JP2012159068A - Control device - Google Patents

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Shuhei Koyama
修平 小山
Tadashi Nakagawa
正 中川
Keiko Tanaka
敬子 田中
Manabu Orihashi
学芙 渡橋
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate freeze of working fluid for recovering waste heat, without deteriorating a fuel consumption rate of an internal combustion engine.SOLUTION: When the working fluid may freeze in a steam loop where the working fluid evaporated by waste heat of an exhaust gas exhausted from an engine 10 circulates, an ECU 60 calculates fuel consumption of the engine to be deteriorated while an electric heater 50 disposed on the steam loop is operated and fuel consumption of the engine to be increased by a crank cap 11 being locally warmed-up using the evaporated working fluid. When the fuel consumption to be increased by the local warming up exceeds the fuel consumption to be deteriorated while the electric heater 50 is operated, the ECU operates the electric heater 50.

Description

本発明は、制御装置に関する。   The present invention relates to a control device.

従来、内燃機関の駆動に伴って発生する廃熱のエネルギーを、媒体となる流体を介して回収し、利用する廃熱利用装置が知られている。例えば、特許文献1では、排気通路上に蒸気発生器を設け、蒸気発生器より発生した蒸気を熱交換器に流入させ、熱交換器においてエンジン冷却水と蒸気との間で熱交換を行うことにより、冷間時のエンジン早期暖機を行う廃熱利用装置が記載されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a waste heat utilization device that collects and uses waste heat energy generated by driving an internal combustion engine via a fluid as a medium. For example, in Patent Document 1, a steam generator is provided on the exhaust passage, steam generated from the steam generator is caused to flow into the heat exchanger, and heat exchange is performed between the engine coolant and the steam in the heat exchanger. Describes a waste heat utilization device that performs early engine warm-up when cold.

また、エンジン冷間時および外気温が低温である場合におけるエンジンの制御に関する技術として、特許文献2〜4がある。   Moreover, there are Patent Documents 2 to 4 as technologies related to engine control when the engine is cold and when the outside air temperature is low.

特開2010−156315号公報JP 2010-156315 A 特開2005−108832号公報JP 2005-108832 A 特開2010−223161号公報JP 2010-223161 A 特開2006−052718号公報JP 2006-052718 A

特許文献1に記載の廃熱利用装置では、蒸気発生器で発生した蒸気が熱交換器へと流通し、エンジン冷却水との熱交換後に凝縮して蒸気発生器へ循環する蒸気ループが形成されている。ここで、外気温が氷点下である場合、蒸気ループ内において凝縮水が凍結する恐れが生じる。凝縮水が凍結することを防ぐためには、蒸気ループ内の凍結防止用の電気ヒータを設け、蒸気ループに熱を加えるという対策が考えられる。しかしながら、電気ヒータを作動させた場合、電気ヒータが作動する分だけエンジンに負荷が生じ、エンジンの燃料消費率(燃費)が悪化してしまう。   In the waste heat utilization apparatus described in Patent Document 1, a steam loop is formed in which steam generated in the steam generator flows to the heat exchanger, condenses after heat exchange with the engine cooling water, and circulates to the steam generator. ing. Here, when the outside air temperature is below the freezing point, the condensed water may freeze in the steam loop. In order to prevent the condensed water from freezing, a countermeasure may be considered in which an electric heater for preventing freezing in the steam loop is provided and heat is applied to the steam loop. However, when the electric heater is operated, a load is generated on the engine as much as the electric heater is operated, and the fuel consumption rate (fuel consumption) of the engine is deteriorated.

そこで、本明細書開示の制御装置は、内燃機関の燃料消費率を悪化させることなく、廃熱回収のための作動流体の凍結を解消することを課題とする。   Therefore, an object of the control device disclosed in the present specification is to eliminate freezing of the working fluid for waste heat recovery without deteriorating the fuel consumption rate of the internal combustion engine.

