JP2004117261A - 車載型排ガス分析装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】実際の道路を走行中の車両においてその排ガス中に含まれる特定の測定対象成分の重量を、簡便な構成でありながらも精度よく連続的に測定することのできる車載型排ガス分析装置を提供すること。
【解決手段】エンジン2に連なる排気管3内を流れる排ガスGの流量を測定するピトー管式流量計11と、前記排ガスG中の測定対象成分の濃度を測定する排ガス濃度測定装置6と、演算処理部23とを車両1内に搭載するとともに、前記演算処理部23において、前記ピトー管式流量計11および排ガス濃度測定装置6のそれぞれの出力信号並びに排ガス温度信号および排ガス圧力信号を用いて、前記測定対象成分の排出重量を連続的に求めるようにした。
【選択図】 図1
【解決手段】エンジン2に連なる排気管3内を流れる排ガスGの流量を測定するピトー管式流量計11と、前記排ガスG中の測定対象成分の濃度を測定する排ガス濃度測定装置6と、演算処理部23とを車両1内に搭載するとともに、前記演算処理部23において、前記ピトー管式流量計11および排ガス濃度測定装置6のそれぞれの出力信号並びに排ガス温度信号および排ガス圧力信号を用いて、前記測定対象成分の排出重量を連続的に求めるようにした。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車などの車両のエンジンからの排ガス中に含まれる特定の測定対象成分の重量を連続的に測定するための車載型排ガス分析装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
【特許文献1】特開2001−124674号公報
近年、エンジン排ガス(以下、単に排ガスという)の環境負荷に対する関心が高まる中、その実態をより現実の環境に近い状態で把握しようとする動きが出てきており、路上走行中の車両から排出される窒素酸化物(NOX )、一酸化炭素(CO)、二酸化炭素(CO2 )などの成分について測定する手法の模索が行われている。この場合、前記各成分の濃度のみならず、その排出重量をも測定することが要求されるようになってきている。
【0003】上記要求を満たすものとして、前記特許文献1に記載される車載型エンジン排ガス分析装置がある。この特許文献1に記載された車載型エンジン排ガス分析装置においては、自動車内に排ガス中の成分濃度を分析する排ガス濃度分析装置を設けるとともに、この排ガス濃度分析装置による測定点の上流側から既知濃度のトレースガスを所定量注入し、排ガス中に注入されたトレースガスの注入濃度および注入流量から排ガスの流量を得るようにした排ガス流量測定装置を設け、前記排ガス濃度分析装置によって得られる成分濃度と前記排ガス流量測定装置によって得られる排ガス流量とに基づいて前記排ガス中に含まれる成分の排出重量を得るものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記特許文献1に記載された車載型エンジン排ガス分析装置によれば、排ガス中に含まれる特定成分の濃度および重量を連続的に測定することができる。しかしながら、車載型エンジン排ガス分析計においては、排ガス流量測定装置によって排ガス流量を測定するのに、トレースガス源を車両内に搭載し、トレースガスを排気管内にその適宜位置から測定しながら注入する必要があり、それだけ、排ガス流量測定のための構成が複雑になるといった問題がある。また、上記排ガス流量測定装置においては、排ガス濃度分析装置と組み合わせた場合、前記両装置における時間軸のずれや応答差の問題があり、必ずしも正確な流量値が得られないことがあり、そのため、排ガス中に含まれる特定の測定対象成分の重量を精度よく求められないことがあった。
【0005】この発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、実際の道路を走行中の車両においてその排ガス中に含まれる特定の測定対象成分の重量を、簡便な構成でありながらも精度よく連続的に測定することのできる車載型排ガス分析装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、この発明の車載型排ガス分析装置は、エンジンに連なる排気管内を流れる排ガスの流量を測定するピトー管式流量計、前記排ガス中の測定対象成分の濃度を測定する排ガス濃度測定装置と演算処理部とを車両に搭載するとともに、前記演算処理部において、前記ピトー管式流量計および排ガス濃度測定装置のそれぞれの出力信号並びに排ガス温度信号および排ガス圧力信号を用いて、前記測定対象成分の排出重量を連続的に求めるようにしたことを特徴としている(請求項1)。
【0007】上記車載型排ガス分析装置によれば、車内にトレースガス源や注入されるトレースガスの量を測定する装置などを設ける必要がなく、簡便な構成で排ガス中に含まれる特定の測定対象成分の重量を精度よく連続的に測定することができる。
