JP2014141907A

JP2014141907A - 内燃機関

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Publication number: JP2014141907A
Application number: JP2013009796A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Katayama; 正章片山; Manabu Tateno; 学立野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-01-23
Filing date: 2013-01-23
Publication date: 2014-08-07

Abstract

【課題】排気通路部において相対的に上流側および下流側に配置されたスターリングエンジンそれぞれを有して構成される廃熱回収装置の出力を好適に確保できる内燃機関を提供する。
【解決手段】内燃機関１Ａは排気管１１０と廃熱回収装置１０ＡとＥＣＵ７０Ａとを備えている。廃熱回収装置１０Ａは排気管１１０に設けられている。廃熱回収装置１０Ａはスターリングエンジン１１、１２を有して構成されるとともに、スターリングエンジン１１、１２の出力それぞれを取り出すクランクシャフト６１を備えている。スターリングエンジン１１、１２それぞれは気筒２０、３０を備えている。ＥＣＵ７０Ａは負荷が所定値αよりも低い場合に、廃熱回収装置１０Ａの出力に合成されるスターリングエンジン１２の出力を低下させる。
【選択図】図１

Description

本発明は内燃機関に関する。

スターリングエンジンが排気通路部に設けられた内燃機関が知られている。かかる内燃機関に関する技術は例えば特許文献１で開示されている。特許文献１では内燃機関の排気ガスの流通方向に沿って一対の気筒を並べるようにして４気筒に多気筒化したスターリングエンジンが開示されている。

特許文献２では、作動空間とクランクケース内とを連通する連通手段と、当該連通手段に介在するようにして設けられた流量調節弁とを備えたスターリングエンジンが開示されている。特許文献３では、内燃機関の排ガスの流れ方向に沿って配置された第１および第２スターリングエンジン間にクラッチを有する排熱回収装置が開示されている。

特開２０１１−２０２６４０号公報特開２０１２−４１８９７号公報特開２００７−１８７１３９号公報

廃熱を回収するにあたり、内燃機関は複数のスターリングエンジンを有して構成される廃熱回収装置を排気通路部に備えることができる。ところがこの場合、排気からの受熱量は複数のスターリングエンジンのうち排気通路部において相対的に下流側に配置されたスターリングエンジンのほうが相対的に上流側に配置されたスターリングエンジンよりも小さくなる。

このため、相対的に下流側に配置されたスターリングエンジンでは、排気の熱量が小さい場合に出力が大幅に低下したり、出力を発生させることができなくなったりする虞がある。結果、相対的に下流側に配置されたスターリングエンジンがフリクションロスの増大要因となって、廃熱回収装置全体としての出力が却って低下する虞がある。

本発明は上記課題に鑑み、排気通路部において相対的に上流側および下流側に配置されたスターリングエンジンそれぞれを有して構成される廃熱回収装置の出力を好適に確保できる内燃機関を提供することを目的とする。

本発明は排気を流通させる排気通路部と、前記排気通路部に設けられ、複数のスターリングエンジンを有して構成されるとともに、前記複数のスターリングエンジンのうち第１のスターリングエンジンの出力と、前記第１のスターリングエンジンよりも前記排気通路部において下流側に配置された第２のスターリングエンジンの出力とを取り出す出力軸を備える廃熱回収装置と、前記廃熱回収装置の出力に合成される前記第２のスターリングエンジンの出力を低下させる出力低下部とを備え、前記複数のスターリングエンジンそれぞれがピストンおよび対応するシリンダの間で気体潤滑が行われる高温側気筒および低温側気筒を備えており、負荷が所定値よりも低い場合に、前記出力低下部が前記廃熱回収装置の出力に合成される前記第２のスターリングエンジンの出力を低下させる内燃機関である。

本発明は前記出力軸が前記第１のスターリングエンジンの動力を取り出す第１の出力軸と、前記第２のスターリングエンジンの動力を取り出す第２の出力軸とを有して構成されており、前記廃熱回収装置が前記第１の出力軸と第２の出力軸との接続、切断を行う動力断続部をさらに備え、負荷が所定値よりも低い場合に、前記出力低下部が前記動力断続部を切断する構成とすることができる。

