(57)【要約】【課題】複数の演算器を用いて並列動作させる構成とすることにより、排気ガスの分析における高速な演算処理に対応可能とする。【解決手段】各分析期間Ｌ１・Ｌ２・・・において順次排気ガスの温度計算、及び、濃度計算を行う複数の演算器２１Ａ・２１Ｂ・・・と、前記各演算器２１Ａ・２１Ｂ・・・によって計算された排気ガスの温度データを順次記憶する温度メモリ１７とを有し、前記各演算器２１Ａ・２１Ｂ・・・は、前記温度メモリ１７に記憶された排気ガスの最新の温度データ（算出温度Ｔ１、又は、概算した概算温度Ｔａ１・Ｔｂ１）を参照して、各分析期間における排気ガスの温度の算出を行う構成とする、排気ガス分析用の演算処理装置１とするものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各分析期間において順次排気ガスの温度計算、及び、濃度計算を行う複数の演算器と、
前記各演算器によって計算された排気ガスの温度データを順次記憶する温度メモリとを有し、
前記各演算器は、前記温度メモリに記憶された排気ガスの最新の温度データを参照して、各分析期間における排気ガスの温度の算出を行う構成とする、排気ガス分析用の演算処理装置。
【請求項２】
前記各演算器における排気ガスの温度計算の工程は、
概算温度を求める第一ステップと、
前記概算温度に基づいて算出温度を求める第二ステップを有し、
前記各演算器は、前記第一ステップにおいて前記温度メモリの温度データを参照するものとし、
前記第一ステップに要する温度概算時間と、前記第二ステップに要する温度算出時間の合計時間が、或る演算器における計算開始から、次の演算器における計算開始までの時間である計測周期よりも短い場合では、
或る分析期間の前記第一ステップにおいて或る前記演算器に参照される前記温度データは、その前の分析期間における前記算出温度とする、ことを特徴とする、請求項１に記載の排気ガス分析用の演算処理装置。
【請求項３】
前記各演算器における排気ガスの温度計算の工程は、
概算温度を求める第一ステップと、
前記概算温度に基づいて算出温度を求める第二ステップを有し、
前記各演算器は、前記第一ステップにおいて前記温度メモリの温度データを参照するものとし、
前記第一ステップに要する温度概算時間が、或る演算器における計算開始から、次の演算器における計算開始までの時間である計測周期よりも短く、かつ、前記計測周期が、前記温度概算時間と、前記第二ステップに要する温度算出時間の合計時間よりも短い場合では、
或る分析期間の前記第一ステップにおいて或る前記演算器に参照される前記温度データは、その或る分析期間の前の分析期間における前記概算温度とする、ことを特徴とする、請求項１に記載の排気ガス分析用の演算処理装置。
【請求項４】
前記各演算器における排気ガスの温度計算の工程は、
概算温度を求める第一ステップと、
前記概算温度に基づいて算出温度を求める第二ステップを有し、
前記各演算器は、前記第一ステップにおいて前記温度メモリの温度データを参照するものとし、
或る演算器における計算開始から、次の演算器における計算開始までの時間である計測周期が、前記第一ステップに要する温度概算時間よりも短い場合では、或る分析期間の前記第一ステップにおいて或る前記演算器に参照される前記温度データは、その或る分析期間の２つ以上前の分析期間における前記概算温度とする、ことを特徴とする、請求項１に記載の排気ガス分析用の演算処理装置。
【請求項５】
複数の演算器を並列させて、前記各演算器によって各分析期間において順次排気ガスの温度、及び、排気ガスの各成分の濃度を計算する排気ガス分析方法であって、前記各演算器によって計算された排気ガスの温度データを順次温度メモリに記憶し、各演算器での排気ガスの温度の算出の際に、前記温度メモリに記憶された最新の温度データを参照することとする、排気ガス分析方法。
【請求項６】
前記各演算器における排気ガスの温度計算の工程は、
概算温度を求める第一ステップと、
前記概算温度に基づいて算出温度を求める第二ステップを有し、
前記各演算器は、前記第一ステップにおいて前記温度メモリの温度データを参照するものとし、
前記第一ステップに要する温度概算時間と、前記第二ステップに要する温度算出時間の合計時間が、或る演算器における計算開始から、次の演算器における計算開始までの時間である計測周期よりも短い場合では、
或る分析期間の前記第一ステップにおいて或る前記演算器に参照される前記温度データは、その前の分析期間における前記算出温度とする、ことを特徴とする、請求項５に記載の排気ガス分析方法。