【0008】そして、上記請求項1に記載の車載型排ガス分析装置において、ピトー管式流量計の静圧検出用ピトー管および動圧検出用ピトー管と差圧計との間にバッファタンクを設けるようにしてもよい(請求項2)。この構成によれば、排気管内を流れる排ガスが脈動しても、これに起因して変動する圧力の変動分がバッファタンクによって除去されるので、前記脈動の影響を巧みに除去することができ、排ガスの流量を精度よく測定することができる。
【0009】また、上記請求項1または2に記載の車載型排ガス分析装置において、排気管に対して接続・分離自在のアダプタ管に静圧検出用ピトー管および動圧検出用ピトー管を設けるようにしてもよい(請求項3)。この構成によれば、静圧検出用ピトー管および動圧検出用ピトー管の取り扱いがきわめて簡単になり、これら部材の排気管への装着・分離をきわめて容易に行うことができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、この発明の詳細を、図を参照しながら説明する。図1〜図3は、この発明の車載型排ガス分析装置の一例を示すものである。まず、図1は、車載型排ガス分析装置を自動車に搭載した実施の形態を示し、この図において、1は測定に供される車両としての自動車である。2はこの自動車1のエンジン、3はエンジン2に連なり排ガスGが流れる排気管、4は排気管3に設けられる触媒装置である。5は例えば路面である。
【0011】そして、6は自動車1内に設けられる排ガス濃度測定装置としてのNDIR型ガス分析装置で、ガス分析部6Aと演算制御部6Bとからなる。より詳しくは、図2の示すように、前記排気管3の例えば触媒装置4より下流側に、ガス分岐部7およびガス合流部8が設けられ、これらのガス分岐部7とガス合流部8とを結ぶガス流路9にガス分析部6Aが介装されている。前記ガス分岐部7は、排気管3を流れてくるエンジン2からの排ガスGの一部をサンプルガスとして採取できるように構成されている。そして、前記ガス流路9のガス分岐部7とガス分析部6Aとの間にはヒータ10が巻設してあり、これを流れるサンプルガスが所定の温度に加熱保温されるようにしてある。そして、前記ガス分析部6Aは、その詳細な構成の図示は省略するが、排ガスGの一部がサンプルガスとして連続的に供給されるセルの一端に赤外光源を設け、他端に光チョッパを介して複数の測定対象成分、例えばHC、COや干渉成分としてのH2 Oの濃度をそれぞれ検出するための検出部を備えてなるものである。また、演算制御部6Bは、自動車1内の演算処理装置(後述する)からの指令によりガス分析部6Aの各部を制御したり、ガス分析部6Aの検出部の出力信号に基づいて濃度演算を行うように構成されている。
【0012】また、11はエンジン2からの排ガスGが流れる排気管3の最下流端に着脱自在に設けられ、前記排ガスGの流量を測定するピトー管式流量計で、例えば図2および図3に示すように構成されている。すなわち、これらの図において、12は排気管3の下流端部3aに分離自在に接続されるアダプタ管で、排気管3と同等の内径を有し、その一端側には、固定ねじ13を備え前記下流端部3aに着脱自在に外嵌される接続部14が形成され、他端側は開放されている。そして、このアダプタ管12には、ピトー管式流量計11がユニット構成された状態で設けられている。すなわち、アダプタ管12の上流側位置の管壁12aに管内部を臨むように静圧検出用ピトー管15が設けられ、この静圧検出用ピトー管15のやや下流側に管内に挿入されるようにして動圧検出用ピトー管16が設けられている。これらのピトー管15,16は、それぞれ、バッファタンク17,18を介して差圧計19に接続されている。また、20,21は動圧検出用ピトー管16の下流側のアダプタ管12の管内に挿入されるようにして設けられる温度センサ、圧力センサで、それぞれ排ガスGの温度および圧力を測定するもので、これらの出力信号はインタ−フェース24(後述する)を介して演算処理装置23(後述する)に入力される。さらに、22は前記各部材15〜21を収納するケースで、アダプタ管12に適宜の手段で着脱自在に取り付けられている。
【0013】さらに、23は自動車1の内部に搭載される演算処理装置(例えばパソコンなど)で、前記演算制御部6Bとの間で信号を授受してNDIR型ガス分析装置6全体を制御したり、演算制御部6Bおよびピトー管式流量計11からの信号に基づいて演算を行って、エンジン2から排出されるHC、CO等の特定の測定対象成分の重量Mx (t)を算出したり、各種の測定結果などを表示したり、測定結果などをデータとして格納する。なお、24はピトー管式流量計11と演算処理装置19との間に介装されるインタ−フェースで、アナログ信号をディジタル信号に変換する機能などを備えている。また、前記演算処理装置19には、自動車1における車速やエンジン回転数などの車両データも送られるようにしてある。
【0014】ここで、前記ピトー管式流量計11による排ガス流量およびNDIR型ガス分析装置6による特定の測定対象成分の濃度を用いて、特定の成分xの総排出重量を求めるための式は、下記の通りである。
