排ガス測定装置および排ガス採取方法
【課題】間欠運転機能を備えた車両のエミッション測定時においても高いマスエミッション測定の信頼性を得ることができる排ガス測定装置および排ガス採取方法を提供する。
【解決手段】排ガス測定装置１は、排ガス排出状態の検出結果からエンジンの運転または停止を判定し、運転が停止していると判定した場合に、サンプルバッグ２６への希釈排ガスの貯留を停止し、かつ、エンジンの排気系と連結した排ガス導入管２３の連通を遮断する。これにより、車両のエンジンが停止している間にサンプルバッグ２６へ貯留された濃度測定用の排ガスが過剰に希釈されることを抑制しつつ、ブロワ２９の吸引力による負圧によってエンジンの排気浄化触媒の酸素吸蔵量が変化することを抑制することができる。よって、間欠運転機能を備えた車両のエミッション測定時においても高いマスエミッション測定の信頼性を得ることができる。
【解決手段】排ガス測定装置１は、排ガス排出状態の検出結果からエンジンの運転または停止を判定し、運転が停止していると判定した場合に、サンプルバッグ２６への希釈排ガスの貯留を停止し、かつ、エンジンの排気系と連結した排ガス導入管２３の連通を遮断する。これにより、車両のエンジンが停止している間にサンプルバッグ２６へ貯留された濃度測定用の排ガスが過剰に希釈されることを抑制しつつ、ブロワ２９の吸引力による負圧によってエンジンの排気浄化触媒の酸素吸蔵量が変化することを抑制することができる。よって、間欠運転機能を備えた車両のエミッション測定時においても高いマスエミッション測定の信頼性を得ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス測定装置および排ガス採取方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の内燃機関の排ガス中に含まれる成分を定量分析するために、排ガスを希釈用ガスによって所定の比率に希釈した後に成分を測定するＣＶＳ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｖｏｌｕｍｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ）を用いた連続マスエミッション測定が広く実行されている。このようなＣＶＳによる連続マスエミッション測定の技術として、例えば特許文献１および２が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭６２−０６７２３９号公報
【特許文献２】特開２０００−１８０３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＣＶＳによる連続マスエミッション測定では、例えば、アイドルストップ車両やＨＥＶ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）等の間欠運転機能を備えた車両のエミッション計測の場合、内燃機関の停止中、すなわち排ガスの排出量がゼロの時にも希釈トンネル内のガスをサンプルバッグへ貯留する。そのため、サンプルバッグ内の排ガスが過剰に希釈されてしまい、測定の感度が低下することから、連続マスエミッション測定の信頼性が大きく低下してしまうおそれがある。
【０００５】
また、連続マスエミッション測定では、車両の排気系がＣＶＳ装置と常に連結されている。そのため、間欠運転機能を備えた車両のエミッション計測の場合、内燃機関が停止するとＣＶＳ装置のブロワ吸引力によって車両の排気系が負圧になるために、吸気側から大気が導入されて排気浄化触媒の酸素吸蔵量が変化してしまう。それによって、排気浄化触媒の浄化性能が変化することから、連続マスエミッション測定の信頼性が大きく低下してしまうおそれがある。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、間欠運転機能を備えた車両のエミッション測定時においても高いマスエミッション測定の信頼性を得ることができる排ガス測定装置および排ガス採取方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の排ガス測定装置は、内燃機関から排出される排ガスを希釈用ガスによって所定の比率に希釈し、希釈された排ガスを採取して分析部に供給するように構成された排ガス測定装置であって、前記内燃機関の排気系と連通した連通部を通じて、前記内燃機関から排出される排ガスを前記分析部側に吸引する吸引手段と、前記内燃機関の運転または停止を判定する運転停止判定手段と、前記運転停止判定手段が前記内燃機関が運転していると判定する場合に前記希釈された排ガスを採取し、前記運転停止判定手段が前記内燃機関が停止していると判定する場合に前記希釈された排ガスの採取を停止する希釈排ガス採取手段と、前記運転停止判定手段が前記内燃機関が停止していると判定する場合に、前記吸引手段の吸引力が前記内燃機関に及ばないように前記連通部の連通を遮断する遮断手段と、を備える。
上記の構成により、内燃機関が停止していると判定する場合に、排ガスの採取を停止し、かつ、排ガス測定装置と内燃機関との連通を遮断することができることから、サンプルバッグ内の排ガスが過剰に希釈されること、および内燃機関の排気浄化触媒の酸素吸蔵量が変化することを抑制することができる。よって、間欠運転機能を備えた車両のエミッション測定時においても高いマスエミッション測定の信頼性を得ることができる。
【０００８】
特に、本発明の排ガス測定装置は、前記内燃機関から排出される排ガスの排出状態を検出する排ガス排出状態検出手段を備え、前記運転停止判定手段が、前記排ガス排出状態検出手段が検出する排ガスの排出状態が設定値を超えない状態が所定の時間継続した場合に、前記内燃機関が停止していると判定する構成とすることができる。
上記の構成により、排ガス排出状態の検出結果に基づいて内燃機関が停止しているか否かをより精度よく判定することができ、判定結果に基づいて排ガスの採取を停止し、かつ、排ガス測定装置と内燃機関との連通を遮断することができる。よって、間欠運転機能を備えた車両のエミッション測定時においても高いマスエミッション測定の信頼性を得ることができる。
【０００９】
また、本発明の排ガス測定装置は、前記排ガス排出状態検出手段が、前記連通部を通過する排ガスの圧力、温度、濃度の少なくとも１つを検出する構成とすることができる。
上記の構成により、前記連通部を通過する排ガスの圧力、温度、濃度の少なくとも１つの検出結果に基づいて内燃機関が停止しているか否かをより精度よく判定することができ、判定結果に基づいて排ガスの採取を停止し、かつ、排ガス測定装置と内燃機関との連通を遮断することができる。よって、間欠運転機能を備えた車両のエミッション測定時においても高いマスエミッション測定の信頼性を得ることができる。
【００１０】
そして、本発明の排ガス採取方法は、内燃機関から排出される排ガスを希釈用ガスによって所定の比率に希釈し、希釈された排ガスを採取して分析部に供給する排ガス採取方法であって、前記内燃機関の運転または停止を判定する運転停止判定ステップと、前記運転停止判定ステップにおいて前記内燃機関が運転していると判定する場合に前記希釈された排ガスを採取し、前記運転停止判定ステップにおいて前記内燃機関が停止していると判定する場合に前記希釈された排ガスの採取を停止する希釈排ガス採取ステップと、前記運転停止判定ステップにおいて前記内燃機関が停止していると判定する場合に、前記内燃機関の排気系と連通した連通部を通じて、前記内燃機関から排出される排ガスを前記分析部側に吸引する吸引部の吸引力が前記内燃機関に及ばないように前記連通部の連通を遮断する遮断ステップと、を備える。
