JPH0678849U

JPH0678849U - ミニダイリューショントンネルの希釈排気ガスサンプリング装置

Info

Publication number: JPH0678849U
Application number: JP1954793U
Authority: JP
Inventors: 武志庄司
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1993-04-16
Filing date: 1993-04-16
Publication date: 1994-11-04
Anticipated expiration: 2008-04-16
Also published as: JP2597033Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】希釈排気ガスサンプリング装置の測定精度の
向上、応答性の向上等を図る。【構成】ミニダイリューショントンネル４から希釈排
気ガスの一部を吸い込むサンプリング管７に、上流側か
ら順にサンプリング管を開閉する切換弁８、微粒子を捕
捉するパティキュレートフィルタ９、希釈排気ガス流量
を測定する流量計２１、サンプリング管内の排気ガスの
流れを安定にするサージタンク２２、サンプリング管に
希釈排気ガスを吸い込むブロア２３を設け、流量計とサ
ージタンクとの間に切換弁１３を介して外気を導入する
ダミーライン２４を設け、各切換弁を所定のシーケンス
で制御する制御手段２５、流量計の指示値に応じて排気
ガスの積算流量を演算する演算手段２６、演算手段から
の信号を受けてブロアを制御し流量調整を行なう制御手
段２７とを設けた構成としたものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、排気ガス測定装置に関し、特に排気ガス中に含有される有害粒状物質を測定するミニダイリューショントンネルの希釈排気ガスサンプリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

エンジンから排出されるＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ以外の有害物質としてディーゼルエンジン車の微粒子排出物（パティキュレート）があり、この微粒子排出物（以下「パティキュレート」という）を測定する装置として、排気ガスの一部を抽出してミニダイリューショントンネルに導き、当該ミニダイリューショントンネル内において新気により希釈し、当該希釈した排気ガスの一部をサンプリングして排気ガス中に含有されるパティキュレートを測定するミニダイリューショントンネルの希釈排気ガスサンプリング装置がある。

【０００３】図３は、ミニダイリューショントンネルの希釈排気ガスサンプリング装置を示し、エンジン（図示せず）の排気通路１の途中に設けられた排気ガス分割器２から抽出管３を通してミニダイリューショントンネル４に排気ガスの一部を導入し、当該ミニダイリューショントンネル４においてエアフィルタ５を通して導入した新気により排気ガスを希釈し、この希釈した排気ガスの一部をサンプリング装置６に導く。ミニダイリューショントンネル４の下流側にはルーツブロア（図示せず）が接続されており、エアフィルタ５を通してミニダイリューショントンネル４内に新気を導入するようになっている。

【０００４】サンプリング装置６は、上流端がミニダイリューショントンネル４内に挿入され希釈された排気ガスの一部を吸い込むサンプリング管７、サンプリング管７の上流側に接続された空気圧操作切換弁８、サンプリング管７内に吸い込まれた排気ガス中のパティキュレートを捕捉するパティキュレートフィルタ９、ミニダイリューショントンネル４から希釈排気ガスの一部をサンプリング管７に吸い込むブロア１０、ブロア１０から吐出される排気ガスを冷却する熱交換機１１、サンプリング管７の下流端に接続され吸い込んだ排気ガス量を測定するガスメータ流量計１２、サンプリング管７のパティキュレートフィルタ９とブロア１０との間に接続され空気圧操作切換弁１３を有するダミーライン１４、ガスメータ流量計１２の吸込側の温度（前温）Ｔ、吸込側の圧力（前圧）Ｐ及び回転信号ＰＬを取り込み空気圧操作切換弁８、１３を制御すると共にコントローラ１６に信号変換器を通して制御信号を出力し、インバータ１７によりブロア１０の回転速度を制御するコンピュータ１５等により構成されている。

【０００５】排気ガス中のパティキュレートを測るときは、エンジンの運転条件を一定時刻毎に変えていくが、運転モードを変える間即ち、或るモードから次のモードに移行する間はパティキュレートの測定をしない。そして、この移行する間は、ダミーラインを通してサンプリング管７のパティキュレートフィルタ９の下流側で大気を吸い込ませる。即ち、サンプリング装置６は、ブロア１０を常時稼働させておき、サンプリングするときには空気圧操作切換弁８を開弁し、空気圧操作切換弁１４を閉弁してミニダイリューショントンネル４からサンプリング管７に希釈排気ガスを吸い込み、モードから次のモードへ移行する間は、空気圧操作切換弁８を閉弁し、空気圧操作切換弁１３を開弁してダミーライン１４からサンプリング管７のパティキュレートフィルタ９の下流側に大気を導入して待機させる。

