WO2002031335A1 - Dispositif de conduite de vehicule - Google Patents

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WO2002031335A1
WO2002031335A1 PCT/JP2001/008826 JP0108826W WO0231335A1 WO 2002031335 A1 WO2002031335 A1 WO 2002031335A1 JP 0108826 W JP0108826 W JP 0108826W WO 0231335 A1 WO0231335 A1 WO 0231335A1
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opening
cycle device
throttle
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Ken Ogawa
Yasushi Okada
Tsuyoshi Baba
Shigeru Ibaraki
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Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/065—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle the combustion taking place in an internal combustion piston engine, e.g. a diesel engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D11/105—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the function converting demand to actuation, e.g. a map indicating relations between an accelerator pedal position and throttle valve opening or target engine torque

Definitions

  • the present invention includes a Rankine cycle device that converts heat energy of exhaust gas of an engine into mechanical energy and outputs the mechanical energy, and a propulsion device for a vehicle that drives drive wheels with an integrated output of an engine output and an output of a Rankine cycle device.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5 (1994) discloses a Rankine cycle device mounted on a vehicle that converts the heat energy of the exhaust gas of the engine into mechanical energy and integrates the mechanical energy into the driving force of the crankshaft of the engine to assist the running of the vehicle. — 3 4 0 2 4
  • the accelerator pedal operated by the driver and the throttle valve of the engine are mechanically connected by a cable, and the accelerator opening and the throttle opening correspond one-to-one.
  • driving wheels are driven by integrating the driving force of the engine and the driving force of the Rankine cycle device, the following problems occur due to the response delay of the Rankine cycle device.
  • the throttle opening changes with substantially no response delay in proportion to the accelerator opening.
  • the engine output changes in proportion to the degree with virtually no response delay.
  • the output of the Rankine cycle device that operates with the exhaust gas of the engine has a response of about 0.5 seconds to the change in the accelerator opening due to the change in the thermal energy of the exhaust gas of the engine due to the effect of heat exhaustion of the exhaust port.
  • Delay response delay of the first stage
  • the change in the thermal energy of the steam generated in the evaporator takes about 5 seconds for the change in the thermal energy of the exhaust gas due to the heat capacity of the heat transfer tube. Due to the response delay (second-stage response delay), it is difficult to accurately follow the accelerator opening.
  • the output of the engine increases immediately while the output of the Rankine cycle device increases with a response delay.
  • the integrated output which is the sum of the output of the engine and the output of the Rankine cycle device, is temporarily insufficient, causing the driver to feel uncomfortable (see section a).
  • the output of the engine and the output of the Rankine cycle device were added because the output of the engine decreased immediately while the output of the Rankine cycle device decreased with a response delay.
  • the integrated output temporarily becomes excessive, causing the driver to feel uncomfortable (see section b).
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and in a vehicle that drives a driving wheel by integrating the output of an engine and the output of a Rankine cycle device, a driver that compensates for a response delay of the output of a Rankine cycle device and The purpose is to eliminate the discomfort of the children.
  • a Rankine cycle device that converts thermal energy of exhaust gas of an engine into mechanical energy and outputs the same, and outputs the engine and the Rankine cycle device.
  • a propulsion device for a vehicle that drives the drive wheels with integrated output equipped with control means for controlling the throttle opening of the engine by correcting the accelerator opening commanded by the driver, and compensating for the response delay of the output of the Rankine cycle device Therefore, a vehicle propulsion device is proposed in which the control means controls the throttle opening of the engine so that the integrated output becomes an output corresponding to the accelerator opening.
  • the accelerator opening commanded by the driver is corrected, and the opening of the throttle valve is controlled so that the integrated output of the engine output and the output of the Rankine cycle device becomes an output corresponding to the accelerator opening. Therefore, it is possible to eliminate a feeling of insufficient output generated when the accelerator pedal is depressed due to a response delay of the output of the Rankine cycle device and an excessive feeling of output generated when the accelerator pedal is returned, thereby obtaining a driving feeling without a sense of discomfort. .
