JP2001023666A - Waste heat recovering device and its control method - Google Patents
Waste heat recovering device and its control methodInfo
- Publication number
- JP2001023666A JP2001023666A JP11194627A JP19462799A JP2001023666A JP 2001023666 A JP2001023666 A JP 2001023666A JP 11194627 A JP11194627 A JP 11194627A JP 19462799 A JP19462799 A JP 19462799A JP 2001023666 A JP2001023666 A JP 2001023666A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waste heat
- cooling
- heat
- cooling device
- motor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 title claims abstract description 117
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 18
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 122
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 61
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 45
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 9
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 104
- 239000002826 coolant Substances 0.000 abstract description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract 1
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 63
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 39
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 15
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 7
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 7
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 4
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000006057 reforming reaction Methods 0.000 description 3
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 2
- 230000036647 reaction Effects 0.000 description 2
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101001125854 Homo sapiens Peptidase inhibitor 16 Proteins 0.000 description 1
- 229910002665 PbTe Inorganic materials 0.000 description 1
- 102100029324 Peptidase inhibitor 16 Human genes 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- OCGWQDWYSQAFTO-UHFFFAOYSA-N tellanylidenelead Chemical compound [Pb]=[Te] OCGWQDWYSQAFTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、所定の発熱部から
発生した熱を電力として回収する廃熱回収装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a waste heat recovery apparatus for recovering heat generated from a predetermined heat generating portion as electric power.
【０００２】[0002]
【従来の技術】熱を電力に変換可能な熱電素子を利用し
て、廃熱を回収する種々の装置が提案されている。かか
る装置としては、例えば、特開平１０−３０９０８８記
載の装置がある。当該公報に記載の装置は、熱電変換素
子と高温部との間に熱媒体流通空間を設けたものであ
る。高温部としては、例えばエンジンの排ガスの流通管
が例示されている。かかる装置では、熱媒体流通空間を
流れる熱媒体により、高温部から熱電変換素子に廃熱が
伝達されるため、廃熱を電力として回収することができ
る。また、熱媒体の流量を制御することにより、熱電変
換素子に伝達される熱量を制御して、電力への変換効率
の低下を起こりにくくすることができる。2. Description of the Related Art Various devices for recovering waste heat using thermoelectric elements capable of converting heat into electric power have been proposed. As such an apparatus, for example, there is an apparatus described in JP-A-10-309088. The device described in this publication has a heating medium circulation space provided between a thermoelectric conversion element and a high-temperature portion. As the high temperature part, for example, a flow pipe of exhaust gas of an engine is exemplified. In such an apparatus, waste heat is transmitted from the high-temperature portion to the thermoelectric conversion element by the heat medium flowing in the heat medium flow space, so that the waste heat can be recovered as electric power. In addition, by controlling the flow rate of the heat medium, the amount of heat transmitted to the thermoelectric conversion element can be controlled, so that the conversion efficiency to electric power can be prevented from lowering.
【０００３】かかる廃熱回収装置は、出力可能なエネル
ギの総量が制限されている車両において特に有効に活用
することができる。通常の車両の場合、出力可能なエネ
ルギの総量は燃料量によって決まる。かかる車両に廃熱
回収装置を搭載すれば、熱として廃棄されるエネルギを
有効活用することができ、車両の運転効率を向上するこ
とができる。[0003] Such a waste heat recovery apparatus can be used particularly effectively in a vehicle in which the total amount of energy that can be output is limited. In the case of a normal vehicle, the total amount of energy that can be output is determined by the amount of fuel. If the waste heat recovery device is mounted on such a vehicle, the energy discarded as heat can be effectively used, and the driving efficiency of the vehicle can be improved.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】一般に装置を駆動する
際には熱が発生する。かかる装置の運転効率を向上する
ためには、駆動時に発生する廃熱を回収、再利用するこ
とが望ましい。しかし、従来、装置自体から発生する廃
熱を回収する技術については十分検討されていなかっ
た。Generally, when the apparatus is driven, heat is generated. In order to improve the operation efficiency of such a device, it is desirable to collect and reuse waste heat generated during operation. However, techniques for recovering waste heat generated from the apparatus itself have not been sufficiently studied.
【０００５】装置の廃熱を回収する場合、熱から電力へ
の変換効率を向上するためには、熱電素子の温度差を十
分に確保することが望ましい。これは装置をある程度高
温にしておくことに相当する。一方、装置にはそれぞれ
作動に適した温度範囲が存在する。従って、装置の温度
をあまりに高くすると、運転効率の低下を招いたり、寿
命を著しく縮めるなどの弊害を招くことがある。When recovering the waste heat of the apparatus, it is desirable to secure a sufficient temperature difference between the thermoelectric elements in order to improve the efficiency of converting heat to electric power. This corresponds to keeping the device at a relatively high temperature. On the other hand, each device has a temperature range suitable for operation. Therefore, if the temperature of the apparatus is too high, there may be a case where the operation efficiency is reduced or the life is significantly shortened.
【０００６】上記弊害を回避するために、多数の熱電素
子を配設することも可能ではある。これらの熱電素子に
よる電力の回収量を制御することによって、装置の温度
を作動に適した状態に保ちつつ、廃熱を効率的に回収す
ることができる。しかしながら、この場合は、廃熱を回
収する装置のコストが許容し得ないほど増加するという
問題を生じる。[0006] In order to avoid the above-mentioned adverse effects, it is possible to arrange a large number of thermoelectric elements. By controlling the amount of power recovery by these thermoelectric elements, waste heat can be recovered efficiently while keeping the temperature of the device suitable for operation. However, in this case, there is a problem that the cost of the apparatus for recovering waste heat increases unacceptably.
【０００７】従来、提案されていた廃熱回収装置は、排
ガス等から熱を回収するものであり、熱を発生する装置
自体の作動温度を考慮する必要のないものであった。こ
のため、装置自体の作動温度を適温に維持しつつ、高い
効率で廃熱を回収することができなかった。また、近
年、環境性を考慮して、電動機や燃料電池など排ガスを
生じない動力源を適用した車両など種々の機器が提案さ
れているが、従来の廃熱回収装置はこれらの機器には適
用できなかった。Hitherto, the proposed waste heat recovery apparatus recovers heat from exhaust gas or the like, and does not need to consider the operating temperature of the heat generating apparatus itself. For this reason, it was not possible to efficiently collect waste heat while maintaining the operation temperature of the apparatus itself at an appropriate temperature. In recent years, various devices such as electric motors and vehicles using a power source that does not generate exhaust gas, such as a fuel cell, have been proposed in consideration of environmental characteristics. However, conventional waste heat recovery devices are applied to these devices. could not.
【０００８】本発明は、かかる課題を解決するためにな
されたものであり、装置の作動温度を考慮しつつ、該装
置から発生する廃熱を効率的に回収可能な廃熱回収装置
を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and provides a waste heat recovery apparatus capable of efficiently recovering waste heat generated from the apparatus while considering the operating temperature of the apparatus. The purpose is to:
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
述の課題の少なくとも一部を解決するために、本発明は
次の構成を採った。本発明の廃熱回収装置は、熱を発生
しつつ作動する装置を含む発熱部で生じた廃熱を電力と
して回収する廃熱回収装置であって、冷媒を通過させる
ことにより前記発熱部を冷却する冷却装置と、前記廃熱
を電力に変換する熱電変換手段と、前記発熱部から該熱
電変換手段に所定の状態で熱量が供給されるよう前記冷
却装置を制御する冷却装置制御手段とを備えることを要
旨とする。Means for Solving the Problems and Their Functions and Effects In order to solve at least a part of the above problems, the present invention has the following constitution. The waste heat recovery device of the present invention is a waste heat recovery device that recovers waste heat generated in a heat generating unit including a device that operates while generating heat as electric power, and cools the heat generating unit by passing a refrigerant. A cooling device that converts the waste heat into electric power, and a cooling device control unit that controls the cooling device such that heat is supplied in a predetermined state from the heat generating unit to the thermoelectric conversion device. That is the gist.
【００１０】かかる廃熱回収装置では、発熱部に設けら
れた冷却装置で発熱部を冷却するとともに、熱電変換手
段により廃熱を電力として回収する。この際、冷却装置
を制御することにより、発熱部から熱電変換手段に所定
の状態で熱量が供給されるように制御することができ
る。この熱量を熱電変換手段が効率よく変換を行うこと
ができる範囲に制御すれば、廃熱を効率的に電力として
回収することができる。なお、熱電変換手段は、熱を電
力に変換可能な種々の手段を採用することができる。か
かる手段としては、温度差に応じて起電圧を生じる熱電
素子またはペルチェ素子と呼ばれる素子が知られてい
る。[0010] In such a waste heat recovery device, the heat generating portion is cooled by a cooling device provided in the heat generating portion, and the waste heat is recovered as electric power by the thermoelectric conversion means. At this time, by controlling the cooling device, it is possible to perform control so that heat is supplied from the heat generating portion to the thermoelectric conversion means in a predetermined state. If this heat amount is controlled within a range in which the thermoelectric conversion means can perform conversion efficiently, waste heat can be efficiently recovered as electric power. Note that various means capable of converting heat into electric power can be adopted as the thermoelectric conversion means. As such means, an element called a thermoelectric element or a Peltier element that generates an electromotive voltage according to a temperature difference is known.
【００１１】冷却装置は発熱部自体を冷却して、熱電変
換手段に供給される熱量を制御する。従って、本発明の
廃熱回収装置は、発熱部の冷却を伴いつつ、廃熱の回収
効率を向上することができる。つまり、冷却により発熱
部の温度を作動に適した状態に保ちつつ、廃熱の回収効
率を向上することができる。The cooling device controls the amount of heat supplied to the thermoelectric conversion means by cooling the heat generating portion itself. Therefore, the waste heat recovery device of the present invention can improve the recovery efficiency of waste heat while accommodating the cooling of the heat generating part. That is, the efficiency of waste heat recovery can be improved while maintaining the temperature of the heat generating portion in a state suitable for operation by cooling.
【００１２】なお、所定の状態とは、熱伝達変換手段に
よる廃熱の回収効率および発熱部の温度制御の双方を考
慮した上で、冷却制御手段の構成に応じて種々の定義を
採ることができる。例えば、発熱部から熱電変換手段に
供給される熱量を推定し、その熱量が所定の範囲内にあ
ることを「所定の状態」と定義することができる。この
場合、「所定の範囲」としては下限値および上限値をも
って定められた区間であってもよいし、下限値のみまた
は上限値のみで定義された範囲であってもよい。また、
このように熱量の値で定義する他、発熱部から生じた熱
量のうち所定の割合の熱量が熱電変換手段に供給される
ことを「所定の状態」と定義してもよい。もちろん、冷
却装置と熱電変換手段に厳密な比率で配分することは困
難であるから、「所定の割合」は制御可能な範囲で幅を
持たせて構わない。さらに、発熱部を構成する装置が休
止中の場合には「所定の割合」を１００％近傍に設定し
て廃熱を全て熱電変換手段に供給し、多量の熱を発生す
る状態で運転中には「所定の割合」を低減するなど、装
置の運転状態に応じて予め定めた態様で変動させるもの
としてもよい。The predetermined state may take various definitions depending on the configuration of the cooling control means in consideration of both the efficiency of waste heat recovery by the heat transfer conversion means and the temperature control of the heat generating part. it can. For example, the amount of heat supplied from the heat generating portion to the thermoelectric conversion means can be estimated, and the fact that the amount of heat is within a predetermined range can be defined as a “predetermined state”. In this case, the “predetermined range” may be a section defined by a lower limit and an upper limit, or may be a range defined by only the lower limit or the upper limit. Also,
In addition to the definition of the heat value as described above, the fact that a predetermined amount of the heat amount of the heat amount generated from the heat generating portion is supplied to the thermoelectric conversion means may be defined as a “predetermined state”. Of course, since it is difficult to distribute the cooling device and the thermoelectric conversion means at a strict ratio, the “predetermined ratio” may have a range within a controllable range. Further, when the device constituting the heat generating unit is at rest, the “predetermined ratio” is set to around 100% to supply all waste heat to the thermoelectric conversion means, and to operate while generating a large amount of heat. May be varied in a predetermined manner according to the operating state of the device, such as reducing the “predetermined ratio”.
【００１３】ここで、従来技術として特開平１０−３０
９０８８記載の装置（以下、従来装置と呼ぶ）を例に取
り、その差違を説明することで、本発明の技術的意義を
明確にする。従来装置は熱媒体を介して、高温部の熱を
熱電素子に伝達するものであり、その熱媒体の流量を制
御することにより、伝達される熱量を制御するものであ
る。従来装置で用いられる熱媒体はこうした伝達の役割
のみを果たすものであり、高温部の冷却を行うものでは
ない。Here, as a prior art, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-30
The technical significance of the present invention will be clarified by taking the device described in 9088 (hereinafter referred to as a conventional device) as an example and explaining the difference. The conventional device transmits heat of a high-temperature portion to a thermoelectric element via a heat medium, and controls the amount of heat transmitted by controlling the flow rate of the heat medium. The heat medium used in the conventional apparatus plays only such a role of transmission, and does not cool the high-temperature portion.
【００１４】本発明は、熱電変換手段に伝達される熱量
を制御する点では従来装置と共通する。本発明は、その
制御方法が従来装置と相違する。即ち、本発明は発熱部
の冷却を行うことで熱量を制御するのである。発熱部自
体を冷却すれば、該発熱部から排出される熱量が低減す
る。本発明はかかる作用に基づき伝達される熱量を制御
する。こうすることにより、従来装置が考慮していなか
った、発熱部の冷却と廃熱の回収効率の向上との両立を
図ることができる。The present invention is common to the conventional apparatus in controlling the amount of heat transmitted to the thermoelectric conversion means. The present invention differs from the conventional device in the control method. That is, in the present invention, the amount of heat is controlled by cooling the heat generating portion. If the heat generating part itself is cooled, the amount of heat discharged from the heat generating part is reduced. The present invention controls the amount of heat transferred based on such an action. By doing so, it is possible to achieve both the cooling of the heat generating portion and the improvement of the efficiency of collecting waste heat, which were not taken into account by the conventional device.
