WO2018096785A1 - 模擬ガス発生装置、評価装置及び模擬ガス発生方法 - Google Patents

模擬ガス発生装置、評価装置及び模擬ガス発生方法 Download PDF

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WO2018096785A1
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隆宏 板谷
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株式会社堀場製作所
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation

Definitions

  • the present invention for example, generates a simulated gas that simulates exhaust gas discharged from an internal combustion engine, and supplies the simulated gas to a catalyst or the like to be evaluated, and an evaluation device including the simulated gas generator And a method for generating a simulated gas.
  • the exhaust gas discharged from the internal combustion engine changes its component gas type and the concentration of each component gas every moment depending on the operating conditions.
  • an internal combustion engine does not always burn near the stoichiometric range where oxygen and fuel burn without excess or deficiency, and the lean tendency where the fuel is lean and the rich tendency where there is a lot of fuel are used separately depending on the load conditions.
  • the fuel ratio is constantly changing. Therefore, in the conventional simulation gas generator for exhaust gas, as shown in Patent Document 1, several types of additive gases are added to the first gas in a switchable manner so that this change can be simulated. Therefore, it is possible to generate a simulated gas whose component changes.
  • the pressure of the first gas line varies with changes in temperature, flow rate, and the like.
  • the gas flowing through the discharge line is released into the atmosphere, and the pressure in the discharge line is kept relatively constant. Therefore, the pressures of the first gas line and the discharge line may be different.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and even when the state in which the additive gas is added to the first gas line and the state in which the additive gas is discharged to the discharge line are alternately switched,
  • the main object is to provide a simulated gas generator capable of controlling the flow rate of the additive gas added to the first gas line with good responsiveness.
  • the simulated gas generator according to the present invention is a simulated gas generator that generates a simulated gas by adding an additive gas to a first gas, and supplies the simulated gas to a predetermined evaluation object.
  • a first gas line that flows, a discharge line for gas discharge, an additive gas line through which the additive gas flows, a switching connection mechanism that connects the additive gas line to the first gas line or the discharge line in a switchable manner, and And a pressure control mechanism that controls the pressure of the discharge line based on a pressure suggestion value that is a value suggesting the pressure of the first gas line.
  • the pressure control mechanism since the pressure control mechanism that adjusts the pressure of the discharge line based on the pressure suggestion value of the first gas line is provided, the pressure control mechanism is the first gas.
  • the difference between the line pressure and the discharge line pressure can be controlled to be small. Therefore, when the connection destination of the additive gas line is switched from the discharge line to the first line by the switching connection mechanism, the additive gas at the target flow rate is supplied to the first gas line more accurately and with good responsiveness. Can do.
  • the pressure control mechanism includes a first sensor that detects a pressure suggestion value of the first gas line, a pressure adjusting unit provided on the discharge line, and the first And a control circuit that controls the pressure adjusting unit based on the pressure suggestion value output from the sensor.
  • the pressure control mechanism is a second sensor provided upstream of the pressure adjustment unit of the discharge line, and detects a pressure suggestion value that is a value suggesting the pressure of the discharge line. And a second sensor that further includes the second sensor.
  • the control circuit controls the pressure adjusting unit based on the pressure suggestion value indicated by the first sensor and the pressure suggestion value indicated by the second sensor.
  • the pressure control mechanism may reduce a difference between a pressure indicated by a pressure suggested value output from the first sensor and a pressure indicated by a pressure suggested value output from the second sensor. good.
  • the pressure control mechanism is configured so that the difference between the pressure indicated by the pressure suggested value output from the first sensor and the pressure indicated by the pressure suggested value output from the second sensor becomes a constant value. There may be.
  • the pressure control mechanism may further include a pressure control gas line that supplies a pressure control gas to the discharge line. If it is such, since a certain amount or more of gas can always flow through the discharge line while the pressure control gas is being supplied, the pressure of the discharge line is stably controlled by the pressure control unit. can do.
  • the simulated gas generator includes an evaluation target installation unit disposed on the first gas line and a heating furnace for heating the first gas, and the heating furnace is located upstream of the evaluation target installation unit. It is arrange
  • the additive gas can be added to the first gas heated by the heating furnace, which is particularly advantageous when the additive gas undergoes a chemical reaction at a high temperature. is there.
  • the first sensor is provided on the upstream side from the junction of the first gas line and the additive gas line, particularly on the upstream side of the heating furnace. If it is such, the influence of the pressure fluctuation at the time of switching between the case where the additive gas is added to the first gas line and the case where the additive gas is discharged to the discharge line can be avoided.
  • the pressure suggestion value of the gas line can be detected more stably.
  • the additive gas may be a plurality of types of gas added independently to the first gas line, and the switching connection mechanism may be provided in the addition line.
  • An embodiment capable of producing the same effect as the present invention is a simulated gas generator that generates a simulated gas by adding an additive gas to a first gas, and supplies the simulated gas to a predetermined evaluation object, A first gas line through which the first gas flows, a gas exhaust discharge line, an additive gas line through which the additive gas flows, and a switch that connects the additive gas line to the first gas line or the exhaust line in a switchable manner.
  • a simulated gas generator comprising: a connection mechanism; and a pressure control mechanism for controlling the pressure of the discharge line based on the pressure suggestion value; and an analyzer for analyzing a component of the simulated gas.
  • An evaluation apparatus that evaluates the evaluation object provided, and the evaluation object is a catalyst, a sensor, or a post-processing system including a catalyst and a sensor.
  • the simulation gas generation method uses a simulation gas generator that adds an additive gas to a first gas to generate a simulation gas and supplies the simulation gas to a predetermined evaluation target.
  • the generator can switch the first gas line through which the first gas flows, the discharge line for gas discharge, the additive gas line through which the additive gas flows, and the additive gas line to the first gas line or the exhaust line.
  • a pressure control mechanism for controlling the pressure of the discharge line, and controlling the pressure of the discharge line based on the pressure suggestion value of the first gas line.
  • the pressure control mechanism since the pressure control mechanism that adjusts the pressure of the discharge line based on the pressure of the first gas line is provided, the pressure control mechanism includes the first gas.
  • the difference between the line pressure and the discharge line pressure can be controlled to be small. Therefore, when the connection destination of the additive gas line is switched from the discharge line to the first line by the switching connection mechanism, the additive gas at the target flow rate is supplied to the first gas line more accurately and with good responsiveness. Can do.
  • the schematic diagram which shows the structure of the simulation gas generator which concerns on one Embodiment of this invention The schematic diagram which shows the gas flow in case the 3rd gas is added to evaluation object in the simulation gas generator which concerns on the same embodiment.
  • the schematic diagram which shows the flow of the gas in case the 4th gas is added to evaluation object in the simulation gas generator which concerns on the same embodiment.
  • the simulated gas generator 1 is used by being incorporated into an evaluation apparatus 100 that evaluates the performance of a catalyst or the like mounted on an automobile or the like, for example.
  • the evaluation apparatus 100 evaluates, for example, a catalyst that removes a predetermined component in exhaust gas discharged from an internal combustion engine, a sensor that detects a component contained in the exhaust gas, or a post-processing system that includes a catalyst or a sensor. It is intended to evaluate these performances.
  • the evaluation apparatus 100 includes the simulated gas generator 1 and an analyzer 2 that analyzes the components of the simulated gas.
  • the simulated gas generator 1 adds an additive gas to the first gas, generates a simulated gas that reproduces, for example, exhaust gas discharged from an internal combustion engine, and supplies the simulated gas to the catalyst or the like to be evaluated. Is.
