JP2561587B2 - パティキュレート間欠測定方法 - Google Patents

パティキュレート間欠測定方法

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JP2561587B2 JP3299909A JP29990991A JP2561587B2 JP 2561587 B2 JP2561587 B2 JP 2561587B2 JP 3299909 A JP3299909 A JP 3299909A JP 29990991 A JP29990991 A JP 29990991A JP 2561587 B2 JP2561587 B2 JP 2561587B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼルエンジンか
らの排気ガスを希釈トンネルに導いて、希釈された排気
ガス中のパティキュレートを間欠的に測定するパティキ
ュレート間欠測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ディーゼルエンジンからの排気ガス中に
は、パティキュレートが含まれており、このパティキュ
レートは一般に有機溶媒に溶解するsof(soluble organi
c fraction) と称される揮発性HC成分、dry sootと称
されるC(すす)成分、硫化塩(sulfate)などが知られ
ている。このパティキュレートは有害であることから法
的規制の対象の一つとされている。
【0003】そこでこのパティキュレートがディーゼル
エンジンからの排気ガス中にどの程度含まれているかを
測定する必要があり、この種の測定装置として、例えば
図4に示すディーゼルエンジン排気ガス中のパティキュ
レート測定装置が採用されている。
【0004】同図において、1はディーゼルエンジンで
あり、実際に道路を走行しているのと同様に制御(シュ
ミレート)されたとき排出される高温排気ガスが、排気
管2を介してダイリューショントンネル3に供給され
る。このダイリューショントンネル3は、排気ガスを希
釈する希釈トンネルであって、上流端3aの空気導入口に
エアフイルタ4が設けられる一方、下流端3bには後述す
るCVS装置5が接続されていて、エアフイルタ4を介
して外部から導入される常温空気により、前記排気ガス
が希釈および冷却される構成となっている。
【0005】前記CVS装置5は、バッグサンプリング
等を行うための定容量採取装置(Co-nstant Volume Samp
ler)であって、連続的な吸入・排気により常時一定量の
希釈排気ガスがダイリューショントンネル3内を流れる
ようにしてある。そして、下流端3b側に接続されたサン
プル流路6を介してパティキュレート捕集用フィルタ7
(以下、単に捕集用フィルタと云う)に希釈排気ガスの
一部が供給可能とされている。なお、P1 はCVSの排
気用ポンプである。
【0006】この捕集用フィルタ7は、サンプル流路6
の管路に第1電磁弁8と共に介設されており、この第1
電磁弁8がON作動したとき、導入される希釈排気ガスの
一部に含まれるパティキュレートを捕集するようになっ
ている。なお、この第1電磁弁8の下流側には排出流路
9が接続され、この排出流路9には、コントロールバル
ブ10、吸引ポンプP2 、バッファタンク11が設けられる
と共に、ベンチュリ流量計12が介設されている。
【0007】13は前記ベンチュリ流量計12におけるガス
の流量を演算処理するための流量演算器であり、ベンチ
ュリ流量計導入部12aのガス圧力、ベンチュリ流量計導
入部12aとスロート部12bとの間のガスの圧力差と、ベ
ンチュリ流量計導出部12cにおけるガスの温度とをそれ
ぞれ圧力計14,22および温度計15で測定し、これらの測
定結果を流量演算器13に入力してガス流量を求めるよう
に構成してある。
【0008】16は流量演算器13からの流量信号wによっ
てコントロールバルブ10のバルブ開度を調整するための
流量調整器である。そして、パティキュレートの測定時
に前記第1電磁弁8をON作動して開弁し、前記コントロ
ールバルブ10およびポンプP2 を起動した時点で、前記
流量調整器16よりコントロールバルブ10に制御信号xを
送信することによって捕集用フィルタ7を通過する希釈
排気ガスを所定流量に立ち上げて、予め設定された測定
時間内のパティキュレートの捕集を適正に行えるように
構成してある。
【0009】一方、前記排出流路9には、外部から大気
を導入するように構成されたバイパス流路17も接続され
ており、このバイパス流路17の管口にエアフィルタ18を
設けると共に、管路には圧力調整用のニードル弁19およ
び第2電磁弁20が設けられており、パティキュレートの
