JP3899004B2

JP3899004B2 - In-vehicle HC measuring device

Info

Publication number: JP3899004B2
Application number: JP2002282994A
Authority: JP
Inventors: 博司中村
Original assignee: Horiba Ltd
Current assignee: Horiba Ltd
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2007-03-28
Anticipated expiration: 2022-09-27
Also published as: JP2004117259A

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicle mounted type HC measuring apparatus for easily measuring HC in an exhaust gas while a vehicle is driving. <P>SOLUTION: The vehicle 1 can mount an NDIR (non-dispersion-type infrared spectroscopy) type gas analysis meter 8 for continuously measuring HC (hydrocarbon) concentration in the exhaust gas flowing in an exhaust pipe 3 ranging to an engine 2; an exhaust gas flowmeter 9 for continuously measuring the flow rate of the exhaust gas G flowing in the exhaust pipe 3; and an arithmetic processing unit 10 for arithmetically processing each output of the NDIR type gas analysis meter 8 and the gas flowmeter 9 to continuously calculate the amount of THC (total hydrocarbon) in the exhaust gas. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、路上走行中の自動車などの車両のエンジンからの排ガスに含まれるＴＨＣ（全炭化水素）濃度と排ガス流量とから排ガス中のＴＨＣ（全炭化水素）重量をリアルタイムに測定することのできる車載型ＨＣ測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開２００１−１２４６７４号公報
近年、エンジン排ガス（以下、単に排ガスという）の環境負荷に対する関心が高まるなか、その実態をより現実の環境に近い状態で把握しようとする動きが出てきており、路上走行中の車両から排出される窒素酸化物（ＮＯＸ）、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ₂ ）などの成分について測定する手法の模索が行われている。このような要求を満たすものとして、前記特許文献１に記載された車載型エンジン排ガス分析計がある。この特許文献１に係る車載型エンジン排ガス分析計によれば、実際の道路環境において車両が排出する排ガスに含まれるＣＯ、ＣＯ₂ 、ＮＯ、Ｎ₂ Ｏ、Ｈ₂ Ｏ、ＮＨ₃ 、ＨＣＨＯなどといった複数の成分を同時に連続的に測定することができる。
【０００３】
ところで、近年、排ガス分析においては、ＴＨＣ（全炭化水素）のリアルタイムな定量分析の要望が高まってきているところであるが、上記車載型エンジン排ガス分析計では、成分分析にフーリエ変換赤外分光計（ＦＴＩＲ）を用いているところから、ＴＨＣについては測定することができない。一方、ＴＨＣを測定する装置としては、水素炎イオン化検出器（ＦＩＤ）を用いる方法が公知である。このＦＩＤ法は、安定性に優れており、含有炭素数に比例した応答を示すところから、従来より、大気中やボイラーなどの燃焼装置から排出される燃焼ガス中に含まれるＴＨＣ濃度を測定するＨＣ計として用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記ＦＩＤ法は、分析に際して、燃料水素や助燃空気などのオペレーションガスが必要であり、小型で操作が簡単な測定が要求される車載用途には不向きであるといった課題がある。
【０００５】
この発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、実際の道路を走行中の車両においてその排ガス中のＴＨＣを簡易に測定することのできる車載型ＨＣ測定装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の車載型ＨＣ測定装置は、エンジンに連なる排気管から分岐された排ガス測定流路と、該流路を流れる排ガス中のＴＨＣ（全炭化水素）濃度を連続的に測定するためのガス分析計と、前記排気管を流れる排ガスの流量を連続的に測定する排ガス流量計と、前記ガス分析計および排ガス流量計のそれぞれの出力を演算処理して、前記排ガス中のＴＨＣ（全炭化水素）重量を連続的に算出する演算処理装置とから構成されて車両内に搭載可能とされた車載型ＨＣ測定装置であって、前記排ガス測定流路には、該流路を流れる排ガス中に含まれるＨＣ成分や水分が凝結しない所定の温度に加熱保温する手段が設けられているとともに、前記ガス分析計は、ＮＤＩＲ（非分散型赤外分光法）型ガス分析計であり、前記演算処理装置においてこのＮＤＩＲ型ガス分析計で検出されたｎ−ヘキサンとしてのＨＣ濃度の出力値に、ＦＩＤ（水素炎イオン化検出器）型ガス分析計を用いて測定されたＴＨＣ濃度に変換するための補正係数を乗じて演算されたＦＩＤ−ＨＣに相当する値をＴＨＣ濃度として出力するように構成されていることを特徴としている。
【０００７】
【０００８】
排ガスＧ中に含まれるＨＣ種は、一つではなく、多数存在し、これら複数のＨＣ成分の濃度をＮＤＩＲ型ガス分析計を用いて測定した場合、図６に示すように、ＨＣ成分ごとに相対感度にばらつきがあることが分かっている。
【０００９】
そして、ＮＤＩＲ（非分散型赤外分光法）型ガス分析計を用いたＨＣの濃度測定によるＴＨＣ濃度（以下、ＮＤＩＲ−ＨＣと表す）は、ヘキサン（ｎ−Ｃ₆ Ｈ₁₄）換算、すなわち、ｎ−ヘキサンとしての濃度（ｐｐｍ）として出力される。一方、ＦＩＤを用いたＨＣの濃度測定によるＴＨＣ濃度（以下、ＦＩＤ−ＨＣと表す）はｐｐｍＣである。そして、本願の発明者は、種々の実験を繰り返し行った結果、前記ＮＤＩＲ−ＨＣとＦＩＤ−ＨＣとの間に一定の関係があることを見いだした。
【００１０】
図７は、種々の自動車を種々のモード運転を行ったときのＮＤＩＲ−ＨＣとＦＩＤ−ＨＣとをプロットしたもので、ＦＩＤ−ＨＣをｙ、ＮＤＩＲ−ＨＣをｘとするとき、
ｙ＝１．６６ｘ ……（１）
なる関係があることを見出した。すなわち、ＮＤＩＲ−ＨＣに対して補正係数として１．６６を乗じ、下記（２）式によりＦＩＤ−ＨＣに相当する値が得られる。
ＦＩＤ−ＨＣ≒補正係数×（ＮＤＩＲ−ＨＣ）×６×Ｑ／Ｌ ……（２）
ここで、Ｑ：排ガス総流量（Ｌ）、Ｌ：走行距離（ｋｍ）
【００１１】
そして、図８および図９は、それぞれ、ディーゼル車およびガソリン車におけるＴＨＣの排出濃度の時間的変化を示すもので、いずれの図においても、上段がＮＤＩＲ−ＨＣを、中段がＦＩＤ−ＨＣを、下段が走行モードをそれぞれ示している。これらの図から、前記（１）式の関係の正しさが理解される。
【００１２】