まず、排ガス流量(標準状態換算)Qexh (t)〔m3 /min〕は下記(1)式で表される。
Qexh (t)=K×{Pexh (t)/101.3}×{293.15/Texh (t)}×√{Δh(t)/γexh } ……(1)
ここで、 K:比例係数
Pexh (t):排ガス圧力〔κPa〕
Texh (t):排ガス温度〔K〕
Δh(t):ピトー管の差圧
γexh :標準状態における排ガス密度〔g/m3 〕
すなわち、比例係数Kを予め求めておけば、排ガスGの温度、圧力、ピトー管の差圧の測定値から、排ガス流量を得ることができる。
次に、測定対象成分の時系列排出重量は、排出濃度、および排ガス流量、各測定対象成分の密度から算出される。すなわち、成分xの排出重量(時系列)〔g/s〕および成分xの総排出重量Mxtotal 〔g/km〕は、それぞれ、下記(2),(3)で表される。
Mx (t)=Cx (t)×10−6×{Qexh (t)/60}×γx ……(2)
Mx total =Σ{Mx (t)/L} ……(3)
ここで、 Cx (t):成分xの排出濃度(時系列)〔ppm/ppmC〕
Qexh (t):排ガス流量(標準状態換算)〔m3 /min〕
γx :成分xの標準状態における密度〔g/m3 〕
L:車両走行距離〔km〕
【0015】上述のように構成された車載型エンジン排ガス分析装置においては、エンジン2からの排ガスGの一部が排気管3のガス分岐部7においてサンプリングされてNDIR型ガス分析装置6のガス分析部6Aに連続的に供給されることにより、排ガスG中に含まれるHC、COの濃度が測定される。前記ガス分析部6Aに供給された排ガスGの一部は、前記ガス分岐部7においてサンプリングされなかった大部分の排ガスGと排気管3のガス合流部8において合流し、この合流後の排ガスGは、排気管6の下流端に接続されたアダプタ管12に設けられたピトー管式流量計11に向かって流れる。
【0016】前記ピトー管式流量計11においては、静圧検出用ピトー管15によって、排気管3を経てアダプタ管12内を流れる排ガスGの静圧が得られ、動圧検出用ピトー管16によって、前記排ガスGの動圧と静圧の和が得られる。そして、差圧計19において、前記静圧検出用ピトー管15による検出圧力と、動圧検出用ピトー管16による検出圧力との差をとることにより、排ガスGの動圧が得られ、これに基づいて演算を行うことにより排ガスGの流量が得られる。そして、この場合、静圧検出用ピトー管15および動圧検出用ピトー管16による圧力を、それぞれ、バッファタンク17,18を介して差圧計19に入力するようにしているので、前記排ガスGが脈動を生じても、これに起因して変動する圧力の変動分がバッファタンク17,19によってそれぞれ除去されるので、排ガスGの流量変化によって生ずる圧力差のみ取り出すことができ、エンジン2の出力の変動に起因して排ガスGに脈動が生じていても、これの影響を巧みに除去することができ、排ガスGの流量を精度よく測定することができる。
【0017】上述のように、この実施の形態における車載型エンジン排ガス分析装置においては、NDIR型ガス分析装置6によって、エンジン2から排出される排ガスG中に含まれるHC、CO等の濃度を連続測定することができるとともに、ピトー管式流量計11によって、前記排ガスGの流量を連続測定することができる。したがって、前記HC、CO濃度および排ガス流量からエンジン2から排出されるHC、COの重量を連続的に演算により求めることができる。
【0018】そして、上記ピトー管式流量計11は、自動車1のエンジン2に連なる排気管3に対して接続・分離自在なアダプタ管12に形成されるものであり、小型・コンパクトである。しかも、静圧検出用ピトー管15および動圧検出用ピトー管16と差圧計19との間にバッファタンク17,18を設けたものであるから、排気管3を流れる排ガスGに脈動を生じても、これの影響を大きく受けることなく排ガスGの流量を高精度に連続測定することができる。
【0019】図4および図5は、ピトー管式流量計11において、バッファタンク17,18を設けていないときと設けたときにおける流量測定結果を示すものである。これらの図において、符号Aで示すグラフは、ピトー管式流量計11の測定結果であり、符号Bで示すグラフは、図比較例としてのSAO(Smooth Approch Orifice)を用いた流量計の測定結果である。そして、使用した自動車1は、排気量2Lのガソリン車である。そして、図4、図5のいずれにおいても、(B)は(A)の部分拡大図である。
【0020】図4は、バッファタンク17,18を設けていないときの流量変化を示すもので、図4(A)に示すグラフa,bでは、ほとんど両グラフa,bに差がないように見えるが、同図(B)に示すように拡大してみると、両グラフa,bにはかなりの差があることがわかる。
