JPH075044U - 分流希釈排ガス測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】分流希釈排ガス測定装置の測定精度を向上す
る。 【構成】エンジン１からの排ガスが通流する排気流通路
３内にサンプリング通路４を臨ませ、サンプリング通路
４を介して希釈トンネル５に排ガスの一部を分流させて
分流ガス中の排気成分を測定するものであって、サンプ
リング通路４と排気流通路３にそれぞれサンプルベンチ
ュリ６とバイパスベンチュリ７を設けたツインベンチュ
リ式の分流希釈排ガス測定装置において、サンプルベン
チュリ６とバイパスベンチュリ７の各入口側近傍に、そ
れぞれ第１及び第２圧力センサ8,12を設けると共に、容
積可変の第１及び第２共鳴タンク9,13を設け、第１及び
第２圧力センサ8,12からの各信号に基づいて各ベンチュ
リ入口側の圧力変動幅が所定値より小さくなるように第
１及び第２共鳴タンク9,13の容積を可変制御するコント
ローラ22とを備える。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、エンジンの排ガス中の排気成分を測定するための分流希釈排ガス測 定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

例えば、ディーゼルエンジンから排出される排ガス中のパーティキュレートの 濃度を測定するために、分流希釈式の排ガス測定装置が知られている（例えば実 開平３−１１８２１８号公報、実願平４−１５４９５号等参照）。 これは、エンジンから排出された排ガスに対して一定の割合で一部の排ガスを 、空気が流れる希釈トンネルにサンプリング通路を介して導き、この分流された サンプリングガス中のパーティキュレートの濃度を検出することにより、排出さ さた全排ガス中に占めるパーティキュレート濃度を計測するものである。

【０００３】 ところで、従来の装置として、サンプリング通路の排ガス取入口側にサンプル ベンチュリを設けると共に、エンジン排気管に接続して排ガスを通流させる排気 流通路の前記サンプリング通路より下流側にバイパスベンチュリを設けたツイン ベンチュリ方式のものがある。このツインベンチュリ式の測定装置では、実車マ フラ等により排ガスの圧力変動を低減し、各ベンチュリの下流側圧力を調整して 圧力バランスをとることによって、エンジンから排出された排ガス量に対して一 定割合の排ガスを分流させるようしている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、サンプルベンチュリとバイパスベンチュリを通過する排ガスの 流れの形態が異なるため、各ベンチュリ下流側圧力を調整してバランスをとって も両ベンチュリ部における圧力変動が同じような特性にならない。このため、排 ガス量が急激な変化をしたり排ガスが低流量となるような運転条件の時には、一 定割合で排ガスを分流させることが難しいという問題がある。

【０００５】 本考案は上記の事情に鑑みてなされたものであり、あらゆる運転条件において も一定割合で排ガスを分流させることによって、高い精度の成分測定ができる分 流希釈排ガス測定装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

このため、本考案は、エンジン排気通路に接続した排気流通路内にサンプリン グ通路を臨ませ、排気流通路を流れる排ガスの一部を前記サンプリング通路を介 して希釈トンネル内に分流させ、空気と共に希釈トンネルを流れる排ガス中の排 気成分を測定するものであって、前記サンプリング通路の排ガス取入口近傍にサ ンプルベンチュリを設ける共に、前記排気流通路のサンプリング通路より下流側 にバイパスベンチュリを設ける構成のツインベンチュリ式の分流希釈排ガス測定 装置において、前記サンプリング通路のサンプルベンチュリ入口側近傍に、通路 内の圧力を検出する第１圧力センサを設けると共に容積可変の第１共鳴タンクを 連通接続し、前記排気流通路のバイパスベンチュリ入口側近傍に、同じく通路内 の圧力を検出する第２圧力センサを設けると共に容積可変の第２共鳴タンクを連 通接続し、第１及び第２圧力センサからの各信号に基づいて各ベンチュリ入口側 の圧力変動幅が所定値より小さくなるように第１及び第２共鳴タンクの容積を可 変制御する制御手段を設ける構成とした。

【０００７】

【作用】

かかる構成において、サンプルベンチュリとバイパスベンチュリの各入口側の 圧力をそれぞれの圧力センサで検出し、これら検出値に基づいて対応する共鳴タ ンク容積を変化させて、各ベンチュリ入口側の圧力変動幅を予め設定した所定値 より小さく抑えるようにする。これにより、あらゆる運転条件においても、一定 割合で排ガスを分流させることができるようになる。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。 図１において、エンジン１の排気管２には、排気流通路３が接続されている。 この排気流通路３を流れる排ガスの一部は、サンプリング通路４を介して、希釈 空気が流れる希釈トンネル５に分流される。