非測定時に前記第2電磁弁20をON作動して開弁し、エア
フィルタ18から導入される大気をニードル弁19を介して
所定圧に調圧した後、排出流路9を経て外部に排出され
る。
【0010】次に、上記従来のパティキュレート測定装
置によるパティキュレート間欠測定方法について説明す
る。
【0011】まず、エンジン1を始動して予め定められ
た走行パターンで運転し、これに伴ってCVS装置5を
作動させる。また、第1電磁弁8をON作動して開弁、第
2電磁弁20をOFF 作動して閉弁するに伴って排気用ポン
プP1 を運転し、ダイリューショントンネル3より希釈
排気ガスを吸引するようにしておく。この状態でエンジ
ン1から排出される高温排気ガスは、排気管2を介して
ダイリューショントンネル3に供給される。
【0012】このダイリューショントンネル3には希釈
用空気が導入されているので、希釈された排気ガスはC
VS装置5側から排出される。このとき、希釈排気ガス
の一部がサンプル流路6に導かれ、コントロールバルブ
10によって一定流量に制御された希釈排気ガスは捕集用
フィルタ7を通過して排出流路9を介して外部に排出さ
れる。
【0013】これに伴って、希釈排気ガス中のパティキ
ュレートが捕集用フィルタ7により捕集される。パティ
キュレート捕集中は、パティキュレートが捕集用フィル
タ7に蓄積されていくことにより、捕集用フィルタ7の
圧損によってサンプル流路6を流れる希釈排気ガスの流
量が次第に低下してくるため、前述した流量演算器13お
よび流量調整器16によってコントロールバルブ10のバル
ブ開度を開けていき、サンプル流路6を流れる希釈排気
ガスの流量を一定に調整する。
【0014】パティキュレートの捕集は予め設定された
測定時間に基づいて行われ、非測定時間に達すると第1
電磁弁8が OFF作動して閉弁、第2電磁弁20がON作動し
て開弁し、サンプル流路6に導入される希釈排気ガスが
遮断されると共に、バイパス流路17からの大気が排出流
路9に導入される。
【発明が解決しようとする課題】
【0015】一方、このバイパス流路17とサンプル流路
6とは圧力条件が異なり、流路切り換え時には排出流路
9を流れる大気の流量と先ほどの希釈排気ガスの流量と
に差が生じるため、再び流量演算器13および流量調整器
16によってコントロールバルブ10のバルブ開度を調整
し、大気の流量を所定量に保つ。
【0016】このため、再度パティキュレートを測定す
るため第1電磁弁8をON作動して開弁、第2電磁弁20を
OFF 作動して閉弁して希釈排気ガスを導入する際、コン
トロールバルブ10のバルブ開度が先ほどのパティキュレ
ート測定時におけるバルブ開度とは異なるため、図5に
示すようにコントロールバルブ10のバルブ開度の変動に
伴ってサンプル流路6を流れる希釈排気ガスの流量も大
きく変動し、延いてはパティキュレートの測定結果に誤
差が生じるという問題が残されていた。
【0017】本発明は、上述の事柄に留意してなされた
もので、その目的とするところは、希釈排気ガスの流量
を常に一定に保持し、高精度なパティキュレートの間欠
測定を行うことができるパティキュレート間欠測定方法
を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明が講じた技術的手段は、次の通りである。即
ち、第1発明の特徴は、サンプル流路からの希釈排気ガ
スを排出流路に導入する状態からバイパス流路からの大
気を排出流路に導入する状態に切り換える際、前記排出
流路に設けたコントロールバルブの開度を切り換え直前
の状態に固定するようにしたことにある。そして、第2
発明の特徴は、サンプル流路からの希釈排気ガスを排出
流路に導入する状態からバイパス流路からの大気を排出
流路に導入する状態に切り換える際、前記排出流路に設
けた吸引ポンプのモータの回転数を切り換え直前の状態
に固定するようにしたことにある。
【0019】
【作用】上記何れの構成においても、サンプル流路を流
れる希釈排気ガスの流量は常に一定に保たれるので、排
気ガスに含まれるパティキュレートの量や濃度を誤差な
く、高精度に測定することができる。
【0020】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0021】図1は、本発明の第1実施例に係るパティ
キュレート間欠測定方法を示すもので、この図におい
て、図4に示す符号と同一のものは同一物または相当物
を示し、その詳しい説明は省略する。
【0022】本実施例が従来のパティキュレート間欠測
定方法と大きく異なる点は、サンプル流路6を流れる希
釈排気ガスの流量を常に一定に保つためにサンプル流路
6からの希釈排気ガスを排出流路9に導入する状態から
バイパス流路17からの大気を排出流路9に導入する状態
