WO2023063139A1 - 排ガスサンプリング装置、排ガス分析システム、排ガスサンプリング方法及び排ガスサンプリング装置用プログラム - Google Patents

排ガスサンプリング装置、排ガス分析システム、排ガスサンプリング方法及び排ガスサンプリング装置用プログラム Download PDF

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WO2023063139A1
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WO
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exhaust gas
flow path
engine
main
gas
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/036938
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English (en)
French (fr)
Inventor
大 木村
和典 栗秋
昌宏 樋口
陽二 小松
純 富田
Original Assignee
株式会社堀場製作所
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G01M15/04—Testing internal-combustion engines
    • G01M15/10—Testing internal-combustion engines by monitoring exhaust gases or combustion flame
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state

Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas sampling device, an exhaust gas analysis system, an exhaust gas sampling method, and a program for the exhaust gas sampling device.
  • a constant volume sampling device hereinafter also referred to as a CVS device.
  • a diluent gas passage through which a dilution gas flows is connected to a main passage through which an exhaust gas flows, and a part of the mixed gas is sampled downstream of the confluence point of the exhaust gas and the dilution gas in the main passage.
  • the chassis dynamo is run in a driving mode corresponding to, for example, WLTP (Worldwide harmonized Light duty driving test), and the concentration measurement of the exhaust gas emitted at that time is measured in a plurality of test phases (for example, Low phase, Middle phase, High phase, Ex High phase), and when performing continuously, if exhaust gas remains in the main flow path when the test phase is switched, the remaining exhaust gas should be collected. It may not be possible to collect during the test phase, and it may be collected after the start of the next test phase, which may affect the results of concentration measurements etc. in each test phase.
  • the problem that the exhaust gas remains after the engine is stopped is a problem for vehicles that use an engine and an electric motor as a drive source, such as hybrid vehicles (HEV and PHEV), which repeatedly start and stop the engine in one exhaust gas test. This is particularly noticeable when performing an exhaust gas test.
  • HEV and PHEV hybrid vehicles
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and in an exhaust gas analysis system using a dilution sampling method, after the engine is stopped, the exhaust gas is allowed to remain until the confluence point with the diluent gas in the main flow path.
  • the main problem is to be able to analyze the exhaust gas from the engine with high accuracy by making it possible to collect the exhaust gas from the engine.
  • the exhaust gas sampling device collects exhaust gas discharged from a vehicle equipped with an engine or a part thereof in a sampling bag, and comprises a main flow path through which the exhaust gas flows, and the main flow path.
  • a main valve that opens and closes, a dilution gas flow path that is connected downstream of the main valve in the main flow path and introduces a diluent gas into the main flow path, and a downstream end that branches off from the dilution gas flow path.
  • a purge gas flow path provided in the purge gas flow path, and a purge pump that sucks a part of the diluent gas flowing through the gas flow path and sends it to the main flow path as a purge gas.
  • part of the diluent gas is used as purge gas between the confluence point of the diluent gas in the main passage and the upstream main valve. Since the exhaust gas can be introduced, after the engine is stopped, the exhaust gas can be swept downstream without remaining until it reaches the confluence point of the diluent gas in the main flow path, and can be sampled with a sampling bag. As a result, when an exhaust gas test is performed in combination with an exhaust gas analyzer or the like, it is possible to reduce the amount of exhaust gas discharged from the engine during the test, thereby improving the analysis accuracy.
  • the main valve can be opened and closed at appropriate timing in accordance with starting and stopping of the engine. Therefore, it is preferable that the exhaust gas sampling device further includes an engine operation detection unit that detects starting and stopping of the engine. In this way, for example, if the start of the engine is detected and the main valve is quickly opened accordingly, the rise in the back pressure of the engine can be suppressed and the failure of the test vehicle can be prevented. In addition, for example, if the engine stop is detected and the main valve is quickly closed accordingly, air will flow from the stopped engine to the negative pressure main flow path, cooling the catalyst in the exhaust pipe of the vehicle. It is possible to prevent the situation that it will be done.
  • the exhaust gas sampling device is configured to output a closing command signal to the main valve and then start the purge pump when the engine operation detection section detects that the engine has stopped.
  • the main valve can be closed immediately after the engine is stopped, and the exhaust gas remaining in the main flow path can be swept downstream for sampling.
  • the purge pump is started after the main valve is closed, it is possible to prevent the diluent gas from flowing back to the engine side.
  • the exhaust gas sampling device be able to quickly detect the start and stop of the engine. Therefore, the engine operation detection unit detects the engine based on a pulse interval, which is a time interval between pulse signals generated by the operation of the engine, and a start threshold value and a stop threshold value for detecting start and stop of the engine, respectively. It is preferable that the start threshold is set to be greater than the stop threshold. In this way, by setting a large starting threshold value, it is possible to quickly detect the start of the engine. Conversely, by setting the stop threshold to a small value, it is possible to quickly detect the start of the engine stopping.
  • the start threshold is set larger than the stop threshold in this way, for example, while the pulse interval is shortening at the time of starting the engine, the stop of the engine is erroneously detected immediately after correctly detecting the start of the engine. Sometimes I end up Conversely, while the pulse interval is getting longer when the engine is stopped, the engine start may be erroneously detected immediately after the engine stop is correctly detected. In order to prevent such erroneous detection, the engine operation detection unit is configured not to detect the start or stop of the engine again until a predetermined time has elapsed after detecting the start or stop of the engine. is preferred.
  • the exhaust gas sampling device includes a bypass flow path that branches from the main flow path upstream of the main valve and joins the main flow path downstream of the main valve, and an auxiliary valve that opens and closes the bypass flow path. is preferably further provided. In this way, when the engine is started, the auxiliary valve is opened together with the main valve, so that the exhaust gas can be released downstream through the bypass flow path during the period from when the main valve starts to open until it is fully opened. can prevent an increase in engine back pressure.
  • the auxiliary valve can be opened at a higher speed than the main valve. In this way, the exhaust gas can be released downstream more quickly through the bypass flow path, so that an increase in the back pressure of the engine can be prevented more reliably.
  • the engine operation detection section outputs an opening command signal to the main valve and the auxiliary valve when the engine operation detection section detects the start of the engine.
  • the vehicle is a hybrid vehicle such as HEV or PHEV that uses an engine and an electric motor as power sources
  • the engine is repeatedly started and stopped during one exhaust gas test, so exhaust gas tends to remain in the main flow path. Therefore, in the exhaust gas sampling device, when the vehicle is powered by the engine and the electric motor, the above-described effects of the present invention become more pronounced.
  • the exhaust gas analysis system of the present invention is characterized by comprising the exhaust gas sampling device, a loading device that applies a load to the vehicle or a part thereof, and an exhaust gas analysis device that analyzes the exhaust gas collected in the sampling bag. do.
  • exhaust gas discharged from a vehicle equipped with an engine or a part thereof is sampled in a sampling bag, and the main flow path through which the exhaust gas flows and the main flow path are opened and closed.
  • the purge pump is started to send part of the dilution gas flowing through the dilution gas flow path to the main flow path as purge gas using an exhaust gas sampling device.
  • the purge pump is automatically stopped after a predetermined time has passed since the purge pump was started.
  • the sampling of the exhaust gas into the sampling bag is automatically stopped when a predetermined time has passed since the engine was stopped. By doing so, it is possible to prevent the concentration of the exhaust gas in the sampling bag from being diluted by continuing to sample the gas into the sampling bag after the engine is stopped.
  • the sampling method automatically resumes sampling of the exhaust gas into the sampling bag when the engine is restarted.
  • the program for an exhaust gas sampling device of the present invention collects exhaust gas discharged from a vehicle equipped with an engine or a part thereof in a sampling bag, and opens and closes a main flow path through which the exhaust gas flows, and the main flow path.
  • a main valve connected to the main flow path downstream of the main valve to introduce a diluent gas into the main flow path; and a dilution gas flow path branched from the diluent gas flow path and a purge gas flow path connected downstream of the main valve in the main flow path and upstream of a junction of the diluent gas flow paths; and a purge pump provided in the purge gas flow path.
  • a program for an exhaust gas sampling device comprising It is characterized in that the computer is made to exhibit the function as a control unit.
  • an exhaust gas sampling device According to such an exhaust gas analysis system, an exhaust gas sampling device, and a program for an exhaust gas sampling device, the same effects as those of the exhaust gas sampling device of the present invention described above can be achieved.
