JP2013245966A - 排ガス分析システム - Google Patents

Abstract

【課題】ガス分析器の調整手順をナビゲートする機能を備えた排ガス分析システムを提供する。
【解決手段】排ガスを分析する分析器と、該分析器を管理又は制御する管理装置６とを具備し、前記管理装置６が、前記分析器の調整に必要な調整項目を、それぞれ選択可能に、かつ１画面内の所定領域に所定の順番で並べて表示する手順表示部Ｇ１と、選択された調整項目の詳細入力画面を表示する詳細入力画面表示部Ｇ２とを具備するようにした。
【選択図】図４

Description

この発明は、自動車等の内燃機関から排出された排ガスを分析するための排ガス分析システムに関するものである。

従来の自動車等の内燃機関から排出された排ガスを分析するための排ガス分析システムは、シャシダイナモ装置に搭載された自動車を、自動運転ロボットにより所定の走行モードに従って走行させ、そのときに排出される排ガスを定容量サンプリング装置によって採取し、この採取されたサンプルガスを、測定原理の異なる複数のガス分析器を搭載した排ガス測定装置に供給して前記各成分をそれぞれ測定している（特許文献１）。

ところでこの種の排ガス分析システムにおいては、正確な測定結果を得るために、定期的にガス分析器の調整を行う必要がある。各ガス分析器の調整時には、光量バランス調整・ゲイン調整・オフセット調整等の各種調整を正しい順番で行わなくてはならず、その順番を間違えると再度同じ調整作業を繰り返さなくてはならない。しかし、これらの調整作業は経験の浅いオペレータにとっては煩雑で理解しにくく、各種調整を正しい順番で行うのは簡単ではない。また、ガス分析器の種類毎に調整手順が異なり、それらを正しく設定するのはある程度経験を積んだオペレータにとっても手間がかかる作業である。

特開２０１０−２７６４７３号公報

そこで本発明は、ガス分析器の調整手順をナビゲートする機能を備えた排ガス分析システムを提供すべく図ったものである。また、ガス分析器の調整に係る時間及び手間を必要最小限に抑えることが可能な排ガス分析システムを提供することも、本発明の課題の一つである。

すなわち本発明に係る排ガス分析システムは、排ガスを分析する分析器と、該分析器を管理又は制御する管理装置とを具備し、前記管理装置が、前記分析器の調整に必要な調整項目を、それぞれ選択可能に、かつ１画面内の所定領域に所定の順番で並べて表示する手順表示部と、選択された調整項目の詳細入力画面を表示する詳細入力画面表示部とを具備したものであることを特徴とする。

このようなものであれば、オペレータは、手順表示部に示された調整手順にナビゲートされながら調整を実行することができる。このため、不慣れなオペレータであっても正しく調整作業を行うことができる非常に逆に使い勝手のよいものとなる。

また、各調整項目について、詳細入力画面表示部で各種調整条件を任意に設定することもできるので、状況に応じた精度の高い調整を行うことができる。

更に、前記分析器として、測定原理の異なるものが複数種類備わっていても、本発明によれば、これら複数種類の分析器の調整を正しい順番で容易に行うことができる。また、測定対象成分の他成分との干渉補正が必要な場合に、複数種類の分析器が備わっていると干渉補正に関する調整等に従属関係が生じる場合がある。このような場合に本発明の効果が顕著となる。

各調整項目には、調整しなければならない頻度に違いがあり、また、独立性の高い項目もあるが、相互に依存性の高い項目もある。このため、複数の調整項目の並び順は、その調整頻度及び他の調整項目に対する依存度に基づいて定められていることが好ましく、例えば、調整頻度が高い項目は並び順の上の方に集めたり、相互に依存性の高い項目は連続して並ぶようにしてもよい。このように各調整項目を並べることにより、調整に係る時間及び手間を必要最小限に抑えることができる。