上記の排ガス採取方法により、内燃機関が停止していると判定する場合に、排ガスの採取を停止し、かつ、排ガス測定装置と内燃機関との連通を遮断することができることから、サンプルバッグ内の排ガスが過剰に希釈されること、および内燃機関の排気浄化触媒の酸素吸蔵量が変化することを抑制することができる。よって、間欠運転機能を備えた車両のエミッション測定時においても高いマスエミッション測定の信頼性を得ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の排ガス測定装置および排ガス採取方法によれば、間欠運転機能を備えた車両のエミッション測定時においても高いマスエミッション測定の信頼性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例の排ガス測定装置の概略構成を示した図である。
【図２】実施例のＥＣＵが行う制御のフローを示している。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例】
【００１４】
本発明の実施例について図面を参照しつつ説明する。図１は、実施例の排ガス測定装置１の概略構成を示した図である。
【００１５】
図１に示す排ガス測定装置１は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１０を備えており、電源ラインを通じて電力の供給を受けて稼動し、装置の運転動作を総括的に制御する。また、排ガス測定装置１は、希釈トンネル２１を備えており、排ガス導入管２３から導入する内燃機関の排ガスを所定の濃度に希釈する。そして、排ガス測定装置１は、ＣＦＶ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｆｌｏｗ Ｖｅｎｔｕｒｉ）２４を備えており、希釈された排ガスの希釈トンネル２１の通過流量を一定に制御する。更に、排ガス測定装置１は、バックグラウンド（以下（Ｂ／Ｇ）と略記する）バッグ２５およびサンプルバッグ２６を備えており、それぞれ希釈用ガス採取通路６１、希釈排ガス採取通路６２を通じて希釈トンネル２１内の希釈用ガス、および希釈された排ガスの一部を採取する。また、排ガス測定装置１は、希釈用ガス採取通路６１および希釈排ガス採取通路６２にそれぞれライン切替バルブ３１および３２を備えており、Ｂ／Ｇバッグ２５およびサンプルバッグ２６に取り込まれるガス流量を制御する。そして、排ガス測定装置１は、連続分析計２７を備えており、Ｂ／Ｇバッグ２５およびサンプルバッグ２６に採取されたガスの成分濃度を分析することで、希釈された排ガスの定量分析を実行する。更に、排ガス測定装置１は、流量演算装置２８を備えており、希釈トンネル２１を通過する流量を演算し、演算結果をＥＣＵ１０へ送信する。また、排ガス測定装置１は、排ガス導入管２３に圧力センサ５１を備えており、排ガス導入管２３を通過し希釈トンネル２１に導入される排ガスの圧力を検出する。そして、排ガス測定装置１は、排ガス導入管２３に開閉弁５２を備えており、ＥＣＵ１０の指令に基づき排ガス導入管２３を連通または遮断する。
【００１６】
希釈トンネル２１は、その上流側に、エンジンの排気系と連結した排ガス導入管２３を備えており、車両のエンジンから排出される排ガスを希釈トンネル２１内へと導入する。また、希釈トンネル２１は、希釈用ガスの導入口に活性炭を備えたエアフィルタ２２を設けている。実験室内の空気は、エアフィルタ２２を通過して希釈トンネル２１へ進入し、排ガス導入管２３より導入した排ガスと混合することで、排ガスを所定の濃度へと希釈する。排ガスの希釈比率は、排ガス中に含まれる成分によって決定され、エアフィルタ２２の開口面積を調整することによって結露が生じない比率にて希釈される。この場合、別途ガスボンベを設けて、排ガスの希釈に用いる希釈用ガスをガスボンベから供給することもできる。
なお、排ガス導入管２３は、本発明の連通部の一構成例である。
【００１７】
ＣＦＶ２４は、エアフィルタ２２および排ガス導入管２３の下流側に設けられており、その内部にガス通路を備えることで、希釈トンネル２１内で希釈された排ガスを通過させることができる。そして、ＣＦＶ２４は、ガス通路の一部の断面積が他の部分の断面積よりも小さく絞られて構成されている。希釈トンネル２１内で希釈された排ガスは、ＣＦＶ２４の下流に設けられたブロワ２９の駆動によってＣＦＶ２４へ向かう。そして、ＣＦＶ２４の内部を通過する際に流れを絞られることでガス流速が臨海流速（その温度における音速）に達することにより、ガスの通過流量が一定に制御される。この場合、ＣＦＶ２４に代えて連続流量可変可能なベンチュリフローメータ（ＶＦＭ）を設けても良い。
なお、ブロワ２９は、本発明の吸引手段の一構成例である。
【００１８】
流量演算装置２８は、エアフィルタ２２および排ガス導入管２３の下流側であってＣＦＶ２４の上流側に設けられ、希釈トンネル２１の内部を通過するガスの圧力および温度の検出結果に基づいて、希釈トンネル２１の内部を通過するガス流量を演算する。そして、流量演算装置２８は、ガス流量の演算結果をＥＣＵ１０へ送信する。この場合、流量演算装置２８に代えて、ＣＦＶ２４がその内部を通過するガス体積を検出し、検出結果をＥＣＵ１０へ送信する構成であってもよい。
【００１９】
Ｂ／Ｇバッグ２５およびサンプルバッグ２６は、伸縮可能な構成により、その内部にガスを貯留する。Ｂ／Ｇバッグ２５は、エアフィルタ２２の下流側であって排ガス導入管２３の上流側に設けられ、ポンプ４１の駆動力により希釈トンネル２１と連通した希釈用ガス採取通路６１を通じて希釈用ガスの一部を採取する。希釈用ガス採取通路６１には、ガラス繊維等から成るフィルタが設けられている。サンプルバッグ２６は、エアフィルタ２２および排ガス導入管２３の下流側であってＣＦＶ２４の上流側に設けられ、ポンプ４２の駆動力により希釈トンネル２１と連通した希釈排ガス採取通路６２を通じて希釈トンネル２１内で希釈された排ガスの一部を採取する。Ｂ／Ｇバッグ２５およびサンプルバッグ２６は、ガスの採取が終了すると、採取したガスを後述する連続分析計２７へと供給する。
なお、サンプルバッグ２６、ポンプ４２および希釈排ガス採取通路６２は、本発明の希釈排ガス採取手段の一構成例である。
【００２０】
ライン切替バルブ３１は、一方が希釈トンネル２１と、他の一方がＢ／Ｇバッグ２５と連通し、他のもう一方が大気開放されたバイパス部と連通した三方弁である。ライン切替バルブ３１は、ＥＣＵ１０の指令に従って希釈トンネル２１とＢ／Ｇバッグ２５、またはバイパス部との連通を切り替えることで、希釈用ガスの採取および停止を制御する。
【００２１】
また、ライン切替バルブ３２は、ライン切替バルブ３１と同様に、一方が希釈トンネル２１と、他の一方がサンプルバッグ２６と連通し、他のもう一方が大気開放されたバイパス部と連通した三方弁である。ライン切替バルブ３２は、ＥＣＵ１０の指令に従って希釈トンネル２１とサンプルバッグ２６、またはバイパス部との連通を切り替えることで、希釈された排ガスの採取および停止を制御する。
【００２２】
この場合、ライン切替バルブ３１および３２としては、電磁弁やアクチュエータを適用することができる。また、ライン切替バルブ３１および３２は、上記の三方弁に代えて、希釈用ガス採取通路６１および希釈排ガス採取通路６２の連通、遮断を制御することでガスの採取および停止を制御する形式の制御弁を適用することもできる。
なお、ライン切替バルブ３２は、本発明の希釈排ガス採取手段の一構成例である。
【００２３】
連続分析計２７は、Ｂ／Ｇバッグ２５およびサンプルバッグ２６が採取したガスを定量分析し、分析結果をＥＣＵ１０へ送信する。連続分析計２７は、例えばＣＯおよびＣＯ２の定量分析として非分散赤外線吸収計（ＮＤＩＲ）を、ＨＣの定量分析として水素炎イオン検出計（ＨＦＩＤ）を、ＮＯｘの定量分析として化学発光検出計（ＣＬＤ）を適用するが、フーリエ変換赤外分光計（ＦＴＩＲ）や自動ガスクロマトグラフを適用することもできる。
【００２４】