  • exhaust gas in the exhaust gas analysis system using the dilution sampling method, after the engine is stopped, exhaust gas can be sampled without remaining until the confluence point with the diluent gas in the main flow path. By doing so, it becomes possible to accurately analyze the exhaust gas from the engine.
  • FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing the configuration of an exhaust gas analysis system according to the present embodiment
  • 4 is a flow chart showing the control contents of the control device of the present embodiment
  • FIG. 4 is a diagram for explaining engine rotation pulses at the time of starting the engine and the timing at which the engine operation detection unit detects the starting of the engine according to the present embodiment
  • FIG. 4 is a diagram for explaining engine rotation pulses when the engine is stopped and the timing at which the engine operation detection unit detects the stop of the engine according to the present embodiment
  • the schematic diagram which shows the structure of the waste gas analysis system in other embodiment.
  • the graph which shows an example of the driving modes defined by WLTP.
  • the exhaust gas analysis system 100 of the present embodiment performs an exhaust gas test for analyzing exhaust gas emitted from an engine E such as an HEV or PHEV, which is a test vehicle M, and an engine E of a hybrid vehicle having an electric motor (motor) as a drive source. It is a dilution sampling method that dilutes the exhaust gas with a diluent gas and measures the concentration.
  • the test object is not limited to a complete vehicle, and may be a drive system having an engine E and an electric motor (motor).
  • this exhaust gas analysis system 100 includes a chassis dynamometer (load device in the claims) 1 having chassis rollers 11 on which a test vehicle M is placed, and an exhaust gas sampling device 2. and
  • the test vehicle M is run in a predetermined running mode on the chassis dynamometer 1, and a mixed gas (diluted diluted exhaust gas) obtained by diluting the exhaust gas emitted at that time with a dilution gas is obtained.
  • the mixed gas is collected in a sampling bag SB, and the concentrations of various components contained in the mixed gas are measured by an analyzer 3 such as NDIR or FID.
  • an analyzer 3 such as NDIR or FID.
  • the exhaust gas analysis system 100 may include a plurality of analyzers 3 .
  • the predetermined driving mode means a driving mode for on-road driving tests stipulated by UN forums such as WLTP, JC08, LA#4, NEDC, etc. and regulations of each country, and a plurality of phases in one test cycle. is set.
  • the exhaust gas sampling device 2 is a constant volume sampling device 2 called a so-called CVS device.
  • a mixed gas of the exhaust gas and the diluent gas is provided downstream from the confluence point MP of the diluent gas flow path 22 through which the dilution air (diluent gas) purified by the device flows and the diluent gas flow path 22 in the main flow path 21.
  • a constant flow rate mechanism 23 for controlling the flow rate of (diluted diluted exhaust gas) to be constant and a host controller C are provided.
  • a sampling channel SL for collecting the mixed gas in a sampling bag SB is connected downstream of the confluence MP in the main channel 21.
  • the sampling channel SL is connected to a mass flow controller MFC as a flow control device and a blower.
  • a suction pump (also referred to as a sampling pump) P1 is provided.
  • a critical flow venturi or the like may be used as the flow control device.
  • the constant flow rate mechanism 23 keeps the main flow rate (hereinafter referred to as CVS flow rate), which is the total flow rate of the exhaust gas introduced into the main flow path 21 and the dilution gas introduced into the dilution gas flow path 22, constant. More specifically, it comprises a critical flow venturi CFV provided downstream of the main flow path 21 and a suction pump P2 provided downstream of the critical flow venturi CFV. With this configuration, the suction pump P2 is used to increase the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the critical flow venturi CFV to a required value or more, so that the total flow rate of the exhaust gas and the dilution gas becomes a constant CVS flow rate. The mixed gas sucked by the suction pump P2 is released to the outside.
  • CVS flow rate main flow rate
  • the exhaust gas sampling device 2 configured in this way, part of the mixed gas is accommodated in the sampling bag SB through the sampling flow path SL in a state where the CVS flow rate is constant.
  • the mixed gas contained in the sampling bag SB is supplied to the analyzer 3, and the analyzer 3 calculates the concentration of the component to be measured in the exhaust gas.
  • the analyzer 3 includes a concentration calculator (not shown) that calculates the concentration, a display (not shown) that displays the calculation results, and the like.
  • the upper control device C is a computer having a CPU, memory, communication interface, input means, etc.
  • the host controller C executes a program stored in the memory by means of a CPU to control each device (pump P1, valve V, analyzer 3) on the sampling flow path SL, thereby executing the sampling operation. or control the stop.
  • the main valve 211 in order to prevent the exhaust gas from remaining in the main valve 211 after the engine of the vehicle is stopped, the main valve 211 is provided upstream of the confluence point MP of the diluent gas in the main flow passage 21 . It includes a valve 211 , a purge gas passage 24 for introducing purge gas between the main valve 211 and the confluence MP in the main passage 21 , and a subordinate controller 4 .
  • the main valve 211 is for opening and closing the main flow path 21 and is opened and closed according to the opening and closing signal output from the lower control device 4 .
  • the purge gas channel 24 branches from the diluent gas channel 22, and its downstream end is connected between the main valve 211 in the main channel 21 and the confluence point MP.
  • a purge pump 241 such as a compressor or a blower that sucks a part of the diluent gas flowing through the dilution gas channel 22 and sends it to the main channel 21 as a purge gas, and the purge gas channel 24 are provided.
  • a purge valve 242 that opens and closes is provided. This purge pump 241 is started or stopped according to a signal output from the lower control device 4 . Further, the purge valve 242 is opened and closed according to an open/close signal output from the low order control device 4 .
  • the main valve 211 in the main passage 21 is closed so that the back pressure of the engine E does not rise when the engine E is started from a state where the main valve 211 is closed.
  • a bypass flow path 25 branching from the upstream side is provided.
  • the bypass channel 25 is provided in parallel with the main valve 211 and communicates with the confluence point MP of the main channel 21 . That is, the downstream end of the bypass channel 25 is connected to the main channel 21 downstream of the main valve 211 and upstream of the confluence point MP.
  • the bypass channel 25 of the present embodiment is configured such that its channel diameter or channel cross-sectional area is smaller than the channel diameter or channel cross-sectional area on the upstream side of the confluence point MP in the main channel 21. .
  • the bypass channel 25 is provided with an auxiliary valve 251 for opening and closing the channel.
  • the auxiliary valve 251 is, for example, a butterfly valve or the like that is opened and closed according to an open/close signal output from the lower control device 4 .
  • the auxiliary valve 251 has a diameter smaller than that of the main valve 211, and its opening time (specifically, the time from the input of the opening signal to the fully open state) is shorter than that of the main valve 211. High-speed opening is possible.
  • the subordinate control device 4 is a computer having a CPU, a memory, a communication interface, an input means, etc. By executing a program stored in the memory by the CPU, the engine operation detection unit 41 is operated as shown in FIG. , a purge operation control unit 43 , a valve opening/closing control unit 42 , a threshold storage unit 44 and an input reception unit 45 .
  • the main valve 211, auxiliary valve 251 and purge valve 242 are all closed, and the purge pump 241 and sampling pump P1 are stopped.
  • the engine operation detection unit 41 receives engine information for detecting starting and stopping of the engine E.
  • the test vehicle M is driven by only the engine E or by both the engine E and the electric motor. M is powered by an electric motor.
  • the exhaust gas analysis system 100 further includes engine information acquisition means 5 for acquiring the above-described engine information.
  • the engine information acquisition means 5 detects an engine rotation pulse generated by the operation of the engine E, and outputs a pulse signal indicating the pulse as engine information.
  • the engine information acquisition means 5 is a contact or non-contact ignition pulse sensor, vibration sensor, pulsation sensor, or the like.
  • the engine operation detection unit 41 detects starting of the engine E based on the pulse signal, which is the acquired engine information (S1). Specifically, the engine operation detection unit 41 is configured to determine whether or not the engine E has started by comparing a pulse interval, which is a time interval between pulse signals, with a preset starting threshold value. More specifically, as shown in FIG. 4, the engine operation detection unit 41 detects that the engine E is stopped when the acquired pulse interval falls below the starting threshold in a state (STOP) in which it is determined that the engine E is stopped. Determine that E has started. Although the starting threshold may be changed as appropriate, it is set to 600 ms here.
