WO2019225591A1 - 分析システム及び分析方法 - Google Patents

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WO2019225591A1
WO2019225591A1 PCT/JP2019/020068 JP2019020068W WO2019225591A1 WO 2019225591 A1 WO2019225591 A1 WO 2019225591A1 JP 2019020068 W JP2019020068 W JP 2019020068W WO 2019225591 A1 WO2019225591 A1 WO 2019225591A1
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exhaust gas
particulate matter
air
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貴史 松山
郁恵 ▲高▼木
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株式会社堀場製作所
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    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Definitions

  • the present invention relates to an analysis system and an analysis method for analyzing exhaust gas discharged from an engine, for example.
  • Patent Document 1 As an analysis system, as shown in Patent Document 1, for example, exhaust gas from an engine is diluted with a dilution gas and sampled, and components contained in the sampled diluted exhaust gas are analyzed to analyze concentrations and masses of various components. Or measuring the weight or number of particulate matter contained in the diluted exhaust gas.
  • the above-described analysis system takes in the air in the test chamber through a filter or the like and purifies the diluted air.
  • An apparatus is used, and this purified dilution air is used as a dilution gas.
  • the particulate matter described above should be included in the exhaust gas discharged from the engine. May affect the analysis results.
  • the particulate matter contained in the air in the test chamber is supplied to the engine not only when analyzing the exhaust gas from the engine alone, but also when directly sampling without diluting the exhaust gas. It can be said in common. Furthermore, the same can be said in the case of analyzing discharged water or the like in a fuel cell vehicle that generates electricity by reacting air and hydrogen in a test chamber.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its main problem is to enable exhaust gas analysis while taking into consideration the influence of particulate matter contained in the air in the test chamber. .
  • the analysis system is an analysis system for analyzing air in a test room in which a test piece that is a vehicle or a part thereof is arranged, and sampling for collecting particulate matter contained in the air in the test room. And a first analysis unit for analyzing the particulate matter collected by the sampling unit, and an analysis result output unit for outputting the analysis result of the first analysis unit.
  • the particulate matter contained in the air in the test chamber is analyzed, so that the mass and number of the particulate matter contained in the air can be known, for example, titanium (Ti) is detected. If it is possible to estimate that dust due to brake wear is contained in the air in the test chamber, or if components (such as aluminum (Al)) used in the test chamber building materials are detected, the building materials, etc. It can be estimated that fine particles generated from the above are contained in the air in the test chamber. Thereby, for example, it becomes possible to analyze exhaust gas while considering whether particulate matter (hereinafter also referred to as pollutant) that may affect exhaust gas analysis is included in the air in the test chamber.
  • pollutant particulate matter
  • a second analysis unit for analyzing the discharge discharged from the specimen It is preferable to further comprise a data storage unit that stores the analysis result of the first analysis unit and the analysis result of the second analysis unit in association with each other.
  • a dynamometer that applies a load to the specimen, and an exhaust gas sampling device that collects the exhaust gas discharged from the specimen; and the sampling unit is configured to collect the exhaust gas from the test chamber during the collection of the exhaust gas by the exhaust gas sampling device. It is preferable to collect particulate matter contained in the air. According to such an analysis system, the collection of exhaust gas and the collection of air in the test chamber are synchronized, so if a pollutant is detected from the air in the test chamber, the pollutant is included in the exhaust gas from the engine. This makes it easier to judge the effectiveness of the exhaust gas analysis results.
  • the first analysis unit measures the mass or number of particulate matter collected by the sampling unit, and the second analysis unit analyzes a component contained in the emission, or It is preferable to measure the mass or number of particulate matter contained in the discharge.
  • the second analysis unit performs various analyzes (such as exhaust gas component analysis and particulate matter) while considering how much particulate matter is contained in the air in the test chamber. Measurement).
  • the first analysis unit performs elemental analysis of the particulate matter collected by the sampling unit, and the second analysis unit analyzes a component contained in the emission or the emission It is preferable to measure the mass or number of the particulate matter contained.
  • the second analysis unit is considered in consideration of whether the element affects the analysis result of the second analysis unit.
  • the source of particulate matter in the test chamber the source data storage unit storing the source estimation data associated with the elements contained in the source, the analysis result of the first analyzer and the source It is preferable to further include a generation source estimation unit that estimates the generation source of the particulate matter contained in the air in the test chamber based on the estimation data.
  • a generation source estimation unit that estimates the generation source of the particulate matter contained in the air in the test chamber based on the estimation data.
  • an effectiveness determination unit that determines the validity of the analysis result of the second analysis unit based on the analysis result of the first analysis unit.
  • the sampling port of the sampling unit is disposed in the vicinity of the intake port of the engine of the specimen.
  • the analysis method according to the present invention is an analysis method for analyzing exhaust gas discharged from air in a test chamber in which a test piece that is a vehicle or a part thereof is arranged, and is included in the air in the test chamber.
  • exhaust gas analysis can be performed while considering the influence of particulate matter contained in the air in the test chamber.
  • the whole schematic diagram of the analysis system concerning this embodiment.
  • the schematic diagram which shows the structure of the environment analyzer which concerns on the same embodiment.
  • the functional block diagram which shows the function of the information processing apparatus which concerns on the same embodiment.
  • the flowchart which shows operation
  • the functional block diagram which shows the function of the information processing apparatus which concerns on other embodiment.
  • the whole schematic diagram of the analysis system concerning other embodiments.
  • the analysis system 100 of the present embodiment is an exhaust gas analysis system used for evaluating the performance and the like of a specimen equipped with the engine E. As shown in FIG. It analyzes the exhaust gas discharged from The analysis of exhaust gas is to analyze the components contained in the exhaust gas and measure the concentration and mass of various components, or to measure PM (mass), PN (number), etc. contained in the exhaust gas.
  • An engine is an internal combustion engine (external combustion engine) or an external combustion engine (external combustion engine) used in vehicles, ships, airplanes, and the like. Note that the specimen provided with the engine E is a concept including the engine E alone.
  • the specimen does not necessarily include the engine E as long as it includes a rotating body, and may be, for example, a fuel cell vehicle (hereinafter referred to as FCV), an electric vehicle (hereinafter referred to as EV), or a part thereof. .
  • FCV fuel cell vehicle
  • EV electric vehicle
  • the hybrid vehicle (henceforth HV) provided with both the engine and the motor may be sufficient.
  • the analysis target of the analysis system 100 is not limited to the exhaust gas, and may be an exhaust discharged from the specimen such as water discharged from the tail pipe.
  • the test vehicle V on which the engine E is mounted is run on the chassis dynamometer 10 to analyze the exhaust gas
  • the engine dynamo is connected to the engine E alone to analyze the exhaust gas.
  • the exhaust gas may be analyzed by connecting a dynamometer to a power train to which the engine E is connected.
  • the analysis system 100 analyzes a chassis dynamometer 10 that applies a load to the test vehicle V, an exhaust gas sampling device 20 that collects exhaust gas discharged from the engine E, and an exhaust gas collected by the exhaust gas sampling device 20. And an exhaust gas analyzer 30 (second analysis section in the claims).
  • the chassis dynamometer 10 includes a rotating drum 11 on which a driving wheel of the test vehicle V is mounted.
  • the rotating drum 11 is provided for each of the front wheel and the rear wheel of the test vehicle V.
  • the rotating drum 11 may be provided for only one of the rear wheels.
  • the exhaust gas sampling device 20 collects part or all of the exhaust gas flowing through the exhaust pipe E1 connected to the engine E.
