(57)【要約】添加ガスを第１ガスラインに添加している状態と排出ラインに排出している状態とを交互に切り替えた場合であっても、前記第１ガスラインに添加される添加ガスの流量を応答性良く制御することができる模擬ガス発生装置を提供する。第１ガスに添加ガスを加えて模擬ガスを発生させ、該模擬ガスを所定の評価対象に供給する模擬ガス発生装置であって、前記第１ガスが流れる第１ガスラインと、ガス排出用の排出ラインと、前記添加ガスが流れる添加ガスラインと、前記添加ガスラインを前記第１ガスライン又は排出ラインに切り替え可能に接続する切替接続機構と、前記第１ガスラインの圧力を示唆する値である圧力示唆値に基づいて、前記排出ラインの圧力を制御する圧力制御機構とを具備することを特徴とする模擬ガス発生装置とした。
2018096785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ガスに添加ガスを加えて模擬ガスを発生させ、該模擬ガスを所定の評価対象に供給する模擬ガス発生装置であって、
前記第１ガスが流れる第１ガスラインと、
ガス排出用の排出ラインと、
前記添加ガスが流れる添加ガスラインと、
前記添加ガスラインを前記第１ガスライン又は排出ラインに切り替え可能に接続する切替接続機構と、
前記第１ガスラインの圧力を示唆する値である圧力示唆値に基づいて、前記排出ラインの圧力を制御する圧力制御機構とを具備することを特徴とする模擬ガス発生装置。
【請求項２】
前記圧力制御機構が、
前記第１ガスラインの圧力示唆値を検出する第１センサと、
前記排出ライン上に設けられた圧力調節部と、
前記第１センサから出力される前記圧力示唆値に基づいて、前記圧力調節部を制御する制御回路とを具備するものである請求項１記載の模擬ガス発生装置。
【請求項３】
前記圧力制御機構が、前記排出ラインの圧力調節部よりも上流側に設けられ、該排出ラインの圧力を示唆する値である圧力示唆値を検出する第２センサをさらに備え、
前記制御回路が、前記第１センサから出力される圧力示唆値と、前記第２センサから出力される圧力示唆値とに基づいて前記圧力調節部を制御する請求項２記載の模擬ガス発生装置。
【請求項４】
前記圧力制御機構は、前記第１センサから出力される圧力示唆値が示す圧力と、前記第２センサから出力される圧力示唆値が示す圧力との差を小さくするように制御するものである請求項３記載の模擬ガス発生装置。
【請求項５】
前記圧力制御機構は、前記第１センサから出力される圧力示唆値が示す圧力と、前記第２センサから出力される圧力示唆値が示す圧力との差が一定値となるように制御するものである請求項３又は４記載の模擬ガス発生装置。
【請求項６】
前記排出ラインに圧力調節ガスを供給する圧力調節ガスラインをさらに備えるものである請求項１、２、３、４又は５記載の模擬ガス発生装置。
【請求項７】
前記模擬ガス発生装置が、前記第１ガスライン上に配置された評価対象設置部と、前記第１ガスを加熱する加熱炉とを具備し、
前記加熱炉が前記評価対象設置部の上流側に配置されたものであり、前記第１ガスラインと前記添加ガスラインとが、前記加熱炉と評価対象設置部との間又は前記加熱炉内で合流している請求項１乃至６のいずれか記載の模擬ガス発生装置。
【請求項８】
前記第１センサが前記第１ガスラインと添加ガスラインとの合流点よりも上流側に設けられている請求項７記載の模擬ガス発生装置。
【請求項９】
前記第１センサが前記加熱炉の上流に配置されている請求項７又は８記載の模擬ガス発生装置。
【請求項１０】
前記添加ガスが、前記第１ガスラインに対してそれぞれ独立して添加される複数種類のガスであり、前記添加ガスラインに前記切替接続機構がそれぞれ設けられている請求項１乃至９のいずれか記載の模擬ガス発生装置。
【請求項１１】
内燃機関から排出される排ガスを模擬する模擬ガスを発生させる請求項１乃至１０のいずれか記載の模擬ガス発生装置。
【請求項１２】
請求項１記載の模擬ガス発生装置と、模擬ガスの成分を分析する分析装置と、を具備した前記評価対象を評価する評価装置であり、
前記評価対象が触媒、センサ、又は触媒及びセンサを備えた後処理システムである評価装置。
【請求項１３】
第１ガスに添加ガスを加えて模擬ガスを発生させ、該模擬ガスを所定の評価対象に供給する模擬ガス発生装置を用いた模擬ガス発生方法であって、
前記模擬ガス発生装置は、
前記第１ガスが流れる第１ガスラインと、
ガス排出用の排出ラインと、
前記添加ガスが流れる添加ガスラインと、
前記添加ガスラインを前記第１ガスライン又は排出ラインに切り替え可能に接続する切替接続機構と、