圧力センサ５１は、排ガス導入管２３のより車両側（エンジン側）に設けられ、車両のエンジンが排出する排ガスの圧力を検出し、検出結果をＥＣＵ１０へ送信する。ＥＣＵ１０は、圧力センサ５１の検出結果に基づいて、車両のエンジンが排出する排ガス排出状態を認識する。ＥＣＵ１０は、予め台上試験等で求めた排ガス圧力と排ガス排出量との相関マップをＲＯＭ等に記憶しておくことで、排ガス圧力から容易に排ガス排出量を認識することができる。ここで、ＥＣＵ１０が認識する排ガスの排出状態とは、例えば、排ガスの排出量とすることができるが、これに限定されるものではない。
【００２５】
この場合、圧力センサ５１に代えて、温度センサまたは排ガス濃度センサを設け、温度センサまたは排ガス濃度センサの検出結果に基づいて排ガス排出状態を認識する構成とすることもできる。また、これら種々のセンサを複数組み合わせることで、排ガス排出状態を認識する構成とすることもできる。
なお、圧力センサ５１は、本発明の排ガス排出状態検出手段の一構成例である。
【００２６】
開閉弁５２は、排ガス導入管２３のより希釈トンネル２１側に設けられ、排ガス導入管２３を開放または閉鎖可能な制御弁である。開閉弁５２は、ＥＣＵ１０の指令に基づき排ガス導入管２３を開放（連通）することで、ブロワ２９の吸引力による負圧を車両のエンジンに到達させて排ガスを希釈トンネル２１に導入する。また、開閉弁５２は、ＥＣＵ１０の指令に基づき排ガス導入管２３を閉鎖（遮断）することで、ブロワ２９の吸引力による負圧が車両のエンジンに到達することを抑制する。開閉弁５２としては、電磁弁やアクチュエータを適用することができる。
なお、開閉弁５２は、本発明の遮断手段の一構成例である。
【００２７】
ＥＣＵ１０は、演算処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、プログラム等を記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、データ等を記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＮＶＲＡＭ（Ｎｏｎ Ｖｏｌａｔｉｌｅ ＲＡＭ）と、を備えるコンピュータである。
【００２８】
ＣＰＵは、ＲＯＭに格納したプログラムを読み込んで、このプログラムに従った演算を行う。すなわち、ＲＯＭに格納されたプログラムをＣＰＵが読み込むことで、装置の運転動作を統合的に制御したり、排ガス濃度算出制御を実行したりする。また、ＲＡＭには、マスエミッション算出などの演算結果のデータが書き込まれ、ＮＶＲＡＭは、ＲＡＭに書き込まれていたデータで、装置の電源ＯＦＦ時に保存の必要なデータが書き込まれる。入出力部は、流量演算装置２８の流量演算信号、連続分析計２７が測定するガス濃度信号、Ｂ／Ｇバッグ２５およびサンプルバッグ２６のガス貯留信号、エアフィルタ２２を通過する希釈用ガス流量信号、圧力センサ５１の圧力信号等の各種機器からの信号を入力または出力する。これによって、ＥＣＵ１０は、流量演算装置２８の流量演算結果、および連続分析計２７の分析結果等を読み込み、Ｂ／Ｇバッグ２５およびサンプルバッグ２６のガス供給動作、ライン切替バルブ３１および３２の切替動作、ポンプ４１の動作、エアフィルタ２２の開閉動作、装置内部のパージなど、排ガス測定装置１の運転動作を統合的に制御する。
【００２９】
更に、ＥＣＵ１０は、圧力センサ５１の検出結果に基づいて、車両のエンジンの運転または停止を判定し、判定結果に基づき排ガスの採取および排ガス導入管２３の連通または遮断の制御を実行する。以下に、ＥＣＵ１０が実行する制御について説明する。
【００３０】
まず、ＥＣＵ１０は、排ガス計測試験のスイッチがＯＮされると、Ｂ／Ｇバッグ２５およびサンプルバッグ２６を空に（パージ）し、流量演算装置２８の流量演算結果をリセットし、開閉弁５２を閉鎖させて排ガス導入管２３を遮断し、ブロワ２９を駆動させる。そして、ＥＣＵ１０は、排ガス計測試験モード運転が開始されると、下記の制御を開始する。
【００３１】
ＥＣＵ１０は、排ガス計測試験モード運転が開始されると、圧力センサ５１が検出する排ガス圧力が所定の設定値を超えているか否かを判断する。ここで、排ガス圧力の設定値は、車両のエンジンが停止している可能性があると判定できる任意の排ガス圧力を適用することができるが、例えば２０［Ｐａ］とすることができる。
【００３２】
ＥＣＵ１０は、圧力センサ５１が検出する排ガス圧力が所定の設定値を超えていると判断すると、車両のエンジンが運転状態にあると判定する。そして、ＥＣＵ１０は、車両のエンジンが運転状態にあると判定した場合に、開閉弁５２を開放させて排ガス導入管２３を連通し、流量演算装置２８にガス流量の演算を開始させる。
【００３３】
また、ＥＣＵ１０は、車両のエンジンが運転状態にあると判定した場合に、ポンプ４１をＯＮさせて、かつライン切替バルブ３１をサンプル採取ＯＮ、すなわち希釈トンネル２１とＢ／Ｇバッグ２５とを連通させるように切り替えるよう指令して、Ｂ／Ｇバッグ２５へ希釈用ガスを貯留させる。つづいて、ＥＣＵ１０は、Ｂ／Ｇバッグ２５に貯留させた希釈用ガスを連続分析計２７へ供給させて希釈用ガス濃度、すなわちＢ／Ｇ濃度を測定する制御を実行する。この場合、Ｂ／Ｇ濃度の測定は、後述する希釈排ガス濃度の測定タイミングと重複しない任意のタイミングで実行することができる。
【００３４】
更に、ＥＣＵ１０は、車両のエンジンが運転状態にあると判定した場合に、ポンプ４２をＯＮさせて、かつライン切替バルブ３２をサンプル採取ＯＮ、すなわち希釈トンネル２１とサンプルバッグ２６とを連通するように切り替えるよう指令して、サンプルバッグ２６へ希釈された排ガスを貯留させる。つづいて、ＥＣＵ１０は、サンプルバッグ２６に貯留させた希釈された排ガスを連続分析計２７へ供給させて希釈排ガス濃度を測定する制御を実行する。
【００３５】
そして、ＥＣＵ１０は、Ｂ／Ｇ濃度および希釈排ガス濃度の測定結果、流量演算装置２８のガス流量演算結果に基づいて、例えば、以下の（１）（２）式からマスエミッションＭｔを算出する排ガス濃度算出制御を実行する。
［マスエミッション算出式］
Ｃｔ＝Ｃ´ｔ−（１−１／ＤＦｔ）×ＣＢＧ ・・・（１）
Ｍｔ＝Ｃｔ×Ｖｔ×成分密度 ・・・（２）
（Ｃ´ｔ：希釈排ガス濃度，ＤＦｔ：排ガス希釈率，ＣＢＧ：Ｂ／Ｇ濃度，Ｖｔ：演算ガス体積）
【００３６】
一方、ＥＣＵ１０は、圧力センサ５１が検出する排ガス圧力が所定の設定値を超えていないと判断すると、つづいて、排ガス圧力が所定の設定値を超えない状態が所定の時間継続するか否かを判断する。ここで、所定時間は、車両のエンジンが停止していると判定できる任意の時間を適用することができるが、例えば５［秒］とすることができる。ＥＣＵ１０は、排ガス圧力が所定の設定値を超えない状態が所定の時間継続しなかったと判断する場合、車両のエンジンが停止していないと判定し、開閉弁５２を開放させて希釈排ガスの採取を開始し、上記の排ガス濃度算出制御を実行する。
【００３７】
ＥＣＵ１０は、排ガス圧力が所定の設定値を超えない状態が所定の時間継続したと判断する場合、車両のエンジンが停止していると判定する。そして、ＥＣＵ１０は、車両のエンジンが停止していると判定した場合に、開閉弁５２を閉鎖させて排ガス導入管２３を遮断し、流量演算装置２８にガス流量の演算を停止させる。
【００３８】
また、ＥＣＵ１０は、車両のエンジンが停止していると判定した場合に、ポンプ４２をＯＦＦさせて、かつライン切替バルブ３２をサンプル採取ＯＦＦ、すなわち希釈トンネル２１とバイパス部とを連通するように切り替えるよう指令して、サンプルバッグ２６への希釈排ガスの貯留を停止させる制御を実行する。この場合、ＥＣＵ１０は、ポンプ４１およびライン切替バルブ３１をＯＦＦさせて、Ｂ／Ｇバッグ２５への希釈用ガスの貯留を停止させる制御を併せて実行してもよい。
ＥＣＵ１０は、排ガス計測試験モード運転が継続される間、上記の制御を繰り返す。
【００３９】
上記の制御を実行することにより、特にアイドルストップ車両やＨＥＶ等の間欠運転機能を備えた車両のエミッション測定時において、サンプルバッグ２６へ貯留された濃度測定用の排ガスが過剰に希釈されることを抑制することができる。よって、前述した（１）式で用いる希釈排ガス濃度Ｃ´ｔの測定値の信頼性を大幅に向上させることができることから、間欠運転機能を備えた車両のエミッション測定時においても高いマスエミッション測定の信頼性を得ることができる。