本発明は前記廃熱回収装置が前記第２のスターリングエンジンが有する作動空間と前記廃熱回収装置が有するバッファ空間とを連通する通路部と、前記通路部を介した前記作動空間と前記バッファ空間との連通状態を変更するバルブとをさらに備え、負荷が所定値よりも低い場合に、前記出力低下部が前記バルブを開弁方向に駆動する構成とすることができる。

本発明によれば、排気通路部において相対的に上流側および下流側に配置されたスターリングエンジンそれぞれを有して構成される廃熱回収装置の出力を好適に確保できる。

実施例１の内燃機関の概略構成図である。実施例１の制御動作の一例を示す図である。クラッチ接続時の状態の説明図である。実施例２の内燃機関の概略構成図である。実施例２の制御動作の一例を示す図である。

図面を用いて本発明の実施例について説明する。

図１は内燃機関１Ａの概略構成図である。内燃機関１Ａは図示しない車両に搭載されている。内燃機関１Ａは内燃機関本体（以下、本体と称す）１００と排気管１１０と廃熱回収装置１０ＡとＥＣＵ７０Ａとを備えている。本体１００は燃焼を行う。本体１００は廃熱回収装置１０Ａの廃熱回収対象である主機関となっている。排気管１１０は排気通路部であり、内燃機関１Ａ（具体的には本体１００）の排気を流通させる。廃熱回収装置１０Ａは排気管１１０に設けられており、複数のスターリングエンジン（以下、ＳＥと称す）であるＳＥ１１およびＳＥ１２を備えている。

ＳＥ１１とＳＥ１２とはともに２気筒α型のＳＥである。ＳＥ１１は排気管１１０においてＳＥ１２よりも上流側に配置されている。したがって、ＳＥ１２は排気管１１０においてＳＥ１１よりも下流側に配置されている。ＳＥ１１は第１のＳＥに、ＳＥ１２は第２のＳＥに相当する。

ＳＥ１１とＳＥ１２とはともに高温側気筒２０および低温側気筒３０を備えている。また、冷却器４５、再生器４６、加熱器４７および制御バルブ４８を備えている。ＳＥ１１とＳＥ１２とは互いに同様の構成となっている。このため、以下ではＳＥ１１を例にしてこれらＳＥ１１、ＳＥ１２の構成および動作について説明する。

高温側気筒２０は高温側ピストンである膨張ピストン２１と高温側シリンダ２２とを備えている。高温側シリンダ２２の加熱器４７側の空間は膨張空間となっている。膨張空間には加熱器４７で加熱された作動流体が流入する。加熱器４７は排気管１１０に設けられており、作動流体を加熱する。加熱器４７は具体的には流通する作動流体と内燃機関１Ａの排気との間で熱交換を行うことで、作動流体を加熱する。このため、内燃機関１Ａの排気はＳＥ１１の高温熱源を構成している。

低温側気筒３０は低温側ピストンである圧縮ピストン３１と低温側シリンダ３２とを備えている。低温側シリンダ３２の加熱器４７側の空間は圧縮空間となっている。圧縮空間には冷却器４５で冷却された作動流体が流入する。冷却器４５は作動流体を冷却する。冷却器４５は具体的には冷却媒体である冷却水との間で熱交換を行うことで、作動流体を冷却する。制御バルブ４８は冷却器４５への冷却水の供給を制御する。

再生器４６は膨張空間、圧縮空間の間を往復する作動流体との間で熱の授受を行う。具体的には作動流体が膨張空間から圧縮空間へと流れる時には作動流体から熱を受け取る。また、作動流体が圧縮空間から膨張空間へと流れる時には蓄えられた熱を作動流体に放出する。作動流体には空気が適用されている。作動流体には空気のほか例えばＨｅ、Ｈ_２、Ｎ_２等の気体を適用できる。

次にＳＥ１１の動作について説明する。加熱器４７が作動流体を加熱すると、作動流体が膨張し、膨張ピストン２１を駆動する。次に膨張ピストン２１が加熱器４７側への移動工程である上昇行程に移ると、作動流体は加熱器４７を通過し、再生器４６に移送される。そして、再生器４６で熱を放出して冷却器４５へと流れる。冷却器４５で冷却された作動流体は圧縮空間に流入し、さらに圧縮ピストン３１の上昇に伴って圧縮される。圧縮された作動流体は、今度は再生器４６から熱を奪い、温度上昇しながら加熱器４７へ流れ込む。そして、再び加熱され、膨張する。ＳＥ１１ではこのように気筒２０、３０間で作動流体が往復流動し、作動流体の往復流動に応じてピストン２１、３１が運動する。