前記排出ラインの圧力を制御する圧力制御機構とを具備するものであり、
前記第１ガスラインの圧力示唆値に基づいて、前記排出ラインの圧力を制御することを特徴とする模擬ガス発生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば内燃機関から排出される排ガス等を模擬した模擬ガスを発生させ、当該模擬ガスを評価対象である触媒等に供給する模擬ガス発生装置、当該模擬ガス発生装置を具備する評価装置及び模擬ガス発生方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関から排出される排ガスは、運転状況によって刻一刻、その成分ガスの種類や各成分ガスの濃度が変わる。
例えば、内燃機関は常に酸素と燃料が過不足なく燃焼するストイキ近傍で燃焼しているわけではなく、負荷の状況によって燃料が希薄なリーン傾向と燃料が多いリッチ傾向とが使い分けられており、空燃比が常に変化している。
そこで、従来の排ガス用の模擬ガス発生装置においては、この変化をシミュレーションできるように、特許文献１に示すように、第１ガスに対し、数種類の添加ガスを切り替え可能に添加して、時系列的に成分が変化する模擬ガスを発生できるようにしてある。【０００３】
ところで、このような模擬ガス発生装置には、排ガスの運転状況の変化をシミュレートできるだけの応答性が求められるため、前記添加ガスの切り替え応答性を向上させる必要がある。
そこで、従来は、流量制御装置などによって流量をコントロールした添加ガスを、第１ガスが流れる第１ガスラインに対して添加する場合と、外部の排出ラインに排出する場合とをバルブ等によって切り替えられようにして、添加ガス切り替えの応答性向上を図っている。【０００４】
ところが、前記第１ガスラインには加熱機構が設けられていたり、第１ガスラインの下流には圧力損失を生じる触媒が設けられていたりする。それ故、該第１ガスラインの圧力は、温度や流量等の変化によって変動する。一方、前記排出ラインを流れるガスは大気中に放出されており、前記排出ラインの圧力は比較的一定に保たれている。そのため、第１ガスラインと排出ラインとの圧力が異なってしまう場合がある。【０００５】
そうすると、例えば、排出ラインに接続されて、前記流量制御装置によって所定値にコントロールされていた添加ガスの流量が、第１ガスラインに切り替えられた瞬間、該流量制御装置の背圧が変わって、一時的に変動することとなる。
そして、その変動した流量を前記流量制御装置によって再び前記所定値に戻すまでに時間がかかってしまい、結果として所望の応答性を得られないという問題が生じ得る。
かかる問題は、排ガス用の模擬ガス発生装置のみならず、他の種々のガスの模擬ガスを発生させる模擬ガス発生装置においても共通する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１３４１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、添加ガスを第１ガスラインに添加している状態と排出ラインに排出している状態とを交互に切り替えた場合であっても、前記第１ガスラインに添加される添加ガスの流量を応答性良く制御することができる模擬ガス発生装置を提供することを主な目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち本発明に係る模擬ガス発生装置は、第１ガスに添加ガスを加えて模擬ガスを発生させ、該模擬ガスを所定の評価対象に供給する模擬ガス発生装置であって、前記第１ガスが流れる第１ガスラインと、ガス排出用の排出ラインと、前記添加ガスが流れる添加ガスラインと、前記添加ガスラインを前記第１ガスライン又は排出ラインに切り替え可能に接続する切替接続機構と、前記第１ガスラインの圧力を示唆する値である圧力示唆値に基づいて前記排出ラインの圧力を制御する圧力制御機構とを具備することを特徴とするものである。【０００９】
このような模擬ガス発生装置によれば、前記第１ガスラインの圧力示唆値に基づいて前記排出ラインの圧力を調節する圧力制御機構を具備しているので、前記圧力制御機構が前記第１ガスラインの圧力と排出ラインの圧力との差を小さくするように制御することができる。そのため、前記切替接続機構によって前記添加ガスラインの接続先を前記排出ラインから前記第１ラインに切り替えたときに、目標流量の添加ガスをより正確に応答性良く前記第１ガスラインに供給することができる。【００１０】
