JP2017072600A - エミッション測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動車エミッション測定装置の分野に関し、特に、改良された搭載型エミッション測定装置を提供すること。【解決手段】車の排気エミッションを感知する改良された装置（１５）であって、該装置は、発生源（１６）からの排気をサンプリングするように構成された受動的誘導サンプラ（５０）と、誘導サンプラに接続され、発生源からの排気のすぐ近くに搭載されるように構成された処理装置とを備え、該処理装置は、受動的誘導サンプラからの流れを受けるようにした入力ポート（３１）と、出力ポート（３２）と、入力ポートと出力ポートの間の流路（３３）と、流路の中の１つ以上の汚染物質を感知するためのセンサ（３４）と、センサからの測定値を受信するように構成されたプロセッサ（３７）と、電源（３９）と、プロセッサに接続されたワイヤレス送信器（３６）とを備える。【選択図】図５

Description

本発明は概して、自動車エミッション測定装置の分野に関し、特に、改良された搭載型エミッション測定装置に関する。

自動車のエミッションは、多くの大都会エリアでの大気汚染の主な原因になっている。この結果、現在、多大な努力と資源が様々なエミッション削減対策に注ぎこまれており、例えば、エミッション検査計画、改質又は代替燃料、新車に対するより厳しい基準、大量輸送機関、改良されたエンジン制御と触媒技術、現車輌への性能向上と修理及び排気物を削減するための財政的インセンティブを提供するための、エミッション削減クレジットなどがある。しかし、これらの削減対策の影響を評価し、エミッションクレジットを生かすためには、車の寿命の間の正確な現実世界の排気物測定値を測定し収集する必要がある。

エミッションテストは、特殊な実験室で行うことが出来、そこでは、軽自動車や普通自動車にはＩ／Ｍ２４０又はＦＴＰ、大型自動車にはＣＢＤなどの所定の運転サイクルに従って、車をダイナモメータの上で運転するということは公知になっている。この方法はいくつかの重大な欠点がある。例えば、走行サイクルが変化し、多くの場合未知である現実世界の運転条件を適切に表現していないことなどである。

車に取付ける移動式試験装置も知られている。例えば、専用機器搭載車に載置された搭載型試験装置は、シエラリサーチ（Ｓｉｅｒｒａ Ｒｅｓｅａｒｃｈ）によって開示された。この装置は、排気ガス濃度を測定するために、修理グレードの４ガス非分散型赤外線（ＮＤＩＲ）分析器と、インテークエア流を判定するための、エンジンに搭載された数個のセンサを使用した。これらの測定値から、排気マスフローとマスエミッション量が計算出来る。

修理グレードのＮＤＩＲアナライザ濃度データだけを使うより簡単なシステムは、Ｉ／Ｍ２４０マスエミッションを予測するために、デンバー大学（Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｄｅｎｖｅｒ）で開発された。このシステムを使用して、消費された燃料に対する汚染物質の平均の比率を濃度データから計算することが出来る。消費された燃料の量は、移動の長さと燃比から推定することが出来る。この方法は、車がＩ／Ｍテストを合格するか不合格か予測することが出来、より新しい修理グレードのアナライザに搭載されてきたが、この方法は極端な（高い又は低い）排気流の期間は正しくエミッションを把握出来ないので、実際のマスエミッションの測定に於いてそれほど正確ではなかった。

最近、多くの携帯排気測定装置（ＰＥＭＳ）が開発されている。ＰＥＭＳは、移動性の発生源からのエミッションを測定する搭載型システム又は装置で、その発生源は実験室やシミュレートした環境ではなく、現実の実際の世界に於ける使用によるものである。

３０００、サウンドアベニュー、リバーヘッド、ニューヨーク１１９０１（Ｓｏｕｎｄ Ａｖｅｎｕｅ，Ｒｉｖｅｒｈｅａｄ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ）のグローバルエムアールブイ、インク（ＧｌｏｂａｌＭＲＶ，Ｉｎｃ．，）で製造されたアクシオン（登録商標）（ＡＸＩＯＮ^ＴＭ）は、市販のＰＥＭＳである。このシステムは、実際の現実世界であり、通常の使用や操作中の様々な自動車のエンジンでのマスエミッションを測定することが出来る。この装置は、ガソリン動力車のために、ＨＣ，ＣＯ，ＣＯ_２、ＮＯ_ｘ及びＯ_２の測定値を提供し、ディーゼル車の場合には、ＮＯ_ｘ、ＣＯ，ＣＯ_２、Ｏ_２及びＰＭ（光散乱による）の測定値を提供する。汚染物質濃度は、テールパイプに挿入したサンプリングの探針から得る。このデータは、マスエミッションを判定するために、自動車エンジンの制御装置から測定されたエンジンパラメータを使用して計算された排気流量データと組み合わされる。

発明の名称が「携帯搭載型マスエミッション測定システム」である米国特許番号６、３０８、１３０号は、マスエミッション測定のためのＰＥＭＳを開示している。発明の名称が「自動車排気微粒子状エミッション測定のための携帯搭載型システム」である米国特許番号６，４３５，０１９号は微粒子物質のエミッションを測定するＰＥＭＳを開示している。米国特許番号６，３０８、１３０号及び米国特許番号６、４３５、０１９号各々の開示は、参考としてそのすべてがこの明細書に取り込まれている。

２５５５、テクノロジーブールバード、コロンバス、インディアナ ４７２０１（Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｂｏｕｌｅｖａｒｄ，Ｃｏｌｕｍｂｕｓ，Ｉｎｄｉａｎａ）のアナリティカルエンジニアリング、インク（Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｉｎｃ．）が提供するＳＰＯＴ装置は、別の市販のＰＥＭＳである。６８１２ エス ステートロード、サリネ、ミシガン４８１７６（Ｓ．Ｓｔａｔｅ Ｒｏａｄ，Ｓａｌｉｎｅ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ）の提供するセムテック（ＳＥＭＴＥＣＨ）（登録商標）装置は、更に別の代替品である。微粒子状物質に対しては、５００カーディガンロード、ショアビュー、ミネソタ５５１２６（Ｃａｒｄｉｇａｎ Ｒｏａｄ，Ｓｈｏｒｅｖｉｅｗ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）は別の市販のＰＥＭＳシステムである。エフティーアイアール（ＦＴＩＲ）ガス分析器も、１３０マコーミックアベニュー、コスタメサ、カリフォルニア９２６２６（ＭｃＣｏｒｍｉｋ Ａｖｅｎｕｅ，ＣｏｓｔａＭｅｓａ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）のエムアイディーアイシー（ＭＩＤＡＣ）コーポレーション製造のタイタンエフティーアイアール（ＴＩＴＡＮ ＦＴＩＲ）などが市販されている。

