[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP2011219041A - Series hybrid vehicle - Google Patents

Series hybrid vehicle Download PDF

Info

Publication number
JP2011219041A
JP2011219041A JP2010092755A JP2010092755A JP2011219041A JP 2011219041 A JP2011219041 A JP 2011219041A JP 2010092755 A JP2010092755 A JP 2010092755A JP 2010092755 A JP2010092755 A JP 2010092755A JP 2011219041 A JP2011219041 A JP 2011219041A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
engine
generator
series hybrid
reduction catalyst
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010092755A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Matsuoka
寛 松岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ACR Co Ltd
Original Assignee
ACR Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ACR Co Ltd filed Critical ACR Co Ltd
Priority to JP2010092755A priority Critical patent/JP2011219041A/en
Publication of JP2011219041A publication Critical patent/JP2011219041A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a series hybrid vehicle having both an electric vehicle mode and a hybrid vehicle mode.SOLUTION: The series hybrid vehicle includes a diesel engine 1 equipped with a storage battery 5, an electric motor 3 for running, and a generator 2 and includes a controller 4 for controlling them. The controller 4 controls such that a required electric power of the hybrid vehicle mode uses with priority a generated power from the generator 2, only for shortage, replenished from the storage battery 5, that excessive power generation of the generator 2 if any is applied to charging of the storage battery 5, and that the revolution speed of the generator 2 is varied for the purpose of having a constant exhaust temperature of the diesel engine 1. Exhaust gas from the diesel engine 1 is cleaned with NOx reduction catalyst using diesel as reducing agent and by an exhaust gas purifier 23 constituting DPF.

Description

この発明は,例えば,電気自動車モードとハイブリット自動車モードとから構成された排気ガス浄化装置を備えたシリーズハイブリット型自動車に関する。   The present invention relates to a series hybrid type vehicle provided with an exhaust gas purifying device constituted by, for example, an electric vehicle mode and a hybrid vehicle mode.

一般に,電気自動車は二酸化炭素の排出量の低減効果が極めて大きく,ガソリンエンジンに比較して75%削減が可能である。この理由により各自動車メーカーより電気自動車の開発が相次いでいる。しかしながら,現在の電気自動車は,高額なリチウムイオン電池を大量に搭載しているにもかかわらず,その航続距離は同クラスのガソリンエンジン車両に比較して1/3程度であり,また,燃料代が1/4〜1/8になるが,車両価格は3倍以上であり,車両価格差を埋めるには数十万キロを走行する必要があり,実用化できるには多くの問題を有している。また,電気自動車に必要な高速充電設備等のインフラ整備もこれからであり,蓄電池への充電に問題がある状況である。電池の性能改善は急速に進んではいるが,経済産業省が電気自動車に見合う電池の性能と目標設定した2030年に出力密度7倍,価格1/40はまだ見通しは得られていない状況である。これらの理由から本格的に電気自動車が普及し,省エネルギーに貢献できるには相当の日数がかかる現状である。   In general, an electric vehicle has an extremely large reduction effect on carbon dioxide emissions, and can be reduced by 75% compared to a gasoline engine. For this reason, the development of electric vehicles has been continued by various automobile manufacturers. However, even though current electric vehicles are equipped with a large amount of expensive lithium-ion batteries, their cruising range is about 1/3 that of gasoline engine vehicles of the same class, and fuel costs However, the vehicle price is more than three times, and it is necessary to travel several hundred thousand kilometers to fill the vehicle price difference. ing. In addition, infrastructure development such as high-speed charging equipment necessary for electric vehicles is also in the future, and there is a problem in charging the storage battery. Battery performance improvement is progressing rapidly, but the Ministry of Economy, Trade and Industry has set the battery performance suitable for electric vehicles and the target set in 2030, the output density is 7 times, and the price 1/40 has not yet been predicted. . For these reasons, electric vehicles have become widespread and it takes a long time to contribute to energy saving.

従来,発電量を極力維持しつつ,各部の温度条件を満たすことができる運転点に発電機と発電機駆動用エンジンを制御する電気自動車の発電制御装置が知られている。該電気自動車の発電制御装置は,発電要求があると,発電要求量が得られ,最良燃費が得られる基本運転点が設定され,触媒温度が設定点より低い場合は基本運転点を発電要求量を維持しつつ排気温度を増大できる運転点に変更し,各部温度が設定値より高い場合は,発電要求量を維持しつつ排気温度を低減できる運転点に変更し,それでも各部温度が設定値より高い場合には,排気温度を効果的に低減できる運転点に変更する。これにより,発電量を維持しつつ,各部の温度条件を満たすことができ,以って動力性能を維持しながら,例えば燃費性能,排気性能の低下,備品劣化を抑制する(例えば,特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, a power generation control device for an electric vehicle that controls a generator and a generator driving engine at an operating point that can satisfy the temperature condition of each part while maintaining the power generation amount as much as possible is known. In the electric vehicle power generation control device, when there is a power generation request, a power generation request amount is obtained, and a basic operation point at which the best fuel consumption is obtained is set. When the catalyst temperature is lower than the set point, the basic operation point is set to the power generation request amount. If the temperature of each part is higher than the set value while maintaining the temperature, change to an operating point that can reduce the exhaust temperature while maintaining the required power generation. If it is high, change to an operating point that can effectively reduce the exhaust temperature. As a result, the temperature condition of each part can be satisfied while maintaining the power generation amount, and thus, for example, fuel efficiency, exhaust performance, and equipment deterioration are suppressed while maintaining power performance (for example, Patent Document 1). reference).

また,有害ガスの発生量を減少させるハイブリット車のエンジン駆動発電機の制御装置が知られている。該制御装置は,ECUは,エンジンを始動し発電機によって発電した電力をバッテリ,又はモータの少なくとも一方に供給する。エンジン始動の際に,ECUはエンジンコントローラ及び発電制御コントローラを制御して,エンジンの回転数及び発電機の界磁電流を所定値に設定する。これによってエンジンの負荷を所定のものとして,エンジン出力及び回転数を所定のものに設定した状態でエンジンを運転できる。そこで,排気温度及び排気量を適切なものにでき,エンジンの暖機運転時間を減少することができ,トータルとしての有害ガス発生量を減少する(例えば,特許文献2参照)。 A control device for an engine-driven generator of a hybrid vehicle that reduces the amount of harmful gas generated is also known. In the control device, the ECU starts the engine and supplies the electric power generated by the generator to at least one of the battery and the motor. When the engine is started, the ECU controls the engine controller and the power generation control controller to set the engine speed and the generator field current to predetermined values. Thus, the engine can be operated with the engine load set to a predetermined value and the engine output and the rotational speed set to a predetermined value. Therefore, the exhaust temperature and the exhaust amount can be made appropriate, the engine warm-up operation time can be reduced, and the total harmful gas generation amount can be reduced (see, for example, Patent Document 2).

また,シリーズ式ハイブリット型電気自動車のエンジンから大気中に放出されるNOX の量を低減可能なハイブリット電気自動車の排気浄化装置が知られている。該ハイブリット電気自動車の排気浄化装置は,エンジンの排気通路にアンモニア選択還元型NOX 触媒を介装し,その上流側の排気中に尿素水を供給する尿素水インジェクタを設ける。バッテリの充電状態に応じてエンジンを始動後,排気温度が所定温度に達するまでは尿素水供給を停止すると共に,比較的大きなEGR率として燃料噴射時期を遅角させた第1運転モードでエンジンを運転することによりエンジン本体からのNOX の排出を抑制し,排気温度が所定温度に達するとエンジンをEGR率及び燃料噴射時期の遅角量が低減された第2運転モードで運転すると共に,尿素水を供給してアンモニア選択還元型NOX 触媒でNOX の選択還元を行う(例えば,特許文献3参照)。 There is also known an exhaust emission control device for a hybrid electric vehicle that can reduce the amount of NO x released from the engine of a series hybrid electric vehicle into the atmosphere. The exhaust purification system of a hybrid electric vehicle, interposed ammonia selective reduction type NO X catalyst in an exhaust passage of the engine, providing the urea water injector for supplying urea water into the upstream side exhaust. After starting the engine according to the state of charge of the battery, the urea water supply is stopped until the exhaust temperature reaches a predetermined temperature, and the engine is operated in the first operation mode in which the fuel injection timing is retarded as a relatively large EGR rate. to suppress the emission of the NO X from the engine body by operating, as well as operated in the second operation mode in which the exhaust temperature EGR rate of the engine reaches a predetermined temperature and the retard amount of the fuel injection timing is reduced, urea water is supplied performs selective reduction of the NO X with ammonia selective reduction type NO X catalyst (e.g., see Patent Document 3).

