WO2006119519A1 - Vorrichtung und verfahren zur abgasmessung an vorbeifahrenden kraftfahrzeugen - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur abgasmessung an vorbeifahrenden kraftfahrzeugen Download PDF

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WO2006119519A1 PCT/AT2006/000185 AT2006000185W WO2006119519A1 WO 2006119519 A1 WO2006119519 A1 WO 2006119519A1 AT 2006000185 W AT2006000185 W AT 2006000185W WO 2006119519 A1 WO2006119519 A1 WO 2006119519A1
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Ernst Pucher
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Ernst Pucher
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    • G—PHYSICS
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    • G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
    • G01N1/24—Suction devices

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for measuring exhaust gas constituents in the exhaust gas cloud of motor vehicles passing by a measuring device.
  • a number of different measuring methods are known for the measurement of exhaust gases on motor vehicles (cars and trucks), some of which are prescribed for certain certification procedures of vehicles.
  • car certification for example, roller test bench tests are known in which the vehicle is driven several kilometers as in reality.
  • the test also includes cold starts, whereby the exhaust gas components CO 2 , CO, HC, NO x and particles are measured and the result is reported in g / km, for example.
  • only individual vehicles are measured on the chassis dynamometer.
  • Another exhaust measurement method that the present application is concerned with is roadside testing in road traffic, whereby a large number of vehicles in real traffic can be measured within a short time.
  • Known methods work according to the RSD measuring principle (Remote Sensing Detection).
  • an optical measuring device is used for remote flue measurement, which consists essentially of a radiation source, a radiation receiver, and any mirror elements for deflecting the excitation and / or measuring radiation.
  • the measuring radiation is transmitted through the exhaust gas cloud through the individual exhaust gas constituents in different wavelength ranges. weakened or absorbed, so that from the intensity changes in the measuring radiation at least indirectly by means of correlation methods on the shares of the exhaust gas components can be closed relative to each other.
  • the measuring system further comprises an imaging unit for determining the license plate, as well as light barriers or induction loops for determining the speed and acceleration of the vehicle.
  • a broadband IR light beam is used as the radiation source.
  • a first wavelength of the IR excitation radiation is absorbed by CO 2 .
  • a second wavelength of the excitation radiation a second exhaust gas component, for example HC, CO or NO x is measured, and the measured value based on the measured value of the CO 2 measurement by forming the quotient.
  • the measuring system of WO 98/37405 A1 has a video camera, which is connected to the evaluation device and serves to identify the vehicle that passes the measuring beam.
  • a similar video system is known in a device for measuring exhaust gas from US 2004/0104345 A1.
  • the object of the invention is to develop a device and a method for measuring exhaust gas constituents in the exhaust gas cloud of motor vehicles passing by a measuring device. avoid driving and allows a direct measurement of the volume or weight fractions of certain exhaust gas components or the opacity (Abgastrübung) in the exhaust gas cloud.
  • the device should be able to be used without problems even on roads with multiple lanes and in the most common types of vehicles and exhaust assemblies, as well as affect the flow of traffic as little as possible.
  • This object is achieved in that at the edge of the road, in the region of the road surface, or above the roadway at least one exhaust probe is mounted, that directly from the exhaust plume of the vehicle, a gas sample is taken, that the volume or weight fraction of at least one exhaust gas component of Exhaust gas sample and / or the opacity of the exhaust gas sample is measured and assigned to each passing the measuring device motor vehicle. If, in addition, the dilution of the exhaust gas cloud with the ambient air has to be considered, the lambda air ratio of the exhaust gas sample can be measured and from this the degree of dilution of the exhaust gas sample can be calculated.
  • the method according to the invention thus offers the advantage that the individual exhaust gas constituents are immediately identified as volume or weight fraction or as turbidity coefficient and not as a percentage in relation to an assumed CO 2 content of the exhaust gas cloud.
  • the exhaust gas sample is pumped by a pump.
  • Suction device of the analyzer transported into the meter, the term of the sample from the probe input to the meter is known and a clear assignment to the respective passing vehicle is possible by a corresponding temporal correction.
  • the passing of a vehicle is detected optically, electronically, acoustically or by means of video image processing, wherein the signal derived therefrom can be used for controlling the sampling and / or for the assignment of the measurement results to the respective motor vehicle and for determining the vehicle speed and acceleration.
