JP2003120281A - ランキンサイクル装置付き車両 - Google Patents

ランキンサイクル装置付き車両

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JP2003120281A JP2001348081A JP2001348081A JP2003120281A JP 2003120281 A JP2003120281 A JP 2003120281A JP 2001348081 A JP2001348081 A JP 2001348081A JP 2001348081 A JP2001348081 A JP 2001348081A JP 2003120281 A JP2003120281 A JP 2003120281A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関およびランキンサイクル装置を備え
た車両において、ランキンサイクル装置による排気ガス
のエネルギーの回収効率を最大限に高めて内燃機関の燃
料消費量を節減する。 【解決手段】 走行用駆動源としての内燃機関１および
発電電動機２を備えたハイブリッド車両に、排気ガスの
熱エネルギーを回収するランキンサイクル装置９を設け
る。ランキンサイクル装置９の出力は変速機４に入力さ
れて内燃機関１の駆動力のアシストに用いられ、あるい
は電力に変換されてバッテリ８の充電に用いられる。排
気ガスの温度が高く流量が多い車両の加速時およびクル
ーズ時にランキンサイクル装置９を作動させ、排気ガス
の熱エネルギーを効率的に回収することにより内燃機関
１の燃料消費量を節減する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、走行用の駆動力を
発生する内燃機関と、内燃機関の運転時にその排気ガス
で作動して駆動力を発生するランキンサイクル装置とを
備えたランキンサイクル装置付き車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の廃熱のエネルギーを利用して
発生させた蒸気でタービンを駆動するランキンサイクル
装置において、内燃機関をクラッチを介して発電機およ
びタービンに接続し、タービンの駆動力で発電機を駆動
して発電を行ったり、タービンの駆動力で内燃機関の駆
動力をアシストしたり、内燃機関の駆動力で発電機を駆
動して発電を行ったりするものが、特開２０００−３４
５９１５号公報により公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、車両に搭載
された走行用の内燃機関の排気ガスのエネルギーは、車
両の運転状態（加速時、クルーズ時、減速時等）に応じ
て大きく変化し、車両の加速時やクルーズ時には排気ガ
スの温度が上昇し流量が増加してエネルギーが増加する
のに対し、車両の減速時には排気ガスの温度が低下し流
量が減少してエネルギーが減少する。このため、車両の
運転状態に関わらずランキンサイクル装置を連続的に運
転すると、排気ガスの温度が低下し流量が減少してエネ
ルギーが減少したときにランキンサイクル装置の効率が
低下してしまい、ランキンサイクル装置による内燃機関
の燃料消費量の節減効果が全体として弱められてしまう
問題がある。
【０００４】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で、内燃機関およびランキンサイクル装置を備えた車両
において、ランキンサイクル装置による排気ガスのエネ
ルギーの回収効率を最大限に高めて内燃機関の燃料消費
量を節減することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１に記載された発明によれば、走行用の駆動
力を発生する内燃機関と、内燃機関の運転時にその排気
ガスで作動して駆動力を発生するランキンサイクル装置
とを備えたランキンサイクル装置付き車両において、内
燃機関の排気ガスの温度が所定値以上であり、かつ内燃
機関の排気ガスの流量が所定値以上のときにランキンサ
イクル装置を作動させることを特徴とするランキンサイ
クル装置付き車両が提案される。
【０００６】上記構成によれば、内燃機関の排気ガスを
熱源とするランキンサイクル装置が、排気ガスの温度が
所定値以上であり、かつ排気ガスの流量が所定値以上の
ときに作動するので、ランキンサイクル装置を効率が高