【００１５】もちろん、本発明においても熱電変換手段
は発熱部から熱を直接供給される態様のみならず、冷却
装置を通過する冷媒を介して供給を受ける態様を採るこ
とも可能である。この場合は、冷媒の流量を制御するこ
とにより伝達される熱量を制御するという従来装置と共
通の作用も奏する。但し、これは作用の一部に過ぎな
い。冷媒を介して熱の供給を受ける場合であっても、発
熱部の冷却による熱量の制御が併せて行われる。本発明
の廃熱回収装置は、このように発熱部の冷却を制御して
熱電変換手段に伝達される熱量を制御することにより、
発熱部の温度を適切に制御しつつ、廃熱の回収効率を向
上することが可能となる。また、冷却装置は既存の装置
を適用可能であるため、極端なコスト増大を招くことな
く廃熱回収装置を構成することができる利点もある。Of course, also in the present invention, the thermoelectric conversion means can adopt not only a mode in which heat is directly supplied from the heat generating portion but also a mode in which the thermoelectric converter is supplied with heat via a refrigerant passing through a cooling device. In this case, an effect common to the conventional device of controlling the amount of heat transmitted by controlling the flow rate of the refrigerant is also exerted. However, this is only a part of the operation. Even when the supply of heat is received via the refrigerant, the control of the amount of heat by the cooling of the heat generating portion is also performed. The waste heat recovery device of the present invention controls the amount of heat transmitted to the thermoelectric conversion unit by controlling the cooling of the heat generating unit as described above,
It is possible to improve the efficiency of collecting waste heat while appropriately controlling the temperature of the heat generating section. In addition, since an existing device can be applied to the cooling device, there is an advantage that the waste heat recovery device can be configured without causing an extreme increase in cost.
【００１６】本発明における冷却装置の制御は、種々の
態様を採ることができる。第１の態様として、廃熱回収
装置が発熱部の運転状態を指示するパラメータのうち廃
熱量に関与するパラメータを入力する入力手段を備える
場合には、前記冷却装置制御手段は、該パラメータに基
づいて前記制御を実行する手段であるものとすることが
できる。The control of the cooling device in the present invention can take various modes. As a first aspect, when the waste heat recovery device includes input means for inputting a parameter relating to the amount of waste heat among parameters for instructing the operation state of the heat generating unit, the cooling device control means determines a parameter based on the parameter. Means for executing the control.
【００１７】かかるパラメータを利用すれば、特別なセ
ンサ等を用いることなく廃熱量を推定することができ、
発熱部の冷却および熱回収効率を実現する制御を比較的
容易かつ精度よく実現することができる。かかるパラメ
ータとして、例えば発熱部が動力または電力を出力する
装置を有する場合には、要求動力または要求電力を適用
することができる。発熱部のオン・オフをパラメータと
して利用してもよい。By using such parameters, the amount of waste heat can be estimated without using a special sensor or the like.
Control for realizing cooling of the heat generating portion and heat recovery efficiency can be realized relatively easily and accurately. As such a parameter, for example, when the heat generating unit has a device that outputs power or power, required power or required power can be applied. On / off of the heat generating portion may be used as a parameter.
【００１８】第２の態様として、前記冷却装置制御手段
は、廃熱量の増大につれて、前記所定の範囲の上限値を
低減して前記制御を実行する手段であるものとすること
ができる。つまり、廃熱量が増大するにつれて冷却を強
くするものとしてもよい。As a second aspect, the cooling device control means may be means for executing the control by reducing the upper limit value of the predetermined range as the amount of waste heat increases. That is, the cooling may be enhanced as the amount of waste heat increases.
【００１９】一般に装置の冷却は応答性が低い。廃熱量
が大きい場合にはこの低応答性に起因して、過渡的に熱
電変換手段に伝達される熱量が過大になる可能性があ
る。上記制御によれば、廃熱量が大きくなるにつれて冷
却を強くしておくことにより、低応答性に伴う弊害を抑
制することができる。即ち、廃熱量が過渡的に過大にな
った状態でも、電力への変換効率が十分に高い範囲に制
限することができ、廃熱回収効率の低下を抑制すること
ができる。なお、上限値は、廃熱量の増大につれて必ず
しも連続的に低減させる必要はなく、段階的に低減する
ものとしてもよい。また、廃熱量自体でなく、廃熱量に
関与するパラメータに応じて低減させてもよいことはい
うまでもない。Generally, the cooling of the device has low response. When the amount of waste heat is large, there is a possibility that the amount of heat transferred to the thermoelectric conversion means transiently becomes excessive due to the low responsiveness. According to the above-described control, by increasing the cooling as the amount of waste heat increases, it is possible to suppress the adverse effects associated with low responsiveness. That is, even when the amount of waste heat is transiently excessive, the conversion efficiency into electric power can be limited to a sufficiently high range, and a decrease in waste heat recovery efficiency can be suppressed. Note that the upper limit value does not necessarily need to be continuously reduced as the amount of waste heat increases, and may be reduced stepwise. Needless to say, the amount of heat may be reduced according to a parameter related to the amount of waste heat instead of the amount of waste heat itself.
【００２０】第３の態様として、前記発熱部の温度を検
出する温度検出手段を備える場合には、前記冷却装置制
御手段は、前記温度が所定の下限値以上の場合にのみ冷
却を実行する手段であるものとすることができる。発熱
部の温度が所定の下限値よりも低い場合には、冷却を行
わないため、熱電変換手段により効率的に電力を回収す
ることができる。下限値は熱電変換手段における変換効
率、装置の運転効率、冷却装置の冷却能力などを考慮し
て適切な値を設定すればよい。As a third aspect, in the case where temperature detecting means for detecting the temperature of the heat generating portion is provided, the cooling device control means executes cooling only when the temperature is equal to or higher than a predetermined lower limit. May be used. When the temperature of the heat generating portion is lower than a predetermined lower limit, cooling is not performed, so that power can be efficiently recovered by the thermoelectric conversion means. The lower limit may be set to an appropriate value in consideration of the conversion efficiency of the thermoelectric converter, the operation efficiency of the device, the cooling capacity of the cooling device, and the like.
【００２１】この場合において、前記下限値は前記廃熱
量の増大につれて低い値に設定することができる。廃熱
量が増大すれば、発熱部の温度が上昇しやすくなる。冷
却装置の冷却能力によっては温度上昇を十分抑制できな
い可能性もある。第３の態様の制御によれば、廃熱量の
増大につれて早期に冷却が開始されるため、かかる弊害
を回避することができる。廃熱量の増大は装置の運転状
態を表すパラメータなど種々の手段で推測することがで
きる。In this case, the lower limit can be set to a lower value as the amount of waste heat increases. If the amount of waste heat increases, the temperature of the heat generating portion tends to increase. Depending on the cooling capacity of the cooling device, there is a possibility that the temperature rise cannot be sufficiently suppressed. According to the control of the third aspect, the cooling is started early as the amount of waste heat increases, so that such an adverse effect can be avoided. The increase in the amount of waste heat can be estimated by various means such as a parameter indicating the operation state of the apparatus.
【００２２】このように、廃熱量の増大につれて下限値
を下げる一例に相当する制御として、前記発熱部が運転
中である場合の前記下限値は、休止中における下限値よ
りも低く設定してもよい。休止中は冷却を行わないもの
としてもよい。As described above, as a control corresponding to an example in which the lower limit value is reduced as the amount of waste heat increases, the lower limit value when the heating unit is operating is set to be lower than the lower limit value when the heating unit is not operating. Good. Cooling may not be performed during a pause.
【００２３】本発明の廃熱回収装置において、発熱部、
冷却装置等の各要素は種々の構成を採ることができる。
例えば、前記冷却装置は、前記発熱部の発熱量および前
記熱電変換手段による廃熱の回収量に基づいて、該発熱
部の温度を所定以下に維持可能に設定された冷却能力を
有する装置であるものとすることもできる。つまり、熱
電変換手段により発熱部の熱の少なくとも一部が回収さ
れることを前提として冷却能力を設定することができ
る。こうすれば、冷却装置のみで冷却を行う場合に比し
て、冷却装置を小型化することができる。In the waste heat recovery apparatus of the present invention,
Each element such as the cooling device can have various configurations.
For example, the cooling device is a device having a cooling capacity set such that the temperature of the heat generating unit can be maintained at a predetermined value or less based on the amount of heat generated by the heat generating unit and the amount of waste heat recovered by the thermoelectric conversion unit. It can also be. That is, the cooling capacity can be set on the assumption that at least a part of the heat of the heat generating unit is recovered by the thermoelectric conversion unit. In this case, the size of the cooling device can be reduced as compared with the case where cooling is performed only by the cooling device.
【００２４】前記発熱部は発電装置とすることができ
る。発電装置について熱電変換手段による廃熱回収を行
えば、電力の出力効率を向上することができる。発電装
置としては磁界の作用によって起電力を生じる発電機や
燃料電池などが挙げられる。燃料電池は効率および環境
性に優れるエネルギ出力源であり、燃料電池からの廃熱
回収を行えばその効率がさらに向上し、有効性が増大す
る。The heat generating section may be a power generator. If the waste heat is recovered by the thermoelectric converter in the power generator, the output efficiency of the power can be improved. Examples of the power generation device include a generator and a fuel cell that generate an electromotive force by the action of a magnetic field. A fuel cell is an energy output source excellent in efficiency and environmental friendliness. If waste heat is recovered from the fuel cell, its efficiency is further improved and its effectiveness is increased.
【００２５】本発明の廃熱回収装置において、前記発熱
部が、複数の装置からなる発熱部である場合には、前記
冷却装置は、該複数の装置について共通の冷却装置であ
るものとすることもできる。こうすれば、冷却装置をよ
り小型化できる。もちろん、各装置ごとに個別の冷却系
統を設けても構わない。In the waste heat recovery apparatus of the present invention, when the heat generating section is a heat generating section including a plurality of devices, the cooling device is a common cooling device for the plurality of devices. Can also. In this case, the size of the cooling device can be further reduced. Of course, an individual cooling system may be provided for each device.
【００２６】以上で説明した本発明の廃熱回収装置にお
いては、さらに、前記熱電変換手段で回収された電力を
蓄電する蓄電手段を備えるものとすることが望ましい。
こうすれば、回収した電力の有効活用を図ることができ
る。蓄電手段としては例えば、二次電池やキャパシタを
適用することができる。The above-described waste heat recovery apparatus of the present invention preferably further comprises a power storage means for storing the power recovered by the thermoelectric conversion means.
In this case, it is possible to effectively use the collected power. For example, a secondary battery or a capacitor can be used as the power storage means.
【００２７】本発明は上述の廃熱回収装置と主要部を同
一にする発明として次の構成を採ることもできる。即
ち、動力源から出力された動力を利用して移動する移動
体であって、要求された動力を出力するよう前記動力源
を運転する動力源運転手段と、冷媒を通過させることに
より前記動力源を冷却する冷却装置と、前記廃熱を電力
に変換する熱電変換手段と、前記発熱部から該熱電変換
手段に供給される熱量が所定の範囲内となるよう前記冷
却装置を制御する冷却装置制御手段とを備える移動体で
ある。The present invention can also adopt the following configuration as an invention in which the main part is the same as the above-mentioned waste heat recovery apparatus. That is, a moving body that moves by using the power output from the power source, the power source driving means driving the power source to output a required power, and the power source , A cooling device for converting the waste heat into electric power, and a cooling device control for controlling the cooling device such that the amount of heat supplied from the heat generating portion to the thermoelectric conversion device is within a predetermined range. And a moving body.
【００２８】これは、本発明の廃熱回収装置を適用した
機器としての構成に相当する。一般に移動体は、出力可
能なエネルギの総量が搭載可能な燃料量などにより制限
されていることが多い。かかる移動体に本発明の廃熱回
収装置を搭載すれば、熱として廃棄されるエネルギを有
効活用することができ、移動体の運転効率を向上するこ
とができる。なお、移動体とは車両、船舶、航空機、飛
翔体など動力を利用して移動する種々の装置をいう。運
転者等が搭乗するものには限らない。This corresponds to a configuration as an apparatus to which the waste heat recovery device of the present invention is applied. In general, in a mobile body, the total amount of energy that can be output is often limited by the amount of fuel that can be mounted. If the waste heat recovery device of the present invention is mounted on such a moving body, the energy discarded as heat can be effectively used, and the operating efficiency of the moving body can be improved. Note that a moving object refers to various devices that move using power, such as a vehicle, a ship, an aircraft, and a flying object. It is not limited to a driver or the like.
【００２９】本発明は移動体に限らず産業機械や発電施
設など種々の装置・施設に適用可能であることはいうま
でもない。また、移動体と同様の理由により、携帯型の
コンピュータなどの各種機器に適用することも望まし
い。It goes without saying that the present invention is applicable not only to moving objects but also to various devices and facilities such as industrial machines and power generation facilities. It is also desirable to apply the present invention to various devices such as a portable computer for the same reason as a mobile object.
【００３０】また本発明は、以下に示す制御方法として
構成することもできる。即ち、冷媒を通過させる冷却装
置により発熱部を冷却するとともに、熱電変換手段によ
り該発熱部で生じた廃熱を電力として回収する廃熱回収
装置の運転を制御する制御方法であって、（ａ） 前記
発熱部から該熱電変換手段に供給される熱量を推定する
工程と、（ｂ） 該推定した熱量が所定の状態となるよ
う前記冷却装置を運転する工程とを備える制御方法であ
る。The present invention can also be configured as a control method described below. That is, a control method for controlling the operation of a waste heat recovery device that cools a heat generating portion by a cooling device that allows a refrigerant to pass through and that recovers waste heat generated in the heat generating portion as electric power by a thermoelectric converter. A control method comprising: estimating the amount of heat supplied from the heat generating unit to the thermoelectric conversion means; and (b) operating the cooling device such that the estimated amount of heat is in a predetermined state.
【００３１】かかる制御方法によれば、先に廃熱回収装
置で説明したのと同様の作用により、発熱部の作動状態
を適切に保ちつつ、廃熱を効率的に回収することができ
る。また、上記制御方法においても、先に廃熱回収装置
で示した種々の付加的要素を考慮することができること
も当然である。According to this control method, waste heat can be efficiently recovered by appropriately maintaining the operating state of the heat generating portion by the same operation as that described above for the waste heat recovery apparatus. In addition, it goes without saying that the above control method can also take into account various additional elements shown in the waste heat recovery device.