【請求項７】
前記各演算器における排気ガスの温度計算の工程は、
概算温度を求める第一ステップと、
前記概算温度に基づいて算出温度を求める第二ステップを有し、
前記各演算器は、前記第一ステップにおいて前記温度メモリの温度データを参照するものとし、
前記第一ステップに要する温度概算時間が、或る演算器における計算開始から、次の演算器における計算開始までの時間である計測周期よりも短く、かつ、前記計測周期が、前記温度概算時間と、前記第二ステップに要する温度算出時間の合計時間よりも短い場合では、
或る分析期間の前記第一ステップにおいて或る前記演算器に参照される前記温度データは、その或る分析期間の前の分析期間における前記概算温度とする、ことを特徴とする、請求項５に記載の排気ガス分析方法。
【請求項８】
前記各演算器における排気ガスの温度計算の工程は、
概算温度を求める第一ステップと、
前記概算温度に基づいて算出温度を求める第二ステップを有し、
前記各演算器は、前記第一ステップにおいて前記温度メモリの温度データを参照するものとし、
或る演算器における計算開始から、次の演算器における計算開始までの時間である計測周期が、前記第一ステップに要する温度概算時間よりも短い場合では、或る分析期間の前記第一ステップにおいて或る前記演算器に参照される前記温度データは、その或る分析期間の２つ以上前の分析期間における前記概算温度とする、ことを特徴とする、請求項５に記載の排気ガス分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン排気ガスを分析する装置、及び、分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、排気ガス中にレーザー光線を通して、その透過率から特定の成分の濃度と排気ガスの温度を求める装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１においては、自動車の内部にパソコン等の演算処理装置を搭載し、この演算処理装置によって、エンジンから排出されるハイドロカーボン量の算出等を行うこととする技術が開示されている。
【０００４】
ここで、特許文献１に開示されるようなエンジンの排気ガス分析のための演算処理装置に関しては、耐振動性を付加しつつ小型化するという要求があり、従来の消費電力が大きく、また、耐振動性のない演算処理装置は、今後の実用が困難となる。例えば、パソコンといった消費電力が大きい演算処理装置を車載することは、このような要求に応えられないものとなる。また、ＣＰＵは特に熱に弱く、負荷の高い高速処理が連続的に要求される試験環境での使用は負担が大きいものと考えられる。
【０００５】
そこで、耐振動性と低消費電力に優れた組み込み用途の演算器の利用が考えられる。
ここで、例えば、図１１（ａ）に示すごとく、実際の分析装置の運用では、まずガスの温度を計算し、このガスの温度を各ガスの濃度の演算に利用している。さらに求めた温度を、次回の計算に引き渡して、ガス濃度の演算に利用する温度の精度を上げるようにしている。
【０００６】
尚、この図１１（ａ）（ｂ）は、演算器において行われる各処理に利用される時間について示すものであり、初回の計測周期Ｍにおいて、まず、排気ガスの温度を計算し（期間Ｔ１）、その後、各ガス成分Ｇ２・Ｇ３・・・Ｇｎの濃度が、前記温度、圧力、各ガスのデータを利用して計算されるものとしている（期間Ｔ２）。
【０００７】
そして、この図１１（ａ）の場合のように、計算周期Ｃ＜計測周期Ｍの場合、即ち、一連の温度及び濃度を計算する周期が、計測を行う周期よりも短いときには、前回の計測周期において演算された温度を利用することができるため、特に問題となることはない。
しかし、図１１（ｂ）に示すごとく、計測周期Ｍ＜計算周期Ｃの場合、即ち、計測を行う周期が、一連の温度及び濃度を計算する周期よりも短い、といったように、計測の周期が短く、より高精度な分析が要求される場合では、演算器に高速の演算処理能力が要求されることになる。
【０００８】
ところが、組み込み用途の演算器は、一般的にその演算処理能力が低く、高速の演算処理には十分に対応できないことが考えられ、リアルタイム温度計算や濃度計算が不可能となり、また、将来にはより高速な演算処理が要求されることも充分に考えられる。
