排气分析装置、排气分析系统、程序存储介质及校正方法与流程

本发明涉及用于分析排气所含的测定对象物质的排气分析装置等。

背景技术：

作为这种排气分析装置，如专利文献1所示，将内燃机的排气以规定的稀释比稀释后导向过滤器，测量由该过滤器捕集到的稀释排气中的颗粒状物质(以下，也称作pm)的质量。

然而，在近年来的pm测量试验中，根据车辆的行驶模式对测量结果进行加权被法规化，例如在cfr1066中规定对阶段1的测量结果进行0.43的加权、对阶段2的测量结果进行1的加权、对阶段3的测量结果进行0.57的加权。

作为这种加权的方法，具有如下的方法：分别对各阶段区间一个一个地使用过滤器测量pm的质量，将该测量值乘以上述的加权系数的值进行加重平均来计算pm质量。但是，按各阶段区间进行过滤器的更换作业费时费力，存在pm的测量变得复杂的问题。此外，近年来，排气中的pm浓度变低，在各阶段区间使用的各过滤器捕集的pm极少，难以高精度地测量pm的质量。

专利文献1：日本专利公开公报特开2003-50194号

技术实现要素：

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种无需根据行驶模式更换过滤器便能够高精度地测量颗粒状物质的排气分析装置。

即，本发明的排气分析装置，其特征在于，具备：捕集部，捕集从原始排气分流一部分或全部后的取样排气中的测定对象成分；以及分流比控制机构，构成为在车辆或该车辆的一部分的试验中，变更原始排气的整体流量与取样排气的分流流量的比即分流比。

此处，原始排气是包括从内燃机排出的纯排气或者所述纯排气被稀释气体稀释后的排气的概念。

根据这种结构，通过变更分流比，能够对向捕集部流动的取样排气的流量进行加权，因此，无需随着试验的进行而更换捕集部，能够持续使用该捕集部。因而，即便从车辆排出的颗粒状物质的量较少，也会聚集到捕集部，能够形成能够保证检测精度的质量而进行分析。

作为用于实施反映法规等规定的加权系数的试验的具体方式，可举出分流比控制机构构成为根据按照规定法规设定的车辆的行驶模式变更分流比。

即便在排气所含的pm的浓度非常低的情况下，为了使捕集部捕集由检测器检测的最低限度的量从而进行高精度分析，只要在构成行驶模式的多个阶段区间中使取样排气向共同的所述捕集部流动即可。

作为用于能够反映由规定法规规定的各个试验内容的加权的具体例，可举出行驶模式由多个阶段区间构成，针对各阶段区间分别设定加权系数，所述分流比控制机构构成为根据在各阶段区间设定的加权系数变更分流比。

在规定法规中，例如在使车辆冷启动的情况和热启动的情况下，有时允许汇总或省略车辆的行驶试验的内容。为了在这种变形过的试验内容中也能够根据对应的加权系数变更分流比，只要采用如下方式即可，即，行驶模式包括：冷启动区域，由一个或多个阶段区间构成，使车辆冷启动；以及热启动区域，由一个或多个阶段区间构成，使车辆热启动，对冷启动区域和热启动区域分别设定加权系数，所述分流比控制机构构成为，根据在冷启动区域和热启动区域设定的加权系数变更分流比。

作为变更稀释比以满足pm测量试验等的规定的法规，从而得到信赖性高的分析结果的具体例，可举出冷启动区域由第一阶段区间和第二阶段区间构成，热启动区域由第三阶段区间构成，针对第一阶段区间、第二阶段区间、第三阶段区间的各个加权系数的比设定为a：1：(1-a)，所述分流比控制机构构成为，变更在各阶段区间的分流比，以使得第一阶段区间、第二阶段区间、第三阶段区间的各个分流比的比成为1/a：1：1/(1-a)。

例如为了每当阶段区间变化时便变更稀释气体的流量，从而实现能够反映分配给各阶段区间的加权系数的分流比，只要采用如下方式即可，即，还具备：主流道，供原始排气流动；取样流道，供从原始排气分流一部分后的取样排气流动；以及稀释排气流道，是所述取样流道与所述稀释气体供给通路汇合后的流道，供取样排气被稀释气体稀释后的稀释排气流动。

作为用于控制分流比的具体控制结构，可举出所述分流比控制机构具备：主流量计，测定在所述主流道中流动的原始排气的整体流量；第一流量计，测定在所述稀释气体供给通路中流动的稀释气体的流量；流量控制阀，设置于所述稀释气体供给通路；第二流量计，测定在所述稀释排气流道中流动的稀释排气的流量；分流比设定部，根据行驶模式设定目标分流比；目标流量计算部，基于由所述分流比设定部设定的目标分流比、由所述主流量计测定的原始排气的整体流量、以及由所述第二流量计测定的稀释排气的测定流量，计算在所述稀释气体供给通路中流动的稀释气体的目标流量；以及第一控制器，对所述流量控制阀进行控制，以使得由所述第一流量计测定的稀释气体的测定流量与由所述目标流量计算部计算的目标流量的偏差变小。