このように本発明によれば、オペレータの技量によらずに正しい順番で調整作業を行うことができるので、排ガス分析を効率的に進めることができる。

本発明の一実施形態に係る排ガス分析システムを示す模式的全体図。 同実施形態におけるデバイス管理装置及び排ガス測定装置の機能ブロック図。 同実施形態におけるシーケンスデータ格納部のデータ構造を示すデータ構造図。 同実施形態における調整項目の手順表示画面を示す画面説明図。 同実施形態におけるゲイン値調整ステップ実行時の詳細入力画面を示す画面説明図。

以下に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係る排ガス分析システム１の全体を模式的に示したものである。この排ガス分析システム１は、同図に示すように、シャシダイナモメータ２、自動運転装置３、試験自動管理装置５、複数の排ガス測定用デバイス４、デバイス管理装置６等を備えているもので、シャシダイナモメータ２上で車両ＶＨを擬似走行状態にし、その車両ＶＨの燃費、排ガス成分等に係る性能を試験することができる。

以下に各部を説明する。シャシダイナモメータ２は、一軸の回転ドラム２１と、この回転ドラム２１に負荷を与えるモータやフライホイール（図示しない。）と、それらを制御するダイナモ制御装置２２を備えたものである。回転ドラム２１やモータ、又はフライホイールは、テスト室１０の床Ｆ下にあるピット内に設置してあり、回転ドラム２１の頂上部をテスト室１０の床Ｆに設けた開口部から表出させている。そして車両ＶＨを、その駆動輪が回転ドラム２１の頂上部直上に位置するテスト位置に設定することにより、実走行と同様な状態で走行できるように構成している。ダイナモ制御装置２２は、例えばテスト室１０に隣接して設けた計測室に収容してある。なお、このテスト室１０及び計測室（又は更にこれらに加えて前記ピット）がいわゆるセルと総称されるものである。

自動運転装置３は、車両ＶＨの運転室に搭載されてアクセル、ブレーキ、クラッチ等を駆動する運転ロボット（図示しない。）と、その運転ロボットに接続されてこれを制御するロボット制御装置３１とを備えたもので、このロボット制御装置３１に種々の指令信号を与えることで、前記運転ロボットを制御させ、１０モードやＬＡモード等、車両ＶＨを１又は複数の走行モードで自動走行させることができるようにしてある。このロボット制御装置３１は、例えば前記計測室に収容してある。

試験自動管理装置５は、詳細な説明は省くが、基本的には、走行試験のスケジュールを設定するためのものである。走行試験のスケジュールを設定するとは、例えば、試験モードの設定や試験日の設定等に加え、より細かく車速やエンジン回転数等の車両の挙動を設定したり、測定対象、測定タイミング等を設定したりすることである。この試験自動管理装置には、通信ポートが設けられていて、前記測定用デバイス４やシャシダイナモメータ２、自動運転装置３等が、有線又は無線によってこの試験自動管理装置５に相互通信可能に接続される。

しかして、かかるスケジュール設定がオペレータにより行われると、試験自動管理装置５はそのスケジュールに従ってシャシダイナモメータ２、自動運転装置３、デバイス管理装置６等に適宜指令信号を送信し、スケジュール通りの試験が行われるようにそれらを制御する。

なお、図１では、１つの試験自動管理装置５に１つのデバイス管理装置６が接続されているが、複数のデバイス管理装置６が接続されていてもよい。試験自動管理装置５はデバイス管理装置６毎に独立してスケジューリングできる。

排ガス測定用デバイス４（以下、単に測定用デバイス４とも言う。）とは、排ガス測定に用いられるデバイスのことであり、例えば、単位機器であるガス分析器を１以上集合させて構成した、排ガス成分を測定するものの他、定容量サンプリング装置のように、排ガス成分を測定する前処理を行うようなものも含まれる。