【特許文献１】特開２００４−１１７２５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、複数の演算器を用いて並列動作させる構成とすることにより、排気ガスの分析における高速な演算処理に対応可能とするものであり、これを実現するための技術を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１１】
即ち、請求項１においては、
各分析期間において順次排気ガスの温度計算、及び、濃度計算を行う複数の演算器と、
前記各演算器によって計算された排気ガスの温度データを順次記憶する温度メモリとを有し、
前記各演算器は、前記温度メモリに記憶された排気ガスの最新の温度データを参照して、各分析期間における排気ガスの温度の算出を行う構成とする、排気ガス分析用の演算処理装置とするものである。
【００１２】
請求項２においては、
前記各演算器における排気ガスの温度計算の工程は、
概算温度を求める第一ステップと、
前記概算温度に基づいて算出温度を求める第二ステップを有し、
前記各演算器は、前記第一ステップにおいて前記温度メモリの温度データを参照するものとし、
前記第一ステップに要する温度概算時間と、前記第二ステップに要する温度算出時間の合計時間が、或る演算器における計算開始から、次の演算器における計算開始までの時間である計測周期よりも短い場合では、
或る分析期間の前記第一ステップにおいて或る前記演算器に参照される前記温度データは、その前の分析期間における前記算出温度とするものである。
【００１３】
請求項３においては、
前記各演算器における排気ガスの温度計算の工程は、
概算温度を求める第一ステップと、
前記概算温度に基づいて算出温度を求める第二ステップを有し、
前記各演算器は、前記第一ステップにおいて前記温度メモリの温度データを参照するものとし、
前記第一ステップに要する温度概算時間が、或る演算器における計算開始から、次の演算器における計算開始までの時間である計測周期よりも短く、かつ、前記計測周期が、前記温度概算時間と、前記第二ステップに要する温度算出時間の合計時間よりも短い場合では、
或る分析期間の前記第一ステップにおいて或る前記演算器に参照される前記温度データは、その或る分析期間の前の分析期間における前記概算温度とするものである。
【００１４】
請求項４においては、
前記各演算器における排気ガスの温度計算の工程は、
概算温度を求める第一ステップと、
前記概算温度に基づいて算出温度を求める第二ステップを有し、
前記各演算器は、前記第一ステップにおいて前記温度メモリの温度データを参照するものとし、
或る演算器における計算開始から、次の演算器における計算開始までの時間である計測周期が、前記第一ステップに要する温度概算時間よりも短い場合では、或る分析期間の前記第一ステップにおいて或る前記演算器に参照される前記温度データは、その或る分析期間の２つ以上前の分析期間における前記概算温度とするものである。
【００１５】
請求項５においては、
複数の演算器を並列させて、前記各演算器によって各分析期間において順次排気ガスの温度、及び、排気ガスの各成分の濃度を計算する排気ガス分析方法であって、前記各演算器によって計算された排気ガスの温度データを順次温度メモリに記憶し、各演算器での排気ガスの温度の算出の際に、前記温度メモリに記憶された最新の温度データを参照することとするものである。
【００１６】
請求項６においては、
前記各演算器における排気ガスの温度計算の工程は、
概算温度を求める第一ステップと、
前記概算温度に基づいて算出温度を求める第二ステップを有し、
前記各演算器は、前記第一ステップにおいて前記温度メモリの温度データを参照するものとし、
前記第一ステップに要する温度概算時間と、前記第二ステップに要する温度算出時間の合計時間が、或る演算器における計算開始から、次の演算器における計算開始までの時間である計測周期よりも短い場合では、
或る分析期間の前記第一ステップにおいて或る前記演算器に参照される前記温度データは、その前の分析期間における前記算出温度とするものである。
【００１７】
請求項７においては、
前記各演算器における排気ガスの温度計算の工程は、
概算温度を求める第一ステップと、
前記概算温度に基づいて算出温度を求める第二ステップを有し、
前記各演算器は、前記第一ステップにおいて前記温度メモリの温度データを参照するものとし、
前記第一ステップに要する温度概算時間が、或る演算器における計算開始から、次の演算器における計算開始までの時間である計測周期Ｍよりも短く、かつ、前記計測周期が、前記温度概算時間と、前記第二ステップに要する温度算出時間の合計時間よりも短い場合では、