  • FIGS. 1 to 7 show a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a vehicle propulsion device.
  • FIG. 2 is a diagram showing a control system configuration of a throttle DBW motor.
  • 3 is FIG. 4 is a flow chart for explaining the operation of the first embodiment
  • FIG. 4 is a diagram showing a map for searching for the heat exchange efficiency 77 e VP of the evaporator
  • FIG. FIG. 6 is a diagram showing a map showing the relationship between the throttle opening and the engine output.
  • FIG. 7 is a time chart for explaining the operation of the propulsion device of the vehicle.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram of a portion DBW according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram showing a map for searching for the efficiency 7 exp of the expander according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a time chart for explaining the operation of the conventional vehicle propulsion device.
  • a Rankine cycle device 2 operated by an engine 1 mounted on a vehicle has a known structure, and has an evaporator that generates high-temperature and high-pressure steam using waste heat of the engine 1, for example, exhaust gas as a heat source. 3, an expander 4 that generates shaft output by the expansion of the high-temperature, high-pressure steam, a condenser 5 that condenses the low-temperature, low-pressure steam discharged from the expander 4 and returns it to water, and pressurizes the water from the condenser 5. And a water supply pump 6 for supplying the water to the evaporator 3.
  • a throttle valve 7 provided in an intake passage of the engine 1 is electrically connected to an accelerator pedal 8 operated by a driver via a DBW (DrivyWire) control device 9.
  • the D BW control device 9 converts the operation amount of the accelerator pedal 8 to an electric signal and operates the throttle valve 7 through the actuator.
  • the accelerator opening 0 ap is arbitrarily corrected and the throttle opening 0 is adjusted. It is possible to control th.
  • the output of the engine 1 and the output of the Rankine cycle device 2 are integrated by, for example, a driving force transmission system 10 having a planetary gear mechanism and transmitted to the driving wheels 11.
  • the DBW control device 9 detects the accelerator opening ⁇ ap detected by the accelerator opening sensor 12 provided on the accelerator pedal 8 and the exhaust gas temperature sensor 13 provided in the exhaust passage.
  • the detected exhaust gas temperature T exh and the air-fuel ratio AF exh detected by the exhaust gas liner air-fuel ratio sensor 14 provided in the exhaust passage are input.
  • the engine control device 19 that controls the operating state of the engine 1 includes an engine speed Ne detected by the engine speed sensor 15, an intake negative pressure Pb detected by the intake negative pressure sensor 16,
  • the fuel injection amount F ue 1 detected by the fuel injection amount sensor 17 is input and
  • the engine speed Ne, the intake negative pressure Pb, and the fuel injection amount Fue 1 are input from the engine control device 19 to the DBW control device 9.
  • the DBW controller 9 sets the target throttle based on the accelerator opening 0 ap, the exhaust gas temperature Texh, the air-fuel ratio AFexh, the engine speed Ne, the intake negative pressure Pb, and the fuel injection amount Fue1.
  • the opening degree 0th is calculated, and the operation of the throttle DBW motor 18 that drives the throttle valve 7 provided in the intake passage is controlled based on the throttle opening degree ⁇ th.
  • the fuel injection amount Fu e 1 may be substituted by giving the target fuel injection amount to the engine control device 19 in advance, and the air-fuel ratio AF exh is provided to the engine control device 19 to have the target air-fuel ratio in advance. May be substituted.
  • the throttle DBW motor 18 operates to change the throttle opening 0th, and the output of the engine 1 is slightly changed from the operation of the accelerator pedal 8, that is, the change of the throttle opening 0th. It changes with response delay (less than 0.1 second).
  • response delay less than 0.1 second.
  • the temperature and flow rate of the exhaust gas change.
  • the temperature and flow rate of the exhaust gas reach a steady state, there is a response delay due to heat exhaustion of the exhaust port (about 0.5 seconds). ) Occurs.
  • heat is exchanged between the exhaust gas and water in the evaporator 3 to generate steam, but a response delay occurs due to heat transfer through the heat transfer tube.
