JPH1137899A - パティキュレート測定装置 - Google Patents
パティキュレート測定装置Info
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- JPH1137899A JPH1137899A JP19150597A JP19150597A JPH1137899A JP H1137899 A JPH1137899 A JP H1137899A JP 19150597 A JP19150597 A JP 19150597A JP 19150597 A JP19150597 A JP 19150597A JP H1137899 A JPH1137899 A JP H1137899A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エンジン過渡状態でのＰＭ量を定量的に測定
すると共に、測定時間の短縮を図る。 【解決手段】 本発明に係るパティキュレート測定装置
は、エンジン１運転時におけるエンジン回転数ＮE 、燃
料流量ＵFUEL、吸気流量ＵAIR 、排ガス流量ＵEXT 、Ｃ
Ｏ排出量ＵCO、ＨＣ排出量ＵHC及びスモーク濃度ＵSMを
それぞれ検出する検出手段６，７，９，１０，１１，１
３と、この検出手段の検出値に基づきパティキュレート
排出量ＵPMを算出する演算手段１３とを備えたものであ
る。
すると共に、測定時間の短縮を図る。 【解決手段】 本発明に係るパティキュレート測定装置
は、エンジン１運転時におけるエンジン回転数ＮE 、燃
料流量ＵFUEL、吸気流量ＵAIR 、排ガス流量ＵEXT 、Ｃ
Ｏ排出量ＵCO、ＨＣ排出量ＵHC及びスモーク濃度ＵSMを
それぞれ検出する検出手段６，７，９，１０，１１，１
３と、この検出手段の検出値に基づきパティキュレート
排出量ＵPMを算出する演算手段１３とを備えたものであ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンの排ガス中に含まれるパティキュレート（粒子状物
質）の排出量（ＰＭ量）を測定するためのパティキュレ
ート測定装置に関するものである。
ンの排ガス中に含まれるパティキュレート（粒子状物
質）の排出量（ＰＭ量）を測定するためのパティキュレ
ート測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ディーゼルエンジンの排ガス中の
ＰＭ量を測定するため希釈トンネル装置が用いられてい
る。これはトンネル内で排ガスを希釈し、希釈後のガス
にフィルタを通過させ、測定対象となる粒子状物質を直
接フィルタ上に捕集し、フィルタの測定前後の重量差か
らＰＭ量を算出するものである。トンネルにはフルトン
ネルとミニトンネルとがあり、フルトンネルは排ガスの
全量を、ミニトンネルは排ガスの一部をそれぞれ希釈す
るようになっている。
ＰＭ量を測定するため希釈トンネル装置が用いられてい
る。これはトンネル内で排ガスを希釈し、希釈後のガス
にフィルタを通過させ、測定対象となる粒子状物質を直
接フィルタ上に捕集し、フィルタの測定前後の重量差か
らＰＭ量を算出するものである。トンネルにはフルトン
ネルとミニトンネルとがあり、フルトンネルは排ガスの
全量を、ミニトンネルは排ガスの一部をそれぞれ希釈す
るようになっている。
【０００３】排ガス規制に対する試験（タイプテスト）
はフルトンネルで受けなければならないが、フルトンネ
ルの場合、排ガス中の微粒子を空気で均一に混合させる
ためにある程度長い区間が必要である。ちなみに米国で
は内径の10倍以上のトンネル長が必要とされており、設
備的に大きくなりがちである。このため、通常の開発業
務においては比較的小型の設備で済むミニトンネル装置
が多用されている。
はフルトンネルで受けなければならないが、フルトンネ
ルの場合、排ガス中の微粒子を空気で均一に混合させる
ためにある程度長い区間が必要である。ちなみに米国で
は内径の10倍以上のトンネル長が必要とされており、設
備的に大きくなりがちである。このため、通常の開発業
務においては比較的小型の設備で済むミニトンネル装置
が多用されている。
【０００４】なお、パティキュレートの成分は大きくＳ
ＯＦ（可溶性有機物質）とＩＳＦ（非溶性有機物質）と
に分けられる。ＳＯＦは未燃の燃料分やオイル分（燃え
かす等）を含み、ＩＳＦはすす（スート）や硫黄分（サ
ルフェート）を含むものである。
ＯＦ（可溶性有機物質）とＩＳＦ（非溶性有機物質）と
に分けられる。ＳＯＦは未燃の燃料分やオイル分（燃え
かす等）を含み、ＩＳＦはすす（スート）や硫黄分（サ
ルフェート）を含むものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のＰＭ
量の測定方法はエンジンを一定時間、定常状態で運転さ
せておき、粒子状物質を直接捕集する方法であるため、