この実施形態では、測定用デバイス４として複数種類を用いている。例えば、測定原理の異なる複数のガス分析器を内蔵した第１測定用デバイス４１、定容量サンプリング装置たる第２測定用デバイス４２、ＥＧＲ率測定装置たる第３測定用デバイス４３、超音波流量計たる第４測定用デバイス４４等である。前記ガス分析器とは、例えば、ＴＨＣを測定するためのＦＩＤであるとか、ＮＯｘを測定するためのＣＬＤであるとか、ＣＯ、ＣＯ_２を測定するためのＮＤＩＲ等のことである。

各測定用デバイス４は、車両内燃機関の吸排気経路から、吸入ガス又は排出ガスをサンプリングするためのサンプリング管を具備しており、そのサンプリング管を通ってサンプリングしたガスに係るＨＣ、ＮＯ_Ｘ、ＣＯ、ＣＯ_２等の各成分量を測定し、その測定値から内燃機関や触媒等、車両を構成する機器の性能値、例えば燃費、ＥＧＲ率等を算出するものである。

そのために、各測定用デバイス４は、測定のためのセンサに加えてローカルコンピュータを内蔵しており、このローカルコンピュータが、センサからの出力値に補正や校正を施して前記各成分量を示す測定値を算出するとともに、その測定値から前記機器性能値を算出する演算部と、該演算部によって算出された測定値や機器性能値等を所定のプロトコルでデバイス管理装置６に送信する通信部としての機能を発揮する。

また、このローカルコンピュータは、デバイス管理装置６からの指令信号を受信して、当該排ガス測定用デバイス４の動作モード（測定モード、校正モード、パージモード等）や状態モード（スリープモード、スタンバイモード等）を制御するモード制御部４０２や、センサの校正を行う校正部、又は、該測定用デバイス４の過去から現在に亘るデバイス状態情報、例えば、内蔵するポンプによる吸引圧力を示すポンプ圧情報、センサ部の感度に係る情報である感度情報、各部の蓄積稼働時間を示す蓄積稼働時間情報、当該測定用デバイス４の予め定められた検査日時を特定するための情報である検査日時特定情報等を蓄積するローカル蓄積部を更に具備している。

デバイス管理装置６は、例えば汎用のコンピュータに所定のプログラムをインストールして構成されたもので、物理的には、ＣＰＵ、メモリ、ディスプレイ６７、入力手段（キーボードやマウス等）６４、通信インタフェース等を備えている。そして、前記メモリに記憶させたプログラムに従ってＣＰＵ及びその周辺機器が協働することにより、このデバイス管理装置６は、断接操作監視部、デバイス標識表示部、デバイス情報取得部等としての機能とともに、本実施形態では、図２に示すように、送受信部６１、データ管理部６３、移行入力受付部６５、表示部６６、シーケンスデータ格納部６２等としての機能を発揮するように構成している。また、このデバイス管理装置６には、通信ポートが設けられていて、前記測定用デバイス４は、有線又は無線によって、デバイス管理装置６に相互通信可能に接続される。

以下にデバイス管理装置６の各部を詳細に説明する。

シーケンスデータ格納部６２は、メモリの所定領域に設定されるもので、排ガス測定装置４１に内蔵された各ガス分析器に行う調整の手順を示すシーケンスデータを１又は複数格納している。シーケンスデータとは、その一例を図３に示すように、複数のステップ名を実行順に並べて記述し、更に各ステップ名の下層にそのステップを構成するコマンド及びそのコマンドに必要なパラメータの値等を記述してなるものである。なお、各ステップには、調整しなければならない頻度に違いがあり、また、独立性の高いステップもあるが、相互に依存性の高いステップもある。このため、複数のステップ名の並び順は単なる実行順ではなく、調整に係る時間及び手間を必要最小限に抑えることができるように、その調整頻度及び他の調整項目に対する依存度に基づいて定められている。このため、例えば、調整頻度が高いステップは並び順の上に集めたり、相互に依存性の高いステップは連続して並ぶようにしてある。

