JPH11230869A - 排気ガス分析装置およびその装置を用いたガストレース法によるモーダルマス解析方法 - Google Patents
排気ガス分析装置およびその装置を用いたガストレース法によるモーダルマス解析方法Info
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- JPH11230869A JPH11230869A JP10048884A JP4888498A JPH11230869A JP H11230869 A JPH11230869 A JP H11230869A JP 10048884 A JP10048884 A JP 10048884A JP 4888498 A JP4888498 A JP 4888498A JP H11230869 A JPH11230869 A JP H11230869A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 自動車の排気ガス中の各特定成分ガスの走行
モード別の排出量を、希釈空気を用いることなくリアル
タイムで精度よく計測することが可能な排気ガス分析装
置を提供する。 【解決手段】 トレースガスの供給源１０と、そのトレ
ースガスの車両２への供給量を調整する流量制御装置１
１と、前記車両２からの排気ガスの経路３に設けられる
除湿器５と、その経路３における除湿器５の下流側に互
いに並列に配置されるトレースガス検出器８および前記
排ガス中の測定対象成分を計測するためのガス分析計７
とを具備している。
モード別の排出量を、希釈空気を用いることなくリアル
タイムで精度よく計測することが可能な排気ガス分析装
置を提供する。 【解決手段】 トレースガスの供給源１０と、そのトレ
ースガスの車両２への供給量を調整する流量制御装置１
１と、前記車両２からの排気ガスの経路３に設けられる
除湿器５と、その経路３における除湿器５の下流側に互
いに並列に配置されるトレースガス検出器８および前記
排ガス中の測定対象成分を計測するためのガス分析計７
とを具備している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は自動車の排気ガス中
の各特定成分ガスの走行モード別の排出量を測定するた
めの排気ガス分析装置およびその装置を用いたガストレ
ース法によるモーダルマス解析方法に関する。
の各特定成分ガスの走行モード別の排出量を測定するた
めの排気ガス分析装置およびその装置を用いたガストレ
ース法によるモーダルマス解析方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車等の車両から排出される排気ガス
の成分は走行モードによって変化するため、各走行モー
ド別に特定成分の排出量をリアルタイムで把握する必要
があり、従来より、例えば図３に示すように、シャシダ
イナモａによって供試車両ｂの走行モードを変化させつ
つ、各走行モードにおける排気ガスを大気によって一定
の割合で希釈してガス成分計ｃに導入し、各特定成分の
排出量を求める希釈分析方法が採用されている。
の成分は走行モードによって変化するため、各走行モー
ド別に特定成分の排出量をリアルタイムで把握する必要
があり、従来より、例えば図３に示すように、シャシダ
イナモａによって供試車両ｂの走行モードを変化させつ
つ、各走行モードにおける排気ガスを大気によって一定
の割合で希釈してガス成分計ｃに導入し、各特定成分の
排出量を求める希釈分析方法が採用されている。
【０００３】その特定成分の排出量を求めるための方法
として、希釈分析方法を用いたモーダルマス解析方法が
公知である。この解析方法では、濃度計測用サンプリン
グ流路ｄに吸引される排気ガスの流量をＱA （一定）、
希釈空気流入路ｅにおける超音波式流量計ｆにより計測
される希釈空気量をＱD (t) 、定流量サンプラーＣＶＳ
による総吸引流量をＱM （一定）とすると、供試車両ｂ
から排出される排気ガスの流量（水分を含む）ＱWE（t)
は、 ＱWE(t) ＝ＱA ＋ＱM −ＱD (t) … なる演算式から求められる。
として、希釈分析方法を用いたモーダルマス解析方法が
公知である。この解析方法では、濃度計測用サンプリン
グ流路ｄに吸引される排気ガスの流量をＱA （一定）、
希釈空気流入路ｅにおける超音波式流量計ｆにより計測
される希釈空気量をＱD (t) 、定流量サンプラーＣＶＳ
による総吸引流量をＱM （一定）とすると、供試車両ｂ
から排出される排気ガスの流量（水分を含む）ＱWE（t)
は、 ＱWE(t) ＝ＱA ＋ＱM −ＱD (t) … なる演算式から求められる。
【０００４】一方、ガス濃度分析計ｃにより計測される
排気ガス中の測定対象成分の濃度をＣWE(t) とすると、
排気ガス中の測定対象成分の排気量（マス）Ｍ(t) は、 Ｍ(t) ＝ρ×ＣWE(t) ×ＱWE(t) … なる演算式により各走行モード別に求められる。このよ
うな式および式よりなる演算方法が希釈分析方法に
適用したモーダルマス解析方法である。なお、図３に
て、ｇは熱交換器、ｈは定流量ベンチュリー管、ｉは吸
引ポンプ、ｊは除湿器、ｋは吸引ポンプである。
排気ガス中の測定対象成分の濃度をＣWE(t) とすると、
排気ガス中の測定対象成分の排気量（マス）Ｍ(t) は、 Ｍ(t) ＝ρ×ＣWE(t) ×ＱWE(t) … なる演算式により各走行モード別に求められる。このよ
うな式および式よりなる演算方法が希釈分析方法に
適用したモーダルマス解析方法である。なお、図３に
て、ｇは熱交換器、ｈは定流量ベンチュリー管、ｉは吸
引ポンプ、ｊは除湿器、ｋは吸引ポンプである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上述した希
釈分析方法によるモーダルマス解析方法では、排気ガス
中の測定対象成分と同じ成分が大気中に存在している場
合には、その影響を受ける可能性があり、測定精度に限
界が生じる難点があった。
釈分析方法によるモーダルマス解析方法では、排気ガス
中の測定対象成分と同じ成分が大気中に存在している場