定常状態での測定しかできず、逆にいえばエンジン回転
数が変化するときなどの過渡状態での測定ができない。
特にトランジェントモード試験等ではエンジンの運転状
態が時々刻々と変化するため、過渡状態でのＰＭ量を測
定することは重要である。従来の測定方法だとモード試
験全体としてのトータル値しか分からず、モード中のど
の状態でどれだけの量のパティキュレートが排出された
かが分からない。なお、パティキュレートの大部分をす
すが占めるため、ＰＨＳメータ（光の減衰量からＳＭ濃
度を検知する装置）等により定性的にはパティキュレー
トの排出傾向を知ることができるが、その定量的な測定
には供し得ない。
量の測定方法はエンジンを一定時間、定常状態で運転さ
せておき、粒子状物質を直接捕集する方法であるため、
定常状態での測定しかできず、逆にいえばエンジン回転
数が変化するときなどの過渡状態での測定ができない。
特にトランジェントモード試験等ではエンジンの運転状
態が時々刻々と変化するため、過渡状態でのＰＭ量を測
定することは重要である。従来の測定方法だとモード試
験全体としてのトータル値しか分からず、モード中のど
の状態でどれだけの量のパティキュレートが排出された
かが分からない。なお、パティキュレートの大部分をす
すが占めるため、ＰＨＳメータ（光の減衰量からＳＭ濃
度を検知する装置）等により定性的にはパティキュレー
トの排出傾向を知ることができるが、その定量的な測定
には供し得ない。
【０００６】一方、従来の測定方法だと、重量差により
捕集量を求めるものであるため、１回当たりの捕集時間
がかかるうえ、測定誤差が生じてしまうこともある。
捕集量を求めるものであるため、１回当たりの捕集時間
がかかるうえ、測定誤差が生じてしまうこともある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係るパティキュ
レート測定装置は、エンジン運転時におけるエンジン回
転数、燃料流量、吸気流量、排ガス流量、ＣＯ排出量、
ＨＣ排出量及びスモーク濃度をそれぞれ検出する検出手
段と、この検出手段の検出値に基づきパティキュレート
排出量を算出する演算手段とを備えたものである。
レート測定装置は、エンジン運転時におけるエンジン回
転数、燃料流量、吸気流量、排ガス流量、ＣＯ排出量、
ＨＣ排出量及びスモーク濃度をそれぞれ検出する検出手
段と、この検出手段の検出値に基づきパティキュレート
排出量を算出する演算手段とを備えたものである。
【０００８】本発明者は、実際の試験結果を基に、上記
エンジン回転数等とパティキュレート排出量との間に一
定の相関があることを見出だした。よって検出手段によ
り上記エンジン回転数等を検出し、演算手段によりこれ
ら検出値に対し所定の演算を行うことで、時々刻々と変
化するＰＭ量を定量的に知ることができるようになる。
エンジン回転数等とパティキュレート排出量との間に一
定の相関があることを見出だした。よって検出手段によ
り上記エンジン回転数等を検出し、演算手段によりこれ
ら検出値に対し所定の演算を行うことで、時々刻々と変
化するＰＭ量を定量的に知ることができるようになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳述する。
を添付図面に基づいて詳述する。
【００１０】図１は本発明に係るパティキュレート測定
装置を示し、その構成は周知の排ガス試験装置と大略同
様である。即ち、ディーゼルエンジン１からは排気管２
が延出され、排気管２には矢示方向に排ガスが流され
る。排気管２の下流側には排気ブロワ（図示せず）が配
設され、これによって排ガスが外部に排出される。排気
管２には排ガス分析計６とＳＭメータ７とが設けられ
る。排ガス分析計６は、排気管２から排ガスのサンプル
を取り出し、これより排ガス中に含まれるＣＯ及びＨＣ
の排出量を計測する。またＳＭメータ７も同様に、排ガ
スのサンプルに基づいて排ガス中に含まれるスモークの
濃度を計測する。さらにエンジン１には空気流量計９、
燃料流量計１０及びエンジン回転数センサ１１が設けら
れ、空気流量計９はエンジン１の吸気流量を、燃料流量
計１０はエンジン１に供給される燃料の流量を、エンジ
ン回転数センサ１１はエンジン１の回転数を、それぞれ
計測する。なお１２は動力計である。
装置を示し、その構成は周知の排ガス試験装置と大略同
様である。即ち、ディーゼルエンジン１からは排気管２
が延出され、排気管２には矢示方向に排ガスが流され
る。排気管２の下流側には排気ブロワ（図示せず）が配
設され、これによって排ガスが外部に排出される。排気
管２には排ガス分析計６とＳＭメータ７とが設けられ
る。排ガス分析計６は、排気管２から排ガスのサンプル
を取り出し、これより排ガス中に含まれるＣＯ及びＨＣ
の排出量を計測する。またＳＭメータ７も同様に、排ガ
スのサンプルに基づいて排ガス中に含まれるスモークの
濃度を計測する。さらにエンジン１には空気流量計９、