ステップとは、各ガス分析器に行うべき各調整項目を表すもので、コマンドはその各調整項目（ステップ）を構成する調整要素（例えば、光源の設定やゲイン値の設定等）を行わせるための１又は複数の命令コードである。なお、各ステップ内においてコマンドの実行順は必ずしも定められていない。

データ管理部６３は、オペレータによって選択された又は予め決められたシーケンスデータを、シーケンスデータ格納部６２から取得したり、後述する詳細入力画面Ｇ２で設定されたパラメータの値を取得してコマンドに付帯させたり、詳細入力画面Ｇ２で新たに設定されたシーケンスデータを、シーケンスデータ格納部６２に新規又は更新格納したりする等、各種データの管理を行うものである。

表示部６６は、ディスプレイ６７を制御するもので、手順表示機能（手順表示部としての機能）、詳細入力画面表示機能（詳細入力画面表示部としての機能）等を有している。手順表示機能とは、データ管理部６３で取得されたシーケンスデータに記述されている複数のステップ名を実行順に並べて示す手順表示画面Ｇ１を表示する機能である。詳細入力画面表示機能とは、データ管理部６３で取得されたシーケンスデータに記述されているステップ毎に、その内容を設定するために必要なパラメータの入力を行う詳細入力画面Ｇ２を表示する機能である。

送受信部６１は、通信インタフェースを利用して構成されるものであり、ステップ毎に、そのステップを構成する１又は複数のコマンドを、対応するパラメータとともに排ガス測定装置４１（各ガス分析器）に送信するとともに、送信された前記コマンドに基づいて各ガス分析器が行った調整（ステップ）の結果を示すデータを受信するものである。

移行入力受付部６５は、オペレータの操作、又は自動による他のステップへの移行指示入力を受け付けるものであり、表示部６６は、前記移行指示入力が受け付けられて初めて、そこで指示された他のステップに対応する詳細入力画面Ｇ２を表示するようにしてある。

次に、かかる構成の排ガス分析システム１の調整方法に関して説明する。

まずオペレータは、デバイス管理装置６のディスプレイ６７に表示される初期画面（詳細は省略）で、入力手段６４を介してシーケンスを選択する等、必要な初期操作を行う。そしてデータ管理部６３が、オペレータによって選択されたシーケンスデータを、シーケンスデータ格納部６２から取得する。

次に、表示部６６が、図４に示すような手順表示画面Ｇ１のウィンドウを表示する。この画面表示にあたって表示部６６は、選択されたシーケンスデータを解釈し、当該シーケンスデータに記述されているステップ全部の名称を、調整手順に従ってフローチャートライクに表示する。また、その手順表示画面Ｇ１で所定のステップが選択されると、選択されたステップがハイライト表示されて、図５に示すように、別途、詳細入力画面Ｇ２のウィンドウが表示され、ハイライト表示されているステップの詳細内容及び入力すべきパラメータ等が詳細入力画面Ｇ２に表示される。

この図５に示す詳細入力画面Ｇ２では、符号ＣＡ（２）は校正濃度範囲を指定するパラメータの入力欄を示し、ＣＡ（３）は校正ガスの種類を指定するパラメータの入力欄を示し、ＣＡ（４）は当該校正ガスの濃度を指定するパラメータの入力欄を示し、ＣＡ（５）はガス濃度あたりの出力値であるゲイン値を指定するパラメータの入力欄を示している。本実施形態では、ＣＡ（２）及びＣＡ（３）の入力欄は予め定めた値が選択的に入力可能なリストから構成されており、ＣＡ（５）の入力欄はクリックによる加算減算を可能とするスピンボタンから構成されている。

次にオペレータが、入力欄ＣＡ（２）、ＣＡ（３）、ＣＡ（４）、ＣＡ（５）にパラメータ値を入力し、詳細入力画面Ｇ２に設定された実行ボタンＣＡ（１）を押すと、データ管理部６３が、入力されたパラメータの値を取得し、当該ステップの実行に必要な１又は複数のコマンドに付帯させる。