合には、その影響を受ける可能性があり、測定精度に限
界が生じる難点があった。
【０００６】また、希釈用に大流量の空気精製機を用い
たとしても、測定成分が低濃度である場合には、これを
さらに希釈して分析することは分析計にとって不利にな
ること明らかである。また、そのような空気精製のため
の装置や一定流量に希釈空気を吸引するためのＣＶＳ
（コンスタントボリュームサンプラー）装置にも多大の
コストを要し、分析装置全体がコスト高となり、かつ、
大型化するという難点があった。
たとしても、測定成分が低濃度である場合には、これを
さらに希釈して分析することは分析計にとって不利にな
ること明らかである。また、そのような空気精製のため
の装置や一定流量に希釈空気を吸引するためのＣＶＳ
（コンスタントボリュームサンプラー）装置にも多大の
コストを要し、分析装置全体がコスト高となり、かつ、
大型化するという難点があった。
【０００７】一方、走行モード毎の測定対象成分の排出
量Ｍ(t) を求める前記式の演算においては、その濃度
ＣWE(t) は水分量を含めた値すなわちウェットベースの
値が用いられるが、ガス分析計ｃには除湿器ｊによって
水分が除去された排気ガスが導入されるため、その濃度
ＣWE(t) はガス分析計ｃで直接検出することができな
い。
量Ｍ(t) を求める前記式の演算においては、その濃度
ＣWE(t) は水分量を含めた値すなわちウェットベースの
値が用いられるが、ガス分析計ｃには除湿器ｊによって
水分が除去された排気ガスが導入されるため、その濃度
ＣWE(t) はガス分析計ｃで直接検出することができな
い。
【０００８】そこで、便宜上、ガス分析計ｃによって検
出されたドライベースの（水分を含まない）濃度Ｃ
DE(t) を別途、ウェットベースの濃度ＣWE(t) に換算し
て式に投入している。例えば、排気ガス中に含まれて
いた水分量（≒除湿器ｊで除去された水分量）をＣH2O
(t) とすれば、 ＣWE(t) ＝ＣDE(t) ×（１−ＣH2O (t) ）… なる換算式により、ウェットベースの濃度ＣWE(t) を求
めることができる。その水分量ＣH2O (t) は排気ガスの
流量ＱWE(t) を１とした場合の割合とし、例えば全排気
ガス中に１０％の水分が含まれている場合には、ＣH2O
(t) ＝1/10（＝０．１）となる。
出されたドライベースの（水分を含まない）濃度Ｃ
DE(t) を別途、ウェットベースの濃度ＣWE(t) に換算し
て式に投入している。例えば、排気ガス中に含まれて
いた水分量（≒除湿器ｊで除去された水分量）をＣH2O
(t) とすれば、 ＣWE(t) ＝ＣDE(t) ×（１−ＣH2O (t) ）… なる換算式により、ウェットベースの濃度ＣWE(t) を求
めることができる。その水分量ＣH2O (t) は排気ガスの
流量ＱWE(t) を１とした場合の割合とし、例えば全排気
ガス中に１０％の水分が含まれている場合には、ＣH2O
(t) ＝1/10（＝０．１）となる。
【０００９】しかるに、その水分量ＣH2O (t) の値は実
際に計測することはできず、経験的に妥当と考えられる
値（仮定値）が用いられているのであるが、実際の水分
量ＣH2O (t) は、燃料や測定条件（季節等）によって異
なるため、前記式で求められるウェットベースの濃度
ＣWE(t) は実際の値と異なる場合があり、その結果、前
記式により求められる測定対象成分の排気量Ｍ(t) の
値は正確を期し難く、再現性に難点があった。
際に計測することはできず、経験的に妥当と考えられる
値（仮定値）が用いられているのであるが、実際の水分
量ＣH2O (t) は、燃料や測定条件（季節等）によって異
なるため、前記式で求められるウェットベースの濃度
ＣWE(t) は実際の値と異なる場合があり、その結果、前
記式により求められる測定対象成分の排気量Ｍ(t) の
値は正確を期し難く、再現性に難点があった。
【００１０】本発明はこのような実情に鑑みてなされ、
自動車の排気ガス中の各特定成分ガスの走行モード別の
排出量を希釈空気を用いることなくリアルタイムで精度
よく計測することが可能な排気ガス分析装置およびその
演算方法を提供することを目的としている。
自動車の排気ガス中の各特定成分ガスの走行モード別の
排出量を希釈空気を用いることなくリアルタイムで精度
よく計測することが可能な排気ガス分析装置およびその
演算方法を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するための手段を以下のように構成している。すなわ
ち、請求項１に記載の発明では、トレースガスの供給源
と、そのトレースガスの車両への供給量を調整する流量
制御装置と、前記車両からの排気ガスの経路に設けられ
る除湿器と、その経路における前記除湿器の下流側に互
いに並列に配置されるトレースガス検出器および前記排
ガス中の測定対象成分を計測するためのガス分析計とを
具備し、ドライベースの濃度とドライベースの流量を実
測することを特徴としている。なお、本明細書にいうト
レースガスの「車両への供給」とは車両に搭載したエン
ジンの吸気系への供給のみならず車両の排気系への供給
をも含む。
決するための手段を以下のように構成している。すなわ
ち、請求項１に記載の発明では、トレースガスの供給源
と、そのトレースガスの車両への供給量を調整する流量
制御装置と、前記車両からの排気ガスの経路に設けられ
る除湿器と、その経路における前記除湿器の下流側に互
いに並列に配置されるトレースガス検出器および前記排
ガス中の測定対象成分を計測するためのガス分析計とを
具備し、ドライベースの濃度とドライベースの流量を実
測することを特徴としている。なお、本明細書にいうト
レースガスの「車両への供給」とは車両に搭載したエン
ジンの吸気系への供給のみならず車両の排気系への供給
をも含む。
【００１２】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の排気ガス分析装置において、予め設定・記憶させて
あるガストレース法を用いたモーダルマス解析方法によ
る演算プログラムに基づいて、前記測定対象成分の排出