或る分析期間の前記第一ステップにおいて或る前記演算器に参照される前記温度データは、その或る分析期間の前の分析期間における前記概算温度とするものである。
【００１８】
請求項８においては、
前記各演算器における排気ガスの温度計算の工程は、
概算温度を求める第一ステップと、
前記概算温度に基づいて算出温度を求める第二ステップを有し、
前記各演算器は、前記第一ステップにおいて前記温度メモリの温度データを参照するものとし、
或る演算器における計算開始から、次の演算器における計算開始までの時間である計測周期が、前記第一ステップに要する温度概算時間よりも短い場合では、或る分析期間の前記第一ステップにおいて或る前記演算器に参照される前記温度データは、その或る分析期間の２つ以上前の分析期間における前記概算温度とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、複数の演算器を用いて並列動作させる構成とすることにより、排気ガスの分析における高速な演算処理に対応可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、発明の実施の形態を、図を用いて説明する。
図１に示すごとく、排気ガス分析用の演算処理装置１は、排気ガスの参照光Ｌ１を電気信号に変換する第一の光電変換器１１と、排気ガスの吸収光Ｌ２を電気信号に変換する第二の光電変換機１２を有している。
また、演算処理装置１は、前記第一・第二の光電変換器１１・１２の出力の差分が入力される差分回路１３を有している。
また、演算処理装置１は、前記差分回路１３の出力の一方を他方で除算した値が入力されるデータ分配器１５を有している。
また、演算処理装置１は、排気ガスの実測圧力Ｐを電気信号に変換する圧力センサ１６を有し、この圧力センサ１６の出力は、前記データ分配器１５に入力されることとしている。
【００２１】
また、演算処理装置１は、複数の演算器２１Ａ・２１Ｂ・・・を有し、前記データ分配器１５から各演算器２１Ａ・２１Ｂ・・・に、各分析期間において、排気ガスの温度、各ガス成分の濃度計算に必要なデータが入力されることとしている。
そして、各演算器２１Ａ・２１Ｂ・・・においては、各分析期間において、排気ガスの温度、各ガス成分の濃度計算が順次行われる。
【００２２】
具体的には、例えば、図２に示すごとく三個の演算器２１Ａ・２１Ｂ・２１Ｃを備えることとする構成の場合では、分析期間Ｌ１→Ｌ２→Ｌ３の順に、それぞれ、演算器２１Ａ→２１Ｂ→２１Ｃにて排気ガスの温度計算、及び、各ガス成分の濃度計算が行われるものである。
各分析期間Ｌ１・Ｌ２・Ｌ３では、まず、温度の概算が行われる（温度概算）。
そして、この概算した温度（概算温度）に基づいて、実際の温度により近い温度（算出温度）が算出される（温度算出）。
【００２３】
このように、本実施例では、排気ガスの温度計算は、概算温度を求める第一ステップと、算出温度を求める第二ステップとを有する、といったように、二つの段階で排気ガスの温度を求める構成としている。
また、このように二つの段階に分けて温度を計算するのは、詳しくは後述するが、複数演算器２１Ａ・２１Ｂ・２１Ｃを用いる本実施例の構成において、或る演算器における計算開始から、次の演算器における計算開始までの時間である計測周期が短く、概算温度が求まった時点で、この概算温度を次の温度計算にて利用可能にするためである。
【００２４】
そして、この温度概算、温度算出の具体例としては、次のようなものがある。
即ち、図３乃至図６に示すごとく、測定ガスの実測スペクトルと、温度ＴＡ〜ＴＢ、及び、圧力Ｐ１・Ｐ２・・・毎に定義される各理論スペクトルをマッチングし、マッチングにより選択された理論スペクトルにて定義される温度を、前記測定ガスの温度とする、排気ガスの温度分析方法であって、前記マッチングは、前記排気ガスの実測圧力Ｐとの圧力誤差Δｐが最少の代表圧力Ｐ２で定義され、かつ、前回の温度分析で求められる或る温度（Ｔｂ・Ｔｃ・Ｔｄ）を基準とする第一温度範囲（ＴＣ〜ＴＤ）内にて定義される一部の理論スペクトルと実測スペクトルのマッチングを行って概算温度Ｔα（図の例では第二の温度Ｔｂ）を求めることを少なくとも一回行うステップ（Ｓ１・Ｓ２）と、前記概算温度Ｔαを基準とし、前記排気ガスの実測圧力Ｐとの圧力誤差Δｐが最少の代表圧力Ｐ２で定義され、かつ、前記第一温度範囲よりも狭い第二温度範囲（ＴＥ〜ＴＦ）内にて定義される全部の理論スペクトルと実測スペクトルのマッチングを行って算出温度Ｔβ（図の例では第三の温度Ｔｃ）を求めるステップ（Ｓ３・Ｓ４）と、を有することとする、排気ガスの温度分析方法によることとするものである。