【００４０】
また、上記の制御を実行することにより、車両のエンジンの運転が停止している間に、ブロワの吸引力による負圧がエンジンに到達することを抑制することができる。そのため、エンジン運転の停止中に排気浄化触媒の酸素吸蔵量が変化することを抑制することができることから、マスエミッション測定中の排気浄化触媒の浄化性能を略一定に保持することができる。よって、間欠運転機能を備えた車両のエミッション測定時においても高いマスエミッション測定の信頼性を得ることができる。
なお、ＥＣＵ１０は、本発明の運転停止判定手段の一構成例である。
【００４１】
つづいて、ＥＣＵ１０の制御の流れに沿って、排ガス測定装置１の動作を説明する。図２は、ＥＣＵ１０の処理の一例を示すフローチャートである。本実施例の排ガス測定装置１は、排ガス排出状態検出手段と、運転停止判定手段と、希釈排ガス採取手段と、遮断手段とを備えることで、排ガス排出状態の検出結果からエンジンの運転または停止を判定し、停止していると判定した場合に希釈排ガスの採取を停止し、かつ、エンジンから排出される排ガスを導入する排ガス導入管２３を遮断する制御を実行する。
【００４２】
ＥＣＵ１０の制御は、車両の排ガス計測試験モード運転が開始されると開始し、排ガス計測試験モード運転中に以下の制御の処理を繰り返す。また、ＥＣＵ１０は、その制御の処理中、圧力センサ５１の検出結果を常に受信する。
【００４３】
まず、ＥＣＵ１０はステップＳ１で、圧力センサ５１が検出する排ガス圧力が所定の設定値を超えているか否かを判断する。ここで、排ガス圧力の設定値については前述したために、その詳細な説明は省略する。排ガス圧力が所定の設定値を超えていない場合（ステップＳ１／ＮＯ）、ＥＣＵ１０はステップＳ４へ進む。排ガス圧力が所定の設定値を超えている場合（ステップＳ１／ＹＥＳ）は、ＥＣＵ１０は、車両のエンジンが運転状態であると判定し、次のステップＳ２へ進む。
【００４４】
ステップＳ２で、ＥＣＵ１０は、開閉弁５２を開放させて排ガス導入管２３を連通し、流量演算装置２８にガス流量の演算を開始させる。更に、ＥＣＵ１０は、ポンプ４１および４２をＯＮさせて、かつライン切替バルブ３１および３２をサンプル採取ＯＮにし、希釈用ガスおよび希釈排ガスの採取を開始する。ＥＣＵ１０は、ステップＳ２の処理を終えると、次のステップＳ３へ進む。
【００４５】
ステップＳ３で、ＥＣＵ１０は、ステップＳ２で採取を開始した希釈用ガスおよび希釈排ガスから、Ｂ／Ｇ濃度および希釈排ガス濃度を測定する。そして、ＥＣＵ１０は、Ｂ／Ｇ濃度および希釈排ガス濃度の測定結果と流量演算装置２８のガス流量演算結果に基づいて、上記（１）（２）式から車両のマスエミッションＭｔを算出する排ガス濃度算出制御を実行する。ＥＣＵ１０は、ステップＳ３の処理を終えると、制御の処理を終了する。
【００４６】
ステップＳ１の判断がＮＯの場合、ＥＣＵ１０はステップＳ４へ進む。ステップＳ４で、ＥＣＵ１０は、圧力センサ５１が検出する排ガス圧力が所定の設定値を超えない状態が所定の時間継続するか否かを判断する。ここで、所定時間については前述したために、その詳細な説明は省略する。排ガス圧力が設定値を超えない状態が所定の時間継続しなかった場合（ステップＳ４／ＮＯ）、ＥＣＵ１０は、車両のエンジンが運転状態であると判定し、ステップＳ２へ戻り、以降の処理を実行する。排ガス圧力が設定値を超えない状態が所定の時間継続した場合（ステップＳ４／ＹＥＳ）は、ＥＣＵ１０は、車両のエンジンが停止していると判定し、次のステップＳ５へ進む。
【００４７】
ステップＳ５で、ＥＣＵ１０は、開閉弁５２を閉鎖させて排ガス導入管２３を遮断し、流量演算装置２８にガス流量の演算を停止させる。更に、ＥＣＵ１０は、ポンプ４２をＯＦＦさせて、かつライン切替バルブ３２をサンプル採取ＯＦＦ、すなわち希釈トンネル２１とバイパス部とを連通するように切り替えるよう指令して、サンプルバッグ２６への希釈排ガスの貯留を停止させる。
【００４８】
この場合、ＥＣＵ１０は、ステップＳ５の処理と併せて、ポンプ４１およびライン切替バルブ３１をＯＦＦさせて、Ｂ／Ｇバッグ２５への希釈用ガスの貯留を停止させる制御の処理を実行してもよい。
ＥＣＵ１０は、ステップＳ５の処理を終えると、制御の処理を終了する。
【００４９】
以上のように、本実施例の排ガス測定装置は、排ガス排出状態の検出結果からエンジンの運転または停止を判定し、運転が停止していると判定した場合に、サンプルバッグへの希釈排ガスの貯留を停止し、かつ、エンジンの排気系と連結した排ガス導入管の連通を遮断する。これにより、車両のエンジンが停止している間にサンプルバッグへ貯留された濃度測定用の排ガスが過剰に希釈されることを抑制しつつ、ブロワの吸引力による負圧によってエンジンの排気浄化触媒の酸素吸蔵量が変化することを抑制することができる。よって、間欠運転機能を備えた車両のエミッション測定時においても高いマスエミッション測定の信頼性を得ることができる。
【００５０】
上記実施例は本発明を実施するための一例にすぎない。よって本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００５１】
例えば、圧力センサ５１や開閉弁５２は、実施例の位置に限定されるわけではなく、その目的を適切に達成可能な任意の位置に設けることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１ 排ガス測定装置
１０ ＥＣＵ（運転停止判定手段）
２１ 希釈トンネル
２３ 排ガス導入管（連通部）
２５ Ｂ／Ｇバッグ
２６ サンプルバッグ（希釈排ガス採取手段）
２７ 連続分析計
２８ 流量演算装置
２９ ブロワ（吸引手段）
３２ ライン切替バルブ（希釈排ガス採取手段）
４２ ポンプ（希釈排ガス採取手段）
５１ 圧力センサ（排ガス排出状態検出手段）
５２ 開閉弁（遮断手段）
６２ 希釈排ガス採取通路（希釈排ガス採取手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス測定装置および排ガス採取方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の内燃機関の排ガス中に含まれる成分を定量分析するために、排ガスを希釈用ガスによって所定の比率に希釈した後に成分を測定するＣＶＳ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｖｏｌｕｍｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ）を用いた連続マスエミッション測定が広く実行されている。このようなＣＶＳによる連続マスエミッション測定の技術として、例えば特許文献１および２が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭６２−０６７２３９号公報
【特許文献２】特開２０００−１８０３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＣＶＳによる連続マスエミッション測定では、例えば、アイドルストップ車両やＨＥＶ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）等の間欠運転機能を備えた車両のエミッション計測の場合、内燃機関の停止中、すなわち排ガスの排出量がゼロの時にも希釈トンネル内のガスをサンプルバッグへ貯留する。そのため、サンプルバッグ内の排ガスが過剰に希釈されてしまい、測定の感度が低下することから、連続マスエミッション測定の信頼性が大きく低下してしまうおそれがある。
【０００５】