  • the engine operation detection unit 41 detects that the engine E has started, it sends a start detection signal indicating that the engine E has detected to the host controller C and the valve opening/closing control unit 42 .
  • the valve opening/closing control unit 42 Upon receiving the start detection signal, the valve opening/closing control unit 42 immediately outputs an opening command signal to the main valve 211 and the auxiliary valve 251, and the opening operation of the main valve 211 and the auxiliary valve 251 is started (S2).
  • the host controller C controls each device on the sampling flow path SL immediately or after a predetermined time elapses to start sampling of the mixed gas (S3).
  • the engine operation detection unit 41 detects stoppage of the engine E based on the pulse signal, which is the acquired engine information (S4). Specifically, the engine operation detection unit 41 is configured to determine whether the engine E has stopped by comparing the pulse interval with a preset stop threshold. More specifically, as shown in FIG. 5, the engine operation detection unit 41 detects that the engine E is operating when the acquired pulse interval exceeds the start threshold in a state (RUN) in which it is determined that the engine E is operating. Determine that E has stopped.
  • the stop threshold may be changed as appropriate, it is set to 200 ms here.
  • the engine operation detection unit 41 detects a predetermined time ( The stop of the engine E is not detected until the dead time) elapses. In other words, the pulse signal output from the engine information acquiring means 5 is ignored until a predetermined time has elapsed after the start of the engine E has been detected.
  • the engine operation detection unit 41 as shown in FIG. It is configured not to detect the starting of the engine E until time (dead time) elapses. These dead times are set to values sufficiently larger than either the start threshold or the stop threshold, whichever is larger (for example, 2000 ms, or more than three times the start threshold).
  • the starting threshold value and the stopping threshold value referred to by the engine operation detection unit 41 are stored in the threshold storage unit 44 set in a predetermined area of the memory.
  • the start threshold and stop threshold can be arbitrarily changed by the user. Specifically, when a user inputs a start threshold value or a stop threshold value using a keyboard or the like (not shown), the input reception unit 45 receives the input. Then, the input reception unit 45 stores the received start threshold value or stop threshold value in the threshold storage unit 44 and updates it.
  • the engine operation detection unit 41 detects that the engine E has stopped, it sends a stop detection signal indicating that the engine E has stopped to the host controller C and the valve opening/closing control unit 42 .
  • the host control device C transmits a closing permission signal to the valve opening/closing control unit 42 after a predetermined time has passed since the stop detection signal was received.
  • the valve opening/closing control unit 42 simultaneously outputs closing command signals to the main valve 211 and the auxiliary valve 251, and the closing operation of the main valve 211 and the auxiliary valve 251 is started (S5).
  • the host control device C performs a purge operation indicating to the purge operation control unit 43 that the purge operation may be started. Send a permission signal.
  • the purge operation control unit 43 Upon receiving the purge operation permission signal, the purge operation control unit 43 outputs an opening command signal to the purge valve 242 and a start command signal to the purge pump 241 (S6).
  • the purge operation is started, and part of the diluent gas flowing through the diluent gas flow channel 22 flows through the purge gas flow channel 24 and is introduced into the main flow channel 21 as purge gas. Exhaust gas remaining between the main valve 211 and the confluence point MP in the main flow path 21 is swept downstream by the purge gas and sampled.
  • the purge operation control unit 43 outputs a stop command signal to the purge pump 241 to stop the operation and outputs a closing command signal to the purge valve 242 after a predetermined time has passed since the start command signal was output to the purge pump 241 . to close it (S7).
  • the host controller C controls each device on the sampling flow path SL to stop sampling of the mixed gas ( S8). Thereafter, S1 to S8 are repeated until the running test is completed (S9).
  • the exhaust gas analyzer 3 According to the exhaust gas analyzer 3 according to the present embodiment configured as described above, by starting the purge pump 241 provided in the purge gas flow path 24, the confluence point MP of the diluent gas in the main flow path 21 and its upstream Since part of the diluted gas can be introduced as purge gas between the main valve 211 and the main valve 211, after the engine E is stopped, the exhaust gas is not left until the confluence point MP of the diluted gas in the main flow path 21. It is swept away and can be collected with the sampling bag SB. As a result, when an exhaust gas test is performed in combination with the exhaust gas analyzer 3 or the like, it is possible to reduce the amount of exhaust gas discharged from the engine E that is not caught during the test, thereby improving the accuracy of the analysis.
  • the engine operation detection unit 41 is configured not to detect the start or stop of the engine E until a predetermined dead time elapses after detecting the start or stop of the engine E. And it is possible to prevent erroneous detection while quickly detecting the start of stopping.
  • bypass passage 25 is provided in parallel with the main valve 211 and the auxiliary valve 251 for opening and closing the bypass passage 25, when the engine E is started, the auxiliary valve 251 is opened together with the main valve 211.
  • the exhaust gas can be released downstream through the bypass flow path 25 until the main valve 211 is fully opened after the start of the opening operation, and an increase in the back pressure of the engine E can be prevented.
  • the exhaust gas sampling device 2 of the above embodiment includes the bypass flow path 25 and the auxiliary valve 251 provided in parallel with the main valve 211, but the present invention is not limited to this.
  • the exhaust gas analyzer 3 of another embodiment may not have the configuration of the bypass channel 25 and the auxiliary valve 251 as shown in FIG.
  • the purge gas flow path 24 may not be provided with the purge valve 242 .
  • the channel diameter or channel cross-sectional area of the bypass channel 25 may be the same as the channel diameter or channel cross-sectional area of the main channel.
  • the valve opening/closing control unit 42 is configured to output a closing command signal to the main valve 211 and the auxiliary valve 251 when receiving a closing permission signal from the host control device C, but the present invention is not limited to this. .
  • the valve opening/closing control section 42 may output the closing command signal to the main valve 211 and the auxiliary valve 251 immediately after receiving the stop detection signal from the engine operation detection section 41 .
  • the valve opening/closing control unit 42 is not limited to outputting the closing command signal to the main valve 211 and the auxiliary valve 251 at the same time, and may be configured to output the closing command signal to each valve at different timings.
  • the valve opening/closing control unit 42 may output opening command signals to the main valve 211 and the auxiliary valve 251 at different timings.
  • the purge operation control unit 43 of the above-described embodiment outputs a start command signal to the purge pump 241 when receiving the purge operation permission signal from the host control device C, but the present invention is not limited to this.
  • the purge operation control unit 43 of another embodiment acquires a signal from a valve opening sensor that detects the opening of the main valve 211 and the auxiliary valve 251, and the main valve 211 and the auxiliary valve 251 are fully closed. It may be configured to output a start command signal to the purge pump 241 later.
  • the purge gas flow path 24 may not be provided with the purge valve 242 .
  • all the functions of the engine operation detection unit 41, the purge operation control unit 43, the valve opening/closing control unit 42, the threshold storage unit 44, and the input reception unit 45 are exhibited by the single lower control device 4. However, it is not limited to this. In other embodiments, some of these functions may be performed by other controllers.
  • the engine operation detection unit 41 sets the start threshold value to be greater than the stop threshold value, but this is not the only option. In other embodiments, the start threshold may be equal to or less than the stop threshold. Also, the dead time does not have to be set.
  • the engine operation detection unit 41 acquires a pulse signal from the engine information acquisition unit 5 that detects engine rotation pulses, and thereby detects the starting and stopping of the engine E. Not exclusively.
  • the engine operation detection unit 41 of another embodiment may receive various information such as an ON/OFF signal of the engine E from an ECU mounted on the test vehicle M.
  • the ECU is the engine information acquisition means 5 .
  • the exhaust gas analysis system 100 may be provided with a plurality of types of engine information acquisition means 5 .
  • the exhaust gas sampling device 2 may be applied to the exhaust gas analysis system 100 using a back mini-dilutor device that samples a part of the exhaust gas and dilutes it at a constant ratio.
  • test vehicle M is not limited to a hybrid vehicle, and may be a vehicle having the engine E and a power source separate from the engine E, or a vehicle having only the engine E as a power source.
  • the exhaust gas analysis system 100 tests the vehicle M using the chassis dynamometer 1 as a load device that applies a load to the vehicle M, it is not limited to this.
  • the exhaust gas analysis system 100 of another embodiment may be configured to test a vehicle engine using, for example, an engine dynamometer as a load device instead of the chassis dynamometer 1 .