  • the simulated gas generator 1 includes an evaluation target installation unit S that accommodates or connects the evaluation target, a first gas line 11 that supplies a simulation gas to the evaluation target installation unit S, and a gas
  • the discharge line 12 for discharging the gas to the outside, the additive gas line 13 through which the additive gas added to the first gas line 11 flows, and the additive gas line 13 can be switched to the first line 11 or the exhaust line 12
  • a pressure control mechanism 21 to be controlled.
  • the evaluation target installation portion S is a cell that houses, for example, a three-way catalyst that removes hydrocarbons, carbon monoxide, nitrogen oxides, and the like in the exhaust gas of an internal combustion engine.
  • the first gas line 11 for example, in the case of exhaust gas, the first gas serving as the base of the simulated gas such as nitrogen or water flows.
  • the first gas line 11 is provided with a first flow rate control device MFC1 such as a mass flow controller for flowing the first gas at a predetermined flow rate, and a water addition line 111 for adding water. .
  • the discharge line 12 discharges the simulated gas that has passed through the evaluation target installation part S to the outside, and discharges the additive gas to the outside without passing through the evaluation target installation part S.
  • a buffer tank BT that stabilizes the pressure may be provided in the discharge line 12.
  • the additive gas flowing through the additive gas line 13 changes the composition of the simulated gas, and is, for example, rich gas or lean gas.
  • the heating furnace 15 is arranged as far as possible from the catalyst or the like to be evaluated so that the temperature of the simulated gas supplied to the evaluation object installation unit S can be controlled more accurately. Specifically, it is arranged immediately before the mixer 16. For example, the additive gas line 13 merges with the first gas line 11 between the heating furnace 15 and the mixer 16.
  • the simulated gas generator 1 When the simulated gas generator 1 generates a gas that simulates exhaust gas, for example, it includes carbon monoxide, hydrocarbons, and nitrogen monoxide, which are components constituting the exhaust gas, separately from the additive gas line 13.
  • a second gas line 17 for adding the second gas may be further provided.
  • the second gas line 17 includes a second flow rate control device MFC2 such as a mass flow controller for controlling the flow rate of the second gas, and the first gas is interposed between the heating furnace 15 and the mixer 16. It joins the line 11.
  • the additive gas line 13 includes, for example, a third gas line 13a through which a rich gas that is a third gas containing hydrocarbons and a fourth gas line through which a lean gas that is a fourth gas containing oxygen and the like flows. 13b.
  • the third gas line 13a includes, for example, a third flow rate controller MFC3 such as a mass flow controller that controls the flow rate of rich gas, and a third gas flow rate such as a capillary that suppresses fluctuations in the flow rate of gas flowing through the third gas line 13a.
  • a resistor 13a1, a third gas addition line 13a2 for adding rich gas to the first gas line 11, and a third gas discharge line 13a3 for discharging rich gas to the discharge line 12 are provided.
  • the fourth gas line 13b includes, for example, a fourth flow rate controller MFC4 such as a mass flow controller that controls the flow rate of the lean gas, and a fourth flow rate such as a capillary that suppresses the flow rate of the gas flowing through the fourth gas line 13b.
  • a gas flow resistance 13b1, a fourth gas addition line 13b2 for adding lean gas to the first gas line 11, and a fourth gas discharge line 13b3 for discharging lean gas to the discharge line 12 are provided.
  • the switching connection mechanism 14 switches between the third gas switching connection mechanism 141 that switches the third gas addition line 13a2 and the third gas discharge line 13a3, and the fourth gas addition line 13b2 and the fourth gas discharge line 13b3.
  • the fourth gas switching connection mechanism 142 is provided.
  • the third gas switching connection mechanism 141 includes, for example, a third gas addition valve 141A such as an injector, and a third gas discharge valve 141B.
  • the third gas addition valve 141A is provided on the third gas addition line 13a2.
  • the third gas discharge valve 141B is provided on the third gas discharge line 13a3.
  • the fourth gas switching connection mechanism 142 includes, for example, a fourth gas addition valve 142A such as an injector, and a fourth gas discharge valve 142B.
  • the fourth gas addition valve 142A is provided on the fourth gas addition line 13b2.
  • the fourth gas discharge valve 142B is provided on the fourth gas discharge line 13b3.
  • the switching connection mechanism 14 includes a third gas switching control unit 141C and a fourth gas switching control unit 142C.
  • the control circuit 18 performs the function of each of these switching control units 141C and 142C.
  • the control circuit 18 includes, for example, a CPU, an internal memory, an I / O buffer circuit, an AD converter, and the like. Then, the CPU and peripheral devices cooperate in accordance with a control program stored in a predetermined area of the internal memory, so that the control circuit 18 functions as the third gas switching control unit 141C and the fourth gas switching control unit 142C. Demonstrate the function.
  • the third gas switching control unit 141C transmits an open / close signal to the third gas addition valve 141A and the third gas discharge valve 141B, and the rich gas flowing through the third gas line 13a is transferred to the third gas addition line 13a2. Or it is made to flow to either one of the 3rd gas discharge line 13a3.
  • the third gas addition valve 141A provided in the third gas addition line 13a2 is open, the third gas discharge valve 141B provided in the third gas discharge line 13a3 is closed. Be controlled.
  • the fourth gas switching control unit 142C transmits an open / close signal to the fourth gas addition valve 142A and the fourth gas discharge valve 142B, and the lean gas flowing through the fourth gas line 13b is transferred to the fourth gas addition line 13b2. Or it is made to flow to either one of the 4th gas discharge line 13b3. For example, when the fourth gas addition valve 142A provided in the fourth gas addition line 13b2 is open, the fourth gas discharge valve 142B provided in the fourth gas discharge line 13b3 is closed. Be controlled.
  • the pressure control mechanism 21 includes a first sensor 19 that detects a pressure suggestion value of the first gas line 11 and a second sensor 20 that detects a pressure suggestion value of the discharge line 12.
  • the first sensor 19 detects a pressure suggestion value of the first gas line 11 at a joint portion between the first gas line 11 and the additive gas line 13.
  • the joining portion includes not only the joining point of the first gas line 11 and the additive gas line 13 but also the first gas line 11 or the additive gas line 13 before and after the joining point.
  • the pressure suggestion value has a correlation with the pressure. It is a value that can be converted into a pressure by applying a predetermined calculation to the pressure suggestion value. For example, the gas temperature or the like can also be used as the pressure suggestion value. In this embodiment, the pressure value itself obtained from the pressure sensor is used as the pressure suggestion value.
  • the first sensor 19 is, for example, a pressure sensor provided immediately before the heating furnace 15 on the first gas line 11.
  • the second sensor 20 is provided in the discharge line 12 and is, for example, a pressure sensor.
  • the first sensor 19 plays a role in, for example, the third sensor 22 which is a pressure sensor provided on the additive gas line 13 in the vicinity of the junction of the additive gas line and the first gas line. You may make it fulfill. Further, when the temperature is set as the pressure suggestion value, the first sensor 19, the second sensor 20, and the third sensor 22 may be temperature sensors.
  • the pressure control mechanism 21 includes a pressure control valve 211 that is a pressure control unit provided in the discharge line 12, a pressure control gas line 212 that adds a pressure control gas to the discharge line 12, and the pressure control valve 211. And a valve control unit 213 for controlling the pressure control valve 211.