  • the motor vehicle imaging preferably detected by a video system
  • the image signal is assigned to the measurement signal of the at least one exhaust gas component of the opacity or the lambda value.
  • the video signal can be subjected to a video analysis and from the driving speed and / or the change of the driving speed of the motor vehicle (acceleration or deceleration), as well as the vehicle type (car, truck, bus, etc.) can be determined.
  • the extent of the exhaust gas cloud of the vehicle can be detected with a preferably multi-dimensional thermal imaging system and from this the exhaust gas quantity emitted per unit of time can be determined. Furthermore, it is possible to determine a signal for the automatic positioning of the exhaust gas probe from the expansion of the exhaust gas cloud. For example, an exhaust gas probe arranged at the edge of the road can be automatically readjusted in height such that the exhaust gas flag of passing trucks is optimally detected.
  • Figure 1 is a schematic representation of a device according to the invention for measuring exhaust gas components in the exhaust gas cloud of a motor vehicle.
  • Fig. 2 is a detail of Figure 1 in an enlarged view.
  • Fig. 3 is an exhaust probe of the device of FIG. 1 in an alternative embodiment. - 3 -
  • the device shown in Fig. 1 for measuring exhaust gas components in the exhaust 2 of a motor vehicle 2, which passes the measuring device 3, has an analysis device 4, with which the volume or weight fraction of one or more exhaust gas components, as well as the opacity (Abgastrübung) determined can be. Furthermore, the analysis device 4 may have a device for determining the air ratio lambda of the exhaust gas sample in order to take into account the dilution of the exhaust gas sample with ambient air.
  • exhaust gas probes 8, 8 ' are provided in the region of the road surface 5 per lane 6a, 6b of a multi-lane road 7, which are in communication with the analysis device 4 via exhaust pipes 9, 9 "
  • the exhaust gas probe 8, which is realized for example by an open end of the hose, can be sucked directly from the exhaust gas cloud 1 via a suction device in the analysis device 4 and fed to the electro-optical or electrochemical sensors in the analysis device an evaluation and display unit 10 (measuring computer) provided in the measuring device 3.
  • the measuring device 3 furthermore has an imaging system 11, for example a video system, whose video signal can be used to identify the vehicle 1, to determine the vehicle speed and the vehicle acceleration, but also to control the sampling.
  • an imaging system 11 for example a video system, whose video signal can be used to identify the vehicle 1, to determine the vehicle speed and the vehicle acceleration, but also to control the sampling.
  • the respective exhaust gas line 9 or 9 'for activating the exhaust gas probe 8 or 8' can be unlocked.
  • the measuring device 3 may comprise a multi-dimensional thermal imaging system 12 with which the extent of the exhaust gas cloud 1 can be measured in order to be able to calculate absolute quantities of the individual exhaust gas components.
  • an optical, electronic or acoustic sensor is characterized (for example, light barrier, temperature sensor or microphone), with which on the one hand the passage of a motor vehicle 1 can be detected to generate control commands for the measuring device 3 or - when using a temperature sensor - statements about the operating state of the engine of the motor vehicle 1 can be obtained.
  • FIG. 2 shows an enlarged sectional view according to line H-II of the exhaust gas probe 8 in the region of the roadway 6a, from which it can be seen that the exhaust pipes 9, 9 'can be laid on the roadway surface 5 by means of ramps 14 arranged on both sides.
  • the actual probe 8 can as short piece of hose 15 or be formed as an opening in the exhaust pipe 9. Furthermore, it is possible to engage the exhaust gas probes 8, 8 1 and the exhaust pipes 9, 9 'in the roadway 5. An overhead arrangement for detecting the exhaust gas from high exhaust systems is also possible.
  • the exhaust gas probe 8 " is arranged in the region of the roadway edge 16, wherein the probe 8" is fastened to a stand 17 and can be displaced vertically.