  • the main valve 211 and the auxiliary valve 251 were closed at the start of the exhaust gas test, but this is not the only option.
  • the main valve 211 and auxiliary valve 251 may be open at the start of the exhaust gas test. In this case, the opening operation (step S2) of the main valve 211 and the auxiliary valve 251 after starting the engine (S1) in FIG. 3 is unnecessary. After the end of the test (step S9), the main valve 211 and the auxiliary valve 251 may be opened.
  • the host controller C of another embodiment may be configured to control each device on the sampling flow path SL to stop sampling of the mixed gas after a predetermined time has elapsed since the stop detection signal was acquired. good. That is, the sampling may be stopped only when the engine E has been stopped for a long time.
  • the sampling operation can be stopped by closing the valve V leading to the sampling bag SB and opening the valve V of the exhaust line EL provided to bypass the sampling bag SB and the analyzer 3. good.
  • the exhaust gas analysis system 100 is configured to detect the stoppage of the engine E (S4) in the exhaust gas test, and then detect the start of the engine (S1) after performing the operations of S5 to S8.
  • the exhaust gas analysis system 100 of another embodiment may be configured to immediately execute the operations from S2 onward when the start of the engine is detected during the operations of S5 to S8.
  • the exhaust gas analysis system using the dilution sampling method after the engine is stopped, the exhaust gas can be sampled without remaining until the confluence point with the diluent gas in the main flow path. , to enable accurate analysis of exhaust gas from an engine.

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Abstract

エンジンを備えた車両又はその一部から排出された排ガスをサンプリングバッグに採取する排ガスサンプリング装置であって、前記排ガスが流れるメイン流路と、前記メイン流路を開閉するメインバルブと、前記メイン流路における前記メインバルブよりも下流側に接続され、前記メイン流路に希釈ガスを導入する希釈ガス流路と、前記希釈ガス流路から分岐し、その下流端が、前記メイン流路における前記メインバルブよりも下流側であって、かつ前記希釈ガス流路の合流点よりも上流側に接続されたパージガス流路と、前記パージガス流路に設けられ、前記希釈ガス流路を流れる前記希釈ガスの一部を吸引して、前記メイン流路にパージガスとして送り出すパージポンプとを備える排ガスサンプリング装置である。

Description

排ガスサンプリング装置、排ガス分析システム、排ガスサンプリング方法及び排ガスサンプリング装置用プログラム
　本発明は、排ガスサンプリング装置、排ガス分析システム、排ガスサンプリング方法及び排ガスサンプリング装置用プログラムに関するものである。
　この種の排ガス分析システムとしては、特許文献１に示すように、エンジンから排出された排ガスに希釈ガスを混合してなる混合ガスを一定流量に制御してサンプリングバッグに採取する定容量サンプリング装置（以下、ＣＶＳ装置ともいう）を備えたものがある。このＣＶＳ装置では、排ガスが流れるメイン流路に希釈ガスが流れる希釈ガス流路が接続され、このメイン流路における排ガスと希釈ガスの合流点の下流で、混合ガスの一部が採取される。
特開平８－２２６８７９号公報
　ところでこのＣＶＳ装置を用いて車両の排ガス試験を行う場合に、排ガス試験中に、例えばアイドリングストップ等してエンジンを一時的に停止させた際に、エンジンの停止直前に排出された排ガスが、サンプリングバッグで採取されることなくメイン流路における合流点までの間に残留してしまうことがある。特に、図７に例示するように、シャシダイナモ上で例えばＷＬＴＰ（Worldwide harmonized Light duty driving test）に対応した走行モードで走行し、その時に排出される排ガスの濃度測定を複数の試験フェーズ（例えば、Ｌｏｗフェーズ、Ｍｉｄｄｌｅフェーズ、Ｈｉｇｈフェーズ、Ｅｘ　Ｈｉｇｈフェーズ）に分けて連続して行う場合には、試験フェーズの切り替わり時にメイン流路に排ガスが残留していると、その残留した排ガスを本来採取すべき試験フェーズで採取できず、次の試験フェーズの開始後に採取してしまうことがあり、各試験フェーズにおける濃度測定等の結果に影響を及ぼす恐れがある。
　このようなエンジン停止後に排ガスが残留してしまうという課題は、１度の排ガス試験でエンジンの始動と停止を繰り返す、例えばハイブリッド車（ＨＥＶやＰＨＥＶ）等のエンジンと電動機を駆動源とする車両の排ガス試験を行う場合に特に顕著になる。
　本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、希釈サンプリング方式を用いた排ガス分析システムにおいて、エンジンの停止後に、メイン流路における希釈ガスとの合流点までの間に排ガスを残留させることなく採取できるようにすることで、エンジンからの排ガスを精度よく分析できるようにすることを主たる課題とするものである。
　すなわち、本発明に係る排ガスサンプリング装置は、エンジンを備えた車両又はその一部から排出された排ガスをサンプリングバッグに採取するものであって、前記排ガスが流れるメイン流路と、前記メイン流路を開閉するメインバルブと、前記メイン流路における前記メインバルブよりも下流側に接続され、前記メイン流路に希釈ガスを導入する希釈ガス流路と、前記希釈ガス流路から分岐し、その下流端が、前記メイン流路における前記メインバルブよりも下流側であって、かつ前記希釈ガス流路の合流点よりも上流側に接続されたパージガス流路と、前記パージガス流路に設けられ、前記希釈ガス流路を流れる前記希釈ガスの一部を吸引して、前記メイン流路にパージガスとして送り出すパージポンプとを備えることを特徴とする。
　このようなものであれば、パージガス流路に設けられたパージポンプを始動させることで、メイン流路における希釈ガスの合流点とその上流のメインバルブとの間に希釈ガスの一部をパージガスとして導入できるので、エンジンの停止後に、メイン流路における希釈ガスの合流点までの間に排ガスを残留させることなく下流側に押し流し、サンプリングバッグで採取できるようになる。これにより、排ガス分析装置等と組み合わせて排ガス試験を行う際に、その試験内にエンジンから排出された排ガスの取りこぼしを少なくできるので、その分析精度を高めることができる。
