JPH07113730A - 多管式分流希釈トンネル及びその制御方法 - Google Patents
多管式分流希釈トンネル及びその制御方法Info
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- JPH07113730A JPH07113730A JP5257291A JP25729193A JPH07113730A JP H07113730 A JPH07113730 A JP H07113730A JP 5257291 A JP5257291 A JP 5257291A JP 25729193 A JP25729193 A JP 25729193A JP H07113730 A JPH07113730 A JP H07113730A
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 各エンジンの運転状態の変動にかかわらず、
常に、目標の分割比で精度よく分割された排ガスを希釈
トンネルに導入し、排ガスの成分テストを精度よく行な
うことのできる多管式分流希釈トンネル及びその制御方
法を提供する。 【構成】 排気を分割する多数の管を有するトンネル1
1と、分割された排気を試験装置に導入する導入管13
と、同導入管出口近傍に開口する高圧空気吹き出し口2
5と、高圧空気吹き出し口から供給される空気を制御し
て導入管13の出口圧力を制御する。特に、排気試験の
前に、各運転モード毎のトンネル側のバイパス静圧Ps
3と導入管出口圧力Ps2の最適差圧値Δpを測定し、
排気試験の際に各運転モードにおけるトンネル側のバイ
パス静圧Ps3と導入管出口圧力Ps2の差圧が各運転
モードにおける最適差圧値になるように高圧空気吹出し
口25より供給される空気を制御する。
常に、目標の分割比で精度よく分割された排ガスを希釈
トンネルに導入し、排ガスの成分テストを精度よく行な
うことのできる多管式分流希釈トンネル及びその制御方
法を提供する。 【構成】 排気を分割する多数の管を有するトンネル1
1と、分割された排気を試験装置に導入する導入管13
と、同導入管出口近傍に開口する高圧空気吹き出し口2
5と、高圧空気吹き出し口から供給される空気を制御し
て導入管13の出口圧力を制御する。特に、排気試験の
前に、各運転モード毎のトンネル側のバイパス静圧Ps
3と導入管出口圧力Ps2の最適差圧値Δpを測定し、
排気試験の際に各運転モードにおけるトンネル側のバイ
パス静圧Ps3と導入管出口圧力Ps2の差圧が各運転
モードにおける最適差圧値になるように高圧空気吹出し
口25より供給される空気を制御する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はエンジンの排出ガス等の
被検ガスを所定の比率に分割して、その分割排出ガスを
さらに希釈した上でその希釈ガスの濃度等の成分テスト
を行う多管式分流希釈トンネル及びその制御装置に関す
る。
被検ガスを所定の比率に分割して、その分割排出ガスを
さらに希釈した上でその希釈ガスの濃度等の成分テスト
を行う多管式分流希釈トンネル及びその制御装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】例えば、自動車では排出ガスによる大気
汚染防止対策を行う上で、排出ガスを採取してそこに含
まれる各種の物質の含有成分を分析研究する必要があ
る。しかし、排出ガスの全量を対象として含有成分を分
析研究すべく全量希釈トンネルを用いた場合、大がかり
な設備が必要となり、多大な経費を必要とする。このた
め排出ガスの一部を分流し、所定の分割比で分割された
排出ガスを対象として含有成分を分析研究すべく小型の
分流希釈トンネルを使用することが知られている。例え
ば、図9に示す分流希釈トンネル装置は、自動車の排ガ
スを同径同長の複数の細管1より成る多管式分割器2を
備え、この多管式分割器2の出口バイパス側開口をサー
ジタンク3内に配備する。このサージタンク3の他端の
下流側出口は煙道17を経て外部に排出ガスを排出する
ように構成されている。多管式分割器2内の細管1の内
の1本の導入管4はその下流端が希釈トンネル5内に連
通される。希釈トンネル5の下流端には定容量吸引装置
6が設けられ、同装置6が希釈トンネル5の上流端から
の外気を流量調整用のバタフライバルブ24を介して吸
い込む。ここで、混合オリフィス7の直前に配備される
導入管4からは分割排ガスが導入され、この分割排出ガ
スは希釈ガスである空気で希釈される。希釈済の分割排
出ガスは捕集フィルタ30及び定容量サンプリング装置
41により含有されている粒子状物質をサンプリングさ
れ、あるいは、CO2分析計42に採取されるというも
のである。
汚染防止対策を行う上で、排出ガスを採取してそこに含
まれる各種の物質の含有成分を分析研究する必要があ
る。しかし、排出ガスの全量を対象として含有成分を分
析研究すべく全量希釈トンネルを用いた場合、大がかり
な設備が必要となり、多大な経費を必要とする。このた
め排出ガスの一部を分流し、所定の分割比で分割された
排出ガスを対象として含有成分を分析研究すべく小型の
分流希釈トンネルを使用することが知られている。例え
ば、図9に示す分流希釈トンネル装置は、自動車の排ガ
スを同径同長の複数の細管1より成る多管式分割器2を
備え、この多管式分割器2の出口バイパス側開口をサー
ジタンク3内に配備する。このサージタンク3の他端の
下流側出口は煙道17を経て外部に排出ガスを排出する
ように構成されている。多管式分割器2内の細管1の内
の1本の導入管4はその下流端が希釈トンネル5内に連
通される。希釈トンネル5の下流端には定容量吸引装置
6が設けられ、同装置6が希釈トンネル5の上流端から
の外気を流量調整用のバタフライバルブ24を介して吸
い込む。ここで、混合オリフィス7の直前に配備される
導入管4からは分割排ガスが導入され、この分割排出ガ
スは希釈ガスである空気で希釈される。希釈済の分割排
出ガスは捕集フィルタ30及び定容量サンプリング装置
41により含有されている粒子状物質をサンプリングさ
れ、あるいは、CO2分析計42に採取されるというも
のである。
【0003】このような分流希釈トンネルによれば、導