量Ｍ(t) を走行モード毎に求める演算手段を具備してな
ることを特徴としてる。
載の排気ガス分析装置において、予め設定・記憶させて
あるガストレース法を用いたモーダルマス解析方法によ
る演算プログラムに基づいて、前記測定対象成分の排出
量Ｍ(t) を走行モード毎に求める演算手段を具備してな
ることを特徴としてる。
【００１３】請求項３に記載の発明では、請求項１また
は請求項２に記載の排気ガス分析装置を用い、所定の走
行モード切り換えシーケンスに基づいておこなわれる走
行シュミレーション試験に供される前記車両から排出さ
れる排気ガスに混合させてあるトレースガスの既知の流
量ＱH (t) と、一定のサンプリングタイムで計測したト
レースガスの濃度ＣH (t) とから、 ＱDE (t)＝ＱH (t) ÷ＣH (t) … なる演算式より前記排気ガスの流量ＱDE (t)を求める一
方、前記トレースガスの濃度ＣH (t) の計測と同じ一定
のサンプリングタイムで、前記排気ガス中の測定対象成
分の濃度ＣDE(t) を計測し、 Ｍ(t) ＝ρ×ＣDE(t) ×ＱDE(t) … （ここに、ρは測定対象成分の密度）なる演算式より測
定対象成分の排出量Ｍ(t) を走行モード毎に求めること
を特徴としている。
は請求項２に記載の排気ガス分析装置を用い、所定の走
行モード切り換えシーケンスに基づいておこなわれる走
行シュミレーション試験に供される前記車両から排出さ
れる排気ガスに混合させてあるトレースガスの既知の流
量ＱH (t) と、一定のサンプリングタイムで計測したト
レースガスの濃度ＣH (t) とから、 ＱDE (t)＝ＱH (t) ÷ＣH (t) … なる演算式より前記排気ガスの流量ＱDE (t)を求める一
方、前記トレースガスの濃度ＣH (t) の計測と同じ一定
のサンプリングタイムで、前記排気ガス中の測定対象成
分の濃度ＣDE(t) を計測し、 Ｍ(t) ＝ρ×ＣDE(t) ×ＱDE(t) … （ここに、ρは測定対象成分の密度）なる演算式より測
定対象成分の排出量Ｍ(t) を走行モード毎に求めること
を特徴としている。
【００１４】
【作用】本装置を用いたトレースガスによるモーダルマ
ス解析方法では、希釈空気を用いないので、希釈空気中
に含まれている特定成分の影響がなく、また、面倒な排
気ガスの温度や圧力の補正が不要であり、かつ、排気ガ
スの脈動の影響を受けにくい。
ス解析方法では、希釈空気を用いないので、希釈空気中
に含まれている特定成分の影響がなく、また、面倒な排
気ガスの温度や圧力の補正が不要であり、かつ、排気ガ
スの脈動の影響を受けにくい。
【００１５】また、トレースガス検出器とガス分析計を
並列に配置してあるので、双方に排気ガスを同一タイミ
ングで導入させることができ、トレースガス検出器によ
って計測される排気ガスの流量ＱDE(t) と、ガス分析計
によって計測される測定対象成分の濃度ＣDE(t) とが同
一のタイミングで求められるため、双方の時間調整が不
要となる。
並列に配置してあるので、双方に排気ガスを同一タイミ
ングで導入させることができ、トレースガス検出器によ
って計測される排気ガスの流量ＱDE(t) と、ガス分析計
によって計測される測定対象成分の濃度ＣDE(t) とが同
一のタイミングで求められるため、双方の時間調整が不
要となる。
【００１６】さらに、排気ガスは、トレースガスをエン
ジンの吸入側から注入した場合には、燃焼室以降の任意
の位置から、また、トレースガスをテールパイプに注入
した場合には、その注入位置から適当な距離をおいた任
意の位置から採取できる利点があり、装置のレイアウト
の自由度が著しく向上する。そして、ＣＶＳ装置や空気
精製機が不要であることによってもさらにレイアウトの
自由度が向上し、装置をコンパクト、かつ、コスト安に
提供することができる。また、ＣＶＳ装置を用いないの
で、暖気を必要としない利点もあり、ランニングコスト
の大幅な低減化も可能となる。
ジンの吸入側から注入した場合には、燃焼室以降の任意
の位置から、また、トレースガスをテールパイプに注入
した場合には、その注入位置から適当な距離をおいた任
意の位置から採取できる利点があり、装置のレイアウト
の自由度が著しく向上する。そして、ＣＶＳ装置や空気
精製機が不要であることによってもさらにレイアウトの
自由度が向上し、装置をコンパクト、かつ、コスト安に
提供することができる。また、ＣＶＳ装置を用いないの
で、暖気を必要としない利点もあり、ランニングコスト
の大幅な低減化も可能となる。
【００１７】そして、本装置によるトレースガスを用い
たモーダルマス解析方法では、ドライベースの濃度ＣDE
(t) に直接乗算できるドライベースの流量ＱDE(t) をト
レースガス検出器で実測することができるため（式参
照）、前記における演算過程では、従来のような水分
量の仮定値を用いることなく精度のよい測定値を信頼性
よく求めることができる。
たモーダルマス解析方法では、ドライベースの濃度ＣDE
(t) に直接乗算できるドライベースの流量ＱDE(t) をト
レースガス検出器で実測することができるため（式参
照）、前記における演算過程では、従来のような水分
量の仮定値を用いることなく精度のよい測定値を信頼性
よく求めることができる。
【００１８】ちなみに、本方法では、式におけるドラ
イベースの演算によって、ウェットベースの測定対象成
分の排出量Ｍ(t) を直接求めることができる原理につい
て説明すると、まず、ウェットベースの濃度ＣWE(t) と
ドライベースの濃度ＣDE(t)との間には以下の関係式が
成立する。 ＣWE(t) ＝ＣDE(t) ×（１−ＣH2O (t))…
イベースの演算によって、ウェットベースの測定対象成
分の排出量Ｍ(t) を直接求めることができる原理につい
て説明すると、まず、ウェットベースの濃度ＣWE(t) と
ドライベースの濃度ＣDE(t)との間には以下の関係式が
成立する。 ＣWE(t) ＝ＣDE(t) ×（１−ＣH2O (t))…
【００１９】また、ウェットベースの排気ガスの流量Ｑ
WE(t) とドライベースの排気ガスの流量ＱDE(t) との間