また、図１０はＦＩＤ法ＨＣ計を用いたモーダルマス計測法と従来から一般に用いられているＣＶＳ（定容量ガスサンプリング方式）法におけるＴＨＣ排出量（重量）を比較して表したものであり、図１１はこの発明の車載型ＨＣ測定装置を用いたＯＢＳ（Ｏｎ−ＢｏａｒｄＥｍｉｓｓｉｏｎＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ）による、すなわち、この発明の車載型ＨＣ測定装置によるＴＨＣ排出量とＣＶＳ法によるＴＨＣ排出量とを比較して表した図である。ＦＩＤ法ＨＣ計による測定およびこの発明のＯＢＳによる測定のいずれも、一般的なＣＶＳ法による測定と１：１の相関関係があることが分かる。
【００１３】
上記構成を有するこの発明による車載型ＨＣ測定装置においては、ＴＨＣ濃度の測定にＦＩＤ法を用いるものではないので、燃料水素や助燃空気などのオペレーションガスを用意する必要がなく、装置全体を小型・コンパクトに構成することができる。そして、ＮＤＩＲ法によるＨＣの分析は、ＨＣの各成分によって相対感度にバラツキがあるが、適当な補正係数を用いることにより簡易にＴＨＣ排出量を演算することができる。したがって、前記車載型ＨＣ測定装置によれば、走行中の車両における排ガス中のＴＨＣを簡易に測定することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の詳細を、図を参照しながら説明する。図１〜図５は、この発明の車載型ＨＣ測定装置の一例を示すものである。まず、図１は、前記車載型ＨＣ測定装置を自動車に搭載した実施の形態を示し、この図において、１は測定に供される車両としての自動車である。２はこの自動車１のエンジン、３はエンジン２に連なり排ガスＧが流れる排気管、４は排気管３に設けられる触媒装置である。５，６は自動車１の前輪、後輪、７は路面である。
【００１５】
そして、前記排気管３には、図２にも示すように、ＮＤＩＲ型ガス分析計８と排ガス流量計９が設けられている。すなわち、前記ＮＤＩＲ型ガス分析計８は、自動車１の内部に設けられ、ガス分析部８Ａと演算制御部８Ｂとからなる。また、排ガス流量計９は、例えばピトー管式流量計よりなり、排気管３に着脱自在に取り付けられる構成となっている。これら８，９の構成は、後で詳しく説明する。そして、１０は自動車１の内部に搭載される演算処理装置（例えばパソコンなど）で、前記演算制御部８Ｂとの間で信号を授受してＮＤＩＲ型ガス分析計８全体を制御したり、演算制御部８Ｂおよび排ガス流量計９からの信号に基づいて演算を行って、エンジン２から排出されるＴＨＣ重量を算出したり、各種の測定結果などを表示したり、測定結果などを記憶および記録する。なお、１１は排ガス流量計９と演算処理装置１０との間に介装されるインタ−フェースで、アナログ信号をディジタル信号に変換する機能などを備えている。また、前記演算処理装置１０には、自動車１における車速やエンジン回転数などの車両データも送られるようにしてある。
【００１６】
前記ＮＤＩＲ型ガス分析計８の構成を詳細に説明すると、排気管３の触媒装置７より下流側には、図２にも示すように、分岐接続部１２および合流接続部１３が形成してあり、これらの接続部１２，１３間にはガス測定流路１４が設けてある。このガス測定流路１４にＮＤＩＲ型ガス分析計８のガス分析部８Ａが介装されている。なお、ガス測定流路１４のうち、分岐接続部１２からＮＤＩＲ型ガス分析計８までをサンプリング流路１４ａといい、ＮＤＩＲ型ガス分析計８から合流接続部１３までを排出流路１４ｂという。
【００１７】
前記分岐接続部１２は、排気管３を流れてくるエンジン２からの排ガスＧの一部をサンプルガスＳとして採取できるように構成されている。また、前記サンプリング流路１４ａにはヒータＨが巻設してあり、これを流れるサンプルガスＳが所定の温度に加熱保温されるようにしてある。このように、加熱されたガス測定流路１４を介してガス分析部８Ａに供給するので、高濃度の水分を含むサンプルガスＳであってもこれに除湿処理を施すことなく測定することができる。そして、演算制御部８Ｂは、自動車１内の演算処理装置１０からの指令によりガス分析部８Ａの各部を制御したり、ガス分析部８Ａの検出器（後述する）の出力信号に基づいて濃度演算を行うように構成されている。
【００１８】
図３は、ＮＤＩＲ型ガス分析計８のガス分析部８Ａの構成の一例を概略的に示すもので、この図において、１５はセルで、その両端側が赤外透過性のセル窓１５ａ，１５ｂで封止されるとともに、サンプルガスＳの入口１５ｃ、出口１５ｄが形成されている。このセル１５は、詳細に図示していないが、適宜のヒータで加熱され適宜の温度になるように構成されている。そして、前記ガス入口１５ｃにはガスサンプリング流路１４ａの下流端が接続され、ガス出口１５ｄには排出流路１４ｂの上流端が接続される。
【００１９】
１６はセル１５の一方のセル窓１５ａ側に設けられ、セル１５内に赤外光を照射するための赤外光源、１７は赤外光源１６とセル１５との間に介装される光チョッパで、例えばモータ（図示していない）によって回転駆動され、赤外光源１６によって発せられる赤外光を一定周期で断続（チョッピング）するように構成されている。
【００２０】
１８はセル１５の他方のセル窓１５ｂ側に設けられる検出部で、複数の赤外線検出器を互いに光学的に並列的に設けてなるものである。この実施の形態においては、例えばサンプルガスＳ中に含まれる測定対象である複数のＨＣ成分の濃度を測定するためのＨＣ検出器１９と、サンプルガスＳ中に含まれる干渉成分としての水分（Ｈ₂ Ｏ）を測定するための水分検出器２０と、比較検出器２１とが、図４に示すように、同心円上かつ円周を３等分する位置に設けられている（図３では、便宜上一直線上に表している）。そして、これらの検出器１９〜２１の受光側にそれぞれ対応して光学フィルタ２２〜２４が設けられている。
【００２１】
前記検出器１９〜２１は、例えば半導体検出器よりなる。そして、ＨＣ検出器１９に対応する光学フィルタ２２は、ＨＣの特性吸収帯域の赤外線のみを通過させるバンドパスフィルタよりなり、また、水分検出器２０に対応する光学フィルタ２３は、Ｈ₂ Ｏの特性吸収帯域の赤外線のみを通過させるバンドパスフィルタよりなり、さらに、比較検出器２１に対応するフィルタ２４は、サンプルガスＳ中のＨＣ、Ｈ₂ Ｏのいずれに対しても吸収帯域のないところの波長の赤外線を通過させるバンドパスフィルタよりなる。
【００２２】
２５は演算制御部８Ｂ内の濃度演算部で、検出器１９〜２１の出力に基づいて濃度演算を行うもので、２６は同期整流回路、２７は平滑回路、２８は引き算回路、２９は水分干渉並びに水分共存影響補正演算回路（以下、単に補正演算回路という）であり、検出器１９〜２１の出力に基づいて、測定対象成分としてのＨＣの濃度および干渉成分としての水分の濃度を演算し、さらに、これらの濃度を用いて、水分共存影響を補正したＴＨＣの濃度を得るものである。
【００２３】
図５は、排ガス流量計９の構成を概略的に示すもので、この図において、３０はエンジン２からの排ガスＧが流れる排気管３の下流端部６ａに分離自在に接続されるアダプタ管で、排気管３と同等の内径を有し、その一端側には、固定ねじ３１を備えて前記下流端部６ａに着脱自在に外嵌される接続部３２が形成され、他端側は開放されている。そして、このアダプタ管３０には、ピトー管式流量計９がユニット構成された状態で設けられている。すなわち、アダプタ管３０の上流側位置の管壁３０ａに管内部を臨むように静圧検出用ピトー管３３が設けられ、この静圧検出用ピトー管３３のやや下流側に管内に挿入されるようにして動圧検出用ピトー管３４が設けられている。これらピトー管３３，３４は、それぞれ、バッファタンク３５，３６を介して差圧計３７に接続されている。３８は前記各部材３３〜３７を収納するケースで、アダプタ管３０に適宜の手段で着脱自在に取り付けられている。
【００２４】
次に、上記構成の車載型ＨＣ測定装置の作動について、図６〜図１１をも参照しながら説明する。図１に示すように、自動車１を実際の道路上において、種々の条件（例えば上り坂、下り坂、凸凹道、雨天、急カーブ、総重量など）で走行させる。これにより、エンジン２からの排ガスＧが排気管３に排出され、排ガスＧの一部が分岐接続部１２を経てガスサンプリング流路１４ａにサンプルガスＳとして採取され、ＮＤＩＲ型ガス分析計８のガス分析部８Ａのセル１５に供給される。
【００２５】
この場合、分岐接続部１２およびガスサンプリング流路１４ａがヒータＨにより適宜の温度に加熱・保温されているとともに、セル１５も適宜の温度に加熱・保温されているので、採取されたサンプルガスＳ中に含まれるＨＣ成分や水分が凝結するのが防止される。