限定するためでなく、単に説明のために、開示された実施形態の対応する部品、部分、又は表面をカッコ付きの参照番号を参照して説明すると、本発明は、車の排気エミッションを感知するための改良された装置（１５）を提供するものであり、この装置は、発生源（１６）からの排気をサンプリングするように構成された受動的誘導サンプラ（５０）と、誘導サンプラに接続され発生源からの排気のすぐ近くに搭載されるように構成された処理装置（３０）とを備え、この処理装置は、受動的誘導サンプラからの流れを受けるようにした入力ポート（３１）と、出力ポート（３２）と、入力ポートと出力ポートの間の流路（３３）と、流路の中の１つ以上の汚染物質を感知するためのセンサ（３４）と、センサからの測定値を受信するように構成されたプロセッサ（３７）と、電源（３９）と、プロセッサに接続されたワイヤレス送信器（３６）とを備えている。

発生源は燃焼エンジン（１８）を備えていても良い。発生源は排気パイプ（１９）を備えていて良く、受動的誘導サンプラは、処理装置の入力ポートから排気パイプの中に延びている誘導管（５１）を備えていて良い。受動的誘導サンプラは更に、排気パイプの中の排気流を制御するように構成されたバルブ（８１）を備えていても良い。誘導管はバイパス（８２）も備えていても良い。

発生源は排気パイプを備えても良く、処理装置は排気パイプに搭載されるように構成されても良い。処理装置は一時的に排気パイプに搭載されるように構成されても良い。

発生源は、発電装置、排水及び注水ポンプ、及びコンプレッサから成るグループから選択された固定発生源であっても良い。発生源は、乗用車、軽トラック、大型トラック、バス、オートバイ、オフロードリクレーションビークル、農業機器、建設機器、芝・庭園機器、マリンエンジン、飛行機、機関車及び船から成るグループから選択された移動性発生源であっても良い。

排気センサは、非分散型赤外線排気分析器、非分散型紫外線ガス分析器及び化学センサから成るグループから選択されても良い。処理装置は更に、流路の流量を測定するように構成されている流量計を備えていても良い。流量計は、タービン流量計、光学的流量計、圧力流量計及び熱流量計から成るグループから選択されても良い。プロセッサは、センサと流量計からの測定値の関数として、排気データを提供するようにプログラムされているマイクロプロセッサを備えていても良い。汚染物質は、酸化窒素（ＮＯ_Ｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ_２）、炭化水素（ＨＣ）、硫黄酸化物（ＳＯ_Ｘ）、微粒子物質（ＰＭ）及び揮発性有機化合物（ＶＯＣｓ）から成るグループから選択される可能性がある。

電源は更に、ニッケル・金属ハイブリッドバッテリ（３９）を備えても良い。電源は更に、バッテリに接続され、バッテリを再充電するように構成されている熱電発電機（３８／７５）を備えても良い。電源は熱電発電機を備えても良く、発生源は排気パイプを備え、熱電発電機は排気パイプに取り付けられるように構成された熱電スリーブ（７５）を備えていても良い。

システムは、処理装置送信機からワイヤレスに送信されたデータを受信するように構成された受信器（４１）と、エンジンに関するパフォーマンスデータを受信するように構成されたインターフェース（２１／４４、２７／４４）と、ワイヤレスで受信器及びインターフェースからのデータを送信するように構成された送信機（４２）を備えるデータリレーモジュールを更に備えるようにしても良い。パフォーマンスデータは、エンジン回転数、インテークマニホールド圧力、エンジンオイル温度、インテークエア温度、車速、及びインテークエアマスフローから成るグループから選択されても良い。インターフェースは、エンジン制御装置（１７）に接続されていても良い。インターフェースは、エンジン回転数センサ（２５）、エンジン圧力センサ（２２）、エンジン温度センサ（２３、２４）を備えていても良い。

システムは、処理装置送信機からワイヤレスに送信されたデータを受信するように構成された受信器と、エンジンに関するパフォーマンスデータを受信するように構成されたインターフェースと、受信器とインターフェースからのデータを記憶するように構成された記憶装置（４５）を備えるデータリレーモジュールを更に備えても良い。

発生源は排気パイプを備え、システムは、更に排気パイプの流量を測定するように構成された排気流量計（７０）を備えても良く、流量計は、音響流量計、光学的流量計及び磁気流量計から成るグループから選択されても良い。発生源は排気パイプを備え、システムは、更に、排気パイプの流量を測定するように構成された排気流量センサシステム（６１）を備えても良いし、流量センサシステムは、電気化学的、熱生成による又は機械的な流量が原因の事象のセンサシステムから成るグループから選択されても良い。

別の態様によれば、本発明は、発生源からの排気のサンプリングをするように構成されたサンプラ（５０）と、誘導サンプラに接続され、発生源からの排気のすぐ近くに搭載されるように構成された処理装置（３０）とを備え、処理装置は、サンプラからの流れを受けるようにした入力ポート（３１）と、出力ポート（３２）と、入力ポートと出力ポートの間の流路（３３）と、流路の中の１つ以上の汚染物質を感知するためのセンサ（３４）と、センサからの測定値を受信するように構成されたプロセッサ（３７）と、電力貯蔵装置（３９）と、熱電発電機（３８）と、ワイヤレス送信器（３６）とを備えても良い。

従って、本発明の目的は、リアルタイムの車のエミッションを判定するように利用される改良されたエミッション測定システムを提供することである。

別の目的は、様々な種類の車で使用するようにした改良されたシステムを提供することである。

別の目的は、車に対して永久的な変更をしないで車に使用することが可能な改良されたシステムを提供することである。

別の目的は、車を業務から外すことなく使用することが出来る改良されたマスエミッション測定システムを提供することである。

改良されたエミッション測定システムの第１実施形態の略図である。 第１の構造で図１に図示されたデータリレーの詳細な略図である。 第２の構造で図１に図示されたデータリレーの詳細な略図である。 第３の二重構造の図１に図示されたデータリレーの詳細な略図である。 車に搭載された図１に図示された処理ユニットの詳細な略図である。 図５に図示された処理ユニットの第１代替実施形態の詳細な略図である。 付加的車排気流測定システムを有する図５に図示された処理ユニットの実施形態の詳細な略図である。 図７に図示された車排気流測定システムの上面斜視図である。 図８のＡ−Ａ線に沿った、図８に図示された車排気流測定システムの垂直断面図である。 図７に図示された車排気流測定システムの代替実施形態の詳細な略図である。 図５に図示された誘導サンプラの代替実施形態の詳細略図である。

最初に、同一の参照番号は、幾つかの図面を通して共通に、同一の要素、部分、又は表面の識別をするものであって、そのような要素、部分、又は表面は、記述された明細書全体によってさらに記述され又は説明することが可能で、そのうちこの詳細な記述は、不可欠な部分であることを理解すべきである。他のように示されなければ、図面は、明細書と一緒に理解される（例えば、網掛け、部品の配置、プロポーション、破片、等）ように意図され、本発明の記述されたもの全体の一部であると考えられるべきである。以下の記述に使われているように、「水平」、「垂直」、「左」、「右」、「上」、及び「下」は、それらの形容詞的及び副詞的派生（例えば、「水平に」、「右方向に」、「上方に」等）と同様に、個別の図面が読者の方を向いている時に、単に、描かれている構造物の方向について言及している。同様に、「内側に」及び「外側に」の用語は、一般的に、延長軸、又は回転軸に対する表面の方向を必要に応じて言及している。