入管4の作用により、一応導入管の本数比で、分流され
た分割排出ガスを希釈トンネルに導入することができ、
この分割排出ガスを希釈空気で希釈した上でその希釈済
ガスのサンプリング及び成分テストを行なうことができ
る。ところで、このような装置ではエンジン出力の変動
による多管式分割器2の圧力損失の変動の関係により、
導入管4を経て希釈トンネルに導入される分割排出ガス
流量の全排出ガス流量に対する分割比率が変動し易い。
そこで、導入管4の出口に清浄な高圧空気を噴出するノ
ズル(図2参照)を配し、このノズルの噴射エアの動圧
を用いて導入管出口静圧Ps2を調整する圧力調整装置
を付設することが行われている。これによって、多管式
分割器2における導入管4の出口静圧Ps2と多管出口
バイパス静圧Ps3との圧力差を無くすように制御し、
これによって多管式分割器2の分割比で排出ガスを分割
することが出来る。
入管4の作用により、一応導入管の本数比で、分流され
た分割排出ガスを希釈トンネルに導入することができ、
この分割排出ガスを希釈空気で希釈した上でその希釈済
ガスのサンプリング及び成分テストを行なうことができ
る。ところで、このような装置ではエンジン出力の変動
による多管式分割器2の圧力損失の変動の関係により、
導入管4を経て希釈トンネルに導入される分割排出ガス
流量の全排出ガス流量に対する分割比率が変動し易い。
そこで、導入管4の出口に清浄な高圧空気を噴出するノ
ズル(図2参照)を配し、このノズルの噴射エアの動圧
を用いて導入管出口静圧Ps2を調整する圧力調整装置
を付設することが行われている。これによって、多管式
分割器2における導入管4の出口静圧Ps2と多管出口
バイパス静圧Ps3との圧力差を無くすように制御し、
これによって多管式分割器2の分割比で排出ガスを分割
することが出来る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】処で、この種の多管式
分流希釈トンネルが全量希釈トンネルと同等の計測精度
を持つには、運転状態の変動に際しても、排出ガスが多
管式分割器2の分割比で希釈トンネル内に導かれなけれ
ばならない。しかしながら、実際には、運転状態の変動
に応じて各管路の流路抵抗が変動し易く、しかも、サー
ジタンク3の出口部の配管系及び煙道17の吸引能力が
各々ベンチで異なっているため、トンネル側の出口静圧
Ps2とサージタンク3側の多管出口静圧Ps3との圧
力差をゼロにする制御だけでは、運転モード間の分割比
のバラツキ幅を±5%以内程度にしか保持できなかっ
た。
分流希釈トンネルが全量希釈トンネルと同等の計測精度
を持つには、運転状態の変動に際しても、排出ガスが多
管式分割器2の分割比で希釈トンネル内に導かれなけれ
ばならない。しかしながら、実際には、運転状態の変動
に応じて各管路の流路抵抗が変動し易く、しかも、サー
ジタンク3の出口部の配管系及び煙道17の吸引能力が
各々ベンチで異なっているため、トンネル側の出口静圧
Ps2とサージタンク3側の多管出口静圧Ps3との圧
力差をゼロにする制御だけでは、運転モード間の分割比
のバラツキ幅を±5%以内程度にしか保持できなかっ
た。
【0005】なお、図6に示すように、国内13モード
平均CO2排出ガス分割比の差圧Δp(=Ps2−Ps
3)零制御におけるバラツキ(%)の第1例を−△−の
折線で、第2例を…△…の折線でそれぞれ示した。この
線図より明らかなように、そのばらつき幅は±5%以内
ではあるが各モード毎にCO2排出ガス分割比は大きく
変動していた。このため、各運転状態の変動にかかわら
ず、排出ガスを設定値に精度良く分割し、これによって
高精度の成分テストを行うということが出来なかった。
本発明の目的は、第1に各エンジンの運転状態の変動に
かかわらず、常に、目標の分割比で精度よく分割された
排出ガスを希釈トンネルに導入して、排出ガスの成分テ
ストを精度よく行なうことのできる多管式分流希釈トン
ネル及びその制御方法を提供することにある。
平均CO2排出ガス分割比の差圧Δp(=Ps2−Ps
3)零制御におけるバラツキ(%)の第1例を−△−の
折線で、第2例を…△…の折線でそれぞれ示した。この
線図より明らかなように、そのばらつき幅は±5%以内
ではあるが各モード毎にCO2排出ガス分割比は大きく
変動していた。このため、各運転状態の変動にかかわら
ず、排出ガスを設定値に精度良く分割し、これによって
高精度の成分テストを行うということが出来なかった。
本発明の目的は、第1に各エンジンの運転状態の変動に
かかわらず、常に、目標の分割比で精度よく分割された
排出ガスを希釈トンネルに導入して、排出ガスの成分テ
ストを精度よく行なうことのできる多管式分流希釈トン
ネル及びその制御方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、第1の発明は、エンジンの排出ガスを分割する多
数の細管から構成された分割器と、分割された排出ガス
を希釈トンネルに導入する導入管と、同導入管出口近傍
に開口する高圧空気吹き出し口と、上記高圧空気吹き出
し口から供給される空気を制御して上記導入管の出口圧
力を制御するエンジンの排出ガス測定用の多管式分流希
釈トンネルにおいて、排出ガス測定の前に、設定された
排出ガス分割比においてエンジンの各運転モード毎に上
記トンネル側の静圧と上記導入管出口圧力の最適差圧値
を測定し、排出ガス測定の際に各運転モードにおける上
記トンネル側の静圧とバイパス管出口圧力の差圧が上記
各運転モードにおける最適差圧値になるように上記高圧
空気吹出し口より供給される空気を制御することを特徴
とする。第1の発明は、特に、最適差圧値測定時に、各
運転モードにおけるエンジンの吸入空気量と燃料流量を
測定し、排出ガス測定時に吸入空気量と燃料流量によっ
て運転モードを判断することを特徴としても良い。
めに、第1の発明は、エンジンの排出ガスを分割する多
数の細管から構成された分割器と、分割された排出ガス
を希釈トンネルに導入する導入管と、同導入管出口近傍
に開口する高圧空気吹き出し口と、上記高圧空気吹き出
し口から供給される空気を制御して上記導入管の出口圧
力を制御するエンジンの排出ガス測定用の多管式分流希
釈トンネルにおいて、排出ガス測定の前に、設定された