い状態で運転して排気ガスのエネルギーの回収効率を高
め、内燃機関の燃料消費量を節減することができる。
【０００７】また請求項２に記載された発明によれば、
請求項１の構成に加えて、加速時およびクルーズ時にラ
ンキンサイクル装置を作動させることを特徴とするラン
キンサイクル装置付き車両が提案される。
【０００８】上記構成によれば、加速時およびクルーズ
時にランキンサイクル装置を作動させるので、内燃機関
の排気ガスの温度が高く流量が多い状態でランキンサイ
クル装置を作動させて排気ガスのエネルギーの回収効率
を高めることができる。
【０００９】また請求項３に記載された発明によれば、
請求項１または請求項２の構成に加えて、走行用の駆動
力を発生するとともに回生制動力を発生する発電電動機
を備えたことを特徴とするランキンサイクル装置付き車
両が提案される。
【００１０】上記構成によれば、走行用の駆動力を発生
するとともに回生制動力を発生する発電電動機を備えた
ことにより、発電電動機を電動機として機能させて内燃
機関の駆動力をアシストすることができるだけでなく、
発電電動機を発電機として機能させて減速時に回生制動
を行うことで、車両の運動エネルギーを電気エネルギー
として回収することができる。これにより、車両の加速
時およびクルーズ時にはランキンサイクル装置によりエ
ネルギー回収を行ない、車両の減速時には発電電動機に
よりエネルギー回収を行なうことで、内燃機関の燃料消
費量を一層節減することができる。
【００１１】尚、実施例の第１発電電動機２ａは本発明
の発電電動機に対応する。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１３】図１〜図１３は本発明の第１実施例を示す
もので、図１はハイブリッド車両の全体構成を示す図、
図２はランキンサイクル装置の構成を示す図、図３はメ
インルーチンのフローチャート、図４は停止時処理ルー
チンのフローチャート、図５は加速時処理ルーチンのフ
ローチャート、図６はクルーズ時処理ルーチンのフロー
チャート、図７は減速時処理ルーチンのフローチャー
ト、図８は停止、加速、クルーズおよび減速を判定する
マップを示す図、図９は電動機アシスト領域、内燃機関
走行領域および充電領域を判定するマップを示す図、図
１０はバッテリの充電状態の各閾値を示す図、図１１は
内燃機関走行領域、電動機走行領域および充電領域を判
定するマップを示す図、図１２は車両の走行パターンの
一例を示すタイムチャート、図１３は車両の走行パター
ンの他の一例を示すタイムチャートである。
【００１４】図１において、ハイブリッド車両は走行用
の駆動力を発生する内燃機関１を備えており、内燃機関
１および発電電動機２はクラッチ３を介して直列に接続
され、更に発電電動機２は変速機４、クラッチ５および
差動装置６を介して駆動輪７に接続される。従って、ク
ラッチ３を締結した状態で内燃機関１を駆動すれば、そ
の駆動力がクラッチ３、発電電動機２、変速機４、クラ
ッチ５および差動装置６を介して駆動輪７に伝達されて
車両を走行させる。このとき、発電電動機２は空転させ
ても良いが、バッテリ８からの電力で発電電動機２を駆
動すれば内燃機関１の駆動力を発電電動機２の駆動力で
アシストすることができ、あるいは発電電動機２を内燃
機関１の駆動力で駆動して発電機として機能させればバ
ッテリ８を充電することができる。また車両の減速時
に、クラッチ３を締結解除して駆動輪７から逆伝達され
る駆動力で発電電動機２を駆動すれば、その発電電動機
２が発生する回生電力でバッテリ８を充電することがで
きる。
【００１５】車両は内燃機関１の廃熱で作動するランキ
ンサイクル装置９を備えており、ランキンサイクル装置
９が出力する駆動力は変速機４に入力される（矢印ａ参
照）。変速機４は、ランキンサイクル装置９が発生した
駆動力と、内燃機関１あるいは発電電動機２が発生した
駆動力とを、例えば遊星歯車機構を用いて統合して駆動
輪７に伝達する。。
【００１６】図２に示すように、ランキンサイクル装置
９は公知の構造を有するもので、内燃機関１の廃熱、例
えば排気ガスを熱源として高温高圧蒸気を発生する蒸発
器１０と、その高温高圧蒸気の膨張によって軸出力を発
生する膨張器１１と、膨張器１１から排出される降温降
圧蒸気を凝縮させて水に戻す凝縮器１２と、凝縮器１２
からの水を蒸発器１０に供給する給水ポンプ１３とを有
する。
【００１７】次に、内燃機関１、発電電動機２およびラ