今、図面、特に図１を参照すると、本発明は、改良されたエミッション測定システムを提供しているが、このエミッション測定システムの現在好ましい実施形態は参照番号１５で示してある。システム１５は、受動的誘導サンプラ５０、排気処理装置３０、データリレー４０、エンジン１８の実行時間パラメータを感知するエンジンパフォーマンスセンサ２５、２２、２３及び２４、センサデータ取得インターフェース２７及びエンジン制御インターフェース２１を広く含むものとして図示されている。

図１に示すように、受動的誘導サンプラ５０はテールパイプ１９からの排気をサンプリングするように構成されている。排気サンプルは、パイプ１９の排気流の一部分を、通常の排気システムを部分的に閉鎖することによって、処理装置３０に迂回させることによって分析のために取り入れる。サンプラ５０は、小径の固定誘導管５１を備えているが、この固定誘導管５１はテールパイプ１９に挿入され、先端が広くなった円錐台の排気収集端５２を有している。テールパイプ１９の排気ガスサンプルは、サンプラ５０によって受動的に装置３０に送られ、そこで、サンプル流の特質が測定され、車１６の排気のために、正確な汚染物質の測定値を提供するように使われる。受動的誘導サンプラ５０は、ポンプを使用しないで排気を処理装置３０に送る。

図１１に示すように、流入サンプラ５０は、テールパイプ１９の端部に搭載されたバルブ８１によって制御出来る。バルブ８１は、排気ガスが周辺環境に排出される前に、サンプリングされた排気ガスの定量が処理装置３０に容易に行くように、車排気パイプ１９からの排気ガスの流れを部分的に又は完全に制限するように構成されている。本実施形態では、バルブ８１はヒンジで動き、スプリングで留められているか、プロセッサ３７によってアクチュエータ制御されている。サンプリングされた流量は、バイパス出口８３を有する受動的流量サンプラ５０の中でさらに制御される。受動的流量サンプラ誘導管５１内の流路は、エミッション分析装置３０につながる１つの経路と、周囲環境につながる１つの経路８３によって分割されている。環境につながる経路８３は、静的又は動的流量制御方法のどちらかを使うことにより流量を制御することが出来る。静的方法は、固定制限器の使用を含み、動的方法は、図１１に示すように、機械的に制御されるか又はプロセッサ３７に接続されたアクチュエータに制御されるバルブ８２の使用を含む。

図５に示すように、排気処理装置３０は、誘導サンプラ５０からの流れを受けるように構成された入力ポート３１、出力ポート３２、入力ポート３１と出力ポート３２の間の流路３３、流路３３の１つ以上の汚染物質を測定するガス分析器３４、流速情報を提供する流量計３５、分析器３４と流量計３５からの測定値を受信するように構成されたマイクロプロセッサ３７、バッテリ３９に接続された熱発電装置３８、及びマイクロプロセッサ３７に接続されたワイヤレス送信器３６を備える。

図に示すように、発電装置３８、バッテリ３９、流量計３５、分析器３４、マイクロプロセッサ３７及び送信機３６は、車１６のテールパイプ１９に直接取り付けられた単一ハウジング５５に含まれている。本実施形態では、ハウジング５５は、テールパイプ１９の外周に沿って延びるサイズの２個のストラップ５６、５７を備えている。適切な方法で、処理装置３０を、テールパイプ１９の排気流の中に延びている誘導管５１を有したテールパイプ１９に搭載するように、ストラップ５６、５７が締結される。

図に示すように、サンプリングされた排気は誘導管５１と入力ポート３１を流れて処理装置３０に入る。流量計３５とガス分析器３４は、入力ポート３１と出力ポート３２の間の流路３３に位置し、サンプリングされた排気の中の汚染物質を測定する。本実施形態では、ガス分析器３４は、５ガス非分散型赤外線（ＮＤＩＲ）排気分析器であって、これはＨＣ，ＣＯ，ＣＯ_２、ＮＯ_ｘ及びＯ_２の濃度の近リアルタイム測定値を提供する。分析器３４はバッテリ３９によって動力を受ける。本実施形態では、６５５アイゼンハワードライブ、オワトナ、ミネソタ５５０６０（Ｅｉｓｅｎｈｏｗｅｒ Ｄｒｉｖｅ，Ｏｗａｔｏｎｎａ，ＭＮ）のＯＴＣによって製造されたＯＴＣ ＲＧ−２４０デジタル５ガス分析器を使うことが出来る。

排気は受動的にサンプルされるか、又はポンプ等を使用しないでサンプリングされるので、流量計３５が設置される。本実施形態では、流量計３５は、熱マスフローメータである。京都、日本のオムロン製のＤ６Ｆ−０２Ａ１−１１０流量計は、本実施形態で使用出来る。

測定すべき汚染物質によって、代替の又は付加的な分析器を採用することが出来る。例えば、天然ガス動力車の場合、及び／又はメタン及び非メタン炭化水素（ＮＭＨＣ）を別々に測定予定の場合、数種の分析器の選択肢がある。第一としては、ハンドヘルドのメタン／ローレンジＣＯ ＮＤＩＲ分析器を本システムに取り付けることが出来る。公知のメタン濃度及び公知（実験的に判定された）の５ガス分析器のメタンに対する反応（実際のメタン濃度に対して検出された比率）から、メタンとＮＭＨＣ濃度を得ることが出来る。メタンに対して異なる反応を有する第２のＮＤＩＲ装置も付加えることが出来る。メタンとＮＭＨＣ濃度は、各々の分析器による２個の異なるＨＣ測定値から得る。全炭化水素を測定するために、ポータブルの炎イオン化検出器（ＦＩＤ）を取付けることが出来る。公知のＮＤＩＲ分析器のメタンに対する反応、ＨＣとＴＨＣ測定値から、メタンとＮＭＨＣ排出量の両方を判定出来る。

あるいは又はそれに加えて、微粒子物質（ＰＭ）分析器を使うことが出来る。４２０５ウエスト１９８０、サウスソルトレイクシティ、ユタ８４１０４（Ｗｅｓｔ１９８０，Ｓｏｕｔｈ Ｓａｌｔ Ｌａｋｅ Ｃｉｔｙ，ＵＴ）製造のピーエムトラック（ＰＭ−Ｔｒａｃ）分析器を本実施形態で使うことが出来る。このセンサは排気流の微粒子物質を検出するために使うことが可能で、ＰＭ濃度と相互に関係させることの出来る出力信号を有している。

ＮＯ_Ｘ、ＳＯ_Ｘ及び炭化水素を検出するその他のセンサ又は付加的センサを使用することが出来る。従って、多様なガスセンサ、微粒子センサ又はその他のセンサ又は分析器を装置３０に含めることが出来、サンプリングした排気流に導入することが出来る。センサ選択の制約は、正確さ、再現性及び温度、湿度作動能力などである。