排出ガス分割比においてエンジンの各運転モード毎に上
記トンネル側の静圧と上記導入管出口圧力の最適差圧値
を測定し、排出ガス測定の際に各運転モードにおける上
記トンネル側の静圧とバイパス管出口圧力の差圧が上記
各運転モードにおける最適差圧値になるように上記高圧
空気吹出し口より供給される空気を制御することを特徴
とする。第1の発明は、特に、最適差圧値測定時に、各
運転モードにおけるエンジンの吸入空気量と燃料流量を
測定し、排出ガス測定時に吸入空気量と燃料流量によっ
て運転モードを判断することを特徴としても良い。
【0007】第2の発明は、エンジンの排出ガスを分割
する多数の細管から構成された分割器と、分割された排
出ガスを希釈トンネルに導入する導入管と、同導入管出
口近傍に開口する高圧空気吹き出し口と、排出ガス測定
の際に各運転モードにおける上記バイパス管の出口圧力
と上記トンネルの静圧との差圧値を予め測定された各運
転モードでの最適差圧値(設定分割比になるべき差圧
値)になるように上記高圧空気吹出し口より供給される
空気を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
第2の発明は、特に、エンジンの吸入空気量を検出する
吸入空気量検出手段と、燃料流量を検出する燃料流量検
出手段とを有し、排出ガス測定時に吸入空気量と燃料流
量によって何番目かの運転モードを判断することを特徴
としても良い。
する多数の細管から構成された分割器と、分割された排
出ガスを希釈トンネルに導入する導入管と、同導入管出
口近傍に開口する高圧空気吹き出し口と、排出ガス測定
の際に各運転モードにおける上記バイパス管の出口圧力
と上記トンネルの静圧との差圧値を予め測定された各運
転モードでの最適差圧値(設定分割比になるべき差圧
値)になるように上記高圧空気吹出し口より供給される
空気を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
第2の発明は、特に、エンジンの吸入空気量を検出する
吸入空気量検出手段と、燃料流量を検出する燃料流量検
出手段とを有し、排出ガス測定時に吸入空気量と燃料流
量によって何番目かの運転モードを判断することを特徴
としても良い。
【0008】
【作用】第1の発明は、排出ガス測定の前に、設定され
た排出ガス分割比においてを示す排出ガス試験で使用す
るエンジンの各運転モード毎のトンネル側の静圧と導入
管出口圧力の最適差圧値を測定しておき、排出ガス測定
の際に各運転モードにおけるトンネル側の静圧と導入管
出口圧力の差圧が各運転モードにおける最適差圧値にな
るように高圧空気吹出し口より供給される空気を制御す
るので、各運転モードにおける排出ガスの分割比を精度
良く目標値に制御出来る。特に、最適差圧値測定時にお
けるエンジンの吸入空気量と燃料流量を測定し、排出ガ
ス測定時に同値に応じて運転モードを判断するようにし
て、各運転モードの切り換えを行えば、確実に各運転モ
ードに達した上での排出ガスの分割比制御を精度良く実
施出来る。
た排出ガス分割比においてを示す排出ガス試験で使用す
るエンジンの各運転モード毎のトンネル側の静圧と導入
管出口圧力の最適差圧値を測定しておき、排出ガス測定
の際に各運転モードにおけるトンネル側の静圧と導入管
出口圧力の差圧が各運転モードにおける最適差圧値にな
るように高圧空気吹出し口より供給される空気を制御す
るので、各運転モードにおける排出ガスの分割比を精度
良く目標値に制御出来る。特に、最適差圧値測定時にお
けるエンジンの吸入空気量と燃料流量を測定し、排出ガ
ス測定時に同値に応じて運転モードを判断するようにし
て、各運転モードの切り換えを行えば、確実に各運転モ
ードに達した上での排出ガスの分割比制御を精度良く実
施出来る。
【0009】第2の発明は、制御手段が排出ガス測定に
おける各運転モードにおけるバイパス管の出口圧力とト
ンネルの静圧との差圧値を予め測定された各運転モード
において最適差圧値(設定分割比になるべき差圧値)に
なるように高圧空気吹出し口より供給される空気を制御
するので、確実に、各運転モードにおける排出ガスの分
割比を精度良く目標値に制御出来る。第2の発明は特
に、排出ガス試験時に、吸入空気量検出手段および燃料
流量検出手段による吸入空気量と燃料流量によって運転
モードを判断するようにすれば、確実に各運転モードに
達した上での排出ガスの分割比制御を精度良く実施出来
る。
おける各運転モードにおけるバイパス管の出口圧力とト
ンネルの静圧との差圧値を予め測定された各運転モード
において最適差圧値(設定分割比になるべき差圧値)に
なるように高圧空気吹出し口より供給される空気を制御
するので、確実に、各運転モードにおける排出ガスの分
割比を精度良く目標値に制御出来る。第2の発明は特
に、排出ガス試験時に、吸入空気量検出手段および燃料
流量検出手段による吸入空気量と燃料流量によって運転
モードを判断するようにすれば、確実に各運転モードに
達した上での排出ガスの分割比制御を精度良く実施出来
る。
【0010】
【実施例】図1には本発明の一実施例としての多管式分
流希釈トンネルを示した。図1において、多管式分流希
釈トンネルは、エンジン10の排出ガスを排出ガス管1
1を経て同径同長の複数の細管を束ねて成る多管式分割
器12に導く。多管式分割器12の細管の内の一本は導
入管13として希釈トンネル15内に延出配備され、そ
の他のバイパス側の細管14の下流端はサージタンク1
6へ導入されている。サージタンク16の下流側開口は
一旦大気に開放され、その上で調圧バルブ18を経て煙
道17に連通されている。希釈トンネル15はその上流
端から外気をアンビエントフィルタ19及び流量調整用
のバタフライバルブ20を介して吸い込むように、その
下流端に定容量吸引装置(CVS)24を装備する。希
釈トンネル15の中間部には混合オリフィス21が設け
られ、その直前で導入管13から導入された分割排出ガ
スを希釈ガスである空気で希釈している。更に希釈トン
ネル15の下流側には希釈済ガスをサンプリングする定
容量サンプリング装置22、あるいは、CO2分析計2
3が配備される。
流希釈トンネルを示した。図1において、多管式分流希