に切り換える際に、コントロールバルブ10の開度を切り
換え直前の状態に固定するようにした点である。即ち、
図外のマイクロコンピュータなどからの流路切り換え信
号yに基づいて制御器21から固定信号zを流量調整器16
に入力するように構成してある。
【0023】而して、上述のように構成されたパティキ
ュレート測定装置によるパティキュレート間欠測定方法
について説明すると、まず、エンジン1を始動して予め
定められた走行パターンで運転し、これに伴ってCVS
装置5を作動させる。また、第1電磁弁8をON作動して
開弁する一方、第2電磁弁20をOFF 作動して閉弁する。
これにより、サンプル流路6と排出流路9とが連通し、
バイパス流路17と排出流路9とは遮断される。そして、
排気用ポンプP1 を運転し、ダイリューショントンネル
3より希釈排気ガスを吸引するようにしておく。この状
態でエンジン1から排出される高温排気ガスは、排気管
2を介してダイリューショントンネル3に供給される。
【0024】このダイリューショントンネル3には希釈
用空気が導入されているので、希釈された排気ガスはC
VS装置5側から排出される。このとき、希釈排気ガス
の一部がサンプル流路6に導かれ、コントロールバルブ
10によって予め定められた流量に制御された希釈排気ガ
スはパティキュレート捕集用フィルタ7を通過して排出
流路9を介して外部に排出される。
【0025】そして、希釈排気ガスが捕集用フィルタ7
を通過するとき、希釈排気ガス中のパティキュレートが
捕集用フィルタ7により捕集される。パティキュレート
捕集中は、パティキュレートが捕集用フィルタ7に蓄積
されていくことにより、捕集用フィルタ7の圧損によっ
てサンプル流路6を流れる希釈排気ガスの流量が次第に
低下してくるため、流量演算器13および流量調整器16に
よってコントロールバルブ10のバルブ開度を大とし、サ
ンプル流路6を流れる希釈排気ガスの流量を一定に調整
する。
【0026】パティキュレートの捕集は予め設定された
測定時間に基づいて行われ、非測定時間に達すると図外
のマイクロコンピュータからの流路切り換え信号yに基
づいて第1電磁弁8が OFF作動して閉弁する一方、第2
電磁弁20がON作動して開弁する。これにより、サンプル
流路6を介して排出流路9に導入される希釈排気ガスが
遮断されると共に、バイパス流路17と排出流路9とが連
通するので、バイパス流路17からの大気が排出流路9に
導入され、次の測定に際しての待機状態に保たれる。
【0027】このとき、マイクロコンピュータ(図示せ
ず)からの流路切り換え信号yは制御器21にも同時に入
力され、コントロールバルブ10のバルブ開度を流路切り
換え直前の状態に保つように制御器21からの固定信号z
が流量調整器16に入力される。これによって、流量演算
器13からの流量信号wが流量調整器16に入力されようと
も、パティキュレート非測定時にはコントロールバルブ
10のバルブ開度は常に一定に保たれる。
【0028】そして再びパティキュレート測定時になる
と、マイクロコンピュータからの流路切り換え信号yに
よって第1電磁弁8がON作動して開弁する一方、第2電
磁弁20が OFF作動して閉弁し、サンプル流路6を介して
希釈排気ガスが排出流路9に導入されると共に、制御器
21からの固定信号zは解除され、サンプル流路6を通る
希釈排気ガスの流量を所定量に保つために再度流量演算
器13および流量調整器16によってコントロールバルブ10
のバルブ開度を調整する。
【0029】これらパティキュレート測定・非測定の切
り換えに伴う希釈排気ガスの流量およびコントロールバ
ルブ10のバルブ開度の変化を図2に示す。同図からも明
らかなように、パティキュレート測定時における希釈排
気ガス流量は測定開始時の立ち上がりによる僅かな変動
を除いて常に一定に保たれている。そして、パティキュ
レート非測定時におけるコントロールバルブ10のバルブ
開度も一定に保たれており、再度パティキュレートの測
定時に希釈排気ガスを導入する際、コントロールバルブ
10のバルブ開度が前回のパティキュレート測定時におけ
るバルブ開度と同じであるため、サンプル流路6を流れ
る希釈排気ガスの流量は安定し、精度よく制御すること
ができる。
【0030】図3は、本発明の第2実施例を示すもの
で、コントロールバルブ10の代わりに吸引ポンプP2
よって希釈排気ガスの流量を調整するもので、吸引ポン
プP2 に供給する励磁電流を変化させることによって吸
引ポンプP2 の回転数を変化させるものである。そし
て、本実施例では、マイクロコンピュータからの流路切
り換え信号yが制御器21に入力され、吸引ポンプP2
励磁電流を流路切り換え直前の状態に保つように制御器
21からの固定信号zが流量調整器16に入力されるのであ