  • the exhaust gas sampling device 20 samples the exhaust gas in a whole amount, dilutes the exhaust gas sampled in the whole amount with a dilution gas, generates a diluted exhaust gas, and is configured to have a constant capacity sampling so that the flow rate of the diluted exhaust gas becomes constant.
  • CVS CVS
  • the diluted exhaust gas is stored in the first gas storage bag M1 in the state where the total flow rate of the exhaust gas and the diluted gas, that is, the flow rate of the diluted exhaust gas is constant, and the diluted gas is stored in the second gas.
  • the gas is stored in the gas storage bag M2.
  • the dilution gas is dilution air that has been purified by the air purifier DAR taking in the air in the test chamber X through a filter (not shown).
  • the exhaust gas analyzer 30 analyzes the components contained in the exhaust gas and measures the concentration and / or mass of various components. Specifically, the exhaust gas analyzer 30 analyzes the gas stored in each of the storage bags M1 and M2, and measures the concentrations of the components to be measured such as HC, NO x , CO, and CO 2 contained in these gases. Based on the measurement result, the concentration of the measurement target component contained in the exhaust gas discharged from the engine E is calculated.
  • the analysis system 100 of the present embodiment acquires the environment analysis apparatus 40 that analyzes the environment in which the exhaust gas analysis is performed, that is, the air in the test chamber X, and the above-described exhaust gas analysis result and the analysis result by the environment analysis apparatus 40. And an information processing apparatus C.
  • the environmental analysis apparatus 40 detects secondary X-rays generated by irradiating the sample S with primary X-rays, and performs component analysis of the sample S. X-ray analyzer.
  • the environmental analysis device 40 here is, for example, a wavelength dispersive X-ray fluorescence analyzer that is disposed in the test chamber X and analyzes the particulate matter contained in the air in the test chamber X as the sample S. 50 and a data processing unit 60 that exchanges signals with the apparatus main body 50.
  • the apparatus main body 50 detects a fluorescent X-ray generated from the sampling unit 51 that collects the particulate matter contained in the air in the test chamber X, and irradiates the collected particulate matter with primary X-rays. And an analysis unit 52.
  • the sampling unit 51 includes a filter F that collects particulate matter, a sampling channel L that sucks air in the test chamber X and guides it to the filter F, and a suction pump P provided in the sampling channel L. doing. More specifically, the sampling unit 51 of the present embodiment is a winding type that winds up the filter F using a pair of reels R, and the particulate matter is applied to the filter F over a predetermined sampling time. After the collection, the filter F is transported to the analysis unit 52. Note that the sampling unit 51 may be of a batch type in which the user removes the filter F after collecting the particulate matter from the sampling flow path L and sets it in the analysis unit 52.
  • the sampling unit 51 is disposed in the test chamber X so as to collect a part of the air taken into the test vehicle V. Specifically, as shown in FIG. It is preferable that La is provided in front of the test vehicle V and is provided in the vicinity of the intake port of the test vehicle V.
  • the blower fan A is installed in front of the test vehicle V, and the sampling port La is provided between the test vehicle V and the blower fan A.
  • the sampling unit 51 is provided with a collected amount measuring unit 53 for measuring the collected amount (mass) of the particulate matter collected by the filter F.
  • the collected amount measuring unit 53 includes a ⁇ -ray source 531 that irradiates the collected particulate matter with ⁇ -rays, and a ⁇ -ray detector 532 that detects ⁇ -rays that have passed through the particulate matter. . Thereby, the amount of particulate matter collected can be determined based on the ⁇ -ray intensity detected by the ⁇ -ray detector 532.
  • the collection amount may be obtained by subtracting the mass of the filter F before collection from the mass of the filter F after collection.
  • the analysis unit 52 includes an X-ray source 521 that irradiates the particulate matter collected by the filter F with X-rays, and an X-ray detector 522 that detects fluorescent X-rays generated from the particulate matter.
  • An example of the X-ray source 521 is one that generates X-rays by irradiating a metal such as palladium with electrons.
  • Examples of the X-ray detector 522 include a silicon semiconductor detector and a silicon drift detector.
  • the data processing unit 60 physically includes a CPU, an internal memory, an input / output interface, an AD converter, and the like. Based on the inspection program stored in the internal memory, the CPU and other components are Functions of the element analysis unit 61 that analyzes elements contained in the particulate matter and the analysis result output unit 62 that outputs the result of element analysis by the element analysis unit 61 (first analysis unit in the claims) by collaborating with each other It has.
  • the element analysis unit 61 acquires the X-ray intensity signal output from the above-described X-ray detector 522, and at least qualitatively analyzes the element contained in the particulate matter. Specifically, the detected fluorescence The element corresponding to the peak appearing in the X-ray spectrum is specified.
  • the data processing unit 60 of the present embodiment further includes a function as a collection amount calculation unit 63 that acquires the ⁇ -ray intensity signal output from the ⁇ -ray detector 532 and calculates the collection amount. Yes.
  • the element analysis part 61 carries out quantitative analysis of the density
  • the analysis result output unit 62 outputs the elemental analysis result by the elemental analysis unit 61 to the information processing apparatus C.
  • the output elemental analysis result includes at least a qualitative analysis result, that is, a particulate matter.
  • the identified element information is included.
  • the analysis result output unit 62 here outputs a quantitative analysis result, that is, information indicating the concentration (for example, mass concentration or element concentration) and mass of the identified element as the element analysis result.
  • the element analysis result may be output to the information processing device C via a wired or wireless connection.
  • the element analysis result may be output to an external memory such as a USB memory.
  • the element analysis result stored in the external memory may be acquired by the information processing apparatus C at an appropriate timing.
  • the information processing apparatus C is a dedicated or general-purpose computer including a CPU, an internal memory, an input / output interface, an AD converter, and the like, and is provided in a room separate from the test room X, for example. And this information processing apparatus C is based on the program stored in the internal memory, and as shown in FIG. 3, by cooperating CPU and other components, exhaust gas analysis result reception part C1, elemental analysis result The reception unit C2, the data storage unit C3, the validity determination unit C4, and the like are configured to exhibit functions. Hereinafter, each part will be described.
  • the exhaust gas analysis result receiving unit C1 receives the exhaust gas analysis result obtained by the above-described exhaust gas analyzer 30, and includes components contained in the exhaust gas, concentrations and / or masses of those components, and PM contained in the exhaust gas. And PN are accepted.
  • the elemental analysis result receiving unit C2 receives the elemental analysis result output by the analysis result output unit 62, receives at least a qualitative analysis result obtained by qualitatively analyzing particulate matter contained in the air in the test chamber X, Then, a quantitative analysis result obtained by quantitatively analyzing the particulate matter is also accepted.
  • the data storage unit C3 stores the exhaust gas analysis result received by the exhaust gas analysis result receiving unit C1 and the element analysis result received by the elemental analysis result receiving unit C2 in association with each other.
  • the data storage unit C3 includes, for example, the exhaust gas analysis result so that at least part of the exhaust gas sampling time zone by the exhaust gas sampling device 20 overlaps the air in the test chamber X by the sampling unit 51 with the sampling time zone.
  • the elemental analysis results are stored in synchronization.
  • the data storage unit C3 combines the exhaust gas analysis result and the elemental analysis result of the air in the test chamber X collected from the analyzed exhaust gas sampling start time to the exhaust gas sampling end time. I remember it.
  • the exhaust gas analysis result and the elemental analysis result so that at least a part of the collected analysis time zone of the exhaust gas and the collected analysis time zone of the air in the test chamber X overlap. And may be stored in synchronization with each other.
  • the effectiveness determination unit C4 determines the effectiveness of the exhaust gas analysis result based on the elemental analysis result output by the analysis result output unit 62.