かかる課題を解決するために、本明細書開示の制御装置は、内燃機関から排出される排気ガスの廃熱により蒸気化した作動流体が循環する蒸気経路内において前記作動流体が凍結する可能性を判定する凍結判定手段と、前記凍結判定手段により前記作動流体が凍結する可能性があると判定された場合に、前記蒸気経路上に設けられた加熱装置を作動させた場合に悪化する燃費と、前記内燃機関の構成部品を前記蒸気化した作動流体を用いて局所暖機することによって向上する燃費とを算出する算出手段と、前記局所暖機によって向上する燃費が、前記加熱装置を作動させた場合に悪化する燃費を上回る場合に、前記加熱装置を作動させる制御手段と、を有する。   In order to solve such a problem, the control device disclosed in this specification has a possibility that the working fluid freezes in a steam path in which the working fluid vaporized by waste heat of exhaust gas discharged from the internal combustion engine circulates. The freezing determination means for determining, and when the freezing determination means determines that the working fluid is likely to freeze, the fuel consumption worsened when the heating device provided on the steam path is operated, The calculation means for calculating the fuel efficiency improved by locally warming up the components of the internal combustion engine using the vaporized working fluid, and the fuel efficiency improved by the local warm-up operated the heating device. Control means for operating the heating device when the fuel consumption is worsened.

上記の構成によれば、局所暖機によって向上する燃費が、加熱装置を作動させた場合に悪化する燃費を上回る場合に加熱装置を作動させるため、内燃機関の燃料消費率を悪化させることなく、廃熱回収のための作動流体の凍結が解消される。   According to the above configuration, in order to operate the heating device when the fuel consumption improved by local warm-up exceeds the fuel consumption deteriorated when the heating device is operated, without deteriorating the fuel consumption rate of the internal combustion engine, Freezing of working fluid for waste heat recovery is eliminated.

本明細書開示の制御装置によれば、内燃機関の燃料消費率を悪化させることなく、廃熱回収のための作動流体の凍結が解消される。   According to the control device disclosed in the present specification, freezing of the working fluid for waste heat recovery is eliminated without deteriorating the fuel consumption rate of the internal combustion engine.

図1は、実施例に係る廃熱利用システムの構成を模式的に示した図である。FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of a waste heat utilization system according to an embodiment. 図2は、排気熱回収器の構成の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of the exhaust heat recovery device. 図3は、蒸気化した作動流体とクランクキャップとの熱交換について説明するための概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining heat exchange between the vaporized working fluid and the crank cap. 図4は、ECUが実行する処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of processing executed by the ECU. 図5(A)は、水温及び外気温から局所暖機燃費効果を算出するためのマップの一例であり、図5(B)は、外気温から燃費悪化を算出するためのマップの一例である。FIG. 5A is an example of a map for calculating the local warm-up fuel efficiency effect from the water temperature and the outside temperature, and FIG. 5B is an example of a map for calculating the fuel efficiency deterioration from the outside temperature. .

以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本願発明に係る制御装置を含む廃熱利用システムの構成の一例について図1を参照しつつ説明する。図1は、実施例に係る廃熱利用システム100の構成を模式的に示した図である。   An example of the configuration of a waste heat utilization system including a control device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of a waste heat utilization system 100 according to the embodiment.

廃熱利用システム100は、エンジン10と、排気熱回収器20と、蒸気流通配管30と、凝縮液流通配管40とを備える。   The waste heat utilization system 100 includes an engine 10, an exhaust heat recovery device 20, a steam circulation pipe 30, and a condensate circulation pipe 40.

排気熱回収器20は、エンジン10から排出される排気ガスが流通する排気ガス通路12を備え、排気ガスの廃熱により作動流体を蒸気化する。なお、本実施冷では、作動流体を水であるとして説明をおこなうが、作動流体は水に限られるものではない。排気熱回収器20の詳細については後述する。   The exhaust heat recovery device 20 includes an exhaust gas passage 12 through which exhaust gas discharged from the engine 10 flows, and vaporizes the working fluid by waste heat of the exhaust gas. In this embodiment cooling, the working fluid is described as being water, but the working fluid is not limited to water. Details of the exhaust heat recovery unit 20 will be described later.

蒸気流通配管30は、エンジン10内へ引き込まれている。排気熱回収器20で蒸気化した作動流体は、実線の矢印で示すように蒸気流通配管30を流通し、エンジン10内でクランクキャップ11と熱交換を行う。これにより、局所暖機が行われる。なお、本実施例では局所暖機を行う部位としてクランクキャップ11を選定しているが、局所暖機を行う部位はクランクキャップ11に限られるものではなく、エンジン11の他の構成部品であってもよい。   The steam distribution pipe 30 is drawn into the engine 10. The working fluid vaporized by the exhaust heat recovery unit 20 flows through the steam distribution pipe 30 as indicated by solid arrows, and exchanges heat with the crank cap 11 in the engine 10. Thereby, local warming-up is performed. In the present embodiment, the crank cap 11 is selected as the part for performing the local warm-up, but the part for performing the local warm-up is not limited to the crank cap 11 and is another component of the engine 11. Also good.