釈トンネルは、エンジン10の排出ガスを排出ガス管1
1を経て同径同長の複数の細管を束ねて成る多管式分割
器12に導く。多管式分割器12の細管の内の一本は導
入管13として希釈トンネル15内に延出配備され、そ
の他のバイパス側の細管14の下流端はサージタンク1
6へ導入されている。サージタンク16の下流側開口は
一旦大気に開放され、その上で調圧バルブ18を経て煙
道17に連通されている。希釈トンネル15はその上流
端から外気をアンビエントフィルタ19及び流量調整用
のバタフライバルブ20を介して吸い込むように、その
下流端に定容量吸引装置(CVS)24を装備する。希
釈トンネル15の中間部には混合オリフィス21が設け
られ、その直前で導入管13から導入された分割排出ガ
スを希釈ガスである空気で希釈している。更に希釈トン
ネル15の下流側には希釈済ガスをサンプリングする定
容量サンプリング装置22、あるいは、CO2分析計2
3が配備される。
【0011】導入管13の下流端は希釈トンネル15の
混合オリフィス21に対向配備され、しかもこの下流端
には分割比制御ノズル25が対向配設される。分割比制
御ノズル25には同制御ノズルの噴出量の増減調整をす
る噴出量制御弁26を介して圧力制御装置27が接続さ
れている。噴出量制御弁26としては圧力制御装置27
からの電気信号Duに応じて供給空気の圧力値を増減さ
せる電空変換器が使用され、噴出量制御弁26には図示
しない高圧空気タンクが連結され、同タンクより高圧空
気の供給を受けるように構成される。なお、分割比制御
ノズル25の上流には高圧希釈ガスの圧力P4信号を圧
力制御装置27及び後述のコントローラ37に出力する
静圧検出器36が配備される。分割比制御ノズル25
は、図2及び図3に示すように、複数の単体ノズル25
1から成り、その外端は希釈トンネル15を貫通し、そ
の外端は合流して噴出量制御弁26側に連通さている。
ここでの単体ノズル251は内径が約3mmで8本配備さ
れており、各単体ノズル251はその中心線l1と導入
管13の出口の出口中心線12とが交差角θで対向する
ように配設されている。
混合オリフィス21に対向配備され、しかもこの下流端
には分割比制御ノズル25が対向配設される。分割比制
御ノズル25には同制御ノズルの噴出量の増減調整をす
る噴出量制御弁26を介して圧力制御装置27が接続さ
れている。噴出量制御弁26としては圧力制御装置27
からの電気信号Duに応じて供給空気の圧力値を増減さ
せる電空変換器が使用され、噴出量制御弁26には図示
しない高圧空気タンクが連結され、同タンクより高圧空
気の供給を受けるように構成される。なお、分割比制御
ノズル25の上流には高圧希釈ガスの圧力P4信号を圧
力制御装置27及び後述のコントローラ37に出力する
静圧検出器36が配備される。分割比制御ノズル25
は、図2及び図3に示すように、複数の単体ノズル25
1から成り、その外端は希釈トンネル15を貫通し、そ
の外端は合流して噴出量制御弁26側に連通さている。
ここでの単体ノズル251は内径が約3mmで8本配備さ
れており、各単体ノズル251はその中心線l1と導入
管13の出口の出口中心線12とが交差角θで対向する
ように配設されている。
【0012】このため、出口中心線l2を中心として互
いに対向する各単体ノズル251は軸対称的に導入管1
3の出口下流位置を指向しており、高圧空気の噴出時に
同空気の動圧に応じて導入管の出口静圧Ps2を調整可
能である。導入管13の出口端より管の内径dを上回る
上流側には静圧検出器34が配備され、脈動流等による
圧力変動を低減させて導入管13の出口静圧Ps2が検
出され、圧力制御装置27に入力される。なお、多管式
分割器の出口バイパス静圧Ps3も同様にして静圧検出
器35により多管式分割器の出口バイパス静圧Ps3が
検出されている。導入管13の出口静圧Ps2及び多管
式分割器の出口バイパス静圧Ps3は適時に圧力制御装
置27よりコントローラ37に送信される。更に、圧力
制御装置27は周知の電子制御回路から成り、コントロ
ーラ37側と信号の授受を行い、適時に目標値Δpを取
り込み、現在の出口静圧Ps2と出口バイパス静圧Ps3
との差分Δpnが目標値Δpに一致するように電気信号
Duを噴出量制御弁26に出力するように構成されてい
る。
いに対向する各単体ノズル251は軸対称的に導入管1
3の出口下流位置を指向しており、高圧空気の噴出時に
同空気の動圧に応じて導入管の出口静圧Ps2を調整可
能である。導入管13の出口端より管の内径dを上回る
上流側には静圧検出器34が配備され、脈動流等による
圧力変動を低減させて導入管13の出口静圧Ps2が検
出され、圧力制御装置27に入力される。なお、多管式
分割器の出口バイパス静圧Ps3も同様にして静圧検出
器35により多管式分割器の出口バイパス静圧Ps3が
検出されている。導入管13の出口静圧Ps2及び多管
式分割器の出口バイパス静圧Ps3は適時に圧力制御装
置27よりコントローラ37に送信される。更に、圧力
制御装置27は周知の電子制御回路から成り、コントロ
ーラ37側と信号の授受を行い、適時に目標値Δpを取
り込み、現在の出口静圧Ps2と出口バイパス静圧Ps3
との差分Δpnが目標値Δpに一致するように電気信号
Duを噴出量制御弁26に出力するように構成されてい
る。
【0013】このように図1の分割比制御ノズルのパラ
メータが設定された上で、圧力制御装置27が高圧希釈
ガス圧力P4の調整を噴出量制御弁26により行なう場
合、図4に示すような導入管出口静圧Ps2と多管式分
割器出口バイパス静圧Ps3の変化特性に沿ったマップ
が利用されて、制御が行われることと成る。この場合、
特に、高圧希釈ガス圧力P4に対して導入管出口静圧P
s2がほぼ直線状に変化するので、導入管出口静圧Ps2
と多管式分割器出口静圧バイパスPs3の差分Δpnが
目標値Δpに一致するように制御することが容易と成
る。処で、希釈トンネル15にはそのバタフライバルブ
20の上流位置にバックグラウンド用のCO2分析計2
8が配備され、排出ガス管11には直接用のCO2分析
計29が配備される。テスト用のエンジン10はその吸
気管30に吸入空気量Qaを検出するラミナ流量計31
が接続され、同エンジンの燃料供給系32の管路の途中