また,シリーズ式ハイブリット型電気自動車のエンジンの始動時に,アンモニアスリップを生じることなく,アンモニア選択還元型NOX 触媒の排気浄化効率を向上させるハイブリット電気自動車の排気浄化装置が知られている。該ハイブリット電気自動車の排気浄化装置は,エンジンの排気通路にアンモニア選択還元型NOX 触媒を介装し,その上流側の排気中に尿素水を供給する尿素水インジェクタを設ける。バッテリの充電状態に応じてエンジンを始動又は停止させると共に,エンジンの運転状態に応じて尿素水インジェクタを制御し,エンジンを停止させる場合には,停止前の所定期間にわたり,アンモニア選択還元型NOX 触媒へのアンモニア吸着量を増大させる吸着量増大運転を行う。再びエンジンを始動した場合には,エンジンの回転数及び負荷を除々に目標値に近づけることにより,エンジンの排気温度の上昇度合いを緩やかにする(例えば,特許文献4参照)。 Further, when starting the series-type hybrid electric vehicle engine, without causing ammonia slip, the exhaust purification device of a hybrid electric vehicle to improve the exhaust purification efficiency of the ammonia selective reduction type NO X catalyst is known. The exhaust purification system of a hybrid electric vehicle, interposed ammonia selective reduction type NO X catalyst in an exhaust passage of the engine, providing the urea water injector for supplying urea water into the upstream side exhaust. When starting or stopping the engine according to the state of charge of the battery and controlling the urea water injector according to the operating state of the engine to stop the engine, the ammonia selective reduction type NO X is used for a predetermined period before the stop. An adsorption amount increasing operation for increasing the ammonia adsorption amount to the catalyst is performed. When the engine is started again, the engine speed and load are gradually brought closer to the target values to moderate the engine exhaust temperature rise (see, for example, Patent Document 4).

特開平11−82093号公報JP 11-82093 A 特開平5−328528号公報JP-A-5-328528 特開2009−115050号公報JP 2009-1115050 A 特開2009−113581号公報JP 2009-113581 A

電気自動車については,上記の理由により,エンジンと電動機を用いたハイブリットエンジンが実用化され,また,蓄電池の搭載量を増やして短距離ならば,エンジンを駆動させずに,搭載蓄電池のエネルギーのみを用いたプラグインハイブリット車の発売も計画されているが,搭載蓄電池による走行距離は20km程度と短く,十分でないのが現状である。また,搭載エンジンは,熱効率から考えれば,ディーゼルエンジンが好ましいが,ディーゼルエンジン本体が高価であること,NOX 及び粒子状物質(以下,PMと記載)の排気ガス浄化に対する問題解決と高コストの問題解決が克服できていないことを理由に実用化にいたっていないのが現状である。そこで,安価で小型のディーゼルエンジンを発電用に搭載できれば,燃費が安価で走行距離を延ばすことが考えられる。 For electric vehicles, hybrid engines using an engine and an electric motor have been put into practical use for the above reasons, and if the amount of storage battery is increased and the distance is short, the engine is not driven and only the energy of the onboard storage battery is used. The plug-in hybrid car used is also planned to be released, but the mileage by the onboard storage battery is as short as about 20 km, and it is not sufficient at present. Further, mounting the engine, considering the thermal efficiency, but diesel engines are preferred, it diesel engine body is expensive, NO X and particulate matter (hereinafter, PM and described) of problem solving and high cost for the exhaust gas purification of The current situation is that it has not been put into practical use because problem solving has not been overcome. Therefore, if an inexpensive and small diesel engine can be installed for power generation, the fuel consumption is low and the mileage can be extended.

しかしながら,ディーゼルエンジンをハイブリット自動車に用いる場合に,ディーゼルエンジンから放出される排気ガスに含まれるNOX 及びPMを浄化するという規制に適合する必要があり,環境に優しいディーゼルエンジンを提供することが重要である。排気ガス中のNOX の削減は,尿素を還元剤として用いるNOX 選択還元触媒(尿素SCR)等を用いて,NOX をN2 に還元して無害化することが必要である。また,排気ガスの浄化に尿素触媒を有効に活用するためには尿素触媒の上流に酸化触媒を配置して排気ガス中のNOの一部をNO2 に酸化することで,NOX 浄化率が高くなることが知られている。更に,尿素を供給するインフラの整備が必要であり,また,PMを捕集再生するためにディーゼルパティキュレートフイルタ(以下,DPF)が必要となり,これらを小型ディーゼルエンジンの後処理に用いるためには,車両への搭載上も問題であり,コストの問題を解決する必要があり,実用化に至っていないのが現状である。 However, when a diesel engine is used in a hybrid vehicle, it is necessary to comply with regulations for purifying NO x and PM contained in exhaust gas emitted from the diesel engine, and it is important to provide an environmentally friendly diesel engine It is. In order to reduce NO x in the exhaust gas, it is necessary to make NO x harmless by reducing NO x to N 2 using a NO x selective reduction catalyst (urea SCR) using urea as a reducing agent. Further, in order to effectively utilize the urea catalyst for purification of exhaust gas by oxidizing a portion of NO in the exhaust gas is arranged an oxidation catalyst upstream of the urea catalyst NO 2, NO X purification rate It is known to be higher. In addition, it is necessary to improve the infrastructure for supplying urea, and a diesel particulate filter (hereinafter referred to as DPF) is required to collect and recycle PM. However, it is also a problem in mounting on vehicles, it is necessary to solve the problem of cost, and it has not yet been put into practical use.

この発明の目的は,上記の問題を解決することであり,例えば,プラグインハイブリット形自動車としながら,電気エネルギーを有効に活用すると共に,発電用ディーゼルエンジンを厳しい排気ガス浄化の規制に適合させながら,ディーゼルエンジンをトータルとして安価に作ることによって,ディーゼルハイブリット車を完成させることができ,省エネルギーに貢献すると共に,低CO2 排出に貢献できることを可能にし,電気自動車モード又はハイブリット自動車モードで車両を走行させることができるシリーズハイブリット型自動車を提供することである。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problem, for example, while making a plug-in hybrid vehicle effectively using electric energy and adapting a power generation diesel engine to strict exhaust gas purification regulations. By making the diesel engine at a low cost as a whole, a diesel hybrid vehicle can be completed, contributing to energy savings and contributing to low CO 2 emissions, and running the vehicle in electric vehicle mode or hybrid vehicle mode It is to provide a series hybrid type vehicle that can be made to operate.

この発明は,蓄電池,走行用電動機,発電機を備えたエンジン,並びに前記走行用電動機,前記発電機及び前記エンジンを制御する制御装置を車両に搭載しており,前記蓄電池の電気エネルギーのみを用いて走行する電気自動車モードと,前記発電機で発電する発電エネルギー及び前記蓄電池に蓄積された前記電気エネルギーを用いて走行するハイブリッド自動車モードとを備えていることから成るハイブリット自動車において,
前記制御装置は,前記ハイブリッド自動車モードに切り換えたときに,前記ハイブリッド自動車モードに必要な電力を前記発電機からの発電電力を優先的に用いて不足分の電力を前記蓄電池から補充し,前記発電機の発電電力が過大であるときに前記必要な電力との差分を前記蓄電池に充電する制御をし,且つ前記エンジンの排気温度が予め決められた所定の温度範囲になるように前記発電機の回転速度を変化させて前記必要な発電電力を確保するように制御し,前記エンジンとして燃料が軽油であるディーゼルエンジンを用い,前記ディーゼルエンジンからの排気ガスを排出する排気ガス通路の下流に前記軽油を還元剤に用いたNOX 還元触媒とDPFとから成る排気ガス浄化装置を装着していることを特徴とするシリーズハイブリット型自動車に関する。
The present invention includes a storage battery, an electric motor for traveling, an engine equipped with a generator, and a control device for controlling the electric motor for traveling, the generator and the engine, and uses only electric energy of the storage battery. A hybrid vehicle comprising: an electric vehicle mode that travels with the vehicle; and a hybrid vehicle mode that travels using the electric energy generated by the generator and the electric energy stored in the storage battery.
When the control device switches to the hybrid vehicle mode, the controller replenishes the power necessary for the hybrid vehicle mode with the generated power from the generator, preferentially from the storage battery, and When the generated power of the machine is excessive, control is performed to charge the storage battery with a difference from the necessary power, and the exhaust temperature of the engine is in a predetermined temperature range determined in advance. A diesel engine in which the fuel is light oil is used as the engine, and the diesel oil is discharged downstream of an exhaust gas passage for discharging exhaust gas from the diesel engine. the series hybrid type, characterized in that it the exhaust gas purifying device is mounted comprising a NO X reduction catalyst and DPF used in the reducing agent On Dosha.