　前記した排ガスサンプリング装置では、エンジンの始動及び停止に合わせて、適切なタイミングでメインバルブを開閉できるようにするのが好ましい。そのため前記排ガスサンプリング装置は、前記エンジンの始動及び停止を検知するエンジン動作検知部を更に備えるのが好ましい。
　このようにすれば、例えばエンジンの始動を検知し、それに合わせてメインバルブを素早く開放するようにすれば、エンジンの背圧の上昇を抑制し、試験車両の故障を防止できる。また例えばエンジンの停止を検知し、それに合わせてメインバルブを素早く閉止するようにすれば、停止中のエンジンから負圧であるメイン流路に向けて空気が流れて車両の排気管内の触媒が冷却されてしまうといった事態を防止できる。
　また前記排ガスサンプリング装置は、前記エンジン動作検知部が前記エンジンの停止を検知すると、前記メインバルブに閉止指令信号を出力し、その後前記パージポンプを始動させるように構成されているのが好ましい。
　このようにすれば、エンジンの停止後すぐにメインバルブを閉止でき、またメイン流路に残留している排ガスを下流に押し流してサンプリングすることができる。また、メインバルブを閉止した後にパージポンプを始動させるので、エンジン側への希釈ガスの逆流を防止できる。
　前記したように、排ガスサンプリング装置では、エンジンの始動及び停止を早く検知できるのが好ましい。そのため、前記エンジン動作検知部は、前記エンジンの動作に伴い生じるパルス信号の時間間隔であるパルス間隔と、前記エンジンの始動及び停止をそれぞれ検知するための始動閾値及び停止閾値とに基づいて前記エンジンの始動及び停止を検知するように構成されており、前記始動閾値が前記停止閾値よりも大きく設定されているのが好ましい。
　このようにすれば、始動閾値を大きく設定することで、エンジンの動き出しを素早く検知することができる。また逆に停止閾値を小さく設定することで、エンジンの停まり始めを素早く検知することができる。
　このように始動閾値を停止閾値よりも大きく設定している場合、例えばエンジンの始動時においてパルス間隔が短くなっていく間に、エンジンの始動を正しく検知した後、直ぐにエンジンの停止を誤検知してしまうことがある。逆に、エンジンの停止時においてパルス間隔が長くなっていく間に、エンジンの停止を正しく検知した後、直ぐにエンジンの始動を誤検知してしまうことがある。
　このような誤検知を防ぐには、前記エンジン動作検知部は、前記エンジンの始動又は停止を検知した後、所定時間が経過するまで前記エンジンの始動又は停止を再度検知しないように構成されているのが好ましい。
　メインバルブが閉止している状態からエンジンを始動させる際に、メインバルブの開放動作に時間がかかるとエンジンの背圧が上昇し、排ガスのリークや車両の故障に至る恐れがある。メインバルブとして開放動作の時間が短いものを選定するのが望ましいが、メイン流路においてある程度の流量を確保するためにはメインバルブとして口径の大きいものを選定する必要があり、その開放動作に要する時間を短縮することは難しい。
　そのため、前記排ガスサンプリング装置は、前記メイン流路における前記メインバルブよりも上流側から分岐して、前記メインバルブよりも下流側に合流するバイパス流路と、前記バイパス流路を開閉する補助バルブとをさらに備えるのが好ましい。
　このようにすれば、エンジンを始動した際に、メインバルブとともに補助バルブを開放させることで、メインバルブが開放動作の開始後から全開になるまでの間、バイパス流路を通して排ガスを下流に逃がすことができ、エンジンの背圧の上昇を防ぐことができる。
　このようなバイパス流路を備える場合、前記補助バルブが、前記メインバルブよりも高速開放可能なものであるのが好ましい。
　このようにすれば、バイパス流路を通して排ガスをより早く下流に逃がすことができるので、エンジンの背圧の上昇をより確実に防ぐことができる。
　また前記エンジン動作検知部が前記エンジンの始動を検知すると、前記メインバルブ及び前記補助バルブに開放指令信号を出力するように構成されているのが好ましい。
　このようにすれば、エンジンの始動後すぐにメインバルブ及び補助バルブの開放動作を開始できるので、エンジンの背圧の上昇をより確実に防ぐことができる。
　車両が、エンジンと電動機とを動力源とするＨＥＶやＰＨＥＶ等のハイブリッド車両である場合、一度の排ガス試験中にエンジンの始動と停止とを繰り返すため、メイン流路に排ガスが残留しやすくなる。
　そのため、前記排ガスサンプリング装置は、前記車両が、前記エンジンと電動機とを動力源とするものである場合に、上記した本発明の効果がより顕著になる。
　また、本発明の排ガス分析システムは、前記排ガスサンプリング装置と、前記車両又はその一部に負荷を与える負荷装置と、前記サンプリングバッグに採取した排ガスを分析する排ガス分析装置とを備えることを特徴とする。
　また、本発明の排ガスサンプリング方法は、エンジンを備えた車両又はその一部から排出された排ガスをサンプリングバッグに採取するものであり、前記排ガスが流れるメイン流路と、前記メイン流路を開閉するメインバルブと、前記メイン流路における前記メインバルブよりも下流側に接続され、前記メイン流路に希釈ガスを導入する希釈ガス流路と、前記希釈ガス流路から分岐し、その下流端が、前記メイン流路における前記メインバルブよりも下流側であって、かつ前記希釈ガス流路の合流点よりも上流側に接続されたパージガス流路と、前記パージガス流路に設けられたパージポンプとを備える排ガスサンプリング装置を用いて、前記エンジンが停止した後、前記パージポンプを始動させて前記希釈ガス流路を流れる前記希釈ガスの一部を前記メイン流路にパージガスとして送り出すことを特徴とする。
　また前記排ガスサンプリング方法は、前記パージポンプを始動させてから所定時間経過後に前記パージポンプを自動的に停止させるのが好ましい。
　また前記サンプリング方法は、前記エンジンが停止してから所定時間が経過すると、前記サンプリングバッグへの前記排ガスの採取を自動的に停止させるのが好ましい。
　このようにすれば、エンジンが停止した後にサンプリングバッグへのガスの採取を続けることにより、サンプリングバッグ内の排ガスの濃度が薄まってしまうことを防止できる。
　またエンジンが再始動した後、排ガスのサンプリング漏れを防止するには、前記サンプリング方法は、前記エンジンが再始動すると、前記サンプリングバッグへの前記排ガスの採取を自動的に再開させるのが好ましい。
　また本発明の排ガスサンプリング装置用プログラムは、エンジンを備えた車両又はその一部から排出された排ガスをサンプリングバッグに採取するものであり、前記排ガスが流れるメイン流路と、前記メイン流路を開閉するメインバルブと、前記メイン流路における前記メインバルブよりも下流側に接続され、前記メイン流路に希釈ガスを導入する希釈ガス流路と、前記希釈ガス流路から分岐し、その下流端が、前記メイン流路における前記メインバルブよりも下流側であって、かつ前記希釈ガス流路の合流点よりも上流側に接続されたパージガス流路と、前記パージガス流路に設けられたパージポンプとを備える排ガスサンプリング装置用のプログラムであって、前記エンジンが停止した後、前記パージポンプを始動させ、前記希釈ガス流路を流れる前記希釈ガスの一部を前記メイン流路にパージガスとして送り出すパージ動作制御部としての機能をコンピュータに発揮させることを特徴とする。
　このような排ガス分析システム、排ガスサンプリング装置及び排ガスサンプリング装置用プログラムによれば、前記した本発明の排ガスサンプリング装置と同様の作用効果を奏し得る。
　このように構成した本発明によれば、希釈サンプリング方式を用いた排ガス分析システムにおいて、エンジン停止後に、メイン流路における希釈ガスとの合流点までの間に排ガスを残留させることなく採取できるようにすることで、エンジンからの排ガスを精度よく分析できるようになる。
本実施形態の排ガス分析システムの構成を模式的に示す模式図。 同実施形態の制御装置の機能を示す機能ブロック図。 本実施形態の制御装置の制御内容を示すフローチャート。 本実施形態におけるエンジン始動時のエンジン回転パルスと、エンジン動作検知部がエンジンの始動を検知するタイミングとを説明する図。 本実施形態におけるエンジン停止時のエンジン回転パルスと、エンジン動作検知部がエンジンの停止を検知するタイミングとを説明する図。 その他の実施形態における排ガス分析システムの構成を示す模式図。 ＷＬＴＰで定められている走行モードの一例を示すグラフ。
　以下に本発明の排ガスサンプリング装置２を備える排ガス分析システム１００の一実施形態について図面を参照して説明する。