  • the pressure adjusting unit adjusts the pressure of the discharge line 12 by flow control, for example, a butterfly valve, a mass flow controller, an electropneumatic regulator that controls the air pressure steplessly in proportion to an electrical signal, or It may be provided with a valve structure such as a proportional control valve, or may be a motor or a pump.
  • the control circuit 18 has the function of the valve control unit 213. More specifically, the valve control unit 213 compares the pressure of the first gas line 11 output from the first sensor 19 with the pressure of the discharge line 12 output from the second sensor 20. Thus, the pressure of the discharge line 12 with respect to the pressure control valve 211, for example, with respect to the pressure control valve 211 so as to make the pressure of the discharge line 12 as close as possible to the pressure of the first gas line 11. Command signal.
  • the pressure control gas line 212 supplies, for example, a pressure control gas containing nitrogen to the discharge line 12.
  • This pressure control gas is always supplied to the discharge line 12 from, for example, a cylinder (not shown) (via a mass flow controller). This is because the pressure control valve 211 can perform its pressure control function.
  • the operation of the simulated gas generator 1 having such a configuration will be described with reference to the drawings.
  • the first gas, the second gas, the rich gas, and the lean gas that flow through the first gas line 11 are supplied to the mass flow controllers MFC1, MFC2, MFC3, and It is made to flow in a state where the flow rate is controlled to the required flow rate by the MFC 4 respectively.
  • the third gas switching control unit 141C opens the third gas addition valve 141A and opens the third gas discharge valve 141B. Control to close. In this way, as shown in FIG. 2, the flow path is switched so that the third gas is added to the first gas line 11.
  • the third gas switching control unit 141C closes the third gas addition valve 141A.
  • the third gas discharge valve 141B is controlled to open.
  • the fourth gas switching control unit 142C performs control so that the fourth gas addition valve 142A is closed and the fourth gas discharge valve 142B is opened. In this way, as shown in FIG. 3, the flow path is switched so that both the third gas and the fourth gas flow to the discharge line 12.
  • the fourth gas addition valve 142A is opened by the fourth gas switching control unit 142C, and the fourth gas discharge valve Control to close 142B.
  • the flow path is switched so that the fourth gas is added to the first gas line 11.
  • both the rich gas and the lean gas may be added to the first gas.
  • the valve control unit 213 compares the pressure of the first gas line 11 output from the first sensor 19 with the pressure of the discharge line 12 output from the second sensor 20.
  • the valve control unit 213 issues a command signal to the pressure control valve 211 so that the pressure of the discharge line 12 falls within a predetermined range of the pressure of the first gas line 11, that is, the discharge line 12. Is controlled so as to be as close as possible to the pressure of the first gas line 11.
  • the pressure of the discharge line 12 is controlled by the valve control unit 213 so as to be as close as possible to the pressure of the first gas line 11,
  • the pressure of the discharge line 12 can be a value close to or the same as the pressure of the first gas line 11. That is, the difference between the pressure in the discharge line 12 and the pressure in the first gas line 11 can be reduced.
  • the flow rate control devices MFC3 and MFC4 respectively set the predetermined values. Fluctuations in the flow rates of the third gas and the fourth gas that have been controlled can be suppressed.
  • the addition destination of the rich gas or lean gas is discharged from the first gas line 11. Even if it switches to the line 12 one after another, the rich gas or the lean gas having the target flow rate can be added to the first gas line 11 with good responsiveness.
  • the additive gas line 13 includes the third gas flow resistance 13a1 and the fourth gas flow resistance 13b1, the case where the third gas and the fourth gas are added to the first line 11, respectively, and the discharge It is possible to further suppress the flow rate fluctuation of the third gas or the fourth gas flowing through the additive gas line 13 when switching between when discharging to the line 12.
  • the evaluation apparatus 100 even if the pressure of the first gas line 11 is changed by changing the temperature of the heating furnace or exchanging the evaluation object such as a catalyst, Since the pressure can be changed in accordance with the pressure of the first gas line 11, it is effective when evaluating by changing the temperature condition one after another, or when evaluating by changing the evaluation target one after another. is there.
  • the first sensor 19 measures the pressure suggestion value of the first gas line 11 immediately before the heating furnace 15, the pressure suggestion value is obtained by the third sensor 22 provided on the additive gas line 13.
  • the connection of the additive gas line 13 is less susceptible to pressure fluctuations when the connection destination of the additive gas line 13 is switched between the first gas line 11 and the discharge line 12. Therefore, the pressure of the first gas line 11 can be detected stably.
  • the present invention is not limited to the above embodiment.
  • the case where the simulated gas that reproduces the exhaust gas of the internal combustion engine is generated is illustrated.
  • the present invention is not limited thereto, and various types of gases such as a gas generated from a battery that uses a chemical reaction may be used. It can be used when generating.
  • the simulated gas is a kind of mixed gas in which a plurality of types of gases are mixed.
  • the evaluation is not limited to the three-way catalyst, may be used other catalysts are not limited to the catalyst as described above, for example, to detect the components in the exhaust gas A / F sensor or O 2 sensor or the like for various A sensor or a post-processing system combining these catalysts and sensors may be used.
  • the evaluation apparatus 100 of the above embodiment supplies only the simulated gas to the evaluation target, but is not limited to this.
  • a mixed gas of simulated gas and actual gas simulated by the simulated gas may be supplied to the evaluation target, and only the actual gas is supplied to the evaluation target. May be.
  • the pressure control mechanism 21 may not necessarily include the second sensor.
  • the second gas line 17 and the additive gas line 13 are joined to the first gas line 11 on the downstream side of the heating furnace.
  • the second gas line 17 or the additive gas line 13 is The first gas line 11 may be merged upstream of the heating furnace. Further, the second gas line 17 or the additive gas line 13 may be merged with the first gas line 11 in the heating furnace.
  • the two kinds of gases, the third gas and the fourth gas are added so as to be switchable with respect to the first gas.
  • one kind or three or more kinds of gases are added to the first gas. It is good also as what is added so that change with respect to gas.
  • the valve control unit 213 controls the difference between the pressure indicated by the pressure suggested value of the discharge line 12 and the pressure indicated by the pressure suggested value of the first gas line 11 as small as possible. It is also possible to control the pressure difference to be a constant value by suppressing fluctuations in the difference between the pressure indicated by the pressure suggested value of the discharge line 12 and the pressure indicated by the pressure suggested value of the first gas line 11. .
  • the constant value includes an error.
  • the third gas switching control unit 141C controls the third gas to flow only to either the third gas addition line or the third gas discharge line. The flow may be controlled to flow through both the third gas addition line and the third gas discharge line.
  • the fourth gas switching control unit 142C controls the third gas to flow only to either the fourth gas addition line or the fourth gas discharge line. The gas may flow through both the fourth gas addition line and the fourth gas discharge line.
  • the pressure control mechanism 21 is configured to control the pressures of the third gas discharge line 13a3 and the fourth gas discharge line 14b3 (that is, a part of the discharge line 12) at once. It is not limited. In another embodiment, the pressure control mechanism 21 may be configured to individually control the pressures of the third gas discharge line 13a3 and the fourth gas discharge line 14b3 that are part of the discharge line 12. Specifically, as shown in FIG. 5, the pressure adjusting unit 211, the second sensor 20, and the buffer tank are provided on each of the third gas discharge line 13a3 and the fourth gas discharge line 14b3. May be.
  • the valve control unit 213 uses the pressure of the first gas line 11 output from the first sensor 19 and the third gas discharge line 13a3 (or fourth gas) output from the second pressure sensor 20a (or 20b).