には以下の関係式が成立する。 ＱWE(t) ＝ＱDE(t) ×１／（１−ＣH2O (t))…
WE(t) とドライベースの排気ガスの流量ＱDE(t) との間
には以下の関係式が成立する。 ＱWE(t) ＝ＱDE(t) ×１／（１−ＣH2O (t))…
【００２０】故に、，式から求められるＣDE(t) お
よびＱDE(t) の値を式に代入すれば、式を得る。 Ｍ(t) ＝ρ×ＣDE(t) ×ＱDE(t) … ＝ρ×｛ＣWE(t) /(１−ＣH2O (t))｝×｛ＱWE(t) ×（１−ＣH2O (t)) ｝ ＝ρ×ＣWE(t) ×ＱWE(t)
よびＱDE(t) の値を式に代入すれば、式を得る。 Ｍ(t) ＝ρ×ＣDE(t) ×ＱDE(t) … ＝ρ×｛ＣWE(t) /(１−ＣH2O (t))｝×｛ＱWE(t) ×（１−ＣH2O (t)) ｝ ＝ρ×ＣWE(t) ×ＱWE(t)
【００２１】すなわち、ドライベースによる演算式
は、従来のウェットベースによる演算式と等しくな
る。ここにおいて、式による演算では、実測できない
水分量ＣH2O が相殺されていまうため、結果として、仮
定による誤差発生原因が取り除かれることとなる。従っ
て、本方法では、従来の希釈分析方法を用いたモーダル
マス解析方法よりも、精度よく信頼性の高い計測値を求
めることができる。
は、従来のウェットベースによる演算式と等しくな
る。ここにおいて、式による演算では、実測できない
水分量ＣH2O が相殺されていまうため、結果として、仮
定による誤差発生原因が取り除かれることとなる。従っ
て、本方法では、従来の希釈分析方法を用いたモーダル
マス解析方法よりも、精度よく信頼性の高い計測値を求
めることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下に本発明の排気ガス分析装置
およびトレースガスを用いたモーダルマス解析方法の実
施形態を詳細に説明する。図１は装置の基本的な構成を
示し、符号１はシャシダイナモ、２は供試車両、３はテ
ールパイプに接続された排気ガス採取管、４はフィル
タ、５は除湿器、６は吸引ポンプ、７は測定対象成分測
定用のＮＤＩＲ法またはＦＴＩＲ法等を用いたガス分析
計、８は排気ガス導入管３の分岐点３１を介してガス分
析計７と並列に接続されたトレースガス検出器（ヘリウ
ムディテクタ）であり、これらガス分析計７とトレース
ガス検出器８で分析計９を構成している。
およびトレースガスを用いたモーダルマス解析方法の実
施形態を詳細に説明する。図１は装置の基本的な構成を
示し、符号１はシャシダイナモ、２は供試車両、３はテ
ールパイプに接続された排気ガス採取管、４はフィル
タ、５は除湿器、６は吸引ポンプ、７は測定対象成分測
定用のＮＤＩＲ法またはＦＴＩＲ法等を用いたガス分析
計、８は排気ガス導入管３の分岐点３１を介してガス分
析計７と並列に接続されたトレースガス検出器（ヘリウ
ムディテクタ）であり、これらガス分析計７とトレース
ガス検出器８で分析計９を構成している。
【００２３】１０はトレースガスとしてのＨｅガスを供
給するＨｅガスボンベ（トレースガス供給源）、１１は
トレースガス供給管、１２は流量制御装置としてのマス
フローコントローラ、１３は三方弁（例えば電磁三方切
換弁）、１４は供試車両２のエンジンの吸気側に接続さ
れる分岐供給管、１５は排気ガス導入管３に接続される
分岐供給管である。
給するＨｅガスボンベ（トレースガス供給源）、１１は
トレースガス供給管、１２は流量制御装置としてのマス
フローコントローラ、１３は三方弁（例えば電磁三方切
換弁）、１４は供試車両２のエンジンの吸気側に接続さ
れる分岐供給管、１５は排気ガス導入管３に接続される
分岐供給管である。
【００２４】このような装置により、構成簡易なＨｅガ
スを用いたガストレース法によるモーダルマス解析方法
を実施することができるため、排気ガス中の測定対象成
分と同じ成分が大気中に存在する場合の影響を考える必
要がなく、また、面倒な排気ガスの温度や圧力の補正が
不要となり、かつ、排気ガスの脈動の影響も受けにくく
なる。
スを用いたガストレース法によるモーダルマス解析方法
を実施することができるため、排気ガス中の測定対象成
分と同じ成分が大気中に存在する場合の影響を考える必
要がなく、また、面倒な排気ガスの温度や圧力の補正が
不要となり、かつ、排気ガスの脈動の影響も受けにくく
なる。
【００２５】また、トレースガス検出器８とガス分析計
７を並列に配置してあるので、双方に排気ガスを同一タ
イミングで導入させることができ、トレースガス検出器
８によって計測される排気ガスの流量ＱDE(t) と、ガス
分析計７によって計測される測定対象成分の濃度Ｃ
DE(t) とが同一のタイミングで求められるため、双方の
時間調整が不要となる。
７を並列に配置してあるので、双方に排気ガスを同一タ
イミングで導入させることができ、トレースガス検出器
８によって計測される排気ガスの流量ＱDE(t) と、ガス
分析計７によって計測される測定対象成分の濃度Ｃ
DE(t) とが同一のタイミングで求められるため、双方の
時間調整が不要となる。
【００２６】さらに、排気ガスは、Ｈｅガスをエンジン
の吸入側から注入した場合には、燃焼室以降の任意の位
置から、また、Ｈｅガスをテールパイプに注入した場合
には、その注入点から適当な距離をおいたテールパイプ
の任意の位置から採取できる利点があり、装置のレイア
ウトの自由度が著しく向上する。そして、ＣＶＳ装置や
空気精製機が不要であることによっても装置が軽量・コ
ンパクト化され、さらにレイアウトの自由度が向上し、
装置をコンパクト、かつ、コスト安に提供することがで
きる。また、ＣＶＳ装置を用いないので、暖気を必要と
しない利点もあり、ランニングコストの大幅な低減化も
可能となる。
の吸入側から注入した場合には、燃焼室以降の任意の位
置から、また、Ｈｅガスをテールパイプに注入した場合
には、その注入点から適当な距離をおいたテールパイプ
の任意の位置から採取できる利点があり、装置のレイア
ウトの自由度が著しく向上する。そして、ＣＶＳ装置や
空気精製機が不要であることによっても装置が軽量・コ
ンパクト化され、さらにレイアウトの自由度が向上し、