根据这种结构，无需增减在所述捕集部中流动的排气整体的流量，因此，难以因流量的响应延迟而产生误差，容易提高分析精度。进而，在为了变更分流比而变更稀释气体的流量的情况下，能够在通过捕集部前的状态下变更流量。因而，与变更通过捕集部的稀释排气整体的流量的情况相比，能够使稀释比相对于试验条件的变化追随性良好地变化，使稀释排气中的取样排气的流量成为与加权系数等对应的值。例如即便在加权系数从0.43变化到1.00的情况下，也能够将稀释排气的整体的流量保持为恒定，并使稀释排气中所含的取样排气的量向对应的加权系数迅速地变化。因而，能够防止因流量控制的响应迟缓而在例如颗粒状物质的质量等的测量中产生误差。

而且，对于流量比稀释气体和取样排气大的稀释排气，能够将流量保持为恒定，因此，例如对于用于测定稀释排气的流量的流量计，无需具有宽广的测定范围及较高的精度。

为了将通过所述捕集部的稀释排气整体流量保持为恒定，并且，即便不直接控制取样排气的流量，也能够通过控制稀释气体的流量而间接地使取样排气的流量变化，只要采用如下方式即可，即，所述分流比控制机构还具备：泵，设置于所述稀释排气流道；以及第二控制器，对所述泵进行控制，以使得在所述稀释排气流道中流动的稀释排气的流量以预先确定的规定流量保持恒定。

根据具备本发明的排气分析装置以及对由所述捕集部捕集到的测定对象成分进行分析的分析部的排气分析系统，能够由分析部对反映由法规等规定的加权等而捕集到的测定对象成分进行分析，因此，能够实现高精度的分析。

本发明的排气分析方法使用具备捕集从原始排气分流一部分或全部后的取样排气中的测定对象成分的捕集部的排气分析装置，其特征在于，具备分流比变更步骤，在车辆或该车辆的一部分的试验中，变更原始排气的整体流量与取样排气的分流流量的比即分流比。

根据这种排气分析方法，能够得到与上述的排气分析装置相同的效果。

此外，本发明的存储有排气分析装置用程序的程序存储介质，存储有具备捕集从原始排气分流一部分或全部后的取样排气中的测定对象成分的捕集部的排气分析装置中使用的程序，其特征在于，使计算机发挥作为分流比控制部的功能，该分流比控制部根据按照规定法规设定的车辆的行驶模式，变更取原始排气的整体流量与样排气的分流流量的比即分流比。

如果将这种排气分析装置用程序安装到现有的排气分析装置，则能够与上述的排气分析装置相同地在将通过过滤器的稀释排气的流量保持为恒定的同时变更稀释比，能够减少因控制延迟而引起的测量误差。另外，程序可以通过电子方式发送，也可以存储在cd、dvd、闪存器等的程序存储介质中。

本发明提供一种排气分析装置的校正方法，所述排气分析装置具备：稀释排气流道，供从原始排气分流一部分或全部后的取样排气被稀释气体稀释后的稀释排气流动；捕集部，设置于所述稀释排气流道，捕集稀释排气中的颗粒状物质；旁通流道，在所述稀释排气流道中，从所述捕集部的上游侧分支并在所述捕集部的下游侧汇合；第二流量计，在所述稀释排气流道中，设置于相比所述旁通流道的汇合点靠下游侧的位置，测定稀释排气流道的流量；以及旁通流量控制机构，对在所述旁通流道中流动的稀释排气的旁通流量进行控制，所述旁通流量控制机构具备旁通流量计，该旁通流量计测定在所述旁通流道中流动的稀释排气的旁通流量，所述校正方法的特征在于，包括如下步骤：堵塞向所述过滤器的流入路径的堵塞步骤；以及将所述第二流量计设为基准的流量计来进行所述旁通流量计的校正的校正步骤。

根据这种结构，对于测定稀释排气的整体流量的第二流量计以及测定在旁通流道中流动的稀释排气的旁通流量的旁通流量计，能够设定为大致相同的传感器特性。因此，即便第二流量计相对于实际的流量存在误差，也能够准确地保持稀释排气的旁通比，能够高精度地保持pm等的测定精度。

根据如此构成的本发明，通过变更分流比而能够实现与行驶模式相应的加权，能够不论行驶模式的变化如何都使用单一的捕集部以符合法规的方式无误差地准确地测定pm的质量等。此外，能够减小通过捕集部的稀释排气的流量的变动幅度，因此，无需为了测定流量而使用测定范围宽且高分辨率的装置。因而，能够使排气分析装置简单且廉价。