には燃料流量計33が装備される。
メータが設定された上で、圧力制御装置27が高圧希釈
ガス圧力P4の調整を噴出量制御弁26により行なう場
合、図4に示すような導入管出口静圧Ps2と多管式分
割器出口バイパス静圧Ps3の変化特性に沿ったマップ
が利用されて、制御が行われることと成る。この場合、
特に、高圧希釈ガス圧力P4に対して導入管出口静圧P
s2がほぼ直線状に変化するので、導入管出口静圧Ps2
と多管式分割器出口静圧バイパスPs3の差分Δpnが
目標値Δpに一致するように制御することが容易と成
る。処で、希釈トンネル15にはそのバタフライバルブ
20の上流位置にバックグラウンド用のCO2分析計2
8が配備され、排出ガス管11には直接用のCO2分析
計29が配備される。テスト用のエンジン10はその吸
気管30に吸入空気量Qaを検出するラミナ流量計31
が接続され、同エンジンの燃料供給系32の管路の途中
には燃料流量計33が装備される。
【0014】コントローラ37はその主要部がマイクロ
コンピュータにより構成され、その図示しない記憶回路
に図8に示すような制御プログラムや表1に示すような
13モードテーブル運転で採用される運転モード判別マ
ップが記憶処理される。コントローラ37は、運転モー
ド間に予め設定された一定の排出ガス分割比SR(例え
ば多管の本数比37)が得られるように、排出ガス測定
で使用するエンジンの各運転モード(国内13モード等
を対象とした)毎の導入管出口静圧Ps2と多管式分割
器出口バイパス静圧Ps3の最適差圧Δp値、及びエン
ジンの吸入空気量Ga及び燃料流量Gfの各データを求
め、更に、導入管出口静圧Ps2と多管式分割器出口バ
イパス静圧Ps3の許容域の上下限データであるステッ
プアップ条件データGfs,Gasをも学習運転で求
め、表1に示すような運転モード判別マップを作成して
おく。
コンピュータにより構成され、その図示しない記憶回路
に図8に示すような制御プログラムや表1に示すような
13モードテーブル運転で採用される運転モード判別マ
ップが記憶処理される。コントローラ37は、運転モー
ド間に予め設定された一定の排出ガス分割比SR(例え
ば多管の本数比37)が得られるように、排出ガス測定
で使用するエンジンの各運転モード(国内13モード等
を対象とした)毎の導入管出口静圧Ps2と多管式分割
器出口バイパス静圧Ps3の最適差圧Δp値、及びエン
ジンの吸入空気量Ga及び燃料流量Gfの各データを求
め、更に、導入管出口静圧Ps2と多管式分割器出口バ
イパス静圧Ps3の許容域の上下限データであるステッ
プアップ条件データGfs,Gasをも学習運転で求
め、表1に示すような運転モード判別マップを作成して
おく。
【0015】その上で実際の排出ガス測定において、制
御手段としてコントローラ37は機能し、予め測定され
た各運転モードにおいて設定分割比37を達成できる最
適差圧Δp値になるように、分割比制御ノズル25より
供給される高圧空気圧力P4を制御する。
御手段としてコントローラ37は機能し、予め測定され
た各運転モードにおいて設定分割比37を達成できる最
適差圧Δp値になるように、分割比制御ノズル25より
供給される高圧空気圧力P4を制御する。
【0016】
【表1】
【0017】ここで、表1の運転モード判別マップの作
成に当たっては、エンジン10の図示しない燃料噴射ポ
ンプのレバー開度θとエンジン回転数Neとを順次変化
させ、エンジン10を所定の運転モードで順次運転す
る。その際、コントローラ37はCO2分析計23の出
力より希釈排出ガスCO2濃度(TCO2%)を求め、C
O2分析計28の出力より希釈エアのバックグランドC
O2濃度(BCO2%)を求め、CO2分析計29の出力
より排出ガスの直接排出ガスCO2濃度(DCO2%)を
求め、ラミナ流量計31の出力より吸気管30の吸入空
気量Qa(m3/min at0℃・760mmHg)を求め、
定容量吸引装置(CVS)24内センサの出力よりミニ
トンネルCVS流量Vmix(m3/min at0℃・760
mmHg)を求め、しかも、燃料流量Gfに応じた燃料が燃
焼によって発生するガス流量Qf(m3/min at0℃
・760mmHg)も求め、(1)式に沿ってCO2排出ガ
ス分割比SRを算出する。
成に当たっては、エンジン10の図示しない燃料噴射ポ
ンプのレバー開度θとエンジン回転数Neとを順次変化
させ、エンジン10を所定の運転モードで順次運転す
る。その際、コントローラ37はCO2分析計23の出
力より希釈排出ガスCO2濃度(TCO2%)を求め、C
O2分析計28の出力より希釈エアのバックグランドC
O2濃度(BCO2%)を求め、CO2分析計29の出力
より排出ガスの直接排出ガスCO2濃度(DCO2%)を
求め、ラミナ流量計31の出力より吸気管30の吸入空
気量Qa(m3/min at0℃・760mmHg)を求め、
定容量吸引装置(CVS)24内センサの出力よりミニ
トンネルCVS流量Vmix(m3/min at0℃・760
mmHg)を求め、しかも、燃料流量Gfに応じた燃料が燃
焼によって発生するガス流量Qf(m3/min at0℃
・760mmHg)も求め、(1)式に沿ってCO2排出ガ
ス分割比SRを算出する。
【0018】
【数1】
【0019】ここで、DKW直接排出ガスDry-Wet修正係
数、TKW直接排出ガスDry-Wet修正係数、BKWバック
グランドDry-Wet修正係数、を示し、各値は適宜設定さ
れる。このようなCO2排出ガス分割比SRの目標値を
ここでは37として、発明者が採取を行ったデータの
内、各モードで(1)式に沿って求めた実際のデータに
よる分割比を図5に、その際のモード平均CO2排出ガ
ス分割比に対するばらつき%を図6に、最適差圧Δp値
を図7にそれぞれ−○−線(第1例)及び…○…線(第
2例)で示した。そして、これら実測値に基づき、図1
のエンジンの各運転モードで分割比SR(ここでは3
7)を達成するための最適差圧Δp、導入管出口静圧P
s2と多管式分割器出口バイパス静圧Ps3の許容域の上
下限データであるステップアップ条件データGfs,G
asを各運転モードである吸入空気量Ga及び及び燃料
流量Gfの運転モード域毎に採取し、それらデータに基