装置をコンパクト、かつ、コスト安に提供することがで
きる。また、ＣＶＳ装置を用いないので、暖気を必要と
しない利点もあり、ランニングコストの大幅な低減化も
可能となる。
【００２７】図２はより好ましい装置の実施形態を示
し、この場合、シャシダイナモ１、ガス分析計７、トレ
ースガス検出器８、マスフローコントローラ１２および
電磁三方弁１３は入出力インターフェース１５を介して
演算手段を含むシステムコントローラ（ＣＰＵ）１７に
接続され、予め設定・記憶させてある演算プログラムに
従い、ガストレース法を用いたモーダルマス解析方法に
より、走行パターンに応じた特定成分ガスの排出量Ｍ
(t) をリアルタイムで求めることができる。なお、多成
分を同時に測定するには、ガス分析計７がＮＤＩＲ法に
よる場合には、複数個を並列に接続するが、ＦＴＩＲ法
を用いる場合には、単一のガス分析計７で多成分同時連
続測定が可能である。
し、この場合、シャシダイナモ１、ガス分析計７、トレ
ースガス検出器８、マスフローコントローラ１２および
電磁三方弁１３は入出力インターフェース１５を介して
演算手段を含むシステムコントローラ（ＣＰＵ）１７に
接続され、予め設定・記憶させてある演算プログラムに
従い、ガストレース法を用いたモーダルマス解析方法に
より、走行パターンに応じた特定成分ガスの排出量Ｍ
(t) をリアルタイムで求めることができる。なお、多成
分を同時に測定するには、ガス分析計７がＮＤＩＲ法に
よる場合には、複数個を並列に接続するが、ＦＴＩＲ法
を用いる場合には、単一のガス分析計７で多成分同時連
続測定が可能である。
【００２８】本装置では、１００％のＨｅガスがマスフ
ローコントローラ１２によって流量が調整された後、そ
のＨｅガスを排気ガス中に十分に混合させるために、分
岐供給管１３からエンジンの吸気口側に、あるいは、分
岐供給管１４からテールパイプに導入される。テールパ
イプの下流から排気ガス採取管３によって採取されたサ
ンプルガスとしての排気ガスは、フィルタ４および除湿
器５を経て分析計９に導入され、これによりガス分析計
７およびトレースガス検出器８を水蒸気や汚染物粒子等
から保護することができる。なお、符号８１はキャピラ
リ又はＨｅガスのみを通す薄膜である。
ローコントローラ１２によって流量が調整された後、そ
のＨｅガスを排気ガス中に十分に混合させるために、分
岐供給管１３からエンジンの吸気口側に、あるいは、分
岐供給管１４からテールパイプに導入される。テールパ
イプの下流から排気ガス採取管３によって採取されたサ
ンプルガスとしての排気ガスは、フィルタ４および除湿
器５を経て分析計９に導入され、これによりガス分析計
７およびトレースガス検出器８を水蒸気や汚染物粒子等
から保護することができる。なお、符号８１はキャピラ
リ又はＨｅガスのみを通す薄膜である。
【００２９】車両２の走行モードは、システムコントロ
ーラ１７からの指令により制御駆動されるシャシダイナ
モ１によって、所定のシーケンスで連続的に切り換えら
れ、その間、ガス分析計７およびトレースガス検出器８
からの検出信号がＣＰＵ１７に入力され、予め設定・記
憶されている演算プログラムに従い、以下のような演算
により各測定対象成分の排出量Ｍ(t) が、各走行モード
毎にリアルタイムで求められる。
ーラ１７からの指令により制御駆動されるシャシダイナ
モ１によって、所定のシーケンスで連続的に切り換えら
れ、その間、ガス分析計７およびトレースガス検出器８
からの検出信号がＣＰＵ１７に入力され、予め設定・記
憶されている演算プログラムに従い、以下のような演算
により各測定対象成分の排出量Ｍ(t) が、各走行モード
毎にリアルタイムで求められる。
【００３０】まず、トレースガス検出器８によって一定
のサンプリングタイムでトレースガスの濃度ＣH (t) を
計測し、その濃度ＣH (t) と既知のＨｅガスの流量ＱH
(t)とから、 ＱDE(t) ＝ＱH (t) ÷ＣH (t) … なる演算式より、ドライベースの排気ガスの流量Ｑ
DE(t) を求める。なお、単位は、ＱH (t) はｃｃ／ｍｉ
ｎ、ＣH (t) はｐｐｍ、ＱDE(t) はｍ3 ／ｍｉｎであ
る。一方、そのＨｅガスの計測と同一のサンプリングタ
イムでガス分析計７によって、排気ガス中の測定対象成
分のドライベースの濃度ＣDE(t) を計測し、 Ｍ(t) ＝ρ×ＣDE(t) ×ＱDE(t) … （ここに、ρは測定対象成分の密度）なる演算式によ
り、既に説明したように、各測定対象成分のウェットベ
ースの排出量Ｍ(t) を走行モード毎にリアルタイムで求
めることができる。
のサンプリングタイムでトレースガスの濃度ＣH (t) を
計測し、その濃度ＣH (t) と既知のＨｅガスの流量ＱH
(t)とから、 ＱDE(t) ＝ＱH (t) ÷ＣH (t) … なる演算式より、ドライベースの排気ガスの流量Ｑ
DE(t) を求める。なお、単位は、ＱH (t) はｃｃ／ｍｉ
ｎ、ＣH (t) はｐｐｍ、ＱDE(t) はｍ3 ／ｍｉｎであ
る。一方、そのＨｅガスの計測と同一のサンプリングタ
イムでガス分析計７によって、排気ガス中の測定対象成
分のドライベースの濃度ＣDE(t) を計測し、 Ｍ(t) ＝ρ×ＣDE(t) ×ＱDE(t) … （ここに、ρは測定対象成分の密度）なる演算式によ
り、既に説明したように、各測定対象成分のウェットベ
ースの排出量Ｍ(t) を走行モード毎にリアルタイムで求
めることができる。
【００３１】このようなガストレース法を用いたモーダ
ルマス解析方法では、式の演算において、前述したよ
うに、誤差発生要因となる水分量ＣH2O が相殺されてし
まうため、ガス分析計７で求めたドライベースの濃度Ｃ
DE(t) に対して、トレースガス検出器８により同一タイ
ミングで求めたドライベースの流量ＱDE(t) を直接乗算
することによって、ウェットベースの排出量Ｍ(t) をよ
り簡易な演算内容で精度よく求めることができ、信頼性
が著しく向上する。従って、特に、低公害車を対象とし
た排気ガスの計測において、良好な感度で再現性よく対
処できる利点が大きい。
ルマス解析方法では、式の演算において、前述したよ