　本実施形態の排ガス分析システム１００は、試験車両Ｍである例えばＨＥＶやＰＨＥＶ等といったエンジンＥ及び電動機（モータ）を駆動源として有するハイブリッド車のエンジンＥから排出される排ガスを分析する排ガス試験を行うためのものであり、排ガスを希釈ガスで希釈し、濃度測定を行う希釈サンプリング方式のものである。なお、この試験対象としては完成車両に限らず、エンジンＥ及び電動機（モータ）を有する駆動系であってもよい。
　具体的にこの排ガス分析システム１００は、図１に示すように、試験車両Ｍが載置されるシャシローラ１１を備えたシャシダイナモメータ（特許請求の範囲でいう負荷装置）１と、排ガスサンプリング装置２とを具備している。そしてこの排ガス分析システム１００は、シャシダイナモメータ１上で試験車両Ｍを所定走行モードで走行させ、その際に排出される排ガスを希釈ガスで希釈してなる混合ガス（希釈された希釈排ガス）をサンプリングバッグＳＢに採取して、その混合ガスに含まれる種々の成分の濃度を例えばＮＤＩＲやＦＩＤなどの分析装置３により測定するものである。なお、図１には１つの分析装置３を示しているが、排ガス分析システム１００としては、複数の分析装置３を備えていてもよい。また所定走行モードとは、例えばＷＬＴＰ、ＪＣ０８、ＬＡ＃４、ＮＥＤＣ等の国連のフォーラムや各国の法規として規定された路上走行試験用の走行モードを意味し、その１つの試験サイクルにおいて複数のフェーズが設定されている。
　排ガスサンプリング装置２は、所謂ＣＶＳ装置と称される定容量サンプリング装置２であり、エンジンＥから排出された排ガスが流れるメイン流路２１と、メイン流路２１に合流するとともに、例えば希釈用空気精製装置により精製された希釈用空気（希釈ガス）が流れる希釈ガス流路２２と、メイン流路２１における希釈ガス流路２２との合流点ＭＰより下流側に設けられ、排ガス及び希釈ガスの混合ガス（希釈された希釈排ガス）の流量を一定に制御する定流量機構２３と、上位制御装置Ｃとを備えている。
　メイン流路２１における合流点ＭＰよりも下流には、混合ガスをサンプリングバッグＳＢに採取するサンプリング流路ＳＬが接続されており、このサンプリング流路ＳＬには流量制御装置たるマスフローコントローラＭＦＣと、ブロワ等の吸引ポンプ（サンプリングポンプともいう）Ｐ１とが設けられている。なお流量制御装置としては、臨界流量ベンチュリ等を用いてもよい。
　定流量機構２３は、メイン流路２１に導入される排ガスと希釈ガス流路２２に導入される希釈ガスとの総流量であるメイン流量（以下、ＣＶＳ流量という）を一定流量にするものであり、具体的にはメイン流路２１の下流に設けられた臨界流量ベンチュリＣＦＶと、この臨界流量ベンチュリＣＦＶの下流に設けられた吸引ポンプＰ２とを備えている。かかる構成により、吸引ポンプＰ２を用いて臨界流量ベンチュリＣＦＶの上流側及び下流側の差圧を必要値以上にすることで、排ガスと希釈ガスとの総流量が一定のＣＶＳ流量となる。なお、吸引ポンプＰ２により吸引された混合ガスは外部に放出される。
　このように構成した排ガスサンプリング装置２により、ＣＶＳ流量が一定になった状態において、混合ガスの一部はサンプリング流路ＳＬを経てサンプリングバッグＳＢへ収容される。そして、サンプリングバッグＳＢに収容された混合ガスは、分析装置３へ供給され、該分析装置３によって、排ガス中の測定対象成分の濃度が算出される。なお分析装置３は、濃度を算出する濃度算出部（不図示）と、算出結果を表示するディスプレイ（不図示）等を備えている。
　上位制御装置Ｃは、ＣＰＵ、メモリ、通信インターフェース、入力手段等を有したコンピュータである。この上位制御装置Ｃは、メモリに格納されたプログラムをＣＰＵによって実行することによって、サンプリング流路ＳＬ上の各機器（ポンプＰ１、バルブＶ、分析装置３）を制御することにより、サンプリング動作の実行又は停止を制御する。
　しかして本実施形態の排ガスサンプリング装置２は、車両のエンジン停止後にメインバルブ２１１に排ガスが残留しないようにすべく、メイン流路２１における希釈ガスの合流点ＭＰよりも上流側に設けられたメインバルブ２１１と、メイン流路２１におけるメインバルブ２１１と合流点ＭＰとの間にパージガスを導入するパージガス流路２４と、下位制御装置４とを備えている。
　メインバルブ２１１はメイン流路２１を開閉するためのものであり、下位制御装置４から出力される開閉信号に従って開閉操作される。
　パージガス流路２４は、希釈ガス流路２２から分岐し、その下流端がメイン流路２１におけるメインバルブ２１１と合流点ＭＰとの間に接続されている。このパージガス流路２４には、希釈ガス流路２２を流れる希釈ガスの一部を吸引し、これをパージガスとしてメイン流路２１に送り出す圧縮機又はブロワ等のパージポンプ２４１と、パージガス流路２４を開閉するパージバルブ２４２とが設けられている。このパージポンプ２４１は、下位制御装置４から出力される信号に従って始動又は停止される。またパージバルブ２４２は、下位制御装置４から出力される開閉信号に従って開閉操作される。
　また本実施形態の排ガスサンプリング装置２は、メインバルブ２１１が閉止している状態からエンジンＥを始動させた際にエンジンＥの背圧が上昇しないようにすべく、メイン流路２１におけるメインバルブ２１１よりも上流側から分岐するバイパス流路２５を備えている。
　このバイパス流路２５は、メインバルブ２１１と並列に設けられて、メイン流路２１の合流点ＭＰに連通している。すなわちバイパス流路２５の下流端は、メイン流路２１におけるメインバルブ２１１よりも下流側であって、合流点ＭＰよりも上流側に接続されている。本実施形態のバイパス流路２５は、その流路径又は流路断面積が、メイン流路２１における合流点ＭＰよりも上流側の流路径又は流路断面積よりも小さくなるように構成されている。
　そしてバイパス流路２５には、当該流路を開閉する補助バルブ２５１が設けられている。この補助バルブ２５１は、下位制御装置４から出力される開閉信号に従って開閉操作される例えばバタフライバルブ等である。この補助バルブ２５１は、メインバルブ２１１よりも口径が小さいものであり、その開放時間（具体的には、開放信号が入力されてから全開状態になるまでの時間）がメインバルブ２１１よりも短く、高速開放が可能なものである。
　下位制御装置４は、ＣＰＵ、メモリ、通信インターフェース、入力手段等を有したコンピュータであり、前記メモリに格納されたプログラムをＣＰＵによって実行することによって、図２に示すように、エンジン動作検知部４１、パージ動作制御部４３、バルブ開閉制御部４２、閾値記憶部４４及び入力受付部４５としての機能を発揮するように構成されたものである。
　以下、図３のフローチャートを参照しながら、各部の説明を兼ねて、排ガス試験における排ガスサンプリング装置２の動作について説明する。
　まず排ガス試験の開始時には、メインバルブ２１１、補助バルブ２５１及びパージバルブ２４２はいずれも閉じられており、パージポンプ２４１及びサンプリングポンプＰ１は停止している。そして、排ガス試験が開始されると、エンジン動作検知部４１が、エンジンＥの始動及び停止を検知するためのエンジン情報を受け付ける。なお、エンジンＥが始動した場合、試験車両ＭはエンジンＥのみを動力源として、或いは、エンジンＥと電動機（モータ）との両方を動力源として動いており、エンジンＥが停止した場合、試験車両Ｍは電動機（モータ）を動力源として動いている。
　本実施形態では、排ガス分析システム１００が、上述したエンジン情報を取得するためのエンジン情報取得手段５をさらに備えている。このエンジン情報取得手段５は、エンジンＥの動作に伴い生じるエンジン回転パルスを検知し、これを示すパルス信号をエンジン情報として出力するものである。具体的にこのエンジン情報取得手段５は、接触式又は非接触式のイグニッションパルスセンサ、振動センサ、脈動センサ等である。
　次にエンジン動作検知部４１は、取得したエンジン情報であるパルス信号に基づいて、エンジンＥの始動を検知する（Ｓ１）。具体的にエンジン動作検知部４１はパルス信号の時間間隔であるパルス間隔と、予め設定した始動閾値とを比較することで、エンジンＥが始動したかどうかを判断するように構成されている。より具体的にエンジン動作検知部４１は、図４に示すように、エンジンＥが停止していると判断している状態（ＳＴＯＰ）において、取得したパルス間隔が始動閾値を下回った場合に、エンジンＥが始動したと判断する。なお始動閾値は適宜変更して構わないが、ここでは６００ｍｓとしてある。
　エンジン動作検知部４１は、エンジンＥの始動を検知すると、エンジンＥの始動を検知したことを示す始動検知信号を上位制御装置Ｃとバルブ開閉制御部４２に送信する。バルブ開閉制御部４２は、始動検知信号を受信すると、メインバルブ２１１及び補助バルブ２５１に即座に開放指令信号を出力し、メインバルブ２１１及び補助バルブ２５１の開放動作が開始される（Ｓ２）。また上位制御装置Ｃは、始動検知信号を受信すると、即座に又はその所定時間経過後に、サンプリング流路ＳＬ上の各機器を制御して、混合ガスのサンプリングを開始させる（Ｓ３）。