  • the effectiveness determination unit C4 includes the element information included in the elemental analysis result, that is, the concentration of one or more predetermined elements (hereinafter referred to as contaminating elements) predetermined by the user among the elements detected by the qualitative analysis. Alternatively, the mass is compared with a threshold value (including zero) determined for each predetermined element.
  • the effectiveness determination unit C4 determines that the exhaust gas analysis result is valid when the concentration or mass of the polluting element is equal to or less than the threshold value. It is determined that the result is invalid, and these determination results are output to, for example, a display.
  • the effectiveness determination unit C4 may be configured to output the elemental analysis result (contamination element concentration or mass) to a display or the like so as to be comparable to a threshold value without outputting the determination result.
  • the contaminating element is an element that constitutes a particulate matter that can be contained in the air in the test chamber X, and is an element that affects the exhaust gas analysis when supplied to the engine E, for example.
  • dust contained in tires and brakes dust generated from a rotating body, dust generated from an operator, fine particles generated from building materials in the test chamber X, and the like are included as contamination elements.
  • titanium (Ti) contained in the brake aluminum (Al) contained in the building material of the test room X
  • iron (Fe) contained in the rotating body such as the rotating drum 11 constituting the chassis dynamometer 10, etc. It is.
  • an element that does not affect the exhaust gas analysis may be used as a contaminating element, and the user may appropriately select and change the contaminating element.
  • the exhaust gas sampling device 20 collects exhaust gas discharged from the engine E (S11).
  • the exhaust gas is diluted with a dilution gas
  • the diluted exhaust gas is stored in the first gas storage bag M1
  • the dilution gas is stored in the second gas storage bag M2.
  • the exhaust gas analyzer 30 analyzes the components contained in each gas, and the concentrations and / or masses of various components, PM / PN, etc. Is measured (S12).
  • the exhaust gas analysis result is output from the exhaust gas analysis device 30 to the information processing device C (S13).
  • the sampling unit 51 of the environmental analysis device 40 starts collecting the air in the test chamber X before or simultaneously with the timing of starting the above-described collection of the exhaust gas (S21). Thereby, the air in the test chamber X is collected during the collection of the exhaust gas described above, and the particulate matter contained in the collected air is collected by the filter F.
  • the filter F is sent to the analysis unit 52.
  • the collected particulate matter is irradiated with primary X-rays, and the fluorescent X-rays generated thereby are detected by the X-ray detector 522.
  • the data processing unit 60 Based on the detected X-ray intensity signal, the data processing unit 60 generates particles. Elemental analysis of the particulate material is performed (S22). This elemental analysis result is output from the data output unit to the information processing apparatus C (S23).
  • the information processing apparatus C receives the elemental analysis result and the exhaust gas analysis result described above, and stores them in the data storage unit C3 in association with each other (S31).
  • the exhaust gas analysis result and the elemental analysis result are synchronized and stored in the data storage unit C3 so that at least a part of the exhaust gas sampling time and the air in the test chamber X overlap each other. I am letting.
  • the validity determination unit C4 determines the validity of the exhaust gas analysis result based on the elemental analysis result (S32).
  • the specific determination method by the validity determination unit C4 is as described above.
  • the timing of determination by the effectiveness determination unit C4 may be to determine the effectiveness of the exhaust gas analysis result after the exhaust gas analysis result is obtained, or the exhaust gas analysis may be performed as it is before the exhaust gas analysis result is obtained. You may judge effectiveness with respect to the exhaust-gas-analysis result obtained when it advances.
  • the effectiveness judgment unit C4 in the latter case, for example, based on the elemental analysis result output from the environmental analysis device 40, the exhaust gas analysis result obtained when the exhaust gas analysis is directly performed during the collection of the exhaust gas. A configuration for determining the effectiveness is listed.
  • the particulate matter contained in the air in the test chamber X can be elementally analyzed, for example, if Ti is detected, dust due to wear of the brake is generated in the test chamber X. It can be estimated that it is contained in the air, and if Al used in the building material of the test room X is detected, it is estimated that the fine particles generated from the building material are contained in the air in the test room X it can.
  • the exhaust gas analysis is advanced while considering whether or not the air in the test chamber X contains a pollutant element that may affect the exhaust gas analysis, and the effectiveness of the obtained exhaust gas analysis results is judged. It becomes possible to do.
  • the collection of the exhaust gas and the collection of the air in the test chamber X are synchronized, if a pollutant element is detected from the air in the test chamber X, the pollutant element is included in the exhaust gas from the engine E. This makes it easier to determine the effectiveness of exhaust gas analysis.
  • the exhaust gas analysis result and the elemental analysis result are stored in association with each other, it is possible to perform a post-analysis after the exhaust gas analysis to determine whether or not the air in the test chamber X at the time of the exhaust gas analysis contains a pollutant element. .
  • the effectiveness determination unit C4 determines the effectiveness of the exhaust gas analysis result based on the concentration or mass of the predetermined element that affects the exhaust gas analysis, the pollutant elements contained in the air in the test chamber X are quantitatively determined. The effectiveness of the exhaust gas analysis result can be judged while taking into consideration.
  • the sampling port La of the sampling flow path L for collecting the air in the test chamber X is provided in the vicinity of the intake port of the test vehicle V, the elemental analysis of the air sucked into the engine E is performed directly. Therefore, it is possible to more correctly determine whether or not the pollutant is supplied to the engine E.
  • the effectiveness determination unit C4 is configured to determine the effectiveness with respect to the exhaust gas analysis result obtained when the exhaust gas analysis proceeds as it is during the collection of the exhaust gas, for example, the test chamber X If there is a lot of polluting elements in the air and the analysis results are not effective even if the exhaust gas analysis is continued as it is, waste gas analysis can be performed by interrupting the collection of the exhaust gas. Can be avoided.
  • the present invention is not limited to the above embodiment.
  • the information processing apparatus C acquires the elemental analysis result and, when the elemental analysis result includes a contaminating element that affects the exhaust gas analysis, the contamination element test chamber X A function as a source estimation unit C5 that estimates the source in the inside may be provided.
  • the information processing apparatus C in this case stores a source estimation data in which a pollutant element that affects exhaust gas analysis and a source in which the pollutant element may occur in the test chamber X is stored. It further has a function as a data storage unit C6, and the generation source estimation unit C5 is configured to estimate the generation source based on the generation source estimation data and the elemental analysis result, and output the generation source to a display or the like, for example. Has been. If it is such a structure, the contamination element contained in the test room X can be reduced by cleaning and maintaining the generation source estimated by the generation source estimation part C5.
  • the data storage unit C3 of the above embodiment stores the exhaust gas analysis result in combination with the analyzed elemental analysis result of the air in the test chamber X collected during the exhaust gas sampling time period.
  • the time zone and the air sampling time zone do not have to overlap, and the data storage unit C3 stores the exhaust gas analysis results and air elemental analysis results that are collected in different sampling time zones. Also good.
  • the element Based on the analysis result it may be determined whether or not the exhaust gas analysis environment needs to be cleaned before starting the exhaust gas analysis.
  • the environmental analysis device 40 detects the fluorescent X-ray generated by irradiating the sample S with the primary X-ray and performs elemental analysis.
  • the scattered X-ray generated by the irradiation of the primary X-ray is used.
  • elemental analysis may be performed by detecting photoelectrons.
  • the fluorescent X-ray analyzer used as the environment analyzer 40 is not limited to the wavelength dispersion type, but may be an energy dispersion type.