うに、誤差発生要因となる水分量ＣH2O が相殺されてし
まうため、ガス分析計７で求めたドライベースの濃度Ｃ
DE(t) に対して、トレースガス検出器８により同一タイ
ミングで求めたドライベースの流量ＱDE(t) を直接乗算
することによって、ウェットベースの排出量Ｍ(t) をよ
り簡易な演算内容で精度よく求めることができ、信頼性
が著しく向上する。従って、特に、低公害車を対象とし
た排気ガスの計測において、良好な感度で再現性よく対
処できる利点が大きい。
【００３２】この点については、前述したように、従来
のＣＶＳ法（希釈分析法）では、排気ガスを大気で希釈
しなければならないため、現在および将来の低排出ガス
車には向いていないのが実情である。低公害車から排出
される汚染物質の量は、既に、大気中の存在量程度にま
で低減されており、従って、大気でガスを希釈しても、
実際には、排出ガスの希釈にはならず、成分によっては
むしろ、濃度が高くなる場合もある。さらにＣＶＳ法
は、成分を希釈してもそれが希釈前の排出ガス中に既に
低濃度で含まれているときは、ガス分析計での検出が困
難となる。また、たとえ大流量の空気清浄器を用いて、
この問題を解決しようとしても、うまくいかなかった。
このような実情から、テールパイプ末端の排気ガス流量
を大気で希釈することなく正確に測定することのできる
本装置を用いたトレースガス法によるモーダルマス解析
方法が提案されるに至ったのである。
のＣＶＳ法（希釈分析法）では、排気ガスを大気で希釈
しなければならないため、現在および将来の低排出ガス
車には向いていないのが実情である。低公害車から排出
される汚染物質の量は、既に、大気中の存在量程度にま
で低減されており、従って、大気でガスを希釈しても、
実際には、排出ガスの希釈にはならず、成分によっては
むしろ、濃度が高くなる場合もある。さらにＣＶＳ法
は、成分を希釈してもそれが希釈前の排出ガス中に既に
低濃度で含まれているときは、ガス分析計での検出が困
難となる。また、たとえ大流量の空気清浄器を用いて、
この問題を解決しようとしても、うまくいかなかった。
このような実情から、テールパイプ末端の排気ガス流量
を大気で希釈することなく正確に測定することのできる
本装置を用いたトレースガス法によるモーダルマス解析
方法が提案されるに至ったのである。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の排気ガス
分析装置およびその装置を用いたガストレース法による
モーダルマス解析方法によれば、希釈空気を用いないの
で、希釈空気（大気）に含まれている特定成分の影響が
なく、また、排気ガスの温度や圧力の補正が一切不要で
あり、かつ、排気ガスの脈動の影響もうけにくくなる。
分析装置およびその装置を用いたガストレース法による
モーダルマス解析方法によれば、希釈空気を用いないの
で、希釈空気（大気）に含まれている特定成分の影響が
なく、また、排気ガスの温度や圧力の補正が一切不要で
あり、かつ、排気ガスの脈動の影響もうけにくくなる。
【００３４】また、トレースガス検出器とガス分析計を
並列に配置してあるので、双方に排気ガスを同一タイミ
ングで導入させることができ、トレースガス検出器によ
って計測される排気ガスの流量ＱDE(t) と、ガス分析計
によって計測される測定対象成分の濃度ＣDE(t) とが同
一のタイミングで求められるため、双方の時間調整が不
要となる。
並列に配置してあるので、双方に排気ガスを同一タイミ
ングで導入させることができ、トレースガス検出器によ
って計測される排気ガスの流量ＱDE(t) と、ガス分析計
によって計測される測定対象成分の濃度ＣDE(t) とが同
一のタイミングで求められるため、双方の時間調整が不
要となる。
【００３５】そして、排気ガスは、トレースガスをエン
ジンの吸入側から注入した場合には、燃焼室以降の任意
の位置から、また、トレースガスをテールパイプに注入
した場合には、その注入位置から適当な距離をおいた任
意の位置から採取することができ、装置のレイアウトの
自由度が著しく向上し、かつ、大きな定流量サンプラー
や空気精製機が不要であることによってもさらにレイア
ウトの自由度が向上し、装置をコンパクト、かつ、コス
ト安に提供することができる。また、ＣＶＳ装置を用い
ないので、暖気を必要としない利点もあり、ランニング
コストの大幅な低減化も可能となる。
ジンの吸入側から注入した場合には、燃焼室以降の任意
の位置から、また、トレースガスをテールパイプに注入
した場合には、その注入位置から適当な距離をおいた任
意の位置から採取することができ、装置のレイアウトの
自由度が著しく向上し、かつ、大きな定流量サンプラー
や空気精製機が不要であることによってもさらにレイア
ウトの自由度が向上し、装置をコンパクト、かつ、コス
ト安に提供することができる。また、ＣＶＳ装置を用い
ないので、暖気を必要としない利点もあり、ランニング
コストの大幅な低減化も可能となる。
【００３６】さらに、本装置を用いたトレースガスによ
るモーダルマス解析方法では、ドライベースの濃度ＣDE
(t) に直接乗算できるドライベースの流量ＱDE(t) をト
レースガス検出器で実測することができるため（式参
照）、前記における演算過程では従来のような水分量
の仮定値を用いることなく、精度のよい測定値を信頼性
よく求めることができる。
るモーダルマス解析方法では、ドライベースの濃度ＣDE
(t) に直接乗算できるドライベースの流量ＱDE(t) をト
レースガス検出器で実測することができるため（式参
照）、前記における演算過程では従来のような水分量
の仮定値を用いることなく、精度のよい測定値を信頼性
よく求めることができる。
【図１】本発明の排気ガス分析装置の基本的な実施形態
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図２】同排気ガス分析装置の好ましい実施形態を示す
構成図である。
構成図である。
【図３】従来のモーダルマス解析方法を実施するための
装置の一例を示す構成図である。
装置の一例を示す構成図である。