  • the pressure of the discharge line 13b3) is compared so that the difference between the pressure of the third gas discharge line 13a3 (or the fourth gas discharge line 13b3) and the pressure of the first gas line 11 is as small as possible.
  • a signal for adjusting the opening degree is transmitted to the control valve 211a (or 211b). If it is such a form, the pressure control mechanism 21 can control the pressure of the 3rd gas exhaust line 13a3 and the 4th gas exhaust line 14b3 which are a part of the exhaust line 12 separately.
  • the third gas line 13a includes the third gas flow resistance 13a1 such as a capillary. In other embodiments, the third gas line 13a includes the third gas flow resistance 13a1. It does not have to be. Similarly, the fourth gas line 13b may not include the fourth gas flow resistance 13b1.
  • the addition added to the first gas line even when the state in which the additive gas is added to the first gas line and the state in which the additive gas is discharged to the discharge line are alternately switched.
  • a simulated gas generator or the like that can control the gas flow rate with good responsiveness can be provided.

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Abstract

添加ガスを第１ガスラインに添加している状態と排出ラインに排出している状態とを交互に切り替えた場合であっても、前記第１ガスラインに添加される添加ガスの流量を応答性良く制御することができる模擬ガス発生装置を提供する。第１ガスに添加ガスを加えて模擬ガスを発生させ、該模擬ガスを所定の評価対象に供給する模擬ガス発生装置であって、前記第１ガスが流れる第１ガスラインと、ガス排出用の排出ラインと、前記添加ガスが流れる添加ガスラインと、前記添加ガスラインを前記第１ガスライン又は排出ラインに切り替え可能に接続する切替接続機構と、前記第１ガスラインの圧力を示唆する値である圧力示唆値に基づいて、前記排出ラインの圧力を制御する圧力制御機構とを具備することを特徴とする模擬ガス発生装置とした。

Description

模擬ガス発生装置、評価装置及び模擬ガス発生方法
　本発明は、例えば内燃機関から排出される排ガス等を模擬した模擬ガスを発生させ、当該模擬ガスを評価対象である触媒等に供給する模擬ガス発生装置、当該模擬ガス発生装置を具備する評価装置及び模擬ガス発生方法に関するものである。
　内燃機関から排出される排ガスは、運転状況によって刻一刻、その成分ガスの種類や各成分ガスの濃度が変わる。
　例えば、内燃機関は常に酸素と燃料が過不足なく燃焼するストイキ近傍で燃焼しているわけではなく、負荷の状況によって燃料が希薄なリーン傾向と燃料が多いリッチ傾向とが使い分けられており、空燃比が常に変化している。
　そこで、従来の排ガス用の模擬ガス発生装置においては、この変化をシミュレーションできるように、特許文献１に示すように、第１ガスに対し、数種類の添加ガスを切り替え可能に添加して、時系列的に成分が変化する模擬ガスを発生できるようにしてある。
　ところで、このような模擬ガス発生装置には、排ガスの運転状況の変化をシミュレートできるだけの応答性が求められるため、前記添加ガスの切り替え応答性を向上させる必要がある。
　そこで、従来は、流量制御装置などによって流量をコントロールした添加ガスを、第１ガスが流れる第１ガスラインに対して添加する場合と、外部の排出ラインに排出する場合とをバルブ等によって切り替えられようにして、添加ガス切り替えの応答性向上を図っている。
　ところが、前記第１ガスラインには加熱機構が設けられていたり、第１ガスラインの下流には圧力損失を生じる触媒が設けられていたりする。それ故、該第１ガスラインの圧力は、温度や流量等の変化によって変動する。一方、前記排出ラインを流れるガスは大気中に放出されており、前記排出ラインの圧力は比較的一定に保たれている。そのため、第１ガスラインと排出ラインとの圧力が異なってしまう場合がある。
　そうすると、例えば、排出ラインに接続されて、前記流量制御装置によって所定値にコントロールされていた添加ガスの流量が、第１ガスラインに切り替えられた瞬間、該流量制御装置の背圧が変わって、一時的に変動することとなる。
　そして、その変動した流量を前記流量制御装置によって再び前記所定値に戻すまでに時間がかかってしまい、結果として所望の応答性を得られないという問題が生じ得る。
　かかる問題は、排ガス用の模擬ガス発生装置のみならず、他の種々のガスの模擬ガスを発生させる模擬ガス発生装置においても共通する。
特開２０１３－１３４１６６号公報
　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、添加ガスを第１ガスラインに添加している状態と排出ラインに排出している状態とを交互に切り替えた場合であっても、前記第１ガスラインに添加される添加ガスの流量を応答性良く制御することができる模擬ガス発生装置を提供することを主な目的とするものである。
　すなわち本発明に係る模擬ガス発生装置は、第１ガスに添加ガスを加えて模擬ガスを発生させ、該模擬ガスを所定の評価対象に供給する模擬ガス発生装置であって、前記第１ガスが流れる第１ガスラインと、ガス排出用の排出ラインと、前記添加ガスが流れる添加ガスラインと、前記添加ガスラインを前記第１ガスライン又は排出ラインに切り替え可能に接続する切替接続機構と、前記第１ガスラインの圧力を示唆する値である圧力示唆値に基づいて前記排出ラインの圧力を制御する圧力制御機構とを具備することを特徴とするものである。
　このような模擬ガス発生装置によれば、前記第１ガスラインの圧力示唆値に基づいて前記排出ラインの圧力を調節する圧力制御機構を具備しているので、前記圧力制御機構が前記第１ガスラインの圧力と排出ラインの圧力との差を小さくするように制御することができる。そのため、前記切替接続機構によって前記添加ガスラインの接続先を前記排出ラインから前記第１ラインに切り替えたときに、目標流量の添加ガスをより正確に応答性良く前記第１ガスラインに供給することができる。