  • the 1st analysis part of the said embodiment was an elemental analysis of the particulate matter contained in the air in the test room X, as a 1st analysis part, it is contained in the air in the test room X You may measure the mass or number of a particulate matter.
  • the first analysis unit includes a collection filter for measuring the mass (PM) of the particulate matter, a diffusion charge method sensor (DCS) for measuring the number (PN) of the particulate matter, condensation Examples thereof include a particle counter using a particle counter (CPC), a solid particle number measuring device (SPCS) and the like.
  • the particulate matter measuring device 70 that measures the mass or number of particulate matter contained in the exhaust gas collected by the device 2 may be used.
  • DCS diffusion charge method sensor
  • CPC condensed particle counter
  • the analysis result output unit 62 outputs the elemental analysis result to the information processing apparatus in the above embodiment.
  • the analysis result output unit 62 outputs the elemental analysis result to, for example, a display or prints out on a paper surface. There may be. Even in such a configuration, the user can confirm the result of elemental analysis, so that the exhaust gas analysis can be performed while taking into consideration the influence of the particulate matter contained in the air in the test chamber X.
  • the analysis system 100 collects and dilutes the exhaust gas discharged from the engine E, but collects a part of the exhaust gas discharged from the engine E. It may be.
  • the analysis system 100 may directly sample and analyze the exhaust gas discharged from the engine E without diluting it.
  • the specimen of the analysis system 100 may be an FCV, EV, HV, motorcycle, or a part of the specimen may be a specimen.
  • FCV produces
  • an analyzer for example, an element analyzer
  • FCV for example, an element analyzer
  • the information processing apparatus subtracts the analysis result of the first analysis unit (that is, the particulate matter contained in the air in the test chamber) from the analysis result of water of the second analysis unit, so that the particles derived from the fuel cell Can be discriminated. Further, the electricity consumption of the FCV is measured, and the information processing apparatus may store the analysis result (PM or PN) of the particulate matter contained in the air in the test room and the electricity consumption of the FCV in association with each other, or the fuel cell It is also possible to store the particulate matter derived from the gas in association with the FCV electricity consumption. Thereby, the correlation with PM and PN in a test room, and electricity consumption can be known.
  • ⁇ -ray detector 60 ⁇ ⁇ ⁇ Data processing unit 61 ⁇ ⁇ ⁇ Element analysis unit 62 ⁇ ⁇ ⁇ Analysis result output unit 63 ⁇ ⁇ ⁇ Collected amount calculation unit C ⁇ ⁇ ⁇ Information processing device C1 ⁇ ⁇ ⁇ Exhaust gas analysis result reception Part C2 ... Elemental analysis results Urging portion C3 ⁇ ⁇ ⁇ data storage unit C4 ⁇ ⁇ ⁇ validity determination unit C5 ⁇ ⁇ ⁇ source estimator C6 ⁇ ⁇ ⁇ source data storage unit
  • exhaust gas analysis can be performed while considering the influence of particulate matter contained in the air in the test chamber.

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Abstract

試験室Ｘ内の空気に含まれる粒子状物質の影響を考慮しながら排ガス分析できるようにするべく、試験室Ｘ内に配置されたエンジンＥを備える供試体から排出される排ガスを分析する分析システム１００であって、試験室Ｘ内の空気に含まれる粒子状物質を採取するサンプリング部５１と、サンプリング部５１に採取された粒子状物質を分析する第１分析部６１と、第１分析部６１の分析結果を出力する分析結果出力部６２とを備えるようにした。