また,このシリーズハイブリット型自動車において,前記予め決められた所定の温度範囲に制御される前記排気温度は,前記NOX 還元触媒が活性化する温度と前記排気ガスに含まれるPMの燃焼反応の活性化する温度で決定されている。また,前記制御装置は,前記ディーゼルエンジンの回転速度を前記発電機の発電電力に応じて制御するものである。 In this series hybrid type vehicle, the exhaust temperature controlled within the predetermined temperature range is determined by the temperature at which the NO x reduction catalyst is activated and the activity of the combustion reaction of PM contained in the exhaust gas. It is determined by the temperature to be converted. Moreover, the said control apparatus controls the rotational speed of the said diesel engine according to the electric power generated by the said generator.

また,このシリーズハイブリット型自動車において,前記NOX 還元触媒と前記DPFは,金網を稜線と溝とから屈折路に折り曲げ成形した波板帯体を重ねた柱状体から一体構造に構成され,前記金網の表面には前記NOX 還元触媒が担持されているものである。或いは,前記NOX 還元触媒と前記DPFは,セラミックスから成るウォールフロータイプのハニカムから一体構造に構成され,前記セラミックスの表面に前記NOX 還元触媒が担持されているものである。 Further, in this series hybrid type vehicle, the NO x reduction catalyst and the DPF are configured in an integrated structure from a columnar body in which corrugated strips formed by bending a metal mesh into a refracting path from a ridge line and a groove are stacked, The NO x reduction catalyst is supported on the surface of the catalyst. Alternatively, the NO x reduction catalyst and the DPF are constructed in a single structure from a wall flow type honeycomb made of ceramics, and the NO x reduction catalyst is supported on the surface of the ceramics.

また,このシリーズハイブリット型自動車において,前記エンジンの前記排気温度は,前記制御装置によって前記エンジンへ供給する燃料の供給量を制御して370℃〜430℃になるように制御されるものである。   In this series hybrid type automobile, the exhaust temperature of the engine is controlled to be 370 ° C. to 430 ° C. by controlling the amount of fuel supplied to the engine by the control device.

また,このシリーズハイブリット型自動車において,前記エンジンは予混合圧縮着火ディーゼルエンジンである。また,前記還元剤に用いる前記軽油は,前記NOX 還元触媒の上流側の前記排気ガス通路に配設した還元用軽油噴射弁から供給され,前記排気ガス中に含まれるNOX をN2 に変換して前記排気ガスを浄化するものである。 In the series hybrid type automobile, the engine is a premixed compression ignition diesel engine. The light oil used for the reducing agent is supplied from a reducing light oil injection valve disposed in the exhaust gas passage on the upstream side of the NO x reduction catalyst, and NO x contained in the exhaust gas is changed to N 2 . The exhaust gas is converted to purify the exhaust gas.

このシリーズハイブリット型自動車は,上記のように,発電用ディーゼルエンジンには排気ガス浄化装置が設けられているので,ディーゼルエンジンから排出されるNOX 及び粒子状物質やSOF(可溶有機成分)のPMの有害成分を消失させることができ,特に,ディーゼルエンジンの駆動状態を予め決められた所定の排気温度の範囲内に制御するので,NOX 還元触媒等の触媒を活性化させると共に,PMの燃焼反応を活性化させることができ,有害成分を効果的に浄化して消失させることができ,環境に優しく構成でき,また,発電用発電機の発電量をディーゼルエンジンの排気温度で常時制御するので,NOX 還元触媒や酸化触媒等が長寿命となって耐久性をアップし,燃料の軽油を還元剤として用いるので,供給パイプを要するのみで触媒用のタンク等を不用にし,更に,排気温度を適正な温度に制御するので,ディーゼルエンジンや発電機を小形化でき,装置全体として小形化することができ,安価に低燃費車を製造することができるシリーズハイブリット型自動車を提供することができる。 In this series hybrid type vehicle, as described above, since the exhaust gas purification device is provided in the diesel engine for power generation, NO x, particulate matter and SOF (soluble organic component) discharged from the diesel engine. The harmful components of PM can be eliminated. In particular, since the driving state of the diesel engine is controlled within a predetermined exhaust temperature range, a catalyst such as a NO x reduction catalyst is activated and PM Combustion reaction can be activated, toxic components can be effectively purified and eliminated, environment-friendly configuration can be achieved, and the amount of power generated by the generator is constantly controlled by the exhaust temperature of the diesel engine since, up durability becomes NO X reduction catalyst and an oxidation catalyst such as long life, since use of gas oil fuel as the reducing agent, requiring supply pipe only Since the tank for the catalyst is not required, and the exhaust temperature is controlled to an appropriate temperature, the diesel engine and generator can be downsized, and the entire system can be downsized, and a fuel-efficient vehicle can be manufactured at low cost. It is possible to provide a series hybrid type vehicle that can be used.

この発明によるシリーズハイブリット型自動車の基本概念を示す概略説明図である。1 is a schematic explanatory view showing a basic concept of a series hybrid type automobile according to the present invention. NOX 還元触媒における排気温度に対するNOX 浄化率の関係を示すグラフである。3 is a graph showing the relationship of the NO x purification rate with respect to the exhaust temperature in the NO x reduction catalyst. NOX 還元触媒上における排気温度とPM(煤とSOF)の燃焼割合の関係を示すグラフである。On NO X reduction catalyst is a graph showing the relationship between the combustion ratio of exhaust gas temperature and PM (soot and SOF). この発明によるシリーズハイブリット型自動車の実施例を示す概略機構図である。1 is a schematic mechanism diagram showing an embodiment of a series hybrid type automobile according to the present invention. 図4のシリーズハイブリット型自動車の基本構成を示すブロック概略図である。FIG. 5 is a block schematic diagram showing a basic configuration of the series hybrid type automobile of FIG. 4. 図4のシリーズハイブリット型自動車に組み込まれる排気ガス浄化装置を備えたシステムを示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows the system provided with the exhaust gas purification apparatus integrated in the series hybrid type motor vehicle of FIG. 図4のシリーズハイブリット型自動車に組み込まれる排気ガス浄化装置の別の実施例を示す概略説明図である。FIG. 5 is a schematic explanatory view showing another embodiment of the exhaust gas purifying apparatus incorporated in the series hybrid type automobile of FIG. 4. 図6のシリーズハイブリット型自動車に組み込まれた排気ガス浄化装置におけるフイルタの一例を示し,Aは多孔質セラミックスを示し,Bはセラミックスの表面にNOX 還元触媒を付着した状態を示す概略説明図である。FIG. 6 shows an example of a filter in the exhaust gas purifying apparatus incorporated in the series hybrid type automobile of FIG. 6, A is a porous ceramic, and B is a schematic explanatory view showing a state in which a NO x reduction catalyst is attached to the surface of the ceramic. is there. 図6のシリーズハイブリット型自動車に組み込まれた排気ガス浄化装置におけるフイルタの金網タイプを示し,波板帯体による柱状体の一例を示す概略斜視図である。FIG. 7 is a schematic perspective view showing an example of a columnar body made of a corrugated strip, showing a wire mesh type of a filter in an exhaust gas purification apparatus incorporated in the series hybrid type automobile of FIG. 6. 図9金網タイプのフイルタを示し,波板帯体を重ねた柱状体を示す正面図である。9 is a front view showing a wire mesh type filter and showing a columnar body on which corrugated strips are stacked. FIG. 図9金網タイプのフイルタを示し,波板帯体を重ねた柱状体を示す側面図である。9 is a side view showing a columnar body on which a corrugated sheet band is overlapped, showing a wire mesh type filter.

