JP2597033Y2

JP2597033Y2 - ミニダイリューショントンネルの希釈排気ガスサンプリング装置

Info

Publication number: JP2597033Y2
Application number: JP1993019547U
Authority: JP
Inventors: 武志庄司
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1993-04-16
Filing date: 1993-04-16
Publication date: 1999-06-28
Anticipated expiration: 2008-04-16
Also published as: JPH0678849U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

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

【０００２】

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

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

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

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

【０００６】ミニダイリューショントンネルの希釈排気
ガスサンプリング装置としては、特開平１−１５０８３
８号公報に開示された「エンジン排気ガス中の粒子状物
質測定装置」、特開平３−１３０６４０号公報に開示さ
れた「排気ガス測定装置」がある。

【０００７】

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

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

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

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

【００１１】

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

【００１２】

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

【００１３】

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

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

【００１５】空気圧操作切換弁８、１３は、夫々シーケ
ンサ２５に接続されている。このシーケンサ２５は、空
気圧操作切換弁８、１３を所定のタイミングで同時に開
閉制御するバルブコントローラで、マイクロコンピュー
タにより構成されている。流量計２１の吸込側の排気ガ
ス温度（サンプルガス温度）Ｔ、圧力（前圧）Ｐ₁、吐
出側の圧力（後圧）Ｐ₂の各信号は、流量演算器例え
ば、標準流量演算器２６に入力される。この標準流量演
算器２６は、マイクロコンピュータで、サンプルガス温
度Ｔ、前圧Ｐ₁と後圧Ｐ₂との差圧ΔＰ（＝Ｐ₁−
Ｐ₂）とに応じて吸い込んだ希釈排気ガスの流量を演算
すると共に、ブロア制御信号を出力してコントローラ２
７に加える。インバータ２８は、コントローラ２７から
入力される制御信号に応じてブロア２３の回転数を制御
する。このようにシーケンサ２５による空気圧操作切換
弁８、１３の駆動タイミングコントロールと、コントロ
ーラ２７によるブロア２３即ち、流量コントロール系と
を分離している。

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

【００１７】サンプリング装置２０は、パティキュレー
トの測定開始前に、ブロア２３を暖機運転してサンプリ
ング流量を既定値に設定しておく。このときには空気圧
操作切換弁８が閉弁され、空気圧操作切換弁１３が開弁
されており、前記サンプリング流量は、ダミーライン２
４からサンプリング管７のサージタンク２２を経てブロ
ア２３に供給される。

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

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

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

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

【００２２】

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

【図面の簡単な説明】

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

【図２】図１の装置による測定の手順を示すフローチャ
ートである。

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

【符号の説明】

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

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

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