【００２６】
前記ガス分析部８Ａにおいては、赤外光源１６によってセル１５を照射し、光チョッパ１７が所定の周期で回転している状態で、ガスサンプリング流路１４ａを経たサンプルガスＳがセル１５に供給されることにより、検出器１９〜２１からＨＣおよびＨ2 Ｏのそれぞれの濃度に対応した交流信号および比較信号としての交流信号が出力され、これらが同期整流回路２６に入力される。
【００２７】
そして、同期整流回路２６には、例えば光チョッパ１７の回転周期に基づく整流用同期信号ａが入力されているので、この同期信号ａによって、濃度に対応した測定交流信号が同期整流され、さらに、平滑回路２７において平滑処理される。そして、ＴＨＣ、Ｈ₂ Ｏの濃度は、引算回路２８において、比較検出器２１の出力からＴＨＣ、Ｈ₂ Ｏに関するそれぞれの検出器１９，２０の出力をそれぞれ引算することによって得ることができる。
【００２８】
ところで、上記演算によって得られるＴＨＣの濃度は、サンプルガスＳ中に含まれる水分による影響を受けているので、この水分影響を補正して真の濃度（水分影響補正後濃度）を得る必要がある。以下、このＴＨＣ濃度の補正の原理および手順について簡単に説明する。
【００２９】
一般に、ＮＤＩＲ法に則って、ＨＣを測定すると、Ｈ₂ Ｏの赤外吸収帯（領域）とＨＣの赤外吸収帯（領域）とが重なり合っているので、ＨＣ計のゼロ点における水分干渉が表れる。また、スパン点では水分干渉、水分共存影響がある。このスパンでの水分共存影響とは、サンプルガスＳ中に水分が共存することにより、ＨＣの赤外吸収の度合い自体が変化するもので、水分の共存影響は、ＨＣ濃度には依存せず、水分濃度と一定の関係を有することが分かっている。そこで、上記ＮＤＩＲ型ガス分析計８においては、水分検出器２０の出力および比較検出器２１の出力に基づいて得られる水分濃度を用いてゼロ点における水分干渉を補正する。ここで、既に説明しているように、ゼロ点における水分干渉を補正したＨＣ濃度は、水分濃度に対してほぼ一定の関係で水分共存影響を受けているので、ゼロ点における水分干渉を補正したＴＨＣ濃度について水分共存影響を補正する。これにより、ゼロ点における水分干渉およびスパン点における水分干渉の両方を除去した補正後のＴＨＣ濃度を得ることができる。
【００３０】
なお、上述したＴＨＣの濃度に対するサンプルガスＳ中に含まれる水分による影響の除去の詳細については、本願出願人が特願２００２−１６６３５号において特許出願しているところである。
【００３１】
このように、前記ＮＤＩＲ型ガス分析計８においては、ＴＨＣ濃度についてゼロ点における水分干渉を除いた後、水分濃度と水分共存影響の直線的な関係に基づいて水分共存影響を除去しているので、ＴＨＣ濃度を高精度に測定することができる。そして、従来の方法や装置とは異なり、除湿装置などの前処理装置を設ける必要がないので、分析の応答速度がそれだけ早くなるとともに、装置全体の構成がコンパクトになり、省スペース化を図ることができ、省電力、低コストで測定を行うことができる。また、サンプルガスＳを所定の温度以上になるように加熱保温した状態で測定しているので、水分分圧補正が不要になる。
【００３２】
上述したように、上記構成の車載型ＨＣ測定装置においては、エンジン２からの排ガスＧの一部がＮＤＩＲ型ガス分析計８でのＴＨＣの濃度測定のために排気管３の分岐接続部１２において部分的にサンプリングされ、ＮＤＩＲ型ガス分析計８にサンプルガスＳとして供給されるが、このサンプルガスＳは、排気管３の合流接続部１３において、排気管３を流れる大部分の排ガスＧと合流する。つまり、排気管３を流れる排ガスＧの流量は、排気管３の下流端に接続されるアダプタ管３０に設けられた排ガス流量計９によって連続的に測定される。
【００３３】
すなわち、前記排ガス流量計９においては、静圧検出用ピトー管３３によって、排気管３を経てアダプタ管３０内を流れる排ガスＧの静圧が得られ、動圧検出用ピトー管３４によって、前記排ガスＧの動圧と静圧の和が得られる。そして、差圧計３７において、前記静圧検出用ピトー管３３による検出圧力と、動圧検出用ピトー管３４による検出圧力との差をとることにより、排ガスＧの動圧が得られ、これに基づいて演算を行うことにより排ガスＧの流量が得られる。そして、この場合、静圧検出用ピトー管３３および動圧検出用ピトー管３４による圧力を、それぞれ、バッファタンク３５，３６を介して差圧計３７に入力するようにしているので、前記排ガスＧが脈動し、これに起因して変動する圧力の変動分がバッファタンク３５，３６によってそれぞれ除去されるので、排ガスＧの流量変化によって生ずる圧力差のみ取り出すことができ、エンジン２の出力の変動に起因して排ガスＧに脈動が生じていても、これの影響を巧みに除去することができ、排ガスＧの流量を精度よく測定することができる。
【００３４】
上述のように、この実施の形態における車載型ＨＣ測定装置においては、ＮＤＩＲ型ガス分析計８によって、エンジン２から排出される排ガスＧ中に含まれるＴＨＣの濃度を連続測定することができるとともに、排ガス流量計９によって、前記排ガスＧの流量を連続測定することができる。したがって、前記ＴＨＣ濃度および排ガス流量からエンジン２から排出されるＴＨＣの重量を連続的に演算により求めることができる。
【００３５】
そして、前記車載型ＨＣ測定装置は、ＮＤＩＲ法に則ってＴＨＣ濃度の測定を行うものであり、ＦＩＤ法によってＴＨＣの濃度測定を行うときとは異なり、燃料水素や助燃空気などのオペレーションガスを用意する必要がなく、ＨＣ濃度測定装置として小型・コンパクトなものとなり、自動車１に搭載することができ、所謂車載型となるので、自動車１を走行させた状態において排ガス測定を連続的リアルタイムに行うことができる。
【００３６】
また、上記排ガス流量計９は、自動車１のエンジン２に連なる排気管３に対して着脱自在かつ容易なアダプタ管３０にユニット的に形成されるものであり、小型・コンパクトである。また、上記実施の形態のように、静圧検出用ピトー管３３および動圧検出用ピトー管３４と差圧計３７との間にバッファタンク３５，３６を設けた場合には、排気管３を流れる排ガスＧに脈動が生じても、これの影響を受けることなく排ガスＧの流量を高精度に連続測定することができる。
【００３７】
したがって、上記ＮＤＩＲ型ガス分析計８および排ガス流量計９からなる車載型ＨＣ測定装置によれば、排ガスＧ中のＴＨＣ重量を連続的かつ高精度に測定することができる。
【００３８】
なお、上記実施の形態においては、ＴＨＣの濃度算出や濃度補正などの演算をＮＤＩＲ型ガス分析計８において行うようにしているが、これらの演算を演算処理装置１０において行うようにしてもよい。
【００３９】
また、排ガス流量計９としては、上記ピトー管式流量計以外の、例えばカルマン流量計など他のタイプの流量計を用いてもよい。
【００４０】
さらに、エンジン２は、シャシダイナモ上において所定の走行モードで走行している自動車に搭載されているものであってもよく、また、エンジンダイナモ上に載置されたエンジン単体であってもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の車載型ＨＣ測定装置は、ＴＨＣ濃度測定装置としてのＮＤＩＲ型ガス分析計と、排ガス流量測定装置としての排ガス流量計と、ＮＤＩＲ型ガス分析計および排ガス流量計の出力に基づいてＴＨＣ重量を演算する演算処理装置を車内に設けたものであるので、構成が小型かつコンパクトであり、走行中の車両においてその排ガス中のＴＨＣを簡易に測定することができる。
【００４２】
特に、ＴＨＣの濃度の演算に際しては、前記ガス分析計の前記演算処理装置において、ＮＤＩＲ型ガス分析計で検出されたｎ−ヘキサンとしてのＨＣ濃度の出力値に、ＦＩＤ（水素炎イオン化検出器）型ガス分析計を用いて測定されたＴＨＣ濃度に変換するための補正係数を乗じて演算されたＦＩＤ−ＨＣに相当する値をＴＨＣ濃度として出力するようにすることにより、従来のＦＩＤ法と同様の精度でありながらも簡便にＴＨＣ重量を求めることができる。