　本発明の具体的な実施態様としては、前記圧力制御機構が、前記第１ガスラインの圧力示唆値を検出する第１センサと、前記排出ライン上に設けられた圧力調節部と、前記第１センサから出力される前記圧力示唆値に基づいて前記圧力調節部を制御する制御回路とを具備したものが挙げることができる。
　より具体的には、前記圧力制御機構が、前記排出ラインの圧力調節部よりも上流側に設けられた第２センサであって、該排出ラインの圧力を示唆する値である圧力示唆値を検出する第２センサをさらに備えるものが挙げられる。この場合には、前記制御回路が、前記第１センサが示す圧力示唆値と、前記第２センサが示す圧力示唆値とに基づいて、前記圧力調節部を制御する。
　前記圧力制御機構は、前記第１センサから出力される圧力示唆値が示す圧力と、前記第２センサから出力される圧力示唆値が示す圧力との差が小さくなるようにするものであっても良い。あるいは前記圧力制御機構は、前記第１センサから出力される圧力示唆値が示す圧力と、前記第２センサから出力される圧力示唆値が示す圧力との差が一定値となるようにするものであっても良い。
　前記圧力制御機構が、前記排出ラインに圧力調節ガスを供給する圧力調節ガスラインをさらに備えてもよい。このようなものであれば、圧力調節ガスを供給している間は前記排出ラインに常に一定量以上のガスを流すことができるので、前記圧力調節部によって前記排出ラインの圧力を安定して制御することができる。
　前記模擬ガス発生装置が、前記第１ガスライン上に配置された評価対象設置部と、前記第１ガスを加熱する加熱炉とを具備し、前記加熱炉が前記評価対象設置部の上流側に配置されたものであり、前記第１ガスラインと前記添加ガスラインとが、前記加熱炉と前記評価対象設置部との間、又は前記加熱炉内で合流しているものであっても良い。
　このようなものであれば、前記添加ガスを、加熱炉によって加熱された第１ガスに添加することができるので、特に、前記添加ガスが高温で化学反応するものである場合等には有利である。
　前記第１センサが前記第１ガスラインと添加ガスラインとの合流点より上流側、特に前記加熱炉の上流に設けられていることが好ましい。このようなものであれば、前記添加ガスが前記第１ガスラインに添加される場合と前記排出ラインに排出される場合とを切り替えた時の圧力変動の影響を避けることができ、前記第１ガスラインの圧力示唆値をより安定して検出することができる。
　前記添加ガスが、前記第１ガスラインに対してそれぞれ独立して添加される複数種類のガスであり、前記添加ラインに前記切替接続機構がそれぞれ設けられているものとしても良い。
　内燃機関から排出される排ガスを模擬する模擬ガスを発生させる場合等には、特に、運転状況によって模擬ガスの組成を経時的に次々と変化させることが求められる。そのため、本発明に係る模擬ガス発生装置による効果をより顕著に発揮することができる。
　本発明と同様の効果を奏することができる実施態様としては、第１ガスに添加ガスを加えて模擬ガスを発生させ、該模擬ガスを所定の評価対象に供給する模擬ガス発生装置であって、前記第１ガスが流れる第１ガスラインと、ガス排出用の排出ラインと、前記添加ガスが流れる添加ガスラインと、前記添加ガスラインを前記第１ガスライン又は排出ラインに切り替え可能に接続する切替接続機構と、前記排出ラインの圧力を、前記圧力示唆値に基づいて制御する圧力制御機構とを具備することを特徴とする模擬ガス発生装置と、模擬ガスの成分を分析する分析装置と、を具備した前記評価対象を評価する評価装置であり、前記評価対象が触媒、センサ、又は触媒及びセンサを備えた後処理システムである評価装置を挙げることができる。
　また本発明に係る模擬ガス発生方法は、第１ガスに添加ガスを加えて模擬ガスを発生させ、該模擬ガスを所定の評価対象に供給する模擬ガス発生装置を用いるものであり、前記模擬ガス発生装置は、前記第１ガスが流れる第１ガスラインと、ガス排出用の排出ラインと、前記添加ガスが流れる添加ガスラインと、前記添加ガスラインを前記第１ガスライン又は排出ラインに切り替え可能に接続する切替接続機構と、前記排出ラインの圧力を制御する圧力制御機構とを具備するものであり、前記第１ガスラインの圧力示唆値に基づいて、前記排出ラインの圧力を制御することを特徴とする。
　このような模擬ガス発生方法であれば、上述した模擬ガス発生装置により得られる作用効果と同様の作用効果を奏し得る。
　本発明に係る模擬ガス発生装置によれば、前記第１ガスラインの圧力に基づいて前記排出ラインの圧力を調節する圧力制御機構を具備しているので、前記圧力制御機構が、前記第１ガスラインの圧力と排出ラインの圧力との差を小さくするように制御することができる。そのため、前記切替接続機構によって前記添加ガスラインの接続先を前記排出ラインから前記第１ラインに切り替えたときに、目標流量の添加ガスをより正確に応答性良く前記第１ガスラインに供給することができる。
本発明の一実施形態に係る模擬ガス発生装置の構成を示す模式図。 同実施形態に係る模擬ガス発生装置において、第３ガスを評価対象に添加している場合のガスの流れを示す模式図。 同実施形態に係る模擬ガス発生装置において、第３ガス及び第４ガスを評価対象に両方排出している場合のガスの流れを示す模式図。 同実施形態に係る模擬ガス発生装置において、第４ガスを評価対象に添加している場合のガスの流れを示す模式図。 他の実施形態に係る模擬ガス発生装置の構成を示す模式図。
１００・・・評価装置
Ｓ・・・評価対象設置部
１・・・模擬ガス発生装置
１１・・・第１ガスライン
１２・・・排出ライン
１３・・・添加ガスライン
１４・・・加熱炉
１９・・・第１センサ
２１２・・・圧力調節ガスライン
２１３・・・弁制御部
　以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
　本実施形態に係る模擬ガス発生装置１は、例えば、自動車等に搭載される触媒等の性能を評価する評価装置１００に組み込まれて使用されるものである。
　前記評価装置１００は、例えば、内燃機関から排出される排ガス中の所定成分を除去する触媒や、前記排ガスに含まれる成分を検出するセンサ、又は触媒やセンサ等を備えた後処理システム等を評価対象とし、これらの性能を評価するものである。
　前記評価装置１００は、図１に示すように、前記模擬ガス発生装置１と、前記模擬ガスの成分を分析する分析装置２とを具備するものである。
　前記模擬ガス発生装置１は、第１ガスに添加ガスを加えて、例えば内燃機関から排出される排ガス等を再現した模擬ガスを発生させ、当該模擬ガスを前記評価対象である触媒等に供給するものである。
　前記模擬ガス発生装置１は、図１に示すように、前記評価対象を収容又は接続する評価対象設置部Ｓと、該評価対象設置部Ｓに模擬ガスを供給する第１ガスライン１１と、ガスを外部に排出する排出ライン１２と、前記第１ガスライン１１に対して添加される添加ガスが流れる添加ガスライン１３と、前記添加ガスライン１３を前記第１ライン１１又は排出ライン１２に切り替え可能に接続する切替接続機構１４と、前記第１ガスライン１１を流れるガスの温度を調節する加熱炉１５と、前記第１ガスライン１１を流れるガスを混合するミキサー１６と、前記排出ラインの圧力を制御する圧力制御機構２１とを備えるものである。
　前記評価対象設置部Ｓは、例えば、内燃機関の排ガス中の炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物等を除去する三元触媒等を収容するセルである。