附图说明

图1是示出本发明第一实施方式的排气分析装置以及车辆行驶试验系统的示意图。

图2是示出第一实施方式的排气分析装置的示意图。

图3是示出第一实施方式的分流比控制机构的结构的功能框图。

图4是第一实施方式的试验条件的示意图。

图5是示出使用了第一实施方式的排气分析装置的颗粒状物质的分析步骤的流程图。

图6是示出本发明第二实施方式的排气分析装置的示意图。

图7是示出第二实施方式的分流流量控制机构的结构的功能框图。

图8是示出第二实施方式的试验条件的示意图。

图9是示出使用了第二实施方式的排气分析装置颗粒状物质的分析步骤的流程图。

图10是示出第二实施方式的排气分析装置的校正步骤的流程图。

图11是本发明第三实施方式的排气分析装置的示意图。

附图标记说明：

100：排气分析装置；f：过滤器；l3：稀释排气流道；20：分流比控制机构。

具体实施方式

以下，对本发明的排气分析装置的第一实施方式进行说明。

第一实施方式的排气分析装置100将内燃机的排气所含的颗粒状物质(以下，也称作pm)作为测定对象成分进行测量，在车辆行驶试验系统200中，用于测量从行驶的车辆vh的发动机排出的pm。在该车辆行驶试验系统200中，排气分析装置100采集从作为内燃机的发动机排出的排气的一部分，稀释后将其全量导向过滤器f。

车辆行驶试验系统200以由规定法规规定的行驶模式在被称为密室的室内对汽车进行行驶试验，进行此时的排气分析和燃料消耗测定等。如图1的整体结构所示，车辆行驶试验系统200具备彼此气密地划分的测量室和测试室。在测试室中配置有底盘测功机装置sd和排气分析装置100。在测量室中配置有用于管理各种测定等的管理装置(未图示)等。

底盘测功机装置sd例如为1轴式，具备具有载置车辆vh的驱动轮的转鼓等的测功机主体、以及通过控制转鼓而对车辆vh赋予与道路相同的行驶负载的测功机控制装置。该测功机控制装置sd例如利用具备cpu、存储器等的计算机构成，具有能够与外部之间相互交换控制信号和数据等的功能。另外，在该图1中示出了2wd、ff车用的装置，当然可以前后具备一对转鼓以便能够应对4wd，也可以为2轴式。

另外，在第一实施方式中，排气分析装置100为了进行在底盘测功机sd上行驶的车辆vh的排气分析而固定在测试室内，但是该排气分析装置100也能够搭载于在道路上行驶的车辆，由此也能够测量在道路实际行驶中从内燃机排出的排气所含的pm。

具体而言，如图2所示，排气分析装置100具备：主流道ml，供从内燃机排出的排气即原始排气流动；取样流道l1，供在主流道ml中流动的原始排气的一部分被分流后的取样排气流动；稀释气体供给通路l2，供稀释取样排气的稀释气体流动；稀释通道10，与取样流道l1和稀释气体供给通路l2连接；稀释排气流道l3，供在稀释通道10生成的稀释排气流动；以及分流比控制机构20，构成为根据所设定的试验条件，变更原始排气的整体流量与取样排气的分流流量的比即分流比。

取样流道l1从与车辆vh的后尾管连接的主流道ml分流采集从内燃机排出的排气的一部分，经由稀释通道10导向稀释排气流道l3。即，在第一实施方式中，构成为将在主流道ml中流动的原始的排气即原始排气的一部分以规定的比例向取样流道l1分流。

稀释气体供给通路l2将稀释气体导向稀释通道10，一端与未图示的稀释气体源连接，并且另一端与稀释通道10连接。即，该稀释气体供给通路l2经由稀释通道10向稀释排气流道l3供给稀释气体。另外，在第一实施方式中，稀释气体为空气。

稀释通道10将排气以规定的稀释比稀释而生成稀释排气，此处，是所谓的微型通道。另外，也可以是引导从内燃机排出的排气的全量的所谓的全通道。

稀释排气流道l3的始端与稀释通道10连接，供稀释排气流动。在稀释排气流道l3作为捕集部而设置有例如一个过滤器f，构成为利用该过滤器f捕集稀释排气所含的pm。另外，该稀释排气流道l3的末端可以向大气开放，也可以与各种排气分析仪连接。此处，对于过滤器f，即便后述的行驶模式的阶段区间变化而被变更也不更换，被连续使用。

分流比控制机构20通过对上述的稀释气体的流量以及稀释排气的流量进行控制，对原始排气的整体流量与取样排气的分流流量的比即分流比进行控制。即，在将原始排气的整体流量设为qm，取样排气的分配流量设为qd的情况下，分流比r是由r＝qm/qd表示的值。另外，伴随着分流比变更而通过过滤器f的稀释排气的稀释比变更。此处，稀释比是取样排气的分流流量与稀释气体的流量的比。