また、エンジンに連なる排気管から分岐する排ガス測定流路は該流路を流れる排ガスに含まれるＨＣ成分や水分が凝結しない所定温度に加熱保温されるので、わざわざ除湿処理を施すことはなく、そのため、従来の方法や装置とは異なり、除湿装置などの前処理装置を設ける必要がなく、分析の応答速度がそれだけ速くなるとともに、装置全体の構成がコンパクトになり、省スペース化を図ることができ、省電力、低コストで測定を行うことができる。さらに、サンプルガスを所定の温度以上になるように加熱保温した状態で測定しているので、水分分圧補正を不要にでき、その分簡易で精度の良い測定が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の車載型ＨＣ測定装置を自動車に搭載した状態を概略的に示す図である。
【図２】前記車載型ＨＣ測定装置の構成の一例を概略的に示す図である。
【図３】前記車載型ＨＣ測定装置におけるＮＤＩＲ型ガス分析計の構成の一例を概略的に示す図である。
【図４】前記ＮＤＩＲ型ガス分析計の検出部における赤外線検出器の配置の一例を模式的に示す図である。
【図５】前記車載型ＨＣ測定装置における排ガス流量計の構成の一例を概略的に示す図である。
【図６】ＮＤＩＲ法におけるＨＣ成分の相対感度を比較して示す図である。
【図７】種々の自動車を種々のモード運転を行ったときのＮＤＩＲ法によるＴＨＣ濃度とＦＩＤ法によるＴＨＣ濃度とをプロットした状態を示す図である。
【図８】ディーゼル車におけるＴＨＣの排出濃度の時間的変化を示す図である。
【図９】ガソリン車におけるＴＨＣの排出濃度の時間的変化を示す図である。
【図１０】ＦＩＤ法ＨＣ計を用いたモーダルマス計測法とＣＶＳ法におけるＴＨＣ重量を比較して表した図である。
【図１１】この発明の車載型ＨＣ測定装置によるＴＨＣ重量とＣＶＳ法によるＴＨＣ重量とを比較して表した図である。
【符号の説明】
１…車両、２…エンジン、３…排気管、８…ＮＤＩＲ型ガス分析計、９…排ガス流量計、１０…演算処理装置、１４…排ガス測定流路、１９…検出器、Ｇ…排ガス、Ｈ…ヒータ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention can measure the THC (total hydrocarbon) weight in exhaust gas in real time from the THC (total hydrocarbon) concentration and exhaust gas flow rate contained in the exhaust gas from the engine of a vehicle such as an automobile traveling on the road. The present invention relates to an in-vehicle HC measuring device.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document 1]
In recent years, as interest in the environmental load of engine exhaust gas (hereinafter simply referred to as exhaust gas) has increased, there has been a movement to grasp the actual situation in a state closer to the real environment. Searches are being made for techniques for measuring components such as nitrogen oxides (NOX), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO ₂ ) and the like discharged from a running vehicle. As a vehicle that satisfies such a requirement, there is an in-vehicle engine exhaust gas analyzer described in Patent Document 1. According to the in-vehicle engine exhaust gas analyzer according to Patent Document 1, CO, CO ₂ , NO, N ₂ O, H ₂ O, NH ₃ , HCHO, and the like contained in exhaust gas discharged from a vehicle in an actual road environment are used. Multiple components can be measured continuously at the same time.
[0003]
By the way, in recent years, in exhaust gas analysis, there is an increasing demand for real-time quantitative analysis of THC (total hydrocarbons). However, in the on-vehicle engine exhaust gas analyzer, a Fourier transform infrared spectrometer ( Since FTIR) is used, THC cannot be measured. On the other hand, as a device for measuring THC, a method using a flame ionization detector (FID) is known. Since the FID method is excellent in stability and shows a response proportional to the number of carbons contained, the concentration of THC contained in the combustion gas discharged from a combustion apparatus such as the atmosphere or a boiler is conventionally measured. Used as an HC meter.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the FID method requires an operation gas such as fuel hydrogen or auxiliary combustion air for analysis, and has a problem that it is unsuitable for in-vehicle applications that require measurement that is small and easy to operate.
[0005]