以下,図面を参照して,この発明によるシリーズハイブリット型自動車の実施例について説明する。図1は,この発明によるシリーズハイブリット型自動車の基本概念を示す概略説明図である。この発明によるシリーズハイブリット型自動車は,例えば,軽自動車クラスを用いた車両28であり,主に首都圏での使用を念頭にいれたものであり,週末には走行用電動機3によって長距離も走行可能とすることによって幅広く活用できる汎用型であり,現状のガソリンエンジン車に比較して最小限の価格で提供させて普及させることにより,省エネルギーに貢献することを目指した自動車30である。そのため,自動車30は,ディーゼルエンジン1に燃料の軽油を供給するための燃料タンク22を備えており,車両28に搭載する蓄電池5を最少即ち小型に構成し,その代わりに,発電機2を発電させる超小型のクリーンディーゼルエンジン1を搭載し,発電機2で発電した電気エネルギーによって蓄電池5の不足分を補填するシステムに構成されている。ディーゼルエンジン1には,燃料タンク22の軽油が燃料加圧ポンプ14で加圧されて供給パイプ37を通じて燃料噴射ノズル13から燃焼室に供給される。蓄電池5は,例えば,家庭用100V電源で一晩に充電でき,かつユーザーが1日に走行する距離をほぼカバーできる最小限のリチウムイオン電池で構成されている。   Embodiments of a series hybrid type vehicle according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic explanatory view showing the basic concept of a series hybrid type automobile according to the present invention. The series hybrid type vehicle according to the present invention is, for example, a vehicle 28 using a light vehicle class, and is mainly intended for use in the Tokyo metropolitan area. It is a general-purpose type that can be used widely by making it possible, and is a car 30 that aims to contribute to energy saving by providing and disseminating it at a minimum price compared to the current gasoline engine car. Therefore, the automobile 30 is provided with a fuel tank 22 for supplying light diesel fuel to the diesel engine 1, and the storage battery 5 mounted on the vehicle 28 is configured to be a minimum, that is, a small size. The system is configured such that an ultra-small clean diesel engine 1 is mounted and the shortage of the storage battery 5 is compensated by the electric energy generated by the generator 2. In the diesel engine 1, the light oil in the fuel tank 22 is pressurized by the fuel pressurizing pump 14 and supplied from the fuel injection nozzle 13 to the combustion chamber through the supply pipe 37. The storage battery 5 is composed of, for example, a minimum lithium ion battery that can be charged overnight with a household 100V power source and that can cover the distance that the user travels in one day.

このシリーズハイブリット型自動車は,車両28に搭載する蓄電池5を最小のものとするため,電気エネルギーの補填としてディーゼルエンジン1を駆動して発電機2で発電させると共に,ディーゼルエンジン1から排出される排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置23を備えており,低コストで且つコンパクトで実施できるように構成されており,それによって発電走行時に高い省エネルギーを得ることができる。排気ガス浄化装置23として,NOX 還元触媒とDPF(ディーゼルパティキュレートフイルタ)とを兼ねたタイプの排気ガス浄化装置を用いると,装置そのものを更に小形化できる。ディーゼルエンジン1は,発電用の超小型であり,発電機2は,必要に応じてディーゼルエンジン1を駆動して発電するように制御装置4でコントロールされている。ディーゼルエンジン1は,特に,作動時の負荷が常時予め決められた範囲内に設定されており,排気温度をNOX とPMの浄化に最適な温度域に保持しつつ,その領域で高い熱効率を得るようにエンジン仕様が決められている。また,ディーゼルエンジン1からの排気ガスを排出する排気ガス通路24には,排気ガス浄化装置23が配設されている。排気ガス浄化装置23は,ここでは,詳細を記載していないが,DPFとHC―SCR(軽油を還元剤とした窒素酸化物還元装置)との機能を併せ持つタイプであり,排気ガスを効果的に浄化するように構成されている。即ち,ディーゼルエンジン1から排出される排気ガス中には,NOX ,煤や可溶有機成分(SOF)等の粒子状物質(PM)が含まれているので,自動車30として実用化するためには,エンジン1から排出される排気ガスの浄化が重要なことになる。 In this series hybrid type automobile, the storage battery 5 mounted on the vehicle 28 is minimized, so that the diesel engine 1 is driven to generate electric power by the generator 2 as an electric energy supplement, and the exhaust discharged from the diesel engine 1 is also generated. An exhaust gas purifying device 23 for purifying gas is provided, and is configured to be implemented at a low cost and in a compact manner, whereby high energy saving can be obtained during power generation traveling. If an exhaust gas purifying device of a type that serves both as a NO x reduction catalyst and a DPF (diesel particulate filter) is used as the exhaust gas purifying device 23, the device itself can be further miniaturized. The diesel engine 1 is ultra-compact for power generation, and the generator 2 is controlled by the control device 4 so as to drive the diesel engine 1 and generate power as necessary. In particular, the diesel engine 1 has an operating load that is always set within a predetermined range, and maintains an exhaust temperature in an optimum temperature range for purifying NO x and PM, while maintaining high thermal efficiency in that range. The engine specifications are decided to obtain. Further, an exhaust gas purification device 23 is disposed in the exhaust gas passage 24 for exhausting exhaust gas from the diesel engine 1. Although the exhaust gas purifying device 23 is not described in detail here, it is a type having both functions of DPF and HC-SCR (nitrogen oxide reducing device using light oil as a reducing agent), and exhaust gas is effectively used. It is configured to purify. That is, in the exhaust gas discharged from the diesel engine 1, NO X, since soot and soluble organic components (SOF) of the particulate matter or the like (PM) are included, in order to practical use as an automobile 30 Therefore, it is important to purify the exhaust gas discharged from the engine 1.

このシリーズハイブリット型自動車は,概して,蓄電池5,走行用電動機3,発電機2を備えたエンジン1,並びに,走行用電動機3,発電機2及びエンジン1を制御する制御装置4を車両28に搭載している。このシリーズハイブリット型自動車において,駆動輪31は,図4に示すように,電動機3の作動によって駆動ギア7を通じて駆動軸の車軸6を回転させて作動され,電動機3は,制御装置4の制御に応じて,蓄電池5からの電気エネルギー又はディーゼルエンジン1の駆動によって発電機2が発電した発電エネルギーによって直接作動される。制御装置4には,アクセル信号8及びブレーキ信号9が入力され,制御装置4はそれらの信号に応答して電動機3を作動する。ディーゼルエンジン1には,吸気マニホールド38及び排気マニホールド39を有しており,排気マニホールド39には排気ガス通路24が接続され,排気ガス通路24には排気ガス浄化装置23が設置されている。発電機2は,必要に応じてエンジン1の駆動により発電を行うものである。電動機3は,車両28の走行用に作動するものであり,ブレーキ時にはそのエネルギーは回生されて蓄電池5に蓄電される。   This series hybrid type vehicle generally has an engine 1 equipped with a storage battery 5, a traveling motor 3, and a generator 2, and a control device 4 for controlling the traveling motor 3, the generator 2 and the engine 1 mounted on the vehicle 28. is doing. In this series hybrid type vehicle, as shown in FIG. 4, the drive wheel 31 is operated by rotating the axle 6 of the drive shaft through the drive gear 7 by the operation of the electric motor 3, and the electric motor 3 is controlled by the control device 4. Accordingly, it is directly operated by electric energy from the storage battery 5 or generated energy generated by the generator 2 by driving the diesel engine 1. An accelerator signal 8 and a brake signal 9 are input to the control device 4, and the control device 4 operates the motor 3 in response to these signals. The diesel engine 1 has an intake manifold 38 and an exhaust manifold 39, an exhaust gas passage 24 is connected to the exhaust manifold 39, and an exhaust gas purification device 23 is installed in the exhaust gas passage 24. The generator 2 generates power by driving the engine 1 as necessary. The electric motor 3 operates for running the vehicle 28, and its energy is regenerated and stored in the storage battery 5 during braking.

制御装置4は,主として,図5に示すように,三相交流35を出力するインバータ10,直流を交流に変換するDC−DCコンバータ11,及びインバータ10とDC−DCコンバータ11とを制御するエレクトロコントロールユニット(ECU)12で構成されている。ECU12は,発電機2及び電動機3による車両駆動について,全体的にコントロールすることができる頭脳である。ディーゼルエンジン1の駆動で発電機2が発電した三相交流35は制御装置4のインバータ10へ入力される。電動機3は,インバータ10からの三相交流35で作動されて駆動ギア7を介して駆動軸の車軸6を回転させ駆動輪31を駆動する。   As shown in FIG. 5, the control device 4 mainly includes an inverter 10 that outputs a three-phase alternating current 35, a DC-DC converter 11 that converts direct current into alternating current, and an electro that controls the inverter 10 and the DC-DC converter 11. A control unit (ECU) 12 is used. The ECU 12 is a brain that can control the vehicle driving by the generator 2 and the electric motor 3 as a whole. The three-phase alternating current 35 generated by the generator 2 by driving the diesel engine 1 is input to the inverter 10 of the control device 4. The electric motor 3 is operated by the three-phase AC 35 from the inverter 10 and rotates the axle 6 of the driving shaft via the driving gear 7 to drive the driving wheel 31.