　前記第１ガスライン１１は、例えば、排ガスの場合であれば、窒素や水などの前記模擬ガスのベースとなる第１ガスが流れるものである。
　この第１ガスライン１１には、前記第１ガスを予め決められた流量で流すための、例えばマスフローコントローラ等の第１流量制御装置ＭＦＣ１と、水を添加する水添加ライン１１１が備えられている。
　前記排出ライン１２は、前記評価対象設置部Ｓを通過した模擬ガスを外部に排出するとともに、前記添加ガスを前記評価対象設置部Ｓを通過させずに外部へ排出するものである。この排出ライン１２に、例えば、圧力を安定させるバッファタンクＢＴが設けられていてもよい。
　前記添加ガスライン１３を流れる添加ガスは、前記模擬ガスの組成を変化させるものであり、例えば、リッチガスやリーンガス等である。
　前記加熱炉１５は、前記評価対象設置部Ｓに供給される模擬ガスの温度をより正確に制御できるように、評価対象である触媒等とできるだけ距離を開けずに配置されている。具体的には、前記ミキサー１６の直前に配置されている。
　前記添加ガスライン１３は、例えば、この加熱炉１５と前記ミキサー１６との間で、前記第１ガスライン１１と合流している。
　前記模擬ガス発生装置１が、例えば排ガスを模擬するガスを発生させる場合には、前記添加ガスライン１３とは別に、排ガスを構成する成分である一酸化炭素、炭化水素及び一酸化窒素などを含む第２ガスを添加する第２ガスライン１７をさらに備えるものとしてもよい。
　本実施形態では、前記第２ガスライン１７は、前記第２ガスの流量を制御するマスフローコントローラなどの第２流量制御装置ＭＦＣ２を備え、前記加熱炉１５とミキサー１６との間で前記第１ガスライン１１に合流するものである。
　前記添加ガスライン１３は、ここでは、例えば、炭化水素等を含む第３ガスであるリッチガスが流れる第３ガスライン１３ａと、例えば、酸素等を含む第４ガスであるリーンガスが流れる第４ガスライン１３ｂとを具備するものである。
　前記第３ガスライン１３ａは、例えば、リッチガスの流量を制御するマスフローコントローラなどの第３流量制御装置ＭＦＣ３と、該第３ガスライン１３ａを流れるガスの流量変動を抑制するキャピラリー等の第３ガス流量抵抗１３ａ１と、リッチガスを前記第１ガスライン１１に添加する第３ガス添加ライン１３ａ２と、リッチガスを前記排出ライン１２に排出する第３ガス排出ライン１３ａ３とを具備するものである。
　同様に、前記第４ガスライン１３ｂは、例えば、リーンガスの流量を制御するマスフローコントローラなどの第４流量制御装置ＭＦＣ４と、該第４ガスライン１３ｂを流れるガスの流量を抑制するキャピラリー等の第４ガス流量抵抗１３ｂ１と、リーンガスを前記第１ガスライン１１に添加する第４ガス添加ライン１３ｂ２と、リーンガスを前記排出ライン１２に排出する第４ガス排出ライン１３ｂ３とを具備するものである。
　前記切替接続機構１４は、前記第３ガス添加ライン１３ａ２と第３ガス排出ライン１３ａ３とを切り替える第３ガス切替接続機構１４１、及び前記第４ガス添加ライン１３ｂ２と第４ガス排出ライン１３ｂ３とを切り替える第４ガス切替接続機構１４２を具備したものである。
　前記第３ガス切替接続機構１４１は、例えば、インジェクター等の第３ガス添加弁１４１Ａと、第３ガス排出弁１４１Ｂとを具備するものである。
　前記第３ガス添加弁１４１Ａは、前記第３ガス添加ライン１３ａ２上に設けられたものである。
　前記第３ガス排出弁１４１Ｂは、前記第３ガス排出ライン１３ａ３上に設けられたものである。
　前記第４ガス切替接続機構１４２は、例えば、インジェクター等の第４ガス添加弁１４２Ａと、第４ガス排出弁１４２Ｂとを備えたものである。
　前記第４ガス添加弁１４２Ａは、前記第４ガス添加ライン１３ｂ２上に設けられたものである。
　前記第４ガス排出弁１４２Ｂは、前記第４ガス排出ライン１３ｂ３上に設けられたものである。
　さらに、前記切替接続機構１４は、第３ガス切替制御部１４１Ｃ及び第４ガス切替制御部１４２Ｃを備えている。これら各切替制御部１４１Ｃ及び１４２Ｃは、制御回路１８がその機能を果たす。
　この制御回路１８は、例えば、ＣＰＵ、内部メモリ、Ｉ／Ｏバッファ回路、ＡＤコンバータ等を具備したものである。
　そして、内部メモリの所定領域に格納した制御プログラムに従ってＣＰＵ及び周辺機器が協働することにより、この制御回路１８が、前記第３ガス切替制御部１４１Ｃ及び第４ガス切替制御部１４２Ｃとしてのそれぞれの機能を発揮する。
　前記第３ガス切替制御部１４１Ｃは、前記第３ガス添加弁１４１Ａ及び第３ガス排出弁１４１Ｂに開閉信号を送信して、前記第３ガスライン１３ａを流れるリッチガスが、前記第３ガス添加ライン１３ａ２又は第３ガス排出ライン１３ａ３のどちらか一方に流れるようにするものである。
　例えば、前記第３ガス添加ライン１３ａ２に設けられた前記第３ガス添加弁１４１Ａが開いている場合には、前記第３ガス排出ライン１３ａ３に設けられた前記第３ガス排出弁１４１Ｂは閉じるように制御される。
　前記第４ガス切替制御部１４２Ｃは、前記第４ガス添加弁１４２Ａ及び第４ガス排出弁１４２Ｂに開閉信号を送信して、前記第４ガスライン１３ｂを流れるリーンガスが、前記第４ガス添加ライン１３ｂ２又は第４ガス排出ライン１３ｂ３のどちらか一方に流れるようにするものである。
　例えば、前記第４ガス添加ライン１３ｂ２に設けられた前記第４ガス添加弁１４２Ａが開いている場合には、前記第４ガス排出ライン１３ｂ３に設けられた前記第４ガス排出弁１４２Ｂは閉じるように制御される。
　前記圧力制御機構２１は、前記第１ガスライン１１の圧力示唆値を検出する第１センサ１９と、前記排出ライン１２の圧力示唆値を検出する第２センサ２０とを具備するものである。
　前記第１センサ１９は、前記第１ガスライン１１と前記添加ガスライン１３との合流部分の前記第１ガスライン１１の圧力示唆値を検出するものである。
　前記合流部分とは、前記第１ガスライン１１と前記添加ガスライン１３との合流点だけではなく、この合流点前後の前記第１ガスライン１１又は前記添加ガスライン１３を含むものである。
　なお、前記圧力示唆値とは、圧力と相関関係があるものである。この圧力示唆値に所定の演算を施すことにより、圧力に換算できる値のことである。
　例えば、ガスの温度等もこの圧力示唆値とすることができる。
　本実施形態では、圧力センサから得られた圧力値そのものを圧力示唆値としている。
　前記第１センサ１９は、たとえば、前記第１ガスライン１１上の前記加熱炉１５の直前に設けられた例えば、圧力センサである。
　前記第２センサ２０は、前記排出ライン１２に設けられたものであり、例えば、圧力センサである。
　なお、前記第１センサ１９は、例えば、前記添加ガスライン１３上の、前記添加ガスラインと前記第１ガスラインとの合流点近傍に設けられた圧力センサである第３センサ２２にその役割を果たさせるようにしてもよい。
　また、温度を圧力示唆値とする場合は、第１センサ１９、第２センサ２０及び第３センサ２２は、温度センサであってもよい。
　さらに、この前記圧力制御機構２１は、前記排出ライン１２に設けられた圧力調節部である圧力調節弁２１１と、前記排出ライン１２に対して圧力調節ガスを添加する圧力調節ガスライン２１２と、前記圧力調節弁２１１を制御する弁制御部２１３とを備えている。
　前記圧力調節部とは、流量制御によって前記排出ライン１２の圧力を調節するものであり、例えば、バタフライ弁やマスフローコントローラ、電気信号に比例して空気圧力を無段階で制御する電空レギュレータ、又は比例制御弁などの弁構造を備えたものであっても良いし、モータやポンプ等であっても良い。