づき、ここでは表1に示すような運転モード判別マップ
が作成された。
数、TKW直接排出ガスDry-Wet修正係数、BKWバック
グランドDry-Wet修正係数、を示し、各値は適宜設定さ
れる。このようなCO2排出ガス分割比SRの目標値を
ここでは37として、発明者が採取を行ったデータの
内、各モードで(1)式に沿って求めた実際のデータに
よる分割比を図5に、その際のモード平均CO2排出ガ
ス分割比に対するばらつき%を図6に、最適差圧Δp値
を図7にそれぞれ−○−線(第1例)及び…○…線(第
2例)で示した。そして、これら実測値に基づき、図1
のエンジンの各運転モードで分割比SR(ここでは3
7)を達成するための最適差圧Δp、導入管出口静圧P
s2と多管式分割器出口バイパス静圧Ps3の許容域の上
下限データであるステップアップ条件データGfs,G
asを各運転モードである吸入空気量Ga及び及び燃料
流量Gfの運転モード域毎に採取し、それらデータに基
づき、ここでは表1に示すような運転モード判別マップ
が作成された。
【0020】このような多管式分流希釈トンネルを用い
ての制御方法をコントローラ37の作動と共に図8の制
御フローに沿って説明する。まず、エンジン10が暖機
され、第1モード時のエンジン回転数Ne、レバー開度
θL(負荷)での運転が保持される。この場合、コント
ローラ37はステップs1,s2でエンジン10の吸入
空気量Ga及び燃料流量Gfを取り込み、この値が表1
の運転モード判別マップ中のどのモードのステップアッ
プ条件データGfs,Gasの範囲に入るか否か判断
し、範囲外の間はステップs1に戻り、所定のモード範
囲に入ると同モードを設定し、ステップs4に進む。ス
テップs4では所定の判定時間Twaが経過か否か判断
し、カウント前及びカウント中はステップs5に進み、
Twaカウンタを駆動させる。このカウント継続中にス
テップs7,s8,s9に進むと、ここでは、表1の運
転モード判別マップに沿って設定モード(例えばモード
1とする)における最適差圧Δpが呼び込まれ、同値が
圧力制御装置27に電圧値として出力され、CO2の濃
度データ採取処理を行い、判定時間Twaの経過を待
つ。
ての制御方法をコントローラ37の作動と共に図8の制
御フローに沿って説明する。まず、エンジン10が暖機
され、第1モード時のエンジン回転数Ne、レバー開度
θL(負荷)での運転が保持される。この場合、コント
ローラ37はステップs1,s2でエンジン10の吸入
空気量Ga及び燃料流量Gfを取り込み、この値が表1
の運転モード判別マップ中のどのモードのステップアッ
プ条件データGfs,Gasの範囲に入るか否か判断
し、範囲外の間はステップs1に戻り、所定のモード範
囲に入ると同モードを設定し、ステップs4に進む。ス
テップs4では所定の判定時間Twaが経過か否か判断
し、カウント前及びカウント中はステップs5に進み、
Twaカウンタを駆動させる。このカウント継続中にス
テップs7,s8,s9に進むと、ここでは、表1の運
転モード判別マップに沿って設定モード(例えばモード
1とする)における最適差圧Δpが呼び込まれ、同値が
圧力制御装置27に電圧値として出力され、CO2の濃
度データ採取処理を行い、判定時間Twaの経過を待
つ。
【0021】即ち、この間、圧力制御装置27側は、最
新の出口静圧Ps2と多管式分割器の出口バイパス静圧
Ps3を基に現在の差圧Δpnを検出しており、その差
圧値が取り込んだ最適差圧Δpとδだけ相違すると、最
適差圧Δpに現在の差圧Δpnを修正すべく、δを排除
できる電気信号Duを噴出量制御弁26に出力し、これ
によって、分割比制御ノズル25が高圧空気を噴出して
同空気の動圧によって導入管の出口静圧Ps2を調整
し、最適差圧Δpを確保するように制御出来る。このよ
うな最適差圧Δpの確保の間にコントローラ37はCO
2の濃度データ採取処理を行う。即ち、コントローラ3
7は濃度CO2分析計23の出力より希釈排出ガスCO2
濃度(TCO2%)を求め、CO2分析計28の出力より
希釈エアのバックグランドCO2濃度(BCO2%)を求
め、エンジン10のモード1での排出ガス中のCO2の
濃度を分析して所定の記憶処理を行う。
新の出口静圧Ps2と多管式分割器の出口バイパス静圧
Ps3を基に現在の差圧Δpnを検出しており、その差
圧値が取り込んだ最適差圧Δpとδだけ相違すると、最
適差圧Δpに現在の差圧Δpnを修正すべく、δを排除
できる電気信号Duを噴出量制御弁26に出力し、これ
によって、分割比制御ノズル25が高圧空気を噴出して
同空気の動圧によって導入管の出口静圧Ps2を調整
し、最適差圧Δpを確保するように制御出来る。このよ
うな最適差圧Δpの確保の間にコントローラ37はCO
2の濃度データ採取処理を行う。即ち、コントローラ3
7は濃度CO2分析計23の出力より希釈排出ガスCO2
濃度(TCO2%)を求め、CO2分析計28の出力より
希釈エアのバックグランドCO2濃度(BCO2%)を求
め、エンジン10のモード1での排出ガス中のCO2の
濃度を分析して所定の記憶処理を行う。
【0022】このようなモード1での排出ガス中のCO
2の濃度を求める処理が判定時間Twaの経過によって
終了すると、ステップs4よりステップs6に進み、ス
テップs6において圧力制御を待ち状態に保持すべく圧
力制御装置27側に指令を発する。この場合、圧力制御
装置27側は先に設定されているモード1での指示差圧
Δpが保持されるようにPID制御を継続し、ステップ
s1にリターンする。
2の濃度を求める処理が判定時間Twaの経過によって
終了すると、ステップs4よりステップs6に進み、ス
テップs6において圧力制御を待ち状態に保持すべく圧
力制御装置27側に指令を発する。この場合、圧力制御
装置27側は先に設定されているモード1での指示差圧
Δpが保持されるようにPID制御を継続し、ステップ
s1にリターンする。
【0023】やがて、エンジンの運転域が次の設定モー
ドとしての第2モードに応じたエンジン回転数Ne、レ
バー開度θL(負荷)での運転へ運転者あるいは自動的
に切り換えが成され、エンジン10の運転状態が第2モ
ードに切り換えられる。このモード切り換え処理が成さ
れると、コントローラ37は再度ステップs1でエンジ