  • the extent of the exhaust gas cloud 1 can be detected with the thermal imaging system 12 and from this a signal for the automatic height positioning of the exhaust gas probe 8 "can be determined.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung von Abgasbestandteilen in der Abgaswolke (1) von an einer Messvorrichtung (3) vorbeifahrenden Kraftfahrzeugen (2). Erfindungsgemäß ist eine Analyseneinrichtung (4) zur Bestimmung der Volums- oder Gewichtsanteile zumindest einer Abgaskomponente oder der Opazität vorgesehen, welche mit einer am Fahrbahnrand (16), im Bereich der Fahrbahnoberfläche (5) oder über der Fahrbahn angeordneten Abgassonde (8, 8', 8') zur Gewinnung einer Abgasprobe direkt aus der Abgaswolke (1) in Verbindung steht. Die Analyseneinrichtung (4) weist elektrooptische oder elektrochemische Sensoren auf, welche zur Messung der Volumsoder Gewichtsanteile zumindest einer Abgaskomponente aus der Gruppe CO2, CO, HC, NOx NO, NO2 und Rußpartikel sowie zur Messung der Abgastrübung dienen. Weiters kann die Analyseneinrichtung (4) eine Einrichtung zur Bestimmung des Luftverhältnisses Lambda der Abgasprobe aufweisen.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Abgasmessung an vorbeifahrenden Kraftfahrzeugen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Messung von Abgasbestandteilen in der Abgaswolke von an einer Messvorrichtung vorbeifahrenden Kraftfahrzeugen.
Für die Abgasmessung an Kraftfahrzeugen (PKW und LKW) sind eine Reihe unterschiedlicher Messmethoden bekannt, wobei einige für bestimmte Zertifizierungsverfahren von Fahrzeugen vorgeschrieben sind. Für die PKW-Zertifizierung sind beispielsweise Rollenprüfstandtests bekannt, bei welchen das Fahrzeug mehrere Kilometer wie in der Realität gefahren wird. Der Test inkludiert auch Kaltstarts, wobei die Abgasbestandteile CO2, CO, HC, NOx und Partikel gemessen und das Ergebnis beispielsweise in g/km ausgewiesen wird. Am Rollenprüfstand werden jedoch nur einzelne Fahrzeuge gemessen.
Für die LKW-Zertifizierung werden einzelne Motoren auf einem Motorenprüfstand betrieben, wobei das Ergebnis der Abgasmessung in g/kWh ausgewiesen wird. Im Unterschied zur PKW-Zertifizierung wird bei der LKW-Zertifizierung kein Kaltstarttest gefahren.
Bei Abgaskurztests für die wiederkehrende Überprüfung erfolgt bei Fremdzün- dungsmotoren eine Messung von λ und der CO-Konzentration bei einem stationären Null-Lastpunkt, z.B. bei erhöhter Lehrlaufdrehzahl (vergleiche PUCHER, E.: Überprüfung von im Verkehr befindlichen Katalysatorfahrzeugen VDI-Fortschritt- Berichte, Reihe 12, Nr. 121, Düsseldorf, 1988.). Bei Dieselmotoren wird die Rußtrübung (k-Wert) mittels freier Motorbeschleunigung bei Nulllast erfasst. Die Messungen erfolgen im Stillstand des Fahrzeugs und es können somit lediglich sogenannte Leerlauf-Betriebspunkte erfassen.
Ein weiteres Abgasmessverfahren, mit welchem sich die vorliegende Anmeldung befasst, ist die straßenseitige Abgasfernmessung im realen Straßenverkehr (Road Side Testing), wobei innerhalb kurzer Zeit eine große Anzahl von Fahrzeugen im realen Verkehr gemessen werden kann. Bekannte Verfahren arbeiten nach dem RSD-Messprinzip (Remote Sensing Detection). Bei diesem Verfahren wird zur Abgasfernmessung eine optische Messeinrichtung verwendet, welche im Wesentlichen aus einer Strahlungsquelle, einem Strahlungsempfänger, sowie allfälligen Spiegelelementen zum Umlenken der Anregungs- und/oder Messstrahlung besteht. Die Messstrahlung wird beim Durchtritt durch die Abgaswolke durch die einzelnen Abgasbestandteile in unterschiedlichen Wellenlängenberei- chen geschwächt bzw. absorbiert, so dass aus den Intensitätsänderungen in der Messstrahlung zumindest indirekt mittels Korrelationsverfahren auf die Anteile der Abgaskomponenten relativ zueinander geschlossen werden kann.
