JP2015108304A - Vehicle power generator with waste heat recovery device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicle power generator having a waste heat recovery device for stopping power generation and improving a vehicle running fuel consumption when a charge rate of a battery is more than a prescribed value during driving of the vehicle.SOLUTION: There are provided a second power transmitting mechanism including a first clutch 15 for transmitting or shutting-off driving force between an alternator 17 and an internal combustion engine 1, and a second clutch 18 for transmitting or shutting-off the driving force recovered by a Rankine cycle circuit 2 to the alternator 17; down slope running detection means; and a controller device 3 for controlling transmitting and shutting-off of the first and second clutches 15, 18. The controller device 3 connects the second clutch 18 when the down slope running of a vehicle is not detected to drive the alternator 17 and when SOC of a battery 5 installed on the vehicle becomes more than SOCtg, the controller device 3 shuts off the second clutch 18.

Description

本発明は、内燃機関の廃熱エネルギーによる発電と、下り坂走行時に発電を行う廃熱回収装置を備えた車両の発電装置に関する。   The present invention relates to a power generation device for a vehicle including a power generation using waste heat energy of an internal combustion engine and a waste heat recovery device that generates power during downhill traveling.

内燃機関を搭載した車両において、内燃機関の廃熱エネルギーを廃熱回収装置により回収して、内燃機関の熱効率を向上させることが行われている。廃熱回収装置は、内燃機関の廃熱エネルギーを電力として回収することができる。   In vehicles equipped with an internal combustion engine, waste heat energy of the internal combustion engine is recovered by a waste heat recovery device to improve the thermal efficiency of the internal combustion engine. The waste heat recovery device can recover waste heat energy of the internal combustion engine as electric power.

一方、車両に搭載された内燃機関は、該内燃機関にプーリとベルトにて機械的に連結されたオルタネータ（発電機）を備えており、オルタネータをエンジンの駆動で発電して、車両で消費される、車両電気需要量を満たしている。
特許文献１によると、内燃機関の廃熱量がランキンサイクル回路によるエネルギー回収が可能に成ることを内燃機関の冷却水温度で判断している。
動力回収可能の判断手段として、冷却水温のほかに、油温、排気温度、あるいは排気通路に設けられた触媒の触媒温度に基づいて判断している。
そして、判断手段が第１の閾値を超えている場合には、内燃機関側のクラッチを遮断して、ランキンサイクル回路による発電に切替える。
冷却水温度が第１の閾値を超えていない場合は、内燃機関の駆動によってオルタネータを駆動するようになっている。
このようにして、内燃機関が所定以上に暖気されると、内燃機関がオルタネータを駆動する駆動負荷分をランキンサイクル回路による動力回収によって駆動し、内燃機関の燃料消費量を抑制している。 On the other hand, an internal combustion engine mounted on a vehicle includes an alternator (generator) mechanically connected to the internal combustion engine by a pulley and a belt, and the alternator generates electric power by driving the engine and is consumed by the vehicle. The vehicle electricity demand is met.
According to Patent Document 1, it is determined from the cooling water temperature of the internal combustion engine that the amount of waste heat of the internal combustion engine can be recovered by the Rankine cycle circuit.
As a determination means for recovering power, the determination is made based on the oil temperature, the exhaust temperature, or the catalyst temperature of the catalyst provided in the exhaust passage in addition to the cooling water temperature.
If the determination means exceeds the first threshold, the internal combustion engine side clutch is disengaged and the power generation is switched to the Rankine cycle circuit.
When the cooling water temperature does not exceed the first threshold value, the alternator is driven by driving the internal combustion engine.
In this way, when the internal combustion engine is warmed to a predetermined level or more, the driving load for driving the alternator by the internal combustion engine is driven by power recovery by the Rankine cycle circuit, thereby suppressing the fuel consumption of the internal combustion engine.