【００３２】[0032]
【発明の実施の形態】以下、ハイブリッド車両に適用し
た場合の実施例に基づいて、本発明の実施の形態を説明
する。 （１）装置の構成：図１は実施例としてのハイブリッド
車両の概略構成図である。本実施例のハイブリッド車両
の動力源は、エンジン１０とモータ２０である。図示す
る通り、本実施例のハイブリッド車両の動力系統は、上
流側からエンジン１０、入力クラッチ１８、モータ２
０、トルクコンバータ３０、および変速機１００を直列
に結合した構成を有している。即ち、エンジン１０のク
ランクシャフト１２は、入力クラッチ１８を介してモー
タ２０に結合されている。入力クラッチ１８をオン・オ
フすることにより、エンジン１０からの動力の伝達を断
続することができる。モータ２０の回転軸１３は、ま
た、トルクコンバータ３０にも結合されている。トルク
コンバータの出力軸１４は変速機１００に結合されてい
る。変速機１００の出力軸１５はディファレンシャルギ
ヤ１６を介して車軸１７に結合されている。以下、それ
ぞれの構成要素について順に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on embodiments when applied to a hybrid vehicle. (1) Configuration of device: FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a hybrid vehicle as an embodiment. The power sources of the hybrid vehicle of this embodiment are the engine 10 and the motor 20. As shown, the power system of the hybrid vehicle according to the present embodiment includes an engine 10, an input clutch 18, and a motor 2 from the upstream side.
0, the torque converter 30, and the transmission 100 are connected in series. That is, the crankshaft 12 of the engine 10 is connected to the motor 20 via the input clutch 18. By turning on / off the input clutch 18, transmission of power from the engine 10 can be interrupted. The rotating shaft 13 of the motor 20 is also connected to a torque converter 30. The output shaft 14 of the torque converter is connected to the transmission 100. The output shaft 15 of the transmission 100 is connected to an axle 17 via a differential gear 16. Hereinafter, each component will be described in order.
【００３３】エンジン１０は通常のガソリンエンジンで
ある。但し、エンジン１０は、ガソリンと空気の混合気
をシリンダに吸い込むための吸気バルブ、および燃焼後
の排気をシリンダから排出するための排気バルブの開閉
タイミングを、ピストンの上下運動に対して相対的に調
整可能な機構を有している（以下、この機構をＶＶＴ機
構と呼ぶ）。ＶＶＴ機構の構成については、周知である
ため、ここでは詳細な説明を省略する。エンジン１０
は、ピストンの上下運動に対して各バルブが遅れて閉じ
るように開閉タイミングを調整することにより、いわゆ
るポンピングロスを低減することができる。この結果、
エンジン１０をモータリングする際にモータ２０から出
力すべきトルクを低減させることもできる。ガソリンを
燃焼して動力を出力する際には、ＶＶＴ機構は、エンジ
ン１０の回転数に応じて最も燃焼効率の良いタイミング
で各バルブが開閉するように制御される。The engine 10 is a normal gasoline engine. However, the engine 10 sets the opening / closing timing of an intake valve for sucking a mixture of gasoline and air into a cylinder and an exhaust valve for discharging exhaust gas after combustion from the cylinder relative to the vertical movement of the piston. It has an adjustable mechanism (hereinafter, this mechanism is called a VVT mechanism). Since the configuration of the VVT mechanism is well known, detailed description is omitted here. Engine 10
By adjusting the opening / closing timing so that each valve closes with a delay with respect to the vertical movement of the piston, a so-called pumping loss can be reduced. As a result,
When the engine 10 is motored, the torque to be output from the motor 20 can be reduced. When power is output by burning gasoline, the VVT mechanism is controlled so that each valve opens and closes at a timing with the highest combustion efficiency according to the rotation speed of the engine 10.
【００３４】モータ２０は、三相の同期モータであり、
外周面に複数個の永久磁石を有するロータ２２と、回転
磁界を形成するための三相コイルが巻回されたステータ
２４とを備える。モータ２０はロータ２２に備えられた
永久磁石による磁界とステータ２４の三相コイルによっ
て形成される磁界との相互作用により回転駆動する。ま
た、ロータ２２が外力によって回転させられる場合に
は、これらの磁界の相互作用により三相コイルの両端に
起電力を生じさせる。なお、モータ２０には、ロータ２
２とステータ２４との間の磁束密度が円周方向に正弦分
布する正弦波着磁モータを適用することも可能である
が、本実施例では、比較的大きなトルクを出力可能な非
正弦波着磁モータを適用した。The motor 20 is a three-phase synchronous motor,
A rotor 22 having a plurality of permanent magnets on an outer peripheral surface and a stator 24 around which a three-phase coil for forming a rotating magnetic field is wound. The motor 20 is driven to rotate by interaction between a magnetic field generated by a permanent magnet provided on the rotor 22 and a magnetic field formed by a three-phase coil of the stator 24. When the rotor 22 is rotated by an external force, an electromotive force is generated at both ends of the three-phase coil by the interaction of these magnetic fields. The motor 20 includes the rotor 2
It is also possible to apply a sine wave magnetized motor in which the magnetic flux density between the stator 2 and the stator 24 has a sine distribution in the circumferential direction. However, in the present embodiment, a non-sine wave magnetized motor capable of outputting a relatively large torque is used. A magnetic motor was applied.
【００３５】モータ２０の電源としては、バッテリ５０
と燃料電池システム６０とが備えられている。但し、主
電源は燃料電池システム６０である。バッテリ５０は燃
料電池システム６０が故障した場合や十分な電力を出力
することができない過渡的な運転状態にある場合など
に、これを補完するようモータ２０に電力を供給する電
源として使用される。バッテリ５０の電力は、主として
ハイブリッド車両の制御を行う制御ユニット７０や、照
明装置などの電力機器に主として供給される。As a power source for the motor 20, a battery 50 is used.
And a fuel cell system 60. However, the main power supply is the fuel cell system 60. The battery 50 is used as a power supply for supplying electric power to the motor 20 to supplement the failure when the fuel cell system 60 has failed or is in a transitional operation state in which sufficient electric power cannot be output. The power of the battery 50 is mainly supplied to a control unit 70 that mainly controls the hybrid vehicle and power devices such as lighting devices.
【００３６】モータ２０と各電源との間には、接続状態
を切り替えるための切替スイッチ８４が設けられてい
る。切替スイッチ８４は、バッテリ５０，燃料電池シス
テム６０，モータ２０の３者間の接続状態を任意に切り
替えることができる。ステータ２４は切替スイッチ８４
および駆動回路５１を介してバッテリ５０に電気的に接
続される。また、切替スイッチ８４および駆動回路５２
を介して燃料電池システム６０に接続される。駆動回路
５１，５２は、それぞれトランジスタインバータで構成
されており、モータ２０の三相それぞれに対して、ソー
ス側とシンク側の２つを一組としてトランジスタが複数
備えられている。これらの駆動回路５１，５２は、制御
ユニット７０と電気的に接続されている。制御ユニット
７０が駆動回路５１，５２の各トランジスタのオン・オ
フの時間をＰＷＭ制御するとバッテリ５０および燃料電
池システム６０を電源とする擬似三相交流がステータ２
４の三相コイルに流れ、回転磁界が形成される。モータ
２０は、かかる回転磁界の作用によって、先に説明した
通り電動機または発電機として機能する。A changeover switch 84 for switching the connection state is provided between the motor 20 and each power supply. The changeover switch 84 can arbitrarily switch the connection state among the three members of the battery 50, the fuel cell system 60, and the motor 20. The stator 24 has a changeover switch 84
And a drive circuit 51 to electrically connect to the battery 50. The changeover switch 84 and the drive circuit 52
Through the fuel cell system 60. Each of the drive circuits 51 and 52 is configured by a transistor inverter, and a plurality of transistors are provided for each of the three phases of the motor 20 by using a pair of a source side and a sink side. These drive circuits 51 and 52 are electrically connected to the control unit 70. When the control unit 70 performs PWM control of the on / off time of each transistor of the drive circuits 51 and 52, the pseudo three-phase alternating current using the battery 50 and the fuel cell system 60 as power sources is applied to the stator 2.
4 and a rotating magnetic field is formed. The motor 20 functions as an electric motor or a generator as described above by the action of the rotating magnetic field.
【００３７】図２は燃料電池システムの概略構成を示す
説明図である。燃料電池システム６０は、メタノールを
貯蔵するメタノールタンク６１、水を貯蔵する水タンク
６２、燃焼ガスを発生するバーナ６３、空気の圧縮を行
なう圧縮機６４、バーナ６３と圧縮機６４とを併設した
蒸発器６５、改質反応により燃料ガスを生成する改質器
６６、燃料ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）濃度を低減する
ＣＯ低減部６７、電気化学反応により起電力を得る燃料
電池６０Ａを主な構成要素とする。これらの各部の動作
は、制御ユニット７０により制御される。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the fuel cell system. The fuel cell system 60 includes a methanol tank 61 for storing methanol, a water tank 62 for storing water, a burner 63 for generating combustion gas, a compressor 64 for compressing air, and an evaporator provided with the burner 63 and the compressor 64 in parallel. The main components are a reformer 65, a reformer 66 that generates a fuel gas by a reforming reaction, a CO reducing unit 67 that reduces the concentration of carbon monoxide (CO) in the fuel gas, and a fuel cell 60A that obtains an electromotive force by an electrochemical reaction. It is a component. The operations of these units are controlled by the control unit 70.
【００３８】燃料電池６０Ａは、固体高分子電解質型の
燃料電池であり、電解質膜、カソード、アノード、およ
びセパレータとから構成されるセルを複数積層して構成
されている。電解質膜は、例えばフッ素系樹脂などの固
体高分子材料で形成されたプロトン伝導性のイオン交換
膜である。カソードおよびアノードは、共に炭素繊維を
織成したカーボンクロスにより形成されている。セパレ
ータは、カーボンを圧縮してガス不透過とした緻密質カ
ーボンなどガス不透過の導電性部材により形成されてい
る。カソードおよびアノードとの間に燃料ガスおよび酸
化ガスの流路を形成する。The fuel cell 60A is a solid polymer electrolyte fuel cell, and is formed by stacking a plurality of cells comprising an electrolyte membrane, a cathode, an anode, and a separator. The electrolyte membrane is, for example, a proton-conductive ion exchange membrane formed of a solid polymer material such as a fluorine-based resin. The cathode and the anode are both formed of carbon cloth woven from carbon fibers. The separator is formed of a gas-impermeable conductive member such as dense carbon which is made gas-impermeable by compressing carbon. A flow path for the fuel gas and the oxidizing gas is formed between the cathode and the anode.
【００３９】燃料電池システム６０の各構成要素は次の
通り接続されている。メタノールタンク６１は配管で蒸
発器６５に接続されている。配管の途中に設けられたポ
ンプＰ２は、流量を調整しつつ、原燃料であるメタノー
ルを蒸発器６５に供給する。水タンク６２も同様に配管
で蒸発器６５に接続されている。配管の途中に設けられ
たポンプＰ３は、流量を調整しつつ、水を蒸発器６５に
供給する。メタノールの配管と、水の配管とは、それぞ
れポンプＰ２，Ｐ３の下流側で一つの配管に合流し、蒸
発器６５に接続される。The components of the fuel cell system 60 are connected as follows. The methanol tank 61 is connected to the evaporator 65 by a pipe. The pump P2 provided in the middle of the pipe supplies methanol, which is a raw fuel, to the evaporator 65 while adjusting the flow rate. The water tank 62 is similarly connected to the evaporator 65 by piping. The pump P3 provided in the middle of the pipe supplies water to the evaporator 65 while adjusting the flow rate. The methanol pipe and the water pipe merge into one pipe downstream of the pumps P2 and P3, respectively, and are connected to the evaporator 65.
【００４０】蒸発器６５は、供給されたメタノールと水
とを気化させる。蒸発器６５には、バーナ６３と圧縮機
６４とが併設されている。蒸発器６５は、バーナ６３か
ら供給される燃焼ガスによってメタノールと水とを沸
騰、気化させる。バーナ６３の燃料は、メタノールであ
る。メタノールタンク６１は、蒸発器６５に加えてバー
ナ６３にも配管で接続されている。メタノールは、この
配管の途中に設けられたポンプＰ１により、バーナ６３
に供給される。バーナ６３には、また、燃料電池６０Ａ
での電気化学反応で消費されずに残った燃料排ガスも供
給される。バーナ６３は、メタノールと燃料排ガスのう
ち、後者を主として燃焼させる。バーナ６３の燃焼温度
はセンサＴ１の出力に基づいて制御されており、約８０
０℃から１０００℃に保たれる。バーナ６３の燃焼ガス
は、蒸発器６５に移送される際にタービンを回転させ、
圧縮機６４を駆動する。圧縮機６４は、燃料電池システ
ム６０の外部から空気を取り込んでこれを圧縮し、この
圧縮空気を燃料電池６０Ａの陽極側に供給する。The evaporator 65 vaporizes the supplied methanol and water. The evaporator 65 is provided with a burner 63 and a compressor 64. The evaporator 65 boils and vaporizes methanol and water by the combustion gas supplied from the burner 63. The fuel of the burner 63 is methanol. The methanol tank 61 is connected to the burner 63 in addition to the evaporator 65 by piping. Methanol is supplied to a burner 63 by a pump P1 provided in the middle of the pipe.
Supplied to The burner 63 also has a fuel cell 60A.
Fuel exhaust gas not consumed by the electrochemical reaction in the above is also supplied. The burner 63 mainly burns the latter of methanol and fuel exhaust gas. The combustion temperature of the burner 63 is controlled based on the output of the sensor T1.
It is kept between 0 ° C and 1000 ° C. The combustion gas of the burner 63 rotates the turbine when being transferred to the evaporator 65,
The compressor 64 is driven. The compressor 64 takes in air from outside the fuel cell system 60, compresses the air, and supplies the compressed air to the anode side of the fuel cell 60A.