  • This response delay changes according to the flow velocity of the exhaust gas, and reaches less than 5 seconds when the flow velocity is high and slightly more than 5 seconds when the flow velocity is low.
  • a response delay (0.5 seconds or less) occurs due to the inertia of the expander 4.
  • the first and last relatively small response delays are ignored, and the operation of the throttle DBW motor 18 is performed in consideration of the second and third relatively large response delays.
  • the response delay (approximately 0.5 seconds) until the exhaust gas temperature and flow rate reach the steady state is referred to as exh
  • the first-stage response delay and the response delay due to heat transfer in the evaporator 3 (approximately 5 seconds) ) Is called e vp with a second-stage response delay.
  • step S1 the accelerator opening 0 ap is determined by the six sensors 12 to 17 described above. , The exhaust gas temperature Texh, the air-fuel ratio AFexh, the engine speed Ne, the intake negative pressure Pb, and the fuel injection amount Fue1 are detected.
  • step S2 the energy of the exhaust gas of the engine 1 is calculated as QeXh, which is a product of the exhaust gas temperature Texh and the exhaust gas flow rate Mexh.
  • step S 4 the output Oout 1 of the expander 4 considering the response delay is
  • step S5 the output Out 2 of the ideal expander 4 having no response delay is searched from a map (see FIG. 5) in which the engine speed Ne and the intake negative pressure Pb are set as parameters. I do.
  • the map in Fig. 5 is created by actual measurement.
  • step S6 the output shortage ⁇ t ⁇ t due to the response delay is
  • a throttle opening 0th for compensating the output shortage ⁇ t is calculated based on the map of FIG. 6 created by actual measurement.
  • the map in Fig. 6 has the throttle opening 0th on the horizontal axis and the engine output on the vertical axis, and the operation line is set for each engine speed Ne.
  • an operation line is specified based on the current engine speed Ne detected by the engine speed sensor 15, and in step 8, the accelerator opening ⁇ ap detected by the accelerator opening sensor 12 is determined by the above operation. Apply to the line to get the current engine power.
  • step S9 it is necessary to add the output shortage AOut due to the response delay to the current engine output. Calculate the required engine output and calculate the required throttle opening 0th corresponding to this required engine output.
  • the operation of the throttle DBW motor 18 is controlled so that the required throttle opening degree 0th is obtained.
  • the DBW controller 9 and the throttle DBW motor 18 The opening of the throttle valve 7, which is operated via the accelerator pedal, is controlled so as to be temporarily increased by th compared to a value proportional to the accelerator opening 0 ap immediately after the accelerator pedal 8 is depressed.
  • the shortage of the integrated output due to the response delay of the Rankine cycle device 2 is offset by the increase in the engine output, and the integrated output corresponding to the accelerator opening Sap can be generated.
  • the opening of the throttle valve 7 is controlled so as to temporarily become smaller by ⁇ ⁇ th than the value proportional to the accelerator opening 0 ap.
  • the output of the engine temporarily decreases, and the excess of the integrated output due to the response delay of the Rankine cycle device 2 is offset by the reduced amount of the engine output to generate the integrated output according to the accelerator opening 0 ap ( See parts c and d).
  • the throttle opening 0 th is adjusted so as to compensate for the response delay of the Rankine cycle device 2 without making the throttle opening S 1; 1 correspond to the accelerator opening S ap on a one-to-one basis. Is corrected by ⁇ 0th to actuate the throttle valve 7, so that the integrated output of the output of the engine 1 and the output of the Rankine cycle device 2 is proportional to the throttle opening S ap to eliminate the driver's discomfort. Can be.
  • the throttle valve 7 and the accelerator pedal 8 are not mechanically connected, and the throttle valve 7 is operated only by the throttle DBW motor 18.
  • the throttle valve 7 basically operates mechanically connected to the accelerator pedal 8, and only the opening corresponding to the correction amount ⁇ th of the throttle opening 0th is the throttle D. It is operated by the BW motor 18.
  • a throttle DBW motor 18 having an output shaft 18a connected to the throttle valve 7 is supported by bearings 21 and 22 so that the throttle DBW motor 18 can rotate around the axis L of the output shaft 18a. 8 is mechanically connected to the throttle DBW motor 18.