分析中の汚染物質、対象の分析器やセンサのパラメータと作動条件によって、異なる調整要素を備えてもよく、そのような調整要素は、対象の分析器に対して内部でも外部にあってもよい。例えば、流路３３の中の排気の温度、圧力、相対湿度又は流速は、測定やその他の目的のために感知されてよい。温度に関しては、従来の熱電対は使用してもよい。圧力では、従来の圧力トランスジューサを使用してもよく、例えば、ワンオメガドライブ、スタンフォード、コネチカット０６９０７−００４７（Ｏｎｅ Ｏｍｅｇａ Ｄｒｉｖｅ，Ｓｔａｍｆｏｒｄ，Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ０６９０７−００４７）のオメガエンジニアリング製造のＰＸ１３８トランスジューサなどである。湿度は、１０１コロンビアロード、モリスタウン、ニュージャージー０７９６２（Ｃｏｌｕｍｂｉａ Ｒｏａｄ，Ｍｏｒｒｉｓｔｏｗｎ，ＮＪ）のハネウェルインターナショナル・インク製造のＨ１Ｈ−４０００−０２湿度センサを使用しても良い。温度、圧力、湿度を使用するオリフィス流量計、フロー制御器及びフロー制御器を境にした差圧を測定する第２圧力トランスジューサは、熱マスフローメータ３５を使用して流速を判定するための代替として使用出来る。加えて、フローコントローラが、流路３３の排気流速を制御するために使われる。例えば、電子的に制御された比例弁を使ってもよい。

本実施形態によれば、マイクロプロセッサ３７は、従来の搭載チップであって、連続した毎秒の一連の情報をエンジンデータリレーモジュール４０に保証するのと同時に、流量、熱、再充電、及び通信データを制御し組み合わせる。マイクロプロセッサ３７は、分析器３４と流量計３５からデータを収集して、そのデータをワイヤレスで送信器３６を介してリレー４０に通信する。

本実施形態によれば、バッテリ３９は、ニッケル・金属ハイブリッドバッテリである。これは電力を貯蔵して、装置３０の電力条件を緩和する。バッテリ３９は、水酸化ニッケルのカソードと、水素吸収合金のアノード及び水酸化カリウム電解液とを備えている。このタイプのバッテリの有利な点は、エネルギー密度が高いこと、ディープサイクル充放電が可能、低い内部インピーダンス、フラットな放電特性、広い作動温度範囲、早い充電速度などである。広い作動温度範囲は、テールパイプ１９に近接していることと、車１６の作動条件の間に生成される予測される熱のために重要である。

電源を増強するために、搭載されたバッテリを連続して充電するために、内蔵型再生可能パワー発電機が使われる。本実施形態に於いては、従来型の熱電発電機３８が使われる。処理装置３０は、パイプ１９の排気から放出される過剰な熱に近接していることを利用する。図５に示す実施形態に於いて、熱電発電機３８は、２個のアルミニウム導体の間に挟まれた熱電対を使用して車の排気から電気に変換する。温度勾配が導体に負荷され、負荷された温度差動の関数として、起電力を生成する。起電力の強度は、負荷された温度差動の関数である。このタイプの熱電発電機は、動くパーツを有さないので、一般的には無音である利点を有している。１１９４１ インダストリアルパークロード、ＳＴＥ５、ビショップビル、メリーランド２１８１３（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐａｒｋ Ｒｏａｄ，ＳＴＥ５，Ｂｉｓｈｏｐｖｉｌｌｅ，ＭＤ）のカスタムサーモエレクトリック・インク製造の熱電発電機シリーズは、本実施形態では使用しても良い。従って、熱エネルギーは、「熱電気」又は「ゼーベック」効果を介して、電気エネルギーに変換される。車１６の排気から生成された廃熱が、「トリックル充電」に変換され、処理装置３０の構成要素に電力を供給するバッテリ３９を充電する。

また、図６に示すように、熱スリーブ７５を使ってもよい。熱スリーブ７５は、排気パイプ１９の周囲に直列に相互に連結された複数の熱電装置から構成されている。これらの装置は、熱い側のセラミックプレートと冷たい側のプレートの間に挟まれた多数の対になったｎタイプ半導体とｐタイプ半導体から構成されている。例えば、４０ｍｍｘ４０ｍｍの小さい熱電装置は、現在、２．８ボルト、１．０５アンペア、３ワットまでの電力を生成することが出来る。図６に示すように、装置３０と発電スリープ７５は、標準自動車ホースクランプ５６、５７によって、テールパイプ１９に直接、接続されている。従って、本実施形態では、熱電装置はテールパイプ１９全体を包囲して、熱電発電スリーブ７５を構成する。

または、あるいはそれに加えて、システムの電力要求に会う必要電圧、アンペア、ワットを生成するために、熱電装置をエンジンマニホールドに接続してもよい。第２の電源として、同様に構成した又は並列に構成した太陽熱収集器を、システムの電力要求を増大させるために備えても良い。

本実施形態に於いては、送信機３６は、ブルートゥース・ワイヤレス送信器である。これは良好なデータ送信速度を可能にし、そのようなデータ送信が適切に暗号化されかつ確実であることを保証する能力を可能にしている。８０９ ユニバーシティアベニュ、ロスガトス、カリフォルニア９５０３２（Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ａｖｅｎｕｅ，ＬｏｓＧａｔｏｓ，ＣＡ）のロビングネットワーク、インク製造の部品番号ＲＮ−８００Ｓ−ＣＢであるブルーセントリ、ブルートゥースデータ取得モジュールは、８個の１６ビットデータ入力チャンネルをサポートしており、毎秒３，０００回までの速度でデータをサンプリングするが、本実施形態で使用可能である。また、送信機３６は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｘＷｉＦｉデータ通信装置でもよい。どちらの場合でも、分析器３４からの測定値は、ワイヤレスで、好ましくはリアルタイムで連続して、電子データリレー４０に送信される。

微粒子汚染物質のマス流量速度を計算するために、エンジン１８の中の空気のマス流量を知る必要がある。本実施形態によれば、多くのそのような空気流量を判定する方法がある。図２に示すように、第１は、エンジン１８のエンジン制御装置（ＥＣＵ）１７に接続されたエンジン制御インターフェース２１を介して、エンジン１８からの直接の測定値を通して行われる。車の走行時間パラメータをモニターするエンジン制御ユニット、という形の適切な搭載技術で製造される車もある。そのような車では、そのシステムは、付加的なエンジンパフォーマンスセンサ２５、２２、２３、２４の使用を必要としないで、エンジン制御装置から直接、好ましい１つ以上の走行時間パラメータを得るように構成されることも可能である。そのようなパラメータは、エンジン回転数、インテークマニホールド圧力、エンジンオイル温度、車速、インテークエア温度、インテークエアマスフロー、及び車のＥＣＵによって報告出来る付加的パラメータなどを含むことが可能である。従って、エンジンデータが、エンジン診断リンクによって得ることが出来るコンピュータ制御エンジンでは、車ＥＣＵ１７からの、インテークエア流量又は燃料流量は、エンジン制御インターフェース２１によって得られたエンジンデータによって計算される。