The present invention has been made in consideration of the above-described matters, and an object of the present invention is to provide an in-vehicle HC measuring device capable of easily measuring THC in exhaust gas in a vehicle traveling on an actual road. That is.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an in-vehicle HC measuring device according to the present invention continuously detects an exhaust gas measurement flow path branched from an exhaust pipe connected to an engine and a concentration of THC (total hydrocarbons) in the exhaust gas flowing through the flow path. A gas analyzer for measuring the exhaust gas, an exhaust gas flow meter for continuously measuring the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust pipe, and the respective outputs of the gas analyzer and the exhaust gas flow meter are processed and processed in the exhaust gas An in-vehicle HC measuring device that is configured to include an arithmetic processing unit that continuously calculates the THC (total hydrocarbons) weight of the vehicle and that can be mounted in a vehicle. The gas analyzer is an NDIR (Non Dispersive Infrared Spectroscopy) type gas analyzer, and is provided with a means for heating and keeping at a predetermined temperature at which HC components and moisture contained in the exhaust gas flowing through the water are not condensed. Yes, before In the processing unit to the output value of the HC concentration as n- hexane detected by the NDIR type gas analyzer, for converting THC concentration measured using a FID (flame ionization detector) type gas analyzer A value corresponding to FID-HC calculated by multiplying the correction coefficient is output as the THC concentration.
[0007]
[0008]
There are many HC species contained in the exhaust gas G, and there are many HC species. When the concentrations of these HC components are measured using an NDIR gas analyzer, as shown in FIG. It has been found that the relative sensitivity varies.
[0009]
The THC concentration (hereinafter referred to as NDIR-HC) measured by the concentration measurement of HC using an NDIR (non-dispersive infrared spectroscopy) gas analyzer is converted to hexane (n-C ₆ H ₁₄ ), that is, It is output as the concentration (ppm) as n-hexane. On the other hand, the THC concentration (hereinafter referred to as FID-HC) by HC concentration measurement using FID is ppmC. As a result of repeating various experiments, the inventors of the present application have found that there is a certain relationship between the NDIR-HC and the FID-HC.
[0010]
FIG. 7 is a plot of NDIR-HC and FID-HC when various vehicles are operated in various modes, where FID-HC is y and NDIR-HC is x.
y = 1.66x (1)
I found that there is a relationship. That is, NDIR-HC is multiplied by 1.66 as a correction coefficient, and a value corresponding to FID-HC is obtained by the following equation (2).
FID-HC≈correction coefficient × (NDIR-HC) × 6 × Q / L (2)
Where Q: exhaust gas total flow rate (L), L: travel distance (km)
[0011]
FIGS. 8 and 9 show temporal changes in the THC emission concentration in diesel vehicles and gasoline vehicles, respectively. In each figure, the upper row shows NDIR-HC, the middle row shows FID-HC, The lower row shows the driving modes. From these figures, the correctness of the relationship of the above equation (1) is understood.
[0012]
FIG. 10 shows a comparison of THC emissions (weight) in a modal mass measurement method using an FID method HC meter and a CVS (constant volume gas sampling method) method that has been conventionally used. FIG. 11 is a comparison between the THC emission amount by the on-board emission measurement system (OBS) using the in-vehicle HC measurement device of the present invention, that is, the THC emission amount by the CVS method according to the present invention. FIG. It can be seen that both the measurement by the FID method HC meter and the measurement by the OBS of the present invention have a 1: 1 correlation with the measurement by the general CVS method.