  • the throttle DBW motor 18 rotates around the axis L, and the throttle valve 7 opens and closes at an opening corresponding to the depression amount of the accelerator pedal 8.
  • the opening of the throttle valve 7 is increased or decreased by an amount corresponding to the rotation angle of the output shaft 18a.
  • the DBW motor 18 since the DBW motor 18 only needs to operate the throttle valve 7 by the opening corresponding to the correction amount ⁇ ⁇ th of the throttle opening 0 th, the DBW motor 18 is reduced in size and cost is reduced.
  • the throttle valve 7 can be operated at the minimum necessary by the driver's treading force even when the control system is failed.
  • the output Oout 1 of the actual expander 4 and the output Out 2 of the ideal expander 4 in steps S3 to S5 of the flowchart of FIG. It is calculated by another method as shown below. That is, in step S3, the heat energy Qsteam of the steam that does not include the response delay from the evaporator 3 is used, and the heat exchange efficiency evp of the
  • step S 4 the output Oout 1 of the expander 4 considering the response delay is
  • the output ⁇ ut 2 of the ideal expander 4 is directly searched from the map of FIG. 5, whereas in the third embodiment, the output O of the ideal expander 4 is obtained.
  • ut 2 is calculated by multiplying the thermal energy Q steam of the steam by the efficiency exp of the expander 4.
  • the vehicle propulsion device is applied to a vehicle including a traveling engine and a Rankine cycle device that converts heat energy of exhaust gas of the vehicle into mechanical energy and outputs the mechanical energy. can do.

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Description

明 細
発明の分野
本発明は、 エンジンの排気ガスの熱エネルギーを機械エネルギーに変換して出 力するランキンサイクル装置を備え、 エンジンの出力およびランキンサイクル装 置の出力の統合出力で駆動輪を駆動する車両の推進装置に関する。
背景技術
車両に搭載したランキンサイクル装置でエンジンの排気ガスの熱エネルギーを 機械エネルギーに変換し、 その機械エネルギーをエンジンのクランクシャフトの 駆動力に統合して車両の走行をアシストするものが、 日本特開平 5— 3 4 0 2 4
1号公報により公知である。