Description

分析システム及び分析方法
　本発明は、例えばエンジンから排出される排ガスを分析する分析システム及び分析方法に関するものである。
　従来、分析システムとしては、特許文献１に示すように、例えばエンジンからの排ガスを希釈ガスにより希釈してサンプリングし、そのサンプリングされた希釈排ガスに含まれる成分を分析して各種成分の濃度や質量を計測したり、希釈排ガスに含まれる粒子状物質の重量や数などを計測したりするものがある。
　ところで、エンジンが配置されている試験室内の空気には、例えばタイヤやブレーキ等が磨耗した粉塵、回転体から発生する粉塵、作業者から生じる埃、試験室の建材等から生じる微粒子など、種々の粒子状物質が含まれている。
　これらの粒子状物質が希釈排ガスに混ざって分析されたり計測されてしまうことを防ぐべく、上述した分析システムには、試験室内の空気をフィルタ等を介して取り込んで希釈空気を精製する希釈空気精製装置が利用されており、この精製された希釈空気が希釈ガスとして使用されている。
　ところが、試験室内の空気は、例えば車両の運転時に吸気されてエンジンに供給されるので、上述した粒子状物質は、エンジンから排出される排ガスにも含まれているはずであり、その粒子状物質が分析結果に影響を与える恐れがある。
　なお、試験室内の空気に含まれる粒子状物質がエンジンに供給されることは、上述した分析システムのみならず、エンジン単体からの排ガスを分析する場合や、排ガスを希釈せずに直接サンプリングする場合においても共通して言えることである。さらには、試験室内の空気と水素とを反応させて電気を生成する燃料電池自動車において、排出される水などを分析する場合に、やはり共通して言えることである。
特開平６－３２３２号公報
　そこで本発明は、上述した問題を解決すべくなされたものであり、試験室内の空気に含まれる粒子状物質の影響を考慮しながら排ガス分析できるようにすることをその主たる課題とするものである。
　すなわち本発明に係る分析システムは、車両又はその一部である供試体が配置された試験室内の空気を分析する分析システムであって、前記試験室内の空気に含まれる粒子状物質を採取するサンプリング部と、前記サンプリング部に採取された粒子状物質を分析する第１分析部と、前記第１分析部の分析結果を出力する分析結果出力部とを備えることを特徴とするものである。
　このような分析システムであれば、試験室内の空気に含まれる粒子状物質を分析するので、空気に含まれる粒子状物質の質量や数を知ることができたり、例えばチタン（Ｔｉ）が検出されれば、ブレーキの磨耗による粉塵が試験室内の空気に含まれていることが推定できるし、試験室の建材等に使われている成分（例えばアルミニウム（Ａｌ））が検出されれば、建材等から生じた微粒子が試験室内の空気に含まれていることが推定できる。これにより、例えば排ガス分析に影響し得る粒子状物質（以下、汚染物質ともいう）が試験室内の空気に含まれているか否か等を考慮しながら、排ガス分析することが可能となる。
　前記供試体から排出される排出物を分析する第２分析部と、
　前記第１分析部の分析結果と、前記第２分析部の分析結果とを関連付けて記憶するデータ記憶部とをさらに具備することが好ましい。
　このような構成であれば、第２分析部による分析後に、その分析時における試験室内の空気に汚染物質が含まれているか否かを事後解析することができる。
　前記供試体に負荷を与えるダイナモメータと、前記供試体から排出される排ガスを採取する排ガスサンプリング装置とをさらに備え、前記サンプリング部が、前記排ガスサンプリング装置による排ガスの採取中に、前記試験室内の空気に含まれる粒子状物質を採取することが好ましい。
　このような分析システムによれば、排ガスの採取と試験室内の空気の採取とを同期させているので、試験室内の空気から汚染物質が検出されれば、その汚染物質がエンジンからの排ガスに含まれている可能性があり、排ガス分析結果の有効性等を判断し易くなる。
　前記第１分析部が、前記サンプリング部に採取された粒子状物質の質量又は数を計測するものであり、前記第２分析部が、前記排出物に含まれる成分を分析するもの、又は、当該排出物に含まれる粒子状物質の質量又は数を計測するものであることが好ましい。
　このような構成であれば、試験室内の空気にどれだけの粒子状物質が含まれているかを考慮しつつ、第２分析部によって必要に応じた種々の分析（排ガスの成分分析や粒子状物質の計測）を行うことができる。
　前記第１分析部が、前記サンプリング部に採取された粒子状物質を元素分析するものであり、前記第２分析部が、前記排出物に含まれる成分を分析するもの、又は、当該排出物に含まれる粒子状物質の質量又は数を計測するものであることが好ましい。
　このような構成であれば、試験室内の空気に含まれる粒子状物質を元素分析するので、その元素が第２分析部の分析結果に影響を及ぼすものでるかを考慮しつつ、第２分析部によって必要に応じた種々の分析（排ガスの成分分析や粒子状物質の計測）を行うことができる。
　前記試験室内における粒子状物質の発生源と、その発生源に含まれる元素を結び付けた発生源推定データを記憶している発生源データ格納部と、前記第１分析部の分析結果及び前記発生源推定データに基づいて、前記試験室内の空気に含まれる粒子状物質の発生源を推定する発生源推定部をさらに具備することが好ましい。
　このような構成であれば、推定された発生源のメンテナンスや清掃等を行うことにより、試験室内の空気に含まれる粒子状物質を効率良く低減させることができる。
　前記第１分析部の分析結果に基づいて、前記第２分析部の分析結果の有効性を判断する有効性判断部をさらに具備することが好ましい。
　このような構成であれば、試験室内の空気に含まれる粒子状物質を定量的に考慮しながら、排ガス分析結果の有効性を判断することができる。
　前記サンプリング部のサンプリングポートが、前記供試体のエンジンの吸気ポートの近傍に配置されていることが好ましい。
　このような構成であれば、エンジンに吸気される空気を直接的に元素分析することができ、エンジンに汚染物質が供給されているかをより正しく判断することができる。
　さらに、本発明に係る分析方法は、車両又はその一部である供試体が配置された試験室内の空気をから排出される排ガスを分析する分析方法であって、前記試験室内の空気に含まれる粒子状物質を採取するサンプリングステップと、前記サンプリング部に採取された粒子状物質を分析する第１分析ステップと、前記第１分析ステップの分析結果を出力する分析結果出力ステップとを備えることを特徴とする方法である。
　このような分析方法によれば、上述した分析システムと同様の作用効果を得ることができる。
　このように構成した本発明によれば、試験室内の空気に含まれる粒子状物質の影響を考慮しながら排ガス分析することができる。
本実施形態に係る分析システムの全体模式図。 同実施形態に係る環境分析装置の構成を示す模式図。 同実施形態に係る情報処理装置の機能を示す機能ブロック図。 同実施形態に係る分析システムの動作を示すフローチャート。 その他の実施形態に係る情報処理装置の機能を示す機能ブロック図。 その他の実施形態に係る分析システムの全体模式図。
　以下、本発明に係る分析システムの一実施形態について、図面を参照して説明する。
　本実施形態の分析システム１００は、エンジンＥを備える供試体の性能等を評価するために用いられる排ガス分析システムであり、図１に示すように、セルと称させる試験室Ｘ内において、エンジンＥから排出される排ガスを分析するものである。なお、排ガスの分析とは、排ガスに含まれる成分を分析して各種成分の濃度や質量を計測したり、排ガスに含まれるＰＭ（質量）やＰＮ（数）などを計測することである。また、エンジンとは、車両や船舶、航空機などに用いられる内燃機関（internal combustion engine）又は外燃機関（external combustion engine）である。なお、エンジンＥを備える供試体とは、エンジンＥ単体も含む概念である。また、供試体は、回転体を備えるものであれば、必ずしもエンジンＥを備える必要はなく、例えば燃料電池自動車（以下FCV）や電気自動車（以下EV）、或いはそれらの一部であっても良い。また、エンジンとモータの両方を備えたハイブリット車（以下HV）であってもよい。さらに、分析システム１００の分析対象は、排ガスに限らず、例えばテールパイプから排出される水など、供試体から排出される排出物であれば良い。