そして送受信部６１が、パラメータを付帯させた前記コマンドを排ガス測定装置４１に送信する。なお、当該ステップの実行を中止するときは、終了ボタンＣＢを押せばよい。

排ガス測定装置４１では、送信されてきた前記コマンド等をデバイス側送受信部４０１が受信し、モード制御部４０２がコマンド等を解釈して、各ガス分析器の校正ガス供給源の開閉バルブ、吸引ポンプ等が調整され監視／制御される。

一方、別のステップに移行する場合には、手順表示画面Ｇ１で他のステップを選択（クリック）すればよい。この操作入力による信号を、移行入力受付部６５が受け付け、それによって初めて別のステップに移行し、そのステップに対応する詳細入力画面Ｇ２が表示される。なお、各ステップは手順表示画面Ｇ１に表示されたステップの順番に従って実行してもよいが、不要なステップは省略してもよい。なお、選択したステップの順番が不適切である場合は光や音等による警告が発せられ、動作が停止するように構成してもよい。

このように構成した本実施形態に係る排ガス分析システム１によれば、オペレータは、手順表示画面Ｇ１に表示された調整手順にナビゲートされながら調整を実行することができる。このため、不慣れなオペレータであっても、また、測定原理の異なる複数種類のガス分析器が備わっていても、正しく調整作業を行うことができる非常に逆に使い勝手のよいものとなる。特に、測定対象成分の他成分との干渉補正が必要な場合に、複数種類の分析器が備わっていると干渉補正に関する調整等に従属関係が生じる場合があるが、このような場合であっても、本発明によれば正しく調整作業を行うことができ、その効果が顕著となる。

また、各調整ステップにおいて、詳細入力画面Ｇ２上で各種調整条件を任意に設定することもできるので、状況に応じた精度の高い調整を行うことができる。

なお、本発明は上記実施形態に限られない。

本発明では、複数台の排ガス測定装置がデバイス管理装置に接続されていてもよく、１台のデバイス管理装置で複数台の排ガス測定装置を管理又は制御してもよい。

また、シーケンスデータに記載されているステップは、追加、削除、順番の変更を行えるようにしてもよい。この場合、変更履歴が保存されて、次回以降の調整作業においては、当該変更履歴を再利用できるように構成されていてもよい。

なお、シーケンスデータは前記実施形態ではデバイス管理装置側に格納されているが、当該シーケンスデータが排ガス測定装置側に保有されていて、当該排ガス測定装置がデバイス管理装置に接続されると、そのデバイス管理装置がシーケンスデータを読み込むように構成されていてもよい。

更に、パラメータの入力欄は、例えば、数直線状でのバーの位置によって値を指定できるスライドバー等でもよく、また、例えば１つのウィンドウが２画面に分割されて手順表示画面と詳細入力画面とが１つのウィンドウ上に一括して表示されるようにしてもよい。

その他本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。

１・・・排ガス分析システム
４１・・・第１測定用デバイス（排ガス測定装置）
６・・・デバイス管理装置
Ｇ１・・・手順表示画面
Ｇ２・・・詳細入力画面

Claims (3)

1. 排ガスを分析する分析器と、該分析器を管理又は制御する管理装置とを具備し、
   前記管理装置が、前記分析器の調整に必要な調整項目を、それぞれ選択可能に、かつ１画面内の所定領域に所定の順番で並べて表示する手順表示部と、選択された調整項目の詳細入力画面を表示する詳細入力画面表示部とを具備したものであることを特徴とする排ガス分析システム。
2. 前記分析器は、測定原理の異なるものが複数種類備わっている請求項１記載の排ガス分析システム。
3. 前記調整項目は、その調整頻度及び他の調整項目に対する依存度に基づき定まる順に並んでいる請求項１又は２記載の排ガス分析システム。