こ こ で は ，C O2 ト レ ー サ 法 に よ る 排 出 ガ ス 流 量 計 測 に お い て ， コ ー ル
ド ス タ ー ト 時 に 発 生 す る 結 露 に よ る 誤 差 を 抑 制 す る こ と を 目 的 に ， 前 処
理 と し て の 除 湿 が 不 要 な 加 熱 NDIR CO2計 を 用 い た Wet C O2ト レ ー サ 流
量 計 測 を 検 討 し た ．C VS – S AO 法 を 基 準 と し て Wet CO2ト レ ー サ 流 量 計
測 と Dr y C O2ト レ ー サ 流 量 計 測 を 比 較 検 証 し た 結 果 ， 以 下 の 結 論 が 得 ら
れ た ．
(1) 定 常 走 行 に お い て ，C VS - S AO 法 と の 回 帰 式 の 傾 き は ，Dr y C O2ト
レ ー サ 流 量 計 測 で 0. 9821，Wet C O2ト レ ー サ 流 量 計 測 で 0. 9962 で あ
っ た ．
(2) FTP -75 の コ ー ル ド ス タ ー ト フ ェ ー ズ に お い て ，160 か ら 340 秒 の 区
間 を 解 析 し た 結 果 ，C VS -S AO と の 回 帰 式 の 傾 き は ，Dr y CO2ト レ ー
サ 流 量 計 測 で 0.9284，Wet C O2ト レ ー サ 流 量 計 測 で 0.9611で あ っ た ．
(3) FTP -75 の ホ ッ ト ス タ ー ト フ ェ ー ズ に お い て ，160 か ら 340 秒 の 区 間
を 解 析 し た 結 果 ，C VS -S AO と の 回 帰 式 の 傾 き は ，Dr y CO2ト レ ー サ
流 量 計 測 で 0. 9445，Wet CO2ト レ ー サ 流 量 計 測 で 0. 96 48 で あ っ た ．
以 上 の よ う に ，定 常 走 行 お よ び FTP-75 試 験 サ イ ク ル 走 行 の い ず れ に お
い て も ，Wet C O2ト レ ー サ 流 量 計 測 の 方 が Dr y C O2ト レ ー サ 流 量 計 測 よ り
も C VS - S AO 法 と よ く 一 致 す る こ と が 示 さ れ た( 3 4 )．
第 6 章 結 論
6.1 各 計 測 の 結 論 6.1.1
低 重 量
PM
計 測 装 置
標 準 P M を 用 い た 検 証 を 進 め ， 気 化 方 式 低 重 量 P M 分 析 装 置 に お け る
低 質 量 域 で の P M 各 成 分 の 分 離 計 測 精 度 の 向 上 を ， 以 下 の 手 段 を 用 い て
達 成 し た ．
S OF 酸 化 用 O2充 填 時 間 の 最 適 化
シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ る 解 析 と 実 験 に よ り 最 適 値 を 導 き 出 し ，装 置
に 反 映 さ せ た ．
試 料 封 入 時 に 混 入 す る 大 気 中 の 酸 素 の 低 減
試 験 よ り シ ャ ッ タ ー パ ー ジ の 有 用 性 を 確 認 し ， 装 置 に 反 映 さ せ た ．
配 管 内 残 留 O2の 削 減
N2キ ャ リ ア ガ ス 及 び O2キ ャ リ ア ガ ス が 共 有 す る 配 管 面 積 を 最 小 に
す る こ と に よ り ，影 響 値 が 少 な く な る こ と を 確 認 し た ．試 作 機 に 反
映 し ， 確 認 も 行 っ た ．
こ れ ら の 改 良 項 目 を す べ て 反 映 さ せ た 結 果 ， 改 良 前 の 1.0 mg の 測 定 領
域 に 対 し て 改 良 後 は 0. 2 mg の 測 定 領 域 と ， 大 幅 に 低 質 量 域 の 計 測 を 実 現