　以下では、エンジンＥが搭載された試験車両Ｖをシャシダイナモメータ１０上で走行させて排ガス分析する態様について説明するが、分析システム１００としては、エンジンＥ単体にエンジンダイナモを接続して排ガス分析するものであって良いし、エンジンＥが接続されたパワートレインにダイナモメータを接続して排ガス分析するものであっても良い。
　本実施形態の分析システム１００は、試験車両Ｖに負荷を与えるシャシダイナモメータ１０と、エンジンＥから排出された排ガスを採取する排ガスサンプリング装置２０と、排ガスサンプリング装置２０によって採取された排ガスを分析する排ガス分析装置３０（請求項でいう第２分析部）とを具備する。
　シャシダイナモメータ１０は、試験車両Ｖの駆動輪を載せる回転ドラム１１等を備えたものであり、ここでは試験車両Ｖの前輪及び後輪それぞれに対して回転ドラム１１が設けられているが、前輪又は後輪の一方にのみ対して回転ドラム１１が設けられていても良い。
　排ガスサンプリング装置２０は、エンジンＥに接続された排気管Ｅ１を流れる排ガスの一部又は全部を採取するものである。本実施形態の排ガスサンプリング装置２０は、排ガスを全量サンプリングするとともに、全量サンプリングした排ガスを希釈ガスにより希釈して希釈排ガスを生成し、該希釈排ガスの流量が一定になるように構成した定容量サンプリング（ＣＶＳ）機構を備えたものである。そして、このＣＶＳ機構により、排ガスと希釈ガスとの総流量、すなわち希釈排ガスの流量が一定となった状態において、希釈排ガスが第１のガス収容バッグＭ１へ収容されるとともに、希釈ガスは第２のガス収容バッグＭ２へ収容される。なお、希釈ガスは、空気精製装置ＤＡＲが試験室Ｘ内の空気を図示しないフィルタを介して取り込んで精製した希釈用空気である。
　排ガス分析装置３０は、排ガスに含まれる成分を分析して各種成分の濃度及び／又は質量を計測するものである。具体的に排ガス分析装置３０は、各収容バッグＭ１、Ｍ２に収容されたガスを分析して、これらのガスに含まれるＨＣ、ＮＯＸ、ＣＯ、ＣＯ２等の測定対象成分の濃度を測定し、その測定結果に基づいてエンジンＥから排出された排ガスに含まれる測定対象成分の濃度を算出するものである。
　然して、本実施形態の分析システム１００は、排ガス分析が行われる環境、すなわち試験室Ｘ内の空気を分析する環境分析装置４０と、上述した排ガス分析結果や環境分析装置４０による分析結果を取得する情報処理装置Ｃとをさらに具備してなる。
　環境分析装置４０は、図２に示すように、試料Ｓに一次Ｘ線を照射することにより生じる二次Ｘ線を検出して、試料Ｓの成分分析を行うものであり、具体的には蛍光Ｘ線分析装置である。
　ここでの環境分析装置４０は、試験室Ｘ内に配置されて、試験室Ｘ内の空気に含まれる粒子状物質を試料Ｓとして分析する例えば波長分散型蛍光Ｘ線分析装置であり、装置本体５０及びこの装置本体５０との間で信号を授受するデータ処理部６０を備えている。
　装置本体５０は、試験室Ｘ内の空気に含まれる粒子状物質を採取するサンプリング部５１と、採取した粒子状物質に一次Ｘ線を照射して該粒子状物質から生じる蛍光Ｘ線を検出する分析部５２とを備えている。
　サンプリング部５１は、粒子状物質を捕集するフィルタＦと、試験室Ｘ内の空気を吸引してフィルタＦに導くサンプリング流路Ｌと、サンプリング流路Ｌに設けられた吸引ポンプＰとを有している。より具体的に説明すると、本実施形態のサンプリング部５１は、一対のリールＲを用いてフィルタＦを巻き取る巻き取り式のものであり、所定のサンプリング時間に亘って粒子状物質をフィルタＦに捕集した後、そのフィルタＦを分析部５２に搬送するように構成されている。なお、サンプリング部５１としては、粒子状物質を捕集した後のフィルタＦをユーザがサンプリング流路Ｌから取り外して分析部５２にセットするバッチ式のものであっても良い。
　このサンプリング部５１は、試験車両Ｖに吸気される空気の一部を採取するように試験室Ｘ内に配置されており、具体的には図１に示すように、サンプリング流路ＬのサンプリングポートＬａが試験車両Ｖの前方に設けられており、試験車両Ｖの吸気口の近傍に設けられていることが好ましい。本実施形態では、試験車両Ｖの前方に送風ファンＡが設置されており、サンプリングポートＬａは試験車両Ｖと送風ファンＡとの間に設けられている。
　さらにサンプリング部５１には、フィルタＦに捕集された粒子状物質の捕集量（質量）を測定するための捕集量測定部５３が設けられている。この捕集量測定部５３は、捕集された粒子状物質にβ線を照射するβ線源５３１と、粒子状物質を透過したβ線を検出するβ線検出器５３２とを有している。これにより、β線検出器５３２が検出したβ線強度に基づいて粒子状物質の捕集量を求めることができる。なお、捕集量は、捕集後のフィルタＦの質量から捕集前のフィルタＦの質量を差し引いて求めても良い。
　分析部５２は、フィルタＦに捕集された粒子状物質にＸ線を照射するＸ線源５２１と、粒子状物質から生じる蛍光Ｘ線を検出するＸ線検出器５２２とを有している。Ｘ線源５２１としては、例えばパラジウムなどの金属に電子を照射してＸ線を発生させるものが挙げられる。Ｘ線検出器５２２としては、例えばシリコン半導体検出器やシリコンドリフト検出器が挙げられる。
　データ処理部６０は、物理的にはＣＰＵ、内部メモリ、入出力インターフェース、ＡＤ変換器などを備えたものであり、前記内部メモリに格納された検査プログラムに基づいて、ＣＰＵ及びその他の構成要素が協働することによって、粒子状物質に含まれる元素を分析する元素分析部６１、元素分析部６１（請求項でいう第１分析部）による元素分析結果を出力する分析結果出力部６２などの機能を備えている。
　元素分析部６１は、上述したＸ線検出器５２２から出力されるＸ線強度信号を取得して、粒子状物質に含まれる元素を少なくとも定性分析するものであり、具体的には検出された蛍光Ｘ線スペクトルに現れているピークに対応する元素を特定する。
　ここで、本実施形態のデータ処理部６０は、上述したβ線検出器５３２から出力されるβ線強度信号を取得して捕集量を算出する捕集量算出部６３としての機能さらに備えている。これにより、元素分析部６１は、捕集量算出部６３により算出された捕集量を用いて、粒子状物質に含まれる元素の濃度（例えば質量濃度又は元素濃度）や質量を定量分析することができる。
　分析結果出力部６２は、元素分析部６１による元素分析結果を情報処理装置Ｃに出力するものであり、出力される元素分析結果には少なくとも定性分析結果、すなわち粒子状物質に含まれていると特定された元素情報が含まれている。さらに、ここでの分析結果出力部６２は、定量分析結果、すなわち特定された元素の濃度（例えば質量濃度又は元素濃度）や質量を示す情報をも元素分析結果として出力する。
　なお、分析結果出力部６２の出力方式としては、有線又は無線を介して元素分析結果を情報処理装置Ｃに出力しても良いし、例えばＵＳＢメモリ等の外部メモリに元素分析結果を出力して、その外部メモリに記憶された元素分析結果を適宜のタイミングで情報処理装置Ｃに取得させても良い。
　情報処理装置Ｃは、ＣＰＵ、内部メモリ、入出力インターフェース、ＡＤ変換器などを備えた専用乃至汎用のコンピュータであり、例えば試験室Ｘとは別室に設けられている。そして、この情報処理装置Ｃは、内部メモリに格納されたプログラムに基づいて、図３に示すように、ＣＰＵ及びその他の構成要素が協働することによって、排ガス分析結果受付部Ｃ１、元素分析結果受付部Ｃ２、データ記憶部Ｃ３、有効性判断部Ｃ４などの機能を発揮するように構成されている。
　以下、各部について説明する。
　排ガス分析結果受付部Ｃ１は、上述した排ガス分析装置３０により得られた排ガス分析結果を受け付けるものであり、排ガスに含まれる成分や、それらの成分の濃度及び／又は質量や、排ガスに含まれるＰＭやＰＮなどを受け付ける。
　元素分析結果受付部Ｃ２は、分析結果出力部６２により出力された元素分析結果を受け付けるものであり、少なくとも試験室Ｘ内の空気に含まれる粒子状物質を定性分析した定性分析結果を受け付け、ここでは当該粒子状物質を定量分析した定量分析結果をも受け付ける。