【0021】図5は、バッファタンク17,18を設けたときの流量変化を示すもので、両グラフa,bには全くといってよいほど差が見られない。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の車載型排ガス分析装置は、エンジンに連なる排気管内を流れる排ガスの流量を測定するピトー管式流量計と前記排ガス中の測定対象成分の濃度を測定する排ガス濃度測定装置と演算処理部とを車両に搭載するとともに、前記演算処理部において、前記ピトー管式流量計および排ガス濃度測定装置のそれぞれの出力信号並びに排ガス温度信号および排ガス圧力信号を用いて、前記測定対象成分の排出重量を連続的に求めるようにしているので、車内にトレースガス源や注入されるトレースガスの量を測定する装置などを設ける必要がなく、簡便な構成で排ガス中に含まれる特定の測定対象成分の重量を精度よく連続的に測定することができる。
【0023】そして、前記ピトー管式流量計における静圧検出用ピトー管および動圧検出用ピトー管と差圧計との間にバッファタンクを設けた場合には、排気管内を流れる排ガスに脈動を生じても、これに起因して変動する圧力の変動分がバッファタンクによって除去されるので、前記脈動の影響を巧みに除去することができ、排ガスの流量を精度よく測定することができる。また、排気管に対して接続・分離自在のアダプタ管に静圧検出用ピトー管および動圧検出用ピトー管を設けるようにした場合には、これらの部材の取り扱いがきわめて簡単になり、排気管への装着・分離をきわめて容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の車載型排ガス分析装置を自動車に搭載した状態を概略的に示す図である。
【図2】前記車載型排ガス分析装置の構成の一例を概略的に示す図である。
【図3】前記車載型排ガス分析装置で用いるピトー管式流量計の排気管への取り付け構造の一例を概略的に示す図である。
【図4】前記車載型排ガス分析装置において、バッファタンクを設けないときの流量測定結果を示す図である。
【図5】前記車載型排ガス分析装置において、バッファタンクを設けたときの流量測定結果を示す図である。
【符号の説明】1…車両、2…エンジン、3…排気管、6…排ガス濃度測定装置、11…ピトー管式流量計、12…アダプタ管、15…静圧検出用ピトー管、16…動圧検出用ピトー管、17,18…バッファタンク、19…差圧計、23…演算処理部、G…排ガス。
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車などの車両のエンジンからの排ガス中に含まれる特定の測定対象成分の重量を連続的に測定するための車載型排ガス分析装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
【特許文献1】特開2001−124674号公報
近年、エンジン排ガス(以下、単に排ガスという)の環境負荷に対する関心が高まる中、その実態をより現実の環境に近い状態で把握しようとする動きが出てきており、路上走行中の車両から排出される窒素酸化物(NOX )、一酸化炭素(CO)、二酸化炭素(CO2 )などの成分について測定する手法の模索が行われている。この場合、前記各成分の濃度のみならず、その排出重量をも測定することが要求されるようになってきている。
【0003】上記要求を満たすものとして、前記特許文献1に記載される車載型エンジン排ガス分析装置がある。この特許文献1に記載された車載型エンジン排ガス分析装置においては、自動車内に排ガス中の成分濃度を分析する排ガス濃度分析装置を設けるとともに、この排ガス濃度分析装置による測定点の上流側から既知濃度のトレースガスを所定量注入し、排ガス中に注入されたトレースガスの注入濃度および注入流量から排ガスの流量を得るようにした排ガス流量測定装置を設け、前記排ガス濃度分析装置によって得られる成分濃度と前記排ガス流量測定装置によって得られる排ガス流量とに基づいて前記排ガス中に含まれる成分の排出重量を得るものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記特許文献1に記載された車載型エンジン排ガス分析装置によれば、排ガス中に含まれる特定成分の濃度および重量を連続的に測定することができる。しかしながら、車載型エンジン排ガス分析計においては、排ガス流量測定装置によって排ガス流量を測定するのに、トレースガス源を車両内に搭載し、トレースガスを排気管内にその適宜位置から測定しながら注入する必要があり、それだけ、排ガス流量測定のための構成が複雑になるといった問題がある。また、上記排ガス流量測定装置においては、排ガス濃度分析装置と組み合わせた場合、前記両装置における時間軸のずれや応答差の問題があり、必ずしも正確な流量値が得られないことがあり、そのため、排ガス中に含まれる特定の測定対象成分の重量を精度よく求められないことがあった。