す る こ と が で き た ． 計 測 時 間 に つ い て は ， フ ィ ル タ 重 量 法 で 8 時 間 か か
る ソ ー ク 時 間 を ， 気 化 方 式 を 採 用 す る こ と に よ っ て ， ソ ー ク 時 間 が 不 要
と 大 幅 に 短 縮 し て い る ． 重 量 法 で 分 離 測 定 が 必 要 な 場 合 は さ ら に 8 時 間
の ソ ー ク 時 間 が か か る た め ， 分 離 計 測 も 同 時 に 行 う 本 方 式 に よ っ て ，16
時 間 の 計 測 時 間 の 短 縮 が 可 能 に な っ た ．
6.1.2 CO
2 2
ラ イ ン 計 測 装 置
EGR 率 計 測 と 排 出 ガ ス 流 量 計 測 に 適 用 可 能 な 装 置 を 開 発 し た ． そ れ は
従 来 装 置 と 比 較 し て ， 水 分 含 有 状 態 ガ ス の 計 測 時 で も 測 定 精 度 が 高 く ，
ま た 応 答 時 間 も 早 い 性 能 を 示 し た ．
水 分 含 有 状 態 で の 計 測
水 分 の 結 露 の な い サ ン プ ル ラ イ ン お よ び 分 析 計 の 構 成 を 実 現 し た ．
水 分 共 存 影 響 の 低 減
水 分 濃 度 を 計 測 す る こ と に よ っ て ，水 分 共 存 影 響 の 補 正 機 構 を 持 っ
た 分 析 計 を 確 立 し た ．
過 酷 な サ ン プ ル ガ ス 条 件 へ の 対 応
サ ン プ ル 入 口 圧 が 高 圧 条 件 や 低 圧 条 件 に 急 激 に 変 動 す る た め ，圧 力
制 御 装 置 を 組 み 込 ん だ ． ま た ， 吸 気 マ ニ ホ ー ル ド の 燃 焼 前 燃 料 や ，
排 気 マ ニ ホ ー ル ド か ら 後 処 理 前 の ガ ス を 吸 い 込 む た め ，炭 化 水 素 用
の フ ィ ル タ を 設 置 し ，分 析 計 の 汚 れ を 防 ぐ こ と に よ っ て ，長 時 間 計
測 後 の 感 度 変 化 を 避 け る こ と が で き た ．
水 分 含 有 状 態 で の 計 測 を 可 能 に す る こ と に よ っ て 計 測 精 度 を 高 め ， 応
答 時 間 を 早 く す る こ と に よ っ て 過 渡 状 態 で の EGR 率 計 測 を 可 能 に す る
EGR 率 計 測 ユ ニ ッ ト を 開 発 し た ． 実 排 出 ガ ス に よ る 性 能 試 験 を 行 っ た 結
果 ，水 分 含 有 状 態 で 測 定 す る こ と に よ る 誤 差 の 低 減 が 確 認 で き た ．ま た ，
EGR バ ル ブ が 大 き く 変 動 す る 過 渡 状 態 に お い て ， 従 来 装 置 と 比 較 し て ，
よ り 正 確 な EGR 率 計 測 が で き て い る こ と が 確 認 で き た ．ま た ，本 装 置 が
排 出 ガ ス 流 量 計 測 へ の 適 用 が 可 能 で ， 同 時 に 計 測 精 度 が 従 来 装 置 よ り も
改 善 す る こ と が 確 認 で き た ．
本 計 測 装 置 は 実 用 化 さ れ ， 自 動 車 関 連 メ ー カ ー の 開 発 研 究 所 等 で 研 究
用 途 と し て 使 用 さ れ て い る ．
6.2 今 後 の 課 題 と 展 望
PM 計 測 に 関 し て ，こ の 数 年 は 現 在 の 規 制 値 を 継 続 し ，下 が り 幅 は 緩 や
か に な る 傾 向 が あ る ． し か し ， 自 動 車 後 処 理 装 置 の 進 歩 に 伴 い ， 測 定 対
象 で あ る PM は 低 重 量 化 を 続 け て い る 現 状 も あ り ，PM 計 測 装 置 に お い て