本発明の具体的な実施態様としては、前記圧力制御機構が、前記第１ガスラインの圧力示唆値を検出する第１センサと、前記排出ライン上に設けられた圧力調節部と、前記第１センサから出力される前記圧力示唆値に基づいて前記圧力調節部を制御する制御回路とを具備したものが挙げることができる。【００１１】
より具体的には、前記圧力制御機構が、前記排出ラインの圧力調節部よりも上流側に設けられた第２センサであって、該排出ラインの圧力を示唆する値である圧力示唆値を検出する第２センサをさらに備えるものが挙げられる。この場合には、前記制御回路が、前記第１センサが示す圧力示唆値と、前記第２センサが示す圧力示唆値とに基づいて、前記圧力調節部を制御する。【００１２】
前記圧力制御機構は、前記第１センサから出力される圧力示唆値が示す圧力と、前記第２センサから出力される圧力示唆値が示す圧力との差が小さくなるようにするものであっても良い。あるいは前記圧力制御機構は、前記第１センサから出力される圧力示唆値が示す圧力と、前記第２センサから出力される圧力示唆値が示す圧力との差が一定値となるようにするものであっても良い。【００１３】
前記圧力制御機構が、前記排出ラインに圧力調節ガスを供給する圧力調節ガスラインをさらに備えてもよい。このようなものであれば、圧力調節ガスを供給している間は前記排出ラインに常に一定量以上のガスを流すことができるので、前記圧力調節部によって前記排出ラインの圧力を安定して制御することができる。【００１４】
前記模擬ガス発生装置が、前記第１ガスライン上に配置された評価対象設置部と、前記第１ガスを加熱する加熱炉とを具備し、前記加熱炉が前記評価対象設置部の上流側に配置されたものであり、前記第１ガスラインと前記添加ガスラインとが、前記加熱炉と前記評価対象設置部との間、又は前記加熱炉内で合流しているものであっても良い。
このようなものであれば、前記添加ガスを、加熱炉によって加熱された第１ガスに添加することができるので、特に、前記添加ガスが高温で化学反応するものである場合等には有利である。【００１５】
前記第１センサが前記第１ガスラインと添加ガスラインとの合流点より上流側、特に前記加熱炉の上流に設けられていることが好ましい。このようなものであれば、前記添加ガスが前記第１ガスラインに添加される場合と前記排出ラインに排出される場合とを切り替えた時の圧力変動の影響を避けることができ、前記第１ガスラインの圧力示唆値をより安定して検出することができる。【００１６】
前記添加ガスが、前記第１ガスラインに対してそれぞれ独立して添加される複数種類のガスであり、前記添加ラインに前記切替接続機構がそれぞれ設けられているものとしても良い。【００１７】
内燃機関から排出される排ガスを模擬する模擬ガスを発生させる場合等には、特に、運転状況によって模擬ガスの組成を経時的に次々と変化させることが求められる。そのため、本発明に係る模擬ガス発生装置による効果をより顕著に発揮することができる。【００１８】
本発明と同様の効果を奏することができる実施態様としては、第１ガスに添加ガスを加えて模擬ガスを発生させ、該模擬ガスを所定の評価対象に供給する模擬ガス発生装置であって、前記第１ガスが流れる第１ガスラインと、ガス排出用の排出ラインと、前記添加ガスが流れる添加ガスラインと、前記添加ガスラインを前記第１ガスライン又は排出ラインに切り替え可能に接続する切替接続機構と、前記排出ラインの圧力を、前記圧力示唆値に基づいて制御する圧力制御機構とを具備することを特徴とする模擬ガス発生装置と、模擬ガスの成分を分析する分析装置と、を具備した前記評価対象を評価する評価装置であり、前記評価対象が触媒、センサ、又は触媒及びセンサを備えた後処理システムである評価装置を挙げることができる。【００１９】
また本発明に係る模擬ガス発生方法は、第１ガスに添加ガスを加えて模擬ガスを発生させ、該模擬ガスを所定の評価対象に供給する模擬ガス発生装置を用いるものであり、前記模擬ガス発生装置は、前記第１ガスが流れる第１ガスラインと、ガス排出用の排出ラインと、前記添加ガスが流れる添加ガスラインと、前記添加ガスラインを前記第１ガスライン又は排出ラインに切り替え可能に接続する切替接続機構と、前記排出ラインの圧力を制御する圧力制御機構とを具備するものであり、前記第１ガスラインの圧力示唆値に基づいて、前記排出ラインの圧力を制御することを特徴とする。