【００４１】蒸発器６５と改質器６６とは配管で接続さ
れている。蒸発器６５で得られた原燃料ガス、即ちメタ
ノールと水蒸気の混合ガスは、改質器６６に搬送され
る。改質器６６は、供給されたメタノールと水とからな
る原燃料ガスを改質して水素リッチな燃料ガスを生成す
る。なお、蒸発器６５から改質器６６への搬送配管の途
中には、温度センサＴ２が設けられており、この温度が
通常約２５０℃の所定値になるようにバーナ６３に供給
するメタノール量が制御される。なお、改質器６６にお
ける改質反応では酸素が関与する。この改質反応に必要
な酸素を供給するために、改質器６６には外部から空気
を供給するためのブロワ６８が併設されている。The evaporator 65 and the reformer 66 are connected by a pipe. The raw fuel gas obtained in the evaporator 65, that is, a mixed gas of methanol and steam, is transported to the reformer 66. The reformer 66 reforms the supplied raw fuel gas composed of methanol and water to generate a hydrogen-rich fuel gas. A temperature sensor T2 is provided in the middle of the transfer pipe from the evaporator 65 to the reformer 66, and the amount of methanol supplied to the burner 63 is controlled so that the temperature is normally a predetermined value of about 250 ° C. Controlled. Note that oxygen is involved in the reforming reaction in the reformer 66. In order to supply oxygen required for the reforming reaction, the reformer 66 is provided with a blower 68 for supplying air from outside.
【００４２】改質器６６とＣＯ低減部６７とは配管で接
続されている。改質器６６で得られた水素リッチな燃料
ガスは、ＣＯ低減部６７に供給される。改質器６６での
反応課程において、通常は燃料ガスに一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）が一定量含まれる。ＣＯ低減部６７は、この燃料ガ
ス中の一酸化炭素濃度を低減させる。固体高分子型の燃
料電池では、燃料ガス中に含まれる一酸化炭素が、アノ
ードにおける反応を阻害して燃料電池の性能を低下させ
てしまうからである。ＣＯ低減部６７は、燃料ガス中の
一酸化炭素を二酸化炭素へと酸化することにより、一酸
化炭素濃度を低減させる。The reformer 66 and the CO reduction unit 67 are connected by a pipe. The hydrogen-rich fuel gas obtained in the reformer 66 is supplied to the CO reduction unit 67. In the reaction process in the reformer 66, usually, carbon monoxide (C
O) is contained in a certain amount. The CO reduction unit 67 reduces the concentration of carbon monoxide in the fuel gas. This is because, in a polymer electrolyte fuel cell, carbon monoxide contained in the fuel gas inhibits the reaction at the anode and lowers the performance of the fuel cell. The CO reduction unit 67 reduces the concentration of carbon monoxide by oxidizing carbon monoxide in the fuel gas to carbon dioxide.
【００４３】ＣＯ低減部６７と燃料電池６０Ａのアノー
ドとは配管で接続されている。一酸化炭素濃度が下げら
れた燃料ガスは、燃料電池６０Ａの陰極側における電池
反応に供される。また、先に説明した通り、燃料電池６
０Ａのカソード側には圧縮された空気を送り込むための
配管が接続されている。この空気は、酸化ガスとして燃
料電池６０Ａの陽極側における電池反応に供される。The CO reducing section 67 and the anode of the fuel cell 60A are connected by a pipe. The fuel gas having a reduced carbon monoxide concentration is subjected to a cell reaction on the cathode side of the fuel cell 60A. Further, as described above, the fuel cell 6
A pipe for sending compressed air is connected to the cathode side of 0A. This air is supplied to the cell reaction on the anode side of the fuel cell 60A as an oxidizing gas.
【００４４】以上の構成を有する燃料電池システム６０
は、メタノールと水を用いた化学反応によって電力を供
給することができる。本実施例では、メタノールタンク
６１，水タンク６２内のメタノールおよび水の残量に応
じて、燃料電池の運転状態を制御する。かかる制御を実
現するため、それぞれのタンクには、容量センサ６１
ａ、６２ａが設けられている。なお、本実施例では、メ
タノールおよび水を用いる燃料電池システム６０を搭載
しているが、燃料電池システム６０は、これに限定され
るものではなく、種々の構成を適用することができる。The fuel cell system 60 having the above configuration
Can supply power by a chemical reaction using methanol and water. In the present embodiment, the operation state of the fuel cell is controlled according to the remaining amounts of methanol and water in the methanol tank 61 and the water tank 62. In order to realize such control, a capacity sensor 61 is provided in each tank.
a, 62a are provided. In the present embodiment, the fuel cell system 60 using methanol and water is mounted, but the fuel cell system 60 is not limited to this, and various configurations can be applied.
【００４５】なお、以下の説明では燃料電池システム６
０をまとめて燃料電池６０と称するものとする。また、
燃料電池での発電に使用されるメタノールおよび水を総
称してＦＣ燃料と呼ぶものとする。両者の容量は常に同
一とは限らない。以下の説明においてＦＣ燃料量という
ときは、燃料電池での発電に制約を与える側の容量を意
味するものとする。つまり、メタノールおよび水のう
ち、発電を継続した場合に先に不足する側の容量を意味
するものとする。In the following description, the fuel cell system 6
0 are collectively referred to as a fuel cell 60. Also,
Methanol and water used for power generation by the fuel cell are collectively called FC fuel. Both capacities are not always the same. In the following description, the FC fuel amount means a capacity on a side that restricts power generation by the fuel cell. In other words, it means the capacity of methanol and water on the side that runs short first when power generation is continued.
【００４６】トルクコンバータ３０は、流体を利用した
周知の動力伝達機構である。トルクコンバータ３０の入
力軸、即ちモータ２０の出力軸１３と、トルクコンバー
タ３０の出力軸１４とは機械的に結合されてはおらず、
互いに滑りをもった状態で回転可能である。また、トル
クコンバータ３０には、両回転軸の滑りが生じないよ
う、所定の条件下で両者を結合するロックアップクラッ
チも設けられている。ロックアップクラッチのオン・オ
フは制御ユニット７０により制御される。The torque converter 30 is a known power transmission mechanism using a fluid. The input shaft of the torque converter 30, that is, the output shaft 13 of the motor 20, and the output shaft 14 of the torque converter 30 are not mechanically coupled,
They can rotate with each other slipping. Further, the torque converter 30 is also provided with a lock-up clutch that couples the two rotating shafts under predetermined conditions so that the two rotating shafts do not slip. ON / OFF of the lock-up clutch is controlled by the control unit 70.
【００４７】変速機１００は、内部に複数のギヤ、クラ
ッチ、ワンウェイクラッチ、ブレーキ等を備え、変速比
を切り替えることによってトルクコンバータ３０の出力
軸１４のトルクおよび回転数を変換して出力軸１５に伝
達可能な機構である。本実施例では前進５段、後進１段
の変速段を実現可能な変速機を適用した。変速機１００
の変速段は、制御ユニット７０が車速等に応じて設定す
る。運転者は、車内に備えられたシフトレバーを手動で
操作し、シフトポジションを選択することによって、使
用される変速段の範囲を変更することが可能である。The transmission 100 includes a plurality of gears, clutches, one-way clutches, brakes, and the like, and converts the torque and the number of revolutions of the output shaft 14 of the torque converter 30 by switching the gear ratio, to the output shaft 15. It is a mechanism that can transmit. In this embodiment, a transmission that can realize five forward speeds and one reverse speed is applied. Transmission 100
Is set by the control unit 70 according to the vehicle speed and the like. The driver can change the range of the shift speed to be used by manually operating the shift lever provided in the vehicle and selecting the shift position.
【００４８】本実施例のハイブリッド車両では、エンジ
ン１０などのエネルギ出力源から出力される動力は、補
機の駆動にも用いられる。図１に示す通り、エンジン１
０には補機駆動装置８２が結合されている。エンジン１
０などの動力を利用して駆動されるものが補機駆動装置
８２に含まれる。補機駆動装置８２は、具体的にはエン
ジン１０のクランクシャフトに補機クラッチ１９を介し
て設けられたプーリにベルトを介して結合されており、
クランクシャフトの回転動力によって駆動される。In the hybrid vehicle of this embodiment, the motive power output from the energy output source such as the engine 10 is also used for driving auxiliary equipment. As shown in FIG.
An auxiliary device driving device 82 is connected to 0. Engine 1
Auxiliary device driving device 82 includes a device driven using power such as zero. The accessory drive device 82 is specifically connected via a belt to a pulley provided on the crankshaft of the engine 10 via the accessory clutch 19,
Driven by the rotational power of the crankshaft.
【００４９】補機駆動装置８２には、また、補機駆動用
モータ８０も結合されている。補機駆動用モータ８０
は、モータ２０と同様の構成を有しており、切替スイッ
チ８３を介して燃料電池６０およびバッテリ５０に接続
されている。補機駆動用モータ８０は、エンジン１０の
動力によって運転され発電し、バッテリ５０を充電する
ことができる。また、補機駆動用モータ８０は、バッテ
リ５０および燃料電池６０から電力の供給を受けて力行
し、エンジン１０が停止している場合に補機駆動装置８
２を駆動する。補機駆動用モータ８０で補機を駆動する
際には、負担を軽減するために、エンジン１０と補機駆
動装置８２との間の補機クラッチ１９を解放する。The accessory driving device 82 is also connected to an accessory driving motor 80. Auxiliary drive motor 80
Has a configuration similar to that of the motor 20, and is connected to the fuel cell 60 and the battery 50 via the changeover switch 83. The accessory drive motor 80 is driven by the power of the engine 10 to generate power and charge the battery 50. The accessory drive motor 80 receives power from the battery 50 and the fuel cell 60 and runs power. When the engine 10 is stopped, the accessory drive 8
2 is driven. When the accessory is driven by the accessory drive motor 80, the accessory clutch 19 between the engine 10 and the accessory drive 82 is released to reduce the burden.
【００５０】本実施例では、モータ２０および燃料電池
６０にそれぞれ熱電素子９５，９６が備えられている。
熱電素子は熱によって起電力を生じる素子であり、Ｂｉ
2Ｔｅ3系の素子やＰｂＴｅ系など種々の素子が知られて
いる。燃料電池６０およびモータ２０がそれぞれ動作に
適した温度範囲にあるときに効率的に熱電変換を行うこ
とができる素子を選択することが望ましい。運転熱電素
子９５，９６は、一方の面が燃料電池６０およびモータ
２０の熱により他方の面よりも高温となるように設けら
れている。熱電素子９５，９６は例えば、次のように設
けることができる。In this embodiment, the motor 20 and the fuel cell 60 are provided with thermoelectric elements 95 and 96, respectively.
A thermoelectric element is an element that generates an electromotive force by heat,
Various devices are known such as 2 Te 3 system elements and PbTe system. It is desirable to select an element that can perform thermoelectric conversion efficiently when the fuel cell 60 and the motor 20 are each in a temperature range suitable for operation. The operating thermoelectric elements 95 and 96 are provided such that one surface is higher in temperature than the other surface due to heat of the fuel cell 60 and the motor 20. The thermoelectric elements 95 and 96 can be provided, for example, as follows.
【００５１】図３は燃料電池６０Ａの外観を示す斜視図
である。燃料電池６０Ａは複数のセルＣＥが積層された
スタック構造をなしており、その両端付近にアノードＡ
およびカソードＣが設けられている。燃料電池６０Ａに
はスタック構造の一方のプレート側に燃料ガスの供給口
ＨＩ、排出口ＨＯ、酸化ガスの供給口ＯＩ、排出口ＯＯ
および冷却水の供給口ＷＩ、排出口ＷＯも設けられてい
る。本実施例では、熱電素子９６をこのプレートに貼付
するようにして設けた。燃料電池６０で発生した熱が伝
達可能な部位であれば、このプレート面に限られない。FIG. 3 is a perspective view showing the appearance of the fuel cell 60A. The fuel cell 60A has a stack structure in which a plurality of cells CE are stacked.
And a cathode C. The fuel cell 60A has a fuel gas supply port HI, a discharge port HO, an oxidizing gas supply port OI, and a discharge port OO on one plate side of the stack structure.
A cooling water supply port WI and a discharge port WO are also provided. In this embodiment, the thermoelectric element 96 is provided so as to be attached to this plate. The portion is not limited to the plate surface as long as heat generated in the fuel cell 60 can be transmitted.
【００５２】図４はモータ２０の断面図である。モータ
２０の外周には冷却カバー２５がはめられている。冷却
カバー２５内の冷却水路２６に冷却水を通過させること
でモータ２０は冷却される。熱電素子９５は冷却カバー
２５のさらに外周に貼付されている。本実施例では、モ
ータ２０からの熱を効率的に伝えるため、冷却水路２６
の間に熱電素子９５を貼付した。冷却水路２６と対向す
る位置に貼付することもできる。FIG. 4 is a sectional view of the motor 20. A cooling cover 25 is fitted on the outer periphery of the motor 20. The motor 20 is cooled by passing the cooling water through the cooling water passage 26 in the cooling cover 25. The thermoelectric element 95 is attached to the outer periphery of the cooling cover 25. In the present embodiment, in order to efficiently transmit the heat from the motor 20, the cooling water passage 26
The thermoelectric element 95 was stuck between them. It can be attached to a position facing the cooling water passage 26.
【００５３】図１では図示を省略したが、このように設
けられた熱電素子９５，９６はそれぞれスイッチ９７，
９８を介してバッテリ５０に接続されている。スイッチ
９７，９８がオンの場合には熱電素子９５，９６で得ら
れた電力でバッテリ５０を充電することができる。スイ
ッチ９７，９８は制御ユニット７０により制御され、バ
ッテリ５０を充電するのに十分な電圧が熱電素子９５，
９６に生じていない場合などにはスイッチ９７，９８が
オフとなる。Although not shown in FIG. 1, the thermoelectric elements 95 and 96 provided in this manner are provided with switches 97 and 97, respectively.
It is connected to the battery 50 via 98. When the switches 97 and 98 are on, the battery 50 can be charged with the electric power obtained by the thermoelectric elements 95 and 96. The switches 97 and 98 are controlled by the control unit 70, and a voltage sufficient to charge the battery 50 is supplied to the thermoelectric elements 95 and 98.
When the signal does not occur at the switch 96, the switches 97 and 98 are turned off.
【００５４】図１に、本実施例における冷却系統を併せ
て示した。本実施例では、燃料電池６０およびモータ２
０に共通の冷却系統が備えられている。エンジン１０お
よびモータ８０にもこれとは別の冷却系統が備えられて
いるが、図示を省略した。もちろん、これら全てを共通
の冷却系統としてもよい。燃料電池６０およびモータ２
０の冷却系統は、図示する通り、冷却水が通過する冷媒
路９４と、冷却水の放熱を行うためのラジエータ９２
と、冷却水を循環させるためのポンプ９３とからなる。
ポンプ９３は、補機駆動装置８２で駆動される。本実施
例では冷却装置を小型化するために熱電素子９５，９６
で廃熱回収を行うことによる冷却効果も加味して適切な
冷却を実現できる程度に冷却装置の能力を設定した。FIG. 1 also shows a cooling system in this embodiment. In this embodiment, the fuel cell 60 and the motor 2
0 has a common cooling system. The engine 10 and the motor 80 are also provided with another cooling system, but are not shown. Of course, all of them may be used as a common cooling system. Fuel cell 60 and motor 2
As shown in the figure, the cooling system 0 has a refrigerant passage 94 through which the cooling water passes and a radiator 92 for radiating the cooling water.