ンキンサイクル装置９の制御をフローチャートを参照し
ながら説明する。内燃機関１、発電電動機２およびラン
キンサイクル装置９は、車速センサ、車体加速度セン
サ、スロットル開度センサ、バッテリ電圧センサ、バッ
テリ電流センサ等の出力に基づいて電子制御ユニットに
より制御される。
【００１８】先ず、図３のメインルーチンのステップＳ
１で車速および車速の変化（車体加速度および車体減速
度）を検出し、ステップＳ２でスロットル開度を検出
し、ステップＳ３で車速およびスロットル開度から車両
の要求出力を算出する。続くステップＳ４で車両が停止
状態にあれば、ステップＳ５で後述する停止時処理を実
行し、ステップＳ６で車両が加速状態にあれば、ステッ
プＳ７で後述する加速時処理を実行し、ステップＳ８で
車両がクルーズ状態にあれば、ステップＳ９で後述する
クルーズ時処理を実行し、ステップＳ１０で車両が減速
状態にあれば、ステップＳ１１で後述する減速時処理を
実行する。そしてステップＳ１２で、前記停止時処理、
加速時処理、クルーズ時処理および減速時処理に応じた
内燃機関１、発電電動機２およびランキンサイクル装置
９の駆動力制御を実行する。
【００１９】車両が停止状態、加速状態、クルーズ状態
および減速状態の何れにあるかは、図８に示すマップに
基づいて決定される。図８に示すマップは横軸に車速を
とり、縦軸に要求出力をとったもので、そこに放物線状
の走行抵抗ラインが設定される。車速および要求出力が
共に０であれば車両が停止状態であると判定し、車速お
よび要求出力が走行抵抗ラインの近傍の斜線領域にあれ
ば車両がクルーズ状態であると判定し、車速および要求
出力が前記斜線領域の上側にあれば車両が加速状態であ
ると判定し、車速および要求出力が前記斜線領域の下側
にあれば車両が減速状態であると判定する。尚、前記マ
ップ以外に、例えば登坂路において車速が略一定であれ
ば加速状態であると見做なされ、降坂路において車速が
略一定であれば減速状態であると見做なされ、車体加速
度あるいは車体減速度の絶対値が所定値以下の場合には
クルーズ状態である見做される。
【００２０】次に、図４のフローチャートに基づいて前
記ステップＳ５（停止時制御）のサブルーチンを説明す
る。
【００２１】先ず、ステップＳ２１で内燃機関１の出力
を０に設定（停止）し、ステップＳ２２で発電電動機２
の出力を０に設定し、ステップＳ２３でランキンサイク
ル装置９の出力を０に設定することにより、ステップＳ
２４で内燃機関１、発電電動機２およびランキンサイク
ル装置９のトータルの出力を０に設定する。このように
車両の停止時に内燃機関１、発電電動機２およびランキ
ンサイクル装置９を全て停止させることにより、燃料消
費量を節減することができる。尚、停止した内燃機関１
を始動する際、発電電動機２がスタータモータとして使
用される。
【００２２】次に、図５のフローチャートに基づいて前
記ステップＳ７（加速時制御）のサブルーチンを説明す
る。
【００２３】先ず、ステップＳ３１で車速およびスロッ
トル開度から車両の要求駆動力Ｆｔｒを算出し、ステッ
プＳ３２でバッテリ電圧およびバッテリ電流からバッテ
リ残容量Ｅｓｏｃを算出する。続くステップＳ３３で要
求駆動力Ｆｔｒを図９のマップに適用し、現在の運転状
態が電動機アシスト領域にあるか、内燃機関走行領域に
あるか、充電領域にあるかを判定する。図９のマップは
横軸に車速Ｖｃａｒをとり、縦軸に要求駆動力Ｆｔｒを
とったもので、そこに右下がりの第１閾値Ｆ１（Ｖｃａ
ｒ）および第２閾値Ｆ２（Ｖｃａｒ）が設定される。そ
して、前記ステップＳ３３で要求駆動力Ｆｔｒが第１閾
値Ｆ１（Ｖｃａｒ）以上であれば電動機アシスト領域に
あると判定し、ステップＳ３４でアシスト許可フラグＡ
ＳＴ＿ＦＬＧを「１」にセットする。
【００２４】続くステップＳ３５で前記アシスト許可フ
ラグＡＳＴ＿ＦＬＧが「１」にセットされているとき、
つまり内燃機関１だけでは要求駆動力Ｆｔｒを満たすこ
とができないとき、ステップＳ３６でバッテリ残容量Ｅ
ｓｏｃが図１０の第２閾値Ｅ２以上であって発電電動機
２による駆動力のアシストが可能な場合には、ステップ
Ｓ３７で発電電動機２に発生させるべきアシスト量Ｐｍ
を要求駆動力Ｆｔｒおよび車速Ｖｃａｒに応じてマップ
検索により決定する。またステップＳ３８でバッテリ残
容量Ｅｓｏｃが図１０の第１閾値Ｅ１以下であって発電
電動機２による駆動力のアシストが不能な場合には、ス