このシリーズハイブリット型自動車は,図6に示されるように,排気ガス浄化装置23を備えており,制御装置4は,排気ガス通路24を流れる排気ガスの温度を検出する温度センサ15からの温度信号,自動車30に設けられた車両速度計(図示せず)からの車速信号,車両28に設けられたアクセルのアクセル信号8及びブレーキからのブレーキ信号9が入力されるように構成されている。また,制御装置4は,エンジン速度,エンジン負荷に応じる発電電力量を発電するように,発電機2の作動を制御するため,ディーゼルエンジン1の駆動を制御している。即ち,制御装置4は,ディーゼルエンジン1の燃焼室に適正な所定量の燃料を供給するため,燃料タンク22から燃料加圧ポンプ14を通じて燃料噴射ノズル13からディーゼルエンジン1の燃焼室へ供給する供給燃料量を制御する。更に,制御装置4は,エンジン1へ噴射する燃料噴射ノズル13からの燃料即ち軽油の噴射量,車両28を走行させる電動機3の出力や回転速度,及び排気ガス通路24に噴射する還元用軽油噴射弁16からの還元剤に用いる軽油の噴射量を制御するように構成されている。このシリーズハイブリット型自動車では,還元剤に用いる軽油は,ディーゼルエンジン1の燃料である燃料タンク22の軽油を用いることができ,還元用軽油加圧ポンプ17で加圧されて供給パイプ36を通じて還元用軽油噴射弁16から排気ガス通路24に設置された排気ガス浄化装置23のNOX 還元触媒20の上流に供給することができ,別途の還元剤用のタンクを不要にしている。 As shown in FIG. 6, this series hybrid type vehicle includes an exhaust gas purification device 23, and the control device 4 detects a temperature signal from a temperature sensor 15 that detects the temperature of the exhaust gas flowing through the exhaust gas passage 24. , A vehicle speed signal from a vehicle speedometer (not shown) provided in the automobile 30, an accelerator signal 8 of an accelerator provided in the vehicle 28, and a brake signal 9 from a brake are input. Further, the control device 4 controls the driving of the diesel engine 1 in order to control the operation of the generator 2 so as to generate the amount of power generated according to the engine speed and the engine load. That is, in order to supply an appropriate predetermined amount of fuel to the combustion chamber of the diesel engine 1, the control device 4 supplies the fuel from the fuel tank 22 to the combustion chamber of the diesel engine 1 through the fuel pressurizing pump 14. Control the amount of fuel. Further, the control device 4 performs the injection amount of fuel, that is, light oil from the fuel injection nozzle 13 to be injected into the engine 1, the output and rotation speed of the electric motor 3 that causes the vehicle 28 to travel, and the reduction light oil injection to be injected into the exhaust gas passage 24. The injection amount of the light oil used for the reducing agent from the valve 16 is controlled. In this series hybrid type automobile, the light oil used as the reducing agent can be the light oil in the fuel tank 22 that is the fuel of the diesel engine 1, and is pressurized by the reducing light oil pressure pump 17 and used for reduction through the supply pipe 36. It can be supplied from the light oil injection valve 16 to the upstream side of the NO x reduction catalyst 20 of the exhaust gas purifying device 23 installed in the exhaust gas passage 24, and a separate reducing agent tank is unnecessary.

このシリーズハイブリット型自動車は,概して,蓄電池5の電気エネルギーで電動機3を駆動して車両を走行させる電気自動車モードと,エンジン1を駆動して発電機2で発電する発電エネルギーで電動機3を直接駆動して車両28を走行させ又は蓄電池5に蓄積された電気エネルギーで電動機3を駆動して車両28を走行させるハイブリッド自動車モードとを備えているものである。ハイブリッド自動車モードで電動機3を駆動して車両28を走行させる時には,制御装置4は,車両28の走行速度,加速,減速等に対するドライバーの意志を,アクセル信号8及びブレーキ信号9から受け取り,電動機3で車両28の車軸6を駆動する。又は,このシリーズハイブリット型自動車は,車両28のブレーキ時には,電動機3が車軸6より駆動されて,電動機3が発電機となってブレーキ負荷を電気エネルギーに回生し,蓄電池5に蓄電する。   In general, this series hybrid type vehicle is driven directly by the electric vehicle mode in which the electric vehicle 3 is driven by driving the electric motor 3 with the electric energy of the storage battery 5 and the electric power generated by the generator 2 by driving the engine 1. Thus, the vehicle 28 is driven, or the vehicle 3 is driven by driving the electric motor 3 with the electric energy stored in the storage battery 5. When driving the motor 3 by driving the motor 3 in the hybrid vehicle mode, the control device 4 receives from the accelerator signal 8 and the brake signal 9 the driver's intention to the vehicle 28 traveling speed, acceleration, deceleration, etc. Then, the axle 6 of the vehicle 28 is driven. Alternatively, in the series hybrid type automobile, when the vehicle 28 is braked, the electric motor 3 is driven from the axle 6, and the electric motor 3 serves as a generator to regenerate the brake load into electric energy and store it in the storage battery 5.

このシリーズハイブリット型自動車では,車両28を走行させる場合に,電動機3に必要な電気エネルギーは,エンジン1で駆動される発電機2により発電され,その電気エネルギーは車軸6を回転させるために直接消費され,この時には蓄電池5には電気エネルギーは充電されない。発電機2を駆動するエンジン1は,燃料噴射ノズル13からの燃焼室へ軽油でなる燃料の噴射量で制御されるが,この時,温度センサ15によって排気ガス温度即ち排気温度を検出し,該排気温度が予め決められた温度範囲内になるように,制御装置4は,発電機3の発電電力をコントロールするものであり,例えば,目標排気温度より低い場合には,発電機3の発電電力量を増大させ,目標排気温度より高い場合には,発電機3の発電電力量を減少させるように制御する。電動機3に必要な消費電力量MPと,発電機2の発電電力量GPとが等しいことが好ましいが,MPとGPに差があって,GP>MPの時には,その差の電力を蓄電池5に充電し,MP>GPの時には,その差の電力を蓄電池5から電動機3に電力を供給して補填し,それによって,排気ガスの排気温度を予め決められた所定の温度範囲内に保持するように制御する。   In this series hybrid type vehicle, when the vehicle 28 is driven, the electric energy necessary for the electric motor 3 is generated by the generator 2 driven by the engine 1, and the electric energy is consumed directly for rotating the axle 6. At this time, the storage battery 5 is not charged with electric energy. The engine 1 that drives the generator 2 is controlled by the fuel injection amount of light oil from the fuel injection nozzle 13 to the combustion chamber. At this time, the temperature sensor 15 detects the exhaust gas temperature, that is, the exhaust temperature, The control device 4 controls the generated power of the generator 3 so that the exhaust temperature falls within a predetermined temperature range. For example, when the temperature is lower than the target exhaust temperature, the generated power of the generator 3 is controlled. When the amount is increased and higher than the target exhaust temperature, control is performed so as to decrease the amount of power generated by the generator 3. It is preferable that the power consumption amount MP required for the electric motor 3 and the power generation amount GP of the generator 2 are equal. However, when there is a difference between MP and GP and GP> MP, the difference power is supplied to the storage battery 5. When charging is performed and MP> GP, the electric power of the difference is supplied from the storage battery 5 to the motor 3 to make up for it, thereby maintaining the exhaust temperature of the exhaust gas within a predetermined temperature range determined in advance. To control.