また、連続マスエミッション測定では、車両の排気系がＣＶＳ装置と常に連結されている。そのため、間欠運転機能を備えた車両のエミッション計測の場合、内燃機関が停止するとＣＶＳ装置のブロワ吸引力によって車両の排気系が負圧になるために、吸気側から大気が導入されて排気浄化触媒の酸素吸蔵量が変化してしまう。それによって、排気浄化触媒の浄化性能が変化することから、連続マスエミッション測定の信頼性が大きく低下してしまうおそれがある。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、間欠運転機能を備えた車両のエミッション測定時においても高いマスエミッション測定の信頼性を得ることができる排ガス測定装置および排ガス採取方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の排ガス測定装置は、内燃機関から排出される排ガスを希釈用ガスによって所定の比率に希釈し、希釈された排ガスを採取して分析部に供給するように構成された排ガス測定装置であって、前記内燃機関の排気系と連通した連通部を通じて、前記内燃機関から排出される排ガスを前記分析部側に吸引する吸引手段と、前記内燃機関の運転または停止を判定する運転停止判定手段と、前記運転停止判定手段が前記内燃機関が運転していると判定する場合に前記希釈された排ガスを採取し、前記運転停止判定手段が前記内燃機関が停止していると判定する場合に前記希釈された排ガスの採取を停止する希釈排ガス採取手段と、前記運転停止判定手段が前記内燃機関が停止していると判定する場合に、前記吸引手段の吸引力が前記内燃機関に及ばないように前記連通部の連通を遮断する遮断手段と、を備える。
上記の構成により、内燃機関が停止していると判定する場合に、排ガスの採取を停止し、かつ、排ガス測定装置と内燃機関との連通を遮断することができることから、サンプルバッグ内の排ガスが過剰に希釈されること、および内燃機関の排気浄化触媒の酸素吸蔵量が変化することを抑制することができる。よって、間欠運転機能を備えた車両のエミッション測定時においても高いマスエミッション測定の信頼性を得ることができる。
【０００８】
特に、本発明の排ガス測定装置は、前記内燃機関から排出される排ガスの排出状態を検出する排ガス排出状態検出手段を備え、前記運転停止判定手段が、前記排ガス排出状態検出手段が検出する排ガスの排出状態が設定値を超えない状態が所定の時間継続した場合に、前記内燃機関が停止していると判定する構成とすることができる。
上記の構成により、排ガス排出状態の検出結果に基づいて内燃機関が停止しているか否かをより精度よく判定することができ、判定結果に基づいて排ガスの採取を停止し、かつ、排ガス測定装置と内燃機関との連通を遮断することができる。よって、間欠運転機能を備えた車両のエミッション測定時においても高いマスエミッション測定の信頼性を得ることができる。
【０００９】
また、本発明の排ガス測定装置は、前記排ガス排出状態検出手段が、前記連通部を通過する排ガスの圧力、温度、濃度の少なくとも１つを検出する構成とすることができる。
上記の構成により、前記連通部を通過する排ガスの圧力、温度、濃度の少なくとも１つの検出結果に基づいて内燃機関が停止しているか否かをより精度よく判定することができ、判定結果に基づいて排ガスの採取を停止し、かつ、排ガス測定装置と内燃機関との連通を遮断することができる。よって、間欠運転機能を備えた車両のエミッション測定時においても高いマスエミッション測定の信頼性を得ることができる。
【００１０】
そして、本発明の排ガス採取方法は、内燃機関から排出される排ガスを希釈用ガスによって所定の比率に希釈し、希釈された排ガスを採取して分析部に供給する排ガス採取方法であって、前記内燃機関の運転または停止を判定する運転停止判定ステップと、前記運転停止判定ステップにおいて前記内燃機関が運転していると判定する場合に前記希釈された排ガスを採取し、前記運転停止判定ステップにおいて前記内燃機関が停止していると判定する場合に前記希釈された排ガスの採取を停止する希釈排ガス採取ステップと、前記運転停止判定ステップにおいて前記内燃機関が停止していると判定する場合に、前記内燃機関の排気系と連通した連通部を通じて、前記内燃機関から排出される排ガスを前記分析部側に吸引する吸引部の吸引力が前記内燃機関に及ばないように前記連通部の連通を遮断する遮断ステップと、を備える。
上記の排ガス採取方法により、内燃機関が停止していると判定する場合に、排ガスの採取を停止し、かつ、排ガス測定装置と内燃機関との連通を遮断することができることから、サンプルバッグ内の排ガスが過剰に希釈されること、および内燃機関の排気浄化触媒の酸素吸蔵量が変化することを抑制することができる。よって、間欠運転機能を備えた車両のエミッション測定時においても高いマスエミッション測定の信頼性を得ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の排ガス測定装置および排ガス採取方法によれば、間欠運転機能を備えた車両のエミッション測定時においても高いマスエミッション測定の信頼性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例の排ガス測定装置の概略構成を示した図である。
【図２】実施例のＥＣＵが行う制御のフローを示している。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例】
【００１４】
本発明の実施例について図面を参照しつつ説明する。図１は、実施例の排ガス測定装置１の概略構成を示した図である。
【００１５】
図１に示す排ガス測定装置１は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１０を備えており、電源ラインを通じて電力の供給を受けて稼動し、装置の運転動作を総括的に制御する。また、排ガス測定装置１は、希釈トンネル２１を備えており、排ガス導入管２３から導入する内燃機関の排ガスを所定の濃度に希釈する。そして、排ガス測定装置１は、ＣＦＶ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｆｌｏｗ Ｖｅｎｔｕｒｉ）２４を備えており、希釈された排ガスの希釈トンネル２１の通過流量を一定に制御する。更に、排ガス測定装置１は、バックグラウンド（以下（Ｂ／Ｇ）と略記する）バッグ２５およびサンプルバッグ２６を備えており、それぞれ希釈用ガス採取通路６１、希釈排ガス採取通路６２を通じて希釈トンネル２１内の希釈用ガス、および希釈された排ガスの一部を採取する。また、排ガス測定装置１は、希釈用ガス採取通路６１および希釈排ガス採取通路６２にそれぞれライン切替バルブ３１および３２を備えており、Ｂ／Ｇバッグ２５およびサンプルバッグ２６に取り込まれるガス流量を制御する。そして、排ガス測定装置１は、連続分析計２７を備えており、Ｂ／Ｇバッグ２５およびサンプルバッグ２６に採取されたガスの成分濃度を分析することで、希釈された排ガスの定量分析を実行する。更に、排ガス測定装置１は、流量演算装置２８を備えており、希釈トンネル２１を通過する流量を演算し、演算結果をＥＣＵ１０へ送信する。また、排ガス測定装置１は、排ガス導入管２３に圧力センサ５１を備えており、排ガス導入管２３を通過し希釈トンネル２１に導入される排ガスの圧力を検出する。そして、排ガス測定装置１は、排ガス導入管２３に開閉弁５２を備えており、ＥＣＵ１０の指令に基づき排ガス導入管２３を連通または遮断する。
【００１６】
希釈トンネル２１は、その上流側に、エンジンの排気系と連結した排ガス導入管２３を備えており、車両のエンジンから排出される排ガスを希釈トンネル２１内へと導入する。また、希釈トンネル２１は、希釈用ガスの導入口に活性炭を備えたエアフィルタ２２を設けている。実験室内の空気は、エアフィルタ２２を通過して希釈トンネル２１へ進入し、排ガス導入管２３より導入した排ガスと混合することで、排ガスを所定の濃度へと希釈する。排ガスの希釈比率は、排ガス中に含まれる成分によって決定され、エアフィルタ２２の開口面積を調整することによって結露が生じない比率にて希釈される。この場合、別途ガスボンベを設けて、排ガスの希釈に用いる希釈用ガスをガスボンベから供給することもできる。