現代のコンピュータ制御エンジンは、車速、エンジン回転数、インテークエアとクーラント温度、インテークエア圧力、インテークエアマスフロー、スロットル位置及びエンジン制御装置を通したエンジン負荷などの操作データを提供するので、この情報は、エンジン制御インターフェース２１によってプロセッサ４３に送ることが出来る。スターリングハイト、ミシガン（Ｓｔｅｒｌｉｎｇ Ｈｅｉｇｈｔ，ＭＩ）のマイクロプロセッサシステム、インクによって製造された頑丈なカートリッジを有するプロリンク９０００（Ｐｒｏ−Ｌｉｎｋ）スキャンツールを本実施形態では使用することが可能である。また、ケノシャ、ウスコンシン５３１４１−１４１０（Ｋｅｎｏｓｈａ ＷＩ）のスナップオンダイアグナスティックス（Ｓｎａｐ−Ｏｎ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ）によって製造されたスナップオンＭＴ−２５００エンジン診断スキャナも使うことが出来る。別の代替品として、２７００７ヒルテックコート、ファーミングトンヒル、ミシガン４８３３１（Ｈｉｌｌ Ｔｅｃｈ Ｃｏｕｒｔ，Ｆａｒｍｉｎｇｔｏｎ Ｈｉｌｌｓ，ＭＩ）のデアボーングループ（Ｄｅａｒｂｏｒｎ Ｇｒｏｕｐ）によって製造されたＤＰＡ３エンジンコンピュータインターフェースを使用してもよく、ＳＡＥＪ１７０８及びＪ１９３９とその他の関連する車データインターフェース標準に対応している。従って、システム１５は、１つ以上のエンジンパフォーマンスセンサ２５、２２、２３、２４を使用する代わりに、車ＥＣＵ１７とエンジン制御インターフェース２１から直接、車走行時間パラメータを得ることが出来る。

図３に示すように、エンジン制御インターフェース２１がないか、又はコンピュータ制御ではないエンジンでは、センサ２５、２２、２３及び２４を、直接エンジンに取り付けることが出来る。エンジン回転数、インテークマニホールド圧力、インテークオイル温度及びインテークエア温度は、エンジン回転数センサ２５、インテークマニホールド圧力センサ２２、インテークオイル温度センサ２４、及びインテークエア温度センサ２３を使用して測定される。センサ２５、２２、２３、２４は、テスト中に一時的にエンジンに取り付けられるようになっている。

インテークオイル温度センサ２４は、従来のディップスティック型の温度プローブで、オイルディップスティックの代わりに挿入される。エンジン回転数センサ２５は、標準回転数ピックアッププローブで、エンジンのスパークプラグワイヤの一つに固定するようになっている。オワトナ、ミネソタ５５０６０−１１７１のＳＰＸコーポレーションの１つの事業部であるＯＴＣによって製造されたディップスティック温度プローブと回転数誘導クランプが、本実施形態で採用されても良い。また、エンジン回転数センサ２５は、シャフト又はエンジン１８のその他の回転部品を有したフォトタコメータであっても良い。光源と光検出器は、回転部品が一回転する毎に、光が当たり、回転エンジン部品の反射表面から反射して検出器に検出される。

マニホールド圧力センサ２２は、エンジンのインテークエアマニホールドに接続され、マニホールドの中のマニホールド絶対圧力を感知するマニホールド絶対圧力トランスジューサである。また、マニホールド圧力センサ２２は、既存のエンジン真空ラインに付け加えた圧力センサであっても良い。圧力センサは、エンジンタイミングアドバンスラインからの値を記録するようになっている。Ｔアダプタを真空ラインに挿入して、圧力トランスジューサに接続される。圧力トランスジューサは、マニホールド圧力又は真空度が記録され記憶されるようにプロセッサ４３に対するリンクを備えている。

インテークエア温度センサ２３は、同様の位置で、マニホールド圧力センサ２２に接続している。インテークエア温度センサ２３は、インテークエア温度を感知することが出来る従来の温度測定装置である。

データ取得インターフェース２７は、エンジンセンサからのアナログ入力をデジタル出力に変換する従来のＡＤ変換器である。また、エンジン制御インターフェース２１では得られないその他のパラメータが必要な場合には、エンジンパフォーマンスセンサ２５、２２、２３、２４又はその他のセンサがそのようなデータを得るために採用されても良い。

１つ以上の付加的な独立したセンサ測定値が必要であるか又は望ましい場合には、図４に示すように、データリレー４０は、エンジンＥＣＵ１７と１つ以上の独立したセンサ２２乃至２５の両方と組み合わせて使用するように構成されている。

図７〜９は、直接排気流量測定装置７０を取りつけた実施形態を図示している。流量計７０によって、インターフェース２１及び／又は２７からのマス流量は、マスフローの計算において、補完し又は正確性についてチェックすることが出来る。排気流量測定装置７０は、光学的、音響的又は磁気的流量測定装置であっても良い。図示するように、装置７０は、熱電発電機３８のちょうど上流のテールパイプ１９の外側に取り付けた円筒形リング又はスリーブ７１を備えている。開口部７４がテールパイプ１９を通して設置されており、本光学的実施形態に於いて、テールパイプ１９の中の流れのガス又は微粒子の排気方向を横切るように光が発射される。光送信要素７２がハウジング７１の一方側に設置され、光受光要素７３が反対側に設置される。受光要素７３は、鏡、ダイオード、フォトレジスタ、又はその他のタイプの光受光装置であって良い。光はハウジング７１の開口部７９を通して送信機７２から発射され、排気パイプ１９の中の対応するように設けられた開口部７４を通り、受光要素７３に達する。流量は、排気の中で自然に起こる微粒子の速度を感知することによって測定される。

音響的実施形態も同様であるが、音波エミュレータと音波受信器を使用する。音響速度測定は、ガス流に対して垂直である比較的高い周波数の信号を送ることによって、ガス流粒子及び微粒子物質の速度を測定し、記録し及び送信するように設計されている。音波が調整され、予測される音波経路とは異なる方向に向けられた時、測定が行われる。音波は受信器に当たり、偏移がマスフローの計算に使われる。

磁気、イオン化、又は電場実施形態は、ガス流の中の粒子を磁化又はイオン化する装置を使用する。装置を通して付加された磁場の中を通る時に、イオンは電圧を発生する。発生した電圧量は、ガス流の速度を表示させる。

図１０は、付け加えられた排気流測定装置６２の代替実施形態を示す。本実施形態では、多数のセンサ６１がパイプ１９の内部表面に沿って選択された場所に縦方向に配置される。ガスが各々のセンサ６１の傍を流れた時、幾つかの異なるセンサ方法を使用して信号が生成される。センサ６１は、例えば、従来の電気化学的センサ、熱生成によるセンサ又は機械的な流量が原因のセンサであっても良い。

本実施形態では、流量計７０又は６１が処理装置３０に接続され、測定値がプロセッサ３７、その次にリレー４０に伝えられる。流量計７０又は６１はバッテリ３９によって電源を得ている。

図２〜４に示されるように、データリレー４０は一般的に、送信機３６からのワイヤレス送信を受信するための受信器４１と、エンジン制御インターフェース２１及び／又はエンジンセンサデータインターフェース２７と交信するコンピュータインターフェース４４と、中央プロセッサ装置４３と、データ記憶装置４５と、トランシーバ４２と、及び電源接続４６を備えている。