And a pump 93 for circulating cooling water.
The pump 93 is driven by the accessory drive device 82. In this embodiment, the thermoelectric elements 95 and 96 are used to reduce the size of the cooling device.
The capacity of the cooling device was set to such an extent that appropriate cooling could be realized in consideration of the cooling effect by performing waste heat recovery.
【００５５】本実施例のハイブリッド車両では、エンジ
ン１０、モータ２０、トルクコンバータ３０、変速機１
００、補機駆動用モータ８０等の運転を制御ユニット７
０が制御している（図１参照）。制御ユニット７０は、
内部にＣＰＵ、ＲＡＭ，ＲＯＭ等を備えるワンチップ・
マイクロコンピュータであり、ＲＯＭに記録されたプロ
グラムに従い、ＣＰＵが後述する種々の制御処理を行
う。制御ユニット７０には、かかる制御を実現するため
に種々の入出力信号が接続されている。図５は制御ユニ
ット７０に対する入出力信号の結線を示す説明図であ
る。図中の左側に制御ユニット７０に入力される信号を
示し、右側に制御ユニット７０から出力される信号を示
す。In the hybrid vehicle of this embodiment, the engine 10, the motor 20, the torque converter 30, the transmission 1
00, the operation of the auxiliary drive motor 80 and the like
0 is controlling (see FIG. 1). The control unit 70
One chip with CPU, RAM, ROM, etc. inside
The microcomputer is a microcomputer, and the CPU performs various control processes described later according to a program recorded in the ROM. Various input / output signals are connected to the control unit 70 to realize such control. FIG. 5 is an explanatory diagram showing connection of input / output signals to the control unit 70. A signal input to the control unit 70 is shown on the left side of the drawing, and a signal output from the control unit 70 is shown on the right side.
【００５６】制御ユニット７０に入力される信号は、種
々のスイッチおよびセンサからの信号である。かかる信
号には、例えば、ガソリン残量、ＦＣ燃料残量、冷却水
温度、エンジン１０の回転数、エンジン１０の水温、イ
グニッションスイッチ、バッテリ残容量ＳＯＣ、バッテ
リ温度、車速、トルクコンバータ３０の油温、シフトポ
ジション、サイドブレーキのオン・オフ、フットブレー
キの踏み込み量、エンジン１０の排気を浄化する触媒の
温度、アクセル開度、冷房スイッチのオン・オフ、車内
温度および熱電素子９５，９６の出力などがある。制御
ユニット７０には、その他にも多くの信号が入力されて
いるが、ここでは図示を省略した。The signals input to the control unit 70 are signals from various switches and sensors. Such signals include, for example, gasoline remaining amount, FC fuel remaining amount, cooling water temperature, rotation speed of engine 10, water temperature of engine 10, ignition switch, remaining battery charge SOC, battery temperature, vehicle speed, oil temperature of torque converter 30. , Shift position, side brake on / off, foot brake depression amount, catalyst temperature for purifying exhaust of engine 10, accelerator opening, cooling switch on / off, vehicle interior temperature, output of thermoelectric elements 95, 96, etc. There is. Although many other signals are input to the control unit 70, they are not shown here.
【００５７】制御ユニット７０から出力される信号は、
エンジン１０，モータ２０，トルクコバータ３０，変速
機１００等を制御するための信号である。かかる信号に
は、例えば、熱電素子９５，９６によるバッテリ５０の
充電の実行に関与するスイッチ９７，９８の制御信号、
エンジン１０の点火時期を制御する点火信号、燃料噴射
を制御する燃料噴射信号、補機駆動用モータ８０の運転
を制御する補機駆動用モータ制御信号、モータ２０の運
転を制御するモータ制御信号、変速機１００の変速段を
切り替える変速機制御信号、入力クラッチ１８及び補機
クラッチ１９の制御信号、エアコンコンプレッサや油圧
ポンプの制御信号などの補機を制御する信号、ウィンド
モータの制御信号、モータ２０の電源の切替スイッチ８
４の制御信号、補機駆動用モータ８０の電源の切替スイ
ッチ８３の制御信号、燃料電池システム６０の制御信号
などがある。制御ユニット７０からは、その他にも多く
の信号が出力されているが、ここでは図示を省略した。The signal output from the control unit 70 is
These are signals for controlling the engine 10, the motor 20, the torque convertor 30, the transmission 100, and the like. Such signals include, for example, control signals for switches 97 and 98 involved in execution of charging of battery 50 by thermoelectric elements 95 and 96,
An ignition signal for controlling the ignition timing of the engine 10, a fuel injection signal for controlling the fuel injection, a motor control signal for controlling the auxiliary equipment driving motor 80 for controlling the operation of the auxiliary equipment driving motor 80, a motor control signal for controlling the operation of the motor 20, A transmission control signal for switching the gear stage of the transmission 100, a control signal for the input clutch 18 and the auxiliary clutch 19, a signal for controlling auxiliary equipment such as a control signal for an air conditioner compressor and a hydraulic pump, a control signal for a wind motor, a motor 20 Power switch 8
4, a control signal of the changeover switch 83 of the power supply of the auxiliary device driving motor 80, a control signal of the fuel cell system 60, and the like. Although many other signals are output from the control unit 70, they are not shown here.
【００５８】以上で説明したハイブリッド車両の構成に
おいて、燃料電池６０およびモータ２０が発熱部に相当
し、熱電素子９５，９６が熱電変換手段に相当する。熱
電素子９５，９６と冷却系統およびその動作を制御する
制御ユニット７０が併せて廃熱回収装置に相当する。In the configuration of the hybrid vehicle described above, the fuel cell 60 and the motor 20 correspond to a heat generating portion, and the thermoelectric elements 95 and 96 correspond to thermoelectric conversion means. The thermoelectric elements 95 and 96, the cooling system and the control unit 70 for controlling the operation thereof together correspond to a waste heat recovery device.
【００５９】（２）一般的動作：次に、本実施例のハイ
ブリッド車両の一般的動作について説明する。先に図１
で説明した通り、本実施例のハイブリッド車両は動力源
としてエンジン１０とモータ２０とを備える。制御ユニ
ット７０は、車両の走行状態、即ち車速およびトルクに
応じて両者を使い分けて走行する。両者の使い分けは予
めマップとして設定され、制御ユニット７０内のＲＯＭ
に記憶されている。(2) General Operation: Next, the general operation of the hybrid vehicle of this embodiment will be described. Figure 1
As described above, the hybrid vehicle of the present embodiment includes the engine 10 and the motor 20 as power sources. The control unit 70 uses both of them according to the traveling state of the vehicle, that is, the vehicle speed and the torque. The use of both is set in advance as a map, and the ROM in the control unit 70 is used.
Is stored in
【００６０】図６は車両の走行状態と動力源との関係を
示す説明図である。図中の領域ＭＧはモータ２０を動力
源として走行する領域である。領域ＭＧの外側の領域
は、エンジン１０を動力源として走行する領域である。
以下、前者をＥＶ走行と呼び、後者をエンジン走行と呼
ぶものとする。図１の構成によれば、エンジン１０とモ
ータ２０の双方を動力源として走行することも可能では
あるが、本実施例では、かかる走行領域は設けていな
い。FIG. 6 is an explanatory diagram showing the relationship between the running state of the vehicle and the power source. A region MG in the drawing is a region where the vehicle runs using the motor 20 as a power source. The area outside the area MG is an area where the vehicle runs using the engine 10 as a power source.
Hereinafter, the former is referred to as EV running, and the latter is referred to as engine running. According to the configuration of FIG. 1, it is possible to run using both the engine 10 and the motor 20 as power sources, but in the present embodiment, such a running region is not provided.
【００６１】図示する通り、本実施例のハイブリッド車
両はＥＶ走行で発進する。かかる領域では、入力クラッ
チ１８をオフにして走行する。ＥＶ走行により発進した
車両が図６のマップにおける領域ＭＧと領域ＥＧの境界
近傍の走行状態に達した時点で、制御ユニット７０は、
入力クラッチ１８をオンにするとともに、エンジン１０
を始動する。入力クラッチ１８をオンにすると、エンジ
ン１０はモータ２０により回転させられる。制御ユニッ
ト７０は、エンジン１０の回転数が所定値まで増加した
タイミングで燃料を噴射し点火する。こうしてエンジン
１０が始動して以後、領域ＥＧ内ではエンジン１０のみ
を動力源として走行する。かかる領域での走行が開始さ
れると、制御ユニット７０は駆動回路５１，５２のトラ
ンジスタを全てシャットダウンする。この結果、モータ
２０は単に空回りした状態となる。As shown in the figure, the hybrid vehicle of the present embodiment starts in EV running. In such a region, the vehicle travels with the input clutch 18 turned off. At the time when the vehicle started by the EV running reaches the running state near the boundary between the area MG and the area EG in the map of FIG. 6, the control unit 70
With the input clutch 18 turned on, the engine 10
To start. When the input clutch 18 is turned on, the engine 10 is rotated by the motor 20. The control unit 70 injects and ignites fuel at the timing when the rotation speed of the engine 10 increases to a predetermined value. After the engine 10 is started in this way, the vehicle runs in the region EG using only the engine 10 as a power source. When traveling in such a region is started, the control unit 70 shuts down all the transistors of the drive circuits 51 and 52. As a result, the motor 20 simply turns idle.
【００６２】制御ユニット７０は、このように車両の走
行状態に応じて動力源を切り替える制御を行うととも
に、変速機１００の変速段を切り替える処理も行う。変
速段の切り替えは動力源の切り替えと同様、車両の走行
状態に予め設定されたマップに基づいてなされる。マッ
プは、シフトポジションによっても相違する。図６には
Ｄポジション、４ポジション、３ポジションに相当する
マップを示した。このマップに示す通り、制御ユニット
７０は、車速が増すにつれて変速比が小さくなるように
変速段の切り替えを実行する。The control unit 70 performs the control of switching the power source according to the running state of the vehicle as described above, and also performs the process of switching the gear position of the transmission 100. The switching of the gear stage is performed based on a map set in advance in the running state of the vehicle, similarly to the switching of the power source. The map differs depending on the shift position. FIG. 6 shows maps corresponding to the D position, the 4 position, and the 3 position. As shown in this map, the control unit 70 executes the switching of the gear stage so that the gear ratio decreases as the vehicle speed increases.
【００６３】（３）冷却制御処理：次に燃料電池６０お
よびモータ２０の冷却制御処理について説明する。本実
施例では、燃料電池６０およびモータ２０を運転してい
る際に生じる熱を熱電素子９５，９６で電力に変換して
回収する。熱電素子の種類によって、この変換を効率良
く行うことができる温度範囲が決まっている。また、燃
料電池６０およびモータ２０が効率的に運転できる温度
範囲もそれぞれ決まっている。冷却制御処理ではこれら
を総合的に勘案して、装置の運転および熱回収を効率よ
く行うことができるように燃料電池６０およびモータ２
０の冷却を実行する。(3) Cooling control processing: Next, the cooling control processing of the fuel cell 60 and the motor 20 will be described. In this embodiment, heat generated when the fuel cell 60 and the motor 20 are operated is converted into electric power by the thermoelectric elements 95 and 96 and collected. The temperature range in which this conversion can be performed efficiently is determined depending on the type of the thermoelectric element. Further, the temperature ranges in which the fuel cell 60 and the motor 20 can operate efficiently are also determined. In the cooling control process, the fuel cell 60 and the motor 2 are controlled so that the operation of the apparatus and the heat recovery can be performed efficiently by taking these factors into consideration.
Perform a zero cooling.
【００６４】図７は冷却制御処理ルーチンのフローチャ
ートである。ＣＰＵはまず種々のセンサおよびスイッチ
の信号を入力する（ステップＳ１）。ここでは、図５で
示した種々のセンサからの入力がなされるが、特に、熱
電素子９５，９６の出力、冷却水温度、バッテリ残容量
ＳＯＣなどが以後の処理に関与する。FIG. 7 is a flowchart of a cooling control processing routine. First, the CPU inputs signals from various sensors and switches (step S1). Here, inputs from various sensors shown in FIG. 5 are made. In particular, the outputs of the thermoelectric elements 95 and 96, the coolant temperature, the remaining battery charge SOC, and the like are involved in the subsequent processing.
【００６５】次に、ＣＰＵは熱電素子９５，９６が正常
に動作しているか否かを判定する（ステップＳ２）。正
常に動作していない場合には、冷却水の循環を行うとと
もに、スイッチ９７，９８（図１参照）をオフにして廃
熱の回収を禁止する（ステップＳ１１，Ｓ１２）。熱電
素子９５，９６が正常に作動していない場合には熱電素
子で熱を回収することによる冷却効果が期待できないた
め、冷却水を循環することによる冷却を行うのである。
冷却水の循環は図１に示したポンプ９３を駆動すること
により行う。なお、ここでは無条件に冷却水の循環を行
うものとして示したが、冷却水温度が所定以上の場合に
循環するものとしてもよい。即ち、ステップＳ１１で
は、冷却水による冷却によって燃料電池６０およびモー
タ２０を動作に適した温度に維持する制御を実行すれば
よい。Next, the CPU determines whether or not the thermoelectric elements 95 and 96 are operating normally (step S2). If it is not operating normally, the cooling water is circulated and the switches 97 and 98 (see FIG. 1) are turned off to prohibit the recovery of waste heat (steps S11 and S12). When the thermoelectric elements 95 and 96 do not operate normally, the cooling effect by recovering heat by the thermoelectric elements cannot be expected, so that cooling is performed by circulating cooling water.
The circulation of the cooling water is performed by driving the pump 93 shown in FIG. Although the cooling water is circulated unconditionally here, the cooling water may be circulated when the cooling water temperature is equal to or higher than a predetermined value. That is, in step S11, control may be performed to maintain the fuel cell 60 and the motor 20 at a temperature suitable for operation by cooling with cooling water.