凝縮液流通配管40は、排気熱回収器20に接続されている。エンジン10内でクランクキャップ11と熱交換を行い凝縮された作動流体は、破線の矢印で示すように凝縮液流通配管40を流通し、排気熱回収器20へと戻る。このように、蒸気流通配管30、排気熱回収器20、及び凝縮液流通配管40は接続されており、図中に点線で示すように、作動流体が循環するループ状の経路を形成している。以後、作動流体が循環するループ状の経路を蒸気ループ(蒸気経路に相当する)と記載する。   The condensate circulation pipe 40 is connected to the exhaust heat recovery device 20. The working fluid condensed by exchanging heat with the crank cap 11 in the engine 10 circulates through the condensate circulation pipe 40 as indicated by the broken arrow and returns to the exhaust heat recovery device 20. In this way, the steam circulation pipe 30, the exhaust heat recovery device 20, and the condensate circulation pipe 40 are connected to form a loop-shaped path through which the working fluid circulates as indicated by a dotted line in the figure. . Hereinafter, a loop path through which the working fluid circulates is referred to as a steam loop (corresponding to a steam path).

また、凝縮液流通配管40上には、凝縮水の凍結を防止するための電気ヒータ50が配設されている。電気ヒータ50は、後述するECU(Electronic Control Unit)60により、そのオン・オフが制御される。   An electric heater 50 is provided on the condensate circulation pipe 40 to prevent the condensed water from freezing. The electric heater 50 is controlled to be turned on and off by an ECU (Electronic Control Unit) 60 described later.

また、廃熱利用システム100は、凍結判定手段、算出手段、及び制御手段として機能するECU60を備える。ECU60は、外気温を計測する外気温計71、凝縮液流通配管40の配管表面温度を計測する温度計72、排気熱回収器20内の作動流体の温度を計測する水温計73、及び電気ヒータ50と電気的に接続されている。   In addition, the waste heat utilization system 100 includes an ECU 60 that functions as a freezing determination unit, a calculation unit, and a control unit. The ECU 60 includes an outside air temperature meter 71 that measures the outside air temperature, a thermometer 72 that measures the surface temperature of the condensate circulation pipe 40, a water temperature meter 73 that measures the temperature of the working fluid in the exhaust heat recovery device 20, and an electric heater. 50 is electrically connected.

ECU60は、温度計72から凝縮液流通配管40の配管表面温度を取得し、蒸気ループ内の凝縮水が凍結している可能性(以後、凍結の可能性と記載する)があるか否か判定する。例えば、ECU60は、配管表面温度が作動流体の凝固点よりも所定温度(例えば5度)低い場合に、凍結の可能性があると判定する。また、ECU60は、外気温計71から外気温を取得し、水温計73から排気熱回収器20内の作動流体の温度を取得する。ECU60は、取得した外気温及び作動流体の温度から、局所暖機により向上する燃費を算出する。また、ECU69は、外気温から、電気ヒータ50を作動させた場合に悪化する燃費を算出する。ECU60は、算出した各燃費に基づき、電気ヒータ50のオン・オフを制御する。   The ECU 60 obtains the pipe surface temperature of the condensate circulation pipe 40 from the thermometer 72, and determines whether or not there is a possibility that the condensed water in the steam loop is frozen (hereinafter, described as the possibility of freezing). To do. For example, the ECU 60 determines that there is a possibility of freezing when the pipe surface temperature is lower than the freezing point of the working fluid by a predetermined temperature (for example, 5 degrees). Further, the ECU 60 obtains the outside air temperature from the outside air temperature meter 71 and obtains the temperature of the working fluid in the exhaust heat recovery device 20 from the water temperature meter 73. The ECU 60 calculates the fuel efficiency that is improved by local warm-up from the acquired outside air temperature and working fluid temperature. Further, the ECU 69 calculates the fuel efficiency that deteriorates when the electric heater 50 is operated from the outside air temperature. The ECU 60 controls on / off of the electric heater 50 based on the calculated fuel consumption.