　データ記憶部Ｃ３は、排ガス分析結果受付部Ｃ１が受け付けた排ガス分析結果と、元素分析結果受付部Ｃ２が受け付けた元素分析結果とを関連付けて記憶する記憶するものである。具体的にデータ記憶部Ｃ３は、例えば排ガスサンプリング装置２０による排ガスの採取時間帯と、サンプリング部５１による試験室Ｘ内の空気を採取時間帯との少なくとも一部が重なり合うように、排ガス分析結果と元素分析結果とを同期させて記憶している。言い換えれば、データ記憶部Ｃ３は、排ガス分析結果と、その分析された排ガスの採取開始時刻から排ガスの採取終了時刻までの間に採取された試験室Ｘ内の空気の元素分析結果とを結び付けて記憶している。
　なお、データ記憶部Ｃ３としては、例えば採取された排ガスの分析時間帯と、採取された試験室Ｘ内の空気の分析時間帯との少なくとも一部が重なり合うように、排ガス分析結果と元素分析結果とを同期させて記憶しても良い。
　有効性判断部Ｃ４は、分析結果出力部６２により出力された元素分析結果に基づいて、排ガス分析結果の有効性を判断するものである。具体的に有効性判断部Ｃ４は、元素分析結果に含まれる元素情報、すなわち定性分析により検出された元素のうち、ユーザが予め定めた１又は複数の所定元素（以下、汚染元素という）の濃度又は質量と、それぞれの所定元素に対して定められている閾値（ゼロを含む）とを比較する。そして有効性判断部Ｃ４は、汚染元素の濃度又は質量が閾値以下である場合、排ガス分析結果を有効なものであると判断し、汚染元素の濃度又は質量が閾値を超えている場合、排ガス分析結果を無効なものであると判断し、これらの判断結果を例えばディスプレイ等に出力する。なお、有効性判断部Ｃ４としては、判断結果を出力することなく、元素分析結果（汚染元素の濃度又は質量）を例えば閾値と比較可能にディスプレイ等に出力するように構成されていても良い。
　ここで、汚染元素とは、試験室Ｘ内の空気に含まれ得る粒子状物質を構成する元素であり、且つ、例えばエンジンＥに供給された場合に排ガス分析に影響を及ぼす元素である。具体的には、例えばタイヤやブレーキ等が磨耗した粉塵、回転体から発生する粉塵、作業者から生じる埃、試験室Ｘの建材等から生じる微粒子などに含まれる元素が汚染元素として挙げられ、より具体的には、ブレーキに含まれるチタン（Ｔｉ）、試験室Ｘの建材等に含まれるアルミニウム（Ａｌ）、シャシダイナモメータ１０を構成する回転ドラム１１等の回転体に含まれる鉄（Ｆｅ）などである。ただし、必要に応じて、排ガス分析に影響しない元素を汚染元素とてしても良く、ユーザは汚染元素を適宜選択・変更して構わない。
　続いて、本実施形態の環境分析装置４０を用いた分析方法につい、図４を参照しながら説明する。
　まず、排ガス分析が開始されると、排ガスサンプリング装置２０が、エンジンＥから排出される排ガスを採取する（Ｓ１１）。本実施形態では、排ガスが希釈ガスにより希釈され、希釈排ガスが第１のガス収容バッグＭ１へ収容されるとともに、希釈ガスが第２のガス収容バッグＭ２へ収容される。
　一方、希釈排ガス及び希釈ガスがそれぞれ各ガス収容バッグＭ１、Ｍ２に溜まると、排ガス分析装置３０が、各ガスに含まれる成分を分析して、各種成分の濃度及び／又は質量やＰＭ・ＰＮ等を計測する（Ｓ１２）。この排ガス分析結果は、排ガス分析装置３０から情報処理装置Ｃに出力される（Ｓ１３）。
　ここで、上述した排ガスの採取を開始するタイミングより前又は同時に、環境分析装置４０のサンプリング部５１が、試験室Ｘ内の空気を採取し始める（Ｓ２１）。これにより、上述した排ガスの採取中に、試験室Ｘ内の空気が採取され、採取された空気に含まれる粒子状物質がフィルタＦに捕集される。
　その後、所定のサンプリング時間が経過すると、フィルタＦが分析部５２に送られる。そして、捕集された粒子状物質に一次Ｘ線が照射され、これにより生じる蛍光Ｘ線がＸ線検出器５２２により検出され、検出されたＸ線強度信号に基づいて、データ処理部６０により粒子状物質の元素分析が行われる（Ｓ２２）。この元素分析結果は、データ出力部から情報処理装置Ｃに出力される（Ｓ２３）。
　情報処理装置Ｃは、上述した元素分析結果及び排ガス分析結果を受け付けて、これらを互いに関連付けてデータ記憶部Ｃ３に記憶する（Ｓ３１）。ここでは、上述したように、排ガスの採取時間と試験室Ｘ内の空気を採取時間との少なくとも一部が重なり合うように、排ガス分析結果と元素分析結果とを同期させてデータ記憶部Ｃ３に記憶させている。
　また、元素分析結果が情報処理装置Ｃに出力されると、有効性判断部Ｃ４が、その元素分析結果に基づいて、排ガス分析結果の有効性を判断する（Ｓ３２）。なお、有効性判断部Ｃ４による具体的な判断方法は、上述した通りである。
　有効性判断部Ｃ４による判断のタイミングは、排ガス分析結果が得られた後に、その排ガス分析結果に対して有効性を判断しても良いし、排ガス分析結果が得られる前に、そのまま排ガス分析を進めた場合に得られる排ガス分析結果に対して有効性を判断しても良い。後者の場合の有効性判断部Ｃ４としては、例えば環境分析装置４０から出力される元素分析結果に基づいて、排ガスの採取中に、そのまま排ガス分析を進めた場合に得られる排ガス分析結果に対して有効性を判断する構成が挙げられる。
　このように構成された分析システム１００によれば、試験室Ｘ内の空気に含まれる粒子状物質を元素分析できるので、例えばＴｉが検出されれば、ブレーキの磨耗による粉塵が試験室Ｘ内の空気に含まれていることが推定できるし、試験室Ｘの建材等に使われているＡｌが検出されれば、建材等から生じる微粒子が試験室Ｘ内の空気に含まれていることが推定できる。これにより、試験室Ｘ内の空気に例えば排ガス分析に影響し得る汚染元素が含まれているか否か等を考慮しながら、排ガス分析を進めたり、得られた排ガス分析結果の有効性を判断したりすることが可能となる。
　また、排ガスの採取と試験室Ｘ内の空気の採取とを同期させているので、試験室Ｘ内の空気から汚染元素が検出されれば、その汚染元素がエンジンＥからの排ガスに含まれている可能性があり、排ガス分析の有効性等を判断し易くなる。
　さらに、排ガス分析結果及び元素分析結果を関連付けて記憶させているので、排ガス分析後に、その排ガス分析時における試験室Ｘ内の空気に汚染元素が含まれていたか否かを事後分析することができる。
　そのうえ、有効性判断部Ｃ４が、排ガス分析に影響を及ぼす所定元素の濃度又は質量に基づいて排ガス分析結果の有効性を判断するので、試験室Ｘ内の空気に含まれる汚染元素を定量的に考慮しながら、排ガス分析結果の有効性を判断することができる。
　加えて、試験室Ｘ内の空気を採取するサンプリング流路ＬのサンプリングポートＬａが、試験車両Ｖの吸気口の近傍に設けられているので、エンジンＥに吸気される空気を直接的に元素分析することができ、エンジンＥに汚染物質が供給されているかをより正しく判断することができる。
　さらに加えて、有効性判断部Ｃ４が、排ガスの採取中に、そのまま排ガス分析を進めた場合に得られる排ガス分析結果に対して有効性を判断するように構成されていれば、例えば試験室Ｘ内の空気に多くの汚染元素が含まれており、そのまま排ガス分析を進めたとしても有効性の低い分析結果が得られる場合には、排ガスの採取を中断するなどして、無駄な排ガス分析が行われることを避けることができる。
　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、情報処理装置Ｃとしては、図５に示すように、元素分析結果を取得するとともに、排ガス分析に影響する汚染元素が元素分析結果に含まれている場合に、その汚染元素の試験室Ｘ内における発生源を推定する発生源推定部Ｃ５としての機能を備えていても良い。
　具体的にこの場合の情報処理装置Ｃは、排ガス分析に影響する汚染元素と、その汚染元素が試験室Ｘ内において発生し得る発生源とを結び付けた発生源推定データを記憶している発生源データ格納部Ｃ６としての機能をさらに備えており、発生源推定部Ｃ５は、発生源推定データ及び元素分析結果に基づいて発生源を推定し、その発生源を例えばディスプレイ等に出力するように構成されている。
　このような構成であれば、発生源推定部Ｃ５により推定された発生源を清掃やメンテナンスすることで、試験室Ｘ内に含まれる汚染元素を低減させることができる。