燃料流量計１０及びエンジン回転数センサ１１が設けら
れ、空気流量計９はエンジン１の吸気流量を、燃料流量
計１０はエンジン１に供給される燃料の流量を、エンジ
ン回転数センサ１１はエンジン１の回転数を、それぞれ
計測する。なお１２は動力計である。
【００１１】このように、これら計測器及びセンサは、
エンジン運転時におけるＣＯ排出量、ＨＣ排出量、スモ
ーク濃度、吸気流量、燃料流量及びエンジン回転数をそ
れぞれ検出している。またこれら計測器及びセンサはそ
れぞれ演算装置１３に電気的に接続され、各検出値に相
当する出力信号を演算装置１３に送出する。ここで演算
装置１３は、上述の検出値から吸気流量と燃料流量との
和を求め、これを排ガス流量としている。このように、
上述の計測器、センサ及び演算装置１３が本発明の検出
手段を構成している。検出は連続的に行われ、つまり各
計測器、センサ及び演算装置１３は各瞬間毎に、各流
量、排出量、濃度を計測するようになっている。
エンジン運転時におけるＣＯ排出量、ＨＣ排出量、スモ
ーク濃度、吸気流量、燃料流量及びエンジン回転数をそ
れぞれ検出している。またこれら計測器及びセンサはそ
れぞれ演算装置１３に電気的に接続され、各検出値に相
当する出力信号を演算装置１３に送出する。ここで演算
装置１３は、上述の検出値から吸気流量と燃料流量との
和を求め、これを排ガス流量としている。このように、
上述の計測器、センサ及び演算装置１３が本発明の検出
手段を構成している。検出は連続的に行われ、つまり各
計測器、センサ及び演算装置１３は各瞬間毎に、各流
量、排出量、濃度を計測するようになっている。
【００１２】さらに、演算装置１３は、これら検出値に
基づきパティキュレート排出量を算出する。つまり演算
装置１３が本発明の演算手段を構成している。このよう
に、ここではＰＭ量が間接的に測定される。以下これに
ついて詳しく説明する。
基づきパティキュレート排出量を算出する。つまり演算
装置１３が本発明の演算手段を構成している。このよう
に、ここではＰＭ量が間接的に測定される。以下これに
ついて詳しく説明する。
【００１３】図２及び図３は、通常のミニトンネル装置
による排ガス試験の結果を示す表である。各モード(MOD
E)１〜８において、エンジン１は一定回転数で一定時
間、定常に運転される。なおこれら各モードは米国のト
ランジェント規制に対応した代用モードである。各モー
ドのエンジン回転数ＮE (rpm) は、モード１では600(rp
m)、モード２では760(rpm)、モード３では962(rpm)、モ
ード４では1196(rpm) 、モード５では2600(rpm) 、モー
ド６では2470(rpm) 、モード７では2470(rpm) 、モード
８では2340(rpm) である。図２中、ＵHC、ＵCO、ＵSM、
ＵFUEL、ＵEXT 、ＵAIR 、ＵPMはそれぞれＨＣ排出量、
ＣＯ排出量、スモーク濃度、燃料流量、排ガス流量、吸
気流量、パティキュレート排出量の実測値を示す。ＵSM
を除き単位はg/h で、ＵSMは 0から10までの低濃度ＳＭ
メータへの換算値を示す。
による排ガス試験の結果を示す表である。各モード(MOD
E)１〜８において、エンジン１は一定回転数で一定時
間、定常に運転される。なおこれら各モードは米国のト
ランジェント規制に対応した代用モードである。各モー
ドのエンジン回転数ＮE (rpm) は、モード１では600(rp
m)、モード２では760(rpm)、モード３では962(rpm)、モ
ード４では1196(rpm) 、モード５では2600(rpm) 、モー
ド６では2470(rpm) 、モード７では2470(rpm) 、モード
８では2340(rpm) である。図２中、ＵHC、ＵCO、ＵSM、
ＵFUEL、ＵEXT 、ＵAIR 、ＵPMはそれぞれＨＣ排出量、
ＣＯ排出量、スモーク濃度、燃料流量、排ガス流量、吸
気流量、パティキュレート排出量の実測値を示す。ＵSM
を除き単位はg/h で、ＵSMは 0から10までの低濃度ＳＭ
メータへの換算値を示す。
【００１４】一方、ＵISF (g/h) をＩＳＦ流量、ＵSOF
(g/h) をＳＯＦ流量とすると、ＵPMは ＵPM＝ＵISF ＋ＵＳＯＦ で表される。図３には、実際に捕集したパティキュレー
トを分析した結果を示す。
(g/h) をＳＯＦ流量とすると、ＵPMは ＵPM＝ＵISF ＋ＵＳＯＦ で表される。図３には、実際に捕集したパティキュレー
トを分析した結果を示す。
【００１５】これらの実測値から、本発明者は各値とパ
ティキュレート排出量との間に一定の相関があることを
見出だした。即ち、以下式 （１）〜(5) に基づき計算
を行うと、パティキュレートを実際に捕集することな
く、パティキュレート排出量を間接的に知ることができ
る。ここでＫISF 、ＫSOF はそれぞれＩＳＦ係数、ＳＯ
Ｆ係数とする。
ティキュレート排出量との間に一定の相関があることを