テップＳ３９で発電電動機２に発生させるべきアシスト
量Ｐｍを０に設定するとともに、アシスト許可フラグＡ
ＳＴ＿ＦＬＧを「０」にリセットする。
【００２５】続くステップＳ４０で要求駆動力Ｆｔｒが
図９に示す第２閾値Ｆ２（Ｖｃａｒ）以下であれば充電
領域にあると判定し、ステップＳ４１で発電許可フラグ
ＲＥＧ＿ＦＬＧを「１」にセットする。
【００２６】続くステップＳ４２で前記発電許可フラグ
ＲＥＧ＿ＦＬＧが「１」にセットされているとき、ステ
ップＳ４３でバッテリ残容量Ｅｓｏｃが図１０の第２閾
値Ｅ２以上であってバッテリ８の充電が不要である場合
には、ステップＳ４４で発電電動機２に発生させるべき
発電量Ｐｍを０に設定するとともに、発電許可フラグＲ
ＥＧ＿ＦＬＧを「０」にリセットする。またステップＳ
４５でバッテリ残容量Ｅｓｏｃが図１０の第１閾値Ｅ１
以下であってバッテリ８の充電が必要な場合には、ステ
ップＳ４６で発電電動機２に発生させるべき発電量Ｐｍ
を要求駆動力Ｆｔｒおよび車速Ｖｃａｒに応じてマップ
検索により決定する。
【００２７】続くステップＳ４７でランキンサイクル装
置９の出力であるランキンサイクル出力Ｐｒｃを内燃機
関１の運転状態から算出し、ステップＳ４８で要求駆動
力Ｆｔｒから発電電動機２のアシスト量Ｐｍ（あるいは
負値である発電電動機２の発電量Ｐｍ）と、ランキンサ
イクル出力Ｐｒｃとを減算して目標内燃機関出力Ｐｅを
算出し、ステップＳ４９で最小の燃料消費量で前記目標
内燃機関出力Ｐｅを得るための内燃機関１の回転数Ｎｅ
を算出する。
【００２８】このように、車両の加速時に要求駆動力Ｆ
ｔｒが大きい場合には、バッテリ残容量Ｅｓｏｃが充分
であることを条件に発電電動機２の駆動力で内燃機関１
の駆動力をアシストし、また車両の加速時に要求駆動力
Ｆｔｒが小さい場合には、バッテリ８が過充電にならな
いことを条件に内燃機関１の駆動力で発電電動機２を駆
動してバッテリ８を充電するので、車両の加速性能を高
めるとともに、加速に続くクルーズに備えてバッテリ８
を充電することができる。
【００２９】また内燃機関１の排気ガスの温度が所定値
以上になり、かつ内燃機関１の排気ガスの流量が所定値
以上になる車両の加速時にランキンサイクル装置９を作
動させるので、ランキンサイクル装置９を高効率で運転
して排気ガスの熱エネルギーを有効に回収し、内燃機関
１の燃料消費量を効果的に節減することができる。
【００３０】次に、図６のフローチャートに基づいて前
記ステップＳ９（クルーズ時制御）のサブルーチンを説
明する。
【００３１】先ず、ステップＳ５１で車速およびスロッ
トル開度から車両の要求出力Ｐｔｒを算出し、ステップ
Ｓ５２でバッテリ電圧およびバッテリ電流からバッテリ
残容量Ｅｓｏｃを算出する。続くステップＳ５３でバッ
テリ残容量Ｅｓｏｃが図１０の第２閾値Ｅ２以上であれ
ば発電電動機２による走行が可能であると判定し、ステ
ップＳ５４で放電許可フラグＤＣＨ＿ＦＬＧを「１」に
セットする。
【００３２】続くステップＳ５５で前記放電許可フラグ
ＤＣＨ＿ＦＬＧが「１」にセットされているとき、ステ
ップＳ５６で要求出力Ｐｔｒが図１１の閾値Ｐ１以下で
あって発電電動機２の出力だけで走行可能な場合には、
ステップＳ５７で発電電動機２に発生させるべき電動機
出力Ｐｍを要求出力Ｐｔｒとし、内燃機関１を停止させ
る。またステップＳ５８で要求出力Ｐｔｒが図１１の閾
値Ｐ１を越えていて発電電動機２の出力だけでは走行で
きない場合には、ステップＳ５９で発電電動機２に発生
させるべき電動機出力Ｐｍを車速Ｖｃａｒおよび要求出
力Ｐｔｒに基づいて設定するとともに、要求出力Ｐｔｒ
から前記電動機出力Ｐｍを減算したものを目標内燃機関
出力Ｐｅとする。
【００３３】続くステップＳ６０でバッテリ残容量Ｅｓ
ｏｃが図１０の第１閾値Ｅ１未満であれば、内燃機関１
による発電が必要であると判定し、ステップＳ６１で発
電許可フラグＲＥＧ＿ＦＬＧを「１」にセットする。
【００３４】続くステップＳ６２で前記発電許可フラグ
ＲＥＧ＿ＦＬＧが「１」にセットされているとき、ステ
ップＳ６３で要求出力Ｐｔｒが図１１の設定値Ｐｂｓｆ
ｃ（内燃機関１の効率が最大となる出力）未満である場
合には、ステップＳ６４で発電電動機２に発生させるべ
き発電量Ｐｍを、設定値Ｐｂｓｆｃから要求出力Ｐｔｒ
を減算した値に設定し、内燃機関１の出力となる設定値
Ｐｂｓｆｃの一部である発電量Ｐｍで発電電動機２を駆
動してバッテリ８を充電する。またステップＳ６５でバ