このシリーズハイブリット型自動車は,排気ガス浄化装置23を搭載しており,特に,ディーゼルエンジン1からの排気ガスを排出する排気ガス通路24の下流に軽油を還元剤に用いたNOX 還元触媒20とDPFから成る排気ガス浄化装置23を装着していることを特徴としている。ディーゼルエンジン1は,燃料が軽油であるので,排気ガス浄化装置23におけるNOX の浄化に用いる還元剤として軽油を使用することによって,還元剤のための還元剤タンク等を不要にし,装置そのものを小形化し,コストを低減させるのに有効である。図2には,NOX 還元触媒における排気温度とNOX 浄化率との関係が示されている。図3には,NOX 還元触媒上におけるガス温度と煤燃焼割合が示されている。図2におけるNOX 浄化率,及び図3における煤燃焼割合によると,次のとおりである。即ち,図2から分かるように,NOX 浄化率は350℃から500℃の温度範囲で,NOX 還元剤が活性化することが分かる。また,図3から分かるように,NOX 還元触媒上に付着させた煤は,およそ300℃から燃焼を始め,約370℃から燃焼が活発になり,600℃ではPMの燃焼が盛んに成る。このことからも排気温度は,375℃以上が好ましいことになる。軽油を還元剤とした選択還元のNOX 還元触媒20は,低温時のNOX 浄化率が低いものの350〜450℃においては90%以上のNOX 浄化率を得ることができる。そこで,排気ガスの排気温度が所定の温度範囲内であることが,NOX 浄化率をアップすることに有効であり,そのため,このシリーズハイブリット型自動車では,所定の排気温度の範囲は,排気ガス浄化装置の有効性を考慮して,350℃〜450℃が好ましいことが分かる。実際には,排気温度と排気ガス浄化装置23における触媒を担持させた担体の温度は,20℃程度遅れるので,排気温度を一定の温度範囲に保持させるため,NOX 還元触媒20等の有効性を考慮すると,370℃〜430℃の範囲が好ましいことになる。 This series hybrid type vehicle is equipped with an exhaust gas purification device 23, and in particular, an NO x reduction catalyst 20 using light oil as a reducing agent downstream of an exhaust gas passage 24 for discharging exhaust gas from the diesel engine 1. An exhaust gas purifying device 23 made of DPF is mounted. Diesel engine 1, the fuel is a diesel fuel, by the use of diesel fuel as a reducing agent used in the purification of the NO X in the exhaust gas purifying device 23, eliminating the need for a reducing agent tank or the like for the reducing agent, the device itself Effective for downsizing and cost reduction. FIG. 2 shows the relationship between the exhaust temperature in the NO x reduction catalyst and the NO x purification rate. FIG. 3 shows the gas temperature and the soot combustion ratio on the NO x reduction catalyst. According to the NO x purification rate in FIG. 2 and the soot combustion ratio in FIG. 3, it is as follows. That is, as can be seen from Figure 2, in the temperature range of the NO X purification rate is 500 ° C. from 350 ° C., NO X reducing agent is understood to activate. Further, as can be seen from FIG. 3, soot deposited on the NO x reduction catalyst starts to combust at about 300 ° C., becomes active from about 370 ° C., and PM combusts actively at 600 ° C. From this, the exhaust temperature is preferably 375 ° C. or higher. NO X reduction catalyst 20 of the selective reduction with a light oil as the reducing agent, in the NO X purification rate 350 to 450 ° C. although lower at low temperature can be obtained NO X purification rate of 90% or more. Therefore, it exhaust temperature of the exhaust gas is within a predetermined temperature range, it is effective to up NO X purification rate, therefore, in this series hybrid type motor vehicle, the range of the predetermined exhaust temperature, exhaust gas In view of the effectiveness of the purification device, it can be seen that 350 ° C. to 450 ° C. is preferable. Actually, since the exhaust temperature and the temperature of the carrier carrying the catalyst in the exhaust gas purifying device 23 are delayed by about 20 ° C., the effectiveness of the NO x reduction catalyst 20 or the like is maintained in order to keep the exhaust temperature within a certain temperature range. Is considered, the range of 370 ° C. to 430 ° C. is preferable.

このシリーズハイブリット型自動車では,排気ガス浄化装置23を,NOX 還元触媒20をセラミックフィルタや金網フイルタに担持させることによって,PMの浄化とNOX の浄化とを同時に行うことができ,排気ガス浄化装置23を小型化に構成し,低コストなシステムに構成することができる。排気ガス浄化装置23は,図7に示すように,フィルタで捕集したPMを,NOX 還元触媒20の上流に設けた酸化触媒21により排気ガスに含まれるNOをNO2 に変換し,酸化されたNO2 により,PMを低温燃焼させることもでき,その場合にも,酸化触媒21を,小型化することが重要である。酸化触媒21については,例えば,後述するワイヤを立体的に編み込んだ金網を特殊形状に成形することによって,小型化し,低コストでNOX とPMとを同時に低減することを可能にする。 In this series hybrid type automobile, the exhaust gas purifying device 23 can carry out the purification of PM and the purification of NO x at the same time by carrying the NO x reduction catalyst 20 on the ceramic filter or the wire mesh filter. The device 23 can be reduced in size and can be configured as a low-cost system. As shown in FIG. 7, the exhaust gas purifying device 23 converts the PM collected by the filter into NO 2 by converting the NO contained in the exhaust gas into NO 2 by the oxidation catalyst 21 provided upstream of the NO x reduction catalyst 20. It is also possible to burn the PM at a low temperature with the NO 2 thus made, and in that case as well, it is important to downsize the oxidation catalyst 21. As for the oxidation catalyst 21, for example, by forming a wire mesh in which wires described later are three-dimensionally knitted into a special shape, the oxidation catalyst 21 can be reduced in size, and NO x and PM can be simultaneously reduced at a low cost.

排気ガス浄化装置23は,例えば,担体がセラミック多孔質29から構成されたウォールフロータイプのハニカムから一体構造に構成されたセラミック製ハニカムの場合に,図8に示すように,ハニカム部材は入口と出口がそれぞれ交互に封止されており,ハニカムセラミックスの表面は,NOX 還元触媒20が担持されている。NOX 還元触媒20では,NOX は,還元用軽油噴射弁16より噴射された還元剤としての軽油により,N2 に還元される。又は,多孔質セラミックス29により捕集されたPMは,NOX 還元触媒20上で,CO2 ,H2 O等に酸化反応されて消失して無害化される。また,図7に示すように,排気ガス浄化装置23の上流に配置されている混合用ベーン19は,還元用軽油噴射弁16より噴射された軽油を排気ガス浄化装置23に均一に分散させてて供給する機能を果たす。排気ガス浄化装置23には,NOX 還元触媒20の上流に酸化触媒21を設けることができ,酸化触媒21は,エンジン1から排出された排気ガス中のPMが多い場合に,酸化触媒21によってNOをNO2 に変換させて,NO2 により金網や多孔質セラミックス29に捕集したPMを,低温で燃焼させて消失される。NOX 還元触媒20は,アルミナ上に銀を担持したものが好ましく,NOX をN2 に還元させることができる。 For example, when the exhaust gas purifying device 23 is a ceramic honeycomb in which the carrier is constructed from a wall flow type honeycomb composed of a ceramic porous material 29 in an integral structure, as shown in FIG. The outlets are alternately sealed, and the NO x reduction catalyst 20 is supported on the surface of the honeycomb ceramics. In the NO x reduction catalyst 20, NO x is reduced to N 2 by light oil as a reducing agent injected from the reducing light oil injection valve 16. Alternatively, PM collected by the porous ceramics 29 is oxidized and lost to CO 2 , H 2 O, etc. on the NO x reduction catalyst 20 and rendered harmless. Further, as shown in FIG. 7, the mixing vane 19 disposed upstream of the exhaust gas purification device 23 uniformly distributes light oil injected from the reducing light oil injection valve 16 to the exhaust gas purification device 23. Fulfills the function of supplying The exhaust gas purification device 23 can be provided with an oxidation catalyst 21 upstream of the NO x reduction catalyst 20, and the oxidation catalyst 21 is used by the oxidation catalyst 21 when the amount of PM in the exhaust gas discharged from the engine 1 is large. NO is converted into NO 2 , and PM trapped in the wire mesh or porous ceramic 29 by NO 2 is burned at a low temperature and disappears. The NO x reduction catalyst 20 is preferably one in which silver is supported on alumina, and NO x can be reduced to N 2 .

このシリーズハイブリット型自動車は,上記のとおりであり,制御装置4は,ハイブリッド自動車モードに切り換えたときに,ハイブリッド自動車モードの必要電力が発電機3からの発電電力を優先的に用いて不足分のみを蓄電池5から補充すると共に,発電機3の発電電力が過大になったときに,その差分を蓄電池5に充電し且つエンジン1の排気温度が予め決められた所定の温度範囲内になるように発電機2の回転速度を変化させて走行に必要な発電電力量を確保できるように制御している。このシリーズハイブリット型自動車は,エンジン1としては,排気温度を一定範囲に制御して負荷を予め決められた範囲内で自動車30を走行させるため,予混合圧縮着火ディーゼルエンジンを用いている。   This series hybrid type vehicle is as described above, and when the control device 4 is switched to the hybrid vehicle mode, the required power in the hybrid vehicle mode preferentially uses the generated power from the generator 3 and only the shortage. When the generated power of the generator 3 becomes excessive, the difference is charged into the storage battery 5 so that the exhaust temperature of the engine 1 falls within a predetermined temperature range determined in advance. Control is performed so that the amount of generated power necessary for traveling can be secured by changing the rotational speed of the generator 2. In this series hybrid type automobile, a premixed compression ignition diesel engine is used as the engine 1 in order to drive the automobile 30 within a predetermined range by controlling the exhaust temperature within a certain range.