【０００９】 そして、排気流通路３を流れる排ガス流量に対して分流されるガス流量を常に 一定の比率に保つため、サンプリング通路４のガス取入口近傍にサンプルベンチ ュリ６が設けられると共に、排気流通路３の前記サンプリング通路４より下流側 にもバイパスベンチュリ７が設けられ、かつ、サンプルベンチュリ６の下流の圧 力（希釈トンネル５の内部圧力）と、大気に開放されたバイパスベンチュリ７の 下流の圧力とが常に一致するように、希釈トンネル５の内部圧力が調整される。 このように希釈トンネル５の内部圧力を制御すると、排気流通路３を流れる排ガ ス流量と、サンプリング通路４を流れる分流ガス流量との比率は、サンプルベン チュリ６とバイパスベンチュリ７との開口面積に比例することになり、これによ り分流ガス流量を常に一定の比率に制御することができる。

【００１０】 また、サンプリング通路４のサンプルベンチュリ６入口側に、分流ガスの圧力 を検出する第１圧力センサ８と、分流ガスの圧力脈動吸収用の容積可変の第１共 鳴タンク９が設けられている。第１共鳴タンク９には、タンクの有効容積を増減 させるために室内を仕切る可動プレート１０が設けられ、可動プレート１０はエ アシリンダ１１に連結され、エアシリンダ１１に導入される空気圧力に応じて変 位する構成である。また、前記排気流通路３のバイパスベンチュリ７入口側近傍 にも、同じく排気流通路３内の圧力を検出する第２圧力センサ１２と、圧力脈動 吸収用の容積可変の第２共鳴タンク１３が設けられている。第２共鳴タンク１３ は、第１共鳴タンク９と同様で、可動プレート１４がエアシリンダ１５によって 変位するようになっている。

【００１１】 エアシリンダ１１，１５に接続する配管１６，１７には、調圧弁１８，１９が それぞれ介装され、電磁弁２０を介してコンプレッサ２１に接続されている。こ れら調圧弁１８，１９と電磁弁２０は、コントローラ２２によって各第１及び第 ２圧力センサ８，１２からの検出信号に応じて制御され、各ベンチュリ６，７の 入口側圧力脈動がそれぞれの予め設定した所定値より小さくなるように各共鳴タ ンク９，１３の容積を可変制御すべくエアシリンダ１１，１５に供給される圧力 が調整される。

【００１２】 前記希釈トンネル５の下流には、希釈ガスを採集するための採集通路２３が設 けられ、この採集通路２３には排ガス中のパーティキュレートの濃度測定のため のフィルタ２４が設けられる。尚、採集通路２３の下流には図示しないサンプリ ングポンプが接続され、一定の流量ガスを吸引する。 次に、本実施例装置の作用について説明する。

【００１３】 エンジン１から排気管２を通って排気流通路３に流入した排ガスは、その一部 がサンプリング通路４を介して希釈トンネル５に分流される。これら分流比率は 、分流後の圧力が同一に維持されている関係から、それぞれサンプルベンチュリ ６とバイパスベンチュリ７との開口面積比に対応したものとなる。 従って、排ガス中に含まれるパーティキュレート等含有成分は、分流ガス中の 濃度も同一であり、また、希釈トンネル５では空気によって所定の割合で希釈さ れるが、その希釈割合を予め決めておくことにより、採集通路２３から取り出す ガス中の含有成分も所定の比率で初期の排ガス中の含有成分と対応する。このた め、採集通路２３のガス中の含有成分、例えばパーティキュレートの濃度を測定 することにより、エンジン１から排出された全体の排ガス中のパーティキュレー ト濃度を計測することができるのである。

【００１４】 かかる測定動作において、図２のフローチャートに示すように、コントローラ ２２によって、サンプルベンチュリ６とバイパスベンチュリ７の入口側に連通接 続した第１共鳴タンク９と第２共鳴タンク１３のそれぞれの容積を可変制御して サンプルベンチュリ６及びバイパスベンチュリ７の入口側の圧力変動幅を所定値 以下に抑えるようにしている。