ッテリ残容量Ｅｓｏｃが図１０の第２閾値Ｅ２以上であ
ってバッテリ８の充電が不要な場合には、ステップＳ６
６で発電電動機２に発生させるべき発電量Ｐｍを０に設
定するとともに、発電許可フラグＲＥＧ＿ＦＬＧを
「０」にリセットする。
【００３５】続くステップＳ６７でランキンサイクル装
置９の出力であるランキンサイクル出力Ｐｒｃを内燃機
関１の運転状態から算出し、ステップＳ６８で要求駆動
力Ｆｔｒから発電電動機２の電動機出力Ｐｍ（あるいは
負値である発電電動機２の発電量Ｐｍ）と、ランキンサ
イクル出力Ｐｒｃとを減算して目標内燃機関出力Ｐｅを
算出し、ステップＳ６９で最小の燃料消費量で前記目標
内燃機関出力Ｐｅを得るための内燃機関１の回転数Ｎｅ
を算出する。
【００３６】このように、車両のクルーズ時にバッテリ
残容量Ｅｓｏｃが充分であるとき、要求出力Ｐｔｒが大
きければ内燃機関１の駆動力および発電電動機２の駆動
力を併用して走行し、要求出力Ｐｔｒが小さければ内燃
機関１を停止して発電電動機２の駆動力だけで走行する
ので燃料の消費量を最小限に抑えることができる。また
車両のクルーズ時にバッテリ残容量Ｅｓｏｃが不足して
いるときには、内燃機関１の駆動力で発電電動機２を駆
動してバッテリ８を充電することができる。
【００３７】また内燃機関１の排気ガスの温度が所定値
以上になり、かつ内燃機関１の排気ガスの流量が所定値
以上になる車両のクルーズ時にランキンサイクル装置９
を作動させるので、ランキンサイクル装置９を高効率で
運転して排気ガスの熱エネルギーを有効に回収し、内燃
機関１の燃料消費量を効果的に節減することができる。
【００３８】次に、図７のフローチャートに基づいて前
記ステップＳ１１（減速時制御）のサブルーチンを説明
する。
【００３９】先ず、ステップＳ７１で車速およびスロッ
トル開度から車両の要求出力、つまり要求回生出力Ｐｔ
ｒを算出し、ステップＳ７２でバッテリ電圧およびバッ
テリ電流からバッテリ残容量Ｅｓｏｃを算出する。続く
ステップＳ７３でバッテリ残容量Ｅｓｏｃが図１０の第
３閾値Ｅ３以下であれば回生電力によるバッテリ８の充
電が可能であると判定し、ステップＳ７４で充電許可フ
ラグＣＨＡ＿ＦＬＧを「１」にセットする。
【００４０】続くステップＳ７５で前記充電許可フラグ
ＣＨＡ＿ＦＬＧが「１」にセットされているとき、ステ
ップＳ７６で要求回生出力Ｐｔｒの絶対値が図１１の閾
値Ｐ２の絶対値以下である場合には、ステップＳ７７で
前記要求回生出力のＰｔｒをそのまま発電電動機２の回
生出力Ｐｍとする。またステップＳ７８で要求回生出力
Ｐｔｒの絶対値が図１１の閾値Ｐ２の絶対値を越えてい
る場合には、ステップＳ７９で発電電動機２の回生出力
Ｐｍを前記閾値Ｐ２に設定する。
【００４１】続くステップＳ８０でバッテリ残容量Ｅｓ
ｏｃが図１０の第３閾値Ｅ３を越えていれば、バッテリ
８がそれ以上充電できない状態にあると判定し、ステッ
プＳ８１で充電許可フラグＣＨＡ＿ＦＬＧを「０」にリ
セットする。
【００４２】続くステップＳ８２で前記充電許可フラグ
ＣＨＡ＿ＦＬＧが「０」にリセットされているとき、ス
テップＳ８３で内燃機関１が運転中である場合には、ス
テップＳ８４で回生制動を行わずにエンジンブレーキお
よびメカブレーキで車両を減速する。またステップＳ８
５で内燃機関１が停止中であれば、ステップＳ８６でメ
カブレーキで車両を減速する。
【００４３】このように、車両の減速時にバッテリ８が
過充電になる虞がないことを条件に、発電電動機２によ
り回生制動を実行して回生電力でバッテリ８を充電し、
またバッテリ８が過充電になる虞がある場合には回生制
動を禁止してエンジンブレーキおよびメカブレーキで車
両を減速するので、燃料の消費量を最小限に抑えながら
バッテリ残容量Ｅｓｏｃを最大限に確保することができ
る。
【００４４】図１２は車両の走行パターンの一例を示す
もので、加速時には内燃機関１の駆動力および発電電動
機２の駆動力を併用して走行し、クルーズ時には内燃機
関１の駆動力で走行し、減速時には内燃機関１を停止さ
せて発電電動機２の回生電力でバッテリ８を充電する。
そして車両の加速時およびクルーズ時にはランキンサイ
クル装置９の出力で内燃機関１の駆動力がアシストされ
る。
【００４５】図１３は車両の走行パターンの他の一例を
示すもので、車両の発進時には大きな低速トルクを出力
可能な発電電動機２を使用し、加速時には内燃機関１の
駆動力で走行し、クルーズ時には発電電動機２の駆動力