このような模擬ガス発生方法であれば、上述した模擬ガス発生装置により得られる作用効果と同様の作用効果を奏し得る。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る模擬ガス発生装置によれば、前記第１ガスラインの圧力に基づいて前記排出ラインの圧力を調節する圧力制御機構を具備しているので、前記圧力制御機構が、前記第１ガスラインの圧力と排出ラインの圧力との差を小さくするように制御することができる。そのため、前記切替接続機構によって前記添加ガスラインの接続先を前記排出ラインから前記第１ラインに切り替えたときに、目標流量の添加ガスをより正確に応答性良く前記第１ガスラインに供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る模擬ガス発生装置の構成を示す模式図。
【図２】同実施形態に係る模擬ガス発生装置において、第３ガスを評価対象に添加している場合のガスの流れを示す模式図。
【図３】同実施形態に係る模擬ガス発生装置において、第３ガス及び第４ガスを評価対象に両方排出している場合のガスの流れを示す模式図。
【図４】同実施形態に係る模擬ガス発生装置において、第４ガスを評価対象に添加している場合のガスの流れを示す模式図。
【図５】他の実施形態に係る模擬ガス発生装置の構成を示す模式図。
【符号の説明】
【００２２】
１００・・・評価装置
Ｓ・・・評価対象設置部
１・・・模擬ガス発生装置
１１・・・第１ガスライン
１２・・・排出ライン
１３・・・添加ガスライン
１４・・・加熱炉
１９・・・第１センサ
２１２・・・圧力調節ガスライン
２１３・・・弁制御部
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る模擬ガス発生装置１は、例えば、自動車等に搭載される触媒等の性能を評価する評価装置１００に組み込まれて使用されるものである。
前記評価装置１００は、例えば、内燃機関から排出される排ガス中の所定成分を除去する触媒や、前記排ガスに含まれる成分を検出するセンサ、又は触媒やセンサ等を備えた後処理システム等を評価対象とし、これらの性能を評価するものである。
【００２４】
前記評価装置１００は、図１に示すように、前記模擬ガス発生装置１と、前記模擬ガスの成分を分析する分析装置２とを具備するものである。
前記模擬ガス発生装置１は、第１ガスに添加ガスを加えて、例えば内燃機関から排出される排ガス等を再現した模擬ガスを発生させ、当該模擬ガスを前記評価対象である触媒等に供給するものである。
【００２５】
前記模擬ガス発生装置１は、図１に示すように、前記評価対象を収容又は接続する評価対象設置部Ｓと、該評価対象設置部Ｓに模擬ガスを供給する第１ガスライン１１と、ガスを外部に排出する排出ライン１２と、前記第１ガスライン１１に対して添加される添加ガスが流れる添加ガスライン１３と、前記添加ガスライン１３を前記第１ライン１１又は排出ライン１２に切り替え可能に接続する切替接続機構１４と、前記第１ガスライン１１を流れるガスの温度を調節する加熱炉１５と、前記第１ガスライン１１を流れるガスを混合するミキサー１６と、前記排出ラインの圧力を制御する圧力制御機構２１とを備えるものである。
【００２６】
前記評価対象設置部Ｓは、例えば、内燃機関の排ガス中の炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物等を除去する三元触媒等を収容するセルである。
【００２７】
前記第１ガスライン１１は、例えば、排ガスの場合であれば、窒素や水などの前記模擬ガスのベースとなる第１ガスが流れるものである。
この第１ガスライン１１には、前記第１ガスを予め決められた流量で流すための、例えばマスフローコントローラ等の第１流量制御装置ＭＦＣ１と、水を添加する水添加ライン１１１が備えられている。
【００２８】
前記排出ライン１２は、前記評価対象設置部Ｓを通過した模擬ガスを外部に排出するとともに、前記添加ガスを前記評価対象設置部Ｓを通過させずに外部へ排出するものである。この排出ライン１２に、例えば、圧力を安定させるバッファタンクＢＴが設けられていてもよい。
前記添加ガスライン１３を流れる添加ガスは、前記模擬ガスの組成を変化させるものであり、例えば、リッチガスやリーンガス等である。
【００２９】
前記加熱炉１５は、前記評価対象設置部Ｓに供給される模擬ガスの温度をより正確に制御できるように、評価対象である触媒等とできるだけ距離を開けずに配置されている。具体的には、前記ミキサー１６の直前に配置されている。
前記添加ガスライン１３は、例えば、この加熱炉１５と前記ミキサー１６との間で、前記第１ガスライン１１と合流している。
【００３０】