　次にエンジン動作検知部４１は、取得したエンジン情報であるパルス信号に基づいて、エンジンＥの停止を検知する（Ｓ４）。具体的にエンジン動作検知部４１は、パルス間隔と、予め設定した停止閾値とを比較することで、エンジンＥが停止したかどうかを判断するように構成されている。より具体的にエンジン動作検知部４１は、図５に示すように、エンジンＥが動作していると判断している状態（ＲＵＮ）において、取得したパルス間隔が始動閾値を上回った場合に、エンジンＥが停止したと判断する。なお停止閾値は適宜変更して構わないが、ここでは２００ｍｓとしてある。
　ここでエンジン動作検知部４１は、Ｓ１においてエンジンＥの始動を検知した後にエンジンＥが停止したと誤検知しないように、図４に示すように、エンジンＥの始動を検知してから所定時間（不感時間）が経過するまで、エンジンＥの停止を検知しないように構成されている。すなわち、エンジンＥの始動を検知した後、所定時間が経過するまでエンジン情報取得手段５から出力されるパルス信号を無視するように構成されている。また同様に、エンジン動作検知部４１は、Ｓ４においてエンジンＥの停止を検知した後にエンジンＥが始動したと誤検知しないように、図５に示すように、エンジンＥの停止を検知してから所定時間（不感時間）が経過するまで、エンジンＥの始動を検知しないように構成されている。これらの不感時間は、始動閾値又は停止閾値のいずれか大きい値よりも、十分に大きい値（例えば２０００ｍｓ等、始動閾値の３倍以上）になるように設定されている。
　なお、エンジン動作検知部４１が参照する始動閾値及び停止閾値は、メモリの所定領域に設定された閾値記憶部４４に格納されている。この始動閾値及び停止閾値はユーザにより任意に変更することができる。具体的には、図示しないキーボード等によりユーザが始動閾値又は停止閾値を入力すると、これが入力受付部４５により受け付けられる。そして入力受付部４５は、受け付けた始動閾値又は停止閾値を閾値記憶部４４に格納して更新させる。
　そしてエンジン動作検知部４１は、エンジンＥの停止を検知すると、エンジンＥの停止を検知したことを示す停止検知信号を上位制御装置Ｃ及びバルブ開閉制御部４２に送信する。ここでは上位制御装置Ｃが、停止検知信号を受け付けてから所定時間経過後にバルブ開閉制御部４２に閉止許可信号を送信する。バルブ開閉制御部４２は、閉止許可信号を受け付けると、メインバルブ２１１及び補助バルブ２５１に閉止指令信号を同時に出力し、メインバルブ２１１及び補助バルブ２５１の閉止動作が開始される（Ｓ５）。
　また上位制御装置Ｃは、バルブ開閉制御部４２に対して閉止許可信号を送信するのと同時又は所定時間経過後に、パージ動作制御部４３に対してパージ動作を開始してよい旨を示すパージ動作許可信号を送信する。パージ動作制御部４３は、パージ動作許可信号を受け付けると、パージバルブ２４２に開放指令信号を出力するとともにパージポンプ２４１に始動指令信号を出力する（Ｓ６）。
　これによりパージ動作が開始され、希釈ガス流路２２を流れる希釈ガスの一部がパージガス流路２４を流れ、パージガスとしてメイン流路２１に導入される。そして、メイン流路２１におけるメインバルブ２１１と合流点ＭＰとの間に滞留している排ガスが、パージガスによって下流に押し流されてサンプリングされる。
　パージ動作制御部４３は、パージポンプ２４１に始動指令信号を出力してから所定時間経過後に、パージポンプ２４１に停止指令信号を出力して運転を停止させるとともに、パージバルブ２４２に閉止指令信号を出力して閉止させる（Ｓ７）。
　そして上位制御装置Ｃは、パージ動作制御部４３がパージポンプ２４１に停止指令信号を出力してから所定時間経過後に、サンプリング流路ＳＬ上の各機器を制御し、混合ガスのサンプリングを停止させる（Ｓ８）。その後は、走行試験を終了するまではＳ１～Ｓ８を繰り返す（Ｓ９）。
　このように構成された本実施形態に係る排ガス分析装置３によれば、パージガス流路２４に設けられたパージポンプ２４１を始動させることで、メイン流路２１における希釈ガスの合流点ＭＰとその上流のメインバルブ２１１との間に希釈ガスの一部をパージガスとして導入できるので、エンジンＥの停止後に、メイン流路２１における希釈ガスの合流点ＭＰまでの間に排ガスを残留させることなく下流側に押し流し、サンプリングバッグＳＢで採取できるようになる。これにより、排ガス分析装置３等と組み合わせて排ガス試験を行う際に、その試験内にエンジンＥから排出された排ガスの取りこぼしを少なくできるので、その分析精度を高めることができる。
　またエンジン動作検知部４１において、始動閾値を大きく設定することで、エンジンＥの動き出しを素早く検知することができる。また逆に停止閾値を小さく設定することで、エンジンＥの停まり始めを素早く検知することができる。ここで、エンジン動作検知部４１では、エンジンＥの始動又は停止を検知した後、所定の不感時間が経過するまでエンジンＥの始動又は停止を検知しないように構成されているので、エンジンＥの動き出し及び止まり始めを素早く検知しながらも、誤検知を防止できる。
　また、メインバルブ２１１と並列に設けられたバイパス流路２５と、バイパス流路２５を開閉する補助バルブ２５１とを備えているので、エンジンＥを始動した際に、メインバルブ２１１とともに補助バルブ２５１を開放させることで、メインバルブ２１１が開放動作の開始後から全開になるまでの間、バイパス流路２５を通して排ガスを下流に逃がすことができ、エンジンＥの背圧の上昇を防ぐことができる。
＜その他の実施形態＞
　なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
　例えば、前記実施形態の排ガスサンプリング装置２は、メインバルブ２１１に並列に設けられたバイパス流路２５及び補助バルブ２５１を備えていたが、これに限らない。他の実施形態の排ガス分析装置３は、図６に示すように、バイパス流路２５及び補助バルブ２５１の構成を備えていなくてもよい。また図６に示すように、パージガス流路２４には、パージバルブ２４２が設けられてなくてもよい。またバイパス流路２５の流路径又は流路断面積は、メイン流路の流路径又は流路断面積と同じであってもよい。
　また前記実施形態では、バルブ開閉制御部４２は、上位制御装置Ｃから閉止許可信号を受け付けるとメインバルブ２１１及び補助バルブ２５１に閉止指令信号を出力するように構成されていたが、これに限らない。他の実施形態では、バルブ開閉制御部４２は、エンジン動作検知部４１から停止検知信号を受け付けると即座にメインバルブ２１１及び補助バルブ２５１に閉止指令信号を出力してもよい。またバルブ開閉制御部４２は、メインバルブ２１１及び補助バルブ２５１に同時に閉止指令信号を出力するものに限らず、異なるタイミングで各バルブに閉止指令信号を出力するように構成されてもよい。同様にバルブ開閉制御部４２は、メインバルブ２１１及び補助バルブ２５１への開放指令信号を異なるタイミングで出力するようにしてもよい。
　また前記実施形態のパージ動作制御部４３は、上位制御装置Ｃからパージ動作許可信号を受け付けると、パージポンプ２４１に始動指令信号を出力していたが、これに限らない。他の実施形態のパージ動作制御部４３は、メインバルブ２１１及び補助バルブ２５１の開度を検知するバルブ開度センサからの信号を取得し、メインバルブ２１１及び補助バルブ２５１が全閉状態になった後にパージポンプ２４１に始動指令信号を出力するように構成されていてもよい。
　また他の実施形態では、パージガス流路２４にはパージバルブ２４２が設けられていなくてもよい。
　また前記実施形態では、エンジン動作検知部４１、パージ動作制御部４３、バルブ開閉制御部４２、閾値記憶部４４及び入力受付部４５の全ての機能が単一の下位制御装置４により発揮されていたが、これに限らない。他の実施形態では、これらの機能の一部が他の制御装置により発揮されてもよい。
　また前記実施形態では、エンジン動作検知部４１では、始動閾値が停止閾値よりも大きく設定されていたがこれに限らない。他の実施形態では、始動閾値が停止閾値と同じ、又はそれ以下であってもよい。また不感時間が設定されていなくてもよい。
　また前記実施形態では、エンジン動作検知部４１は、エンジン回転パルスを検知するエンジン情報取得手段５からパルス信号を取得し、これによりエンジンＥの始動及び停止を検知するものであったが、これに限らない。他の実施形態のエンジン動作検知部４１は、試験車両Ｍに搭載されたＥＣＵから例えばエンジンＥのＯＮ／ＯＦＦ信号などといった種々の情報を受け付けるものであっても良い。この場合、ＥＣＵがエンジン情報取得手段５である。そのうえ、排ガス分析システム１００としては、複数種類のエンジン情報取得手段５を備えたものであってもよい。