【０００６】ミニダイリューショントンネルの希釈排気ガスサンプリング装置としては、特開平１−１５０８３８号公報に開示された「エンジン排気ガス中の粒子状物質測定装置」、特開平３−１３０６４０号公報に開示された「排気ガス測定装置」がある。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

排気ガス量を計算する場合、ミニダイリューショントンネル４内の全流量とサンプリング管７内の流量との比を一定にしないと演算が複雑となるためにサンプリング管７に取り込む排気ガスの流量を一定にすることが必要である。そこで、ガスメータ流量計１２の吸込側の温度（前温）Ｔ、圧力（前圧）Ｐ及び回転速度信号ＰＬ等に応じてブロア１０の回転速度をコンピュータ１５により制御し、サンプリング管７内に取り込む排気ガスの流量を制御している。

【０００８】しかしながら、上記従来のサンプリング装置は、サンプリングする排気ガスの流量が多くなると、ブロア１０や、各シール部等からの漏れが多くなり、排気ガス量の測定誤差が大きくなる。また、流量計としてガスメータ流量計１２を使用すると瞬時流量の精度が悪く、サンプリング質量流量がばらつき、コントロールし難い。ブロア安全弁の開時に流量指示値が合わない。ブロア１０の下流にガスメータ流量計１２を配置しているためにブロア１０から吐出された排気ガスを冷却するための熱交換機１１が必要となり、サンプリング装置６の大型化及びコストアップとなる。ダミーライン１４からの流量もブロア回転数で制御しているために次のモードに移行するときにサンプリング流量が不安定になる。空気圧操作切換弁８、１３の応答速度が速過ぎるために開閉時のショックにより排気ガス分割器２の圧力制御部に影響を及ぼし、また、サンプリング流量制御系のオーバシュートが大きくなる等の多くの問題がある。

【０００９】また、特開平１−１５０８３８号公報、特開平３−１３０６４０号公報に開示された各測定装置も、サンプリング管のブロアの下流側にガス流量計が配置された構成とされており、従って、上述と同様にサンプリングする排気ガスの流量が多くなると、ブロアや、シール部等からの漏れが多くなり、排気ガス量の測定誤差が大きくなる。

【００１０】本考案は上述の点に鑑みてなされたもので、排気ガス流量の測定精度の向上及び安定化、装置の簡素化、応答性の向上等を図ったミニダイリューショントンネルの希釈排気ガスサンプリング装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために本考案によれば、エンジンの排気ガスの一部を抽出してミニダイリューショントンネルに導いて希釈し、この希釈した排気ガスの一部をサンプリング管に吸い込み、排気ガス中の微粒子を捕捉すると共に吸い込んだ希釈排気ガスの流量を測定するミニダイリューショントンネルの希釈排気ガスサンプリング装置において、前記サンプリング管のミニダイリューショントンネルに連通する上流側から順にサンプリング管を開閉する切換弁と、微粒子を捕捉するパティキュレートフィルタと、吸い込んだ希釈排気ガスの流量を測定する流量計と、サンプリング管内の排気ガスの流れを安定化するサージタンクと、サンプリング管に希釈排気ガスを吸い込むブロアとを設け、前記サンプリング管の流量計とサージタンクとの間に切換弁を介して外気を導入するダミーラインを設け、前記各切換弁を所定のシーケンスで制御する第１の制御手段と、前記流量計の指示値に応じて排気ガスの積算流量を演算する演算手段と、前記演算手段からの信号を受けて前記ブロアを制御し流量調整を行なう第２の制御手段とを設けた構成としたものである。

【００１２】

【作用】

希釈排気ガスサンプリング装置は、測定時にダミーラインを閉塞してミニダイリューショントンネルからサンプリング管に希釈排気ガスを吸い込み、パティキュレートフィルタにより希釈排気ガス中の微粒子を捕捉する。微粒子が取り除かれた希釈排気ガスは、流量計により流量が測定され、サージタンクを経て排出される。演算手段は、流量計からの信号により流量を測定し、第２の制御手段は、演算手段からの信号によりブロアを制御して流量を調整する。或るモードから次のモードへの移行期間においては、第１の制御手段が各切換弁を制御して希釈排気ガスに替えてダミーラインから大気を導入させる。