ＳＥ１１およびＳＥ１２が備える気筒２０、３０それぞれでは、ピストン２１、３１および対応するシリンダ２２、３２の間で気体潤滑が行われる。気体潤滑にはピストン２１、３１と対応するシリンダ２２、３２との間に加圧流体を噴出させ、発生した静圧によって物体を浮上させる静圧気体潤滑が適用されている。気体潤滑は動圧気体潤滑であってもよい。

廃熱回収装置１０Ａはさらにクランクシャフト６１とクランクケース６２とクラッチ６３とクランクモータ６４とを備えている。クランクシャフト６１は出力軸であり、クランクケース６２に設けられている。クランクシャフト６１はＳＥ１１、ＳＥ１２に共通の出力軸となっている。クランクシャフト６１はＳＥ１１およびＳＥ１２それぞれにおけるピストン２１、３１の往復運動を回転運動に変換することで、ＳＥ１１、ＳＥ１２の出力を取り出す。クランクシャフト６１はＳＥ１１およびＳＥ１２間で、同種のピストン同士（膨張ピストン２１同士或いは圧縮ピストン３１同士）の間に位相差を設けている。

クランクシャフト６１は具体的には第１のクランクシャフト６１１と第２のクランクシャフト６１２とを有して構成されている。第１のクランクシャフト６１１は第１の出力軸であり、第１のＳＥ１１の出力を取り出す。第２のクランクシャフト６１２は第２の出力軸であり、第２のＳＥ１２の出力を取り出す。第１のクランクシャフト６１１はピストン２１、３１間に位相差を設けている。第２のクランクシャフト６１２についても同様である。

クランクケース６２はクランクシャフト６１のクランク部を収容している。クランクケース６２はＳＥ１１、ＳＥ１２に共通のクランクケースとなっている。クランクケース６２はＳＥ１１、ＳＥ１２それぞれに対して個別に設けられてもよい。

クランクケース６２の内部空間はＳＥ１１およびＳＥ１２それぞれにおけるシリンダ２２、３２内のうち、クランクケース６２側の空間である下部空間とともにバッファ空間Ｂを構成している。バッファ空間ＢはＳＥ１１およびＳＥ１２それぞれにおけるピストン２１、３１に隣接して、これらピストン２１、３１の頂部側とは反対側に形成されている。バッファ空間ＢはＳＥ１１およびＳＥ１２それぞれに対し、隔壁を介して個別に形成されてもよい。

クラッチ６３はクランクシャフト６１１、６１２間に設けられている。クラッチ６３は動力断続部であり、クランクシャフト６１１、６１２の接続、切断を行う。クラッチ６３はＳＥ１１およびＳＥ１２間で同種のピストン同士の間に設けられている位相差を確保するための位置決め構造を備えている。当該位置決め構造は例えばクラッチ６３が備える接続部材それぞれであって、互いに接続、切断される接続部材それぞれのうち一方から他方に対し、接続時にプランジャ等のピンを挿入する構造とすることができる。

クランクモータ６４はスタータであり、クランクシャフト６１を駆動することでＳＥ１１やＳＥ１２の始動をアシストする。クランクモータ６４はＳＥ１１やＳＥ１２の運転時には発電機として機能することもできる。

ＥＣＵ７０Ａは電子制御装置であり、ＥＣＵ７０Ａには各制御バルブ４８や、クラッチ６３（具体的にはクラッチ６３が備えるアクチュエータ６３ａ）や、クランクモータ６４が制御対象として電気的に接続されている。また、排気温センサ８０やセンサ群８１がセンサ・スイッチ類として電気的に接続されている。ＥＣＵ７０Ａはクランクモータ６４を制御対象とするだけでなく、ＳＥ１１やＳＥ１２の運転時にはクランクモータ６４の出力に基づき廃熱回収装置１０Ａの出力を検出することもできる。

排気温センサ８０は内燃機関１Ａの排気の温度である排気温Ｔ_ｉｎを検知する。排気温センサ８０は排気管１１０のうちＳＥ１１が備える加熱器４７よりも上流側の部分に設けられている。排気温センサ８０は排気管１１０のうち廃熱回収装置１０Ａが備える加熱器４７それぞれよりも上流側の部分に設けることができる。センサ群８１は例えば内燃機関１Ａ（具体的には本体１００）の回転数を検出可能なクランク角センサや、内燃機関１Ａ（具体的には本体１００）の吸入空気量である吸入空気量Ｇａを計測するエアフロメータや、内燃機関１Ａ（具体的には本体１００）に対する加速要求を行うアクセル開度センサを含む。