リレー４０は、車１６に一時的又は永久的に搭載することが出来、好ましくは、強力なユーザネイム／パスワードの組合せ、すべてのネットワークインターフェースの強力な暗号化、及び堅牢な物理的筐体などの適切なセキュリティ対策の使用によって盗難を防止するために取り付けられる。リレー４０は、連続的に１つ以上のエンジンパフォーマンスパラメータのモニターをしており、必要なら装置７０又は６１からの流量データを含む装置３０からのエミッションデータを、局部的に永久的不揮発性メモリ４５に記憶し、送信機４２を介してそのデータを、携帯電話ネットワーク、ワイヤレスローカルエリアネットワーク及び／又はインターネットなどの幾つかの介入媒体を通して遠隔データ記憶装置又はＣＰＵ４８にリレーする。リレー４０は毎秒、そのようなデータを追跡するための「状態監視」情報を使って、すべての補足データを含む１つのデータ記録を作る。

図２に図示された構成に於いて、リレー４０は、車ＥＣＵ１７に対する電源接続４６によって電源を得るが、車ＥＣＵ１７自体は、車１６のバッテリ２０によって電源を得ている。図３及び４に図示される構成に於いては、リレー４０は、例えば、電源接続４６に接続されたダイレクトヒューズケーブルを介して、車１６のバッテリ２０によって直接、電源を得ている。

本実施形態に於いては、受信器４１は、送信機３６からのワイヤレス送信を受信するための従来のブルートゥース受信器である。８０９ ユニバーシティアベニュ、ロスガトス、カリフォルニア ９５０３２（Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ａｖｅｎｕｅ，ＬｏｓＧａｔｏｓ，ＣＡ）のロビングネットワーク（Ｒｏｖｉｎｇ Ｎｅｔｗｏｒｋ）によって製造されたＲＮ−４１を、本実施形態で使うことが出来る。

エレクトニックコンピュータインターフェース４４は、リレープロセッサ４３がエンジン制御インターフェース２１とセンサデータインターフェース２７と交信することを可能にするデータ取得ポート（アナログ及びシリアル）を内蔵している。エレクトロニックコンピュータインターフェース４４は、リレープロセッサ４３に組み入れられている。このモジュールの基礎的構成要素は、排気処理装置３０へのリレーのためにデータを送信機４２に送る能力を有したアナログとシリアル入力接続を備えている。

測定、または必要ならば装置７０又は６１からの流速データを含む装置３０からのデータ、及び、エンジン制御インターフェース２１から得たものか、又は個々の永久的又は一時的に取り付けたエンジンセンサ２５、２２、２３、２４及びエンジンセンサデータインターフェース２７から得たものなのかについてのエンジン１８の必要なパラメータは、プロセッサ４３によって処理される。本実施形態では、プロセッサ４３は、６１８５ ダンビルロード、ミシソーガ、オンタリオ Ｌ５Ｔ ２Ｈ７、カナダ（Ｄａｎｖｉｌｌｅ Ｒｏａｄ，Ｍｉｓｓｉｓｓａｕｇａ，Ｏｎｔａｒｉｏ，Ｌ５Ｔ ２Ｈ７，Ｃａｎａｄａ）のトロントマイクロエレクトロニクス（Ｔｏｒｏｎｔｏ ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）によって製造されたＥｐ３０１ｖであっても良い。プロセッサ４３は、装置３０とエンジンセンサデータインターフェース２７（センサ２５、２２、２３及び／又は２４）及び／又はエンジン制御インターフェース２１からのすべてのデータを受信するためのソフトウエアを実行する。将来の参考にするために、そのデータには、車識別データとドライバ識別データなどのユーザ入力情報を識別のために添付することが出来る。処理する場合、排気データは、永久的、非揮発性メモリ装置４５に記憶される。２９９ウェブロロード、パーシパニィ、ニュージャージー０７０５４（Ｗｅｂｒｏ Ｒｄ．Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ，ＮＪ）のＰＮＹインクによって製造された部品番号Ｐ−ＳＤＵ４ＧＢ４、マイクロＳＤ ４ＧＢは、本実施形態で使用することが可能である。

本実施形態では、トランシーバ４２は、セル方式のワイヤレストランシーバ又はＩＥＥＥ８０２．１１ｘワイヤレストランシーバである。リレー４０から、排気、エンジン走行時間パラメータ及び／又は計算された測定値が、好ましくはリアルタイムで、セル方式ネットワーク又はその他の介入式データ送信媒体を介して連続的に遠隔ＣＰＵ４８に送信される。

本実施形態では、プロセッサ４３は、排気マスエアフローを計算するために受信したデータを使用するためにプログラムされるが、この排気マスエアフローは、排気ガス中の汚染物質の測定された濃度が乗算された時、車のエミッションの工業標準である毎秒グラム単位のエミッションデータを提供するために使用することが出来る。例えば、秒毎の、ガロン当たりの総グラム、及びマイル当たりのグラムのエミッションデータを提供するために付加的な計算を採用することも出来る。データが無くなった場合又はそうでなければデータが欠けた場合、そのような欠けたデータが、例えば３個のサンプルなど、連続した欠けた所定サンプル数を超えない場合には、欠けたデータを埋めるために直線補間をオプションとして実行することが出来る。連続して、３個以上のサンプルが欠けた場合、エラー状況が表示することが可能で、そのエラーの原因を調査するためにユーザの介入が必要になる場合もある。リレー４０は、このエラー状況を車ユーザ及び／又は遠隔ＣＰＵ４８にリレーすることが出来る。

エンジン１８の排気中の炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ），酸化窒素（ＮＯ_Ｘ）、二酸化炭素（ＣＯ_２）、及び酸素（Ｏ_２）などの汚染物質の濃度を判定するために、排気ガスをサンプラ５０によってテールパイプ１９からサンプリングして装置３０によって分析した。サンプルから水と微粒子物質を取除くためにインラインフィルタを分析器３４の前に置く。フィルタは、大きいディーゼル排気粒子を取除くプレフィルタと、荒目フィルタと、重いエアロゾルと大部分の水蒸気を取除く０．０１ｍｍ融合フィルタを備える。分析器３４からの測定値は濃度を判定するために使用する。そのような判定のための多くの方法が公知である。例えば、発明の名称がが「携帯搭載型マスエミッション測定システム」である米国特許番号６、３０８、１３０号は、マスエミッションを判定するための方法を開示している。発明の名称が「自動車排気微粒子状エミッション測定のための携帯搭載型システム」である米国特許番号６，４３５，０１９号は微粒子物質のエミッションを判定する方法を開示している。米国特許番号６、３０８，１３０号及び米国特許番号６、４３５、０１９号の各々の開示は参考としてそのすべてがこの明細書に取り込まれている。

プロセッサ４３は受信したデータを同期させるようにプログラムされる。センサ２２乃至２５及び／又は車ＥＣＵ１７、流量計３４、排気流測定装置７０及び６１、及び排気分析器３４は、ある遅延（又は反応時間）、ある速度で、間隔を有したデータを生成する。遅延と速度の両方は、計器メーカから得ることが出来るが／又は実験的に得ることが出来る。間隔は、装置の誤動作によるか、又は排気分析器３４を周期的にゼロにするなどの出来事によって起こる。