【００１３】

【実施例】

以下本考案の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。尚、図３と同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。図１は、本考案を適用したミニダイリューショントンネルの希釈排気ガスサンプリング装置を示し、サンプリング装置２０は、サンプリング管７の上流側から空気圧操作切換弁８、パティキュレートを捕捉するためのパティキュレートフィルタ９、サンプリング管７内に吸い込まれた希釈排気ガス流量を測定する流量計２１、サンプリング管７内の排気ガスの流れを安定にするサージタンク２２、サンプリング管７にミニダイリューショントンネル４内の希釈排気ガスを吸い込むためのブロア２３が順に接続されている。また、サンプリング管７の流量計２１の下流側とサージタンク２２の上流側との間には空気圧操作切換弁１３と絞り弁２３とが設けられたダミーライン２４が接続されている。更に、サンプリング管７は、パティキュレートフィルタ９と流量計２１との間の管路７ｂの長さが長く（数ｍ）設定されている。

【００１４】空気圧操作切換弁８は、ノーマルクローズタイプ、空気圧操作切換弁１３は、ノーマルオープンタイプの切換弁とされ、流量計２１は、例えば、ラミナ型流量計が使用されている。また、空気圧操作切換弁８、１３は、スピードコントロール装置付きで応答速度の調節が可能とされており、応答速度は、例えば、0.１〜１秒程度に調節されている。

【００１５】空気圧操作切換弁８、１３は、夫々シーケンサ２５に接続されている。このシーケンサ２５は、空気圧操作切換弁８、１３を所定のタイミングで同時に開閉制御するバルブコントローラで、マイクロコンピュータにより構成されている。流量計２１の吸込側の排気ガス温度（サンプルガス温度）Ｔ、圧力（前圧）Ｐ₁、吐出側の圧力（後圧）Ｐ₂の各信号は、流量演算器例えば、標準流量演算器２６に入力される。この標準流量演算器２６は、マイクロコンピュータで、サンプルガス温度Ｔ、前圧Ｐ₁と後圧Ｐ₂との差圧ΔＰ（＝Ｐ₁−Ｐ₂）とに応じて吸い込んだ希釈排気ガスの流量を演算すると共に、ブロア制御信号を出力してコントローラ２７に加える。インバータ２８は、コントローラ２７から入力される制御信号に応じてブロア２３の回転数を制御する。このようにシーケンサ２５による空気圧操作切換弁８、１３の駆動タイミングコントロールと、コントローラ２７によるブロア２３即ち、流量コントロール系とを分離している。

【００１６】以下に図２のフローチャートを参照しつつ作用を説明する。図１においてエンジン（図示せず）から排気通路１に排出された排気ガスは、排気ガス分割器２により所定の分割比に分割されて抽出管３を通してミニダイリューショントンネル４に導入される。ミニダイリューショントンネル４に導入された排気ガスは、エアフィルタ５を通して当該ミニダイリューショントンネル４に導入される新気により希釈される。そして、この希釈された排気ガスの一部がサンプリング管７の開口端７ａから当該サンプリング管７内に吸い込まれてサンプリング装置２０に導かれる。

【００１７】サンプリング装置２０は、パティキュレートの測定開始前に、ブロア２３を暖機運転してサンプリング流量を既定値に設定しておく。このときには空気圧操作切換弁８が閉弁され、空気圧操作切換弁１３が開弁されており、前記サンプリング流量は、ダミーライン２４からサンプリング管７のサージタンク２２を経てブロア２３に供給される。

【００１８】サンプリング装置２０は、パティキュレート測定開始時にコントローラ２７、シーケンサ２５を駆動し（ステップＳ１、ステップＳ２）、空気圧操作切換弁８を開弁させ、同時に空気圧操作切換弁１３を閉弁させてダミーライン２４を閉塞し（ステップＳ３）、サンプリング管７に排気ガスを吸い込む。サンプリング管７に吸い込まれた希釈排気ガスは、パティキュレートフィルタ９、流量計２１、サージタンク２２へと流れ、ブロア２３から排出される。

