ハイブリッド技術:電動化を支え進化する内燃機関
Hybrid Vehicle Technologies: Evoluti on of IC Engines Through

本号は、パワートレインの電動化を支えるため、新たな進化を始めた内燃機関に焦点を充てた内容となります。本特集が、内燃機関の未来の姿を考えるきっかけとなれば幸いです。是非ご覧ください。

このページについて

  • 本ページでは、会誌特集記事の抄録をご覧になれます。
  • 実際の記事については、会員の方はお手元の会誌をご覧ください。

カーボンニュートラルに向けた内燃機関の挑戦

「内燃機関に未来はあるのか?」…世界的にカーボンニュートラル(CN)への関心が高まる中、こうした声を行く機会が多い。AICEは、今回の日本政府のカーボンユートラルに宣言を受けて、全ての内燃機関を搭載する日本の車両がCNに向かう技術シナリオを策定した。その概要解説すると共に、AICEの役割について紹介する。

いまさら聞けないハイブリッド車の分類

ハイブリッド車のハイブリッドシステムには種類があり、それぞれの違いと機能を解説。

ハイブリッド自動車技術の誕生

本解説はハイブリッド電気自動車の技術の誕生について述べている。最初のハイブリッド技術の提案は1898年に米国で行われたとの記録がある。さらに、1899年の自動車ショーにはプロトタイプが展示された。1900年代初頭には、シリーズ、パラレル、レンジエクステンダ、ISGなどのハイブリッド技術が開発されていた。本解説は文献、特許、論文などの調査により行ったものである。

2モータハイブリッド技術─e:HEV の進化と拡大展開

GHG低減に向けHondaが取り組む電動化アプローチであるマルチパスウェイ・コンセプトを紹介し、その中で連続的な電動化社会への移行に対し大きな役割を担うであろうハイブリッドシステム技術であるHonda 2モーターHybrid System e:HEVの技術進化とその拡大展開、 加えて更なる今後の制御進化の方向性、 開発検証環境進化の重要性について紹介する。

新型3気筒1.5L ガソリンエンジンシステム開発

新世代シリーズでは広い運転領域で熱効率を向上してきた。 今回、 500ccモジュールをベースに1.5Lの新エンジンを開発。 コンベンショナルとハイブリッドの各ニーズに合わせたシステム構成とし、 燃費と出力、 排出ガス低減を高い次元で実現した。 本報では、 3気筒特性と高速燃焼の活用及び、 そのシステム設計と実現手法について解説する。

電動車両用高効率発電専用エンジンのための筒内ガス流動コンセプト

高希釈燃焼実現に向けた課題であるサイクルばらつきの低減技術として、エンジン筒内における点火プラグ部流速のサイクル安定供給のコンセプトを策定した。バルブシートレス技術と電動車両の動作点を考慮した燃焼室形状をキー技術とした本コンセプトにより、流動サイクルばらつきを低減し高希釈燃焼限界の拡大につなげた。

二つのモータを用いたエンジン起動時振動の制御技術と開発手法の進化

従来のHVエンジン始動時ショック抑制制御は、2つのモータジェネレータ(MG)で独立して駆動系を制振し、その制御パラメータはモデルと実車で適合してきた。今回実車レスのモデルベース開発実現の為、MG2つを協調させ振動系全体を制御するモデルを構築、制振効果を増大可能な新制御、MG協調制振制御を開発した。

レンジエクステンダパワートレイン用低騒音・低振動化技術

電気自動車の航続距離延長に対する解決策として、電気モータを駆動力、内燃機関を発電源とするレンジエクステンダーに対する関心が高まっている。一方、内燃機関の始動時や運転時に発生する騒音や振動に対する静粛性を確保することが課題となる。本稿では、車内音評価手法および低騒音・低振動化機構を紹介する。

スーパーリーンバーンSIエンジンにおける火花放電特性と着火過程

スーパーリーンバーンエンジンでの放電挙動と着火過程について、点火時の放電電流・放電期間や各筒内燃焼特性等から検討を加えた。同エンジンでの着火過程はペクレ数によって整理可能であることが示唆され、また、放電期間や放電の伸長が着火や初期燃焼過程に強く影響することを明らかにした。

ディーゼル機関熱効率向上のための逆デルタ噴射コンセプトおよびTAIZAC(直列2弁瞬時切替駆動式)インジェクタ

ディーゼル機関熱効率向上のための逆デルタ噴射率コンセプト及びTAIZAC(直列2弁瞬時切替駆動式)インジェクタについて、SIP革新的燃焼技術及びAICEプロジェクト研究の成果を振り返りつつ、後燃えの光学計測、逆デルタ噴射コンセプトの案出、TAIZACの開発、熱効率向上の実証、渦発達及び熱発生促進の更なる実験的調査の順に概説する。

<HOT Topics>
電気自動車の航続距離増加につながる全固体リチウム電池用電解質の開発

Liイオン電池の高エネルギー密度化が期待できるLi金属電極はデンドライトによる短絡の問題を有する。本研究では計算化学により高成形が期待されたLiAlCl4電解質に注目した。メカノケミカル合成した試料の圧粉体は高い相対密度を示し、従来の酸化物電解質より一桁以上イオン伝導性と優れた短絡抑制能を示した。

<HOT Topics>
中国からのブラックカーボン粒子排出が大幅減少─長崎県・福江島での大気濃度長期観測からの評価

中国からのブラックカーボン排出量が過去10年で4割もの急速な減少を遂げたことを、長崎県・福江島での高精度観測から解明した。中国でのPM2.5対策がブラックカーボン排出を減少させた。2021年公表のIPCC第6次評価報告書では2014年まで排出が増加したものとして気候影響が評価されており修正が必要

<HOT Topics>
半導体量子構造を用いた高効率熱電子放出冷却素子の可能性

高速かつ高密度に集積化された光・電子デバイスの急速な進歩は、同時に発熱の爆発的な増大をもたらしている。本稿では、半導体ヘテロ構造のバンドプロファイルを適切に設計し、電子伝導におけるトンネル過程と熱電子放出過程を組み合わせることにより、室温にある量子井戸内の電子の温度が50K程度低下することを示す。

<HOT Topics>
惰行走行時の車外騒音における路面の影響

車外騒音用路面は一定の規格に基づき施工されているが、その性状が規格内であっても実用面で有意な差を生じることが知られている。今回、性状違い4種の路面とパターン違いのタイヤを用いて惰行走行時の車外騒音分析し、路面性状と、タイヤパターンの要因を明確にできたので報告する。

<HOT Topics>
直線とカーブ走行時の車両挙動の可聴化による運転行動の誘導

手動運転における車両挙動の安定化のため、車両挙動の変化を可聴化し、ドライバの運転行動を誘導するシステムを考案した。ドライビングシミュレータと実車を用いた実験の結果、聴覚刺激を与えることで車両挙動の不安定度を示すジャークが減少した。これにより可聴化によって運転行動を誘導する可能性を得た。

<HOT Topics>
3Dプリントの最新技術

複数機能の一体化による部品点数の削減や、形状最適化による軽量化などのできる金属3Dプリンターを使った生産プロセスは、欧米や中国を中心に航空・医療分野等で定着し始めている。この鍵になってくる金属3Dプリントならではの材料とデザインについて最新技術を紹介する

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