【００６６】なお、熱電素子が正常か否かの判定（ステ
ップＳ２）は、種々の方法により実現可能である。本実
施例では熱電素子９５，９６の出力経過から判定するも
のとした。燃料電池６０およびモータ２０から熱電素子
９５，９６に伝達される熱量はそれほど急激に変化しな
いのが通常であるため、熱電素子９５，９６からの出力
電圧または電流が急激に低下した場合には異常と判定で
きる。また、燃料電池６０およびモータ２０の運転状態
および冷却水温度に基づいて熱電素子９５，９６の推定
出力を与えるテーブルを用意し、現実の出力がこのテー
ブルを参照して得られる出力レベルよりも極端に低い場
合などに異常があると判断することも可能である。な
お、ステップＳ２では熱電素子９５，９６が少なくとも
一方が正常である場合に「正常」と判定するものとした
が、双方が正常である場合に「正常」と判定するものと
してもよい。The determination as to whether or not the thermoelectric element is normal (step S2) can be realized by various methods. In this embodiment, the determination is made based on the output progress of the thermoelectric elements 95 and 96. Normally, the amount of heat transmitted from the fuel cell 60 and the motor 20 to the thermoelectric elements 95 and 96 does not change so rapidly. If the output voltage or current from the thermoelectric elements 95 and 96 drops sharply, an abnormality occurs. Can be determined. In addition, a table is provided which gives estimated outputs of the thermoelectric elements 95 and 96 based on the operating state of the fuel cell 60 and the motor 20 and the coolant temperature, and the actual output is more extreme than the output level obtained by referring to this table. It is also possible to judge that there is an abnormality when it is too low. In step S2, when at least one of the thermoelectric elements 95 and 96 is normal, it is determined to be "normal". However, when both are normal, it may be determined to be "normal".
【００６７】これらの手法により熱電素子９５，９６が
正常であると判断された場合には、熱電素子による回収
を実行するか否かの判断基準の一つとして、バッテリ５
０の残容量ＳＯＣが所定のレベルＬＨ未満であるか否か
を判定する（ステップＳ３）。残容量ＳＯＣが十分高い
場合には熱電素子で電力を得てもバッテリ５０を充電す
ることができないため、冷却水の循環を行うとともに廃
熱回収を禁止する（ステップＳ１１，Ｓ１２）。残容量
ＳＯＣが低い場合には後述する通り、廃熱回収を実行す
る。When the thermoelectric elements 95 and 96 are determined to be normal by these methods, one of the criteria for judging whether or not to execute the recovery by the thermoelectric elements is to use the battery 5.
It is determined whether the remaining capacity SOC of 0 is less than a predetermined level LH (step S3). When the remaining capacity SOC is sufficiently high, the battery 50 cannot be charged even if electric power is obtained by the thermoelectric element. Therefore, the circulation of the cooling water is performed and the waste heat recovery is prohibited (steps S11 and S12). When the remaining capacity SOC is low, waste heat recovery is executed as described later.
【００６８】上述のレベルＬＨはバッテリ５０への充電
の可能性を判定する基準となる値であり、１００％まで
の範囲で任意に設定することができる。基準ＬＨを高く
するほど廃熱回収が行われ易くなるため、エネルギ効率
の観点からは基準ＬＨが高い方が好ましい。但し、本実
施例のハイブリッド車両では、制動時にモータ２０を利
用した回生制動を行うことができ、この際に生じた電力
もバッテリ５０に充電することができる。従って、ここ
では回生制動時の充電余裕を考慮して基準ＬＨを満充電
よりも低い値に設定した。なお、バッテリ５０の残容量
ＳＯＣのみを基準として廃熱回収の可否を判定している
が、エアコン、照明などの電力機器の使用状況をも考慮
して判定することもできる。例えば、電力機器を使用し
ている場合にはバッテリ５０の電力が消費すると考えら
れるため、基準値ＬＨを増加するものとしてもよい。The above-described level LH is a reference value for determining the possibility of charging the battery 50, and can be set arbitrarily within a range up to 100%. The higher the reference LH, the more easily waste heat recovery is performed. Therefore, from the viewpoint of energy efficiency, a higher reference LH is preferable. However, in the hybrid vehicle of the present embodiment, regenerative braking using the motor 20 can be performed at the time of braking, and the electric power generated at this time can be charged in the battery 50. Therefore, here, the reference LH is set to a value lower than the full charge in consideration of the charge margin during the regenerative braking. Although the determination as to whether or not to recover waste heat is made based only on the remaining capacity SOC of the battery 50, the determination may be made in consideration of the usage status of power equipment such as an air conditioner and lighting. For example, when the power device is used, the power of the battery 50 is considered to be consumed, so the reference value LH may be increased.
【００６９】残容量ＳＯＣが基準値ＬＨに満たない場合
には、熱電素子による廃熱の回収を実行する。この際、
廃熱の回収と同時に、燃料電池６０およびモータ２０の
温度を動作に適した範囲に制御する必要がある。本実施
例では、以下に示す処理により、燃料電池６０およびモ
ータ２０の運転状態に応じて冷却水の循環を制御するこ
とで、これらの装置の温度を適温に制御しつつ廃熱の回
収を実行する。また、冷却水の循環を制御することによ
り、装置から熱電素子９５，９６に伝達される熱量を制
御して、電力への変換効率の向上を図っている。When the remaining capacity SOC is less than the reference value LH, recovery of waste heat by the thermoelectric element is executed. On this occasion,
At the same time as the recovery of the waste heat, it is necessary to control the temperatures of the fuel cell 60 and the motor 20 to a range suitable for operation. In the present embodiment, the recovery of waste heat is performed by controlling the circulation of the cooling water in accordance with the operating state of the fuel cell 60 and the motor 20 by controlling the temperature of these devices to an appropriate temperature by the processing described below. I do. Further, by controlling the circulation of the cooling water, the amount of heat transmitted from the device to the thermoelectric elements 95 and 96 is controlled, thereby improving the conversion efficiency into electric power.
【００７０】上述の処理を実現するため、ＣＰＵはまず
燃料電池６０およびモータ２０が運転中か否かを判定す
る（ステップＳ４）。この判定は、それぞれの出力指令
値に基づいて判断することができる。燃料電池６０およ
びモータ２０の運転は冷却制御処理と同じく制御ユニッ
ト７０が実行するため、かかる判定は容易に行うことが
できる。もちろん、かかる判定方法に限定されるもので
はない。この出力値は燃料電池６０、モータ２０の廃熱
量を表すパラメータに相当する。In order to realize the above processing, the CPU first determines whether the fuel cell 60 and the motor 20 are operating (step S4). This determination can be made based on each output command value. Since the operation of the fuel cell 60 and the motor 20 is performed by the control unit 70 in the same manner as the cooling control process, such determination can be easily performed. Of course, the present invention is not limited to such a determination method. This output value corresponds to a parameter representing the amount of waste heat of the fuel cell 60 and the motor 20.
【００７１】燃料電池６０およびモータ２０が運転中で
ある場合には、パラメータＴＬＩＭの値を所定の値ＴＷ
１に設定し（ステップＳ５）、運転中でない場合には所
定の値ＴＷ２に設定する（ステップＳ６）。運転中とは
ここでは燃料電池６０およびモータ２０の双方が運転中
であることを意味するが、いずれか一方が運転中である
場合も含めるものとしてもよい。パラメータＴＬＩＭは
ステップＳ７に示す通り、冷却水循環の可否を判定する
基準となる変数である。即ち、冷却水の温度ＴＷがパラ
メータＴＬＩＭ以上である場合には、冷却水の循環を実
行し、そうでない場合には冷却水の循環を停止するので
ある（ステップＳ７〜Ｓ９）。このように装置の冷却を
行いつつ、スイッチ９７，９８をオンにして熱電素子９
５，９６による廃熱の回収を実行する（ステップＳ１
０）。When the fuel cell 60 and the motor 20 are in operation, the value of the parameter TLIM is changed to a predetermined value TW
It is set to 1 (step S5), and when not in operation, it is set to a predetermined value TW2 (step S6). Here, "operating" means that both the fuel cell 60 and the motor 20 are operating, but it may include the case where either one is operating. As shown in step S7, the parameter TLIM is a variable serving as a criterion for determining whether or not cooling water circulation is possible. That is, if the temperature TW of the cooling water is equal to or higher than the parameter TLIM, the circulation of the cooling water is executed, and if not, the circulation of the cooling water is stopped (steps S7 to S9). While cooling the device in this way, the switches 97 and 98 are turned on and the thermoelectric element 9 is turned on.
The recovery of waste heat is executed by steps 5 and 96 (step S1).
0).
【００７２】ここで、所定の値ＴＷ１，ＴＷ２の設定に
ついて説明する。これらの値は、冷却水の循環の可否を
判定する基準となる値であるため、燃料電池６０および
モータ２０の温度を適温に保つという条件、および廃熱
回収が効率的に行われる熱量が熱電素子９５，９６に伝
達される条件を考慮して、それぞれ任意に設定可能であ
る。両者で同じ値に設定することもできるが、本実施例
では以下の理由からＴＷ１＜ＴＷ２なる関係に設定し
た。Here, the setting of the predetermined values TW1 and TW2 will be described. Since these values are criteria for judging whether circulation of the cooling water is possible or not, the condition that the temperature of the fuel cell 60 and the motor 20 is kept at an appropriate temperature and the amount of heat at which waste heat recovery is efficiently performed are determined by thermoelectric power. In consideration of the conditions transmitted to the elements 95 and 96, each can be set arbitrarily. The same value can be set for both, but in the present embodiment, the relationship TW1 <TW2 is set for the following reason.
【００７３】かかる条件下で燃料電池６０およびモータ
２０の冷却を行う場合を考える。これらの装置が運転中
は多量の熱が発生されるため、熱電素子による冷却効果
だけでは十分冷却することができず、温度上昇による運
転効率の低下等（以下、単に過熱と呼ぶ）を防止するた
めには冷却水の循環を行う必要がある。ここで、装置が
運転中には無条件に冷却水を循環することも可能ではあ
るが、この場合は熱電素子に伝達される熱量が低減する
ため効率的に廃熱回収をすることができない。本実施例
のＴＷ１はこれらを考慮して設定された値であり、冷却
水の循環と熱電素子による冷却効果により燃料電池６
０，モータ２０の過熱を回避できる上限相当に設定し
た。なお、ここでは所定の値ＴＷ１は一定値としている
が、燃料電池６０、モータ２０の運転状態、例えば出力
している電力、動力の増大に応じて値ＴＷ１を増大させ
てもよい。A case where the fuel cell 60 and the motor 20 are cooled under such conditions will be considered. Since a large amount of heat is generated during operation of these devices, the cooling effect of the thermoelectric element alone cannot sufficiently cool the device, and a decrease in operation efficiency due to a rise in temperature (hereinafter, simply referred to as overheating) is prevented. Therefore, it is necessary to circulate the cooling water. Here, it is possible to circulate the cooling water unconditionally during operation of the device, but in this case, the amount of heat transferred to the thermoelectric element is reduced, so that waste heat cannot be efficiently recovered. TW1 in the present embodiment is a value set in consideration of these factors.
0, set to an upper limit equivalent to avoid overheating of the motor 20. Here, the predetermined value TW1 is a fixed value, but the value TW1 may be increased according to the operating state of the fuel cell 60 and the motor 20, for example, an increase in output power and power.
【００７４】燃料電池６０、モータ２０が休止中の場合
も廃熱回収を効率的に行いつつ、過熱を回避できるよう
に所定の値ＴＷ２を設定する点では、運転時の値ＴＷ１
と同じである。休止中の場合には、冷却水の循環を一切
行わないように設定することも可能ではあるが、燃料電
池６０は出力が要求されていない場合でも暖機している
ため小さいながらも熱を発生しており、熱電素子９５，
９６による冷却効果がこれに追随できない場合には過熱
の可能性もある。かかる観点からＴＷ２は、冷却水の循
環と熱電素子による冷却効果により燃料電池６０，モー
タ２０の過熱を回避できる上限相当に設定した。但し、
休止中の場合には発熱量が低く冷却水の循環を開始すれ
ば比較的速やかに温度上昇を抑制することができるた
め、値ＴＷ２は運転中に対する所定値ＴＷ１よりも高温
に設定されている。値ＴＷ２をなるべく高い値に設定す
ることにより、休止中における廃熱の回収効率を向上す
ることができる。The point that the predetermined value TW2 is set so as to avoid overheating while efficiently recovering waste heat even when the fuel cell 60 and the motor 20 are at rest is a value TW1 during operation.
Is the same as If the fuel cell 60 is not in operation, it can be set not to circulate the cooling water at all. However, even when no output is required, the fuel cell 60 generates a small amount of heat because it is warmed up. And the thermoelectric element 95,
If the cooling effect of 96 cannot follow this, there is a possibility of overheating. From such a point of view, TW2 is set to an upper limit capable of avoiding overheating of the fuel cell 60 and the motor 20 due to the cooling water circulation and the cooling effect of the thermoelectric element. However,
During the suspension, the temperature rise can be suppressed relatively quickly if the heat generation is low and the circulation of the cooling water is started. Therefore, the value TW2 is set to be higher than the predetermined value TW1 for the operation. By setting the value TW2 as high as possible, it is possible to improve the efficiency of recovering waste heat during suspension.
【００７５】以上で説明した本実施例のハイブリッド車
両によれば、熱電素子９５，９６により燃料電池６０、
モータ２０の廃熱を電力として回収することができるた
め、車両の運転効率を向上することができる。また、燃
料電池６０、モータ２０の冷却を伴って廃熱を回収する
ため、冷却により発熱部の温度を作動に適した状態に保
ちつつ、廃熱の回収効率を向上することができる。According to the hybrid vehicle of the present embodiment described above, the fuel cell 60,
Since the waste heat of the motor 20 can be recovered as electric power, the driving efficiency of the vehicle can be improved. Further, since the waste heat is recovered by cooling the fuel cell 60 and the motor 20, the efficiency of the recovery of the waste heat can be improved while maintaining the temperature of the heat generating portion in a state suitable for operation by cooling.