なお、排ガス導入管２３は、本発明の連通部の一構成例である。
【００１７】
ＣＦＶ２４は、エアフィルタ２２および排ガス導入管２３の下流側に設けられており、その内部にガス通路を備えることで、希釈トンネル２１内で希釈された排ガスを通過させることができる。そして、ＣＦＶ２４は、ガス通路の一部の断面積が他の部分の断面積よりも小さく絞られて構成されている。希釈トンネル２１内で希釈された排ガスは、ＣＦＶ２４の下流に設けられたブロワ２９の駆動によってＣＦＶ２４へ向かう。そして、ＣＦＶ２４の内部を通過する際に流れを絞られることでガス流速が臨海流速（その温度における音速）に達することにより、ガスの通過流量が一定に制御される。この場合、ＣＦＶ２４に代えて連続流量可変可能なベンチュリフローメータ（ＶＦＭ）を設けても良い。
なお、ブロワ２９は、本発明の吸引手段の一構成例である。
【００１８】
流量演算装置２８は、エアフィルタ２２および排ガス導入管２３の下流側であってＣＦＶ２４の上流側に設けられ、希釈トンネル２１の内部を通過するガスの圧力および温度の検出結果に基づいて、希釈トンネル２１の内部を通過するガス流量を演算する。そして、流量演算装置２８は、ガス流量の演算結果をＥＣＵ１０へ送信する。この場合、流量演算装置２８に代えて、ＣＦＶ２４がその内部を通過するガス体積を検出し、検出結果をＥＣＵ１０へ送信する構成であってもよい。
【００１９】
Ｂ／Ｇバッグ２５およびサンプルバッグ２６は、伸縮可能な構成により、その内部にガスを貯留する。Ｂ／Ｇバッグ２５は、エアフィルタ２２の下流側であって排ガス導入管２３の上流側に設けられ、ポンプ４１の駆動力により希釈トンネル２１と連通した希釈用ガス採取通路６１を通じて希釈用ガスの一部を採取する。希釈用ガス採取通路６１には、ガラス繊維等から成るフィルタが設けられている。サンプルバッグ２６は、エアフィルタ２２および排ガス導入管２３の下流側であってＣＦＶ２４の上流側に設けられ、ポンプ４２の駆動力により希釈トンネル２１と連通した希釈排ガス採取通路６２を通じて希釈トンネル２１内で希釈された排ガスの一部を採取する。Ｂ／Ｇバッグ２５およびサンプルバッグ２６は、ガスの採取が終了すると、採取したガスを後述する連続分析計２７へと供給する。
なお、サンプルバッグ２６、ポンプ４２および希釈排ガス採取通路６２は、本発明の希釈排ガス採取手段の一構成例である。
【００２０】
ライン切替バルブ３１は、一方が希釈トンネル２１と、他の一方がＢ／Ｇバッグ２５と連通し、他のもう一方が大気開放されたバイパス部と連通した三方弁である。ライン切替バルブ３１は、ＥＣＵ１０の指令に従って希釈トンネル２１とＢ／Ｇバッグ２５、またはバイパス部との連通を切り替えることで、希釈用ガスの採取および停止を制御する。
【００２１】
また、ライン切替バルブ３２は、ライン切替バルブ３１と同様に、一方が希釈トンネル２１と、他の一方がサンプルバッグ２６と連通し、他のもう一方が大気開放されたバイパス部と連通した三方弁である。ライン切替バルブ３２は、ＥＣＵ１０の指令に従って希釈トンネル２１とサンプルバッグ２６、またはバイパス部との連通を切り替えることで、希釈された排ガスの採取および停止を制御する。
【００２２】
この場合、ライン切替バルブ３１および３２としては、電磁弁やアクチュエータを適用することができる。また、ライン切替バルブ３１および３２は、上記の三方弁に代えて、希釈用ガス採取通路６１および希釈排ガス採取通路６２の連通、遮断を制御することでガスの採取および停止を制御する形式の制御弁を適用することもできる。
なお、ライン切替バルブ３２は、本発明の希釈排ガス採取手段の一構成例である。
【００２３】
連続分析計２７は、Ｂ／Ｇバッグ２５およびサンプルバッグ２６が採取したガスを定量分析し、分析結果をＥＣＵ１０へ送信する。連続分析計２７は、例えばＣＯおよびＣＯ２の定量分析として非分散赤外線吸収計（ＮＤＩＲ）を、ＨＣの定量分析として水素炎イオン検出計（ＨＦＩＤ）を、ＮＯｘの定量分析として化学発光検出計（ＣＬＤ）を適用するが、フーリエ変換赤外分光計（ＦＴＩＲ）や自動ガスクロマトグラフを適用することもできる。
【００２４】
圧力センサ５１は、排ガス導入管２３のより車両側（エンジン側）に設けられ、車両のエンジンが排出する排ガスの圧力を検出し、検出結果をＥＣＵ１０へ送信する。ＥＣＵ１０は、圧力センサ５１の検出結果に基づいて、車両のエンジンが排出する排ガス排出状態を認識する。ＥＣＵ１０は、予め台上試験等で求めた排ガス圧力と排ガス排出量との相関マップをＲＯＭ等に記憶しておくことで、排ガス圧力から容易に排ガス排出量を認識することができる。ここで、ＥＣＵ１０が認識する排ガスの排出状態とは、例えば、排ガスの排出量とすることができるが、これに限定されるものではない。
【００２５】
この場合、圧力センサ５１に代えて、温度センサまたは排ガス濃度センサを設け、温度センサまたは排ガス濃度センサの検出結果に基づいて排ガス排出状態を認識する構成とすることもできる。また、これら種々のセンサを複数組み合わせることで、排ガス排出状態を認識する構成とすることもできる。
なお、圧力センサ５１は、本発明の排ガス排出状態検出手段の一構成例である。
【００２６】
開閉弁５２は、排ガス導入管２３のより希釈トンネル２１側に設けられ、排ガス導入管２３を開放または閉鎖可能な制御弁である。開閉弁５２は、ＥＣＵ１０の指令に基づき排ガス導入管２３を開放（連通）することで、ブロワ２９の吸引力による負圧を車両のエンジンに到達させて排ガスを希釈トンネル２１に導入する。また、開閉弁５２は、ＥＣＵ１０の指令に基づき排ガス導入管２３を閉鎖（遮断）することで、ブロワ２９の吸引力による負圧が車両のエンジンに到達することを抑制する。開閉弁５２としては、電磁弁やアクチュエータを適用することができる。
なお、開閉弁５２は、本発明の遮断手段の一構成例である。
【００２７】
ＥＣＵ１０は、演算処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、プログラム等を記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、データ等を記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＮＶＲＡＭ（Ｎｏｎ Ｖｏｌａｔｉｌｅ ＲＡＭ）と、を備えるコンピュータである。
【００２８】
ＣＰＵは、ＲＯＭに格納したプログラムを読み込んで、このプログラムに従った演算を行う。すなわち、ＲＯＭに格納されたプログラムをＣＰＵが読み込むことで、装置の運転動作を統合的に制御したり、排ガス濃度算出制御を実行したりする。また、ＲＡＭには、マスエミッション算出などの演算結果のデータが書き込まれ、ＮＶＲＡＭは、ＲＡＭに書き込まれていたデータで、装置の電源ＯＦＦ時に保存の必要なデータが書き込まれる。入出力部は、流量演算装置２８の流量演算信号、連続分析計２７が測定するガス濃度信号、Ｂ／Ｇバッグ２５およびサンプルバッグ２６のガス貯留信号、エアフィルタ２２を通過する希釈用ガス流量信号、圧力センサ５１の圧力信号等の各種機器からの信号を入力または出力する。これによって、ＥＣＵ１０は、流量演算装置２８の流量演算結果、および連続分析計２７の分析結果等を読み込み、Ｂ／Ｇバッグ２５およびサンプルバッグ２６のガス供給動作、ライン切替バルブ３１および３２の切替動作、ポンプ４１の動作、エアフィルタ２２の開閉動作、装置内部のパージなど、排ガス測定装置１の運転動作を統合的に制御する。
【００２９】
更に、ＥＣＵ１０は、圧力センサ５１の検出結果に基づいて、車両のエンジンの運転または停止を判定し、判定結果に基づき排ガスの採取および排ガス導入管２３の連通または遮断の制御を実行する。以下に、ＥＣＵ１０が実行する制御について説明する。
【００３０】