ンの吸入空気量Ga及び燃料流量Gfを取り込み、この
値が表1の運転モード判別マップ中のステップアップ条
件データGfs,Gasのモード2における範囲に入る
のを判断し、入ると再度ステップs3に進み、モード2
の設定を行い、ステップs4以下の処理をモード2に沿
うように実行する。この場合も、コントローラ37は判
定時間Twaの継続する間はモード2での排出ガス中の
CO2の濃度を分析して所定の記憶処理を行うことと成
る。上述のところにおいて、排出ガスとは車両用のエン
ジンの駆動時における排出ガスとして説明したが、その
他の各種のエンジンの排出ガスやエンジン以外の装置の
排出する各種ガスの成分を分析研究するにも本発明によ
る多管式分流希釈トンネル及びその制御方法を利用でき
る。
ドとしての第2モードに応じたエンジン回転数Ne、レ
バー開度θL(負荷)での運転へ運転者あるいは自動的
に切り換えが成され、エンジン10の運転状態が第2モ
ードに切り換えられる。このモード切り換え処理が成さ
れると、コントローラ37は再度ステップs1でエンジ
ンの吸入空気量Ga及び燃料流量Gfを取り込み、この
値が表1の運転モード判別マップ中のステップアップ条
件データGfs,Gasのモード2における範囲に入る
のを判断し、入ると再度ステップs3に進み、モード2
の設定を行い、ステップs4以下の処理をモード2に沿
うように実行する。この場合も、コントローラ37は判
定時間Twaの継続する間はモード2での排出ガス中の
CO2の濃度を分析して所定の記憶処理を行うことと成
る。上述のところにおいて、排出ガスとは車両用のエン
ジンの駆動時における排出ガスとして説明したが、その
他の各種のエンジンの排出ガスやエンジン以外の装置の
排出する各種ガスの成分を分析研究するにも本発明によ
る多管式分流希釈トンネル及びその制御方法を利用でき
る。
【0024】
【発明の効果】以上のように、第1発明によれば、排出
ガスの測定の前に、設定された排出ガス分割比を達成で
きる各運転モード毎の最適差圧値を測定しておき、排気
試験の際に各運転モードにおける最適差圧値が確保され
るように、高圧空気吹出し口より供給される空気を制御
するので、各運転モードにおける排出ガスの分割比を精
度良く分割し、これによって排出ガスの高精度の成分テ
ストを行うことが出来る。第1発明は特に、最適差圧値
測定時におけるエンジンの吸入空気量と燃料流量を測定
し、排出ガス測定時に同値に応じて運転モードを確実に
判断して、各運転モードでの排出ガスの分割比制御を精
度良く行え、これによって排出ガスの高精度の成分テス
トを行うことが出来る。
ガスの測定の前に、設定された排出ガス分割比を達成で
きる各運転モード毎の最適差圧値を測定しておき、排気
試験の際に各運転モードにおける最適差圧値が確保され
るように、高圧空気吹出し口より供給される空気を制御
するので、各運転モードにおける排出ガスの分割比を精
度良く分割し、これによって排出ガスの高精度の成分テ
ストを行うことが出来る。第1発明は特に、最適差圧値
測定時におけるエンジンの吸入空気量と燃料流量を測定
し、排出ガス測定時に同値に応じて運転モードを確実に
判断して、各運転モードでの排出ガスの分割比制御を精
度良く行え、これによって排出ガスの高精度の成分テス
トを行うことが出来る。
【0025】第2の発明は、制御手段によって各運転モ
ードにおけるバイパス管の出口圧力とトンネルの静圧と
の差圧値を予め測定された最適差圧値になるように高圧
空気吹出し口より供給される空気を制御し、各運転モー
ドにおける排出ガスの分割比を精度良く目標値に制御出
来、これによって排出ガスの高精度の成分テストを行う
ことが出来る。第3の発明は特に、排出ガス測定時に、
吸入空気量と燃料流量によって運転モードを判断するよ
うにしたので、確実に各運転モードに達したことを判断
出来、これによって排出ガスの高精度の成分テストを行
うことが出来る。
ードにおけるバイパス管の出口圧力とトンネルの静圧と
の差圧値を予め測定された最適差圧値になるように高圧
空気吹出し口より供給される空気を制御し、各運転モー
ドにおける排出ガスの分割比を精度良く目標値に制御出
来、これによって排出ガスの高精度の成分テストを行う
ことが出来る。第3の発明は特に、排出ガス測定時に、
吸入空気量と燃料流量によって運転モードを判断するよ
うにしたので、確実に各運転モードに達したことを判断
出来、これによって排出ガスの高精度の成分テストを行
うことが出来る。
【図1】本発明の一実施例としての多管式分流希釈トン
ネルの概略全体構成図である。
ネルの概略全体構成図である。
【図2】図1の多管式分流希釈トンネルで用いる分割比
制御ノズルの拡大用部断面図である。
制御ノズルの拡大用部断面図である。
【図3】図1の多管式分流希釈トンネルで用いる分割比
制御ノズルの正面視における概略図である。
制御ノズルの正面視における概略図である。
【図4】図1の多管式分流希釈トンネルで用いる分割比
制御ノズルの最適差圧Δpの制御特性線図である。
制御ノズルの最適差圧Δpの制御特性線図である。
【図5】図1のエンジンからのCO2排出ガスの分割比
データを各モードに沿って表示した特性線図である。
データを各モードに沿って表示した特性線図である。
【図6】図1のエンジンからのCO2排出ガスの分割比
データのモード平均値に対するバラツキを表示した特性
線図である。
データのモード平均値に対するバラツキを表示した特性
線図である。
【図7】図1のエンジンからのCO2排出ガスの分割比
データを採取する際の、最適差圧値Δpを各モードに沿
って表示した特性線図である。
データを採取する際の、最適差圧値Δpを各モードに沿
って表示した特性線図である。
【図8】図1の多管式分流希釈トンネルで用いるコント
ローラが行う制御のフローチャートである。
ローラが行う制御のフローチャートである。
【図9】従来装置の概略構成図である。