该分流比控制机构20具备：设置于主流道ml的主流量计mfm；设置于稀释气体供给通路l2的第一流量计fm1以及流量控制阀v；设置于稀释排气流道l3中的过滤器f的下游侧的第二流量计fm2以及能够通过转速控制改变吸引能力的吸引泵p(例如罗茨鼓风机)；以及对流量控制阀v和吸引泵p进行控制的控制装置22。另外，第一实施方式的第一流量计fm1以及第二流量计fm2均是文丘里流量计。

控制装置22物理上具备cpu、存储器、a/d转换器、d/a转换器等，以如下方式发挥功能：通过使cpu和周边设备按照存储于存储器的规定区域的程序协作，取得表示各流量计fm1、fm2的测定值的流量信号，并且基于流量信号对流量控制阀v以及吸引泵p进行控制。

具体而言，如图3所示，该控制装置22至少发挥作为分流比设定部23、加权系数存储部24、目标流量计算部25、第一控制器26、第二控制器27的功能。以下说明各部分的功能。

在存在来自操作者的试验开始的输入等的情况下，分流比设定部23参照加权系数存储部24，对目标流量计算部25设定基于根据试验的内容规定的加权系数的目标分流比。在第一实施方式中，对目标流量计算部25设定与后述的行驶模式的每个阶段区间对应的目标分流比。

加权系数存储部24存储表示试验条件的试验条件数据和与其对应的分流比数据。此处，试验条件例如是在条例和排气测定规则等的规定法规中规定的试验条件、操作者任意设定的试验条件等。作为试验条件，例如将规定了使车辆vh在底盘测功机sd上以哪种速度动作的行驶模式存储于加权系数存储部24。此外，将表示构成行驶模式的各阶段区间的试验结果的加权的加权系数存储于加权系数存储部24。行驶模式以及加权系数由作为规定法规的例如条例(cfr1066等)规定。

即，加权系数存储部24作为试验条件数据而将图4所示的行驶模式和与构成各行驶模式的阶段区间分别对应地预先确定的加权系数建立关联地存储。在第一实施方式中，作为试验条件数据，存储由4个阶段区间构成的行驶模式，车辆vh以达到图4所示的车速的方式进行运转，对此时从内燃机排出的排气中的颗粒状物质进行评价、分析。

该行驶模式由阶段1～4的4个阶段区间构成。即，该行驶模式的前半部分是基于从车辆未充分预热的状态起动的冷启动的冷启动区域，由车速变化较大的前半部分的阶段1和车速变化比阶段1小的后半部分的阶段2构成。

另一方面，行驶模式的后半部分是基于车辆从预热的状态起动的热启动的热启动区域，由车速变化较大的前半部分的阶段3和车速变化比阶段3小的后半部分的阶段4构成。

在第一实施方式中，不是针对各阶段设定加权系数，而是在由多个阶段构成的冷启动区域和热启动区域汇总设定加权系数。即，这些冷启动区域和热启动区域的加权系数根据条例例如规定为a：(1-a)。在第一实施方式中，冷启动区域的加权系数设定为43％，热启动区域的加权系数设定为57％。

在第一实施方式中，分流比设定部23从加权系数存储部24取得在冷启动区域和热启动区域中设定于各区域的加权系数，并将目标分流比设定于目标流量计算部25，以便当在各个区域进行试验时成为加权系数的倒数比即1/a：1/(1-a)。在第一实施方式中，例如使用在规定法规中规定的加权系数的倒数，利用分流比设定部23将目标分流比设定于目标流量计算部25，以便成为冷启动区域的分流比：热启动区域的分流比＝2.32：1.75。此处，分流比例如被设定为预先确定的规定分流比r，作为所设定的分流比的值，在冷启动区域中为2.32r，在热启动区域中为1.75r。通过实现这种目标分流比，通过过滤器f的取样排气的流量反映出各区域中由规定法规规定的加权系数。

如图3所示，目标流量计算部25计算为了实现由分流比设定部23设定的目标分流比而需要的、在稀释气体供给通路l2流动的稀释气体的目标流量。更具体而言，目标流量计算部25基于由分流比设定部23设定的目标分流比、由主流量计mfm测定的原始排气的整体流量、以及由第二流量计fm2测定的在稀释排气流道l3中流动的稀释排气的流量，计算应当在稀释气体供给通路l2中流动的稀释气体的流量来作为目标流量。首先，目标流量计算部25将原始排气的整体流量除以目标分流比，由此计算应当实现的取样排气的分流流量。

即，在冷启动区域中，应当实现的取样排气的分流流量为原始排气的整体流量除以2.32r而得的值(对原始排气的整体流量乘以加权系数0.43/r而得的值)，在热启动区域中应当实现的取样排气的分流流量为原始排气的整体流量除以1.75r而得的值(对原始排气的整体流量乘以加权系数0.57/r而得的值)。

另外，目标流量计算部25计算从由第二流量计fm2测定的当前的稀释排气的测定流量减去应当实现的取样排气的分流流量的流量差，来作为应当在稀释气体供给通路l2中流动的稀释气体的目标流量。

