JP2017210871A - 車載制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エンジン排ガスの運動エネルギーを電気エネルギーに変換する回生発電手段21と、エンジン排ガスの熱を電気エネルギーに変換する熱回収手段11を制御する車載制御装置32において、熱回収手段11の温度が所定値未満の場合、熱回収手段11の温度が所定値以上となるように回生発電手段21の発電量を変更する。
【選択図】図2
Description
図1に本発明の回生ターボと熱サイクル装置のシステム図を示す。本システムが搭載された自家用の自動車は、エンジン2から不図示のトランスミッションを介して車輪に駆動力を伝達して走行する構成を有している。エンジン2は、燃焼室内で空気と燃料の混合気を燃焼させる内燃機関である。エンジン2の吸気経路には、過給機(過給手段)1が取り付けられている。そして、エンジン2の排ガス経路には、回生ターボ3、触媒4、熱サイクル装置11が下流側に向かって順番に取り付けられている。
図3に本発明の回生ターボと熱サイクル装置の別のシステム図を示す。
実施例1の図2で説明したように、過給機1の駆動、停止と、回生ターボ3の駆動、停止は時間的に一致しない。したがって、過給機1と回生ターボ3の回転軸は必ずしも同一軸で連結されていなくてもよい。そこで、過給機1の回転軸には電気電力で駆動するモーター26を連結し、回生ターボ3の回転軸には発電機(回生発電手段)23を連結し、それぞれ分離するようにした。回転軸が同一軸で連結する場合、過給機1と回生ターボ3は互いに接近した位置に配置しなければならないが、分離することで配置の自由度が増す。
実施例1および2ではエンジン排ガスの熱エネルギーを熱サイクル装置11で回収する方法を説明したが、他の方法として熱電変換装置51で代用することができる。
実施例2で説明したように、過給機1の回転軸と回生ターボ3の回転軸とを分離することにより配置の自由度が増した。よって、回生ターボ3はエンジン2の直下にある必要はなく、熱サイクル装置11、あるいは熱電変換装置51の下流の離れた箇所に配置してもよい。
図7に本発明の熱サイクル膨張機入口CO2温度と発電効率の関係図を示す。発電効率は使用する熱エネルギー量に対する発電電力と定義する。熱サイクル装置11における発電電力は、熱サイクル膨張機12で得る発電電力から圧縮機20(あるいはポンプ)で使用する電気電力を差し引いた値である。また、回生ターボ3は、過給機1から独立したものとし、回生ターボ3における発電電力は、回生ターボ3によって発電した電気電力とした。
本実施例によれば、熱サイクル装置11は、エンジン2からの排ガス経路において回生ターボ3の上流に設けられており、熱サイクル装置11の温度が所定値未満の場合の回生ターボ3の発電量は、熱サイクル装置11の温度が所定値以上の場合の回生ターボ3による発電量よりも多くなるように制御される。したがって、回生ターボ3よりも発電効率の高い熱サイクル装置11での発電を優先させることができ、効率よく発電することができる。
実施例4ではエンジン排ガスの熱エネルギーを熱サイクル装置11で回収する方法を説明したが、他の方法として熱電変換装置51で代用することができる。
11. 熱サイクル装置 12. 熱サイクル膨張機 13. 冷却器 14. ポンプ
15. 発電機 16. 温度計 17. 温度計 18. 圧力計 19. 温度計
20. 圧縮機
21. モーター発電機 22. 発電機 23. 発電機 24. バルブ
25. バルブ 26. モーター
31. 電力制御装置 32. 車載制御装置 33. バッテリー
41. 温度計
51. 熱電変換装置 52. 熱電モジュール組込み熱交換器 53. 冷却器
54. 電圧調整器 55. ポンプ 56. 温度計 57. 温度計
Claims (13)
- エンジンからの排ガスの運動エネルギーを電気エネルギーに変換する回生発電手段と、前記エンジンからの排ガスの熱を電気エネルギーに変換する熱回収手段と、を制御する車載制御装置であって、
前記車載制御装置は、前記熱回収手段の温度が所定値未満の場合、前記熱回収手段の温度が前記所定値以上となるように前記回生発電手段の発電量を変更することを特徴とする車載制御装置。 - 前記熱回収手段は、前記エンジンからの排ガス経路において前記回生発電手段の上流に設けられ、
前記熱回収手段の温度が所定値未満の場合の前記回生発電手段の発電量は、前記所定値以上の場合の前記回生発電手段による発電量よりも多くなるように制御することを特徴とする請求項1に記載の車載制御装置。 - 前記熱回収手段は、前記エンジンからの排ガス経路において前記回生発電手段の下流に設けられ、
前記熱回収手段の温度が所定値未満の場合の前記回生発電手段の発電量は、前記所定値以上の場合の前記回生発電手段による発電量よりも少なくなるように制御することを特徴とする請求項1に記載の車載制御装置。 - 前記熱回収手段の温度は、前記熱回収手段に流入する前記排ガスの温度を測定する温度計測手段により測定された値、または、
前記熱回収手段に設けられた媒体の温度を測定する温度計測手段により測定された値のいずれかであることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の車載制御装置。 - 前記熱回収手段は、熱サイクル装置または熱電変換装置のいずれか、あるいは双方であることを特徴とする請求項4に記載の車載制御装置。
- 前記熱サイクル装置の媒体は、二酸化炭素であることを特徴とする請求項5に記載の車載制御装置。
- 前記排ガスの経路には、前記回生発電手段をバイパスするバイパス経路が設けられ、
前記熱回収手段の温度が前記所定値未満の場合、前記排ガスを前記バイパス経路に通過させる制御を行うことを特徴とする請求項3に記載の車載制御装置。 - 前記回生発電手段の直下に排ガス浄化触媒と、該排ガス浄化触媒の触媒温度を計測する手段が設けられ、前記排ガス浄化触媒の触媒温度が所定値未満の場合、前記排ガスを前記バイパス経路に通過させる制御を行うことを特徴とする請求項7に記載の車載制御装置。
- 前記回生発電手段は、前記排ガスが通過する箇所に回転翼を有し、
前記排ガス浄化触媒の触媒温度が所定値未満の場合、前記回転翼の負荷を下げる制御を行うことを特徴とする請求項8に記載の車載制御装置。 - 前記回転翼の負荷を下げるために、前記回生発電手段の磁界強度を下げる制御を行うことを特徴とする請求項9に記載の車載制御装置。
- 前記回生発電手段は、前記排ガスが通過する箇所に回転翼を有し、
前記熱回収手段の温度が所定値未満の場合、前記回転翼の負荷を上げる制御を行うことを特徴とする請求項2に記載の車載制御装置。 - 前記回転翼の負荷を上げるために、前記回生発電手段の磁界強度を上げる制御を行うことを特徴とする請求項11に記載の車載制御装置。
- 前記エンジンの上流に空気流量を増加させる過給手段を設け、該過給手段の回転軸が前記回生発電手段の回転軸と連結することなく分離されており、前記過給手段の回転軸には電気電力で駆動するモーターが連結され、前記回生発電手段の回転軸には発電機が連結されていることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の車載制御装置。
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