　前記弁制御部２１３は、前記制御回路１８がその機能を担う。
　具体的に説明すると、この弁制御部２１３は、前記第１センサ１９から出力される前記第１ガスライン１１の圧力と前記第２センサ２０から出力される前記排出ライン１２の圧力とを比較して、前記圧力調節弁２１１に対して、前記排出ライン１２の圧力を、例えば、前記第１ガスライン１１の圧力に対して前記排出ライン１２の圧力をできるだけ近づけるように前記圧力調節弁２１１に対して指令信号を出すものである。
　前記圧力調節ガスライン２１２は、例えば、窒素などを含む圧力調節ガスを前記排出ライン１２に対して供給するものである。
　この圧力調節ガスは、例えば、図示しないボンベ等から（マスフローコントローラを介するなどして）、前記排出ライン１２に常に流されている。これは、前記圧力調節弁２１１がその圧力調節機能を発揮できるようにするためである。
　次に、このような構成の前記模擬ガス発生装置１の動作を、図面を参照して説明する。　本実施形態に係る模擬ガス発生装置１では、前記第１ガスライン１１を流れる前記第１ガス、第２ガス、リッチガス及びリーンガスを、それぞれのガスラインに設けられたマスフローコントローラＭＦＣ１、ＭＦＣ２、ＭＦＣ３及びＭＦＣ４によって、それぞれ必要な流量に流量制御した状態で流しておく。
　その上で、発生させる模擬ガスの組成を、例えばリッチガスを含むものにしたい場合には、第３ガス切替制御部１４１Ｃが、前記第３ガス添加弁１４１Ａを開き、前記第３ガス排出弁１４１Ｂを閉じるように制御する。このようにして、図２に示すように、第３ガスが前記第１ガスライン１１に添加されるように流路を切り替える。
　この状態から、続いて、模擬ガスの組成を、例えば、リッチガスもリーンガスも含まないストイキ状態の組成にしたい場合には、前記第３ガス切替制御部１４１Ｃは、前記第３ガス添加弁１４１Ａを閉じ、前記第３ガス排出弁１４１Ｂを開くように制御する。　さらに、前記第４ガス切替制御部１４２Ｃが、前記第４ガス添加弁１４２Ａを閉じ、前記第４ガス排出弁１４２Ｂを開くように制御する。このようにして、図３に示すように、第３ガスと第４ガスの両方が前記排出ライン１２に流れるように流路を切り替える。
　さらに、続いて、模擬ガスの組成を、例えば、リーンガスを含むものにしたい場合には、前記第４ガス切替制御部１４２Ｃによって、前記第４ガス添加弁１４２Ａが開いて、前記第４ガス排出弁１４２Ｂを閉じるように制御する。このようにして、図４に示すように、第４ガスが前記第１ガスライン１１に添加されるように流路を切り替える。　前記評価装置１００によって、前記評価対象を評価する際には、例えば、これらリッチ、ストイキ、リーンの各領域が交互に次々と現れるように模擬ガスを発生させる必要があるので、前述の切り替え操作を、例えば、５Ｈｚ以下のタイミングで複数回繰り返し行う。
　この実施形態では、リッチガスとリーンガスのいずれか一方を添加する場合を記載したが、これらリッチガス及びリーンガスの両方を第１ガスに対して添加するようにしても良い。
　このとき、前記弁制御部２１３が、前記第１センサ１９から出力される前記第１ガスライン１１の圧力と前記第２センサ２０から出力される前記排出ライン１２の圧力を比較している。そして前記弁制御部２１３は、前記圧力調節弁２１１に指令信号を出して、前記排出ライン１２の圧力が前記第１ガスライン１１の圧力の所定範囲内になるように、すなわち、前記排出ライン１２の圧力が前記第１ガスライン１１の圧力にできるだけ近づくように、該圧力調節弁２１１の開度をフィードバック制御する。
　このように構成された前記模擬ガス発生装置１によれば、前記弁制御部２１３によって前記排出ライン１２の圧力が、前記第１ガスライン１１の圧力にできるだけ近づくように制御されているので、前記排出ライン１２の圧力を前記第１ガスライン１１の圧力に近い値、又は同じ値にすることができる。すなわち、排出ライン１２の圧力と第１ガスライン１１の圧力との差を小さくすることができる。
　その結果、前記第３ガスライン１３ａ及び第４ガスライン１３ｂの接続先が、前記排出ライン１２から前記第１ガスライン１１に切り替えられたときに、前記流量制御装置ＭＦＣ３及びＭＦＣ４によってそれぞれ所定値にコントロールされていた第３ガス及び第４ガスの流量が変動することを抑えることができる。
　そのため、模擬ガスの組成を、例えば、リッチ領域、ストイキ領域、リーン領域の間で時系列的に刻々と変化させるような場合に、リッチガス又はリーンガスの添加先を、前記第１ガスライン１１と排出ライン１２との間で次々と切り替えても、目標流量のリッチガス又はリーンガスをそれぞれ応答性良く前記第１ガスライン１１に添加することができる。
　前記添加ガスライン１３が、前記第３ガス流量抵抗１３ａ１及び第４ガス流量抵抗１３ｂ１を備えているので、前記第３ガス及び第４ガスをそれぞれ前記第１ライン１１に添加する場合と、前記排出ライン１２に排出する場合との間で切り替えたときの、前記添加ガスライン１３を流れる第３ガス又は第４ガスの流量変動をさらに抑えることができる。
　また、前記評価装置１００において、加熱炉の温度を変化させたり、触媒等の評価対象を交換するなどして前記第１ガスライン１１の圧力が変化した場合であっても、前記排出ライン１２の圧力を前記第１ガスライン１１の圧力に合わせて変化させることができるので、温度条件を次々と変えて評価を行う場合や、評価対象を次々と交換して評価を行う場合などにも有効である。
　また、前記第１センサ１９が、加熱炉１５の直前の前記第１ガスライン１１の圧力示唆値を測っているので、前記添加ガスライン１３上に設けられた前記第３センサ２２で圧力示唆値を測定する場合に比べて、添加ガスライン１３の接続先を前記第１ガスライン１１と前記排出ライン１２との間で切り替えた際の圧力変動を受けにくい。そのため、前記第１ガスライン１１の圧力を安定して検出することができる。
＜その他の実施形態＞
　なお、本発明は、前記実施形態に限られるものではない。
　例えば、前記実施形態では、内燃機関の排ガスを再現した模擬ガスを発生させる場合を例示したが、これに限らず、例えば、化学反応を利用する電池から発生するガス等、様々な種類のガスを発生させる場合に使用できるものである。
　なお、模擬ガスとは、複数種類のガスが混合された混合ガスの一種である。
　前記評価対象は、三元触媒に限られず、他の触媒を用いても良い、前述したように触媒に限らず、例えば、排ガス中の成分を検出するＡ／ＦセンサやＯ２センサ等の各種センサでも良いし、これら触媒とセンサとを組み合わせた後処理システムであっても良い。
　前記実施形態の評価装置１００は、模擬ガスのみを評価対象に供給するものであったがこれに限定されない。他の実施形態では、模擬ガスと、当該模擬ガスが模擬する実ガスとの混合ガスを評価対象に供給するものであってもよく、当該実ガスのみを評価対象に供給するように構成されていてもよい。
　前記第１ガスライン１１の圧力示唆値と前記圧力調節部の制御値との関係をあらかじめ保存しておけば、前記圧力制御機構２１は、第２センサを必ずしも備えなくても良い。
　前記実施形態では、前記第２ガスライン１７及び添加ガスライン１３が前記加熱炉の下流側で前記第１ガスライン１１に合流するものとしたが、前記第２ガスライン１７又は添加ガスライン１３が前記加熱炉の上流側で前記第１ガスライン１１と合流するものとしても良い。　また、前記第２ガスライン１７又は添加ガスライン１３が、前記加熱炉内において、前記第１ガスライン１１と合流するものとしても良い。