ところで、 従来の車両はドライバ一により操作されるァクセルペダルとェンジ ンのスロットルバルブとがケーブルで機械的に接続されており、 アクセル開度と スロットル開度とが 1対 1に対応しているため、 エンジンの駆動力とランキンサ ィクル装置の駆動力とを統合して駆動輪を駆動した場合、 ランキンサイクル装置 の応答遅れによつて以下のような不具合が発生してしまう。
図 1 0に示すように、 アクセルペダルとスロットルバルブとがケーブルで機械 的に接続された従来の車両では、 アクセル開度に比例して実質的に応答遅れなく スロットル開度が変化し、 スロットル開度に比例して実質的に応答遅れなくェン ジン出力が変化する。 しかしながら、 エンジンの排気ガスで作動するランキンサ ィクル装置の出力は、 エンジンの排気ガスの熱エネルギーの変化が排気ポートの 熱引き等の影響でアクセル開度の変化に対して約 0 . 5秒の応答遅れ （1段目の 応答遅れ） を有することと、 蒸発器において発生する蒸気の熱エネルギーの変化 が伝熱管の熱容量等の影響で排気ガスの熱エネルギ一の変化に対して約 5秒の応 答遅れ （2段目の応答遅れ） を有することとにより、 アクセル開度に正確に追従 することは困難である。
その結果、 ドライバ一がアクセルペダルを踏み込んだ直後は、 エンジンの出力 が即座に増加するのに対してランキンサイクル装置の出力が応答遅れをもって増 加するため、 エンジンの出力およびランキンサイクル装置の出力を加算した統合 出力が一時的に不足してドライバーが違和感を感じる不具合が発生する （a部参 照）。 またドライバーがアクセルペダルを戻した直後は、 エンジンの出力が即座 に減少するのに対してランキンサイクル装置の出力が応答遅れをもつて減少する ため、 エンジンの出力およびランキンサイクル装置の出力を加算した統合出力が 一時的に過剰になってドライバーが違和感を感じる不具合が発生する （b部参照
) o
発明の開示
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、 エンジンの出力とランキンサイ クル装置の出力とを統合して駆動輪を駆動する車両において、 ランキンサイクル 装置の出力の応答遅れを補償してドライバーの違和感を解消することを目的とす る。
上記目的を達成するために、 本発明の第 1の特徴によれば、 エンジンの排気ガ スの熱エネルギーを機械エネルギーに変換して出力するランキンサイクル装置を 備え、 エンジンの出力およびランキンサイクル装置の出力の統合出力で駆動輪を 駆動する車両の推進装置において、 ドライバーが指令するアクセル開度を補正し てエンジンのスロットル開度を制御する制御手段を備え、 ランキンサイクル装置 の出力の応答遅れを補償すべく、 制御手段は前記統合出力がアクセル開度に応じ た出力となるようにエンジンのスロットル開度を制御することを特徴とする車両 の推進装置が提案される。
上記構成によれば、 ドライバ一が指令するアクセル開度を補正し、 エンジンの 出力およびランキンサイクル装置の出力の統合出力がアクセル開度に応じた出力 となるようにスロットルバルブの開度を制御するので、 ランキンサイクル装置の 出力の応答遅れによってアクセルペダルの踏み込み時に発生する出力の不足感ゃ 、 アクセルペダルの戻し時に発生する出力の過剰感を解消し、 違和感のない運転 フィーリングを得ることができる。
図面の簡単な説明
図 1〜図 7は本発明の第 1実施例を示すもので、 図 1は車両の推進装置の全体 構成を示す図、 図 2はスロットル D BWモー夕の制御系の構成を示す図、 図 3は 第 1実施例の作用を説明するフローチャート、 図 4は蒸発器の熱交換効率 77 e V Pを検索するマップを示す図、 図 5は応答遅れのない理想の膨張機出力 O u t 2 を検索するマップを示す図、 図 6はスロットル開度とエンジン出力との関係を示 すマップを示す図、 図 7は車両の推進装置の作用を説明するタイムチャートであ る。 図 8は本発明の第 2実施例に係る部分 D BWの説明図である。 図 9は本発明 の第 3実施例に係る膨張機の効率 7? e x pを検索するマップを示す図である。 図 1 0は従来の車両の推進装置の作用を説明するタイムチャートである。
発明を実施するための最良の形態
以下、 図 1〜図 7に基づいて本発明の第 1実施を説明する。