Ein derartiges Messverfahren ist beispielsweise aus der WO 00/26641 Al bekannt. Neben der eigentlichen Strahlungsmesseinheit weist das Messsystem weiters eine bildgebende Einheit zur Ermittlung des Kennzeichens, sowie Lichtschranken oder Induktionsschleifen zur Bestimmung der Geschwindigkeit und der Beschleunigung des Fahrzeugs auf.
Weiters ist aus der WO 98/37405 Alein Verfahren zur Abgasfernmessung bekannt, bei welcher als Strahlungsquelle ein breitbandiger IR-Lichtstrahl verwendet wird. Eine erste Wellenlänge der IR-Anregungsstrahlung wird durch CO2 absorbiert. Mit einer zweiten Wellenlänge der Anregungsstrahlung wird eine zweite Abgaskomponente, beispielsweise HC, CO oder NOx gemessen, und der Messwert durch Bildung des Quotienten auf den Messwert der CO2-Messung bezogen. Mit diesem Verfahren erhält man nach Vielfachmessungen und Anwendung von Korrelationsverfahren relative Angaben der Abgasbestandteile einer Abgaswolke jeweils bezogen auf den CO2-Gehalt, eine direkte Messung der Volums- oder Gewichtsanteile der einzelnen Abgaskomponenten, insbesondere aber der Bezugsgröße CO2, ist damit aber nicht möglich. Ein weiterer Nachteil bei der optischen Messung besteht darin, dass bei Straßen mit mehreren Fahrbahnen komplizierte optische Einrichtungen zu realisieren sind, welche meist Umlenkspiegel und/oder Überkopfanordnungen von Detektoren oder Strahlungsquellen benötigen und daher im realen Straßenverkehr oft nur schwer zu verwirklichen sind.
Weiters weist das Messsystem der WO 98/37405 Al eine Videokamera auf, welche mit der Auswerteeinrichtung verbunden ist und zur Identifizierung des Fahrzeugs dient, das den Messstrahl passiert. Ein ähnliches Videosystem ist bei einer Vorrichtung zur Abgasmessung aus der US 2004/0104345A1 bekannt.
Weitere gewichtige Nachteile ergeben sich bei der Abgasmessung von LKW, da die Auspuffendrohre im vorderen Viertel des Fahrzeugs angebracht sind und die notwendige Mehrfachmessung mittels des Messstrahls quer über die Fahrbahn durch Achsen, Räder und Anhängerstützen beeinträchtigt werden. Ebenso ist die Messung von Fahrzeugen mit Hochauspuff kaum möglich. Die aufwändige Strah- lenmesstechnik quer über die Fahrbahn führt darüber hinaus zu sehr kostenintensiven Konstruktionen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zur Messung von Abgasbestandteilen in der Abgaswolke von an einer Messvorrichtung vorbeifahrenden Kraftfahrzeugen zu entwickeln, welches die Nachteile bekannter Ver- fahren vermeidet und eine direkte Messung der Volums- oder Gewichtsanteile bestimmter Abgaskomponenten oder der Opazität (Abgastrübung) in der Abgaswolke zulässt. Die Vorrichtung soll unproblematisch auch bei Straßen mit mehreren Fahrbahnen sowie bei den gängigsten Fahrzeugtypen und Auspuffanordnungen eingesetzt werden können, sowie den fließenden Verkehr möglichst wenig beeinflussen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass am Fahrbahnrand, im Bereich der Fahrbahnoberfläche, oder über der Fahrbahn zumindest eine Abgas- sonde angebracht wird, dass direkt aus der Abgaswolke des Fahrzeugs eine Gasprobe entnommen wird, dass der Volums- oder Gewichtsanteil zumindest einer Abgaskomponente der Abgasprobe und/oder die Opazität der Abgasprobe gemessen und dem jeweils die Messvorrichtung passierenden Kraftfahrzeug zugeordnet wird. Falls zusätzlich die Verdünnung der Abgaswolke mit der Umgebungsluft berücksichtigt werden muss, kann das Luftverhältnis Lambda der Abgasprobe gemessen und davon der Grad der Verdünnung der Abgasprobe berechnet werden.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Messung von Abgasbestandteilen in der Abgaswolke von an der Messvorrichtung vorbeifahrenden Kraftfahrzeugen weist eine Analyseneinrichtung zur Bestimmung der Volums- oder Gewichtsanteile zumindest einer Abgaskomponente und/oder der Opazität auf, welche mit einer am Fahrbahnrand, im Bereich der Fahrbahnoberfläche oder über der Fahrbahn angeordneten Abgassonde zur Gewinnung einer Abgasprobe direkt aus der Abgaswolke in Verbindung steht. Weiters kann die Analyseneinrichtung eine Einrichtung zur Bestimmung des Luftverhältnisses der Abgasprobe aufweisen.