　前記実施形態では、前記第３ガス及び第４ガスの２種類のガスを前記第１ガスに対して切り替え可能に添加するものとしたが、例えば、１種類又は３種類以上のガスを前記第１ガスに対して切り替え可能に添加するものとしても良い。
　前記実施形態では、前記弁制御部２１３が前記排出ライン１２の圧力示唆値が示す圧力と前記第１ガスライン１１の圧力示唆値が示す圧力との差ができるだけ小さくなるように制御していたが、前記排出ライン１２の圧力示唆値が示す圧力と前記第１ガスライン１１の圧力示唆値が示す圧力との差の変動を抑えて圧力差が一定値となるように制御することも可能である。前記一定値とは、誤差を含むものである。
　前記実施形態では、前記第３ガス切替制御部１４１Ｃは、第３ガスが前記第３ガス添加ライン又は第３ガス排出ラインのどちらか一方だけに流れるように制御していたが、第３ガスが、前記第３ガス添加ライン及び第３ガス排出ラインの両方に流れるように制御しても良い。
　前記実施形態では、前記第４ガス切替制御部１４２Ｃは、第３ガスが前記第４ガス添加ライン又は第４ガス排出ラインのどちらか一方だけに流れるように制御していたが、第４ガスが、前記第４ガス添加ライン及び第４ガス排出ラインの両方に流れるようにしても良い。
　前記実施形態では、圧力制御機構２１は、第３ガス排出ライン１３ａ３及び第４ガス排出ライン１４ｂ３（すなわち排出ライン１２の一部）の圧力を一挙に制御するように構成されていたが、これに限定されない。他の実施形態では、圧力制御機構２１は、排出ライン１２の一部である第３ガス排出ライン１３ａ３及び第４ガス排出ライン１４ｂ３の圧力を、個別に制御するように構成されていてもよい。
　具体的には、図５に示すように、第３ガス排出ライン１３ａ３及び第４ガス排出ライン１４ｂ３のそれぞれのライン上に、圧力調節部２１１、第２センサ２０及びバッファタンクを設けるように構成してもよい。ここで、弁制御部２１３は、第１センサ１９から出力される第１ガスライン１１の圧力と、第２圧力センサ２０ａ（又は２０ｂ）から出力される第３ガス排出ライン１３ａ３（又は第４ガス排出ライン１３ｂ３）の圧力とを比較し、第３ガス排出ライン１３ａ３（又は第４ガス排出ライン１３ｂ３）の圧力と、前記第１ガスライン１１の圧力との差ができるだけ小さくなるように、前記圧力調節弁２１１ａ（又は２１１ｂ）に対して開度を調整する信号を送信する。
　このような形態であれば、圧力制御機構２１は、排出ライン１２の一部である第３ガス排出ライン１３ａ３及び第４ガス排出ライン１４ｂ３の圧力を、個別に制御することができる。
　前記実施形態では、第３ガスライン１３ａは、キャピラリー等の第３ガス流量抵抗１３ａ１を具備していたが、他の実施形態では、第３ガスライン１３ａは第３ガス流量抵抗１３ａ１を具備していなくてもよい。同様に、第４ガスライン１３ｂは第４ガス流量抵抗１３ｂ１を具備していなくてもよい。
　その他、本発明は、前記実施形態に限られること無く、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
　本発明によれば、添加ガスを第１ガスラインに添加している状態と排出ラインに排出している状態とを交互に切り替えた場合であっても、前記第１ガスラインに添加される添加ガスの流量を応答性良く制御することができる模擬ガス発生装置等を提供できる。

Claims (13)

  1. 　第１ガスに添加ガスを加えて模擬ガスを発生させ、該模擬ガスを所定の評価対象に供給する模擬ガス発生装置であって、
    　前記第１ガスが流れる第１ガスラインと、
    　ガス排出用の排出ラインと、
    　前記添加ガスが流れる添加ガスラインと、
    　前記添加ガスラインを前記第１ガスライン又は排出ラインに切り替え可能に接続する切替接続機構と、
    　前記第１ガスラインの圧力を示唆する値である圧力示唆値に基づいて、前記排出ラインの圧力を制御する圧力制御機構とを具備することを特徴とする模擬ガス発生装置。
  2. 　前記圧力制御機構が、
    　前記第１ガスラインの圧力示唆値を検出する第１センサと、
    　前記排出ライン上に設けられた圧力調節部と、
    　前記第１センサから出力される前記圧力示唆値に基づいて、前記圧力調節部を制御する制御回路とを具備するものである請求項１記載の模擬ガス発生装置。
  3. 　前記圧力制御機構が、前記排出ラインの圧力調節部よりも上流側に設けられ、該排出ラインの圧力を示唆する値である圧力示唆値を検出する第２センサをさらに備え、
    　前記制御回路が、前記第１センサから出力される圧力示唆値と、前記第２センサから出力される圧力示唆値とに基づいて前記圧力調節部を制御する請求項２記載の模擬ガス発生装置。
  4. 　前記圧力制御機構は、前記第１センサから出力される圧力示唆値が示す圧力と、前記第２センサから出力される圧力示唆値が示す圧力との差を小さくするように制御するものである請求項３記載の模擬ガス発生装置。
  5. 　前記圧力制御機構は、前記第１センサから出力される圧力示唆値が示す圧力と、前記第２センサから出力される圧力示唆値が示す圧力との差が一定値となるように制御するものである請求項３又は４記載の模擬ガス発生装置。
  6. 　前記排出ラインに圧力調節ガスを供給する圧力調節ガスラインをさらに備えるものである請求項１、２、３、４又は５記載の模擬ガス発生装置。
  7. 　前記模擬ガス発生装置が、前記第１ガスライン上に配置された評価対象設置部と、前記第１ガスを加熱する加熱炉とを具備し、
    　前記加熱炉が前記評価対象設置部の上流側に配置されたものであり、前記第１ガスラインと前記添加ガスラインとが、前記加熱炉と評価対象設置部との間又は前記加熱炉内で合流している請求項１乃至６のいずれか記載の模擬ガス発生装置。
  8. 　前記第１センサが前記第１ガスラインと添加ガスラインとの合流点よりも上流側に設けられている請求項７記載の模擬ガス発生装置。
  9. 　前記第１センサが前記加熱炉の上流に配置されている請求項７又は８記載の模擬ガス発生装置。
  10. 　前記添加ガスが、前記第１ガスラインに対してそれぞれ独立して添加される複数種類のガスであり、前記添加ガスラインに前記切替接続機構がそれぞれ設けられている請求項１乃至９のいずれか記載の模擬ガス発生装置。
  11. 　内燃機関から排出される排ガスを模擬する模擬ガスを発生させる請求項１乃至１０のいずれか記載の模擬ガス発生装置。
  12. 　請求項１記載の模擬ガス発生装置と、模擬ガスの成分を分析する分析装置と、を具備した前記評価対象を評価する評価装置であり、
    　前記評価対象が触媒、センサ、又は触媒及びセンサを備えた後処理システムである評価装置。
  13. 　第１ガスに添加ガスを加えて模擬ガスを発生させ、該模擬ガスを所定の評価対象に供給する模擬ガス発生装置を用いた模擬ガス発生方法であって、
    　前記模擬ガス発生装置は、
    　　前記第１ガスが流れる第１ガスラインと、
    　　ガス排出用の排出ラインと、
    　　前記添加ガスが流れる添加ガスラインと、
    　　前記添加ガスラインを前記第１ガスライン又は排出ラインに切り替え可能に接続する切替接続機構と、
    　　前記排出ラインの圧力を制御する圧力制御機構とを具備するものであり、
    　前記第１ガスラインの圧力示唆値に基づいて、前記排出ラインの圧力を制御することを特徴とする模擬ガス発生方法。
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