特開２００９−２７８７２３号公報JP 2009-278723 A

近年、車両が下り坂を走行する場合、省燃費化、及び加速の増大を防止するため内燃機関への燃料カットを行うと共に、内燃機関からタイヤまでの駆動系ラインを接続させた状態にして、内燃機関のシリンダと、ピストンにおけるポンピング作用による所謂エンジンブレーキ作用を生起させている。
ところが、特許文献１によると、内燃機関の暖気状態によって、オルタネータの駆動をエンジン負荷で駆動する場合と、ランキンサイクル回路の廃熱でオルタネータの駆動を行うもので、車両が下り坂を走行する場合の降坂走行エネルギーを排出して無駄にしている。 In recent years, when a vehicle travels on a downhill, in order to reduce fuel consumption and to prevent an increase in acceleration, while cutting the fuel to the internal combustion engine, the drive system line from the internal combustion engine to the tire is connected, A so-called engine braking action is caused by the pumping action of the cylinder and piston of the internal combustion engine.
However, according to Patent Document 1, the alternator is driven by the engine load depending on the warm-up state of the internal combustion engine, and the alternator is driven by the waste heat of the Rankine cycle circuit. The energy of running downhill is discharged and wasted.

本発明は、上述した従来技術の課題に鑑みなされた発明であって、車両の走行中に、バッテリの充電率が所定値以上の場合には、発電を中止して、車両走行燃費を向上させる廃熱回収装置を備えた車両の発電装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and when the battery charge rate is equal to or higher than a predetermined value during traveling of the vehicle, power generation is stopped to improve vehicle traveling fuel consumption. It aims at providing the electric power generating apparatus of the vehicle provided with the waste heat recovery apparatus.

上記目的を達成するため本発明によれば、車両に搭載された内燃機関と、
前記内燃機関の廃熱エネルギーを駆動力として回収する廃熱回収装置と、
前記内燃機関と前記廃熱回収装置に連結する発電装置と、
前記内燃機関の駆動力により前記発電装置を駆動する内燃機関発電機構と、
前記廃熱回収装置の駆動力により前記発電装置を駆動する廃熱回収装置発電機構と、
前記車両の降坂走行を検知する降坂走行検知手段と、
前記内燃機関発電機構と前記廃熱回収装置発電機構による発電を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記降坂走行検知手段が車両の降坂走行を検知しないときは、前記廃熱回収装置発電機構を作動させて、前記発電装置を駆動し、前記車両に搭載されているバッテリの充電率が所定値以上になった場合には、前記廃熱回収装置発電機構の作動を停止させることを特徴とする廃熱回収装置を備えた車両の発電装置を提供できる。 In order to achieve the above object, according to the present invention, an internal combustion engine mounted on a vehicle,
A waste heat recovery device that recovers the waste heat energy of the internal combustion engine as a driving force;
A power generation device coupled to the internal combustion engine and the waste heat recovery device;
An internal combustion engine power generation mechanism that drives the power generation device by the driving force of the internal combustion engine;
A waste heat recovery device power generation mechanism for driving the power generation device by the driving force of the waste heat recovery device;
Downhill running detection means for detecting downhill running of the vehicle;
Control means for controlling power generation by the internal combustion engine power generation mechanism and the waste heat recovery apparatus power generation mechanism,
When the downhill running detection means does not detect the downhill running of the vehicle, the control means operates the waste heat recovery apparatus power generation mechanism to drive the power generation apparatus, and the battery mounted on the vehicle When the charging rate of the vehicle becomes equal to or higher than a predetermined value, the operation of the power generation mechanism of the waste heat recovery device is stopped, and a power generation device for a vehicle including the waste heat recovery device can be provided.

本発明によれば、降坂走行検知手段が車両の降坂走行を検知しないときは、廃熱回収装置発電機構を作動させることで、廃熱回収装置の駆動力で発電装置を駆動するので、内燃機関の発電装置駆動負荷分が軽減され、車両の走行燃費向上が図れる。
また、バッテリの充電率が所定値以上になった場合には、廃熱回収装置発電機構の作動を停止させることで、廃熱回収装置の作動に消費される電力の無駄が省けると共に、廃熱回収装置の各部品の耐久性が向上する。 According to the present invention, when the downhill running detection means does not detect the downhill running of the vehicle, the power generation device is driven by the driving force of the waste heat recovery device by operating the waste heat recovery device power generation mechanism. The power generation device driving load of the internal combustion engine is reduced, and the running fuel consumption of the vehicle can be improved.
In addition, when the charging rate of the battery exceeds a predetermined value, the waste heat recovery device power generation mechanism is stopped, so that waste of power consumed for the operation of the waste heat recovery device can be reduced and waste heat The durability of each part of the recovery device is improved.