【００２５】
この温度分析方法は、図８に示すごとく、排気ガス中において、吸収ピークが把握しやすいＨ２Ｏ（水）の実測スペクトルＭを測定し、その実測スペクトルＭに最も近い理論スペクトルＲ１を決定する、即ち、マッチングをすることで、温度を求める方法である。この理論スペクトルＲ１は、温度によって一義的に決定されるように定義されたスペクトル形状であり、例えば、温度Ｔ１のときは理論スペクトルＲ１、温度Ｔ２のときは理論スペクトルＲ２、といったようなものである。
【００２６】
そして、前記理論スペクトルＲ１・Ｒ２・・・の中から前記実測スペクトルＭに最も近いもの、即ち、マッチング誤差Δｓ２・Δｓ３（図６）をマッチングする方法としては、例えば、吸収量を積分することで最も近いものを演算して決定したり、さらに、それにピーク波長の一致性を考慮する演算をして決定したりすることが知られている。
【００２７】
また、図４及び図７に示すごとく、前記マッチングにおいて参照される理論スペクトルの圧力と、測定ガスの実測圧力Ｐの間に圧力誤差Δｐがあるときに、前記算出温度Ｔβ、前記圧力誤差Δｐに関する離散化補正をし、補正後温度Ｔγ（第四の温度Ｔｄ）を求めるステップを実施することとし、この補正後温度Ｔγを算出温度Ｔβの代わりに用いることとすれば、次回の分析期間での温度計算における分析精度を高めることができることとなる。
【００２８】
尚、前記離散化補正は、例えば、図７に示すごとく、実測圧力Ｐと代表圧力Ｐ２との圧力誤差Δｐに基づいて温度ずれ量α（Ｋ；ケルビン）を決定し、この温度ずれ量αを前記第三の温度Ｔｃに加算することにより行うものとする。この図７の例の場合では、実測圧力Ｐが、代表圧力Ｐ２よりも０．０３Ｍｐａだけ高かった場合であり、これに対応して温度ずれ量はαが採用されることとしている。
【００２９】
そして、図１に示すごとく、演算処理装置１は、前記各演算器２１Ａ・２１Ｂ・・・から順次出力される温度情報を順次記憶・出力する温度メモリ１７を有しており、以上の例等によって段階的に求められる概算温度Ｔα、算出温度Ｔβ、又は、補正後温度Ｔｒが温度メモリ１７に記憶される。そして、次回の分析期間での温度計算にて概算温度Ｔαを求める際には、温度メモリ１７に記憶された温度（Ｔα・Ｔβ・Ｔｃ）が参照され、参照された温度（第一の温度Ｔａ）が、前記第一温度範囲（ＴＣ〜ＴＤ）を決定するための基準となる或る温度（Ｔｂ・Ｔｃ・Ｔｄ）として利用されるものである。
【００３０】
そして、以上のようにして求められる、排気ガスの温度と、排気ガスの圧力、さらに、前記データ分配器１５を参照して得られる各ガス成分Ｇ１・Ｇ２・・・のデータ（濃度計算に必要な各種データ）を元に、各ガス成分Ｇ１・Ｇ２・・・の濃度が算出されるようになっている。
【００３１】
また、図１に示すごとく、演算処理装置１は、前記各演算器２１Ａ・２１Ｂ・・・から順次出力される排気ガスの温度、及び、各ガス成分の濃度の計算結果が入力され、その入力結果を集約して出力するためのデータ集約器１８を有している。
【００３２】
そして、以上のように、演算処理装置１は、各分析期間Ｌ１・Ｌ２・・・において順次排気ガスの温度計算、及び、濃度計算を行う複数の演算器２１Ａ・２１Ｂ・・・と、前記各演算器２１Ａ・２１Ｂ・・・によって計算された排気ガスの温度データを順次記憶する温度メモリ１７とを有し、前記各演算器２１Ａ・２１Ｂ・・・は、図２、図９、及び図１０に示すごとく、前記温度メモリ１７に記憶された排気ガスの最新の温度データ（算出温度Ｔ１（図２）、又は、概算した概算温度Ｔａ１（図９）・Ｔｂ１（図１０））を参照して、排気ガスの温度の算出を行う構成とするものである。
【００３３】
また、図２、図９、及び図１０に示すごとく、前記各演算器２１Ａ・２１Ｂ・・・においては、各分析期間Ｌ１・Ｌ２・・・において、それぞれ、温度、濃度の算出が行われるものであり、各分析期間Ｌ１・Ｌ２・・・において一連の全ての計算に必要とされる時間が計算周期Ｃとして設計される。
【００３４】
また、図２、図９、及び図１０に示すごとく、或る演算器２１Ａにおける計算が開始されてから、次の演算器２１Ｂにおける計算が開始されるまでの時間が計測周期Ｍとして設計される。
【００３５】
