関係を、前記第１の信号の前記排気流量成分及び前記第１の機器のタイムスタンプ成分を前記第３の信号及び前記第３の信号の前記第２の機器のタイムスタンプ成分と比較することによって決定するステップ、を備える方法。
  12. 前記第１の信号の前記第１の機器のタイムスタンプと前記第３の信号の前記第２の機器のタイムスタンプとを分離するタイムシフト値を決定するステップをさらに備える請求項１１に記載の方法。
  13. 前記第１の信号と前記第２の信号との間の前記時間的関係を、前記第１の信号と前記第３の信号との間の前記タイムシフト値と同一視するステップをさらに備える請求項１２に記載の方法。
  14. 前記タイムシフト値を前記第１の信号の前記第１の機器のタイムスタンプ成分から減算することによって、前記第１の信号と前記第２の信号との時刻合わせを行い、同期された排気流量成分を有する同期された第１の信号を生成するステップをさらに備える請求項１３に記載の方法。
  15. 前記同期された第１の信号の前記同期された排気流量成分と前記第２の信号の前記汚染物質濃度成分との積を計算することによって、汚染物質の質量流量を計算するステップをさらに備える請求項１４に記載の方法。
  16. 前記第１の信号及び前記第３の信号に関係する、
    Figure 2015519585
     で表される数学的同時性関数を積分すること；
    前記第１の信号及び前記第３の信号を、ドメインに基づく時間からドメインに基づく周波数へと、
    Figure 2015519585
     で表されるフーリエ変換を前記第１の信号及び前記第３の信号に適用することによって変換すること；
    前記第１の信号及び前記第３の信号の複素共役を乗じて、前記ドメインに基づく周波数に関する信号の積を生成すること；
    前記信号の積を、前記ドメインに基づく周波数から前記ドメインに基づく時間に変換し、
    Figure 2015519585
     で規定されるラグ関数を生成すること；及び、
    前記ラグ関数のピークを特定し、
    Figure 2015519585
     で表される前記タイムシフト値を決定すること、
    によって、前記第１の信号と前記第３の信号との間のタイムラグを識別するステップをさらに備える請求項１５に記載の方法。
  17. 前記ドメインに基づく周波数に関する前記第１の信号及び前記第３の信号の、所定の下限に満たない部分を切り落として、周囲空気の圧力の変化から生じる低周波の変動を除去するステップをさらに備える請求項１６に記載の方法。
  18. 試験間隔を決定するために、１回目から所定の数の時間単位で隔てられた２回目に請求項１５に記載の方法のステップを繰り返すステップ；
    前記試験間隔の間の異なる時間に前記第１の信号をサンプリングし、第１のタイムスケールによって間隔を置かれた複数のデータ対を含む第１のアレイを生成するステップであって、各データ対はエンジンからの排気流量と対応する第１の機器のタイムスタンプとを示しているステップ；
    前記試験間隔の間の異なる時間に前記第２の信号をサンプリングし、第２のタイムスケールによって間隔を置かれた複数のデータ対を含む第２のアレイを生成するステップであって、各データ対は前記第２の機器内の排気の煤塵濃度と対応する第２の機器のタイムスタンプとを示しているステップ；
    前記試験間隔の間の異なる時間に前記第３の信号をサンプリングし、前記第２のタイムスケールによって間隔を置かれた複数のデータ対を含む第３のアレイを生成するステップであって、各データ対は前記第２の機器内の排気のフィルタ流量と対応する前記第２の機器のタイムスタンプとを示しているステップ；
    前記第１のアレイと前記第２のアレイとの間の時間的関係を、前記第１のアレイと前記第２のアレイとを比較することによって決定するステップ；
    前記第１のアレイを、前記第１のアレイと前記第２のアレイとの間の時間的関係に基づく前記第２のタイムスケールに変換し、同期された第１のアレイを生成するステップ；及び、
    前記試験間隔の間の異なる時間に関する汚染物質の質量流量を、前記同期された第１のアレイと前記第２のアレイとの積を計算することによって計算するステップ、をさらに備える請求項１５に記載の方法。
  19. 前記第１のアレイ及び前記第３のアレイを、
    Figure 2015519585
    Figure 2015519585
     で表される２つの連続する時間関数として決定すること、及び、
    前記第１のアレイを、
    Figure 2015519585
     を解くことによって前記第２のタイムスケールに変換することによって、
    前記第１のアレイを前記第３のアレイと時刻合わせするステップをさらに備える請求項１８に記載の方法。
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