【００７６】なお、上記処理では冷却水の循環をオン・
オフの２段階で制御する場合を例示した。これに対し、
ポンプ９３の流量を冷却水温度に応じて変化させるもの
としてもよい。図８は冷却水温度とポンプ流量との関係
を示す説明図である。図示する通り、燃料電池６０およ
びモータ２０が運転している場合には温度ＴＷ１以上で
冷却水の循環を開始し、運転していない場合には温度Ｔ
Ｗ２以上で冷却水の循環を開始する。この際、冷却水の
温度が上昇するにつれてポンプ流量を徐々に増大する。
流量可変のポンプ９３を搭載している場合には、かかる
制御を適用すれば、廃熱の回収効率をより向上しつつ、
燃料電池６０、モータ２０の温度を適切に制御すること
ができる利点がある。なお、冷却水温度とポンプ流量と
の関係は、線形である必要はなく非線形としてもよい
し、段階的に変化させるものとしてもよい。In the above processing, the cooling water circulation is turned on.
The case where control is performed in two stages of OFF is illustrated. In contrast,
The flow rate of the pump 93 may be changed according to the cooling water temperature. FIG. 8 is an explanatory diagram showing the relationship between the cooling water temperature and the pump flow rate. As shown in the drawing, when the fuel cell 60 and the motor 20 are operating, the circulation of the cooling water is started at the temperature TW1 or higher, and when the fuel cell 60 and the motor 20 are not operating, the temperature TW1 is started.
The circulation of the cooling water is started at W2 or more. At this time, the pump flow rate is gradually increased as the temperature of the cooling water increases.
In the case where the variable flow rate pump 93 is mounted, by applying such control, while improving the waste heat recovery efficiency,
There is an advantage that the temperatures of the fuel cell 60 and the motor 20 can be appropriately controlled. The relationship between the cooling water temperature and the pump flow rate does not need to be linear, but may be non-linear or may be changed stepwise.
【００７７】ここで図８に示す通り、燃料電池６０およ
びモータ２０の運転時は休止時よりも早く、冷却水温度
が低い時点でポンプ流量を最大にすることが望ましい。
廃熱量が多い場合には、このように冷却を強くすること
により、燃料電池６０、モータ２０の過熱を回避しやす
くなる。また、冷却装置による冷却効果は応答性が低い
ため、燃料電池６０、モータ２０の運転中は廃熱量が変
動すると一時的に過熱する可能性がある。冷却を強くし
ておけば、熱電素子９５，９６に伝達される熱量および
装置の温度を低めに抑制しておくことができ、廃熱量が
過渡的に大きくなった場合に生じる弊害を回避すること
ができる利点がある。Here, as shown in FIG. 8, it is desirable to operate the fuel cell 60 and the motor 20 earlier than at rest, and to maximize the pump flow rate when the coolant temperature is low.
When the amount of waste heat is large, overheating of the fuel cell 60 and the motor 20 can be easily avoided by increasing the cooling in this way. Further, since the cooling effect of the cooling device has low responsiveness, if the amount of waste heat fluctuates during the operation of the fuel cell 60 and the motor 20, there is a possibility that the overheating may be temporarily caused. By increasing the cooling, the amount of heat transmitted to the thermoelectric elements 95 and 96 and the temperature of the device can be suppressed to a lower level, thereby avoiding the adverse effects that occur when the amount of waste heat increases transiently. There are advantages that can be.
【００７８】上記実施例では、燃料電池６０およびモー
タ２０にのみ熱電素子９５，９６を設けた。熱電素子は
エンジン１０、モータ８０に設けることもできるし、燃
料電池６０、モータ２０の熱電素子を省略することもで
きる。上記実施例では、燃料電池６０とモータ２０の冷
却系統を共通の構成にして小型化を図ったが、これらを
個別の系統にしても構わない。また、エンジン１０、モ
ータ８０をも含めた構成としても構わない。上記実施例
では、熱電素子による冷却効果も考慮して冷却装置の小
型化を図った。かかる冷却効果を考慮せず、十分な冷却
能力を有する冷却装置を備えるものとしてもよい。上記
実施例では、冷却水の温度に基づいて冷却装置の運転を
制御する場合を例示した。冷却装置の運転制御は、燃料
電池６０およびモータ２０自体の温度など種々の廃熱量
に関するパラメータに基づいて行うことができる。In the above embodiment, the thermoelectric elements 95 and 96 are provided only in the fuel cell 60 and the motor 20. The thermoelectric elements can be provided in the engine 10 and the motor 80, and the thermoelectric elements of the fuel cell 60 and the motor 20 can be omitted. In the above-described embodiment, the fuel cell 60 and the cooling system for the motor 20 have a common configuration to reduce the size. However, these may be configured as individual systems. Further, a configuration including the engine 10 and the motor 80 may be employed. In the above embodiment, the size of the cooling device was reduced in consideration of the cooling effect of the thermoelectric element. A cooling device having a sufficient cooling capacity may be provided without considering such a cooling effect. In the above embodiment, the case where the operation of the cooling device is controlled based on the temperature of the cooling water has been illustrated. The operation control of the cooling device can be performed based on various parameters relating to the amount of waste heat such as the temperature of the fuel cell 60 and the motor 20 itself.
【００７９】上記実施例では、エンジン１０の動力を直
接車軸１７に出力可能なパラレルハイブリッド車両に適
用した場合を例示した。本発明は、かかる構成に限らず
種々のハイブリッド車両に適用可能であり、また、シリ
ーズハイブリッド車両にも適用可能である。図９はシリ
ーズハイブリッド車両の構成を示す説明図である。この
構成では、走行するための動力を直接出力するのはモー
タ２０のみである。図１の構成と異なりエンジン１０の
動力を直接車軸１７に出力することはできない。エンジ
ン１０から出力された動力は発電機Ｇにより一旦電力に
変換され、駆動回路５３を介してバッテリ５０を充電す
る。駆動回路５１を介してこの電力をモータ２０に供給
して力行することにより、エンジン１０の動力は間接的
に車両の走行に使用される。図１の構成と同様、モータ
２０の電源として燃料電池６０も備えられている。な
お、図９においては切替スイッチ、冷却系統の図示を省
略したが、これらについては図１と同様の構成で備えら
れている。In the above embodiment, the case where the power of the engine 10 is applied to a parallel hybrid vehicle capable of directly outputting the power to the axle 17 has been described. The present invention is applicable not only to such a configuration but also to various hybrid vehicles, and is also applicable to a series hybrid vehicle. FIG. 9 is an explanatory diagram showing the configuration of the series hybrid vehicle. In this configuration, only the motor 20 directly outputs power for traveling. Unlike the configuration of FIG. 1, the power of the engine 10 cannot be directly output to the axle 17. The power output from the engine 10 is once converted into electric power by the generator G, and charges the battery 50 via the drive circuit 53. By supplying the electric power to the motor 20 via the drive circuit 51 to perform power running, the power of the engine 10 is indirectly used for traveling of the vehicle. 1, a fuel cell 60 is also provided as a power source for the motor 20. Although the changeover switch and the cooling system are not shown in FIG. 9, they are provided with the same configuration as in FIG. 1.
【００８０】かかる構成のハイブリッド車両において、
燃料電池６０およびモータ２０に熱電素子９５，９６を
備えれば、先に実施例で説明したハイブリッド車両と同
様、運転中に廃熱を回収することができるため、運転効
率を向上することができる。また、冷却装置を駆動する
ことにより、実施例と同様、燃料電池６０およびモータ
２０自体の温度を適温に制御しつつ廃熱回収を実行する
ことができる。In the hybrid vehicle having such a configuration,
If the fuel cell 60 and the motor 20 are provided with the thermoelectric elements 95 and 96, the waste heat can be recovered during the operation as in the hybrid vehicle described in the above-described embodiment, so that the operation efficiency can be improved. . Further, by driving the cooling device, the waste heat recovery can be performed while controlling the temperatures of the fuel cell 60 and the motor 20 to appropriate temperatures, as in the embodiment.
【００８１】なお、図９の構成では実施例と異なり、モ
ータ２０が走行中は常に運転されている。従って、図７
のステップＳ４では、モータ２０が運転しているか否か
の判定を省略し、燃料電池６０が運転しているか否かを
判定するように変更することが望ましい。また、モータ
２０が常に運転されているため、冷却装置をモータ２
０、燃料電池６０で別系統として構成することも望まし
い。こうすることにより、モータ２０，燃料電池６０の
運転状況に応じた冷却を実現することができる。In the structure shown in FIG. 9, unlike the embodiment, the motor 20 is always operated while the motor is running. Therefore, FIG.
In step S4, it is desirable to omit the determination as to whether the motor 20 is operating and to change the determination so as to determine whether the fuel cell 60 is operating. Further, since the motor 20 is always operated, the cooling device is connected to the motor 2.
0, it is also desirable to configure the fuel cell 60 as a separate system. By doing so, cooling according to the operating conditions of the motor 20 and the fuel cell 60 can be realized.
【００８２】以上の実施例では、廃熱回収装置をハイブ
リッド車両に適用した場合を例示した。一般に車両の場
合は、出力可能なエネルギの総量がＦＣ燃料の搭載量な
どにより制限されていることが多いため、廃熱回収を行
えばエネルギを有効活用することができる点で有用性が
高い。実施例では、ハイブリッド車両への適用を例示し
たが、本発明は、これに限らず船舶、航空機、飛翔体な
ど動力を利用して移動する種々の移動体に適用すること
ができる。また、熱電素子および冷却系統をエンジンな
どの熱機関に備えるものとすれば、ハイブリッド式の動
力源を備えるものに限らず熱機関を動力源とする移動体
にも適用することができる。本発明はこのような移動体
に限らず産業機械や発電施設など種々の装置・施設に適
用可能であることはいうまでもない。また、移動体と同
様の理由により、携帯型のコンピュータなどの各種機器
に適用することも望ましい。In the above embodiment, the case where the waste heat recovery apparatus is applied to a hybrid vehicle has been exemplified. In general, in the case of a vehicle, the total amount of energy that can be output is often limited by the amount of FC fuel installed and the like. Therefore, if waste heat is recovered, the energy can be effectively used, and thus the utility is high. In the embodiment, the application to the hybrid vehicle has been exemplified. However, the invention is not limited to this, and can be applied to various moving objects that move using power, such as a ship, an aircraft, and a flying object. Further, if the thermoelectric element and the cooling system are provided in a heat engine such as an engine, the present invention can be applied not only to a device having a hybrid power source but also to a moving body using a heat engine as a power source. It is needless to say that the present invention is not limited to such a moving body, but can be applied to various devices and facilities such as industrial machines and power generation facilities. It is also desirable to apply the present invention to various devices such as a portable computer for the same reason as a mobile object.
【００８３】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内におい
て、更に種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
本実施例では、種々の制御処理をＣＰＵがソフトウェア
を実行することにより実現しているが、かかる制御処理
をハード的に実現することもできる。Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments at all, and may be embodied in various other forms without departing from the gist of the present invention. Obviously you can get it.
In the present embodiment, various control processes are realized by executing software by the CPU, but such control processes may be realized by hardware.
【図１】実施例としてのハイブリッド車両の概略構成図
である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a hybrid vehicle as an embodiment.
【図２】燃料電池システムの概略構成を示す説明図であ
る。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a fuel cell system.
【図３】燃料電池６０Ａの外観を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing an appearance of a fuel cell 60A.
【図４】モータ２０の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the motor 20.
【図５】制御ユニット７０に対する入出力信号の結線を
示す説明図である。5 is an explanatory diagram showing connection of input / output signals to a control unit 70. FIG.
【図６】車両の走行状態と動力源との関係を示す説明図
である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a relationship between a traveling state of a vehicle and a power source.
【図７】冷却制御処理ルーチンのフローチャートであ
る。FIG. 7 is a flowchart of a cooling control processing routine.
【図８】冷却水温度とポンプ流量との関係を示す説明図
である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a relationship between a cooling water temperature and a pump flow rate.
【図９】シリーズハイブリッド車両の構成を示す説明図
である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a configuration of a series hybrid vehicle.
１０…エンジン １２…クランクシャフト １３、１４，１５…回転軸 １６…ディファレンシャルギヤ １７…車軸 １８…入力クラッチ １９…補機クラッチ ２０…モータ ２２…ロータ ２４…ステータ ２５…冷却カバー ２６…冷却水路 ３０…トルクコンバータ ５０…バッテリ ５１，５２，５３…駆動回路 ６０Ａ…燃料電池 ６１…メタノールタンク ６２…水タンク ６１ａ，６２ａ…容量センサ ６３…バーナ ６４…圧縮機 ６５…蒸発器 ６６…改質器 ６８…ブロワ ７０…制御ユニット ８０…補機駆動用モータ ８２…補機駆動装置 ８３、８４…切替スイッチ ９２…ラジエータ ９３…ポンプ ９４…冷媒路 ９５，９６…熱電素子 ９７，９８…スイッチ １００…変速機 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Engine 12 ... Crankshaft 13, 14, 15 ... Rotating shaft 16 ... Differential gear 17 ... Axle 18 ... Input clutch 19 ... Auxiliary clutch 20 ... Motor 22 ... Rotor 24 ... Stator 25 ... Cooling cover 26 ... Cooling water channel 30 ... Torque converter 50 Battery 51, 52, 53 Drive circuit 60A Fuel cell 61 Methanol tank 62 Water tank 61a, 62a Capacity sensor 63 Burner 64 Compressor 65 Evaporator 66 Reformer 68 Blower Reference numeral 70: Control unit 80: Auxiliary equipment driving motor 82: Auxiliary equipment driving device 83, 84 ... Changeover switch 92 ... Radiator 93 ... Pump 94 ... Refrigerant path 95, 96 ... Thermoelectric elements 97, 98 ... Switch 100 ... Transmission
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H027 AA06 BA01 BA09 BA16 DD01 DD03 KK00 KK41 MM16 5H115 PA11 PG04 PI16 PI18 PI22 PI29 PI30 PU10 PU22 PU24 PU25 PU26 PV09 PV23 QN03 RB08 RB22 RE05 RE07 SE05 SE08 TB01 TE02 TE07 TE08 TE10 TI02 TI10 TO05 TO21 TO23 UI30 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page F term (reference) 5H027 AA06 BA01 BA09 BA16 DD01 DD03 KK00 KK41 MM16 5H115 PA11 PG04 PI16 PI18 PI22 PI29 PI30 PU10 PU22 PU24 PU25 PU26 PV09 PV23 QN03 RB08 RB22 RE05 RE07 SE05 SE08 TB01 TE02 TE07 TE08 TE10 TI10 TO05 TO21 TO23 UI30
Claims (12)
部で生じた廃熱を電力として回収する廃熱回収装置であ
って、 冷媒を通過させることにより前記発熱部を冷却する冷却
装置と、 前記廃熱を電力に変換する熱電変換手段と、 前記発熱部から該熱電変換手段に所定の状態で熱量が供
給されるよう前記冷却装置を制御する冷却装置制御手段
とを備える廃熱回収装置。1. A waste heat recovery device for recovering waste heat generated in a heat generating portion including a device operating while generating heat as electric power, comprising: a cooling device for cooling the heat generating portion by passing a refrigerant. A waste heat recovery device comprising: a thermoelectric conversion unit configured to convert the waste heat into electric power; and a cooling device control unit configured to control the cooling device such that heat is supplied from the heating unit to the thermoelectric conversion unit in a predetermined state. .