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet somit den Vorteil, dass die einzelnen Abgasbestandteile sofort als Volums- oder Gewichtsanteil oder als Trübungskoeffizient ausgewiesen werden und nicht als Prozentanteil in Bezug auf einen angenommenen CO2-Gehalt der Abgaswolke. Die Abgasprobe wird durch eine Pumpbzw. Saugeinrichtung der Analyseneinrichtung in das Messgerät transportiert, wobei die Laufzeit der Probe vom Sondeneingang zum Messgerät bekannt ist und durch eine entsprechende zeitliche Korrektur eine eindeutige Zuordnung zum jeweils passierenden Fahrzeug möglich ist. Erfindungsgemäß wird das Passieren eines Fahrzeuges optisch, elektronisch, akustisch oder mittels Video-Bildverarbeitung detektiert, wobei das daraus abgeleitete Signal zur Steuerung der Probennahme und/oder für die Zuordnung der Messergebnisse zum jeweiligen Kraftfahrzeug sowie zur Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit und Beschleunigung herangezogen werden kann. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Kraftfahrzeug bildgebend, vorzugsweise durch ein Videosystem, erfasst und das Bildsignal dem Messsignal der zumindest einen Abgaskomponente der Opazität oder des Lambdawertes zugeordnet wird. Bei der Verwendung eines Videosystems kann das Videosignal einer Videoanalyse unterzogen werden und daraus die Fahrgeschwindigkeit und/oder die Änderung der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (Beschleunigung oder Abbremsung), sowie der Fahrzeugtyp (PKW, LKW, Bus, etc.) ermittelt werden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann die Ausdehnung der Abgaswolke des Fahrzeugs mit einem vorzugsweise mehrdimensionalen Wärmebildsystem erfasst werden und daraus die pro Zeiteinheit emittierte Abgasmenge bestimmt werden. Weiters ist es möglich aus der Ausdehnung der Abgaswolke ein Signal zur automatischen Positionierung der Abgassonde zu ermitteln. Eine am Fahrbahnrand angeordnete Abgassonde kann beispielsweise automatisch in der Höhe derart nachjustiert werden, dass die Abgasfahne vorbeifahrender LKWs optimal erfasst wird.
Schließlich ist es gemäß einer Weiterbildung der Erfindung möglich, den Betriebszustand des Motors eines Kraftfahrzeuges mit Hilfe eines Wärmesensors zu erfassen und zur Interpretation der Messergebnisse heranzuziehen. Beispielsweise kann mit Hilfe der abgestrahlten Wärme eines Motors festgestellt werden, ob sich dieser noch in einer Kaltstartphase oder bereits in der Normalbetriebsphase befindet.
Ein weiterer wichtiger Vorteil des hier beschriebenen Systems gegenüber den bekannten Verfahren mit Strahlungsquellen und Spiegeln ist dadurch gegeben, dass es äußerst klein gebaut werden kann (die Abgassonden müssen lediglich einige Millimeter dick sein) und es somit für den vorbeifahrenden Verkehr zu keinen Ablenkungen und damit sicherheitsrelevanten Beeinträchtigungen kommen kann.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von schematischen Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Messung von Abgasbestandteilen in der Abgaswolke eines Kraftfahrzeugs;
Fig. 2 ein Detail aus Fig. 1 in einer vergrößerten Darstellung; sowie
Fig. 3 eine Abgassonde der Vorrichtung nach Fig. 1 in einer alternativen Ausführungsvariante. — 3 —
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zur Messung von Abgasbestandteilen in der Abgaswoike 1 eines Kraftfahrzeuges 2, welches die Messvorrichtung 3 passiert, weist eine Analyseneinrichtung 4 auf, mit welcher der Volums- oder Gewichtsanteil einer oder mehrerer Abgaskomponenten, sowie die Opazität (Abgastrübung) bestimmt werden kann. Weiters kann die Analyseneinrichtung 4 eine Einrichtung zur Bestimmung des Luftverhältnisses Lambda der Abgasprobe aufweisen um die Verdünnung der Abgasprobe mit Umgebungsluft zu berücksichtigen.