このシリーズハイブリット型自動車は,排気ガス浄化装置23として,上記のように,DPFをウォールフロータイプのセラミック製ハニカム18で作製することができるが,金網帯体33で構成することができる。金網タイプの排気ガス浄化装置23は,例えば,本発明者が先に開発した特開2008−296210号公報及び特開2009−671号公報に開示されている排気ガス浄化装置を使用することができる。そこで,ここでは,図9,図10及び図11を参照して,金網タイプの排気ガス浄化装置23を簡単に説明する。金網を,金網帯体33に形成し,金網帯体33を,稜線32と溝34から成り且つ稜線32が屈折して屈折路25が形成されるように成形する。次いで,屈折路25を有する波板状の波板帯体26を重ねて又は巻き上げて柱状体27に構成し,これを担体として構成する。この金網タイプでは,屈折路25が主として排気ガスが流れる通路を形成し,排気ガスの流れが抵抗なくスムーズになり,PMの捕集とPMの酸化反応を促進することができる。この金網タイプの排気ガス浄化装置23は,排気ガス浄化用の担体として波板帯体26を構成する金網の表面にNOX 還元触媒20を担持させたものを使用し,NOX の還元反応を促進させる。 In this series hybrid type automobile, the DPF can be made of the wall flow type ceramic honeycomb 18 as the exhaust gas purifying device 23 as described above, but can be constituted by the wire mesh strip 33. As the wire net type exhaust gas purifying device 23, for example, the exhaust gas purifying device disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 2008-296210 and 2009-671 previously developed by the present inventor can be used. . Therefore, here, the wire net type exhaust gas purifying device 23 will be briefly described with reference to FIG. 9, FIG. 10, and FIG. A wire mesh is formed on the wire mesh strip 33, and the wire mesh strip 33 is formed so as to be composed of the ridge line 32 and the groove 34, and the ridge line 32 is refracted to form the refraction path 25. Next, a corrugated sheet strip 26 having a refractive path 25 is overlapped or rolled up to form a columnar body 27, which is configured as a carrier. In this wire mesh type, the refractive path 25 mainly forms a passage through which exhaust gas flows, and the flow of exhaust gas becomes smooth without resistance, and PM collection and PM oxidation reaction can be promoted. Exhaust gas purifying device 23 of this wire mesh type, use what the surface of the wire net constituting the corrugated band 26 as a carrier for exhaust gas purification was supported NO X reduction catalyst 20, a reduction reaction of the NO X Promote.

このシリーズハイブリット型自動車において,制御装置4は,ディーゼルエンジン1の回転速度をディーゼルエンジン1に設けた発電機2の発電電力量によって制御するように構成されている。また,排気ガス浄化装置23については,上記のように,NOX 還元触媒20とDPFは,屈折路25を有する波板状に金網帯体33を折り曲げた波板帯体26を重ねた柱状体27から一体構造に構成され,波板帯体26の表面にはNOX 還元触媒20が担持されている。或いは,NOX 還元触媒とDPFは,セラミックスから成るウォールフロータイプのセラミック製ハニカム18から一体構造に構成され,セラミックスの表面には,NOX 還元触媒20が担持されているものである。 In this series hybrid type vehicle, the control device 4 is configured to control the rotational speed of the diesel engine 1 by the amount of power generated by the generator 2 provided in the diesel engine 1. As for the exhaust gas purifying device 23, as described above, the NO x reduction catalyst 20 and the DPF are a columnar body in which the corrugated belt body 26 obtained by folding the wire mesh strip 33 into the corrugated sheet shape having the refractive path 25 is overlapped. 27 is integral structure from, NO X reduction catalyst 20 is supported on the surface of the corrugated strip 26. Alternatively, the NO x reduction catalyst and the DPF are constituted by a wall flow type ceramic honeycomb 18 made of ceramics in an integral structure, and the NO x reduction catalyst 20 is supported on the ceramic surface.

また,このシリーズハイブリット型自動車において,制御装置4は,ディーゼルエンジン1の排気温度が370℃〜430℃に温度範囲内になるように制御するように設定されている。また,排気ガス浄化装置23における還元剤としては,燃料タンク22に貯蔵されている燃料の軽油を用い,NOX 還元触媒20の上流側の排気ガス通路24に配設した還元用軽油噴射弁16から軽油が噴射供給され,排気ガス中に含まれるNOX をN2 に変換して排気ガスを浄化するものである。 Further, in this series hybrid type automobile, the control device 4 is set so as to control the exhaust temperature of the diesel engine 1 to be within a temperature range of 370 ° C. to 430 ° C. As the reducing agent in the exhaust gas purifying device 23, using a light oil of fuel stored in the fuel tank 22, NO X reduction catalyst 20 on the upstream side of the exhaust gas passage is disposed in the 24 reduced for light oil injection valve 16 The diesel oil is injected and supplied, and NO x contained in the exhaust gas is converted to N 2 to purify the exhaust gas.

この発明によるシリーズハイブリット型自動車は,例えば,安価で,低燃費で,しかも有害成分を排出しない環境に優しい自動車に使用して好ましいものである。   The series hybrid type vehicle according to the present invention is preferable, for example, for use in an environment-friendly vehicle that is inexpensive, has low fuel consumption, and does not emit harmful components.

1 エンジン(ディーゼルエンジン)
2 発電機
3 電動機
4 制御装置
5 蓄電池
16 還元用軽油噴射弁
18 セラミック製ハニカム(ウォールフロータイプ)
20 NOX 還元触媒
23 排気ガス浄化装置
24 排気ガス通路
25 屈折路
26 波板帯体
27 柱状体
28 車両
30 自動車
32 稜線
33 金網帯体
34 溝
1 engine (diesel engine)
2 Generator 3 Electric motor 4 Control device 5 Storage battery 16 Light oil injection valve for reduction 18 Ceramic honeycomb (wall flow type)
20 NO X Reduction Catalyst 23 Exhaust Gas Purifier 24 Exhaust Gas Passage 25 Refraction Path 26 Corrugated Plate 27 Columnar 28 Vehicle 30 Automobile 32 Ridge Line 33 Wire Mesh Band 34 Groove

Claims (8)

蓄電池,走行用電動機,発電機を備えたエンジン,並びに前記走行用電動機,前記発電機及び前記エンジンを制御する制御装置を車両に搭載しており,前記蓄電池の電気エネルギーのみを用いて走行する電気自動車モードと,前記発電機で発電する発電エネルギー及び前記蓄電池に蓄積された前記電気エネルギーを用いて走行するハイブリッド自動車モードとを備えていることから成るハイブリット自動車において,
前記制御装置は,前記ハイブリッド自動車モードに切り換えたときに,前記ハイブリッド自動車モードに必要な電力を前記発電機からの発電電力を優先的に用いて不足分の電力を前記蓄電池から補充し,前記発電機の発電電力が過大であるときに前記必要な電力との差分を前記蓄電池に充電する制御をし,且つ前記エンジンの排気温度が予め決められた所定の温度範囲になるように前記発電機の回転速度を変化させて前記必要な発電電力を確保するように制御しており,
前記エンジンとして燃料が軽油であるディーゼルエンジンを用い,前記ディーゼルエンジンからの排気ガスを排出する排気ガス通路の下流に前記軽油を還元剤に用いたNOX 還元触媒とDPFから成る排気ガス浄化装置を装着していることを特徴とするシリーズハイブリット型自動車。
A storage battery, an electric motor for traveling, an engine equipped with a generator, and a controller for controlling the electric motor for traveling, the generator and the engine are mounted on a vehicle, and the electric vehicle travels using only electric energy of the storage battery. In a hybrid vehicle comprising a vehicle mode and a hybrid vehicle mode that travels using the electric energy generated by the generator and the electric energy stored in the storage battery,
When the control device switches to the hybrid vehicle mode, the controller replenishes the power necessary for the hybrid vehicle mode with the generated power from the generator, preferentially from the storage battery, and When the generated power of the machine is excessive, control is performed to charge the storage battery with a difference from the necessary power, and the exhaust temperature of the engine is in a predetermined temperature range determined in advance. It is controlled so as to secure the necessary generated power by changing the rotation speed,
Using diesel engine fuel is diesel fuel as the engine, the exhaust gas purifying device comprising a NO X reduction catalyst and a DPF using the light oil downstream of the exhaust gas passage for discharging exhaust gas from the diesel engine to the reducing agent A series hybrid type car characterized by wearing.
前記予め決められた所定の温度範囲に制御される前記排気温度は,前記NOX 還元触媒が活性化する温度と前記排気ガスに含まれるPMの燃焼反応の活性化する温度で決定されていることを特徴とする請求項1に記載のシリーズハイブリット型自動車。 The exhaust temperature controlled within the predetermined temperature range is determined by a temperature at which the NO x reduction catalyst is activated and a temperature at which the combustion reaction of PM contained in the exhaust gas is activated. The series hybrid vehicle according to claim 1. 前記制御装置は,前記ディーゼルエンジンの回転速度を前記発電機の発電電力に応じて制御することを特徴とする請求項1又は2に記載のシリーズハイブリット型自動車。   The series hybrid vehicle according to claim 1, wherein the control device controls the rotational speed of the diesel engine according to the generated power of the generator. 前記NOX 還元触媒と前記DPFは,金網を稜線と溝とから屈折路に折り曲げ成形した波板帯体を重ねた柱状体から一体構造に構成され,前記金網の表面には前記NOX 還元触媒が担持されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のシリーズハイブリット型自動車。 The NO X reduction catalyst and the DPF are configured in a unitary structure from a columnar body in which corrugated strips formed by bending a metal mesh into a refracting path from a ridge line and a groove, and the NO X reduction catalyst is formed on the surface of the metal mesh. The series hybrid type automobile according to any one of claims 1 to 3, wherein is carried. 前記NOX 還元触媒と前記DPFは,セラミックスから成るウォールフロータイプのハニカムから一体構造に構成され,前記セラミックスの表面に前記NOX 還元触媒が担持されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のシリーズハイブリット型自動車。 4. The NO x reduction catalyst and the DPF are integrally formed of a wall flow type honeycomb made of ceramics, and the NO x reduction catalyst is supported on the surface of the ceramics. The series hybrid type vehicle according to any one of the above. 前記エンジンの前記排気温度は,前記制御装置によって前記エンジンへ供給する燃料の供給量を制御して370℃〜430℃になるように制御されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のシリーズハイブリット型自動車。   6. The exhaust temperature of the engine is controlled to be 370 ° C. to 430 ° C. by controlling a supply amount of fuel supplied to the engine by the control device. The series hybrid type vehicle according to item 1. 前記エンジンは予混合圧縮着火ディーゼルエンジンであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のシリーズハイブリット型自動車。   The series hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 6, wherein the engine is a premixed compression ignition diesel engine. 前記還元剤に用いる前記軽油は,前記NOX 還元触媒の上流側の前記排気ガス通路に配設した還元用軽油噴射弁から供給され,前記排気ガス中に含まれるNOX をN2 に変換して前記排気ガスを浄化することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のシリーズハイブリット型自動車。 The light oil used for the reducing agent is supplied from a reducing light oil injection valve disposed in the exhaust gas passage upstream of the NO x reduction catalyst, and converts NO x contained in the exhaust gas into N 2. The series hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 7, wherein the exhaust gas is purified.
JP2010092755A 2010-04-14 2010-04-14 Series hybrid vehicle Pending JP2011219041A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010092755A JP2011219041A (en) 2010-04-14 2010-04-14 Series hybrid vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010092755A JP2011219041A (en) 2010-04-14 2010-04-14 Series hybrid vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011219041A true JP2011219041A (en) 2011-11-04