　また、本発明に係る排ガスサンプリング装置２は、排ガスの一部を採取して一定比率で希釈するバックミニダイリュータ装置を用いた排ガス分析システム１００に適用しても構わない。
　また試験車両Ｍは、ハイブリッド車に限らず、エンジンＥとエンジンＥとは別の動力源を持つ自動車であってもよいし、動力源としてエンジンＥのみを持つ車両でもよい。
　また前記排ガス分析システム１００は、車両Ｍに負荷を与える負荷装置としてシャシダイナモメータ１を用いて車両Ｍを試験するものであったがこれに限らない。他の実施形態の排ガス分析システム１００は、シャシダイナモメータ１に代えて、例えばエンジンダイナモメータを負荷装置として用いて車両のエンジンを試験するように構成されてもよい。
　また前記排ガス分析システム１００では、排ガス試験の開始時にメインバルブ２１１及び補助バルブ２５１が閉じた状態であったが、これに限らない。他の実施形態では、排ガス試験の開始時にメインバルブ２１１及び補助バルブ２５１が開いた状態であってもよい。この場合には、図３における、エンジン始動（Ｓ１）後のメインバルブ２１１及び補助バルブ２５１の開放動作（ステップＳ２）は不要となる。そして、試験終了（ステップＳ９）後に、メインバルブ２１１及び補助バルブ２５１を開放する等すればよい。
　また他の実施形態の上位制御装置Ｃは、停止検知信号を取得してから所定時間経過後に、サンプリング流路ＳＬ上の各機器を制御し、混合ガスのサンプリングを停止させるように構成されてもよい。すなわち、エンジンＥの停止時間が長い場合にだけサンプリングを停止するように構成されてもよい。
　またサンプリング動作を停止する方法としては、サンプリングバッグＳＢに通じるバルブＶを閉止するとともに、サンプリングバッグＳＢ及び分析装置３を迂回するように設けられた排気ラインＥＬのバルブＶを開くことによりおこなってもよい。
　また前記排ガス分析システム１００では、排ガス試験において、エンジンＥの停止を検知（Ｓ４）した後、Ｓ５～Ｓ８の動作を一通り行った後にエンジンの始動を検知（Ｓ１）するように構成されていたが、これに限らない。他の実施形態の排ガス分析システム１００では、Ｓ５～Ｓ８の動作の間にエンジンの始動を検知すると、即座にＳ２以降の動作を実行するように構成されていてもよい。
　その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
　上記した本発明によれば、希釈サンプリング方式を用いた排ガス分析システムにおいて、エンジン停止後に、メイン流路における希釈ガスとの合流点までの間に排ガスを残留させることなく採取できるようにすることで、エンジンからの排ガスを精度よく分析できるようにする。
　１００・・・排ガス分析システム
　２　　・・・排ガスサンプリング装置
　２１　・・・メイン流路
　２１１・・・メインバルブ
　２２　・・・希釈ガス流路
　２４　・・・パージガス流路
　２４１・・・パージポンプ
　３　　・・・分析装置
　４　　・・・下位制御装置
　Ｖ　　・・・車両
　Ｅ　　・・・エンジン
　ＳＢ　・・・サンプリングバッグ
　ＭＰ　・・・合流点

 

Claims (15)

  1. 　エンジンを備えた車両又はその一部から排出された排ガスをサンプリングバッグに採取する排ガスサンプリング装置であって、
    　前記排ガスが流れるメイン流路と、
    　前記メイン流路を開閉するメインバルブと、
    　前記メイン流路における前記メインバルブよりも下流側に接続され、前記メイン流路に希釈ガスを導入する希釈ガス流路と、
    　前記希釈ガス流路から分岐し、その下流端が、前記メイン流路における前記メインバルブよりも下流側であって、かつ前記希釈ガス流路の合流点よりも上流側に接続されたパージガス流路と、
    　前記パージガス流路に設けられ、前記希釈ガス流路を流れる前記希釈ガスの一部を吸引して、前記メイン流路にパージガスとして送り出すパージポンプとを備える排ガスサンプリング装置。
  2. 　前記エンジンの始動及び停止を検知するエンジン動作検知部を更に備える請求項１に記載の排ガスサンプリング装置。
  3. 　前記エンジン動作検知部が前記エンジンの停止を検知すると、前記メインバルブに閉止指令信号を出力し、その後前記パージポンプを始動させるように構成された請求項２に記載の排ガスサンプリング装置。
  4. 　前記エンジン動作検知部が、前記エンジンの動作に伴い生じるパルス信号の時間間隔であるパルス間隔と、前記エンジンの始動及び停止をそれぞれ検知するための始動閾値及び停止閾値とに基づいて前記エンジンの始動及び停止を検知するものであり、
    　前記始動閾値が前記停止閾値よりも大きく設定されている請求項２又は３に記載の排ガスサンプリング装置。
  5. 　前記エンジン動作検知部が、前記エンジンの始動又は停止を検知した後、所定時間が経過するまで前記エンジンの始動又は停止を再度検知しないように構成されている請求項４に記載の排ガスサンプリング装置。
  6. 　前記メイン流路における前記メインバルブよりも上流側から分岐して、前記メインバルブよりも下流側に合流するバイパス流路と、
    　前記バイパス流路を開閉する補助バルブとを更に備える請求項１～５のいずれかに記載の排ガスサンプリング装置。
  7. 　前記補助バルブが、前記メインバルブよりも高速開放可能なものである請求項６に記載の排ガスサンプリング装置。
  8. 　前記エンジン動作検知部が前記エンジンの始動を検知すると、前記メインバルブ及び前記補助バルブに開放指令信号を出力するように構成された請求項２を引用する請求項６又は７に記載の排ガスサンプリング装置。
  9. 　前記車両が前記エンジンと電動機とを動力源とするものである請求項１～８のいずれかに記載の排ガスサンプリング装置。
  10. 　請求項１乃至９のうち何れか一項に記載の排ガスサンプリング装置と、
    　前記車両又はその一部に負荷を与える負荷装置と、
    　前記サンプリングバッグに採取した排ガスを分析する排ガス分析装置とを備える排ガス分析システム。
  11. 　エンジンを備えた車両又はその一部から排出された排ガスをサンプリングバッグに採取するものであり、前記排ガスが流れるメイン流路と、前記メイン流路を開閉するメインバルブと、前記メイン流路における前記メインバルブよりも下流側に接続され、前記メイン流路に希釈ガスを導入する希釈ガス流路と、前記希釈ガス流路から分岐し、その下流端が、前記メイン流路における前記メインバルブよりも下流側であって、かつ前記希釈ガス流路の合流点よりも上流側に接続されたパージガス流路と、前記パージガス流路に設けられたパージポンプとを備える排ガスサンプリング装置を用いた排ガスサンプリング方法であって、
    　前記エンジンが停止した後、前記パージポンプを始動させ、前記希釈ガス流路を流れる前記希釈ガスの一部を前記メイン流路にパージガスとして送り出す排ガスサンプリング方法。
  12. 　前記パージポンプを始動させてから所定時間経過後に前記パージポンプを自動的に停止させる請求項１１に記載の排ガスサンプリング方法。
  13. 　前記エンジンが停止してから所定時間が経過すると、前記サンプリングバッグへの前記排ガスの採取を自動的に停止させる請求項１１又は１２に記載の排ガスサンプリング方法。
  14. 　前記エンジンが再始動すると、前記サンプリングバッグへの前記排ガスの採取を自動的に再開させる請求項１３に記載の排ガスサンプリング方法。
  15. 　エンジンを備えた車両又はその一部から排出された排ガスをサンプリングバッグに採取するものであり、前記排ガスが流れるメイン流路と、前記メイン流路を開閉するメインバルブと、前記メイン流路における前記メインバルブよりも下流側に接続され、前記メイン流路に希釈ガスを導入する希釈ガス流路と、前記希釈ガス流路から分岐し、その下流端が、前記メイン流路における前記メインバルブよりも下流側であって、かつ前記希釈ガス流路の合流点よりも上流側に接続されたパージガス流路と、前記パージガス流路に設けられたパージポンプとを備える排ガスサンプリング装置用のプログラムであって、
    　前記エンジンが停止した後前記パージポンプを始動させ、前記希釈ガス流路を流れる前記希釈ガスの一部を前記メイン流路にパージガスとして送り出すパージ動作制御部としての機能をコンピュータに発揮させる排ガスサンプリング装置用プログラム。

     
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