２…車両、３…排気ガス採取管、５…除湿器、７…ガス
分析計、８…トレースガス検出器、１０…トレースガス
供給源、１２…流量制御装置、１７…演算手段（ＣＰ
Ｕ）。
分析計、８…トレースガス検出器、１０…トレースガス
供給源、１２…流量制御装置、１７…演算手段（ＣＰ
Ｕ）。
Claims (3)
- 【請求項１】 トレースガスの供給源と、そのトレース
ガスの車両への供給量を調整する流量制御装置と、前記
車両からの排気ガスの経路に設けられる除湿器と、その
経路における前記除湿器の下流側に互いに並列に配置さ
れるトレースガス検出器および前記排ガス中の測定対象
成分を計測するためのガス分析計とを具備し、ドライベ
ースの濃度とドライベースの流量を実測することを特徴
とする排気ガス分析装置。 - 【請求項２】 予め設定・記憶させてあるガストレース
法を用いたモーダルマス解析方法による演算プログラム
に基づいて、前記測定対象成分の排出量Ｍ(t) を走行モ
ード毎に求める演算手段を具備してなることを特徴とす
る請求項１に記載の排気ガス分析装置。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の排気ガ
ス分析装置を用い、所定の走行モード切り換えシーケン
スに基づいておこなわれる走行シュミレーション試験に
供される前記車両から排出される排気ガスに混合させて
あるトレースガスの既知の流量ＱH (t) と、一定のサン
プリングタイムで計測したトレースガスの濃度ＣH (t)
とから、 ＱDE (t)＝ＱH (t) ÷ＣH (t) … なる演算式より前記排気ガスの流量ＱDE (t)を求める一
方、 前記トレースガスの濃度ＣH (t) の計測と同じ一定のサ
ンプリングタイムで、前記排気ガス中の測定対象成分の
濃度ＣDE(t) を計測し、 Ｍ(t) ＝ρ×ＣDE(t) ×ＱDE(t) … （ここに、ρは測定対象成分の密度）なる演算式より測
定対象成分の排出量Ｍ(t) を走行モード毎に求めること
を特徴とするガストレース法を用いたモーダルマス解析
方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04888498A JP3434192B2 (ja) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | 排気ガス分析装置およびその装置を用いたガストレース法によるモーダルマス解析方法 |
| DE69935818T DE69935818T2 (de) | 1998-02-13 | 1999-02-12 | Auspuffgasanalysevorrichtung und modales Massenanalyseverfahren durch Gasspurverfahren unter Benutzung dieser Analysevorrichtung |
| EP99102680A EP0936467B1 (en) | 1998-02-13 | 1999-02-12 | Exhaust gas analyzer and modal mass analysis method by gas trace process using the analyzer thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04888498A JP3434192B2 (ja) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | 排気ガス分析装置およびその装置を用いたガストレース法によるモーダルマス解析方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11230869A true JPH11230869A (ja) | 1999-08-27 |
| JP3434192B2 JP3434192B2 (ja) | 2003-08-04 |
Family
ID=12815720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04888498A Expired - Fee Related JP3434192B2 (ja) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | 排気ガス分析装置およびその装置を用いたガストレース法によるモーダルマス解析方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0936467B1 (ja) |
| JP (1) | JP3434192B2 (ja) |
| DE (1) | DE69935818T2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006284508A (ja) * | 2005-04-04 | 2006-10-19 | Horiba Ltd | 車両搭載型排気ガス分析装置 |
| JP2008083012A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-04-10 | Honda Motor Co Ltd | 自動車排ガス測定装置およびそのサンプリングラインパージ方法 |
| US7454950B2 (en) | 2005-03-29 | 2008-11-25 | Horiba, Ltd. | Vehicle exhaust gas analyzer |
| JP2013181808A (ja) * | 2012-03-01 | 2013-09-12 | Toyota Motor Corp | ガス計測方法及び装置 |
| JP2014066637A (ja) * | 2012-09-26 | 2014-04-17 | Toyota Motor Corp | 計測装置及び計測方法 |
| JP2014524578A (ja) * | 2011-08-16 | 2014-09-22 | トランスオーシャン セドコ フォレックス ベンチャーズ リミテッド | ディーゼルエンジン排出量の測定 |