【００１９】サンプリング装置２０は、流量計２１により希釈排気ガスの積算流量の測定を開始し（ステップＳ４）、サンプリング質量流量Ｇｓが各設定値Ｇ_SL、Ｇ_SU（＞Ｇ_SL）の範囲内にある（Ｇ_SL＜Ｇｓ＜Ｇ_SU）か否かを判定し（ステップＳ５）、判定結果が否定（ＮＯ）のときはブロア２３の回転数を変更してステップＳ５に戻り、当該判定を繰り返す（ステップＳ６）。また、ステップＳ５の判定結果が肯定（ＹＥＳ）のときにはエンジンの運転モード変更時間か否かを判定し（ステップＳ７）、判定結果が否定（ＮＯ）のときにはステップＳ５に戻って当該判定を繰り返し、肯定（ＹＥＳ）のときには流量計２１による積算流量測定を停止し（ステップＳ８）、ブロア２３を当該回転速度に保持して（ステップしＳ９）、空気圧操作切換弁８を閉弁すると共に空気圧操作切換弁１３を開弁し、希釈排気ガスに替えてダミーライン２４からサンプリング管７の流量計２１の下流に大気を吸い込ませる（ステップＳ１０）。従って、ダミーライン２４の流量のブロア回転速度は、前のモードの最終値に保持される。

【００２０】次いで、エンジンの全運転モードにおける測定が終了したか否かを判定し（ステップＳ１１）、その判定結果が肯定（ＹＥＳ）のときには当該測定を終了し、否定（ＮＯ）のときには次の運転モードの開始時間になったか否かを判定し（ステップＳ１２）、判定結果が否定（ＮＯ）のときにはステップＳ９に進んで次の運転モードの測定を開始するまで待機し、肯定（ＹＥＳ）のときにはステップＳ３に進み、前記次の運転モードの測定を開始する。

【００２１】ところで、サンプリング管７は、パティキュレートフィルタ９と流量計２１との間の管路７ｂの長さが長く（数ｍ）設定されているために、希釈排気ガスは、パティキュレートフィルタ９を通った後冷却され、従って、熱交換器が不要となる。また、流量計２１の下流にサージタンク２２が配置されているために流量の測定が安定する。ダミーライン２４は、流量計２１の下流に設けたことにより積算流量演算の単純化が図られる。更に、ブロア２３をサンプリング管７の下流端に配置して、ブロア安全弁開時でも積算流量、サンプリング質量流量の影響をなくしている。

【００２２】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、流量計の下流にブロアが配置されているために吸い込んだ希釈排気ガスを冷却するための熱交換機が不要となり、装置の簡素化及びコストダウンが図られ、流量計の下流にダミーラインを設けたことにより測定精度が向上して排気ガスの積算流量の演算の単純化が図られる。更に流量計の下流にブロアを配置したことによりブロア安全弁開時でも積算流量、サンプリング質量流量に影響を受けることがない。更に流量計の下流にサージタンクを設けたことにより流量測定の安定化が図られ、測定精度の向上が図られる。更に、各切換弁とブロア即ち、流量のコントロールとを別系統としたことにより応答性の向上が図られる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るミニダイリューショントンネルの
希釈排気ガスサンプリング装置の一実施例を示す構成図
である。

【図２】図１の装置による測定の手順を示すフローチャ
ートである。

【図３】従来のミニダイリューショントンネルの希釈排
気ガスサンプリング装置の一実施例を示す構成図であ
る。

【符号の説明】

１排気通路２排気ガス分割器３抽出管４ミニダイリューショントンネル６希釈排気ガスサンプリング装置７サンプリング管８、１３空気圧操作切換弁９パティキュレートフィルタ２１流量計２２サージタンク２３ブロア２５シーケンサ２６流量演算器２７コントローラ２８インバータ

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】エンジンの排気ガスの一部を抽出してミ
ニダイリューショントンネルに導いて希釈し、この希釈
した排気ガスの一部をサンプリング管に吸い込み、排気
ガス中の微粒子を捕捉すると共に吸い込んだ希釈排気ガ
スの流量を測定するミニダイリューショントンネルの希
釈排気ガスサンプリング装置において、前記サンプリング管のミニダイリューショントンネルに
連通する上流側から順にサンプリング管を開閉する切換
弁と、微粒子を捕捉するパティキュレートフィルタと、
吸い込んだ希釈排気ガスの流量を測定する流量計と、サ
ンプリング管内の排気ガスの流れを安定化するサージタ
ンクと、サンプリング管に希釈排気ガスを吸い込むブロ
アとを設け、前記サンプリング管の流量計とサージタンクとの間に切
換弁を介して外気を導入するダミーラインを設け、前記各切換弁を所定のシーケンスで制御する第１の制御
手段と、前記流量計の指示値に応じて排気ガスの積算流量を演算
する演算手段と、前記演算手段からの信号を受けて前記ブロアを制御し流
量調整を行なう第２の制御手段とを設けたことを特徴と
するミニダイリューショントンネルの希釈排気ガスサン
プリング装置。