[发明专利]颗粒状物质测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及测量在发动机的排气中含有的颗粒状物质的质量的颗粒状物质测量装置等。

背景技术

作为测量从发动机排出的物质之一的颗粒状物质(有时也称为PM(Particulate Matters，颗粒物)。在本说明书中以下也称为PM)的质量的方法，公知的有过滤器质量法。过滤器质量法是在发动机排气的流动通道上配置捕集过滤器来捕集PM，并用天平等测量捕集到的PM的质量的方法，由于对于能够特定物性的标准物质事实上不存在的PM，也可以直接测量其质量，所以可以期待测量的可靠性和正确性。因此，在当前的排气试验中，标准上使用利用所述过滤器质量法的测量装置中的、把发动机排气的总量稀释后进行分析的定容取样装置(CVS：Constant Volume Sampler，定容取样器)等。

另一方面，鉴于近来发动机性能进一步提高及环境问题，产生了对在路上等动态行驶中的PM排出量的时间序列变化进行测量的要求。但是，由于所述过滤器质量法仅能判明在一定期间排出的PM的累积质量，换句话说所述过滤器质量法是分批式的测量方法，所以不能判明PM质量时时刻刻与动态的运转状况对应进行怎样的变化。

所以，作为代替过滤器质量法的代替装置，提出并开发出了可以实时连续测量PM的FID(Flame Ionization Detector，氢火焰离子化检测器)、ELPI(Electric Low Pressure Impactor，电称低压冲击器)、SMPS(Scanning Mobility Particle Sizer，扫描电子迁移粒径谱仪)、DCS(Diffusion Charger Sensor，扩散充电传感器)等(专利文献1)。FID是测量样气中的碳原子数的装置，ELPI、SMPS是计数颗粒数的装置。此外，DCS是使颗粒的表面带电，并测量颗粒的表面的电荷量的装置。

如果是如上所述的装置，则也可以在路上行驶中进行测量，但如上所述，它们是测量碳原子数、PM数或PM的表面积的装置，而不是直接测量PM质量的装置。因此，如果要根据它们测量出的测量结果求出PM质量，则需要获得与在相同条件下进行的利用所述捕集过滤器测量法得到的测量结果的相关值，并根据该相关值计算PM质量。

所以，例如可以考虑预先获取发动机在各种运转状态下的利用过滤器质量法与利用所述ELPI法等得到的测量结果的相关值，并把该相关值应用于在路上行驶时的利用上述的ELPI等得到的测量结果，计算出PM质量的动态变化。

但是，由于所述相关值说到底是把发动机的各种运转状态保持在一定的静态下的相关值，所以在进行动态运转的路上行驶中，直接应用该相关值来推测实际PM质量的动态变化有些不合理。

专利文献1：日本专利公开公报特开2006-506640号

发明内容

鉴于所述问题，本发明所要解决的主要问题是：利用简单的结构连续地测量在路上行驶等动态运转状况下的排气中含有的PM质量的变化。

即，权利要求1所述发明的颗粒状物质测量装置的特征在于包括下面的部分。

(1)稀释器，与汽车的排气管连接，并且与稀释气体导入口连接，通过使发动机的排气与稀释气体混合来稀释所述排气。

(2)质量关联值测量装置，导入由所述稀释器稀释后的稀释排气的一部分，连续地测量间接表示所述稀释排气中含有的颗粒状物质的质量的质量关联值。

(3)捕集过滤器，使剩余的所述稀释排气通过，捕集在该剩余的所述稀释排气中含有的颗粒状物质。

(4)稀释气体流量调节装置，调节导入所述稀释器的所述稀释气体的流量。

(5)过滤器通过流量调节装置，调节通过所述捕集过滤器的稀释排气的流量。

(6)流量测量装置，测量导入所述质量关联值测量装置的稀释排气的流量。

(7)控制部，控制所述过滤器通过流量调节装置，使通过所述捕集过滤器的稀释排气的流量保持为一定值，并且通过控制所述稀释气体流量调节装置，确保导入所述质量关联值测量装置的稀释排气的必要的流量。

(8)信息处理部，计算由所述捕集过滤器在发动机运转中的规定期间内捕集到的颗粒状物质的质量测量值与作为由所述质量关联值测量装置测出的所述质量关联值的经时性变化数据的质量关联值测量数据的在所述规定期间内的时间积分值的相关值，并根据该相关值，把所述质量关联值测量数据转换成颗粒状物质的质量的经时性变化数据。