見出だした。即ち、以下式 （１）〜(5) に基づき計算
を行うと、パティキュレートを実際に捕集することな
く、パティキュレート排出量を間接的に知ることができ
る。ここでＫISF 、ＫSOF はそれぞれＩＳＦ係数、ＳＯ
Ｆ係数とする。
【００１６】 ＫISF ＝ＵSM×ＵEXT ×（ＵFUEL／ＵAIR ） …(1) ＫSOF ＝（（ＵHC＋（3/7 ）ＵCO）／ＵFUEL×100 ）×
（ＵFUEL／ＵAIR ）×ＮE …(2) ＵISF ＝0.0006943 ×ＫISF ＋0.685028 …(3) ＵSOF ＝0.3023256 ×ＫSOF −1.8848618 …(4) ＵPM＝ＵISF ＋ＵSOF …(5) 図４及び図５は、実測値と計算値との比較を示す表であ
り、かっこ書が計算値を示している。これから分かるよ
うに実測値と計算値とは大略近似している。従ってこの
ような計算を演算装置１３で行わせることにより、パテ
ィキュレートを実際に捕集することなくパティキュレー
ト排出量を知ることができる。特に上述の計測器等が瞬
間毎の流量等を計測するため、計算も順次行わせること
で、パティキュレート排出量を各瞬間毎に連続的に測定
できるようになる。こうして、モード試験等でエンジン
の運転状態が時々刻々と変化する場合でも、過渡状態で
のＰＭ量を定量的に測定することが可能となる。また測
定時間が大幅に短縮され、近似値ではあるもののＰＭ量
の大まかな傾向が把握でき、迅速なエンジン開発等が可
能となる。さらにＰＭ量の測定が通常の排ガス試験装置
で行え、大掛かりなトンネル装置が不要となる。
（ＵFUEL／ＵAIR ）×ＮE …(2) ＵISF ＝0.0006943 ×ＫISF ＋0.685028 …(3) ＵSOF ＝0.3023256 ×ＫSOF −1.8848618 …(4) ＵPM＝ＵISF ＋ＵSOF …(5) 図４及び図５は、実測値と計算値との比較を示す表であ
り、かっこ書が計算値を示している。これから分かるよ
うに実測値と計算値とは大略近似している。従ってこの
ような計算を演算装置１３で行わせることにより、パテ
ィキュレートを実際に捕集することなくパティキュレー
ト排出量を知ることができる。特に上述の計測器等が瞬
間毎の流量等を計測するため、計算も順次行わせること
で、パティキュレート排出量を各瞬間毎に連続的に測定
できるようになる。こうして、モード試験等でエンジン
の運転状態が時々刻々と変化する場合でも、過渡状態で
のＰＭ量を定量的に測定することが可能となる。また測
定時間が大幅に短縮され、近似値ではあるもののＰＭ量
の大まかな傾向が把握でき、迅速なエンジン開発等が可
能となる。さらにＰＭ量の測定が通常の排ガス試験装置
で行え、大掛かりなトンネル装置が不要となる。
【００１７】
【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。
る。
【００１８】（１） エンジン過渡状態でのＰＭ量を定
量的に測定できる。
量的に測定できる。
【００１９】（２） 測定時間が大幅に短縮され、迅速
なエンジン開発等が可能となる。
なエンジン開発等が可能となる。
【図１】本発明に係るパティキュレート測定装置を示す
構成図である。
構成図である。
【図２】排ガス試験の結果を示す表である。
【図３】パティキュレートの分析結果を示す表である。
【図４】ＩＳＦ流量とＳＯＦ流量との実測値と計算値と
を示す表である。
を示す表である。
【図５】パティキュレート排出量の実測値と計算値とを
示す表である。
示す表である。
１ エンジン ６ 排ガス分析計 ７ ＳＭメータ ９ 空気流量計 １０ 燃料流量計 １１ エンジン回転数センサ １３ 演算装置 ＮE エンジン回転数 ＵAIR 吸気流量 ＵCO ＣＯ排出量 ＵEXT 排ガス流量 ＵFUEL 燃料流量 ＵHC ＨＣ排出量 ＵPM パティキュレート排出量 ＵSM スモーク濃度
Claims (2)
- 【請求項１】 エンジン運転時におけるエンジン回転
数、燃料流量、吸気流量、排ガス流量、ＣＯ排出量、Ｈ
Ｃ排出量及びスモーク濃度をそれぞれ検出する検出手段
と、該検出手段の検出値に基づきパティキュレート排出
量を算出する演算手段とを備えたことを特徴とするパテ
ィキュレート測定装置。 - 【請求項２】 上記演算手段が以下式 (1)〜(5) に基づ
き上記パティキュレート排出量を算出する請求項１記載
のパティキュレート測定装置。ただし、エンジン回転
数、燃料流量、吸気流量、排ガス流量、ＣＯ排出量、Ｈ
Ｃ排出量、スモーク濃度、パティキュレート排出量をそ
れぞれＮE 、ＵFUEL、ＵAIR 、ＵEXT 、ＵCO、ＵHC、Ｕ
SM、ＵPMとし、ＫISF 、ＫSOF 、ＵISF 、ＵSOF をそれ
ぞれＩＳＦ係数、ＳＯＦ係数、ＩＳＦ流量、ＳＯＦ流量
とする。 ＫISF ＝ＵSM×ＵEXT ×（ＵFUEL／ＵAIR ） …(1) ＫSOF ＝（（ＵHC＋（3/7 ）ＵCO）／ＵFUEL×100 ）×