次に、排気熱回収器20の構成について図2を用いて説明する。図2は、排気熱回収器20の構成の一例を示す図である。   Next, the configuration of the exhaust heat recovery unit 20 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of the exhaust heat recovery unit 20.

クランクキャップ11との熱交換後、凝縮した作動流体は、凝縮液流通配管40から排気熱回収器20へと回収される。排気熱回収器20内には、排気ガス通路12が配設されており、排気熱回収器20に回収された液相の作動流体は、排気ガスとの間で熱交換を行い、沸騰する。沸騰して蒸気化した作動流体は、蒸気流通配管30からエンジン10へ流通する。   After heat exchange with the crank cap 11, the condensed working fluid is recovered from the condensate circulation pipe 40 to the exhaust heat recovery device 20. An exhaust gas passage 12 is disposed in the exhaust heat recovery device 20, and the liquid-phase working fluid recovered in the exhaust heat recovery device 20 exchanges heat with the exhaust gas and boils. The boiled working fluid is circulated from the steam distribution pipe 30 to the engine 10.

次に、蒸気化した作動流体とクランクキャップ11との熱交換について図3を用いて説明する。図3は、蒸気化した作動流体とクランクキャップ11との熱交換について説明するための概念図である。   Next, heat exchange between the vaporized working fluid and the crank cap 11 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining heat exchange between the vaporized working fluid and the crank cap 11.

図3(A)は、エンジン10の上面概念図である。図3(A)に示すように、排気熱回収器20で発生した蒸気が、各気筒内に設けられているクランクキャップ11へと供給されるように、エンジン10内には蒸気配管31が設けられている。   FIG. 3A is a conceptual top view of the engine 10. As shown in FIG. 3A, a steam pipe 31 is provided in the engine 10 so that steam generated in the exhaust heat recovery unit 20 is supplied to the crank cap 11 provided in each cylinder. It has been.

図3(B)は、エンジン10の断面概念図である。図3(B)に示すように、蒸気配管31の先には、クランクキャップ11との間で熱交換を行う蒸気供給部32が配設されている。蒸気供給部32へと流通した蒸気がクランクキャップ11と熱交換を行うことによって、エンジン10の局所暖機が行われる。蒸気供給部32においてクランクキャップ11と熱交換を行い凝縮した作動流体は、凝縮液戻り管33から、凝縮液流通配管40へと流通する。   FIG. 3B is a conceptual cross-sectional view of the engine 10. As shown in FIG. 3B, a steam supply unit 32 that performs heat exchange with the crank cap 11 is disposed at the tip of the steam pipe 31. The steam that has flowed to the steam supply unit 32 exchanges heat with the crank cap 11, thereby locally warming up the engine 10. The working fluid condensed by heat exchange with the crank cap 11 in the steam supply section 32 flows from the condensate return pipe 33 to the condensate circulation pipe 40.

次に、ECU60が実行する処理の一例について説明する。図4は、ECU60が実行する処理の一例を示すフローチャートである。   Next, an example of processing executed by the ECU 60 will be described. FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of processing executed by the ECU 60.