[0013]
In the in-vehicle HC measuring device according to the present invention having the above-described configuration, since the FID method is not used for the measurement of the THC concentration, it is not necessary to prepare an operation gas such as fuel hydrogen or auxiliary combustion air. It can be configured compactly. In the analysis of HC by the NDIR method, the relative sensitivity varies depending on each component of HC, but the THC emission amount can be easily calculated by using an appropriate correction coefficient. Therefore, according to the in-vehicle HC measuring device, it is possible to easily measure THC in exhaust gas in a running vehicle.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the details of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 5 show an example of an in-vehicle HC measuring device according to the present invention. First, FIG. 1 shows an embodiment in which the in-vehicle HC measuring device is mounted on an automobile. In this figure, 1 is an automobile as a vehicle used for measurement. Reference numeral 2 denotes an engine of the automobile 1, 3 denotes an exhaust pipe connected to the engine 2 and through which exhaust gas G flows, and 4 denotes a catalyst device provided in the exhaust pipe 3. Reference numerals 5 and 6 denote front and rear wheels of the automobile 1, and reference numeral 7 denotes a road surface.
[0015]
The exhaust pipe 3 is provided with an NDIR type gas analyzer 8 and an exhaust gas flow meter 9 as shown in FIG. That is, the NDIR type gas analyzer 8 is provided inside the automobile 1 and includes a gas analysis unit 8A and a calculation control unit 8B. The exhaust gas flow meter 9 is composed of, for example, a Pitot tube flow meter, and is configured to be detachably attached to the exhaust pipe 3. The configuration of these 8 and 9 will be described in detail later. Reference numeral 10 denotes an arithmetic processing unit (for example, a personal computer or the like) mounted inside the automobile 1, which exchanges signals with the arithmetic control unit 8B to control the entire NDIR type gas analyzer 8, or arithmetic control. Calculation is performed based on signals from the unit 8B and the exhaust gas flow meter 9, and the THC weight discharged from the engine 2 is calculated, various measurement results are displayed, and the measurement results are stored and recorded. An interface 11 is provided between the exhaust gas flow meter 9 and the arithmetic processing unit 10 and has a function of converting an analog signal into a digital signal. In addition, vehicle data such as the vehicle speed and the engine speed in the automobile 1 is also sent to the arithmetic processing unit 10.
[0016]
The configuration of the NDIR type gas analyzer 8 will be described in detail. As shown in FIG. 2, a branch connection portion 12 and a merge connection portion 13 are formed downstream of the exhaust pipe 3 from the catalyst device 7. A gas measurement channel 14 is provided between the connection parts 12 and 13. A gas analyzer 8A of the NDIR type gas analyzer 8 is interposed in the gas measurement channel 14. Of the gas measurement channel 14, the part from the branch connection 12 to the NDIR gas analyzer 8 is referred to as a sampling channel 14a, and the part from the NDIR type gas analyzer 8 to the junction connection 13 is referred to as a discharge channel 14b.
[0017]
The branch connection portion 12 is configured to collect a part of the exhaust gas G from the engine 2 flowing through the exhaust pipe 3 as the sample gas S. A heater H is wound around the sampling channel 14a, and the sample gas S flowing through the sampling channel 14a is heated and kept at a predetermined temperature. Thus, since it supplies to the gas analysis part 8A via the heated gas measurement flow path 14, even if it is the sample gas S containing a high concentration water | moisture content, it can measure without performing a dehumidification process to this. . Then, the arithmetic control unit 8B controls each part of the gas analysis unit 8A according to a command from the arithmetic processing unit 10 in the automobile 1, or calculates a concentration based on an output signal of a detector (described later) of the gas analysis unit 8A. Is configured to do.
[0018]
FIG. 3 schematically shows an example of the configuration of the gas analyzer 8A of the NDIR type gas analyzer 8. In this figure, reference numeral 15 denotes a cell, and both end sides thereof are cell windows 15a and 15b that are transparent to infrared rays. In addition to being sealed, an inlet 15c and an outlet 15d for the sample gas S are formed. Although not shown in detail, the cell 15 is configured to be heated to an appropriate temperature by an appropriate heater. The gas inlet 15c is connected to the downstream end of the gas sampling channel 14a, and the gas outlet 15d is connected to the upstream end of the discharge channel 14b.
[0019]
Reference numeral 16 denotes an infrared light source that is provided on one cell window 15 a side of the cell 15 and irradiates the cell 15 with infrared light, and 17 denotes an optical chopper interposed between the infrared light source 16 and the cell 15. Thus, for example, the infrared light that is rotated by a motor (not shown) and emitted from the infrared light source 16 is intermittently chopped.
[0020]
Reference numeral 18 denotes a detector provided on the other cell window 15b side of the cell 15, and includes a plurality of infrared detectors optically arranged in parallel with each other. In this embodiment, for example, an HC detector 19 for measuring the concentration of a plurality of HC components to be measured contained in the sample gas S, and moisture (H as an interference component contained in the sample gas S). _As shown in FIG. 4, a moisture detector 20 for measuring ₂ O) and a comparative detector 21 are provided at positions that are concentric and divide the circumference into three equal parts (in FIG. 3, for the sake of convenience). On a straight line). Optical filters 22 to 24 are provided corresponding to the light receiving sides of the detectors 19 to 21, respectively.
[0021]
The detectors 19 to 21 are, for example, semiconductor detectors. The optical filter 22 corresponding to the HC detector 19 is a band-pass filter that passes only infrared rays in the HC characteristic absorption band, and the optical filter 23 corresponding to the moisture detector 20 is H ₂ O characteristic. consists bandpass filter for passing only infrared absorption bands, furthermore, the filter 24 corresponding to the comparison detector 21, HC in the sample gas S, the wavelength where no absorption band for both H ₂ O It consists of a bandpass filter that allows the infrared rays to pass through.
[0022]
Reference numeral 25 denotes a concentration calculation unit in the calculation control unit 8B, which performs concentration calculation based on the outputs of the detectors 19 to 21, 26 is a synchronous rectification circuit, 27 is a smoothing circuit, 28 is a subtraction circuit, and 29 is moisture interference. And a moisture coexistence influence correction calculation circuit (hereinafter simply referred to as a correction calculation circuit), which calculates the concentration of HC as a measurement target component and the concentration of moisture as an interference component based on the outputs of the detectors 19 to 21; Further, using these concentrations, the concentration of THC corrected for moisture coexistence is obtained.