また、本発明において好ましくは、前記発電装置の発電量が前記車両の電気需要量に満たない場合には、前記制御手段は、前記内燃機関発電機構と前記廃熱回収装置発電機構を作動させて、前記発電装置を前記内燃機関と前記廃熱回収装置によって回収された駆動力とで協働して駆動するようにするとよい。   In the present invention, it is preferable that the control unit operates the internal combustion engine power generation mechanism and the waste heat recovery apparatus power generation mechanism when the power generation amount of the power generation apparatus is less than the electric demand amount of the vehicle. The power generation device may be driven in cooperation with the internal combustion engine and the driving force recovered by the waste heat recovery device.

このような構成にすることにより、車両の電気需要量に満たない場合、発電装置を内燃機関発電機構と廃熱回収装置発電機構とで発電駆動することで、内燃機関の発電装置駆動負荷が軽減され、車両の走行燃費向上が図れる。   With such a configuration, when the electric demand of the vehicle is not satisfied, the power generation device is driven by the internal combustion engine power generation mechanism and the waste heat recovery device power generation mechanism, thereby reducing the power generation device drive load of the internal combustion engine. Thus, the driving fuel consumption of the vehicle can be improved.

また、本発明において好ましくは、前記降坂走行検知手段が前記車両の降坂走行を検知した時に、前記制御手段は、前記内燃機関発電機構を作動させて、前記内燃機関から伝達される駆動力で前記発電装置を駆動して、前記発電装置の発電量が前記車両の車両側電気需要以上で且つ、前記バッテリの充電率が所定値以上になった場合には、前記内燃機関発電機構の作動を停止させるとよい。   Preferably, in the present invention, when the downhill running detection means detects downhill running of the vehicle, the control means operates the internal combustion engine power generation mechanism to transmit the driving force transmitted from the internal combustion engine. When the power generation device is driven and the power generation amount of the power generation device is equal to or greater than the vehicle-side electricity demand of the vehicle and the charge rate of the battery is equal to or greater than a predetermined value, the operation of the internal combustion engine power generation mechanism is activated. It is good to stop.

このような構成にすることにより、車両の降坂走行時、車輪からの駆動力によって内燃機関が回転され、その回転力によって発電装置を駆動するため、発電に要する燃料が不要となり、車両の実質走行燃費の向上が図れる。
また、バッテリの充電率が所定値以上になった場合には、内燃機関発電機構の作動を停止させることにより、バッテリの過充電によりバッテリの劣化を早めることを防止すると共に、発電装置の耐久性向上が図れる。 With this configuration, when the vehicle is traveling downhill, the internal combustion engine is rotated by the driving force from the wheels and the power generation device is driven by the rotational force, so that the fuel required for power generation becomes unnecessary, and the vehicle is Driving fuel efficiency can be improved.
Further, when the charging rate of the battery exceeds a predetermined value, the operation of the internal combustion engine power generation mechanism is stopped to prevent the battery from being quickly deteriorated due to overcharging of the battery, and the durability of the power generation device. Improvement can be achieved.

また、本発明において好ましくは、前記降坂走行検知手段が前記車両の降坂走行を検知し、内燃機関発電機構を作動させた時に、
前記制御手段は、前記発電装置の発電量が車両側電気需要より大きい場合、前記発電装置で発電した電力を前記車両側電気需要として直接前記車両に供給するとよい。 In the present invention, preferably, when the downhill running detection means detects downhill running of the vehicle and operates the internal combustion engine power generation mechanism,
When the power generation amount of the power generation device is larger than the vehicle-side electricity demand, the control means may supply the power generated by the power generation device directly to the vehicle as the vehicle-side electricity demand.

このような構成にすることで、発電装置が発電した電力を直接車両側に供給することで、一旦、バッテリに充電することによる充電効率に伴う損失分を防止することができる。   With such a configuration, by supplying the electric power generated by the power generation device directly to the vehicle side, it is possible to prevent a loss due to the charging efficiency caused by charging the battery once.

また、本発明において好ましくは、前記降坂走行検知手段が前記車両の降坂走行を検知した時に、前記制御手段は、前記発電装置の発電量が前記車両側電気需要以上で且つ、前記バッテリの充電率が所定値未満の場合、前記内燃機関発電機構のみを作動させるようにするとよい。   Preferably, in the present invention, when the downhill running detection means detects the downhill running of the vehicle, the control means is configured such that the power generation amount of the power generation apparatus is equal to or greater than the vehicle-side electricity demand and the battery When the charging rate is less than a predetermined value, it is preferable to operate only the internal combustion engine power generation mechanism.