データの各セットに於いて、遅延はタイムスタンプから減算される。直線補間が、毎秒（あるいはその他の設定時間間隔）１つのレコードを生成するように使われる。データの中の小さな間隔（通常、３秒未満）が直線補間を使用して埋められる。もし大きな間隔が存在すれば、そのデータは「欠けている」と表示される。すべてのデータが１つのセットに組み込まれるが、その１つのセットには、車速、吸入／燃料／排気流量及び排気濃度などのエンジン作動パラメータを含む。プロセッサ４３は、いくつかの目的のためにこのデータを使うようにプログラムされても良い。第１に、その移動のためのグラム／秒データをすべて加算して総距離で割ることによって、移動のためのグラム／マイル単位のマスエミッションを計算することが出来る。総距離は、「欠けたデータ」のある区間は除外して、その移動のための秒当たりマイル単位の車速データを加算することによって得られる（マイル／秒 ＝ マイル／時間÷３６００）。車速データを利用出来ない場合には、距離を車のオドメータから得ることが可能である。第２に、グラム／マイル単位のリアルタイムマスエミッションは、グラム／秒排出量をマイル／秒単位の瞬間的車速で割ることにより計算することが出来る。第３に、総合とリアルタイム両方の燃料消費は、モル／秒単位の燃料流量に関する一組の公式を解き、その結果に燃料の分子量（グラム／秒）を掛けて、必要な場合には、燃料の密度（ガロン／秒データ）を掛けることによって得ることが出来る。第４に、グラム／ガロン単位のリアルタイムマスエミッションは、グラム／秒排出量を燃料流量で割ることによって得ることが出来る。第５に、グラム／ガロン単位の総マスエミッションは、リアルタイムエミッションデータを積分するか、又は移動のための総エミッションを移動のための総燃料消費で割ることによって得ることが出来る。

リレー４０の中のプロセッサ４３を使用してエミッション濃度及び／又はマスエミッションを判定することによって、他の搭載計器やドライバインターフェースとそのようなデータの瞬間的な交信が可能になる。このためシステム１５を永久的に又は半永久的に車１６に取り付けることの妥当性が存在する。

上記の計算を行うためのプログラミングプロセッサ４３の代わりに、生データはリレー４０から遠隔ＣＰＵ４８にリレーすることが出来、遠隔ＣＰＵ４８は、送信されたデータを扱い処理するためのプロセッサを備えることが可能である。そのような遠隔プロセッサを使用してエミッションを判定することによって、リレー４０の機能的要件を減少させる。リレー４０及び／又は遠隔ＣＰＵ４８は、システム１５の作動環境にアクセスするため及び、エミッションデータを表示し扱うためのディスプレー及び／又はキーボードなどのユーザインターフェースを備えている。

本実施形態に於いては、データは送信機４２によって、移動体ネットワークを使用して遠隔ＣＰＵ４８にリレーする。理想的には、移動体サービスは連続して利用可能であり、データは、連続的にリアルタイムベースで中央データ記憶装置にリレーされる。移動体サービスが標準以下で、移動体ネットワークへの接続が間欠的である場合には、リレー４０はデータを記憶装置４５に記憶し、標準移動体ネットワーク接続を待ち、収集中の現在のデータを含む現在のデータまでの最後に成功した送信以後まだ送信されていないすべてのデータを送信して、移動体ネットワークがもはや利用出来ないようになるまで収集されるので、データを送信し続ける。リレー４０は、好ましくは収集されたデータが一週間を超過して記憶することが出来る大きな、永久的な不揮発性メモリを備えているので、データを完全に紛失するというような状況にはならない。データは、例えば毎秒一回というようなどんな適切な速度で獲得しても良いが、サンプリングハードウエアのサポートされる最大速度によって制限されるが、出来るだけ高いか低いサンプリング速度でも良い。

移動体サービスが無い操作状況では、データは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｘ順守のワイヤレスネットワーク技術を使って送信することも出来る。積出し港や建設現場などの環境では、ワイヤレス８０２．１１ｘネットワークは、記憶装置４５が能力の限界に達する前に、車がデータ送信のためにデータ記憶装置と交信するような受信可能エリアを提供するように設定することが出来る。移動体ネットワークサービスも８０２．１１ｘネットワーク能力も存在しない場合は、最近のダウンロード以後、すべてのデータをダウンロードするために、収集されたデータの定期的なダウンロードは、ＵＳＢドライブや、ＰＤＡや、ラップトップなどのデータ収集装置を使って、リレー４０を接続することによって達成することが可能である。

データが最終的にリレー４０からＣＰＵ４８にリレーされる方法に関係なく、リレー４０は、どのデータが送信され、どのデータが送信されなかったか記録し、自動的に各々の次の送信又はダウンロードをどこで行うのか知る。このことは、連続して、各々の記録にデータと時間をスタンプし、獲得された各々の記録に連続番号でインデックスかナンバを付け、かつ所与のデータのために、最後に送信が成功したシークエンス番号を記録することによって達成することが出来る。シークエンス番号は、ある日に採取した第１のサンプルに対して整数「１」から始まり、この整数「１」を各先行するシークエンス番号に、真夜中まで加算することによって単純に増加させても良く、真夜中の後、シークエンス番号は、整数「１」に戻り、シークエンス番号を付けるプロセスが再開される。現在モニターされている車が２４時間ずっと運転されると、８６，４００個の個々のサンプルが収集され、１つの好ましいデータサンプリング速度、つまり、ある一日のうちの毎秒１つが記憶される。現在のメモリ技術に於いて、リレー４０は、獲得されたデータの大体５０日分に対応して、永久的な非揮発性記憶装置４５に４百万を超える記録を記憶することが可能である。メモリ技術は改良され、そうでなくても費用効率が向上しているので、付加的なメモリ能力を付け加え、ローカルな記憶装置に記憶出来るデータ量を増やすことが可能である。ローカルな記憶装置が獲得されたデータのためにすべての利用可能割当てられたスペースを使い果たすと、最も古いデータは、「先入れ、先出し」つまり「ＦＩＦＯ」によって上書きされて、最近のデータが常にローカル記憶装置上で利用可能である状態を確保している。他の従来の方法は、同一の結果を達成するために採用することが可能である。

介在する送信媒体に拘わらず、データの改ざん、盗聴、及びメッセージ偽造を防止するために、データは、好ましくは、強力なエンドツーエンドのストロングソケットレイヤ（ＳＳＬ）暗号化技術を使って送信される。ＳＳＬの実施は、例えば、１２８ビット暗号を使用することが出来、インターネット上のオンラインバンキングや株式取引のために使用される工業標準暗号化技術である。

本発明は多くの変化と変更が成され得ることを考慮している。それ故に、現在好ましい排気測定システムの形態が図示され記述され、複数の変更例と代替例が論じられているが、様々な付加的な変化と変更が、次に掲げる請求項によって画定され差別化された本発明の精神を逸脱しないで行われることを、当業者は容易に理解するだろう。