【0005】この発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、実際の道路を走行中の車両においてその排ガス中に含まれる特定の測定対象成分の重量を、簡便な構成でありながらも精度よく連続的に測定することのできる車載型排ガス分析装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、この発明の車載型排ガス分析装置は、エンジンに連なる排気管内を流れる排ガスの流量を測定するピトー管式流量計、前記排ガス中の測定対象成分の濃度を測定する排ガス濃度測定装置と演算処理部とを車両に搭載するとともに、前記演算処理部において、前記ピトー管式流量計および排ガス濃度測定装置のそれぞれの出力信号並びに排ガス温度信号および排ガス圧力信号を用いて、前記測定対象成分の排出重量を連続的に求めるようにしたことを特徴としている(請求項1)。
【0007】上記車載型排ガス分析装置によれば、車内にトレースガス源や注入されるトレースガスの量を測定する装置などを設ける必要がなく、簡便な構成で排ガス中に含まれる特定の測定対象成分の重量を精度よく連続的に測定することができる。
【0008】そして、上記請求項1に記載の車載型排ガス分析装置において、ピトー管式流量計の静圧検出用ピトー管および動圧検出用ピトー管と差圧計との間にバッファタンクを設けるようにしてもよい(請求項2)。この構成によれば、排気管内を流れる排ガスが脈動しても、これに起因して変動する圧力の変動分がバッファタンクによって除去されるので、前記脈動の影響を巧みに除去することができ、排ガスの流量を精度よく測定することができる。
【0009】また、上記請求項1または2に記載の車載型排ガス分析装置において、排気管に対して接続・分離自在のアダプタ管に静圧検出用ピトー管および動圧検出用ピトー管を設けるようにしてもよい(請求項3)。この構成によれば、静圧検出用ピトー管および動圧検出用ピトー管の取り扱いがきわめて簡単になり、これら部材の排気管への装着・分離をきわめて容易に行うことができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、この発明の詳細を、図を参照しながら説明する。図1〜図3は、この発明の車載型排ガス分析装置の一例を示すものである。まず、図1は、車載型排ガス分析装置を自動車に搭載した実施の形態を示し、この図において、1は測定に供される車両としての自動車である。2はこの自動車1のエンジン、3はエンジン2に連なり排ガスGが流れる排気管、4は排気管3に設けられる触媒装置である。5は例えば路面である。
【0011】そして、6は自動車1内に設けられる排ガス濃度測定装置としてのNDIR型ガス分析装置で、ガス分析部6Aと演算制御部6Bとからなる。より詳しくは、図2の示すように、前記排気管3の例えば触媒装置4より下流側に、ガス分岐部7およびガス合流部8が設けられ、これらのガス分岐部7とガス合流部8とを結ぶガス流路9にガス分析部6Aが介装されている。前記ガス分岐部7は、排気管3を流れてくるエンジン2からの排ガスGの一部をサンプルガスとして採取できるように構成されている。そして、前記ガス流路9のガス分岐部7とガス分析部6Aとの間にはヒータ10が巻設してあり、これを流れるサンプルガスが所定の温度に加熱保温されるようにしてある。そして、前記ガス分析部6Aは、その詳細な構成の図示は省略するが、排ガスGの一部がサンプルガスとして連続的に供給されるセルの一端に赤外光源を設け、他端に光チョッパを介して複数の測定対象成分、例えばHC、COや干渉成分としてのH2 Oの濃度をそれぞれ検出するための検出部を備えてなるものである。また、演算制御部6Bは、自動車1内の演算処理装置(後述する)からの指令によりガス分析部6Aの各部を制御したり、ガス分析部6Aの検出部の出力信号に基づいて濃度演算を行うように構成されている。
【0012】また、11はエンジン2からの排ガスGが流れる排気管3の最下流端に着脱自在に設けられ、前記排ガスGの流量を測定するピトー管式流量計で、例えば図2および図3に示すように構成されている。すなわち、これらの図において、12は排気管3の下流端部3aに分離自在に接続されるアダプタ管で、排気管3と同等の内径を有し、その一端側には、固定ねじ13を備え前記下流端部3aに着脱自在に外嵌される接続部14が形成され、他端側は開放されている。そして、このアダプタ管12には、ピトー管式流量計11がユニット構成された状態で設けられている。すなわち、アダプタ管12の上流側位置の管壁12aに管内部を臨むように静圧検出用ピトー管15が設けられ、この静圧検出用ピトー管15のやや下流側に管内に挿入されるようにして動圧検出用ピトー管16が設けられている。これらのピトー管15,16は、それぞれ、バッファタンク17,18を介して差圧計19に接続されている。また、20,21は動圧検出用ピトー管16の下流側のアダプタ管12の管内に挿入されるようにして設けられる温度センサ、圧力センサで、それぞれ排ガスGの温度および圧力を測定するもので、これらの出力信号はインタ−フェース24(後述する)を介して演算処理装置23(後述する)に入力される。さらに、22は前記各部材15〜21を収納するケースで、アダプタ管12に適宜の手段で着脱自在に取り付けられている。