図 1に示すように、 車両に搭載されたエンジン 1で作動するランキンサイクル 装置 2は公知の構造を有するもので、 エンジン 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 3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機 4と、 膨張機 4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 5、 凝縮器 5からの水を加圧して蒸発器 3に供給する給水ポンプ 6とを有する。 エンジン 1の吸気通路に設けられたスロットルバルブ 7はドライ バ一により操作されるアクセルペダル 8に D BW (D r i V e b y W i r e ) 制御装置 9を介して電気的に接続されている。 D BW制御装置 9はアクセルべ ダル 8の操作量を電気信号に変換してァクチユエ一夕を介してスロットルバルブ 7を操作するもので、 アクセル開度 0 a pを任意に補正してスロットル開度 0 t hを制御することが可能である。 エンジン 1の出力とランキンサイクル装置 2の 出力とは、 例えば遊星歯車機構を備えた駆動力伝達系 1 0で統合されて駆動輪 1 1に伝達される。
図 2に示すように、 D BW制御装置 9にはアクセルペダル 8に設けたアクセル 開度センサ 1 2で検出したアクセル開度 Θ a pと、 排気通路に設けた排気ガス温 度センサ 1 3で検出した排気ガス温度 T e x hと、 排気通路に設けた排気ガスリ 二ァ空燃比センサ 1 4で検出した空燃比 A F e x hとが入力される。 またェンジ ン 1の運転状態を制御するエンジン制御装置 1 9には、 エンジン回転数センサ 1 5で検出したエンジン回転数 N eと、 吸気負圧センサ 1 6で検出した吸気負圧 P bと、 燃料噴射量センサ 1 7で検出した燃料噴射量 F u e 1とが入力され、 それ らエンジン回転数 Ne、 吸気負圧 Pbおよび燃料噴射量 Fu e 1はエンジン制御 装置 19から DBW制御装置 9に入力される。 DBW制御装置 9はアクセル開度 0 apと、 排気ガス温度 Te xhと、 空燃比 AFe xhと、 エンジン回転数 Ne と、 吸気負圧 Pbと、 燃料噴射量 Fue 1とに基づいて目標とするスロットル開 度 0 t hを算出し、 このスロットル開度 Θ t hに基づいて吸気通路に設けたスロ ットルバルブ 7を駆動するスロットル DBWモータ 18の作動を制御する。
尚、 燃料噴射量 Fu e 1はエンジン制御装置 19に予め目標燃料噴射量を持た せることで代用しても良く、 また空燃比 AF e xhはエンジン制御装置 19に予 め目標空燃比を持たせることで代用しても良い。
ところで、 ドライパーがアクセルペダル 8を操作するとスロットル DBWモー 夕 18が作動してスロットル開度 0 t hが変化し、 エンジン 1の出力はアクセル ペダル 8の操作、 即ちスロットル開度 0 t hの変化から僅かな応答遅れ （0. 1 秒以下） をもって変化する。 エンジン 1の出力が変化すると排気ガスの温度およ び流量が変化するが、 その排気ガスの温度および流啬が定常状態に達するまでに 排気ポートの熱引き等による応答遅れ （約 0. 5秒） が発生する。 排気ガスの温 度および流量が変化すると、 蒸発器 3において排気ガスおよび水の間で熱交換が 行われて蒸気が発生するが、 伝熱管を介しての熱伝達による応答遅れが発生する 。 この応答遅れは排気ガスの流速に応じて変化し、 流速が大きいときで 5秒弱、 流速が小さいときで 5秒強に達する。 蒸発器 3で発生した蒸気の熱エネルギーが 膨張機 4において機械エネルギーに変換される際にも、 膨張機 4の慣性による応 答遅れ （0. 5秒以下） が発生する。
本実施例では上記 4種類の応答遅れのうち、 最初および最後の比較的に小さい 応答遅れは無視し、 2番目および 3番目の比較的に大きい応答遅れを考慮してス ロットル DBWモータ 18の作動を制御する。 以下、 排気ガスの温度および流量 が定常状態に達するまでの応答遅れ （約 0. 5秒） を 1段目応答遅れて e xhと し、 蒸発器 3での熱伝達による応答遅れ （約 5秒） を 2段目応答遅れて e vpと する。
次に、 第 1実施例の作用を図 3のフローチャートに基づいて説明する。
先ず、 ステップ S 1で前記 6個のセンサ 12〜17によりアクセル開度 0 a p 、 排気ガス温度 Te x h、 空燃比 AF e xh、 エンジン回転数 Ne、 吸気負圧 P bおよび燃料噴射量 Fu e 1を検出する。 続くステップ S 2でエンジン 1の排気 ガスのエネルギーを Q e X hを、 排気ガス温度 T e x hおよび排気ガス流量 M e xhの積として算出する。