（ＵFUEL／ＵAIR ）×ＮE …(2) ＵISF ＝0.0006943 ×ＫISF ＋0.685028 …(3) ＵSOF ＝0.3023256 ×ＫSOF −1.8848618 …(4) ＵPM＝ＵISF ＋ＵSOF …(5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19150597A JP3617261B2 (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | 連続パティキュレート測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19150597A JP3617261B2 (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | 連続パティキュレート測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1137899A true JPH1137899A (ja) | 1999-02-12 |
| JP3617261B2 JP3617261B2 (ja) | 2005-02-02 |
Family
ID=16275776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19150597A Expired - Fee Related JP3617261B2 (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | 連続パティキュレート測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3617261B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007183262A (ja) * | 2005-12-29 | 2007-07-19 | Ditest Fahrzeugdiagnose Gmbh | ディーゼルエンジンにおける排気ガス検査方法と排気ガス検査装置 |
| JP2008255906A (ja) * | 2007-04-05 | 2008-10-23 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気浄化装置 |
| US7930922B2 (en) | 2005-08-08 | 2011-04-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Soot generation amount estimation apparatus for internal combustion engine |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102019205521A1 (de) | 2019-04-16 | 2020-10-22 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Reduzierung von Abgasemissionen eines Antriebssystems eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor |
-
1997
- 1997-07-16 JP JP19150597A patent/JP3617261B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7930922B2 (en) | 2005-08-08 | 2011-04-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Soot generation amount estimation apparatus for internal combustion engine |
| JP2007183262A (ja) * | 2005-12-29 | 2007-07-19 | Ditest Fahrzeugdiagnose Gmbh | ディーゼルエンジンにおける排気ガス検査方法と排気ガス検査装置 |
| JP2008255906A (ja) * | 2007-04-05 | 2008-10-23 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気浄化装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3617261B2 (ja) | 2005-02-02 |
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