ＥＣＵ７０ＡではＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムに基づき、必要に応じてＲＡＭの一時記憶領域を利用しつつ処理を実行することで、例えば以下に示す第１の制御部や第２の制御部が実現される。

第１の制御部は出力低下部であり、内燃機関１Ａ（具体的には本体１００）の負荷が所定値αよりも低い場合に、廃熱回収装置１０Ａの出力に合成されるＳＥ１２の出力を低下させる。第１の制御部は具体的には内燃機関１Ａの負荷が所定値αよりも低い場合に、クラッチ６３を切断する。所定値αは少なくともＳＥ１２が運転可能となる値に設定されている。所定値αは例えば所定の位相範囲内においてＳＥ１２のほうがＳＥ１１よりも出力が大きくなる値に設定できる。

第２の制御部は接続制御部であり、ＳＥ１２が運転可能であり、且つＳＥ１２が運転していない場合にＳＥ１１の回転数を低下させるとともに、ＳＥ１１の回転数がクラッチ６３の接続可能回転数以下である場合にクラッチ６３を接続する。

次にＥＣＵ７０Ａの制御動作の一例を図２に示すフローチャートを用いて説明する。なお、本フローチャートは内燃機関１Ａ（具体的には本体１００）運転中に行われる。ＥＣＵ７０Ａは内燃機関１Ａの負荷が所定値α´以上であるか否かを判定する（ステップＳ１）。所定値α´は所定値αよりも小さな値に設定できる。内燃機関１Ａの負荷は例えばセンサ群８１の出力に基づき推定できる。

ステップＳ１ではＳＥ１１が運転可能であるか否かが判定される。内燃機関１Ａの負荷が所定値α´以上であるか否かは、例えばＳＥ１１への排気の供給熱量がＳＥ１１の運転可能熱量以上であるか否かを判定することで判定されてもよい。ＳＥ１１への排気の供給熱量は例えば排気温Ｔ_ｉｎと吸入空気量Ｇａとに基づき推定できる。

ステップＳ１で否定判定であれば、本フローチャートを一旦終了する。ステップＳ１で肯定判定であれば、ＥＣＵ７０ＡはＳＥ１１が運転中であるか否かを判定する（ステップＳ２）。ＳＥ１１が運転中であるか否かは、例えば廃熱回収装置１０Ａの出力が第１の所定出力よりも大きいか否かで判定できる。

ステップＳ２で肯定判定であればステップＳ４に進む。ステップＳ２で否定判定であれば、ＥＣＵ７０ＡはＳＥ１１を運転させる（ステップＳ３）。ステップＳ３で、ＥＣＵ７０Ａは例えばクランクモータ６４でＳＥ１１の始動をアシストすることで、ＳＥ１１を運転させることができる。

ステップＳ２の肯定判定或いはステップＳ３に続き、ＥＣＵ７０Ａは内燃機関１Ａの負荷が所定値α以上であるか否かを判定する（ステップＳ４）。ステップＳ４ではＳＥ１２が少なくとも運転可能であるか否かが判定される。内燃機関１Ａの負荷が所定値α以上であるか否かは、例えばＳＥ１２への排気の供給熱量が所定の熱量以上であるか否かを判定することで判定されてもよい。所定の熱量はＳＥ１２の運転可能熱量以上の値に設定できる。ＳＥ１２への排気の供給熱量は例えば排気温Ｔ_ｉｎと吸入空気量ＧａとＳＥ１１への排気の供給熱量とに基づき推定できる。

ステップＳ４で否定判定であれば、内燃機関１Ａの負荷が所定値αよりも低いと判定される。このためステップＳ４で否定判定であれば、ＥＣＵ７０Ａはクラッチ６３を切断する（ステップＳ２２Ａ）。これにより、廃熱回収装置１０Ａの出力に合成されるＳＥ１２の出力が、切り離されるかたちで低下する。この点、廃熱回収装置１０Ａの出力に合成されるＳＥ１２の出力を低下させることには、ＳＥ１２の出力そのものを低下させることだけでなく、このように廃熱回収装置１０Ａの出力からＳＥ１２の出力を切り離すことも含まれる。ステップＳ２２Ａの後には本フローチャートを一旦終了する。