10 エンジン 11 排気管 12 多管式分割器 13 導入管 15 希釈トンネル 16 サージタンク 18 煙道 19 アンビエントフィルタ 23 CO2分析計 25 分割比制御ノズル 26 噴出量制御弁 28 CO2分析計 29 CO2分析計 31 ラミナ流量計 33 燃料流量計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奈良 和彦 東京都港区芝五丁目33番8号・三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 関谷 光伸 東京都新宿区西新宿2丁目4番1号・株式 会社小野測器内 (72)発明者 石井 陽志 東京都新宿区西新宿2丁目4番1号・株式 会社小野測器内
Claims (4)
- 【請求項1】エンジンの排出ガスを分割する多数の細管
から構成された分割器と、分割された排出ガスを希釈ト
ンネルに導入する導入管と、同導入管出口近傍に開口す
る高圧空気吹き出し口と、上記高圧空気吹き出し口から
供給される空気を制御して上記導入管の出口圧力を制御
するエンジンの排出ガス測定用の多管式分流希釈トンネ
ルにおいて、排出ガス測定の前に、設定された排出ガス
分割比においてエンジンの各運転モード毎に上記トンネ
ル側の静圧と上記導入管出口圧力の最適差圧値を測定
し、排出ガス測定の際に各運転モードにおける上記トン
ネル側の静圧とバイパス管出口圧力の差圧が上記各運転
モードにおける最適差圧値になるように上記高圧空気吹
出し口より供給される空気を制御することを特徴とする
多管式分流希釈トンネルの制御方法。 - 【請求項2】上記最適差圧値測定時に、各運転モードに
おけるエンジンの吸入空気量と燃料流量を測定し、排出
ガス測定時に吸入空気量と燃料流量によって運転モード
を判断することを特徴とする請求項1に記載の多管式分
流希釈トンネルの制御方法。 - 【請求項3】エンジンの排出ガスを分割する多数の細管
から構成された分割器と、分割された排出ガスを希釈ト
ンネルに導入する導入管と、同導入管出口近傍に開口す
る高圧空気吹き出し口と、排出ガス測定の際に各運転モ
ードにおける上記バイパス管の出口圧力と上記トンネル
の静圧との差圧値を予め測定された各運転モードでの最
適差圧値(設定分割比になるべき差圧値)になるように
上記高圧空気吹出し口より供給される空気を制御する制
御手段とを有することを特徴とするエンジンの排出ガス
測定用の多管式分流希釈トンネル。 - 【請求項4】上記エンジンの吸入空気量を検出する吸入
空気量検出手段と、燃料流量を検出する燃料流量検出手
段とを有し、排出ガス測定時に吸入空気量と燃料流量に
よって何番目かの運転モードを判断することを特徴とす
る請求項3記載の多管式分流希釈トンネル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5257291A JP3030355B2 (ja) | 1993-10-14 | 1993-10-14 | 多管式分流希釈トンネル及びその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5257291A JP3030355B2 (ja) | 1993-10-14 | 1993-10-14 | 多管式分流希釈トンネル及びその制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07113730A true JPH07113730A (ja) | 1995-05-02 |
JP3030355B2 JP3030355B2 (ja) | 2000-04-10 |
Family
ID=17304338
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5257291A Expired - Fee Related JP3030355B2 (ja) | 1993-10-14 | 1993-10-14 | 多管式分流希釈トンネル及びその制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3030355B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11264788A (ja) * | 1998-03-17 | 1999-09-28 | Horiba Ltd | 希釈ガス流量制御装置 |
JP2007024730A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Tsukasa Sokken Co Ltd | ラミナー型排気ガス流量計を用いた希釈排気サンプリング装置及び希釈排気サンプリング方法並びに加熱・冷却サージチューブ装置 |
JP2020076776A (ja) * | 2018-11-05 | 2020-05-21 | エーブイエル・テスト・システムズ・インコーポレイテッド | 排気サンプリングシステムの多孔壁を通る希釈空気の流量を制御するためのシステム及び方法 |
-
1993
- 1993-10-14 JP JP5257291A patent/JP3030355B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11264788A (ja) * | 1998-03-17 | 1999-09-28 | Horiba Ltd | 希釈ガス流量制御装置 |
JP2007024730A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Tsukasa Sokken Co Ltd | ラミナー型排気ガス流量計を用いた希釈排気サンプリング装置及び希釈排気サンプリング方法並びに加熱・冷却サージチューブ装置 |
JP2020076776A (ja) * | 2018-11-05 | 2020-05-21 | エーブイエル・テスト・システムズ・インコーポレイテッド | 排気サンプリングシステムの多孔壁を通る希釈空気の流量を制御するためのシステム及び方法 |
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---|---|
JP3030355B2 (ja) | 2000-04-10 |
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---|---|---|---|
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