ECU60は、まず、蒸気ループ内の凝縮水が凍結している可能性があるか否か判定する(ステップS10)。例えば、ECU60は、凝縮液流通配管40の配管表面温度が、作動流体の凝固点よりも所定温度低い場合に、凝縮水が凍結している可能性があると判定する。なお、凍結判定の方法は上記に限られない。例えば、ECU60は、外気温と車速とを用いて凍結の可能性を判定してもよい。具体的には、外気温が作動流体の凝固点よりも低く、かつ、マップから求められる車速に対する熱移動量が、実際の熱移動量よりも大きい場合に、ECU60は、凍結の可能性があると判定してもよい。また、ECU60は、外気温と駐車時間とを用いて凍結の可能性を判定してもよい。具体的には、外気温が作動流体の凝固点よりも低く、かつ、駐車時間が所定時間を超えた場合に、ECU60は、凍結の可能性があると判定してもよい。さらに、ECU60は、蒸気ループ内の圧力を用いて凍結の可能性を判定してもよい。具体的には、現在の蒸気ループ内の圧力が、正常時のループ内の圧力よりも低い場合に、ECU60は凍結の可能性があると判定してもよい。   The ECU 60 first determines whether or not the condensed water in the steam loop may be frozen (step S10). For example, the ECU 60 determines that the condensed water may be frozen when the pipe surface temperature of the condensate circulation pipe 40 is lower than the freezing point of the working fluid by a predetermined temperature. The method for determining freezing is not limited to the above. For example, the ECU 60 may determine the possibility of freezing using the outside air temperature and the vehicle speed. Specifically, when the outside air temperature is lower than the freezing point of the working fluid and the heat transfer amount with respect to the vehicle speed determined from the map is larger than the actual heat transfer amount, the ECU 60 may be frozen. You may judge. Further, the ECU 60 may determine the possibility of freezing using the outside air temperature and the parking time. Specifically, when the outside air temperature is lower than the freezing point of the working fluid and the parking time exceeds a predetermined time, the ECU 60 may determine that there is a possibility of freezing. Further, the ECU 60 may determine the possibility of freezing using the pressure in the steam loop. Specifically, the ECU 60 may determine that there is a possibility of freezing when the current pressure in the steam loop is lower than the normal pressure in the loop.

蒸気ループ内の凝縮水が凍結する可能性がないと判定した場合(ステップS10/NO)、ECU60は、凍結の可能性を監視するためステップS10の処理を繰り返す。   If it is determined that the condensed water in the steam loop is not likely to freeze (step S10 / NO), the ECU 60 repeats the process of step S10 to monitor the possibility of freezing.

蒸気ループ内の凝縮水が凍結する可能性があると判定した場合(ステップS10/YES)、ECU60は、水温及び外気温から局所暖機燃費効果を算出する(ステップS12)。具体的には、図5(A)に示すマップを用いて、水温及び外気温から局所暖機燃費効果を算出する。ここで、局所暖機燃費効果とは、局所暖機を行うことによって、局所暖機を行わない場合の燃費と比較して、どの程度燃費が向上するかを示すものである。   When it determines with the possibility that the condensed water in a steam loop may freeze (step S10 / YES), ECU60 calculates a local warming-up fuel consumption effect from water temperature and external temperature (step S12). Specifically, the local warm-up fuel efficiency effect is calculated from the water temperature and the outside air temperature using the map shown in FIG. Here, the local warm-up fuel efficiency effect indicates how much the fuel efficiency is improved by performing the local warm-up as compared to the fuel efficiency when the local warm-up is not performed.

図5(A)は、水温及び外気温から局所暖機燃費効果を算出するためのマップの一例である。図5(A)において、各曲線は、外気温ごとの局所暖機燃費効果を表す。ECU60は、図5(A)において、水温計73から取得した水温から垂直に伸ばした直線と、外気温計71から取得した外気温と対応する曲線との交点における局所暖機燃費効果の値(α)を取得する。なお、図5(A)から、水温が同じ場合、外気温が低いほど局所暖機燃費効果が高くなることがわかる。また、水温が低いほど、局所暖機燃費効果が高くなる。   FIG. 5A is an example of a map for calculating the local warm-up fuel efficiency effect from the water temperature and the outside air temperature. In FIG. 5A, each curve represents the local warm-up fuel efficiency effect for each outside air temperature. In FIG. 5A, the ECU 60 determines the value of the local warm-up fuel efficiency effect at the intersection of the straight line vertically extended from the water temperature acquired from the water temperature meter 73 and the curve corresponding to the outside air temperature acquired from the outside air temperature meter 71 ( α) is obtained. FIG. 5A shows that when the water temperature is the same, the local warm-up fuel consumption effect increases as the outside air temperature decreases. Moreover, a local warming-up fuel consumption effect becomes high, so that water temperature is low.

図4に戻り説明を続ける。次に、ECU60は、外気温から、電気ヒータ50を作動させた場合に悪化する燃費(燃費悪化)を算出する(ステップS14)。具体的には、図5(B)に示すマップを用いて、外気温に基づいて、燃費悪化を算出する。ここで、燃費悪化とは、電気ヒータ50を作動させることによって、電気ヒータ50を作動させない場合の燃費と比較して、どの程度燃費が悪化するかを示すものである。   Returning to FIG. Next, the ECU 60 calculates fuel efficiency (deterioration of fuel efficiency) that deteriorates when the electric heater 50 is operated from the outside air temperature (step S14). Specifically, fuel consumption deterioration is calculated based on the outside air temperature using the map shown in FIG. Here, the deterioration in fuel consumption indicates how much the fuel consumption deteriorates by operating the electric heater 50 as compared to the fuel consumption when the electric heater 50 is not operated.