此处，对第一控制器26设定该稀释气体的目标流量。此外，目标流量计算部25也针对在稀释排气流道l3中流动的稀释排气的整体流量，根据试验设定对第二控制器27设定目标稀释排气流量。

第一控制器26对流量控制阀v进行流量反馈控制，以使得由目标流量计算部25计算出的稀释气体的目标流量与由第一流量计fm1测定的稀释气体的测定流量的偏差变小。此处，在目标流量计算部25中，按照每个控制周期更新稀释气体的目标流量。因而，即便从内燃机排出的原始排气的流量发生变化，也能够适当变更稀释气体的流量而在冷启动区域和热启动区域各个中以固有的分流比保持恒定。

第二控制器27对泵p的运转状态进行控制，在第一实施方式中控制为，在稀释排气流量l3中流动的稀释排气的流量以由目标流量计算部25设定的稀释排气整体的目标流量保持恒定。设定于第二控制器27的稀释排气的整体的目标流量例如不是逐次更新，而是以由目标流量计算部25设定的值保持恒定。

在从稀释通道10观察的情况下，由于作为一方的输入的稀释气体的流量与作为输出的稀释排气的流量被控制，所以作为另一方的输入的在取样流道l1中流动的排气的流量以稀释排气的流量与稀释气体的流量的差的流量被理想地保持。

参照图5的流程图对如此构成的第一实施方式的排气分析装置的颗粒状物质的分析步骤进行说明。

首先，操作者针对进行哪种试验而对控制装置22设定试验条件(步骤s1)。

接着，分流比设定部23从加权系数存储部24取得试验条件数据和加权系数，对目标流量计算部25设定与针对将要进行的试验的行驶模式的各区域设定的加权系数对应的目标分流比(步骤s2)。

即，第一控制器26对流量控制阀v进行控制，以使得与设定于冷启动区域的加权系数对应的目标分流比成为2.32r。具体而言，持续进行使从由第二流量计fm2测定的当前的稀释排气的测定流量减去由主流量计mfm测定的当前的原始排气的整体流量除以2.32r的值的流量成为稀释气体的目标流量的流量反馈控制(步骤s3)。

在试验进一步进展而进行在热启动区域的试验之前，分流比设定部23将目标分流比变更为与热启动区域对应的值即1.75r。第一控制器26以与变更后的目标分流比对应的稀释气体的目标流量对流量控制阀v进行控制。具体而言，持续进行使从由第二流量计fm2测定的当前的稀释排气的测定流量减去由主流量计mfm测定的当前的原始排气的整体流量除以1.75r的值的流量成为稀释气体的目标流量的流量反馈控制(步骤s4)。

另外，在步骤s3和s4中，第二控制器27持续进行控制，以便利用泵p使稀释排气的流量成为恒定。此外，在步骤s3和s4的双方中使稀释排气通过共同的过滤器f。

当在冷启动区域和热启动区域的试验结束时，卸下过滤器f，利用分析部对捕集到的pm的量等进行分析(步骤s5)。

基于在步骤s5得到的结果，计算从内燃机排出的排气中所含的pm的量(步骤s6)。

根据如此构成的第一实施方式的排气分析装置100，能够不变更通过过滤器f的稀释排气的流量，而根据在规定法规中规定的行驶模式变更稀释气体的流量来变更分流比，使通过过滤器f的稀释排气中的排气的量增减，从而反映设定于各区域的加权系数。因而，当车辆vh的行驶模式从冷启动区域向热启动区域变化时无需更换过滤器f，能够省去更换等需要的工时。因而，即便从内燃机排出的颗粒状物质的量较少，也能够使过滤器f捕集能够保证测定精度的程度的量以进行分析。

进而，由于无需增减通过过滤器f的稀释排气整体流量，所以难以因响应延迟而产生误差。

此外，由于能够在通过过滤器f前的状态下变更流量，所以与变更通过过滤器f的稀释排气整体流量的情况相比，追随性良好。因而，当从冷启动区域向热启动区域切换试验时，能够使稀释排气中的排气的流量成为与在各行驶模式中设定的加权系数等对应的值。

进而，关于流量比稀释气体、排气大的稀释排气，由于利用泵p2使流量保持恒定不变，所以对于例如用于测定稀释排气的流量的第二流量计fm2，也可以不具备宽广的测定范围和高精度。

而且，第一实施方式的排气分析装置100能够搭载于在道路上行驶的车辆，因此，在道路实际行驶的试验中，无需更换过滤器f，能够在一次行驶中进行符合法规的试验。

对第一实施方式的变形例进行说明。行驶模式的方式、加权系数、分流比并不限定于上述，可以举出各种方式。例如可以为，行驶模式由阶段1～3构成，针对各阶段区间设定的加权系数的比为阶段1的加权系数：阶段2的加权系数：阶段3的加权系数＝0.43：1：0.57。在该情况下，在各阶段区间设定的分流比的比只要是加权系数的倒数的比即可。具体而言，只要在阶段1设定的分流比：在阶段2设定的分流比：在阶段3设定的分流比＝2.32：1：1.75即可。