[0023]
FIG. 5 schematically shows the configuration of the exhaust gas flow meter 9. In this figure, 30 is an adapter pipe that is detachably connected to the downstream end 6a of the exhaust pipe 3 through which the exhaust gas G from the engine 2 flows. A connecting portion 32 having an inner diameter equivalent to that of the exhaust pipe 3 and having a fixing screw 31 detachably fitted to the downstream end portion 6a is formed on one end side thereof, and the other end side is opened. ing. The adapter tube 30 is provided with a pitot tube type flow meter 9 in a unit configuration. That is, the static pressure detection pitot tube 33 is provided so as to face the tube wall 30a at the upstream side of the adapter tube 30 and is inserted into the tube slightly downstream of the static pressure detection pitot tube 33. A dynamic pressure detection pitot tube 34 is provided. These Pitot tubes 33 and 34 are connected to a differential pressure gauge 37 via buffer tanks 35 and 36, respectively. Reference numeral 38 denotes a case for housing the members 33 to 37, which is detachably attached to the adapter pipe 30 by appropriate means.
[0024]
Next, the operation of the vehicle-mounted HC measuring apparatus having the above configuration will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the automobile 1 is driven on an actual road under various conditions (for example, uphill, downhill, bumpy road, rainy weather, sharp curve, total weight, etc.). As a result, the exhaust gas G from the engine 2 is discharged to the exhaust pipe 3, and a part of the exhaust gas G is collected as the sample gas S through the branch connection portion 12 into the gas sampling flow path 14 a, and the gas of the NDIR gas analyzer 8 It is supplied to the cell 15 of the analysis unit 8A.
[0025]
In this case, since the branch connection portion 12 and the gas sampling flow path 14a are heated and kept at an appropriate temperature by the heater H, and the cell 15 is also heated and kept at an appropriate temperature, the sample gas S collected is collected. Condensation of HC components and moisture contained therein is prevented.
[0026]
In the gas analyzer 8A, the cell 15 is irradiated by the infrared light source 16, and the sample gas S that has passed through the gas sampling flow path 14a is supplied to the cell 15 while the optical chopper 17 rotates at a predetermined cycle. As a result, an AC signal corresponding to the respective concentrations of HC and H 2 O and an AC signal as a comparison signal are output from the detectors 19 to 21, and these are input to the synchronous rectifier circuit 26.
[0027]
The synchronous rectification circuit 26 receives, for example, a rectification synchronization signal a based on the rotation period of the optical chopper 17, so that the measurement AC signal corresponding to the concentration is synchronously rectified by the synchronization signal a. Smoothing processing is performed in the smoothing circuit 27. Then, THC, H ₂ O concentration is the subtraction circuit 28, can be obtained by subtracting each THC, respectively relating to H ₂ O the output of the detector 19, 20 from the output of the comparator detector 21 .
[0028]
By the way, since the THC concentration obtained by the above calculation is affected by the moisture contained in the sample gas S, it is necessary to correct this moisture effect to obtain a true concentration (concentration after moisture effect correction). . The principle and procedure for correcting the THC concentration will be briefly described below.
[0029]
In general, when HC is measured in accordance with the NDIR method, the H ₂ O infrared absorption band (region) and the HC infrared absorption band (region) overlap each other, so that moisture interference at the zero point of the HC meter is reduced. appear. In addition, there are water interference and water coexistence effects at the span point. The moisture coexistence effect in this span is that the degree of infrared absorption of HC itself changes due to the coexistence of moisture in the sample gas S. The coexistence effect of moisture does not depend on the HC concentration, It has been found to have a certain relationship with moisture concentration. Therefore, in the NDIR gas analyzer 8, the moisture interference at the zero point is corrected using the moisture concentration obtained based on the output of the moisture detector 20 and the output of the comparison detector 21. Here, as already explained, since the HC concentration corrected for moisture interference at the zero point is affected by the coexistence of moisture in a substantially constant relationship with the moisture concentration, the moisture interference at the zero point was corrected. The moisture coexistence effect is corrected for the THC concentration. This makes it possible to obtain a corrected THC concentration that eliminates both moisture interference at the zero point and moisture interference at the span point.
[0030]
The applicant of the present application has filed a patent application in Japanese Patent Application No. 2002-16635 for details of the removal of the influence of moisture contained in the sample gas S on the concentration of THC described above.
[0031]
As described above, in the NDIR gas analyzer 8, after removing the water interference at the zero point for the THC concentration, the water coexistence effect is removed based on the linear relationship between the water concentration and the water coexistence effect. , THC concentration can be measured with high accuracy. And unlike conventional methods and devices, there is no need to provide a pretreatment device such as a dehumidifying device, so that the response speed of analysis is increased accordingly, the overall configuration of the device is compact, and space is saved. Measurement can be performed with low power consumption and low cost. Further, since the measurement is performed in a state in which the sample gas S is heated and kept at a predetermined temperature or higher, correction of the moisture partial pressure becomes unnecessary.
[0032]
As described above, in the in-vehicle HC measuring device having the above-described configuration, a part of the exhaust gas G from the engine 2 is measured at the branch connection portion 12 of the exhaust pipe 3 for measuring the THC concentration in the NDIR gas analyzer 8. The sample gas S is partially sampled and supplied to the NDIR-type gas analyzer 8 as the sample gas S. This sample gas S merges with most of the exhaust gas G flowing through the exhaust pipe 3 at the junction connection 13 of the exhaust pipe 3. To do. That is, the flow rate of the exhaust gas G flowing through the exhaust pipe 3 is continuously measured by the exhaust gas flow meter 9 provided in the adapter pipe 30 connected to the downstream end of the exhaust pipe 3.
[0033]
That is, in the exhaust gas flow meter 9, the static pressure of the exhaust gas G flowing through the adapter pipe 30 through the exhaust pipe 3 is obtained by the static pressure detection Pitot pipe 33, and the exhaust gas flow meter 9 The sum of G dynamic pressure and static pressure is obtained. In the differential pressure gauge 37, the dynamic pressure of the exhaust gas G is obtained by taking the difference between the pressure detected by the static pressure detecting Pitot tube 33 and the pressure detected by the dynamic pressure detecting Pitot tube 34, based on this. Thus, the flow rate of the exhaust gas G is obtained. In this case, the pressures from the static pressure detection Pitot tube 33 and the dynamic pressure detection Pitot tube 34 are input to the differential pressure gauge 37 via the buffer tanks 35 and 36, respectively. Since the pulsation and the pressure fluctuations caused by this are removed by the buffer tanks 35 and 36, respectively, only the pressure difference caused by the change in the flow rate of the exhaust gas G can be taken out. Even if pulsation occurs in the exhaust gas G, the influence of this can be skillfully removed, and the flow rate of the exhaust gas G can be accurately measured.