【0013】さらに、23は自動車1の内部に搭載される演算処理装置(例えばパソコンなど)で、前記演算制御部6Bとの間で信号を授受してNDIR型ガス分析装置6全体を制御したり、演算制御部6Bおよびピトー管式流量計11からの信号に基づいて演算を行って、エンジン2から排出されるHC、CO等の特定の測定対象成分の重量Mx (t)を算出したり、各種の測定結果などを表示したり、測定結果などをデータとして格納する。なお、24はピトー管式流量計11と演算処理装置19との間に介装されるインタ−フェースで、アナログ信号をディジタル信号に変換する機能などを備えている。また、前記演算処理装置19には、自動車1における車速やエンジン回転数などの車両データも送られるようにしてある。
【0014】ここで、前記ピトー管式流量計11による排ガス流量およびNDIR型ガス分析装置6による特定の測定対象成分の濃度を用いて、特定の成分xの総排出重量を求めるための式は、下記の通りである。
まず、排ガス流量(標準状態換算)Qexh (t)〔m3 /min〕は下記(1)式で表される。
Qexh (t)=K×{Pexh (t)/101.3}×{293.15/Texh (t)}×√{Δh(t)/γexh } ……(1)
ここで、 K:比例係数
Pexh (t):排ガス圧力〔κPa〕
Texh (t):排ガス温度〔K〕
Δh(t):ピトー管の差圧
γexh :標準状態における排ガス密度〔g/m3 〕
すなわち、比例係数Kを予め求めておけば、排ガスGの温度、圧力、ピトー管の差圧の測定値から、排ガス流量を得ることができる。
次に、測定対象成分の時系列排出重量は、排出濃度、および排ガス流量、各測定対象成分の密度から算出される。すなわち、成分xの排出重量(時系列)〔g/s〕および成分xの総排出重量Mxtotal 〔g/km〕は、それぞれ、下記(2),(3)で表される。
Mx (t)=Cx (t)×10−6×{Qexh (t)/60}×γx ……(2)
Mx total =Σ{Mx (t)/L} ……(3)
ここで、 Cx (t):成分xの排出濃度(時系列)〔ppm/ppmC〕
Qexh (t):排ガス流量(標準状態換算)〔m3 /min〕
γx :成分xの標準状態における密度〔g/m3 〕
L:車両走行距離〔km〕
【0015】上述のように構成された車載型エンジン排ガス分析装置においては、エンジン2からの排ガスGの一部が排気管3のガス分岐部7においてサンプリングされてNDIR型ガス分析装置6のガス分析部6Aに連続的に供給されることにより、排ガスG中に含まれるHC、COの濃度が測定される。前記ガス分析部6Aに供給された排ガスGの一部は、前記ガス分岐部7においてサンプリングされなかった大部分の排ガスGと排気管3のガス合流部8において合流し、この合流後の排ガスGは、排気管6の下流端に接続されたアダプタ管12に設けられたピトー管式流量計11に向かって流れる。
【0016】前記ピトー管式流量計11においては、静圧検出用ピトー管15によって、排気管3を経てアダプタ管12内を流れる排ガスGの静圧が得られ、動圧検出用ピトー管16によって、前記排ガスGの動圧と静圧の和が得られる。そして、差圧計19において、前記静圧検出用ピトー管15による検出圧力と、動圧検出用ピトー管16による検出圧力との差をとることにより、排ガスGの動圧が得られ、これに基づいて演算を行うことにより排ガスGの流量が得られる。そして、この場合、静圧検出用ピトー管15および動圧検出用ピトー管16による圧力を、それぞれ、バッファタンク17,18を介して差圧計19に入力するようにしているので、前記排ガスGが脈動を生じても、これに起因して変動する圧力の変動分がバッファタンク17,19によってそれぞれ除去されるので、排ガスGの流量変化によって生ずる圧力差のみ取り出すことができ、エンジン2の出力の変動に起因して排ガスGに脈動が生じていても、これの影響を巧みに除去することができ、排ガスGの流量を精度よく測定することができる。
【0017】上述のように、この実施の形態における車載型エンジン排ガス分析装置においては、NDIR型ガス分析装置6によって、エンジン2から排出される排ガスG中に含まれるHC、CO等の濃度を連続測定することができるとともに、ピトー管式流量計11によって、前記排ガスGの流量を連続測定することができる。したがって、前記HC、CO濃度および排ガス流量からエンジン2から排出されるHC、COの重量を連続的に演算により求めることができる。
【0018】そして、上記ピトー管式流量計11は、自動車1のエンジン2に連なる排気管3に対して接続・分離自在なアダプタ管12に形成されるものであり、小型・コンパクトである。しかも、静圧検出用ピトー管15および動圧検出用ピトー管16と差圧計19との間にバッファタンク17,18を設けたものであるから、排気管3を流れる排ガスGに脈動を生じても、これの影響を大きく受けることなく排ガスGの流量を高精度に連続測定することができる。