まず、ＥＣＵ１０は、排ガス計測試験のスイッチがＯＮされると、Ｂ／Ｇバッグ２５およびサンプルバッグ２６を空に（パージ）し、流量演算装置２８の流量演算結果をリセットし、開閉弁５２を閉鎖させて排ガス導入管２３を遮断し、ブロワ２９を駆動させる。そして、ＥＣＵ１０は、排ガス計測試験モード運転が開始されると、下記の制御を開始する。
【００３１】
ＥＣＵ１０は、排ガス計測試験モード運転が開始されると、圧力センサ５１が検出する排ガス圧力が所定の設定値を超えているか否かを判断する。ここで、排ガス圧力の設定値は、車両のエンジンが停止している可能性があると判定できる任意の排ガス圧力を適用することができるが、例えば２０［Ｐａ］とすることができる。
【００３２】
ＥＣＵ１０は、圧力センサ５１が検出する排ガス圧力が所定の設定値を超えていると判断すると、車両のエンジンが運転状態にあると判定する。そして、ＥＣＵ１０は、車両のエンジンが運転状態にあると判定した場合に、開閉弁５２を開放させて排ガス導入管２３を連通し、流量演算装置２８にガス流量の演算を開始させる。
【００３３】
また、ＥＣＵ１０は、車両のエンジンが運転状態にあると判定した場合に、ポンプ４１をＯＮさせて、かつライン切替バルブ３１をサンプル採取ＯＮ、すなわち希釈トンネル２１とＢ／Ｇバッグ２５とを連通させるように切り替えるよう指令して、Ｂ／Ｇバッグ２５へ希釈用ガスを貯留させる。つづいて、ＥＣＵ１０は、Ｂ／Ｇバッグ２５に貯留させた希釈用ガスを連続分析計２７へ供給させて希釈用ガス濃度、すなわちＢ／Ｇ濃度を測定する制御を実行する。この場合、Ｂ／Ｇ濃度の測定は、後述する希釈排ガス濃度の測定タイミングと重複しない任意のタイミングで実行することができる。
【００３４】
更に、ＥＣＵ１０は、車両のエンジンが運転状態にあると判定した場合に、ポンプ４２をＯＮさせて、かつライン切替バルブ３２をサンプル採取ＯＮ、すなわち希釈トンネル２１とサンプルバッグ２６とを連通するように切り替えるよう指令して、サンプルバッグ２６へ希釈された排ガスを貯留させる。つづいて、ＥＣＵ１０は、サンプルバッグ２６に貯留させた希釈された排ガスを連続分析計２７へ供給させて希釈排ガス濃度を測定する制御を実行する。
【００３５】
そして、ＥＣＵ１０は、Ｂ／Ｇ濃度および希釈排ガス濃度の測定結果、流量演算装置２８のガス流量演算結果に基づいて、例えば、以下の（１）（２）式からマスエミッションＭｔを算出する排ガス濃度算出制御を実行する。
［マスエミッション算出式］
Ｃｔ＝Ｃ´ｔ−（１−１／ＤＦｔ）×ＣＢＧ ・・・（１）
Ｍｔ＝Ｃｔ×Ｖｔ×成分密度 ・・・（２）
（Ｃ´ｔ：希釈排ガス濃度，ＤＦｔ：排ガス希釈率，ＣＢＧ：Ｂ／Ｇ濃度，Ｖｔ：演算ガス体積）
【００３６】
一方、ＥＣＵ１０は、圧力センサ５１が検出する排ガス圧力が所定の設定値を超えていないと判断すると、つづいて、排ガス圧力が所定の設定値を超えない状態が所定の時間継続するか否かを判断する。ここで、所定時間は、車両のエンジンが停止していると判定できる任意の時間を適用することができるが、例えば５［秒］とすることができる。ＥＣＵ１０は、排ガス圧力が所定の設定値を超えない状態が所定の時間継続しなかったと判断する場合、車両のエンジンが停止していないと判定し、開閉弁５２を開放させて希釈排ガスの採取を開始し、上記の排ガス濃度算出制御を実行する。
【００３７】
ＥＣＵ１０は、排ガス圧力が所定の設定値を超えない状態が所定の時間継続したと判断する場合、車両のエンジンが停止していると判定する。そして、ＥＣＵ１０は、車両のエンジンが停止していると判定した場合に、開閉弁５２を閉鎖させて排ガス導入管２３を遮断し、流量演算装置２８にガス流量の演算を停止させる。
【００３８】
また、ＥＣＵ１０は、車両のエンジンが停止していると判定した場合に、ポンプ４２をＯＦＦさせて、かつライン切替バルブ３２をサンプル採取ＯＦＦ、すなわち希釈トンネル２１とバイパス部とを連通するように切り替えるよう指令して、サンプルバッグ２６への希釈排ガスの貯留を停止させる制御を実行する。この場合、ＥＣＵ１０は、ポンプ４１およびライン切替バルブ３１をＯＦＦさせて、Ｂ／Ｇバッグ２５への希釈用ガスの貯留を停止させる制御を併せて実行してもよい。
ＥＣＵ１０は、排ガス計測試験モード運転が継続される間、上記の制御を繰り返す。
【００３９】
上記の制御を実行することにより、特にアイドルストップ車両やＨＥＶ等の間欠運転機能を備えた車両のエミッション測定時において、サンプルバッグ２６へ貯留された濃度測定用の排ガスが過剰に希釈されることを抑制することができる。よって、前述した（１）式で用いる希釈排ガス濃度Ｃ´ｔの測定値の信頼性を大幅に向上させることができることから、間欠運転機能を備えた車両のエミッション測定時においても高いマスエミッション測定の信頼性を得ることができる。
【００４０】
また、上記の制御を実行することにより、車両のエンジンの運転が停止している間に、ブロワの吸引力による負圧がエンジンに到達することを抑制することができる。そのため、エンジン運転の停止中に排気浄化触媒の酸素吸蔵量が変化することを抑制することができることから、マスエミッション測定中の排気浄化触媒の浄化性能を略一定に保持することができる。よって、間欠運転機能を備えた車両のエミッション測定時においても高いマスエミッション測定の信頼性を得ることができる。
なお、ＥＣＵ１０は、本発明の運転停止判定手段の一構成例である。
【００４１】
つづいて、ＥＣＵ１０の制御の流れに沿って、排ガス測定装置１の動作を説明する。図２は、ＥＣＵ１０の処理の一例を示すフローチャートである。本実施例の排ガス測定装置１は、排ガス排出状態検出手段と、運転停止判定手段と、希釈排ガス採取手段と、遮断手段とを備えることで、排ガス排出状態の検出結果からエンジンの運転または停止を判定し、停止していると判定した場合に希釈排ガスの採取を停止し、かつ、エンジンから排出される排ガスを導入する排ガス導入管２３を遮断する制御を実行する。
【００４２】
ＥＣＵ１０の制御は、車両の排ガス計測試験モード運転が開始されると開始し、排ガス計測試験モード運転中に以下の制御の処理を繰り返す。また、ＥＣＵ１０は、その制御の処理中、圧力センサ５１の検出結果を常に受信する。
【００４３】
まず、ＥＣＵ１０はステップＳ１で、圧力センサ５１が検出する排ガス圧力が所定の設定値を超えているか否かを判断する。ここで、排ガス圧力の設定値については前述したために、その詳細な説明は省略する。排ガス圧力が所定の設定値を超えていない場合（ステップＳ１／ＮＯ）、ＥＣＵ１０はステップＳ４へ進む。排ガス圧力が所定の設定値を超えている場合（ステップＳ１／ＹＥＳ）は、ＥＣＵ１０は、車両のエンジンが運転状態であると判定し、次のステップＳ２へ進む。
【００４４】
ステップＳ２で、ＥＣＵ１０は、開閉弁５２を開放させて排ガス導入管２３を連通し、流量演算装置２８にガス流量の演算を開始させる。更に、ＥＣＵ１０は、ポンプ４１および４２をＯＮさせて、かつライン切替バルブ３１および３２をサンプル採取ＯＮにし、希釈用ガスおよび希釈排ガスの採取を開始する。ＥＣＵ１０は、ステップＳ２の処理を終えると、次のステップＳ３へ進む。
【００４５】
ステップＳ３で、ＥＣＵ１０は、ステップＳ２で採取を開始した希釈用ガスおよび希釈排ガスから、Ｂ／Ｇ濃度および希釈排ガス濃度を測定する。そして、ＥＣＵ１０は、Ｂ／Ｇ濃度および希釈排ガス濃度の測定結果と流量演算装置２８のガス流量演算結果に基づいて、上記（１）（２）式から車両のマスエミッションＭｔを算出する排ガス濃度算出制御を実行する。ＥＣＵ１０は、ステップＳ３の処理を終えると、制御の処理を終了する。
【００４６】
ステップＳ１の判断がＮＯの場合、ＥＣＵ１０はステップＳ４へ進む。ステップＳ４で、ＥＣＵ１０は、圧力センサ５１が検出する排ガス圧力が所定の設定値を超えない状態が所定の時間継続するか否かを判断する。ここで、所定時間については前述したために、その詳細な説明は省略する。排ガス圧力が設定値を超えない状態が所定の時間継続しなかった場合（ステップＳ４／ＮＯ）、ＥＣＵ１０は、車両のエンジンが運転状態であると判定し、ステップＳ２へ戻り、以降の処理を実行する。排ガス圧力が設定値を超えない状態が所定の時間継続した場合（ステップＳ４／ＹＥＳ）は、ＥＣＵ１０は、車両のエンジンが停止していると判定し、次のステップＳ５へ進む。
