プリウス技術検討室

JR東日本で、コモンレールディーゼルエンジンを積んだハイブリッド気動車が営業運転を開始します。
http://www.jreast.co.jp/press/2007_1/20070704.pdf

この気動車は
欧州車で定評のあるコモンレールディーゼルエンジンを搭載！
さらに、リチウムイオン電池も積んでいる、超ハイテク気動車！！

その前に、コモンレール式とは？
詳しい解説は↓のサイト等を参照して頂きたいと思いますが、
http://www.drivingfuture.com/car/special/sp040714_01/index.html
http://www.denso.co.jp/CARPARTS/japan/product/engine/di/di9.html

簡単に言うと、
新しい直接噴射型エンジンで、コンピュータ制御できめ細かく燃料噴射・燃焼制御をすることで排出ガスのクリーン化を実現。ディーゼルエンジンの強みである高トルクと低燃費、CO2排出量の少なさといったメリットを引き出したものです。

乗用車では・・・

このコモンレールディーゼルエンジンは主に、欧州市場で広く普及しています。

一方、日本や北米市場ではガソリンエンジンが好まれるため、コモンレールディーゼルエンジンよりも、プリウスのようなガソリンエンジンのハイブリッドの方が売れています。

今回、JR東日本がコモンレールディーゼルハイブリッド気動車を実現させたことで、ふと疑問に思いました。

乗用車においても、コモンレールディーゼルエンジンをTHSのようなハイブリッドと組み合わせれば、環境面でも性能面でも最強ではないか・・・と思ったのですが。

私自身の知識が浅いところもありながら疑問を投げかけて申し訳ありませんが、乗用車へのコモンレールディーゼルハイブリッドの実現可能性はあると思いますか？
また、問題点はどんなところがあると思いますか？

▼ この記事へのコメント ▼

さん、こんばんは。
とても面白いテーマですね。

私個人としては、ディーゼルとTHSは必ずしも相性がよくないと考えています。（たとえ、コモンレール方式で環境負荷物質を抑えたとしても…）

詳細は、下記『【エンジン】ポンピングロスを考える』で触れましたが、
１．ディーゼルがガソリンより燃費で優れるのは、
　　ポンピングロスがなく実用域での効率がよいいから（2枚目の写真を参照）

２．THSもプリウスのアトキンソンサイクルエンジンも
　　ガソリンエンジンの苦手な実用域の効率を改善する技術

３．実用域での燃費（効率）向上のアプローチが似た
　　ディーゼル＋THSでは欠点を補い合う部分が少なく、
　　効率の向上分が限られると思われる…
http://prius.sns.fc2.com/community/index.php?categ=1&id=1182704400_364&cid=138

さらに、ディーゼルはその特性からエンジンをとても頑丈に作る必要があり、エンジン単体の重量がかさみます。
（混合気に火花で点火し”燃焼”するガソリンに対し、圧縮空気に燃料噴射し、”爆発”するディーゼルと考えてください。燃焼圧力、衝撃が大きいのです）

ですから、ディーゼルに対しては、全体的に重量のかさむTHSでなく、ホンダのIMAのような小型のモータと組み合わせた、モーターアシスト／回生効果を主体とした軽量システムがよいと考えます。

一応、ベンツが開発中のハイブリッドのうちの１つが、上記のようなタイプです。またプジョー／シトロエンが2010年に向けて開発中のものも、クラッチでエンジンとモーターが切り離し可能な機構を持つ上記のタイプのようです。

実際、コモンレールを用いても厳しくなる規制に対し、NOxとPM（粒子状物質）を同時に解決することは難しく、尿素でNOｘを還元するシステムを搭載するか、PMを処理する特殊なフィルタ（DPF)を用いるか、あるいはその両方か…
しばらくの間、クリーンディーゼルは高コストなエンジンにりそうな気がします。

こんばんは、

アメリカでは、カリフォルニア州始めいくつかの州がディーゼルのNOxとPMを嫌って昨年まで販売禁止でした。
今年になって、2007年型は５０州全域でクリーンディーゼル以外は販売禁止になり、メルセデスの BlueTec だけが販売されています。
百式プリさんも書かれているように、クリーンディーゼルにするには後処理が大変で、それなりにコストの上乗せになると思います。

ディーゼルとTHSの組み合わせですが、プリウスがアトキンソンサイクルを採用した理由の一つに圧縮行程のスターター負荷軽減だったと記憶しています。
これも百式プリさんが言及されていますが、ディーゼルを始動するには圧縮圧力が高いので、THSとの組み合わせには困難が待っていると思うのです。

わたし的には、ディーゼルとTHSを組み合わせるより、トータルコストを考慮するとTHSにはアトキンソンサイクルを応用したガソリン車が適していると思います。

おはようございます。

トヨタからもディーゼルのハイブリッドを採用したトラックが
販売されているのですね、

http://www.toyota.co.jp/jp/news/03/Sep/nt03_076.html

一度ハイブリッドとステッカーの貼られたトラックを見かけた
ことがありました。
上で百式プリさんが書かれたような、モーターがアシストする
タイプのハイブリッドのようですね。

如何に低速トルクが優れたディーゼルエンジンとて、
発進状態では黒煙の発生が酷いでしょうから、
その状態はモーターで補うというのはありでしょうね。
フィルターの寿命を延ばすことが出来るかもしれませんし。

ただし、エコノミーとしてなら成り立たないと思います。

ディーゼル気動車は暫く前まで家の近くを走っていましたけど、
特徴的な音でうるさいですし、臭いも酷かったです。
これが緩和されるのであれば、歓迎するかも(^^

◆

さん
詳しいフォロー、ありがとうございます！
ポンピングロスのところで既に解説して下さっていましたね。
コモンレールディーゼルの爆発は、相当な圧力と聞きますから、THSのようなシリーズパラレルハイブリッド方式では、スターター等への負荷は相当なものになってしまうのは、なんとなく想像できます。
それを考えるとガソリンエンジンの欠点を補ったTHS及びアトキンソンサイクルはとても素晴らしいものですね。

◆

さん
アメリカでは思った以上にディーゼル車の規制が厳しいのですね。
（日本でも、石原東京都知事が吠えて首都圏で厳しいディーゼル規制が行われていますが。。）
スターターへの負荷軽減を考えてアトキンソンサイクルにしているのは設計の奥深さが垣間見れますね。ディーゼルの爆発力を考えたら確かにTHSと組み合わせるのは怖いですね。

◆

さん
バスやトラックでぼちぼちハイブリッドを見かけるようになりましたね。
そのほとんどがパラレルハイブリッドですね。
ディーゼルの特性を考えると、モーターアシストと回生くらいの制御しかできなさそうですね。

◆

さん
> 発進状態では黒煙の発生が酷いでしょうから、
> その状態はモーターで補うというのはありでしょうね。
> フィルターの寿命を延ばすことが出来るかもしれませんし。

そのような発想も面白いですね！
確かにコスト高になってしまいそうですが、充分な効果は期待できそうですね。
THSのようなシステムは難しいでしょうけど、モーターアシストのような形は普及するかもしれませんね。

戻る

トップページ＞プリウス技術検討室＞