前記模擬ガス発生装置１が、例えば排ガスを模擬するガスを発生させる場合には、前記添加ガスライン１３とは別に、排ガスを構成する成分である一酸化炭素、炭化水素及び一酸化窒素などを含む第２ガスを添加する第２ガスライン１７をさらに備えるものとしてもよい。
本実施形態では、前記第２ガスライン１７は、前記第２ガスの流量を制御するマスフローコントローラなどの第２流量制御装置ＭＦＣ２を備え、前記加熱炉１５とミキサー１６との間で前記第１ガスライン１１に合流するものである。
【００３１】
前記添加ガスライン１３は、ここでは、例えば、炭化水素等を含む第３ガスであるリッチガスが流れる第３ガスライン１３ａと、例えば、酸素等を含む第４ガスであるリーンガスが流れる第４ガスライン１３ｂとを具備するものである。
【００３２】
前記第３ガスライン１３ａは、例えば、リッチガスの流量を制御するマスフローコントローラなどの第３流量制御装置ＭＦＣ３と、該第３ガスライン１３ａを流れるガスの流量変動を抑制するキャピラリー等の第３ガス流量抵抗１３ａ１と、リッチガスを前記第１ガスライン１１に添加する第３ガス添加ライン１３ａ２と、リッチガスを前記排出ライン１２に排出する第３ガス排出ライン１３ａ３とを具備するものである。
【００３３】
同様に、前記第４ガスライン１３ｂは、例えば、リーンガスの流量を制御するマスフローコントローラなどの第４流量制御装置ＭＦＣ４と、該第４ガスライン１３ｂを流れるガスの流量を抑制するキャピラリー等の第４ガス流量抵抗１３ｂ１と、リーンガスを前記第１ガスライン１１に添加する第４ガス添加ライン１３ｂ２と、リーンガスを前記排出ライン１２に排出する第４ガス排出ライン１３ｂ３とを具備するものである。
【００３４】
前記切替接続機構１４は、前記第３ガス添加ライン１３ａ２と第３ガス排出ライン１３ａ３とを切り替える第３ガス切替接続機構１４１、及び前記第４ガス添加ライン１３ｂ２と第４ガス排出ライン１３ｂ３とを切り替える第４ガス切替接続機構１４２を具備したものである。
【００３５】
前記第３ガス切替接続機構１４１は、例えば、インジェクター等の第３ガス添加弁１４１Ａと、第３ガス排出弁１４１Ｂとを具備するものである。
前記第３ガス添加弁１４１Ａは、前記第３ガス添加ライン１３ａ２上に設けられたものである。
前記第３ガス排出弁１４１Ｂは、前記第３ガス排出ライン１３ａ３上に設けられたものである。
【００３６】
前記第４ガス切替接続機構１４２は、例えば、インジェクター等の第４ガス添加弁１４２Ａと、第４ガス排出弁１４２Ｂとを備えたものである。
前記第４ガス添加弁１４２Ａは、前記第４ガス添加ライン１３ｂ２上に設けられたものである。
前記第４ガス排出弁１４２Ｂは、前記第４ガス排出ライン１３ｂ３上に設けられたものである。
【００３７】
さらに、前記切替接続機構１４は、第３ガス切替制御部１４１Ｃ及び第４ガス切替制御部１４２Ｃを備えている。これら各切替制御部１４１Ｃ及び１４２Ｃは、制御回路１８がその機能を果たす。
この制御回路１８は、例えば、ＣＰＵ、内部メモリ、Ｉ／Ｏバッファ回路、ＡＤコンバータ等を具備したものである。
そして、内部メモリの所定領域に格納した制御プログラムに従ってＣＰＵ及び周辺機器が協働することにより、この制御回路１８が、前記第３ガス切替制御部１４１Ｃ及び第４ガス切替制御部１４２Ｃとしてのそれぞれの機能を発揮する。
【００３８】
前記第３ガス切替制御部１４１Ｃは、前記第３ガス添加弁１４１Ａ及び第３ガス排出弁１４１Ｂに開閉信号を送信して、前記第３ガスライン１３ａを流れるリッチガスが、前記第３ガス添加ライン１３ａ２又は第３ガス排出ライン１３ａ３のどちらか一方に流れるようにするものである。
例えば、前記第３ガス添加ライン１３ａ２に設けられた前記第３ガス添加弁１４１Ａが開いている場合には、前記第３ガス排出ライン１３ａ３に設けられた前記第３ガス排出弁１４１Ｂは閉じるように制御される。
【００３９】
前記第４ガス切替制御部１４２Ｃは、前記第４ガス添加弁１４２Ａ及び第４ガス排出弁１４２Ｂに開閉信号を送信して、前記第４ガスライン１３ｂを流れるリーンガスが、前記第４ガス添加ライン１３ｂ２又は第４ガス排出ライン１３ｂ３のどちらか一方に流れるようにするものである。
例えば、前記第４ガス添加ライン１３ｂ２に設けられた前記第４ガス添加弁１４２Ａが開いている場合には、前記第４ガス排出ライン１３ｂ３に設けられた前記第４ガス排出弁１４２Ｂは閉じるように制御される。
【００４０】
前記圧力制御機構２１は、前記第１ガスライン１１の圧力示唆値を検出する第１センサ１９と、前記排出ライン１２の圧力示唆値を検出する第２センサ２０とを具備するものである。