Family

ID=45036561

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010092755A Pending JP2011219041A (en) 2010-04-14 2010-04-14 Series hybrid vehicle

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011219041A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140232112A1 (en) * 2011-12-14 2014-08-21 Mitsubishi Electric Corporation Hybrid-vehicle power generator control apparatus
CN109515429A (en) * 2018-12-17 2019-03-26 陕西汽车集团有限责任公司 A kind of control method of the gas-electricity power combined system of commercial vehicle tandem
CN112983610A (en) * 2019-12-12 2021-06-18 北京车和家信息技术有限公司 Catalyst detection method and hybrid vehicle

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0814027A (en) * 1994-06-24 1996-01-16 Isuzu Motors Ltd Exhaust emission control device for diesel engine
JP2001073748A (en) * 1999-09-06 2001-03-21 Hino Motors Ltd Methods and devices for cleaning and regeneration of particulates filter for exhaust gas of diesel engine
JP2002295298A (en) * 2001-03-29 2002-10-09 Isuzu Motors Ltd Exhaust emission control system and its recovery control method
JP2005163718A (en) * 2003-12-04 2005-06-23 Nissan Motor Co Ltd Controller for hybrid vehicle
JP2007055348A (en) * 2005-08-23 2007-03-08 Nissan Motor Co Ltd Controller for hybrid vehicle
JP2008296210A (en) * 2007-05-02 2008-12-11 Hiroshi Matsuoka Exhaust gas cleaning apparatus
JP2009000671A (en) * 2007-05-18 2009-01-08 Hiroshi Matsuoka Carrier structure for exhaust gas cleaning catalyst
JP2010012870A (en) * 2008-07-02 2010-01-21 Mazda Motor Corp Method and device for controlling hybrid vehicle
JP2010013976A (en) * 2008-07-02 2010-01-21 Mazda Motor Corp Control method and device for dual-fuel engine
JP2010077888A (en) * 2008-09-25 2010-04-08 Mazda Motor Corp Exhaust emission control device for engine

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0814027A (en) * 1994-06-24 1996-01-16 Isuzu Motors Ltd Exhaust emission control device for diesel engine
JP2001073748A (en) * 1999-09-06 2001-03-21 Hino Motors Ltd Methods and devices for cleaning and regeneration of particulates filter for exhaust gas of diesel engine
JP2002295298A (en) * 2001-03-29 2002-10-09 Isuzu Motors Ltd Exhaust emission control system and its recovery control method
JP2005163718A (en) * 2003-12-04 2005-06-23 Nissan Motor Co Ltd Controller for hybrid vehicle
JP2007055348A (en) * 2005-08-23 2007-03-08 Nissan Motor Co Ltd Controller for hybrid vehicle
JP2008296210A (en) * 2007-05-02 2008-12-11 Hiroshi Matsuoka Exhaust gas cleaning apparatus
JP2009000671A (en) * 2007-05-18 2009-01-08 Hiroshi Matsuoka Carrier structure for exhaust gas cleaning catalyst
JP2010012870A (en) * 2008-07-02 2010-01-21 Mazda Motor Corp Method and device for controlling hybrid vehicle
JP2010013976A (en) * 2008-07-02 2010-01-21 Mazda Motor Corp Control method and device for dual-fuel engine
JP2010077888A (en) * 2008-09-25 2010-04-08 Mazda Motor Corp Exhaust emission control device for engine

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140232112A1 (en) * 2011-12-14 2014-08-21 Mitsubishi Electric Corporation Hybrid-vehicle power generator control apparatus
US9145061B2 (en) * 2011-12-14 2015-09-29 Mitsubishi Electric Corporation Hybrid-vehicle power generator control apparatus
CN109515429A (en) * 2018-12-17 2019-03-26 陕西汽车集团有限责任公司 A kind of control method of the gas-electricity power combined system of commercial vehicle tandem
CN109515429B (en) * 2018-12-17 2020-11-24 陕西汽车集团有限责任公司 Control method of tandem type gas-electricity hybrid power system of commercial vehicle
CN112983610A (en) * 2019-12-12 2021-06-18 北京车和家信息技术有限公司 Catalyst detection method and hybrid vehicle
CN112983610B (en) * 2019-12-12 2022-10-25 北京车和家信息技术有限公司 Catalyst detection method and hybrid vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10989087B2 (en) Plug-in hybrid vehicle
US9162672B2 (en) Method for controlling an exhaust-gas aftertreatment device of a hybrid drive, and hybrid drive
WO2009139283A1 (en) Device and method for controlling vehicle
US11440528B2 (en) Systems and methods for managing aftertreatment systems
JP2009115050A (en) Exhaust emission control device for hybrid electric vehicle
JP6900929B2 (en) vehicle
CN104136728A (en) Exhaust control apparatus for internal combustion engine
CN109707523B (en) Vehicle system and method for heating soot filter using the same
JP6149510B2 (en) Hybrid vehicle and control method thereof
US10968805B2 (en) Motor vehicle and a method for operating a motor vehicle
JP2011219041A (en) Series hybrid vehicle
JP6191237B2 (en) Hybrid electric vehicle and control method thereof
JP4066191B2 (en) Series type hybrid vehicle exhaust purification system
JP6244657B2 (en) Hybrid electric vehicle
JP6115307B2 (en) Hybrid electric vehicle and control method thereof
CN113950570B (en) Vehicle control method and vehicle control device
JP2014137044A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP5737429B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP5617286B2 (en) Vehicle and control method thereof
JP6593129B2 (en) Hybrid vehicle and control method thereof
KR102518595B1 (en) Lnt rich control method of mild hybrid electric vehicle and mild hybrid electric vehicle
JP2020063711A (en) Hybrid system, control device for hybrid system, and control method for hybrid system
WO2020085003A1 (en) Hybrid system, hybrid system control device, and hybrid system control method
JP2022166400A (en) hybrid vehicle
JP2013133755A (en) Control device of internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130403

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20131129

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131224

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140220

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20140603