此外，可以为，行驶模式由阶段1～4构成，在各阶段区间设定加权系数。具体而言，可以为，阶段1的加权系数：阶段2的加权系数：阶段3的加权系数：阶段4的加权系数＝0.754：0.754：1：1。此外，在该情况下，只要在各阶段区间设定的分流比的比分别为1.32：1.32：1：1即可。

接着，参照图6至图9对本发明的第二实施方式进行说明。

如图6所示，第二实施方式的排气分析装置100还具备：旁通流道l4，从稀释排气流道l3中的过滤器f的上游分支并在过滤器f的下游汇合；以及旁通流量控制部30，使稀释排气在过滤器f流动，并对在旁通流道l4中流动的旁通流量进行控制。

即，在第二实施方式中，构成为不是与各行驶模式的加权对应地变更分流比，而是能够通过增减在旁通流道l4迂回的稀释排气的流量，实现与各行驶模式的加权对应的通过过滤器f的稀释排气的流量。

旁通流道l4使稀释排气的一部分不向过滤器f流动而绕过过滤器f，从稀释通道10与过滤器f之间的分支点分支，并在过滤器f与吸引泵p之间的汇合点汇合。然而，假设在将旁通流道l的汇合点y设置在吸引泵p的下游侧的情况下，为了将稀释排气的一部分导向旁通流道，而需要在旁通流道l4上或相比汇合点y靠下游侧另行设置吸引泵。与此相对，在本实施方式中，如上所述，将汇合点y设置在过滤器f与吸引泵p之间、即吸引泵p的上游侧，因此，无需在旁通流道l4上等另行设置吸引泵，能够利用分支点x与汇合点y的压差将稀释排气的一部分导向旁通流道l4。

旁通流量控制机构30对在旁通流道l4中流动的旁通流量进行控制，以便变更在过滤器f中流动的稀释排气的流量，具有设置于旁通流道l4的质量流量控制器31以及对质量流量控制器31进行控制的控制部主体32。

另外，本实施方式的质量流量控制器31为压差式，但是也可以使用热式。

控制部主体32在物理上具备cpu、存储器、a/d转换器、d/a转换器等，通过使cpu和周边设备按照存储于存储器的规定区域的程序协作，如图7所示，发挥作为加权系数存储部33和旁通流量设定部34的功能。

如图7所示，加权系数存储部33设定于存储器的规定区域，存储表示为了得到试验结果而预先设定的试验条件的试验条件数据。此处，试验条件例如是在条例和排气测定规则等中规定的试验条件、操作者任意设定的试验条件等，本实施方式的加权系数存储部33存储多个试验条件数据。

本实施方式的加权系数存储部33作为试验条件数据而将表示车辆的行驶状态的多个行驶模式和与在各行驶模式中应当在过滤器f中流动的稀释排气的流量相关的流量条件建立关联地存储。

流量条件是为了得到一个试验结果而针对在各行驶模式下测量的pm的质量分别规定的加权系数，此处，例如是由条例(cfr1066等)规定的加权系数。

即，加权系数存储部33将行驶模式和与行驶模式中的各阶段区间分别对应地预先确定的加权系数建立关联地存储。

更具体而言，如图8所示，行驶模式由3个阶段区间构成，将各阶段区间的车速等和与各阶段区间对应的加权系数建立关联的数据作为一个试验条件数据加以存储。例如，将构成冷启动区域的阶段1和阶段2的加权系数设为43％、100％，将构成热启动区域的阶段3的加权系数设为57％。此处，在第二实施方式中，如由规定法规规定的那样，针对各阶段区间设定省略阶段4的试验的情况下的加权系数。

如图7所示，旁通流量设定部34从加权系数存储部33取得例如表示操作者使用输入单元选择的试验条件的试验条件数据，并且基于该试验条件数据对旁通流量进行控制。

更详细来说，该旁通流量设定部34向设置于旁通流道l4的质量流量控制器31的未图示的流量控制阀发送控制信号，使在各阶段区间中在过滤器f流动的稀释排气的流量成为规定的基准流量乘以与各阶段区间对应的加权系数而得的流量。

更具体而言，在过滤器f中流动的稀释排气的流量的比例、即阶段1中的第一流量、阶段2中的第二流量、阶段3中的第三流量的比例成为上述的加权系数的比例、即0.43：1：0.57。

如此构成的本实施方式的排气分析装置100例如进行图9所示的流程图的步骤st1～步骤st7的动作。对表示第一实施方式的动作的图5与图9进行比较可知，图5中的包括分流比的变更的步骤s2～s4的动作与第二实施方式中的步骤st2～步骤st5的变更旁通流量的动作对应。