で走行し、減速時には内燃機関１を停止させて発電電動
機２の回生電力でバッテリ８を充電する。そして車両の
加速時およびクルーズ時にはランキンサイクル装置９の
出力で内燃機関１の駆動力がアシストされる。
【００４６】次に、図１４に基づいて本発明の第２実施
例を説明する。
【００４７】図１に示す第１実施例では発電電動機２が
内燃機関１および変速機４の間に設けられていたが、第
２実施例はバッテリ８により駆動される第１発電電動機
２ａが差動装置６に接続され、かつバッテリ８により駆
動される第２発電電動機２ｂが内燃機関１に接続され
る。第１発電電動機２ａは、該第１発電電動機２ａだけ
の駆動力による走行と、内燃機関１の駆動力のアシスト
と、回生電力の発生とに使用され、第２発電電動機２ｂ
は、内燃機関１の始動と、内燃機関１の駆動力による発
電とに使用される。本実施例でも、前述した第１実施例
と同様にランキンサイクル装置９が出力する駆動力は、
遊星歯車機構等の駆動力統合手段を介して変速機４に入
力される（矢印ａ参照）。
【００４８】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は前記実施例に限定されるものでなく、種々の設計変
更を行うことが可能である。
【００４９】例えば、既に説明した実施例では、図１お
よび図１４に矢印ａで示すようにランキンサイクル装置
９の軸出力を車両の走行用の駆動源として直接使用して
いるが、ランキンサイクル装置９の軸出力で図示せぬ発
電機を駆動することができる。矢印ｂで示すように発電
機で発電した電力はバッテリ８に充電され、発電電動機
２，２ａ，２ｂの駆動に使用される。車両の加速時やク
ルーズ時には発電電動機２，２ａによる回生電力を得る
ことができないが、このときランキンサイクル装置９に
より発電した電力でバッテリ８を充電することにより、
内燃機関１の駆動力を用いることなく、加速時、クルー
ズ時および減速時の全ての場合において、ランキンサイ
クル装置９の発電電力あるいは発電電動機２，２ａの回
生電力でバッテリ８を充電することができ、発電電動機
２，２ａ，２ｂの性能を充分に生かすことができる。
尚、本実施例では、第１、第２実施例におけるランキン
サイクル出力Ｐｒｃに対応する出力を、発電電動機２が
電動機出力Ｐｍとして出力することになる。
【００５０】また図５に示す加速時の処理に代えて、図
６に示すクルーズ時の処理を採用することができる。
【００５１】また本発明は発電電動機２，２ａ，２ｂを
備えていない車両に対しても適用することができる。
【００５２】
【発明の効果】以上のように請求項１に記載された発明
によれば、内燃機関の排気ガスを熱源とするランキンサ
イクル装置が、排気ガスの温度が所定値以上であり、か
つ排気ガスの流量が所定値以上のときに作動するので、
ランキンサイクル装置を効率が高い状態で運転して排気
ガスのエネルギーの回収効率を高め、内燃機関の燃料消
費量を節減することができる。
【００５３】また請求項２に記載された発明によれば、
加速時およびクルーズ時にランキンサイクル装置を作動
させるので、内燃機関の排気ガスの温度が高く流量が多
い状態でランキンサイクル装置を作動させて排気ガスの
エネルギーの回収効率を高めることができる。
【００５４】また請求項３に記載された発明によれば、
走行用の駆動力を発生するとともに回生制動力を発生す
る発電電動機を備えたことにより、発電電動機を電動機
として機能させて内燃機関の駆動力をアシストすること
ができるだけでなく、発電電動機を発電機として機能さ
せて減速時に回生制動を行うことで、車両の運動エネル
ギーを電気エネルギーとして回収することができる。こ
れにより、車両の加速時およびクルーズ時にはランキン
サイクル装置によりエネルギー回収を行ない、車両の減
速時には発電電動機によりエネルギー回収を行なうこと
で、内燃機関の燃料消費量を一層節減することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】ハイブリッド車両の全体構成を示す図
【図２】ランキンサイクル装置の構成を示す図
【図３】メインルーチンのフローチャート
【図４】停止時処理ルーチンのフローチャート
【図５】加速時処理ルーチンのフローチャート
【図６】クルーズ時処理ルーチンのフローチャート
【図７】減速時処理ルーチンのフローチャート
【図８】停止、加速、クルーズおよび減速を判定するマ
ップを示す図