前記第１センサ１９は、前記第１ガスライン１１と前記添加ガスライン１３との合流部分の前記第１ガスライン１１の圧力示唆値を検出するものである。
前記合流部分とは、前記第１ガスライン１１と前記添加ガスライン１３との合流点だけではなく、この合流点前後の前記第１ガスライン１１又は前記添加ガスライン１３を含むものである。
なお、前記圧力示唆値とは、圧力と相関関係があるものである。この圧力示唆値に所定の演算を施すことにより、圧力に換算できる値のことである。
例えば、ガスの温度等もこの圧力示唆値とすることができる。
本実施形態では、圧力センサから得られた圧力値そのものを圧力示唆値としている。
【００４１】
前記第１センサ１９は、たとえば、前記第１ガスライン１１上の前記加熱炉１５の直前に設けられた例えば、圧力センサである。
前記第２センサ２０は、前記排出ライン１２に設けられたものであり、例えば、圧力センサである。
なお、前記第１センサ１９は、例えば、前記添加ガスライン１３上の、前記添加ガスラインと前記第１ガスラインとの合流点近傍に設けられた圧力センサである第３センサ２２にその役割を果たさせるようにしてもよい。
また、温度を圧力示唆値とする場合は、第１センサ１９、第２センサ２０及び第３センサ２２は、温度センサであってもよい。
【００４２】
さらに、この前記圧力制御機構２１は、前記排出ライン１２に設けられた圧力調節部である圧力調節弁２１１と、前記排出ライン１２に対して圧力調節ガスを添加する圧力調節ガスライン２１２と、前記圧力調節弁２１１を制御する弁制御部２１３とを備えている。
前記圧力調節部とは、流量制御によって前記排出ライン１２の圧力を調節するものであり、例えば、バタフライ弁やマスフローコントローラ、電気信号に比例して空気圧力を無段階で制御する電空レギュレータ、又は比例制御弁などの弁構造を備えたものであっても良いし、モータやポンプ等であっても良い。
【００４３】
前記弁制御部２１３は、前記制御回路１８がその機能を担う。
具体的に説明すると、この弁制御部２１３は、前記第１センサ１９から出力される前記第１ガスライン１１の圧力と前記第２センサ２０から出力される前記排出ライン１２の圧力とを比較して、前記圧力調節弁２１１に対して、前記排出ライン１２の圧力を、例えば、前記第１ガスライン１１の圧力に対して前記排出ライン１２の圧力をできるだけ近づけるように前記圧力調節弁２１１に対して指令信号を出すものである。
【００４４】
前記圧力調節ガスライン２１２は、例えば、窒素などを含む圧力調節ガスを前記排出ライン１２に対して供給するものである。
この圧力調節ガスは、例えば、図示しないボンベ等から（マスフローコントローラを介するなどして）、前記排出ライン１２に常に流されている。これは、前記圧力調節弁２１１がその圧力調節機能を発揮できるようにするためである。
【００４５】
次に、このような構成の前記模擬ガス発生装置１の動作を、図面を参照して説明する。  本実施形態に係る模擬ガス発生装置１では、前記第１ガスライン１１を流れる前記第１ガス、第２ガス、リッチガス及びリーンガスを、それぞれのガスラインに設けられたマスフローコントローラＭＦＣ１、ＭＦＣ２、ＭＦＣ３及びＭＦＣ４によって、それぞれ必要な流量に流量制御した状態で流しておく。
【００４６】
その上で、発生させる模擬ガスの組成を、例えばリッチガスを含むものにしたい場合には、第３ガス切替制御部１４１Ｃが、前記第３ガス添加弁１４１Ａを開き、前記第３ガス排出弁１４１Ｂを閉じるように制御する。このようにして、図２に示すように、第３ガスが前記第１ガスライン１１に添加されるように流路を切り替える。
【００４７】
この状態から、続いて、模擬ガスの組成を、例えば、リッチガスもリーンガスも含まないストイキ状態の組成にしたい場合には、前記第３ガス切替制御部１４１Ｃは、前記第３ガス添加弁１４１Ａを閉じ、前記第３ガス排出弁１４１Ｂを開くように制御する。  さらに、前記第４ガス切替制御部１４２Ｃが、前記第４ガス添加弁１４２Ａを閉じ、前記第４ガス排出弁１４２Ｂを開くように制御する。このようにして、図３に示すように、第３ガスと第４ガスの両方が前記排出ライン１２に流れるように流路を切り替える。
【００４８】