ステップＳ４で肯定判定であれば、ＥＣＵ７０ＡはＳＥ１２が運転中であるか否かを判定する（ステップＳ５）。ＳＥ１２が運転中であるか否かは、例えば廃熱回収装置１０Ａの出力が第２の所定出力よりも大きいか否かで判定できる。第２の所定出力は第１の所定出力よりも大きな値に設定できる。ステップＳ５で肯定判定であれば本フローチャートを一旦終了する。

ステップＳ５で否定判定であれば、ＥＣＵ７０ＡはＳＥ１１の回転数を低下させる（ステップＳ１１）。ステップＳ１１で、ＥＣＵ７０Ａは例えばＳＥ１１に対し、冷却器４５への冷却水の供給を制限するように制御バルブ４８を制御できる。ＥＣＵ７０Ａは例えばクランクシャフト６１の回転数が低下するようにクランクモータ６４を制御してもよい。ステップＳ１１に続き、ＥＣＵ７０ＡはＳＥ１１の回転数がクラッチ６３の接続可能回転数以下であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２で否定判定であればステップＳ１１に戻る。

ステップＳ１２で肯定判定であれば、ＥＣＵ７０Ａはクラッチ６３を接続し（ステップＳ２１Ａ）、ＳＥ１２を運転させる（ステップＳ３１）。ステップＳ３１で、ＥＣＵ７０Ａは例えばクランクモータ６４でＳＥ１２の始動をアシストすることで、ＳＥ１２を運転させることができる。ステップＳ３１の後には本フローチャートを一旦終了する。

図３はクラッチ６３接続時の状態の説明図である。図３では各種のパラメータとして出力Ｌ１、出力Ｌ２および回転数Ｎを示す。出力Ｌ１は内燃機関１Ａ（具体的には本体１００）の出力を示す。出力Ｌ２は廃熱回収装置１０Ａの出力を示す。回転数Ｎは廃熱回収装置１０Ａの回転数を示す。横軸は時間を示す。図３において、時間ｔ３経過前にはクラッチ６３は切断されており、ＳＥ１２の回転数はゼロとなっている。このため、時間ｔ３経過前には出力Ｌ２はＳＥ１１の出力に、回転数ＮはＳＥ１１の回転数になっている。

時間ｔ１経過前にはＳＥ１１が運転可能で、ＳＥ１２が運転可能ではない状態となっている。時間ｔ１では出力Ｌ１が上昇し始めることで、ＳＥ１２が運転可能な状態になる。結果、時間ｔ２でＳＥ１１の出力となっている出力Ｌ２、およびＳＥ１１の回転数となっている回転数Ｎが低下し始める。時間ｔ１、ｔ２間のタイムラグは熱応答の遅れによるものである。

時間ｔ２からはＳＥ１１の回転数となっている回転数ＮがＳＥ１２の回転数に近づけられる。そして、時間ｔ３で回転数Ｎがクラッチ６３の接続可能回転数になる。時間ｔ３ではクラッチ６３が接続され、ＳＥ１２が始動する。結果、出力Ｌ２および回転数Ｎが上昇し始める。時間ｔ３経過後においては、出力Ｌ２はＳＥ１１の出力とＳＥ１２の出力の合成出力となる。また、回転数ＮはＳＥ１１の回転数とＳＥ１２の回転数の合成回転数となる。

次に内燃機関１Ａの主な作用効果について説明する。ここで、内燃機関１ＡではＳＥ１１、ＳＥ１２それぞれがピストン２１、３１および対応するシリンダ２２、３２の間で気体潤滑が行われる気筒２０、３０を備える構成となっている。これは、ＳＥ１１、ＳＥ１２それぞれの内部フリクションを低減するためであり、排気から得られる熱量の範囲内でＳＥ１１、ＳＥ１２それぞれを作動させるためである。一方、ＳＥ１１、ＳＥ１２それぞれがかかる構成である場合には、ＳＥ１２がフリクションロスの増大要因となることで、廃熱回収装置１０Ａ全体としての出力が大きな影響を受けることになる。