Wie in Fig. 1 schematisch dargestellt, sind im Bereich der Fahrbahnoberfläche 5 pro Fahrbahn 6a, 6b einer mehrspurigen Straße 7 jeweils schematisch angedeutete Abgassonden 8, 8' vorgesehen, welche über Abgasleitungen 9, 9" mit der Analyseneinrichtung 4 in Verbindung stehen. Mit Hilfe der Abgassonde 8, welche beispielsweise durch ein offenes Schlauchende realisiert ist, kann über eine Saugeinrichtung in der Analyseneinrichtung 4 eine Abgasprobe direkt aus der Abgaswolke 1 eingesaugt und dem elektrooptischen oder elektrochemischen Sensoren in der Analyseneinrichtung zugeführt werden. Für die Auswertung der Messergebnisse und deren Ausgabe ist eine Auswerte- und Displayeinheit 10 (Messcomputer) in der Messeinrichtung 3 vorgesehen.
Die Messeinrichtung 3 weist weiters ein bildgebendes System 11, beispielsweise ein Videosystem, auf, dessen Videosignal zur Identifikation des Fahrzeugs 1, zur Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Fahrzeugbeschleunigung, aber auch zur Steuerung der Probennahme dienen kann. Beispielsweise kann über Magnetventile in der Analyseneinrichtung 4 die jeweilige Abgasleitung 9 bzw. 9' zur Aktivierung der Abgassonde 8 bzw. 8' freigeschaltet werden.
Weiters kann die Messvorrichtung 3 ein mehrdimensionales Wärmebildsystem 12 aufweisen, mit welchem die Ausdehnung der Abgaswolke 1 gemessen werden kann, um Absolutmengen der einzelnen Abgaskomponenten berechnen zu können.
Mit 13 ist ein optischer, elektronischer oder akustischer Sensor gekennzeichnet (beispielsweise Lichtschranke, Temperatursensor oder Mikrophon), mit welchem einerseits das Passieren eines Kraftfahrzeuges 1 detektiert werden kann, um Steuerbefehle für die Messeinrichtung 3 zu generieren oder auch - bei Verwendung eines Temperatursensors - Aussagen über den Betriebszustand des Motors des Kraftfahrzeuges 1 gewonnen werden können.
Die Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Schnittdarstellung gemäß Linie H-II der Abgassonde 8 im Bereich der Fahrbahn 6a, aus welcher erkennbar ist, dass die Abgasleitungen 9, 9' mit Hilfe von beidseitig angeordneten Überfahrrampen 14 auf der Fahrbahnoberfläche 5 verlegt werden können. Die eigentliche Sonde 8 kann als kurzes Schlauchstück 15 oder als Öffnung in der Abgasleitung 9 ausgebildet sein. Weiters ist es möglich, die Abgassonden 8, 81 sowie die Abgasleitungen 9, 9' in die Fahrbahn 5 einzulassen. Eine Überkopfanordnung zur Detektion das Abgases aus Hochauspuffanlagen ist ebenfalls möglich.
Gemäß der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsvariante ist die Abgassonde 8" im Bereich des Fahrbahnrandes 16 angeordnet, wobei die Sonde 8" an einem Stativ 17 befestigt ist und vertikal verschoben werden kann. Beispielsweise kann die Ausdehnung der Abgaswolke 1 mit dem Wärmebildsystem 12 erfasst und daraus ein Signal zur automatischen Höhenpositionierung der Abgassonde 8" ermittelt werden.
Im Bereich des Fahrbahnrandes können aber auch mehrere Abgassonden gleichzeitig eingesetzt werden um praktisch alle Auspufflagen gleichzeitig abzudecken. Beispielhaft seien die drei wichtigsten Bauarten für Auspuffanlagen von LKW genannt, nämlich seitlich, nach unten und Hochauspuff.