【００１５】 即ち、ステップ１（図中、Ｓ１と示す。以下同様）では、コンプレッサ２１を ＯＮ、電磁弁２０を開として配管１６，１７へエアの供給が可能な状態とする。 ステップ２では、第１圧力センサ８及び第２圧力センサ１２によって、それぞ れ各ベンチュリ６，７入口側の圧力Ｐ_S ，Ｐ_B を測定する。 ステップ３では、測定した圧力値Ｐ_S に基づいて算出されたその時の圧力変動 ΔＰ_S が予め設定した所定値Ａより小さいか否かを判定し、ΔＰ_S ≧Ａの時は、 ステップ４で、配管１６に介装した調圧弁１８を制御して第１共鳴タンク９の可 動プレート１０を移動させてΔＰ_S ＜Ａとなるまで第１共鳴タンク９の容積を調 整する。

【００１６】 ステップ５では、ステップ３と同様に、測定した圧力値Ｐ_B に基づいて算出さ れたその時の圧力変動ΔＰ_B が予め設定した所定値Ｂより小さいか否かを判定し 、ΔＰ_B ≧Ｂの時は、ステップ６で、配管１７に介装した調圧弁１９を制御して 第２共鳴タンク１３の可動プレート１４を移動させてΔＰ_B ＜Ｂとなるまで第２ 共鳴タンク１３の容積を調整する。尚、調圧弁１８，１９は、コンプレッサ２１ からの圧力をエアシリンダ１１，１５に導いたり、エアシリンダ１１，１５内の 圧力を逃がしたりすることにより、可動プレート１０，１４の移動位置を調整す る。

【００１７】 このように、サンプルベンチュリ６とバイパスベンチュリ７の入口側の圧力を 検出して、それぞれの共鳴タンク９，１３の容積を可変制御することで、この部 分の圧力変動幅を所定の基準レベル内に制御できるので、希釈トンネル５側の分 流ガス量を一定の割合にすることが容易となり、排ガスの分流を一定の割合にで きる運転条件が、排ガス量が低流量となる運転状態から過渡運転状態まで拡大で きる。従って、あらゆる運転条件において排ガス中の排気成分の測定精度を高め ることができる。

【００１８】 尚、サンプリング通路４に第１共鳴タンク９を設けることによって、分流ガス 中のパーティキュレートが共鳴タンク内に吸入付着する虞れがあるが、共鳴タン ク９の容積が小さいため吸入付着するとしても極めて微量である。このため、共 鳴タンク内のパーティキュレート吸入付着によって、測定用に採集されるガス中 のパーティキュレート濃度が、エンジン１から排出された直後の排ガス中のパー ティキュレート濃度と異なる心配がほとんどなく測定の信頼性に影響を及ぼすも のではない。

【００１９】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、サンプルベンチュリとバイパスベンチュ リの各入口側の圧力を検出して両ベンチュリ入口側の圧力脈動幅を同じようなレ ベルに制御するので、エンジンから排出される排ガスを一定の割合で分流できる 運転条件が拡大でき、排ガス中の排気成分測定の信頼性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す簡略構成図

【図２】同上実施例の制御動作を説明するフローチャー
ト

【符号の説明】

１ エンジン ３ 排気流通路 ４ サンプリング通路 ５ 希釈トンネル ６ サンプルベンチュリ ７ バイパスベンチュリ ８ 第１圧力センサ ９ 第１共鳴タンク １２ 第２圧力センサ １３ 第２共鳴タンク １８，１９ 調圧弁 ２２ コントローラ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジン排気通路に接続した排気流通路内
   にサンプリング通路を臨ませ、排気流通路を流れる排ガ
   スの一部を前記サンプリング通路を介して希釈トンネル
   内に分流させ、空気と共に希釈トンネルを流れる排ガス
   中の排気成分を測定するものであって、前記サンプリン
   グ通路の排ガス取入口近傍にサンプルベンチュリを設け
   る共に、前記排気流通路のサンプリング通路より下流側
   にバイパスベンチュリを設ける構成のツインベンチュリ
   式の分流希釈排ガス測定装置において、 前記サンプリング通路のサンプルベンチュリ入口側近傍
   に、通路内の圧力を検出する第１圧力センサを設けると
   共に容積可変の第１共鳴タンクを連通接続し、前記排気
   流通路のバイパスベンチュリ入口側近傍に、同じく通路
   内の圧力を検出する第２圧力センサを設けると共に容積
   可変の第２共鳴タンクを連通接続し、第１及び第２圧力
   センサからの各信号に基づいて各ベンチュリ入口側の圧
   力変動幅が所定値より小さくなるように第１及び第２共
   鳴タンクの容積を可変制御する制御手段を設ける構成と
   したことを特徴とする分流希釈排ガス測定装置。