[0034]
As described above, in the in-vehicle HC measuring apparatus according to this embodiment, the NDIR gas analyzer 8 can continuously measure the concentration of THC contained in the exhaust gas G discharged from the engine 2, The exhaust gas flow meter 9 can continuously measure the flow rate of the exhaust gas G. Therefore, the weight of THC discharged from the engine 2 can be continuously calculated from the THC concentration and the exhaust gas flow rate.
[0035]
The on-vehicle HC measuring device measures the THC concentration according to the NDIR method, and unlike the FID method when measuring the THC concentration, an operation gas such as fuel hydrogen or auxiliary combustion air is prepared. Therefore, the HC concentration measuring device is small and compact and can be mounted on the automobile 1 so that it becomes a so-called in-vehicle type. Therefore, the exhaust gas measurement can be continuously performed in real time while the automobile 1 is running. Can do.
[0036]
The exhaust gas flow meter 9 is formed in a unitary adapter tube 30 that is detachable and easy to the exhaust pipe 3 connected to the engine 2 of the automobile 1, and is small and compact. When the buffer tanks 35 and 36 are provided between the static pressure detection Pitot tube 33 and the dynamic pressure detection Pitot tube 34 and the differential pressure gauge 37 as in the above embodiment, the exhaust pipe 3 flows. Even if pulsation occurs in the exhaust gas G, the flow rate of the exhaust gas G can be continuously measured with high accuracy without being affected by this.
[0037]
Therefore, according to the in-vehicle HC measuring device including the NDIR type gas analyzer 8 and the exhaust gas flow meter 9, the THC weight in the exhaust gas G can be measured continuously and with high accuracy.
[0038]
In the above embodiment, calculations such as THC concentration calculation and concentration correction are performed in the NDIR-type gas analyzer 8, but these calculations may be performed in the arithmetic processing unit 10.
[0039]
Further, as the exhaust gas flow meter 9, other types of flow meters such as a Kalman flow meter other than the Pitot tube flow meter may be used.
[0040]
Further, the engine 2 may be mounted on an automobile traveling in a predetermined traveling mode on the chassis dynamo, or may be a single engine mounted on the engine dynamo.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, the in-vehicle HC measuring device of the present invention includes an NDIR gas analyzer as a THC concentration measuring device, an exhaust gas flow meter as an exhaust gas flow measuring device, an NDIR gas analyzer, and an exhaust gas flow meter. Since the arithmetic processing unit for calculating the THC weight based on the output is provided in the vehicle, the configuration is small and compact, and the THC in the exhaust gas can be easily measured in a traveling vehicle.
[0042]
In particular, when calculating the concentration of THC, in the arithmetic processing unit of the gas analyzer, the output value of the HC concentration as n-hexane detected by the NDIR type gas analyzer is converted into an FID (hydrogen flame ionization detector). Similar to the conventional FID method , a value corresponding to FID-HC calculated by multiplying a correction coefficient for conversion to a THC concentration measured using a gas analyzer is output as the THC concentration. The THC weight can be easily obtained with the accuracy of
In addition, the exhaust gas measurement channel branched from the exhaust pipe connected to the engine is heated and kept at a predetermined temperature at which the HC components and moisture contained in the exhaust gas flowing through the channel do not condense, so there is no special dehumidification treatment. Unlike conventional methods and devices, it is not necessary to provide a pretreatment device such as a dehumidifying device, the response speed of analysis is increased accordingly, the overall configuration of the device is compact, and space can be saved. Measurement can be done at low power and low cost. Furthermore, since the measurement is performed in a state in which the sample gas is heated and kept at a predetermined temperature or higher, correction of the moisture partial pressure can be eliminated, and the measurement can be performed easily and accurately.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a state in which an in-vehicle HC measuring device according to the present invention is mounted on an automobile.
FIG. 2 is a diagram schematically showing an example of the configuration of the in-vehicle HC measuring device.
FIG. 3 is a diagram schematically showing an example of the configuration of an NDIR gas analyzer in the in-vehicle HC measuring device.
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating an example of an arrangement of infrared detectors in a detection unit of the NDIR gas analyzer.
FIG. 5 is a diagram schematically showing an example of the configuration of an exhaust gas flow meter in the in-vehicle HC measuring device.
FIG. 6 is a diagram showing a comparison of the relative sensitivity of HC components in the NDIR method.
FIG. 7 is a diagram showing a state in which the THC concentration by the NDIR method and the THC concentration by the FID method are plotted when various modes are operated for various automobiles.
FIG. 8 is a diagram showing temporal changes in THC emission concentration in a diesel vehicle.
FIG. 9 is a diagram showing a temporal change in the THC emission concentration in a gasoline vehicle.
FIG. 10 is a diagram showing a comparison of THC weights in a modal mass measurement method using a FID method HC meter and a CVS method.
FIG. 11 is a diagram showing a comparison between the THC weight by the in-vehicle HC measuring device of the present invention and the THC weight by the CVS method.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle, 2 ... Engine, 3 ... Exhaust pipe, 8 ... NDIR type gas analyzer, 9 ... Exhaust gas flow meter, 10 ... Arithmetic processing device, 14 ... Exhaust gas measurement channel, 19 ... Detector, G ... Exhaust gas, H …heater.

Claims

An exhaust gas measurement channel branched from an exhaust pipe connected to the engine, a gas analyzer for continuously measuring the THC (total hydrocarbons) concentration in the exhaust gas flowing through the flow path, and an exhaust gas flow through the exhaust pipe An exhaust gas flow meter for continuously measuring the flow rate, and an arithmetic processing unit for calculating the THC (total hydrocarbons) weight in the exhaust gas by calculating the outputs of the gas analyzer and the exhaust gas flow meter. An in-vehicle HC measuring device configured to be installed in a vehicle,
The exhaust gas measurement flow path is provided with means for heating and keeping at a predetermined temperature at which HC components and moisture contained in the exhaust gas flowing through the flow path do not condense,
The gas analyzer is an NDIR (non-dispersive infrared spectroscopy) type gas analyzer, and the output value of the HC concentration as n-hexane detected by the NDIR type gas analyzer in the arithmetic processing unit , A value corresponding to FID-HC calculated by multiplying a correction coefficient for conversion to a THC concentration measured using a FID (hydrogen flame ionization detector) type gas analyzer is output as a THC concentration. An in-vehicle HC measuring device characterized by that.