Claims

P A T E N T A N S P R U C H E
1. Verfahren zur Messung von Abgasbestandteilen in der Abgaswolke von an einer Messvorrichtung vorbeifahrenden Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass am Fahrbahnrand, im Bereich der Fahrbahnoberfläche oder über der Fahrbahn zumindest eine Abgassonde angebracht wird, dass direkt aus der Abgaswolke des vorbeifahrenden Fahrzeugs eine Gasprobe entnommen wird, dass der Volums- oder Gewichtsanteil zumindest einer Abgaskomponente und/oder die Opazität der Abgasprobe gemessen und dem jeweils die Messvorrichtung passierenden Kraftfahrzeug zugeordnet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftverhältnis Lambda der Abgasprobe gemessen und davon der Grad der Verdünnung der Abgasprobe berechnet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Passieren eines Kraftfahrzeuges optisch, elektronisch, akustisch oder mittels Video-Bildverarbeitung detektiert und das daraus abgeleitete Signal zur Steuerung der Probennahme und/oder für die Zuordnung der Messergebnisse zum jeweiligen Kraftfahrzeug herangezogen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug vorzugsweise durch ein Videosystem erfasst und das Bildsignal dem Messsignal der zumindest einen Abgaskomponente, der Opazität oder des Lambdawertes zugeordnet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Videosignal einer Videoanalyse unterzogen und daraus die Art des Kraftfahrzeugs, die Fahrgeschwindigkeit und/oder die Änderung der Fahrgeschwindigkeit ermittelt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnung der Abgaswolke mit einem vorzugsweise mehrdimensionalen Wärmebildsystem erfasst und daraus die pro Zeiteinheit emittierte Abgasmenge bestimmt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnung der Abgaswolke mit einem Wärmebildsystem erfasst und daraus ein Signal zur automatischen Positionierung der Abgassonde ermittelt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebszustand des Motors des Kraftfahrzeugs mit Hilfe eines Wärmesensors erfasst und zur Interpretation der Messergebnisse herangezogen wird.
9. Vorrichtung zur Messung von Abgasbestandteilen in der Abgaswolke (1) von an einer Messvorrichtung (3) vorbeifahrenden Kraftfahrzeugen (2), mit einer Auswerte- und Displayeinheit (10), dadurch gekennzeichnet, dass eine Analyseneinrichtung (4) zur Bestimmung der Volums- oder Gewichtsanteile zumindest einer Abgaskomponente und/oder der Opazität vorgesehen ist, welche mit zumindest einer am Fahrbahnrand (16), im Bereich der Fahrbahnoberfläche (5) oder über der Fahrbahn angeordneten Abgassonde (8, 8', 8") zur Gewinnung einer Abgasprobe direkt aus der Abgaswolke (1) in Verbindung steht.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Analyseneinrichtung (4) eine Einrichtung zur Bestimmung des Luftverhältnisses Lambda der Abgasprobe aufweist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (3) ein bildgebendes System (11), vorzugsweise ein Videosystem, aufweist, dessen Videosignal zur Identifikation des Fahrzeugs (1) und/oder zur Steuerung der Probenentnahme dient.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (3) ein Wärmebildsystem (12) aufweist, welches zur Bestimmung der Ausdehnung der Abgaswolke (1) dient.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Analyseneinrichtung (4) elektrooptische oder elektrochemische Sensoren aufweist, welche zur Messung der Volums- oder Gewichtsanteile zumindest einer Abgaskomponente aus der Gruppe CO2, CO, HC, NOx NO, NO2 und Rußpartikel sowie zur Messung der Abgastrübung dienen.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine, vorzugsweise in die Fahrbahnoberfläche (5) eingelassene, an der Fahrbahnoberfläche (5) oder über der Fahrbahn angeordnete Abgassonde (8, 8') pro Fahrbahn (6a, 6b) einer mehrspurigen Straße (7) vorgesehen ist.
PCT/AT2006/000185 2005-05-06 2006-05-04 Vorrichtung und verfahren zur abgasmessung an vorbeifahrenden kraftfahrzeugen WO2006119519A1 (de)

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