【0019】図4および図5は、ピトー管式流量計11において、バッファタンク17,18を設けていないときと設けたときにおける流量測定結果を示すものである。これらの図において、符号Aで示すグラフは、ピトー管式流量計11の測定結果であり、符号Bで示すグラフは、図比較例としてのSAO(Smooth Approch Orifice)を用いた流量計の測定結果である。そして、使用した自動車1は、排気量2Lのガソリン車である。そして、図4、図5のいずれにおいても、(B)は(A)の部分拡大図である。
【0020】図4は、バッファタンク17,18を設けていないときの流量変化を示すもので、図4(A)に示すグラフa,bでは、ほとんど両グラフa,bに差がないように見えるが、同図(B)に示すように拡大してみると、両グラフa,bにはかなりの差があることがわかる。
【0021】図5は、バッファタンク17,18を設けたときの流量変化を示すもので、両グラフa,bには全くといってよいほど差が見られない。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の車載型排ガス分析装置は、エンジンに連なる排気管内を流れる排ガスの流量を測定するピトー管式流量計と前記排ガス中の測定対象成分の濃度を測定する排ガス濃度測定装置と演算処理部とを車両に搭載するとともに、前記演算処理部において、前記ピトー管式流量計および排ガス濃度測定装置のそれぞれの出力信号並びに排ガス温度信号および排ガス圧力信号を用いて、前記測定対象成分の排出重量を連続的に求めるようにしているので、車内にトレースガス源や注入されるトレースガスの量を測定する装置などを設ける必要がなく、簡便な構成で排ガス中に含まれる特定の測定対象成分の重量を精度よく連続的に測定することができる。
【0023】そして、前記ピトー管式流量計における静圧検出用ピトー管および動圧検出用ピトー管と差圧計との間にバッファタンクを設けた場合には、排気管内を流れる排ガスに脈動を生じても、これに起因して変動する圧力の変動分がバッファタンクによって除去されるので、前記脈動の影響を巧みに除去することができ、排ガスの流量を精度よく測定することができる。また、排気管に対して接続・分離自在のアダプタ管に静圧検出用ピトー管および動圧検出用ピトー管を設けるようにした場合には、これらの部材の取り扱いがきわめて簡単になり、排気管への装着・分離をきわめて容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の車載型排ガス分析装置を自動車に搭載した状態を概略的に示す図である。
【図2】前記車載型排ガス分析装置の構成の一例を概略的に示す図である。
【図3】前記車載型排ガス分析装置で用いるピトー管式流量計の排気管への取り付け構造の一例を概略的に示す図である。
【図4】前記車載型排ガス分析装置において、バッファタンクを設けないときの流量測定結果を示す図である。
【図5】前記車載型排ガス分析装置において、バッファタンクを設けたときの流量測定結果を示す図である。
【符号の説明】1…車両、2…エンジン、3…排気管、6…排ガス濃度測定装置、11…ピトー管式流量計、12…アダプタ管、15…静圧検出用ピトー管、16…動圧検出用ピトー管、17,18…バッファタンク、19…差圧計、23…演算処理部、G…排ガス。
Claims (3)
- エンジンに連なる排気管内を流れる排ガスの流量を測定するピトー管式流量計と前記排ガス中の測定対象成分の濃度を測定する排ガス濃度測定装置と演算処理部とを車両に搭載するとともに、前記演算処理部において、前記ピトー管式流量計および排ガス濃度測定装置のそれぞれの出力信号並びに排ガス温度信号および排ガス圧力信号を用いて、前記測定対象成分の排出重量を連続的に求めるようにしたことを特徴とする車載型排ガス分析装置。
- ピトー管式流量計の静圧検出用ピトー管および動圧検出用ピトー管と差圧計との間にバッファタンクを設けてなる請求項1に記載の車載型排ガス分析装置。
- エンジンに連なる排気管に対して接続・分離自在のアダプタ管に静圧検出用ピトー管および動圧検出用ピトー管を設けてなる請求項1または2に記載の車載型排ガス分析装置。
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007183262A (ja) * | 2005-12-29 | 2007-07-19 | Ditest Fahrzeugdiagnose Gmbh | ディーゼルエンジンにおける排気ガス検査方法と排気ガス検査装置 |
JP2008157692A (ja) * | 2006-12-21 | 2008-07-10 | Horiba Ltd | 粒子状物質測定方法及び装置 |
KR100909704B1 (ko) * | 2007-06-20 | 2009-07-29 | 한국기계연구원 | 자동차 배출가스유량 측정장치 |
US8280645B2 (en) | 2008-05-16 | 2012-10-02 | Horiba, Ltd. | Method and apparatus of measuring particulate matters |