は ， 燃 焼 法 の 分 離 能 力 を さ ら に 高 め ， 低 質 量 域 で の 計 測 に 対 応 し て い く
必 要 が あ る ． 本 研 究 で は 0.2 mg の 領 域 ま で 精 度 良 く 計 測 で き る よ う に 改
良 を 行 っ た が ， 更 に 残 留 O2 を 減 少 さ せ ， 混 入 O2 を 最 小 限 に す る 対 策 が
必 要 で あ る こ と は 明 ら か で あ る ． ま た ， フ ィ ル タ に 付 着 す る 汚 れ も 計 測
に 影 響 を 及 ぼ す ほ ど 低 重 量 P M の 計 測 に な っ て い く こ と が 予 想 さ れ る た
め ， 微 小 な 汚 れ が 付 着 し に く い フ ィ ル タ ホ ル ダ の 材 質 ・ 構 造 ， サ ン プ リ
ン グ 方 式 ， 計 測 手 法 も 総 合 的 に 低 重 量 PM 計 測 に 対 応 で き る よ う な 検 討
が ， 必 然 的 に 求 め ら れ る ．
EGR 技 術 は ， ガ ソ リ ン 車 に お い て も デ ィ ー ゼ ル 車 に お い て も 今 後 も 搭
載 が 継 続 さ れ る 技 術 で あ る ．EGR 技 術 の 歴 史 は す で に 長 い が ， 低 圧 ・ 高
圧 EGR の 組 合 せ な ど ，EGR 自 体 の 技 術 の 進 歩 は 継 続 し て い る ．EGR 率
計 測 装 置 は ， 応 答 速 度 を 継 続 し て 向 上 さ せ ， 高 圧 縮 タ ー ボ に 対 し て も 安
定 し た サ ン プ リ ン グ が 可 能 な 高 圧 対 応 ，低 圧 EGR 測 定 時 の 応 答 差 を 補 正
す る 対 応 が 求 め ら れ る と 予 想 さ れ る ． ま た ， 低 圧 EGR と 高 圧 EGR が 組
み 合 わ さ れ る 場 合 は ， 低 圧 EGR 側 の ガ ス 濃 度 を 高 圧 EGR 側 か ら 影 響 を
受 け な い よ う に す る 必 要 性 も 出 て く る ． 測 定 対 象 ガ ス を サ ン プ リ ン グ す
る と ， 時 間 遅 れ が 発 生 す る た め に ， 測 定 し た い ポ イ ン ト で そ の ま ま 計 測
を 行 う 直 挿 タ イ プ の 分 析 計 も 応 答 時 間 を 早 め る た め に は 非 常 に 有 効 な 手
段 と な る ． こ の 場 合 は ， 高 温 部 の 近 く に 分 析 計 を 設 置 す る こ と に な る た
め ， 計 測 ユ ニ ッ ト は ， 軽 量 で 高 温 に 対 応 し た も の が 必 要 と な る ．
排 出 ガ ス 流 量 計 は ，C O2 ト レ ー サ 式 流 量 計 が ， 導 入 が 簡 便 な こ と か ら
も で き る ． ま た ， 現 C O2 ト レ ー サ 流 量 計 は 排 出 ガ ス の 脈 動 ま で は 計 測 し
き れ て い な い ． ガ ス 分 析 計 の 応 答 が 排 出 ガ ス 流 量 の 変 動 の 速 さ に 追 従 し
て い な い こ と が 原 因 で あ り ， ガ ス 分 析 計 の 応 答 性 を よ く す る こ と に よ っ
て ， 脈 動 や 急 激 な 運 転 条 件 の 変 化 に 追 従 す る こ と も 排 出 ガ ス 流 量 計 に 求
め ら れ る 性 能 に な る ． 流 量 計 測 に お い て も ， 直 挿 タ イ プ 分 析 計 の 導 入 は
有 効 で あ る と 考 え ら れ る ．
参 考 文 献
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