これに対し、内燃機関１Ａでは負荷が所定値αよりも低い場合に、ＥＣＵ７０Ａが廃熱回収装置１０Ａの出力に合成されるＳＥ１２の出力を低下させる。このため、内燃機関１ＡはＳＥ１２がフリクションロスの増大要因となって、廃熱回収装置１０Ａ全体としての出力が却って低下することを防止できる点で、廃熱回収装置１０Ａの出力を好適に確保できる。

かかる内燃機関１Ａは具体的には負荷が所定値αよりも低い場合に、ＥＣＵ７０Ａがクラッチ６３を切断する構成であることで、ＳＥ１２がフリクションロスの増大要因となることを好適に防止できる。

内燃機関１ＡはＳＥ１１およびＳＥ１２間で同種のピストン同士の間に位相差が設けられており、クラッチ６３が接続状態において当該位相差を確保するための位置決め構造を備える構成となっている。同時に内燃機関１ＡはＥＣＵ７０Ａが、ＳＥ１２が運転可能であり、且つＳＥ１２が運転していない場合にＳＥ１１の回転数を低下させるとともに、ＳＥ１１の回転数がクラッチ６３の接続可能回転数以下である場合にクラッチ６３を接続する構成となっている。

このため、内燃機関１Ａは例えば廃熱回収装置１０Ａの低振動化を図るために上述のような位相差が設けられている場合でも、ショックの発生を抑制しつつクラッチ６３を接続することもできる。

図４は内燃機関１Ｂの概略構成図である。内燃機関１Ｂは廃熱回収装置１０Ａの代わりに廃熱回収装置１０Ｂを備える点と、ＥＣＵ７０Ａの代わりにＥＣＵ７０Ｂを備えている点以外、内燃機関１Ａと実質的に同一である。廃熱回収装置１０Ｂはクラッチ６３を備えていない点と、これに伴いクランクシャフト６１の代わりにクランクシャフト６１´を備えている点と、バイパス管５１とデコンプバルブ５２とをさらに備えている点以外、廃熱回収装置１０Ａと実質的に同一である。

クランクシャフト６１´はクランクシャフト６１１、６１２の代わりにクランクシャフト６１１´、６１２´を備える点以外、クランクシャフト６１と実質的に同一である。クランクシャフト６１１´、６１２´は互いに連結されることで一体化されている点以外、クランクシャフト６１１、６１２と実質的に同一である。クランクシャフト６１´はもともと一本のクランクシャフトであってもよい。

バイパス管５１は通路部であり、ＳＥ１２が有する作動空間とバッファ空間Ｂとを連通している。作動空間は作動流体が気筒２０、３０間を往復流動する空間である。バイパス管５１は具体的にはＳＥ１２が有する圧縮空間とバッファ空間Ｂとを連通している。バイパス管５１はＳＥ１２が有する膨張空間とバッファ空間Ｂとを連通してもよい。バッファ空間Ｂが隔壁によってＳＥ１１、ＳＥ１２それぞれに対して個別に形成されている場合、バイパス管５１はＳＥ１２が有する作動空間とＳＥ１２に対応するバッファ空間Ｂとを連通できる。

デコンプバルブ５２はバイパス管５１に設けられている。デコンプバルブ５２はバイパス管５１を介した作動空間とバッファ空間Ｂとの連通状態を変更する。デコンプバルブ５２は気筒２０、３０間を往復流動する作動流体を逃がすことで、気筒２０、３０間を往復流動する作動流体が圧縮される度合いを低減し、デコンプ作用を発生させる。デコンプバルブ５２には具体的には例えば流量調節弁を適用できる。デコンプバルブ５２は開閉弁であってもよい。

ＥＣＵ７０Ｂはクラッチ６３が制御対象として電気的に接続されていない点と、デコンプバルブ５２がさらに制御対象として電気的に接続されている点と、第１の制御部が次に示すように実現される点と、第２の制御部が実現されない点以外、ＥＣＵ７０Ａと実質的に同一となっている。

ＥＣＵ７０Ａの場合と同様にＥＣＵ７０Ｂでも、第１の制御部は内燃機関１Ｂ（具体的には本体１００）の負荷が所定値αよりも低い場合に、廃熱回収装置１０Ｂの出力に合成されるＳＥ１２の出力を低下させる。一方、ＥＣＵ７０Ｂでは第１の制御部が具体的には内燃機関１Ｂの負荷が所定値αよりも低い場合に、デコンプバルブ５２を開弁方向に駆動する。デコンプバルブ５２を開弁方向に駆動するにあたり、第１の制御部はデコンプバルブ５２を全開にすることができる。