図5(B)は、外気温から燃費悪化を算出するためのマップの一例である。図5(B)において、曲線は外気温と燃費悪化との関係を表している。ECU60は、図5(B)において、外気温計71から取得した外気温から垂直に伸ばした直線と、曲線とが交わる点における燃費悪化(β)を取得する。   FIG. 5B is an example of a map for calculating deterioration in fuel consumption from the outside air temperature. In FIG. 5B, the curve represents the relationship between the outside air temperature and fuel consumption deterioration. In FIG. 5B, the ECU 60 acquires the fuel consumption deterioration (β) at the point where the straight line extending from the outside air temperature obtained from the outside air temperature meter 71 and the curve intersect.

次に、ECU60は、局所暖機燃費効果(α)が、電気ヒータ50を作動させることによる燃費悪化(β)よりも大きいか否か判定する(ステップS16)。すなわち、局所暖機によって向上する燃費と、電気ヒータ50を作動させることによって悪化する燃費とを比較する。局所暖機燃費効果(α)が燃費悪化(β)よりも大きい場合(ステップS16/YES)、ECU60は電気ヒータ50をONにする(ステップS18)。例えば、局所暖機によって燃費が5%向上し、電気ヒータ50を作動させることによって燃費が3%悪化する場合、ECU60は、電気ヒータ50をONにする。これにより、電気ヒータ50が作動し、蒸気ループ内の凍結が解消される。また、局所暖機により向上した燃費によって電気ヒータ50の作動によって悪化する燃費をカバーできるため、エンジン10の燃費の悪化が抑制される。   Next, the ECU 60 determines whether or not the local warm-up fuel efficiency effect (α) is greater than the fuel efficiency deterioration (β) caused by operating the electric heater 50 (step S16). That is, the fuel consumption improved by the local warm-up and the fuel consumption deteriorated by operating the electric heater 50 are compared. When the local warm-up fuel efficiency effect (α) is larger than the fuel efficiency deterioration (β) (step S16 / YES), the ECU 60 turns on the electric heater 50 (step S18). For example, when the fuel efficiency is improved by 5% due to local warm-up and the fuel efficiency is deteriorated by 3% by operating the electric heater 50, the ECU 60 turns on the electric heater 50. Thereby, the electric heater 50 operates and the freezing in the steam loop is eliminated. Moreover, since the fuel consumption deteriorated by the operation of the electric heater 50 can be covered by the fuel efficiency improved by the local warm-up, the deterioration of the fuel consumption of the engine 10 is suppressed.

一方、局所暖機燃費効果(α)が燃費悪化(β)よりも小さい場合(ステップS16/NO)、ECU60は電気ヒータ50をOFFにする(ステップS20)。例えば、局所暖機によって燃費が3%向上し、電気ヒータ50を作動させることによって燃費が5%悪化する場合、ECU60は、電気ヒータ50をOFFにする。この結果、電気ヒータ50をOFFすることで電気ヒータ50を作動させることによる燃費の悪化が生じないため、エンジン10の燃費の悪化が抑制される。なお、蒸気ループ内の凍結は、排気熱回収器20から蒸気ループへの伝熱により生じる熱によって解消される。   On the other hand, when the local warm-up fuel efficiency effect (α) is smaller than the fuel efficiency deterioration (β) (step S16 / NO), the ECU 60 turns off the electric heater 50 (step S20). For example, when the fuel efficiency is improved by 3% due to local warm-up and the fuel efficiency is deteriorated by 5% by operating the electric heater 50, the ECU 60 turns off the electric heater 50. As a result, since the fuel consumption is not deteriorated by operating the electric heater 50 by turning off the electric heater 50, the deterioration of the fuel consumption of the engine 10 is suppressed. The freezing in the steam loop is eliminated by heat generated by heat transfer from the exhaust heat recovery device 20 to the steam loop.