【００４７】
ステップＳ５で、ＥＣＵ１０は、開閉弁５２を閉鎖させて排ガス導入管２３を遮断し、流量演算装置２８にガス流量の演算を停止させる。更に、ＥＣＵ１０は、ポンプ４２をＯＦＦさせて、かつライン切替バルブ３２をサンプル採取ＯＦＦ、すなわち希釈トンネル２１とバイパス部とを連通するように切り替えるよう指令して、サンプルバッグ２６への希釈排ガスの貯留を停止させる。
【００４８】
この場合、ＥＣＵ１０は、ステップＳ５の処理と併せて、ポンプ４１およびライン切替バルブ３１をＯＦＦさせて、Ｂ／Ｇバッグ２５への希釈用ガスの貯留を停止させる制御の処理を実行してもよい。
ＥＣＵ１０は、ステップＳ５の処理を終えると、制御の処理を終了する。
【００４９】
以上のように、本実施例の排ガス測定装置は、排ガス排出状態の検出結果からエンジンの運転または停止を判定し、運転が停止していると判定した場合に、サンプルバッグへの希釈排ガスの貯留を停止し、かつ、エンジンの排気系と連結した排ガス導入管の連通を遮断する。これにより、車両のエンジンが停止している間にサンプルバッグへ貯留された濃度測定用の排ガスが過剰に希釈されることを抑制しつつ、ブロワの吸引力による負圧によってエンジンの排気浄化触媒の酸素吸蔵量が変化することを抑制することができる。よって、間欠運転機能を備えた車両のエミッション測定時においても高いマスエミッション測定の信頼性を得ることができる。
【００５０】
上記実施例は本発明を実施するための一例にすぎない。よって本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００５１】
例えば、圧力センサ５１や開閉弁５２は、実施例の位置に限定されるわけではなく、その目的を適切に達成可能な任意の位置に設けることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１ 排ガス測定装置
１０ ＥＣＵ（運転停止判定手段）
２１ 希釈トンネル
２３ 排ガス導入管（連通部）
２５ Ｂ／Ｇバッグ
２６ サンプルバッグ（希釈排ガス採取手段）
２７ 連続分析計
２８ 流量演算装置
２９ ブロワ（吸引手段）
３２ ライン切替バルブ（希釈排ガス採取手段）
４２ ポンプ（希釈排ガス採取手段）
５１ 圧力センサ（排ガス排出状態検出手段）
５２ 開閉弁（遮断手段）
６２ 希釈排ガス採取通路（希釈排ガス採取手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から排出される排ガスを希釈用ガスによって所定の比率に希釈し、希釈された排ガスを採取して分析部に供給するように構成された排ガス測定装置であって、
前記内燃機関の排気系と連通した連通部を通じて、前記内燃機関から排出される排ガスを前記分析部側に吸引する吸引手段と、
前記内燃機関の運転または停止を判定する運転停止判定手段と、
前記運転停止判定手段が前記内燃機関が運転していると判定する場合に前記希釈された排ガスを採取し、前記運転停止判定手段が前記内燃機関が停止していると判定する場合に前記希釈された排ガスの採取を停止する希釈排ガス採取手段と、
前記運転停止判定手段が前記内燃機関が停止していると判定する場合に、前記吸引手段の吸引力が前記内燃機関に及ばないように前記連通部の連通を遮断する遮断手段と、
を備えることを特徴とする排ガス測定装置。
【請求項２】
前記内燃機関から排出される排ガスの排出状態を検出する排ガス排出状態検出手段を備え、
前記運転停止判定手段は、前記排ガス排出状態検出手段が検出する排ガスの排出状態が設定値を超えない状態が所定の時間継続した場合に、前記内燃機関が停止していると判定することを特徴とする請求項１記載の排ガス測定装置。
【請求項３】
前記排ガス排出状態検出手段は、前記連通部を通過する排ガスの圧力、温度、濃度の少なくとも１つを検出することを特徴とする請求項１または２記載の排ガス測定装置。
【請求項４】
内燃機関から排出される排ガスを希釈用ガスによって所定の比率に希釈し、希釈された排ガスを採取して分析部に供給する排ガス採取方法であって、
前記内燃機関の運転または停止を判定する運転停止判定ステップと、
前記運転停止判定ステップにおいて前記内燃機関が運転していると判定する場合に前記希釈された排ガスを採取し、前記運転停止判定ステップにおいて前記内燃機関が停止していると判定する場合に前記希釈された排ガスの採取を停止する希釈排ガス採取ステップと、
前記運転停止判定ステップにおいて前記内燃機関が停止していると判定する場合に、前記内燃機関の排気系と連通した連通部を通じて、前記内燃機関から排出される排ガスを前記分析部側に吸引する吸引部の吸引力が前記内燃機関に及ばないように前記連通部の連通を遮断する遮断ステップと、
を備える排ガス採取方法。
【請求項１】
内燃機関から排出される排ガスを希釈用ガスによって所定の比率に希釈し、希釈された排ガスを採取して分析部に供給するように構成された排ガス測定装置であって、
前記内燃機関の排気系と連通した連通部を通じて、前記内燃機関から排出される排ガスを前記分析部側に吸引する吸引手段と、
前記内燃機関の運転または停止を判定する運転停止判定手段と、
前記運転停止判定手段が前記内燃機関が運転していると判定する場合に前記希釈された排ガスを採取し、前記運転停止判定手段が前記内燃機関が停止していると判定する場合に前記希釈された排ガスの採取を停止する希釈排ガス採取手段と、
前記運転停止判定手段が前記内燃機関が停止していると判定する場合に、前記吸引手段の吸引力が前記内燃機関に及ばないように前記連通部の連通を遮断する遮断手段と、
を備えることを特徴とする排ガス測定装置。
【請求項２】
前記内燃機関から排出される排ガスの排出状態を検出する排ガス排出状態検出手段を備え、
前記運転停止判定手段は、前記排ガス排出状態検出手段が検出する排ガスの排出状態が設定値を超えない状態が所定の時間継続した場合に、前記内燃機関が停止していると判定することを特徴とする請求項１記載の排ガス測定装置。
【請求項３】
前記排ガス排出状態検出手段は、前記連通部を通過する排ガスの圧力、温度、濃度の少なくとも１つを検出することを特徴とする請求項１または２記載の排ガス測定装置。
【請求項４】
内燃機関から排出される排ガスを希釈用ガスによって所定の比率に希釈し、希釈された排ガスを採取して分析部に供給する排ガス採取方法であって、
前記内燃機関の運転または停止を判定する運転停止判定ステップと、
前記運転停止判定ステップにおいて前記内燃機関が運転していると判定する場合に前記希釈された排ガスを採取し、前記運転停止判定ステップにおいて前記内燃機関が停止していると判定する場合に前記希釈された排ガスの採取を停止する希釈排ガス採取ステップと、
前記運転停止判定ステップにおいて前記内燃機関が停止していると判定する場合に、前記内燃機関の排気系と連通した連通部を通じて、前記内燃機関から排出される排ガスを前記分析部側に吸引する吸引部の吸引力が前記内燃機関に及ばないように前記連通部の連通を遮断する遮断ステップと、
を備える排ガス採取方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−２４２１９４（Ｐ２０１１−２４２１９４Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１２９１４（Ｐ２０１０−１１２９１４）
【出願日】平成２２年５月１７日（２０１０．５．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１７日（２０１０．５．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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