【図９】電動機アシスト領域、内燃機関走行領域および
充電領域を判定するマップを示す図
【図１０】バッテリの充電状態の各閾値を示す図
【図１１】内燃機関走行領域、電動機走行領域および充
電領域を判定するマップを示す図
【図１２】車両の走行パターンの一例を示すタイムチャ
ート
【図１３】車両の走行パターンの他の一例を示すタイム
チャート
【図１４】本発明の第２実施例に係るハイブリッド車両
の全体構成を示す図
【符号の説明】
１ 内燃機関 ２ 発電電動機 ２ａ 第１発電電動機（発電電動機） ９ ランキンサイクル装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６０Ｌ 11/14 ＺＨＶ Ｆ０２Ｇ 5/02 Ｂ Ｆ０２Ｇ 5/02 Ｄ Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｅ (72)発明者 佐藤 聡長 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 3D039 AA01 AA02 AA04 AA05 AB01 AB27 AC01 AC32 AD01 AD02 AD53 3D044 AA17 AB01 AC03 AC05 AC26 AC28 AD01 AE19 AE27 5H115 PA11 PG04 PO17 QI04 SE04 SE05 SE10 TO05

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 走行用の駆動力を発生する内燃機関
    （１）と、内燃機関（１）の運転時にその排気ガスで作
    動して駆動力を発生するランキンサイクル装置（９）と
    を備えたランキンサイクル装置付き車両において、 内燃機関（１）の排気ガスの温度が所定値以上であり、
    かつ内燃機関（１）の排気ガスの流量が所定値以上のと
    きにランキンサイクル装置（９）を作動させることを特
    徴とするランキンサイクル装置付き車両。
  2. 【請求項２】 加速時およびクルーズ時にランキンサイ
    クル装置（９）を作動させることを特徴とする、請求項
    １に記載のランキンサイクル装置付き車両。
  3. 【請求項３】 走行用の駆動力を発生するとともに回生
    制動力を発生する発電電動機（２，２ａ）を備えたこと
    を特徴とする、請求項１または請求項２に記載のランキ
    ンサイクル装置付き車両。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008016234A1 (en) * 2006-08-03 2008-02-07 Seiji Ishibe System for using waste energy of hybrid vehicle comprising inner combustion engine, hybrid system, and system for using waste energy of inner combustion engine for generating electric energy
JP2010196476A (ja) * 2009-02-23 2010-09-09 Nissan Motor Co Ltd 廃熱回収装置搭載車両
WO2011006904A3 (en) * 2009-07-14 2011-03-31 Creaidea B.V. Use of rankine cycle apparatus in vessels
CN103338992B (zh) * 2011-01-26 2015-07-29 丰田自动车株式会社 混合动力车辆的控制装置
JP2016049899A (ja) * 2014-09-01 2016-04-11 マツダ株式会社 車両用減速回生制御装置
CN107972669A (zh) * 2016-10-24 2018-05-01 万国引擎知识产权有限责任公司 车辆中的发动机功率调节
WO2020026905A1 (ja) * 2018-07-31 2020-02-06 マツダ株式会社 車両駆動装置

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010083153A1 (en) 2009-01-13 2010-07-22 Avl North America Inc. Sliding vane rotary expander for waste heat recovery system