そして、前記計測周期Ｍについては、各ガス成分Ｇ１・Ｇ２・・・について要求されるデータ量に応じて設計されるものであり、例えば、図２及び図９に示すごとく、或る期間Ｂにおけるガス成分Ｇ１のデータの収集について、図２のような計測周期Ｍの設計によれば、ガス成分Ｇ１のデータを４回収集することができるが、図９のように計測周期Ｍを短く設計すると、同じ長さの期間Ｂにおいて、ガス成分Ｇ１のデータを６回収集することができることとなる。
【００３６】
以上のように、本実施例の排気ガス分析方法では、複数の演算器２１Ａ・２１Ｂ・・・を並列させて、前記各演算器２１Ａ・２１Ｂ・・・によって各分析期間Ｌ１・Ｌ２・・・において順次排気ガスの温度、及び、排気ガスの各成分の濃度を計算する排気ガス分析方法であって、前記各演算器２１Ａ・２１Ｂ・・・によって計算された排気ガスの温度データを順次温度メモリ１７に記憶し、各演算器２１Ａ・２１Ｂ・・・での排気ガスの温度の計算の際に、前記温度メモリ１７に記憶された最新の温度データを参照することとするものである。
【００３７】
そして、以上に述べた装置構成・分析方法において、前記温度メモリ１７に記憶された温度の利用を考える場合では、各分析期間Ｌ１・Ｌ２・・・において温度概算に要する時間（温度概算時間Ｄ１）、温度算出に要する時間（温度算出時間Ｄ２）、さらに、前記計測周期Ｍの時間の関係において、設計を行う必要がある。
以下、場合を分けて説明する。
【００３８】
（１）温度概算時間Ｄ１＋温度算出時間Ｄ２＜計測周期Ｍ
図２では、温度概算時間Ｄ１と温度算出時間Ｄ２の合計時間が、計測周期Ｍよりも短く設計される場合における温度・濃度測定のタイムチャートを示している。
【００３９】
このように設計される場合では、例えば、分析期間Ｌ１において概算・算出され、温度メモリ１７に記憶された算出温度Ｔ１を、分析期間Ｌ２における温度概算において利用することにより、当該分析期間Ｌ２における温度概算の精度を向上させ、ひいては、温度算出の精度を向上させることとするものである。
【００４０】
そして、以上のように、前記各演算器２１Ａ・２１Ｂ・・・における排気ガスの温度計算の工程は、概算温度を求める第一ステップと、前記概算温度に基づいて算出温度を求める第二ステップを有し、前記各演算器２１Ａ・２１Ｂ・・・は、前記第一ステップにおいて前記温度メモリ１７の温度データを参照するものとし、前記第一ステップに要する温度概算時間Ｄ１と、前記第二ステップに要する温度算出時間Ｄ２の合計時間が、或る演算器における計算開始から、次の演算器における計算開始までの時間である計測周期Ｍよりも短い場合では、或る分析期間の前記第一ステップにおいて或る前記演算器に参照される前記温度データは、その前の分析期間における前記算出温度Ｔ１とするものである。
【００４１】
そして、このように、各分析期間Ｌ２・Ｌ３・・における温度概算においては、それよりも前の分析期間で算出され温度メモリ１７に記憶された温度データのうちの最新の算出温度Ｔ１・Ｔ２・・・を参照することで、高精度に温度を概算・算出することが可能になり、各ガス成分Ｇ１・Ｇ２・・・の濃度の算出においても、その算出精度を向上させることができ、精度の高い分析を実現することができる。
【００４２】
また、図２の設計では、三個の演算器２１Ａ・２１Ｂ・２１Ｃを用いて並列計算することとし、これにより、例えば、各分析期間Ｌ２・Ｌ３において、その前の分析期間Ｌ１・Ｌ２の計算が終了する前に計算を開始して、各演算器２１Ｂ・２１Ｃにおいて並列して温度計算、及び、濃度計算が実施されるため、排気ガスの分析における高速な演算処理に対応することが可能であり、計測中においてリアルタイムでの温度出力、濃度出力が可能となる。
【００４３】
尚、図示しない初回の分析期間では、温度メモリ１７に参照される温度のデータがないため、前述の実測スペクトルと理論スペクトルのマッチングにおいては、図５に示すごとく、全温度範囲ＴＡ〜ＴＢにて定義される理論スペクトルとのマッチングが行って温度を計算し、その計算結果を温度メモリ１７に記憶させることとし、その後の分析期間において、この温度メモリ１７に記憶された最新の温度が参照される。
【００４４】
また、時間的に余裕がある場合、即ち、計算周期Ｍの時間が、前記温度概算時間Ｄ１と温度算出時間Ｄ２の合計時間よりも十分に長い場合には、次回の分析期間の温度概算において、前述の離散化補正による補正後温度Ｔγを、前記算出温度Ｔβの代わりに参照することとしてもよい。
【００４５】
（２）温度概算時間Ｄ１＜計測周期Ｍ＜温度概算時間Ｄ１＋温度算出時間Ｄ２