ECU60は、ステップS18又はステップS20の後、ステップS10から処理を繰り返す。なお、ステップS18において電気ヒータ50をONした場合、時間の経過にしたがって排気熱回収器20内の作動流体の水温は上昇するため、局所暖機燃費効果が時間の経過とともに低下していき、電気ヒータ50の作動による燃費悪化を下回ると、すなわち、β>αとなると、電気ヒータ50はOFFされる。   The ECU 60 repeats the processing from step S10 after step S18 or step S20. When the electric heater 50 is turned on in step S18, the water temperature of the working fluid in the exhaust heat recovery device 20 increases with the passage of time, so the local warm-up fuel consumption effect decreases with the passage of time, and the electric When the fuel consumption is deteriorated due to the operation of the heater 50, that is, when β> α, the electric heater 50 is turned off.

以上説明したように、上述の実施例に係るECU60は、蒸気ループ内で凝縮水が凍結している可能性がある場合、蒸気ループ上に設けられた電気ヒータ50を作動させた場合に悪化する燃費と、エンジン10の構成部品であるクランクキャップ11を排気ガスによって蒸気化させた蒸気を用いて局所暖機することによって向上する燃費とを算出し、局所暖機によって向上する燃費が、電気ヒータ50を作動させた場合に悪化する燃費を上回る場合に、電気ヒータ50を作動させる。これにより、蒸気ループ内において凍結が発生した場合に、燃費悪化を生じさせずに蒸気ループ内の凍結を解消するとともに、早期暖機を実行することができる。   As described above, the ECU 60 according to the above-described embodiment deteriorates when the electric heater 50 provided on the steam loop is operated when the condensed water may be frozen in the steam loop. The fuel efficiency and the fuel efficiency that is improved by locally warming up the crank cap 11 that is a component part of the engine 10 by using steam obtained by vaporizing the exhaust gas are calculated. The electric heater 50 is actuated when the fuel consumption that deteriorates when the actuator 50 is activated is exceeded. Thereby, when freezing occurs in the steam loop, it is possible to eliminate the freezing in the steam loop without causing deterioration in fuel consumption and to perform early warm-up.

上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。   The above-described embodiments are merely examples for carrying out the present invention, and the present invention is not limited thereto. Various modifications of these embodiments are within the scope of the present invention. It is apparent from the above description that various other embodiments are possible within the scope.

10…エンジン
11…クランクキャップ
12…排気ガス通路
20…排気熱回収器
30…蒸気流通配管
31…蒸気配管
32…蒸気供給部
33…凝縮液戻り管
40…凝縮水流通配管
50…電気ヒータ
60…ECU
71…外気温計
72…温度計
73…水温計
100…廃熱利用システム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Engine 11 ... Crank cap 12 ... Exhaust gas passage 20 ... Exhaust heat recovery device 30 ... Steam distribution pipe 31 ... Steam pipe 32 ... Steam supply part 33 ... Condensate return pipe 40 ... Condensate distribution pipe 50 ... Electric heater 60 ... ECU
71 ... Outside temperature meter 72 ... Thermometer 73 ... Water temperature meter 100 ... Waste heat utilization system

Claims (1)

内燃機関から排出される排気ガスの廃熱により蒸気化した作動流体が循環する蒸気経路内において前記作動流体が凍結する可能性を判定する凍結判定手段と、
前記凍結判定手段により前記作動流体が凍結する可能性があると判定された場合に、前記蒸気経路上に設けられた加熱装置を作動させた場合に悪化する燃費と、前記内燃機関の構成部品を前記蒸気化した作動流体を用いて局所暖機することによって向上する燃費とを算出する算出手段と、
前記局所暖機によって向上する燃費が、前記加熱装置を作動させた場合に悪化する燃費を上回る場合に、前記加熱装置を作動させる制御手段と、
を有することを特徴とする制御装置。

Freezing determination means for determining the possibility of the working fluid freezing in the steam path in which the working fluid vaporized by the waste heat of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine circulates;
When the freezing determination means determines that the working fluid is likely to freeze, the fuel consumption that deteriorates when the heating device provided on the steam path is activated, and the components of the internal combustion engine Calculating means for calculating fuel efficiency that is improved by locally warming up using the vaporized working fluid;
Control means for operating the heating device when the fuel efficiency improved by the local warming exceeds the fuel consumption that deteriorates when the heating device is operated,
A control device comprising:

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