　前記実施形態のデータ記憶部Ｃ３は、排ガス分析結果と、その分析された排ガスの採取時間帯に採取した試験室Ｘ内の空気の元素分析結果とを結び付けて記憶していたが、排ガスの採取時間帯と空気の採取時間帯とは重なり合っていなくても良く、データ記憶部Ｃ３としては、互いに異なる採取時間帯に採取された排ガスの分析結果と空気の元素分析結果とを結び付けて記憶しても良い。
　また、前記実施形態では、環境分析装置４０による元素分析結果に基づいて、排ガス分析結果の有効性が判断されていたが、例えば排ガス分析を開始する前に元素分析結果を得ることで、その元素分析結果に基づいて、排ガス分析を開始する前に排ガス分析環境のクリーニング等が必要であるか否かを判断しても良い。
　さらに、環境分析装置４０は、前記実施形態では試料Ｓに一次Ｘ線を照射することにより生じる蛍光Ｘ線を検出して元素分析するものであったが、一次Ｘ線の照射により生じる散乱Ｘ線や光電子を検出して元素分析するものであっても良い。また、環境分析装置４０として用いられる蛍光Ｘ線分析装置は、波長分散型のものに限らず、エネルギー分散型のものであっても良い。
　また、前記実施形態の第１分析部は、試験室Ｘ内の空気に含まれる粒子状物質を元素分析するものであったが、第１分析部としては、試験室Ｘ内の空気に含まれる粒子状物質の質量又は数を計測するものであっても良い。
　この場合の第１分析部としては、粒子状物質の質量（ＰＭ）を計測するための捕集フィルタや、粒子状物質の数（ＰＮ）を計測するための拡散電荷法センサ（ＤＣＳ）、凝縮粒子カウンタ（ＣＰＣ）、固体粒子数計測装置（ＳＰＣＳ）等を利用した粒子計数装置を挙げることができる。
　さらに、前記実施形態の第２分析部は、排ガスサンプリング装置２により採取された排ガスに含まれる成分を分析するものであったが、第２分析部としては、図６に示すように、排ガスサンプリング装置２により採取された排ガスに含まれる粒子状物質の質量又は数を計測する粒子状物質計測装置７０であっても良い。
　この場合、粒子状物質計測装置７０としては、粒子状物質の質量（ＰＭ）を計測するための拡散電荷法センサ（ＤＣＳ）を利用したＰＭ計測装置や、粒子状物質を捕集する捕集フィルタや、粒子状物質の数（ＰＮ）を計測するための凝縮粒子カウンタ（ＣＰＣ）、固体粒子数計測装置（ＳＰＣＳ）等を利用した粒子計数装置を挙げることができる。
　加えて、分析結果出力部６２は、前記実施形態では元素分析結果を情報法処理装置に出力するものであったが、元素分析結果を例えばディスプレイに表示出力したり、紙面にプリント出力するものであっても良い。このような構成であっても、ユーザが元素分析結果を確認することで、試験室Ｘ内の空気に含まれる粒子状物質の影響を考慮しながら排ガス分析を行うことができる。
　さらに加えて、分析システム１００は、前記実施形態ではエンジンＥから排出された排ガスを全量採取して希釈して分析するものであったが、エンジンＥから排出された排ガスの一部を採取するものであっても良い。また、分析システム１００は、エンジンＥから排出される排ガスを希釈することなく、直接サンプリングして分析するものであっても良い。
　また、分析システム１００の供試体としては、FCV、EV、HV、二輪車などであっても良いし、これらを構成する一部を供試体としても良い。
　なお、FCVは、水素と試験室内の空気（例えば圧縮空気）とを反応させて電気を発生させる際に水を生成する。このため、FCVを供試体とする場合は、前記実施形態における排ガス分析装置３０の代わりに、FCVのテールパイプから排出される水を分析する分析装置（例えば、元素分析装置）を第２分析部としても良い。このような構成であれば、試験室内の空気に含まれる粒子状物質の影響を考慮しながら、テールパイプから排出される水の分析を行うことができる。例えば、情報処理装置は、第２分析部の水の分析結果から、第１分析部の分析結果（すなわち、試験室内の空気に含まれる粒子状物質）を引くことで、燃料電池に由来する粒子状物質を判別することができる。さらに、FCVの電費を計測し、情報処理装置は、試験室内の空気に含まれる粒子状物質の分析結果（ＰＭやＰＮ）と、FCVの電費とを関連付けて記憶しても良いし、燃料電池に由来する粒子状物質と、FCVの電費とを関連付けて記憶しても良い。
これにより、試験室内のＰＭやＰＮと電費との相関を知ることができる。
　その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
１００・・・分析システム
Ｅ　　・・・エンジン
Ｅ１　・・・排気管
Ｘ　　・・・試験室
Ｖ　　・・・試験車両
１０　・・・シャシダイナモメータ
１１　・・・回転ドラム
２０　・・・排ガスサンプリング装置
３０　・・・排ガス分析装置
４０　・・・環境分析装置
Ｓ　　・・・試料
５０　・・・装置本体
５１　・・・サンプリング部
Ｆ　　・・・フィルタ
Ｌ　　・・・サンプリング流路
Ｐ　　・・・吸引ポンプ
Ｒ　　・・・リール
Ｌａ　・・・サンプリングポート
５２　・・・分析部
５２１・・・Ｘ線源
５２２・・・Ｘ線検出器
５３　・・・捕集量測定部
５３１・・・β線源
５３２・・・β線検出器
６０　・・・データ処理部
６１　・・・元素分析部
６２　・・・分析結果出力部
６３　・・・捕集量算出部
Ｃ　・・・情報処理装置
Ｃ１・・・排ガス分析結果受付部
Ｃ２・・・元素分析結果受付部
Ｃ３・・・データ記憶部
Ｃ４・・・有効性判断部
Ｃ５・・・発生源推定部
Ｃ６・・・発生源データ格納部
　本発明によれば、試験室内の空気に含まれる粒子状物質の影響を考慮しながら排ガス分析することができる。
 

Claims (9)

  1. 　車両又はその一部である供試体が配置された試験室内の空気を分析する分析システムであって、
    　前記試験室内の空気に含まれる粒子状物質を採取するサンプリング部と、
    　前記サンプリング部に採取された粒子状物質を分析する第１分析部と、
    　前記第１分析部の分析結果を出力する分析結果出力部とを備える、分析システム。
  2. 　前記供試体から排出される排出物を分析する第２分析部と、
    　前記第１分析部の分析結果と、前記第２分析部の分析結果とを関連付けて記憶するデータ記憶部とをさらに具備する、請求項１記載の分析システム。
  3. 　前記供試体に負荷を与えるダイナモメータと、
    　前記供試体から排出される排ガスを採取する排ガスサンプリング装置とをさらに備え、
    　前記サンプリング部が、前記排ガスサンプリング装置による排ガスの採取中に、前記試験室内の空気に含まれる粒子状物質を採取する、請求項１記載の分析システム。
  4. 　前記第１分析部が、前記サンプリング部に採取された粒子状物質の質量又は数を計測するものであり、
    　前記第２分析部が、前記排出物に含まれる成分を分析するもの、又は、当該排出物に含まれる粒子状物質の質量又は数を計測するものである、請求項２記載の分析システム。
  5. 　前記第１分析部が、前記サンプリング部に採取された粒子状物質を元素分析するものであり、
    　前記第２分析部が、前記排出物に含まれる成分を分析するもの、又は、当該排出物に含まれる粒子状物質の質量又は数を計測するものである、請求項２記載の分析システム。
  6. 　前記試験室内における粒子状物質の発生源と、その発生源に含まれる元素を結び付けた発生源推定データを記憶している発生源データ格納部と、
    　前記第１分析部の分析結果及び前記発生源推定データに基づいて、前記試験室内の空気に含まれる粒子状物質の発生源を推定する発生源推定部をさらに具備する、請求項５記載の分析システム。
  7. 　前記第１分析部の分析結果に基づいて、前記第２分析部の分析結果の有効性を判断する有効性判断部をさらに具備する、請求項４記載の分析システム。
  8. 　前記サンプリング部のサンプリングポートが、前記供試体のエンジンの吸気ポートの近傍に配置されている、請求項１記載の分析システム。
  9. 　車両又はその一部である供試体が配置された試験室内の空気を分析する分析方法であって、
    　前記試験室内の空気に含まれる粒子状物質を採取するサンプリングステップと、
    　前記サンプリング部に採取された粒子状物質を分析する第１分析ステップと、
    　前記第１分析ステップの分析結果を出力する分析結果出力ステップとを備える、分析方法。
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