JP2010221781A

JP2010221781A - 触媒暖機装置

Info

Publication number: JP2010221781A
Application number: JP2009069771A
Authority: JP
Inventors: Isao Yanagi; 功柳
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-03-23
Filing date: 2009-03-23
Publication date: 2010-10-07

Abstract

【課題】プラグインハイブリッド車両において、簡単な装置によりエンジン始動時の触媒暖機時間を短縮する。
【解決手段】エンジンを含む複数の動力源と、該エンジンから排出される排気ガスを浄化するための浄化触媒１４と、外部電源により充電可能な充電器１２とを備えるプラグインハイブリッド車両１００の、該浄化触媒１４を暖機するための触媒暖機装置であって、該充電器１２から発生する廃熱を伝導し、輻射熱として該浄化触媒１４に放射する放熱板１６を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、触媒暖機装置に関し、特にハイブリッド車両の浄化触媒を暖機するための触媒暖機装置に関する。

エンジンおよびモータなど、複数の動力源が併設されているハイブリッド車両は、一般に、走行モードに応じて、例えば低負荷運転時にはモータを、高負荷運転時や電力残量の低下時にはエンジンを、それぞれ主たる動力源として切り替えながら走行する。

ガソリンなどの燃料を適切な空燃比に調整し、エンジン内で燃焼させた後に排出される排気ガスは、一般に酸化触媒や還元触媒、三元触媒などの浄化触媒を経由することにより浄化された後に、車両外部に排出される。このような浄化触媒による排気ガスの浄化作用は、例えば３００℃以上もの高温状態で優れた効果を発揮する。このため、例えば冷間始動時など、浄化触媒の温度が十分でない場合には、所定の触媒暖機制御を行うことにより、適正な浄化処理能を発揮するまで速やかに浄化触媒の温度を上昇させることが要求される。

近年、ハイブリッド車両の航続距離を向上させるために、例えば家庭用電源などの外部電源により充電可能ないわゆるプラグインハイブリッド車両が開発されている。プラグインハイブリッド車両では一般にバッテリ容量が大きく、従来のハイブリッド車両と比較してモータのみで駆動する時間、つまり、走行中におけるエンジンの停止時間（間欠停止時間とも称する）を長くすることができるため、ガソリンなどの燃料の消費を低減し、燃費を向上させることができる。

特許文献１には、触媒の上流側に廃熱発電装置を配置し、触媒入口の排気温度が触媒の活性に必要な温度よりも低い不活性状態である場合には、熱電素子に対してバッテリから電力を供給し、該熱電素子の発熱で排気を暖めることで触媒の活性を早めることについて記載されている。

特許文献２には、インバータ装置など、通電により発熱するパワーモジュールを触媒浄化機構の外表面に接するように配置して、該パワーモジュールからの熱を触媒暖機に活用することについて記載されている。

特開２０００−２９７６３２号公報特開２００８−２４７０８４号公報

本発明は、プラグインハイブリッド車両において、簡単な装置によりエンジン始動時の触媒暖機時間を短縮することを目的とする。

本発明は、エンジンを含む複数の動力源と、前記エンジンから排出される排気ガスを浄化するための浄化触媒と、外部電源により充電可能な充電器とを備えるプラグインハイブリッド車両の、前記浄化触媒を暖機するための触媒暖機装置であって、前記充電器から発生する廃熱を伝導し、輻射熱として前記浄化触媒に放射する放熱板を備える、触媒暖機装置である。

プラグインハイブリッド車両のエンジン始動時の触媒暖機時間を短縮することができる。

本発明の実施の形態における触媒暖機装置を備えるプラグインハイブリッド車両の要部の構成の概略を示す図である。図１に示すプラグインハイブリッド車両のうち、特に触媒暖機機構部分の構成の概略について説明するための拡大図である。図２に示す触媒暖機機構において、熱伝達の流れを示す図である。

本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、各図面において同様の構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。

図１は、本発明の実施の形態における触媒暖機装置を備えるプラグインハイブリッド車両の、車両後方側から見た要部の構成の概略を示す図である。図１に示すプラグインハイブリッド車両１００は、車体フレームの一部を構成する床面１０近傍またはその上方には図示しない外部電源により充電可能な充電器１２を、床面１０の下方には図示しないエンジンから排出される排気ガスを浄化する浄化触媒１４を、それぞれ備える。また、充電器１２の下方には、放熱板１６が備えられており、浄化触媒１４の周囲を覆うように延設されている。

図２は、図１に示すプラグインハイブリッド車両のうち、特に触媒暖機機構部分の構成の概略について説明するための拡大図である。図２において、放熱板１６は、少なくともその一部が充電器１２に接触して固定される固定部１６ａと、浄化触媒１４を挟んで床面１０の反対側に配置される放熱部１６ｂとを備える。このような構成を有する放熱板１６は、例えば図３に示すような熱伝達の流れにより、充電器１２からの廃熱を利用して浄化触媒１４を暖機することができる。

図３は、図２に示す触媒暖機機構において、熱伝達の流れを示す図である。まず、ステップＳ１００において、充電器が作動し、発熱する。より具体的には、充電器１２は通常、外部電源からの充電時には発熱するため、充電器１２の温度が上昇して周囲温度よりも高くなる。次に、ステップＳ１０２において、発熱した充電器１２からの廃熱が、固定部１６ａを介して放熱板１６に伝導する。そして、ステップＳ１０４において、放熱板１６の放熱部１６ｂから放射される輻射熱により、浄化触媒１４が暖機される。

このように、本発明の実施の形態によれば、充電時の充電器から不可避的に発生する廃熱を効率よく活用することにより、エンジン始動時の触媒暖機時間を短縮することができるだけでなく、エンジン始動直後の燃費の向上にも寄与し得る。

さらに、本発明の実施の形態によれば、触媒暖機の熱源となる充電器１２と、浄化触媒１４は必ずしも近接していなくてもよいため、配置の自由度が保持される。

本発明の実施の形態において、放熱板１６としては、例えば、ステンレス鋼など、所望の伝熱性と耐腐食性、機械的強度を兼ね備えたものが好ましい。また、放熱板１６の、特に放熱部１６ｂの形状は、輻射熱が浄化触媒１４の近傍に集中するよう、適度に湾曲している。また、放熱板１６から浄化触媒１４への放熱性を高めるために、例えば放熱部１６ｂの、浄化触媒１４とは反対側の面に断熱層を設けた、多層構造とすることも好適である。また、他の実施の形態として、浄化触媒１４の下方を、飛び石や路面干渉などの走行環境から保護する保護部材を兼ねることも好適である。

本発明は、エンジン停止時に充電器からの熱が発生するハイブリッド車両において好適に利用することが可能である。

１０床面、１２充電器、１４浄化触媒、１６放熱板、１６ａ固定部、１６ｂ放熱部、１００プラグインハイブリッド車両。

Claims

エンジンを含む複数の動力源と、前記エンジンから排出される排気ガスを浄化するための浄化触媒と、外部電源により充電可能な充電器とを備えるプラグインハイブリッド車両の、前記浄化触媒を暖機するための触媒暖機装置であって、
前記充電器から発生する廃熱を伝導し、輻射熱として前記浄化触媒に放射する放熱板を備えることを特徴とする触媒暖機装置。