続くステップ S 3〜S 6でランキンサイクル装置 2の応答遅れに起因する出力 不足分 （あるいは過剰分） AOu tを算出する。 即ち、 ステップ S 3で応答遅れ を考慮した蒸発器 3からの蒸気の熱エネルギー Qs t e amを、
Q s t e am=Q e xhX 7? e vpx f て e xh) X f 、 て e vp) により算出する。 ここで ?7 e vpは蒸発器 3における熱交換効率であって、 ェン ジン回転数 Neおよび吸気負圧 Pbをパラメ一夕とするマップ （図 4参照） から 検索される。 図 4のマップは実測により作成される。 また (r e xh) は 1段 目応答遅れて e xhによる補正関数であり、 f (r e vp) は 2段目応答遅れて e V pによる補正関数である。
続くステップ S 4で応答遅れを考慮した膨張機 4の出力 Ou t 1を、
Ou t l=Qs t e amXr/ e vp
により算出し、 続くステップ S 5で応答遅れのない理想の膨張機 4の出力 Ou t 2を、 エンジン回転数 N eおよび吸気負圧 P bをパラメ一夕とするマップ （図 5 参照） から検索する。 図 5のマップは実測により作成される。 そしてステップ S 6で応答遅れによる出力不足分 ΔΟχι tを、
AOu t =Ou t 2 -Ou t 1
により算出する。
続くステップ S 7〜S 10で前記出力不足分 ΔΟι tを補償するスロットル開 度 0 t hを、 実測により作成した図 6のマップに基づいて算出する。 図 6のマツ プは横軸にスロットル開度 0 t hをとり、 縦軸にエンジン出力をとつたもので、 その動作線はエンジン回転数 Ne毎に設定されている。 先ずステップ S 7でェン ジン回転数センサ 15により検出した現在のエンジン回転数 N eに基づいて動作 線を特定し、 ステップ 8でアクセル開度センサ 12により検出したアクセル開 度 Θ a pを前記動作線に適用して、 現在のエンジン出力を求める。 続くステップ S 9で現在のエンジン出力に応答遅れによる出力不足分 AOu tを加算して必要 なエンジン出力を算出し、 この必要なエンジン出力に対応する必要なスロットル 開度 0 t hを算出する。 そしてステップ S 1 0で前記必要なスロットル開度 0 t hが得られるようにスロットル D BWモータ 1 8の作動を制御する。
上記作用を図 7のタイムチャートに基づいて更に説明する。
例えば、 ドライバ一がアクセルペダル 8を 「踏み込み」 → 「保持」 → 「戻し」 操作してアクセル開度 6> a pをステップ状に変化させると、 D B W制御装置 9お よびスロットル D BWモータ 1 8を介して作動するスロットルバルブ 7の開度は 、 アクセルペダル 8を踏み込んだ直後はアクセル開度 0 a pに比例する値に比べ て t hだけ一時的に大きくなるように制御されるため、 それに応じてェンジ ン出力も一時的に大きくなり、 ランキンサイクル装置 2の応答遅れによる統合出 力の不足分をエンジン出力の増加分で相殺してアクセル開度 S a pに応じた統合 出力を発生させることができる。 またドライバーがアクセルペダル 8を戻した直 後は、 スロットルバルブ 7の開度がアクセル開度 0 a pに比例する値に比べて△ Θ t hだけ一時的に小さくなるように制御されるため、 それに応じてエンジン出 力も一時的に小さくなり、 ランキンサイクル装置 2の応答遅れによる統合出力の 過剰分をエンジン出力の減少分で相殺してアクセル開度 0 a pに応じた統合出力 を発生させることができる （c部および d部参照)。
以上のように、 アクセル開度 S a pに対してスロットル開度 S 1; 1 を1対1 .に 対応させることなく、 ランキンサイクル装置 2の応答遅れを補償するようにス口 ットル開度 0 t hを Δ 0 t h分だけ補正してスロットルバルブ 7を作動させるの で、 エンジン 1の出力およびランキンサイクル装置 2の出力の統合出力をァクセ ル開度 S a pに比例させてドライバーの違和感を解消することができる。
次に、 図 8に基づいて本発明の第 2実施例を説明する。