電源は更に、ニッケル・金属ハイドライドバッテリ（３９）を備えても良い。電源は更に、バッテリに接続され、バッテリを再充電するように構成されている熱電発電機（３８／７５）を備えても良い。電源は熱電発電機を備えても良く、発生源は排気パイプを備え、熱電発電機は排気パイプに取り付けられるように構成された熱電スリーブ（７５）を備えていても良い。

本実施形態によれば、バッテリ３９は、ニッケル・金属ハイドライドバッテリである。これは電力を貯蔵して、装置３０の電力条件を緩和する。バッテリ３９は、水酸化ニッケルのカソードと、水素吸収合金のアノード及び水酸化カリウム電解液とを備えている。このタイプのバッテリの有利な点は、エネルギー密度が高いこと、ディープサイクル充放電が可能、低い内部インピーダンス、フラットな放電特性、広い作動温度範囲、早い充電速度などである。広い作動温度範囲は、テールパイプ１９に近接していることと、車１６の作動条件の間に生成される予測される熱のために重要である。

Claims (30)

1. 車の排気エミッションを感知する装置であって、該装置は、
   発生源からのエミッションをサンプリングするように構成された受動的誘導サンプラと、
   前記誘導サンプラに接続され、前記発生源からの排気のすぐ近くに搭載されるように構成された処理装置とを備え、前記処理装置は、
   （ａ）前記受動的誘導サンプラからの流れを受ける入力ポートと、
   （ｂ）出力ポートと、
   （ｃ）前記入力ポートと前記出力ポートの間の流路と、
   （ｄ）前記流路の中の１つ以上の汚染物質を感知するためのセンサと、
   （ｅ）前記センサからの測定値を受信するように構成されたプロセッサと、
   （ｆ）電源と、
   （ｇ）前記プロセッサに接続されたワイヤレス送信器と
   を備えていることを特徴とする前記装置。
2. 前記発生源は、燃焼エンジンを備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記発生源は排気パイプを備え、前記受動的誘導サンプラは前記処理装置の前記入力ポートから前記排気パイプに延びる誘導管を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 前記受動的誘導サンプラは更に、前記排気パイプの中の排気流を制御するように構成されたバルブを備えることを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 前記誘導管はバイパスを備えていることを特徴とする請求項３に記載の装置。
6. 前記発生源は、発電装置、排水及び注水ポンプ、及びコンプレッサから成るグループから選択された固定発生源であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
7. 前記発生源は、乗用車、軽トラック、大型トラック、バス、オートバイ、オフロードリクレーションビークル、農業機器、建設機器、芝庭園機器、マリンエンジン、飛行機、機関車及び船から成るグループから選択された移動性発生源であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
8. 前記発生源は排気パイプを備えており、前記処理装置は前記排気パイプに搭載されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
9. 前記処理装置は一時的に前記排気パイプに搭載されるように構成されていることを特徴とする請求項８に記載の装置。
10. 前記センサは、非分散型赤外線排気分析器、非分散型紫外線ガス分析器及び化学センサから成るグループから選択されたことを特徴とする請求項１に記載の装置。
11. 前記処理装置は更に前記流路の流量を測定するように構成されている流量計を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
12. 前記流量計は、タービン流量計、光学的流量計、圧力流量計及び熱流量計から成るグループから選択されたことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
13. 前記プロセッサは、前記センサと前記流量計からの測定値の関数として、エミッションデータを提供するようにプログラムされているマイクロプロセッサを備えていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
14. 前記電源はニッケル・金属ハイブリッドバッテリを備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
15. 前記電源は更に前記バッテリに接続され、前記バッテリを再充電するように構成されている熱電発電機を備えることを特徴とする請求項１４に記載の装置。
16. 前記電源は熱電発電機を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
17. 前記発生源は排気パイプを備え、前記熱電発電機は前記排気パイプに取り付けられるように構成された熱電スリーブを備えていることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
18. 前記汚染物質は、酸化窒素（ＮＯ_Ｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ_２）、炭化水素（ＨＣ）、硫黄酸化物（ＳＯ_Ｘ）、微粒子物質（ＰＭ）及び揮発性有機化合物（ＶＯＣｓ）から成るグループから選択されることを特徴とする請求項１の装置。
19. （ａ）前記処理装置送信機からワイヤレスに送信されたデータを受信するように構成された受信器と、
    （ｂ）前記エンジンに関するパフォーマンスデータを受信するように構成されたインターフェースと、
    （ｃ）ワイヤレスでデータを送信するように構成された送信機と
    を備えるデータリレーモジュールを更に備えることを特徴とする請求項２に記載の装置。
20. 前記パフォーマンスデータは、エンジン回転数、インテークマニホールド圧力、エンジンオイル温度、インテークエア温度、車速、及びインテークエアマスフローから成るグループから選択されることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
21. 前記インターフェースは、エンジン制御装置に接続されていることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
22. 前記インターフェースは、エンジン回転数センサ、エンジン圧力センサ、エンジン温度センサを備えていることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
23. （ａ）前記処理装置送信機からワイヤレスに送信されたデータを受信するように構成された受信器と、
    （ｂ）前記エンジンに関するパフォーマンスデータを受信するように構成されたインターフェースと、
    （ｃ）前記受信器と前記インターフェースからのデータを記憶するように構成された記憶装置と
    を備えるデータリレーモジュールを更に備えることを特徴とする請求項２に記載の装置。
24. 前記発生源は排気パイプを備え、更に前記排気パイプの流量を測定するように構成された排気流量計を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
25. 前記流量計は、音響流量計、光学的流量計及び磁気流量計から成るグループから選択されることを特徴とする請求項２４に記載の装置。
26. 前記発生源は排気パイプを備え、更に、前記排気パイプの流量を測定するように構成された排気流センサシステムを備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
27. 前記流量センサシステムは、電気化学的、熱生成による又は機械的な流量に起因するセンサシステムから成るグループから選択されることを特徴とする請求項２６に記載の装置。
28. 車の排気エミッションを感知する装置であって、
    発生源からの排気のサンプリングをするように構成されたサンプラと、
    前記サンプラに接続され、前記発生源からの排気のすぐ近くに搭載されるように構成された処理装置とを備え、前記処理装置は、
    （ａ）前記サンプラからの流れを受けるようにされた入力ポートと、
    （ｂ）出力ポートと、
    （ｃ）前記入力ポートと前記出力ポートの間の流路と、
    （ｄ）前記流路の中の１つ以上の汚染物質を感知するためのセンサと、
    （ｅ）前記センサからの測定値を受信するように構成されたプロセッサと、
    （ｆ）電力貯蔵装置と、
    （ｇ）前記電力貯蔵装置に接続された熱電発電機と、
    （ｈ）ワイヤレス送信器と
    を備えることを特徴とする前記装置。
29. 前記電力貯蔵装置は、ニッケル・金属ハイブリッドバッテリであることを特徴とする請求項２８に記載の装置。
30. 前記発生源は排気パイプを備え、前記熱電発電機は、前記排気パイプに嵌合するように構成された熱電スリーブを備えていることを特徴とする請求項２８に記載の装置。