具体而言，首先，操作者针对进行哪种试验而对控制部主体32设定试验条件(步骤st1)。

接着，旁通流量设定部34从加权系数存储部33取得试验条件数据和旁通比数据(步骤st2)。

即，在质量流量控制器31设定目标旁通流量，以使得与在阶段1设定的加权系数对应的值即0.43的量的稀释排气在过滤器f中流动。在该例子中，在过滤器f中流动的稀释排气的流量只要为稀释排气整体的0.43即可，因此，利用旁通流量设定部34将由泵p实现的稀释排气的整体流量乘以0.57的值作为目标旁通流量设定于质量流量控制器31。(步骤st3)。

另一方面，在阶段2中，只要相对于阶段1将目标旁通比设为1即可，因此，只要使全部的稀释排气在过滤器f流动即可。因而，利用旁通流量设定部34针对质量流量控制器31作为目标旁通流量而设为零，维持全闭状态，维持不在旁通流道l4中流动稀释排气的状态。(步骤st4)。

进而，在质量流量控制器31中设定目标旁通流量，以使得与在阶段3设定的加权系数对应的目标旁通比即0.57的量的稀释排气在过滤器f中流动。在该例子中，只要在过滤器f中流动的稀释排气的流量为整体的0.57即可，因此，利用旁通流量设定部34将由泵p实现的稀释排气的整体流量乘以0.43的值作为目标旁通流量设定于质量流量控制器31。(步骤st5)。

在试验进一步进展而进行热启动区域的试验之前，旁通流量设定部23将目标旁通比变更为与热启动区域对应的值即0.57。第一控制器26以与变更后的目标旁通比对应的稀释气体的目标流量持续进行流量控制阀v的控制(步骤s4)。

另外，在步骤s3和s4中，第二控制器27持续进行控制以便利用泵p使稀释排气的流量成为恒定。此外，在步骤s3和s4的双方中稀释排气通过共同的过滤器f。

当阶段1～3的试验结束时，卸下过滤器f，利用另外的测量设备对捕集到的pm的量等进行测量(步骤st6)。

基于在步骤st6中得到的结果，计算从内燃机排出的排气中所含的pm的量(步骤st7)。

接着，参照图10对如此构成的第二实施方式的质量流量控制器31的校正方法进行说明。

首先，设定成堵塞稀释排气流道l3中设置有过滤器f的部分，仅向旁通流道l4流动流体(步骤c1)。

接着，将质量流量控制器31的阀(未图示)的开度固定在规定开度，使气体朝旁通流道l4以及汇合点后的稀释排气流道l3流动(步骤c2)。

接着，取得由第二流量计fm2测定的稀释排气的测定流量(步骤c3)，以第二流量计fm2所显示的值作为基准将质量流量控制器31的流量计数值标定为相同的值(步骤c4)。

对于质量流量控制器31的流量计(未图示)，当在全部的校正点未完成校正的情况下(步骤c5)，变更质量流量控制器31的阀的开度(步骤c6)，反复进行步骤c3～c5直到全部的校正点的校正完成为止。

通过如此进行校正，能够使质量流量控制器31的流量计的特性与第二流量计fm2的特性大致一致。因而，假设即便第二流量计fm2所显示的测定值偏离实际的流量，也能够相对于由质量流量控制器31测定的流量值保持相对的关系。

因而，对于在旁通流道l4迂回的稀释排气的流量相对于稀释排气的整体流量所占的比例，能够始终保证精度。因此，在各行驶模式中，能够准确地实现与应当实现的加权对应的分流比，能够提高例如pm等的测量精度。

参照图11对本发明第三实施方式的排气分析装置100进行说明。另外，对与在第一实施方式中说明的部件对应的部件标注相同的附图标记。

第三实施方式的排气分析装置100构成为，从构成引导从内燃机排出的全量排气的所谓全通道的主流道ml采集排气，在构成行驶模式的各阶段区间中将稀释比变更为与加权系数对应的值。除了设置有用于捕集颗粒状物质的过滤器f的稀释排气流道l3以外，还具备用于将在各阶段区间排出的全部排气并行地收纳于排气袋b的袋管道l5。捕集到排气袋b的排气在处于后段的分析部a中进行测定对象成分的分析。此处，利用捕集于排气袋b的排气，不仅能够测定pm而且能够测定co、co2、nox等测定对象成分。

此外，在主流道ml的上游侧设置有稀释空气的流入口da以及将从车辆的后尾管等排出的排气导入主流道ml内的导入通道ie。进而，在主流道ml的下游侧设置有主泵pm，从主流道ml排出恒定流量。此处，在第一实施方式中，原始排气是尚未稀释的纯排气，但是在第三实施方式中，原始排气是纯排气被从流入口da流入的稀释空气稀释后的排气。