図９では、計測周期Ｍが温度概算時間Ｄ１よりも長く、温度概算時間Ｄ１と温度算出時間Ｄ２の合計時間が、計測周期Ｍよりも長く設計される場合における温度・濃度測定のタイムチャートを示している。
【００４６】
このように設計される場合では、例えば、分析期間Ｌ１において概算され、温度メモリ１７に記憶された概算温度Ｔａ１を、分析期間Ｌ２における温度概算において利用することにより、当該分析期間Ｌ２における温度概算の精度を向上させ、ひいては、温度算出の精度を向上させることとするものである。
【００４７】
そして、以上のように、前記各演算器２１Ａ・２１Ｂ・・・における排気ガスの温度計算の工程は、概算温度を求める第一ステップと、前記概算温度に基づいて算出温度を求める第二ステップを有し、前記各演算器２１Ａ・２１Ｂ・・・は、前記第一ステップにおいて前記温度メモリ１７の温度データを参照するものとし、前記第一ステップに要する温度概算時間Ｄ１が、或る演算器における計算開始から、次の演算器における計算開始までの時間である計測周期Ｍよりも短く、かつ、前記計測周期Ｍが、前記温度概算時間Ｄ１と、前記第二ステップに要する温度算出時間Ｄ２の合計時間よりも短い場合では、或る分析期間の前記第一ステップにおいて或る前記演算器に参照される前記温度データは、その或る分析期間の前の分析期間における前記概算温度Ｔａ１とするものである。
【００４８】
そして、このように、各分析期間Ｌ２・Ｌ３・・における温度概算においては、それよりも前の分析期間で算出され温度メモリ１７に記憶された温度データのうちの最新の概算温度Ｔａ１・Ｔａ２・・・を参照することで、高精度に温度を概算・算出することが可能になり、各ガス成分Ｇ１・Ｇ２・・・の濃度の算出においても、その算出精度を向上させることができ、精度の高い分析を実現することができる。
【００４９】
ここで、図９の設計では、次回の分析期間では、その前の分析期間で概算された概算温度Ｔａ１に基づいて温度概算を行うため、図２の設計における算出温度Ｔ１に基づいて温度概算を行う場合と比較すると、温度の算出精度が劣ることとなるが、或る程度正確であると考えられる概算温度Ｔａ１を用いることとなるため、全くデータを用いない場合と比較すると、高精度に温度を概算・算出することが可能になる。また、各ガス成分Ｇ１・Ｇ２・・・の濃度の算出においても、その算出精度を向上させることができ、精度の高い分析を実現することができる。
【００５０】
また、図９の実施例では、四個の演算器２１Ａ〜２１Ｄを用いて並列計算することとし、これにより、例えば、各分析期間Ｌ２・Ｌ３・Ｌ４において、その前の分析期間Ｌ１・Ｌ２・Ｌ３の計算が終了する前に計算を開始して、各演算器２１Ｂ・２１Ｃ・２１Ｄにおいて並列して温度計算、及び、濃度計算が実施されるため、排気ガスの分析における高速な演算処理に対応することが可能であり、計測中においてリアルタイムでの温度出力、濃度出力が可能となる。
【００５１】
尚、図示しない初回の分析期間では、温度メモリ１７に参照される温度のデータがないため、前述の実測スペクトルと理論スペクトルのマッチングにおいては、図５に示すごとく、全温度範囲ＴＡ〜ＴＢにて定義される理論スペクトルとのマッチングが行って温度を計算し、その計算結果を温度メモリ１７に記憶させることとし、その後の分析期間において、この温度メモリ１７に記憶された最新の温度が参照される。
【００５２】
（３）計測周期Ｍ＜温度概算時間Ｄ１
図１０では、計測周期Ｍが温度概算時間Ｄ１よりも短く設計される場合における温度・濃度測定のタイムチャートを示している。
【００５３】
このように設計される場合では、例えば、分析期間Ｌ１において概算され、温度メモリ１７に記憶された概算温度Ｔｂ１を、次々回の分析期間Ｌ３における温度概算において利用することにより、当該次々回の分析期間Ｌ３における温度概算の精度を向上させ、ひいては、温度算出の精度を向上させることとするものである。
【００５４】
そして、以上のように、前記各演算器２１Ａ・２１Ｂ・・・における排気ガスの温度計算の工程は、概算温度を求める第一ステップと、前記概算温度に基づいて算出温度を求める第二ステップを有し、前記各演算器２１Ａ・２１Ｂ・・・は、前記第一ステップにおいて前記温度メモリ１７の温度データを参照するものとし、或る演算器における計算開始から、次の演算器における計算開始までの時間である計測周期Ｍが、前記第一ステップに要する温度概算時間Ｄ１よりも短い場合では、或る分析期間の前記第一ステップにおいて或る前記演算器に参照される前記温度データは、その或る分析期間の２つ前の分析期間における前記概算温度Ｔａ１とするものである。