さらに、続いて、模擬ガスの組成を、例えば、リーンガスを含むものにしたい場合には、前記第４ガス切替制御部１４２Ｃによって、前記第４ガス添加弁１４２Ａが開いて、前記第４ガス排出弁１４２Ｂを閉じるように制御する。このようにして、図４に示すように、第４ガスが前記第１ガスライン１１に添加されるように流路を切り替える。  前記評価装置１００によって、前記評価対象を評価する際には、例えば、これらリッチ、ストイキ、リーンの各領域が交互に次々と現れるように模擬ガスを発生させる必要があるので、前述の切り替え操作を、例えば、５Ｈｚ以下のタイミングで複数回繰り返し行う。
【００４９】
この実施形態では、リッチガスとリーンガスのいずれか一方を添加する場合を記載したが、これらリッチガス及びリーンガスの両方を第１ガスに対して添加するようにしても良い。
【００５０】
このとき、前記弁制御部２１３が、前記第１センサ１９から出力される前記第１ガスライン１１の圧力と前記第２センサ２０から出力される前記排出ライン１２の圧力を比較している。そして前記弁制御部２１３は、前記圧力調節弁２１１に指令信号を出して、前記排出ライン１２の圧力が前記第１ガスライン１１の圧力の所定範囲内になるように、すなわち、前記排出ライン１２の圧力が前記第１ガスライン１１の圧力にできるだけ近づくように、該圧力調節弁２１１の開度をフィードバック制御する。
【００５１】
このように構成された前記模擬ガス発生装置１によれば、前記弁制御部２１３によって前記排出ライン１２の圧力が、前記第１ガスライン１１の圧力にできるだけ近づくように制御されているので、前記排出ライン１２の圧力を前記第１ガスライン１１の圧力に近い値、又は同じ値にすることができる。すなわち、排出ライン１２の圧力と第１ガスライン１１の圧力との差を小さくすることができる。
その結果、前記第３ガスライン１３ａ及び第４ガスライン１３ｂの接続先が、前記排出ライン１２から前記第１ガスライン１１に切り替えられたときに、前記流量制御装置ＭＦＣ３及びＭＦＣ４によってそれぞれ所定値にコントロールされていた第３ガス及び第４ガスの流量が変動することを抑えることができる。
そのため、模擬ガスの組成を、例えば、リッチ領域、ストイキ領域、リーン領域の間で時系列的に刻々と変化させるような場合に、リッチガス又はリーンガスの添加先を、前記第１ガスライン１１と排出ライン１２との間で次々と切り替えても、目標流量のリッチガス又はリーンガスをそれぞれ応答性良く前記第１ガスライン１１に添加することができる。
【００５２】
前記添加ガスライン１３が、前記第３ガス流量抵抗１３ａ１及び第４ガス流量抵抗１３ｂ１を備えているので、前記第３ガス及び第４ガスをそれぞれ前記第１ライン１１に添加する場合と、前記排出ライン１２に排出する場合との間で切り替えたときの、前記添加ガスライン１３を流れる第３ガス又は第４ガスの流量変動をさらに抑えることができる。
【００５３】
また、前記評価装置１００において、加熱炉の温度を変化させたり、触媒等の評価対象を交換するなどして前記第１ガスライン１１の圧力が変化した場合であっても、前記排出ライン１２の圧力を前記第１ガスライン１１の圧力に合わせて変化させることができるので、温度条件を次々と変えて評価を行う場合や、評価対象を次々と交換して評価を行う場合などにも有効である。
【００５４】
また、前記第１センサ１９が、加熱炉１５の直前の前記第１ガスライン１１の圧力示唆値を測っているので、前記添加ガスライン１３上に設けられた前記第３センサ２２で圧力示唆値を測定する場合に比べて、添加ガスライン１３の接続先を前記第１ガスライン１１と前記排出ライン１２との間で切り替えた際の圧力変動を受けにくい。そのため、前記第１ガスライン１１の圧力を安定して検出することができる。
【００５５】
＜その他の実施形態＞
なお、本発明は、前記実施形態に限られるものではない。
例えば、前記実施形態では、内燃機関の排ガスを再現した模擬ガスを発生させる場合を例示したが、これに限らず、例えば、化学反応を利用する電池から発生するガス等、様々な種類のガスを発生させる場合に使用できるものである。
なお、模擬ガスとは、複数種類のガスが混合された混合ガスの一種である。
【００５６】
前記評価対象は、三元触媒に限られず、他の触媒を用いても良い、前述したように触媒に限らず、例えば、排ガス中の成分を検出するＡ／ＦセンサやＯ２センサ等の各種センサでも良いし、これら触媒とセンサとを組み合わせた後処理システムであっても良い。
【００５７】
前記実施形態の評価装置１００は、模擬ガスのみを評価対象に供給するものであったがこれに限定されない。他の実施形態では、模擬ガスと、当該模擬ガスが模擬する実ガスとの混合ガスを評価対象に供給するものであってもよく、当該実ガスのみを評価対象に供給するように構成されていてもよい。
【００５８】