| CN110531036A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-12-03 | 华南理工大学 | 机动车尾气实时检测系统 |
| WO2022071066A1 (ja) * | 2020-10-02 | 2022-04-07 | 株式会社堀場製作所 | 排ガス分析装置、排ガス分析方法及び排ガス分析装置用プログラム記憶媒体 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108982054B (zh) * | 2018-08-07 | 2020-07-24 | 亚翔系统集成科技（苏州）股份有限公司 | 一种洁净室腐蚀性气体来源确定方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4121455A (en) * | 1976-08-06 | 1978-10-24 | Ricardo & Co., Engineers (1927) Limited | Measuring a flow of gas through a combustion engine |
| JPS60225029A (ja) * | 1984-04-23 | 1985-11-09 | Mazda Motor Corp | 排気ガス測定方法 |
| JPH0619311B2 (ja) * | 1985-10-19 | 1994-03-16 | 株式会社堀場製作所 | 多成分同時測定用ガス分析装置 |
| JPS62157546A (ja) * | 1985-12-31 | 1987-07-13 | Horiba Ltd | 自動車排気ガスのモ−ダルマス解析方法 |
| US5639957A (en) * | 1995-10-12 | 1997-06-17 | Snap-On Technologies, Inc. | Method and apparatus for performing modal mass analysis of exhaust gas from motor vehicle |
| EP0855578A3 (en) * | 1997-01-25 | 1998-11-18 | Horiba, Ltd. | Exhaust gas flow measuring equipment of internal combustion engine and process for calibrating sensitivity of trace gas flow meter |
-
1998
- 1998-02-13 JP JP04888498A patent/JP3434192B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-02-12 DE DE69935818T patent/DE69935818T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1999-02-12 EP EP99102680A patent/EP0936467B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7454950B2 (en) | 2005-03-29 | 2008-11-25 | Horiba, Ltd. | Vehicle exhaust gas analyzer |
| JP2006284508A (ja) * | 2005-04-04 | 2006-10-19 | Horiba Ltd | 車両搭載型排気ガス分析装置 |
| JP4550645B2 (ja) * | 2005-04-04 | 2010-09-22 | 株式会社堀場製作所 | 車両搭載型排気ガス分析装置 |
| JP2008083012A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-04-10 | Honda Motor Co Ltd | 自動車排ガス測定装置およびそのサンプリングラインパージ方法 |
| JP4494382B2 (ja) * | 2006-09-29 | 2010-06-30 | 本田技研工業株式会社 | 自動車排ガス測定装置およびそのサンプリングラインパージ方法 |
| JP2014524578A (ja) * | 2011-08-16 | 2014-09-22 | トランスオーシャン セドコ フォレックス ベンチャーズ リミテッド | ディーゼルエンジン排出量の測定 |
| JP2013181808A (ja) * | 2012-03-01 | 2013-09-12 | Toyota Motor Corp | ガス計測方法及び装置 |
| JP2014066637A (ja) * | 2012-09-26 | 2014-04-17 | Toyota Motor Corp | 計測装置及び計測方法 |
| CN110531036A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-12-03 | 华南理工大学 | 机动车尾气实时检测系统 |
| WO2022071066A1 (ja) * | 2020-10-02 | 2022-04-07 | 株式会社堀場製作所 | 排ガス分析装置、排ガス分析方法及び排ガス分析装置用プログラム記憶媒体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3434192B2 (ja) | 2003-08-04 |
| DE69935818D1 (de) | 2007-05-31 |
| EP0936467A2 (en) | 1999-08-18 |
| DE69935818T2 (de) | 2007-12-27 |
| EP0936467B1 (en) | 2007-04-18 |
| EP0936467A3 (en) | 2001-01-10 |
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