次にＥＣＵ７０Ｂの制御動作の一例を図５に示すフローチャートを用いて説明する。なお、本フローチャートは内燃機関１Ｂ（具体的には本体１００）運転中に行われる。また、本フローチャートは図２に示すフローチャートと部分的に同じになっている。このため、ここでは主に図２に示すフローチャートとは異なる部分について説明する。

ステップＳ４で否定判定であった場合、ＥＣＵ７０Ｂはデコンプバルブ５２を開弁方向に駆動する（ステップＳ２２Ｂ）。これにより、廃熱回収装置１０Ｂの出力に合成されるＳＥ１２の出力そのものが低下する。ステップＳ２２Ｂの後には本フローチャートを一旦終了する。ステップＳ５で否定判定であった場合、ＥＣＵ７０Ｂはデコンプバルブ５２を閉弁し（ステップＳ２１Ｂ）、ＳＥ１２を運転させる（ステップＳ３１）。ＥＣＵ７０ＢはＳＥ１２始動後にデコンプバルブ５２を閉弁してもよい。

次に内燃機関１Ｂの主な作用効果について説明する。内燃機関１Ｂでは負荷が所定値αよりも低い場合に、ＥＣＵ７０Ｂが廃熱回収装置１０Ｂの出力に合成されるＳＥ１２の出力を低下させる。このため、内燃機関１Ｂは内燃機関１Ａと同様、廃熱回収装置１０Ｂの出力を好適に確保できる。

内燃機関１Ｂは具体的には負荷が所定値αよりも低い場合に、ＥＣＵ７０Ｂがデコンプバルブ５２を開弁方向に駆動する構成となっている。そして、かかる構成の内燃機関１Ｂはクラッチ６３を備えることなく、廃熱回収装置１０Ｂの出力に合成されるＳＥ１２の出力を低下させることができる。このため、内燃機関１Ｂは内燃機関１Ａと比較して、制御の簡素化やコスト低減を図りつつ、廃熱回収装置１０Ｂの出力を確保することもできる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

内燃機関１Ａ、１Ｂ
廃熱回収装置１０Ａ、１０Ｂ
ＳＥ１１、１２
高温側気筒２０
低温側気筒３０
バイパス管５１
デコンプバルブ５２
クランクシャフト６１、６１´
第１のクランクシャフト６１１、６１１´
第２のクランクシャフト６１２、６１２´
クラッチ６３
ＥＣＵ７０Ａ、７０Ｂ
本体１００
排気管１１０

Claims

排気を流通させる排気通路部と、
前記排気通路部に設けられ、複数のスターリングエンジンを有して構成されるとともに、前記複数のスターリングエンジンのうち第１のスターリングエンジンの出力と、前記第１のスターリングエンジンよりも前記排気通路部において下流側に配置された第２のスターリングエンジンの出力とを取り出す出力軸を備える廃熱回収装置と、
前記廃熱回収装置の出力に合成される前記第２のスターリングエンジンの出力を低下させる出力低下部とを備え、
前記複数のスターリングエンジンそれぞれがピストンおよび対応するシリンダの間で気体潤滑が行われる高温側気筒および低温側気筒を備えており、
負荷が所定値よりも低い場合に、前記出力低下部が前記廃熱回収装置の出力に合成される前記第２のスターリングエンジンの出力を低下させる内燃機関。
前記出力軸が前記第１のスターリングエンジンの動力を取り出す第１の出力軸と、前記第２のスターリングエンジンの動力を取り出す第２の出力軸とを有して構成されており、
前記廃熱回収装置が前記第１の出力軸と第２の出力軸との接続、切断を行う動力断続部をさらに備え、
負荷が所定値よりも低い場合に、前記出力低下部が前記動力断続部を切断する請求項１記載の内燃機関。
前記廃熱回収装置が前記第２のスターリングエンジンが有する作動空間と前記廃熱回収装置が有するバッファ空間とを連通する通路部と、前記通路部を介した前記作動空間と前記バッファ空間との連通状態を変更するバルブとをさらに備え、
負荷が所定値よりも低い場合に、前記出力低下部が前記バルブを開弁方向に駆動する請求項１記載の内燃機関。