第 1実施例ではスロットルバルブ 7とアクセルペダル 8とが機械的に接続され ておらず、 スロットルバルブ 7はスロットル D B Wモ一夕 1 8のみによって作動 する。 それに対して、 本第 2実施例ではスロットルバルブ 7は基本的にアクセル ペダル 8に機械的に接続されて作動し、 スロットル開度 0 t hの補正量 Δ Θ t h に相当する開度だけがスロットル D BWモータ 1 8によって作動するようになつ ている。 具体的には、 出力軸 18 aがスロットルバルブ 7に接続されたスロットル DB Wモータ 18が、 前記出力軸 18 aの軸線 L回りに回転し得るようにベアリング 21， 22で支持されおり、 アクセルペダル 8はスロットル DBWモータ 18に 機械的に接続されている。 従って、 ドライバーがアクセルペダル 8を踏むとスロ ットル DBWモ一夕 18自体が軸線 L回りに回転し、 アクセルペダル 8の踏込量 に応じた開度でスロットルバルブ 7が開閉する。 そして DBWモー夕 1 8を作動 させて出力軸 1 8 aを回転させると、 出力軸 18 aの回転角に相当する分だけス 口ットルバルブ 7の開度が増減する。
本実施例によれば、 DBWモータ 18はスロットル開度 0 t hの補正量 Δ Θ t hに相当する開度分だけスロットルバルブ 7を作動させれば良いため、 その DB Wモータ 18を小型化してコストダウンを図ることができ、 しかも制御系のフエ ィル時にもドライバーの踏力でスロットルバルブ 7の必要最低限の操作が可能に なる。
次に、 本発明の第 3実施例を説明する。
第 3実施例は、 第 1実施例の図 3のフロ一チャートのステップ S 3〜S 5にお ける実際の膨張機 4の出力 Ou t 1および理想の膨張機 4の出力 Ou t 2を、 以 下に示す他の手法で算出するものである。 即ち、 ステップ S 3で蒸発器 3からの 応答遅れを含まない蒸気の熱エネルギー Q s t e amを、 図 4のマップから検索 した蒸発器 3の熱交換効率 e v pを用いて、
Q s t e a m= Qe X 7? e vp
により算出する。 続くステップ S 4で応答遅れを考慮した膨張機 4の出力 Ou t 1を、
Ou t l=Q s t e amX 7? e vp x f て e xh) X f て e v p) により算出する。 ここで (r e xh) は 1段目応答遅れて e xhによる補正関 数であり、 f (て e vp) は 2段目応答遅れて e V pによる補正関数である。 そ してステップ S 5で応答遅れのない理想の膨張機 4の出力 Ou t 2を、 蒸気の熱 エネルギー Q s t e amと、 膨張機 4の効率 ?7 e x pとを用いて、
0 u t 2 =Q s t e amX 7 e x p
により算出する。 膨張機 4の効率 7? e x pは、 エンジン回転数 Neおよび吸気負 圧 P bをパラメ一夕とするマップ （図 9参照） から検索する。 このマップは実測 により作成される。
このように、 第 1実施例では理想の膨張機 4の出力〇u t 2を図 5のマップか ら直接検索しているのに対し、 本第 3実施例では、 理想の膨張機 4の出力 O u t 2を蒸気の熱エネルギー Q s t e a mに膨張機 4の効率 e x pを乗算して算出 している。 これにより、 蒸気の熱エネルギ一 Q s t e a mに各種の補正を加えて も、 図 9に示す膨張機 4の効率 7? e x pのマップは修正不要であり、 理想の膨張 機 4の出力〇u t 2をより簡単かつ正確に求めることができる。
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。
産業上の利用可能性
以上のように、 本発明に係る車両の推進装置は、 走行用のエンジンと、 その排 気ガスの熱エネルギーを機械エネルギーに変換して出力するランキンサイクル装 置とを備えた車両に対して適用することができる。

Claims

請求の範囲
1. エンジン (1) の排気ガスの熱エネルギーを機械エネルギーに変換して出力 するランキンサイクル装置 （2) を備え、 エンジン （1) の出力およびランキン サイクル装置 （2) の出力を統合した統合出力で駆動輪 （1 1) を駆動する車両 の推進装置において、
ドライバ一が指令するアクセル開度 （S ap) を補正してエンジン （1) のス ロットル開度 (Θ t h) を制御する制御手段 （9) を備え、 ランキンサイクル装 置 （2) の出力の応答遅れを補償すべく、 制御手段 （9) は前記統合出力がァク セル開度 （0 a p) に応じた出力となるようにエンジン （1) のスロットル開度 (Θ t h) を制御することを特徴とする車両の推進装置。
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