量に関与するパラメータを入力する入力手段を備え、 前記冷却装置制御手段は、該パラメータに基づいて前記
制御を実行する手段である廃熱回収装置。2. The waste heat recovery apparatus according to claim 1, further comprising: input means for inputting a parameter relating to a waste heat amount among parameters indicating an operation state of the heat generating unit, wherein the cooling device control means includes: And a waste heat recovery device which is a means for executing the control based on the parameter.
につれて、前記所定の範囲の上限値を低減して前記制御
を実行する手段である請求項１記載の廃熱回収装置。3. The waste heat recovery device according to claim 1, wherein the cooling device control unit executes the control by reducing an upper limit value of the predetermined range as the amount of waste heat increases.
の場合にのみ冷却を実行する手段である請求項１記載の
廃熱回収装置。4. The cooling device according to claim 1, further comprising a temperature detection unit for detecting a temperature of the heat generating unit, wherein the cooling device control unit performs cooling only when the temperature is equal to or higher than a predetermined lower limit. The waste heat recovery device according to claim 1, wherein the waste heat recovery device is a means for executing.
低い値に設定された請求項４記載の廃熱回収装置。5. The waste heat recovery device according to claim 4, wherein the lower limit is set to a lower value as the amount of waste heat increases.
出手段を備え、 該発熱部が運転中である場合の前記下限値は、休止中に
おける下限値よりも低く設定された廃熱回収装置。6. The waste heat recovery apparatus according to claim 5, further comprising an operating state detecting means for detecting whether or not the heat generating unit is operating, wherein the operating state detecting unit detects whether the heat generating unit is operating. The lower limit is a waste heat recovery device set lower than the lower limit during suspension.
よび前記熱電変換手段による廃熱の回収量に基づいて、
該発熱部の温度を所定以下に維持可能に設定された冷却
能力を有する装置である請求項１記載の廃熱回収装置。7. The cooling device according to claim 6, wherein the cooling unit is configured to generate heat based on an amount of heat generated by the heating unit and an amount of waste heat recovered by the thermoelectric conversion unit.
2. The waste heat recovery device according to claim 1, wherein the device has a cooling capacity set so that the temperature of the heat generating portion can be maintained at a predetermined value or less.
記載の廃熱回収装置。8. The heat generating unit according to claim 1, wherein the heat generating unit is a power generator.
The waste heat recovery device as described.
である廃熱回収装置。9. The waste heat recovery device according to claim 1, wherein the heating unit is a heating unit including a plurality of devices, and the cooling device is a cooling device common to the plurality of devices. Heat recovery device.
た電力を蓄電する蓄電手段を備える請求項１記載の廃熱
回収装置。10. The waste heat recovery apparatus according to claim 1, further comprising a power storage means for storing the power recovered by said thermoelectric conversion means.
移動する移動体であって、 要求された動力を出力するよう前記動力源を運転する動
力源運転手段と、 冷媒を通過させることにより前記動力源を冷却する冷却
装置と、 前記廃熱を電力に変換する熱電変換手段と、 前記発熱部から該熱電変換手段に供給される熱量が所定
の範囲内となるよう前記冷却装置を制御する冷却装置制
御手段とを備える移動体。11. A moving body that moves by using power output from a power source, the power source driving means driving the power source so as to output a required power, and A cooling device for cooling the power source; a thermoelectric conversion unit for converting the waste heat into electric power; and controlling the cooling device so that an amount of heat supplied to the thermoelectric conversion unit from the heating unit is within a predetermined range. A moving body including a cooling device control unit.
部を冷却するとともに、熱電変換手段により該発熱部で
生じた廃熱を電力として回収する廃熱回収装置の運転を
制御する制御方法であって、（ａ） 前記発熱部から該
熱電変換手段に供給される熱量を推定する工程と、
（ｂ） 該推定した熱量が所定の状態となるよう前記冷
却装置を運転する工程とを備える制御方法。12. A control method for controlling the operation of a waste heat recovery device that cools a heat generating portion by a cooling device that allows a refrigerant to pass through and that recovers waste heat generated in the heat generating portion as electric power by a thermoelectric conversion unit. (A) estimating the amount of heat supplied from the heat generating section to the thermoelectric conversion means;
(B) operating the cooling device such that the estimated amount of heat is in a predetermined state.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11194627A JP2001023666A (en) | 1999-07-08 | 1999-07-08 | Waste heat recovering device and its control method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11194627A JP2001023666A (en) | 1999-07-08 | 1999-07-08 | Waste heat recovering device and its control method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001023666A true JP2001023666A (en) | 2001-01-26 |
Family
ID=16327671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11194627A Pending JP2001023666A (en) | 1999-07-08 | 1999-07-08 | Waste heat recovering device and its control method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001023666A (en) |
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030084321A (en) * | 2002-04-26 | 2003-11-01 | 현대자동차주식회사 | System for cooling fuel cell |
| JP2006012739A (en) * | 2004-06-29 | 2006-01-12 | Sinanen Co Ltd | Fuel cell exhaust heat utilization system capable of effectively utilizing exhaust heat of fuel cell and building |
| JP2006264473A (en) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Toyota Motor Corp | Cooling system and hybrid vehicle |
| JP2007247935A (en) * | 2006-03-15 | 2007-09-27 | Kanai Educational Institution | Power source device for ignition |
| US7629530B2 (en) | 2003-04-17 | 2009-12-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Energy recovery system |
| KR100965715B1 (en) | 2008-06-30 | 2010-06-24 | 한국동서발전(주) | Hybrid Power Plant System using Fuel Cell Generation and Thermoelectric Generation |
| US7755991B2 (en) | 2002-05-23 | 2010-07-13 | Nec Corporation | Method for detecting radial tilt of optical recording medium in optical head device, optical head device, and optical information recording/reproducing device |
| JP2012009424A (en) * | 2010-06-23 | 2012-01-12 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | Fuel cell system |
| JP4933681B1 (en) * | 2011-11-04 | 2012-05-16 | 二郎 工藤 | Vehicle battery charging system |
| CN102815192A (en) * | 2012-08-09 | 2012-12-12 | 武汉理工大学 | Weak hybrid power system for thermoelectric conversion based on automobile exhaust, and control method thereof |
| JP2013091487A (en) * | 2011-10-24 | 2013-05-16 | Ge Aviation Systems Ltd | Thermal electrical power generation for aircraft |
| KR101355616B1 (en) * | 2012-10-23 | 2014-01-27 | 기아자동차주식회사 | System and method for managing battery |
| KR101386411B1 (en) * | 2012-05-21 | 2014-04-21 | 재단법인 포항산업과학연구원 | Electric power supply apparatus for vehicles |
| KR101406346B1 (en) | 2012-11-14 | 2014-06-12 | 한국철도기술연구원 | Thermoelectric generation apparatus for railway vehicle and method thereof |
| KR101417677B1 (en) | 2013-09-25 | 2014-07-09 | 현대자동차주식회사 | System and method for emergency startup of fuel cell vehicle |
| CN106848496A (en) * | 2017-02-10 | 2017-06-13 | 西南交通大学 | A kind of fuel cell tramcar residual neat recovering system based on thermo-electric generation |
| DE102017002893A1 (en) | 2017-03-25 | 2018-09-27 | Daimler Ag | The fuel cell system |
| CN108599350A (en) * | 2018-04-08 | 2018-09-28 | 江苏理工学院 | A kind of solid oxide fuel cell Recov ery of Energy During Automotive Brake |
| WO2019064726A1 (en) * | 2017-09-29 | 2019-04-04 | 新東工業株式会社 | Method and device for detecting operational failure in casting line |
| KR20190101934A (en) * | 2019-08-21 | 2019-09-02 | 전남대학교산학협력단 | Regenerative energy system for providing oxygen and electric power for an oxygen-free or low oxygen environment |
| CN114379772A (en) * | 2022-01-24 | 2022-04-22 | 中国商用飞机有限责任公司 | Aircraft brake cooling device and cooling method |
-
1999
- 1999-07-08 JP JP11194627A patent/JP2001023666A/en active Pending
Cited By (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030084321A (en) * | 2002-04-26 | 2003-11-01 | 현대자동차주식회사 | System for cooling fuel cell |
| US7755991B2 (en) | 2002-05-23 | 2010-07-13 | Nec Corporation | Method for detecting radial tilt of optical recording medium in optical head device, optical head device, and optical information recording/reproducing device |
| US7629530B2 (en) | 2003-04-17 | 2009-12-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Energy recovery system |
| JP2006012739A (en) * | 2004-06-29 | 2006-01-12 | Sinanen Co Ltd | Fuel cell exhaust heat utilization system capable of effectively utilizing exhaust heat of fuel cell and building |
| JP2006264473A (en) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Toyota Motor Corp | Cooling system and hybrid vehicle |
| JP4670419B2 (en) * | 2005-03-23 | 2011-04-13 | トヨタ自動車株式会社 | Cooling system and hybrid vehicle |
| JP2007247935A (en) * | 2006-03-15 | 2007-09-27 | Kanai Educational Institution | Power source device for ignition |
| KR100965715B1 (en) | 2008-06-30 | 2010-06-24 | 한국동서발전(주) | Hybrid Power Plant System using Fuel Cell Generation and Thermoelectric Generation |
| US8580450B2 (en) | 2010-06-23 | 2013-11-12 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Fuel cell system |
| JP2012009424A (en) * | 2010-06-23 | 2012-01-12 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | Fuel cell system |
| JP2013091487A (en) * | 2011-10-24 | 2013-05-16 | Ge Aviation Systems Ltd | Thermal electrical power generation for aircraft |
| JP4933681B1 (en) * | 2011-11-04 | 2012-05-16 | 二郎 工藤 | Vehicle battery charging system |
| KR101386411B1 (en) * | 2012-05-21 | 2014-04-21 | 재단법인 포항산업과학연구원 | Electric power supply apparatus for vehicles |
| CN102815192A (en) * | 2012-08-09 | 2012-12-12 | 武汉理工大学 | Weak hybrid power system for thermoelectric conversion based on automobile exhaust, and control method thereof |
| KR101355616B1 (en) * | 2012-10-23 | 2014-01-27 | 기아자동차주식회사 | System and method for managing battery |
| KR101406346B1 (en) | 2012-11-14 | 2014-06-12 | 한국철도기술연구원 | Thermoelectric generation apparatus for railway vehicle and method thereof |
| KR101417677B1 (en) | 2013-09-25 | 2014-07-09 | 현대자동차주식회사 | System and method for emergency startup of fuel cell vehicle |
| CN106848496A (en) * | 2017-02-10 | 2017-06-13 | 西南交通大学 | A kind of fuel cell tramcar residual neat recovering system based on thermo-electric generation |
| CN106848496B (en) * | 2017-02-10 | 2023-03-14 | 西南交通大学 | Fuel cell tramcar waste heat recovery system based on thermoelectric generation |
| DE102017002893A1 (en) | 2017-03-25 | 2018-09-27 | Daimler Ag | The fuel cell system |
| WO2019064726A1 (en) * | 2017-09-29 | 2019-04-04 | 新東工業株式会社 | Method and device for detecting operational failure in casting line |
| CN108599350A (en) * | 2018-04-08 | 2018-09-28 | 江苏理工学院 | A kind of solid oxide fuel cell Recov ery of Energy During Automotive Brake |
| KR20190101934A (en) * | 2019-08-21 | 2019-09-02 | 전남대학교산학협력단 | Regenerative energy system for providing oxygen and electric power for an oxygen-free or low oxygen environment |
| KR102140823B1 (en) * | 2019-08-21 | 2020-08-05 | 전남대학교산학협력단 | Regenerative energy system for providing oxygen and electric power for an oxygen-free or low oxygen environment |
| CN114379772A (en) * | 2022-01-24 | 2022-04-22 | 中国商用飞机有限责任公司 | Aircraft brake cooling device and cooling method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2001023666A (en) | Waste heat recovering device and its control method | |
| JP4306085B2 (en) | Vehicle equipped with fuel cell and control method thereof | |
| US7823669B2 (en) | Hybrid vehicle | |
| US9242637B2 (en) | Vehicle control system | |
| US8496553B2 (en) | Power transmission system for use in vehicle | |
| JP2004048987A (en) | Method for controlling hybrid electric vehicle | |
| US20150094894A1 (en) | Controller for hybrid vehicle | |
| JP3864625B2 (en) | Driving device for moving body | |
| JP2012250676A (en) | Engine start control device of hybrid vehicle | |
| JP4337188B2 (en) | Hybrid moving body and control method thereof | |
| JP2007182857A (en) | Cooling device | |
| JP2014000848A (en) | Rotary electric machine cooling system | |
| US8478502B2 (en) | System and method for controlling a motor of a hybrid vehicle | |
| JP2007074817A (en) | Control unit for electric vehicle | |
| JP4200635B2 (en) | Hybrid vehicle and control method thereof | |
| JP5912802B2 (en) | Vehicle control system | |
| JP2001233044A (en) | Heating system for movable body having fuel cell | |
| JP6705341B2 (en) | Hybrid car | |
| JP2017087801A (en) | Hybrid vehicle | |
| CN107640043B (en) | System and method for heating an electric vehicle battery pack | |
| JP4059044B2 (en) | Vehicle control device | |
| JP4147757B2 (en) | Fuel cell system | |
| KR101125005B1 (en) | Method for controlling electric water pump of hybrid vehicle | |
| JP2014043164A (en) | Vehicle control system | |
| JP2001298806A (en) | Vehicle controlling device, controlling method and vehicle |