尚、図１０に示される例では、２つ前の分析期間における概算温度を参照することとしているが、計算周期Ｍがより短くなる場合では、例えば、３つ、４つ以上前の分析期間における概算温度を参照する形態となる。
【００５５】
そして、このように、各分析期間Ｌ３・Ｌ４における温度概算においては、それよりも前の分析期間で算出され温度メモリ１７に記憶された温度データのうちの最新の概算温度Ｔｂ１・Ｔｂ２・・・を参照することで、高精度に温度を概算・算出することが可能になり、各ガス成分Ｇ１・Ｇ２・・・の濃度の算出においても、その算出精度を向上させることができ、精度の高い分析を実現することができる。
【００５６】
ここで、図１０の設計では、次々回の分析期間では、その前の前の分析期間で概算された概算温度Ｔａ１に基づいて温度概算を行うため、図２の設計における算出温度Ｔ１に基づいて温度概算を行う場合や、図９の設計における前の分析期間の概算温度Ｔａ１に基づいて温度概算を行う場合と比較すると、温度の算出精度が劣ることとなるが、或る程度正確であると考えられる概算温度Ｔｂ１を用いることとなるため、全くデータを用いない場合と比較すると、高精度に温度を概算・算出することが可能になる。また、各ガス成分Ｇ１・Ｇ２・・・の濃度の算出においても、その算出精度を向上させることができ、精度の高い分析を実現することができる。
【００５７】
また、図１０の実施例では、四個の演算器２１Ａ〜２１Ｄを用いて並列計算することとし、これにより、例えば、各分析期間Ｌ２・Ｌ３・Ｌ４において、その前の分析期間Ｌ１・Ｌ２・Ｌ３の計算が終了する前に計算を開始して、各演算器２１Ｂ・２１Ｃ・２１Ｄにおいて並列して温度計算、及び、濃度計算が実施されるため、排気ガスの分析における高速な演算処理に対応することが可能であり、計測中においてリアルタイムでの温度出力、濃度出力が可能となる。
【００５８】
尚、図示しない初回の分析期間では、温度メモリ１７に参照される温度のデータがないため、前述の実測スペクトルと理論スペクトルのマッチングにおいては、図５に示すごとく、全温度範囲ＴＡ〜ＴＢにて定義される理論スペクトルとのマッチングが行って温度を計算し、その計算結果を温度メモリ１７に記憶させることとし、その後の分析期間において、この温度メモリ１７に記憶された最新の温度が参照される。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施例に係る演算処理装置の構成を示すブロック図。
【図２】「温度概算時間Ｄ１＋温度算出時間Ｄ２＜計測周期Ｍ」と設計される場合の温度・濃度演算のタイムチャートを示す図。
【図３】測定ガスの温度計算のフローについて示す図。
【図４】理論スペクトルのデータベース構成について示す図。
【図５】マッチング回数の低減の概念について示す図。
【図６】第一温度範囲から第二温度範囲への移行の概念について示す図。
【図７】離散化補正の例について示す図。
【図８】実測スペクトルと理論スペクトルの関係について示す図。
【図９】「温度概算時間Ｄ１＜計測周期Ｍ＜温度概算時間Ｄ１＋温度算出時間Ｄ２」と設計される場合の温度・濃度演算のタイムチャートを示す図。
【図１０】「計測周期Ｍ＜温度概算時間Ｄ１」と設計される場合の温度・濃度演算のタイムチャートを示す図。
【図１１】（ａ）は、「計算周期Ｃ＜計測周期Ｍ」と設計される場合の温度・濃度演算のタイムチャートを示す図。（ｂ）は、「計測周期Ｍ＜計算周期Ｃ」と設計される場合の温度・濃度演算のタイムチャートを示す図。
【符号の説明】
【００６０】
１    演算処理装置
１１    第一の光電変換器
１２    第二の光電変換器
１３    第一の積算器
１４    第二の積算器
１５    データ分配器
１６    圧力センサ
１７    温度メモリ
１８    データ集約器
２１Ａ・２１Ｂ    演算器
【図１】
2008151547.tif 000003
【図２】
2008151547.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008151547.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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