首先，对用于向过滤器f捕集颗粒状物质的结构进行说明。

在第三实施方式中，取样流道l1是将在主流道ml流动的原始排气的一部分作为取样排气分流、采集的部分，构成为稀释气体供给通路l2直接与该取样流道l1汇合。取样流道l1与稀释气体供给通路l2汇合后的流道相当于稀释排气流道l3，设置有过滤器f和泵p。

如在第一实施方式以及第二实施方式中说明的那样，构成为变更从稀释气体供给通路l2供给的稀释气体的流量，以便成为在规定法规中与相对于各区域或各阶段区间设定的加权系数对应的稀释比。

在该实施方式中，控制为利用设置于稀释排气流道l3的泵p使在稀释排气流道l3中流动的稀释排气整体流量成为恒定。因此，通过变更从稀释气体供给通路l2供给的稀释气体的流量，能够间接地变更从主流道ml的原始排气分流而采集的取样排气的流量。即，在第三实施方式中，分流比控制机构20与阶段区间相应地变更原始排气的整体流量与取样排气的分流流量的比即分流比。此处，在第三实施方式中，分流比表示为(原始排气(稀释后的纯排气)的整体流量)/(在取样流道l1中流动的取样排气的分流流量)。

例如在将在阶段1、阶段2、阶段3的加权系数设定为0.43：1：0.57的情况下，对在稀释气体供给通路l2中流动的稀释气体的流量进行控制，以使得各阶段区间的分流比的比成为2.32：1：1.75。

如此一来，能够与第一实施方式相同地实施与在各阶段区间设定的加权系数对应的测定，能够利用一个过滤器f以符合法规的形式实现颗粒状物质的测量。

接着，对利用袋流道l5针对每个阶段区间变更从全通道ml分流采集的排气的流量并采集到排气袋b的结构进行说明。

在袋流道l5从上游侧起设置有质量流量控制器mfc、袋流道用泵p5和排气袋b。另外，排气袋b相当于权利要求的捕集部。

质量流量控制器mfc进行控制，以使得在各阶段区间中从在主流道ml流动的原始排气分流的取样排气的流量成为与各阶段区间的加权系数对应的流量。

在第三实施方式中，在阶段1、阶段2、阶段3的加权系数为0.47：1：0.53的情况下，在各阶段中设定于质量流量控制器mfc的目标流量的比也设定为0.47：1：0.53。在各阶段区间中采集到袋流道l5的排气不更换排气袋b而直接收纳于该排气袋b。

这样，以反映了各阶段区间的加权系数的流量从全通道ml采集排气，并采集到一个排气袋b，由此，能够以符合规定法规的方式测量颗粒状物质及其他的物质。

另外，在第三实施方式中，构成为在过滤器f和排气袋b的双方进行排气中的测定对象成分的分析，但是也可以仅利用过滤器f和排气袋b中的任一方进行排气的测定对象的分析。在该情况下，也可以仅将取样流道l1和袋流道l5中的任一方设置于主流道lm。

另外，本发明并不限定于上述的各实施方式。

例如，在上述实施方式中，与各行驶模式分别对应的流量条件是由条例规定的加权系数，但是也可以是例如操作者任意决定的流量和流量比。此外，在阶段1、阶段2、阶段3、阶段4的加权系数为0.754：0.754：1：1的情况下，只要将各阶段区间的分流比、分流流量设定为反映上述的加权系数的值即可。

另外，并不是一定要在稀释排气流道设置过滤器，例如也可以通过设置连续pm计或其他各种排气分析装置来测量稀释排气中的pm。

进而，也可以具有分别设置于稀释气体供给通路和稀释排气流道的质量流量控制器。

另外，由于质量流量控制器的测定精度容易受到排气所产生的影响，因此，为了高精度地控制稀释气体和稀释排气的流量，优选如上述实施方式那样具有文丘里流量计。

而且，上述的排气分析装置具有一个稀释通道，但也可以构成为具有多个稀释通道，对从内燃机排出的排气进行多级稀释。

在第二实施方式中说明的校正方法也可以应用于第一实施方式。在该情况下，只要以第二流量计为基准校正第一流量计即可。在该情况下，由于保持各流量计的相对的关系，所以也能够准确地保持稀释比，能够与第二实施方式相同地高精度实施pm等的测量。

也可以代替在各实施方式中作为捕集部使用的过滤器，转而设置作为捕集部和分析部发挥功能的dcs(diffusionchangersensor)，同时进行测定对象成分的捕集和分析。此外，同样也可以代替过滤器转而设置作为捕集部和分析部发挥功能的pn(particlenumber)计测器。

此外，本发明也可以应用于微型袋稀释(bmd)，同样能够进行反映了基于法规的加权的测定分析。

本发明不仅可以应用于使车辆实际行驶的试验，而且可以应用于例如使用了发动机测功机等的仅是内燃机的试验。即，对于针对车辆的一部分的试验，本发明也能够得到与上述相同的效果。

此外，本发明并不限定于上述实施方式，当然能够在不脱离其主旨的范围内进行各种变形或组合各实施方式彼此的一部分。