JP2014020808A (ja) * | 2012-07-12 | 2014-02-03 | Isuzu Motors Ltd | ピトー管式流量計及びそれを用いた流量測定方法 |
JP2016040536A (ja) * | 2014-08-12 | 2016-03-24 | 株式会社堀場製作所 | 排ガス分析システム |
EP3336516A1 (en) | 2016-12-14 | 2018-06-20 | Horiba, Ltd.g | In-vehicle exhaust gas analysis system, inspection system for in-vehicle exhaust gas analysis system, inspection method for in-vehicle exhaust gas analysis system, and inspection program |
CN109141547A (zh) * | 2018-06-26 | 2019-01-04 | 山西天地王坡煤业有限公司 | 孔板流量计 |
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-
2002
- 2002-09-27 JP JP2002283027A patent/JP2004117261A/ja active Pending
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007183262A (ja) * | 2005-12-29 | 2007-07-19 | Ditest Fahrzeugdiagnose Gmbh | ディーゼルエンジンにおける排気ガス検査方法と排気ガス検査装置 |
JP2008157692A (ja) * | 2006-12-21 | 2008-07-10 | Horiba Ltd | 粒子状物質測定方法及び装置 |
KR100909704B1 (ko) * | 2007-06-20 | 2009-07-29 | 한국기계연구원 | 자동차 배출가스유량 측정장치 |
US8280645B2 (en) | 2008-05-16 | 2012-10-02 | Horiba, Ltd. | Method and apparatus of measuring particulate matters |
JP2014020808A (ja) * | 2012-07-12 | 2014-02-03 | Isuzu Motors Ltd | ピトー管式流量計及びそれを用いた流量測定方法 |
JP2016040536A (ja) * | 2014-08-12 | 2016-03-24 | 株式会社堀場製作所 | 排ガス分析システム |
EP3336516A1 (en) | 2016-12-14 | 2018-06-20 | Horiba, Ltd.g | In-vehicle exhaust gas analysis system, inspection system for in-vehicle exhaust gas analysis system, inspection method for in-vehicle exhaust gas analysis system, and inspection program |
US11112334B2 (en) | 2016-12-14 | 2021-09-07 | Horiba, Ltd. | In-vehicle exhaust gas analysis system, inspection system for in-vehicle exhaust gas analysis system, inspection method for in-vehicle exhaust gas analysis system, and inspection program |
EP3480593A2 (en) | 2017-11-06 | 2019-05-08 | HORIBA, Ltd. | Calibration method for gas analysis apparatus, gas analysis system, and pressure varying device |
US10955398B2 (en) | 2017-11-06 | 2021-03-23 | Horiba, Ltd. | Calibration method for gas analysis apparatus, gas analysis system, and pressure varying device |
CN109141547A (zh) * | 2018-06-26 | 2019-01-04 | 山西天地王坡煤业有限公司 | 孔板流量计 |
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