前記第１ガスライン１１の圧力示唆値と前記圧力調節部の制御値との関係をあらかじめ保存しておけば、前記圧力制御機構２１は、第２センサを必ずしも備えなくても良い。
【００５９】
前記実施形態では、前記第２ガスライン１７及び添加ガスライン１３が前記加熱炉の下流側で前記第１ガスライン１１に合流するものとしたが、前記第２ガスライン１７又は添加ガスライン１３が前記加熱炉の上流側で前記第１ガスライン１１と合流するものとしても良い。  また、前記第２ガスライン１７又は添加ガスライン１３が、前記加熱炉内において、前記第１ガスライン１１と合流するものとしても良い。
【００６０】
前記実施形態では、前記第３ガス及び第４ガスの２種類のガスを前記第１ガスに対して切り替え可能に添加するものとしたが、例えば、１種類又は３種類以上のガスを前記第１ガスに対して切り替え可能に添加するものとしても良い。
【００６１】
前記実施形態では、前記弁制御部２１３が前記排出ライン１２の圧力示唆値が示す圧力と前記第１ガスライン１１の圧力示唆値が示す圧力との差ができるだけ小さくなるように制御していたが、前記排出ライン１２の圧力示唆値が示す圧力と前記第１ガスライン１１の圧力示唆値が示す圧力との差の変動を抑えて圧力差が一定値となるように制御することも可能である。前記一定値とは、誤差を含むものである。
【００６２】
前記実施形態では、前記第３ガス切替制御部１４１Ｃは、第３ガスが前記第３ガス添加ライン又は第３ガス排出ラインのどちらか一方だけに流れるように制御していたが、第３ガスが、前記第３ガス添加ライン及び第３ガス排出ラインの両方に流れるように制御しても良い。
前記実施形態では、前記第４ガス切替制御部１４２Ｃは、第３ガスが前記第４ガス添加ライン又は第４ガス排出ラインのどちらか一方だけに流れるように制御していたが、第４ガスが、前記第４ガス添加ライン及び第４ガス排出ラインの両方に流れるようにしても良い。
【００６３】
前記実施形態では、圧力制御機構２１は、第３ガス排出ライン１３ａ３及び第４ガス排出ライン１４ｂ３（すなわち排出ライン１２の一部）の圧力を一挙に制御するように構成されていたが、これに限定されない。他の実施形態では、圧力制御機構２１は、排出ライン１２の一部である第３ガス排出ライン１３ａ３及び第４ガス排出ライン１４ｂ３の圧力を、個別に制御するように構成されていてもよい。
具体的には、図５に示すように、第３ガス排出ライン１３ａ３及び第４ガス排出ライン１４ｂ３のそれぞれのライン上に、圧力調節部２１１、第２センサ２０及びバッファタンクを設けるように構成してもよい。ここで、弁制御部２１３は、第１センサ１９から出力される第１ガスライン１１の圧力と、第２圧力センサ２０ａ（又は２０ｂ）から出力される第３ガス排出ライン１３ａ３（又は第４ガス排出ライン１３ｂ３）の圧力とを比較し、第３ガス排出ライン１３ａ３（又は第４ガス排出ライン１３ｂ３）の圧力と、前記第１ガスライン１１の圧力との差ができるだけ小さくなるように、前記圧力調節弁２１１ａ（又は２１１ｂ）に対して開度を調整する信号を送信する。
このような形態であれば、圧力制御機構２１は、排出ライン１２の一部である第３ガス排出ライン１３ａ３及び第４ガス排出ライン１４ｂ３の圧力を、個別に制御することができる。
【００６４】
前記実施形態では、第３ガスライン１３ａは、キャピラリー等の第３ガス流量抵抗１３ａ１を具備していたが、他の実施形態では、第３ガスライン１３ａは第３ガス流量抵抗１３ａ１を具備していなくてもよい。同様に、第４ガスライン１３ｂは第４ガス流量抵抗１３ｂ１を具備していなくてもよい。
【００６５】
その他、本発明は、前記実施形態に限られること無く、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明によれば、添加ガスを第１ガスラインに添加している状態と排出ラインに排出している状態とを交互に切り替えた場合であっても、前記第１ガスラインに添加される添加ガスの流量を応答性良く制御することができる模擬ガス発生装置等を提供できる。
【図１】
2018096785.tif 000003
【図２】
2018096785.tif 000004
【図３】
2018096785.tif 000005
【図４】
2018096785.tif 000006
【図５】
2018096785.tif 000007
【国際調査報告】
2018096785.tif 000008
2018096785.tif 000009
2018096785.tif 000010
2018096785.tif 000011