る。これによって、流量演算器13からの流量信号wが流
量調整器16に入力されようとも、パティキュレート非測
定時には吸引ポンプP2の励磁電流、即ち吸引ポンプP
2 の回転数が一定に保たれる。
【0031】その他の構成および動作は第1実施例と同
じであり、その説明は省略する。
【0032】なお、上記第2実施例では励磁電流を変化
させることによって吸引ポンプP2 の回転数を変化させ
るタイプについて説明したが、電源周波数を変化させて
吸引ポンプP2 の回転数を変化させるタイプにおいても
実施することができ、この場合制御器21からの固定信号
zが流量調整器16に入力されることによって吸引ポンプ
2 の電源周波数を一定に保つようにすればよい。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
サンプル流路を流れる希釈排気ガスの流量は常に一定に
保たれるので、排気ガスに含まれるパティキュレートの
量や濃度を誤差なく、高精度に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係るパティキュレート間
欠測定方法を説明するための図である。
【図2】パティキュレート測定・非測定の切り換えに伴
う希釈排気ガスの流量およびコントロールバルブ10のバ
ルブ開度の変化を示す図である。
【図3】本発明の第2実施例に係るパティキュレート間
欠測定方法を説明するための図である。
【図4】従来構成によるパティキュレート測定装置を示
す図である。
【図5】パティキュレート測定・非測定の切り換えに伴
う希釈排気ガスの流量およびコントロールバルブ10のバ
ルブ開度の変化を示す図である。
【符号の説明】
1…ディーゼルエンジン、3…希釈トンネル、5…定容
量採取(CVS)装置、6…サンプル流路、7…パティ
キュレート捕集用フィルタ、9…排出流路、10…コント
ロールバルブ、17…バイパス流路、P2 …吸引ポンプ。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディーゼルエンジンからの排気ガスを希
    釈トンネルに導き、この希釈トンネルに導入される希釈
    用空気で希釈された希釈排気ガスを吸引・排気する定容
    量採取装置を設けて、希釈トンネル内の希釈排気ガスの
    流量を一定に保ち、さらにこの希釈排気ガスの一部が導
    入されるパティキュレート捕集用フィルタを設置したサ
    ンプル流路と、大気が導入されるバイパス流路とを排出
    流路に接続し、前記サンプル流路からの希釈排気ガスを
    排出流路に導入する状態と、前記バイパス流路からの大
    気を排出流路に導入する状態とに切り換えることによっ
    て間欠的にパティキュレートを測定するようにしたパテ
    ィキュレート間欠測定方法において、前記サンプル流路
    からの希釈排気ガスを排出流路に導入する状態から前記
    バイパス流路からの大気を排出流路に導入する状態に切
    り換える際、前記排出流路に設けたコントロールバルブ
    の開度を切り換え直前の状態に固定するようにしたこと
    を特徴とするパティキュレート間欠測定方法。
  2. 【請求項2】 ディーゼルエンジンからの排気ガスを希
    釈トンネルに導き、この希釈トンネルに導入される希釈
    用空気で希釈された希釈排気ガスを吸引・排気する定容
    量採取装置を設けて、希釈トンネル内の希釈排気ガスの
    流量を一定に保ち、さらにこの希釈排気ガスの一部が導
    入されるパティキュレート捕集用フィルタを設置したサ
    ンプル流路と、大気が導入されるバイパス流路とを排出
    流路に接続し、前記サンプル流路からの希釈排気ガスを
    排出流路に導入する状態と、前記バイパス流路からの大
    気を排出流路に導入する状態とに切り換えることによっ
    て間欠的にパティキュレートを測定するようにしたパテ
    ィキュレート間欠測定方法において、前記サンプル流路
    からの希釈排気ガスを排出流路に導入する状態から前記
    バイパス流路からの大気を排出流路に導入する状態に切
    り換える際、前記排出流路に設けた吸引ポンプのモータ
    の回転数を切り換え直前の状態に固定するようにしたこ
    とを特徴とするパティキュレート間欠測定方法。
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JP3604060B2 (ja) * 1998-07-17 2004-12-22 株式会社堀場製作所 希釈用ガス流量制御装置
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