WO2010083198A1 (en) 2009-01-13 2010-07-22 Avl North America Inc. Hybrid power plant with waste heat recovery system
US9051900B2 (en) 2009-01-13 2015-06-09 Avl Powertrain Engineering, Inc. Ejector type EGR mixer
US10279676B2 (en) 2017-03-07 2019-05-07 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Hybrid vehicle with in wheel motor and rankine cycle system

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0884550A3 (en) * 1997-06-13 1999-12-15 Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. Heat exchanger, heat exchange apparatus comprising the same, and heat exchange apparatus-carrying gas engine
JP2000073753A (ja) * 1998-09-01 2000-03-07 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の廃熱回収装置
JP2000345835A (ja) * 1999-06-07 2000-12-12 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関
JP2001132538A (ja) * 1999-11-04 2001-05-15 Hideo Kawamura エネルギ回収装置を備えたエンジン
JP2001227616A (ja) * 1999-12-08 2001-08-24 Honda Motor Co Ltd 駆動装置
JP2001271609A (ja) * 2000-01-18 2001-10-05 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の廃熱回収装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008016234A1 (en) * 2006-08-03 2008-02-07 Seiji Ishibe System for using waste energy of hybrid vehicle comprising inner combustion engine, hybrid system, and system for using waste energy of inner combustion engine for generating electric energy
JP2010196476A (ja) * 2009-02-23 2010-09-09 Nissan Motor Co Ltd 廃熱回収装置搭載車両
WO2011006904A3 (en) * 2009-07-14 2011-03-31 Creaidea B.V. Use of rankine cycle apparatus in vessels
CN103338992B (zh) * 2011-01-26 2015-07-29 丰田自动车株式会社 混合动力车辆的控制装置
JP2016049899A (ja) * 2014-09-01 2016-04-11 マツダ株式会社 車両用減速回生制御装置
CN107972669A (zh) * 2016-10-24 2018-05-01 万国引擎知识产权有限责任公司 车辆中的发动机功率调节
WO2020026905A1 (ja) * 2018-07-31 2020-02-06 マツダ株式会社 車両駆動装置
JP2020019329A (ja) * 2018-07-31 2020-02-06 マツダ株式会社 車両駆動装置

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