このような構成にすることで、車両の降坂エネルギーのみで、発電装置の発電量が車両側電気需要と、バッテリの充電率が所定値未満の場合は内燃機関発電機構のみを作動させるようにすることで、効率的なエネルギー回収が可能となる。   By adopting such a configuration, only the downhill energy of the vehicle is used, and when the power generation amount of the power generation device is the vehicle-side electricity demand and the battery charging rate is less than a predetermined value, only the internal combustion engine power generation mechanism is operated. By doing so, efficient energy recovery becomes possible.

また、本発明において好ましくは、前記内燃機関発電機構は前記内燃機関から前記発電装置への駆動力を断接する第1クラッチ機構を含み、前記廃熱回収装置発電機構は前記廃熱回収装置から前記発電装置への駆動力を断接する第２クラッチ機構を含んでいるとよい。   Preferably, in the present invention, the internal combustion engine power generation mechanism includes a first clutch mechanism that connects and disconnects a driving force from the internal combustion engine to the power generation device, and the waste heat recovery device power generation mechanism is connected to the waste heat recovery device from the waste heat recovery device. It is good to include the 2nd clutch mechanism which connects and disconnects the driving force to a power generator.

このような構成にすることで、内燃機関による駆動力及び廃熱回収装置による駆動力伝達夫・遮断をクラッチ機構で行うことにより、小型化でき且つ、機構の構造が簡単になり、装置の耐久性及びコストの向上が可能となる。   By adopting such a configuration, the driving force transmitted by the internal combustion engine and the driving force transmitted and interrupted by the waste heat recovery device can be transmitted and disconnected by the clutch mechanism, so that the size can be reduced and the structure of the mechanism can be simplified and the durability of the device can be improved. And the cost can be improved.

また、本発明において好ましくは、前記降坂走行検知手段は、前記内燃機関回転数と、燃料噴射量とによって降坂走行を検知するとよい。   In the present invention, it is preferable that the downhill running detection means detects downhill running based on the internal combustion engine speed and the fuel injection amount.

このような構成にすることで、内燃機関が無負荷状態で、且つ内燃機関回転数が所定値以上の場合には、タイヤ側からの駆動力により内燃機関が回転されるので、車両が降坂時又はそれに近い走行状態にあることが容易に判断できる。   With this configuration, when the internal combustion engine is in a no-load state and the internal combustion engine speed is greater than or equal to a predetermined value, the internal combustion engine is rotated by the driving force from the tire side, so that the vehicle It can be easily determined that the vehicle is in the driving state at or near that time.

このような装置にすることで、車両の走行中に、バッテリの充電率が所定値以上の場合には、発電を中止して、車両走行燃費を向上させる廃熱回収装置を備えた車両の発電装置を提供することができる。   By using such a device, when the battery charge rate is greater than or equal to a predetermined value while the vehicle is running, the vehicle is provided with a waste heat recovery device that stops power generation and improves vehicle running fuel efficiency. An apparatus can be provided.

本発明が適用された、廃熱回収装置を備えた内燃機関の概略構成図を示す。1 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine including a waste heat recovery device to which the present invention is applied. 本発明を採用したオルタネータの発電状況の模式図を示す。The schematic diagram of the electric power generation condition of the alternator which employ | adopted this invention is shown. 本発明を実施するフロー図を示す。FIG. 2 shows a flow chart for carrying out the present invention.

以下、本発明の実施形態を図に基づいて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to specific examples unless otherwise specifically described. Only.

図１は本発明の実施形態が用いられた廃熱回収装置を備えた内燃機関の概略構成図を示す。
１は車両に搭載された内燃機関を示す。２は内燃機関１の廃熱エネルギーを回収する廃熱回収装置であるランキンサイクル回路を示す。
内燃機関１には、該内燃機関１のクランクシャフト１１に連結されたクランクプーリ１２と、内燃機関１に装着され、内燃機関１の出力軸に連結されると共に、ランキンサイクル回路２の出力軸に連結した発電装置であるオルタネータ１７と、クランクプーリ１２と、オルタネータ１７と同軸線上に配置され、オルタネータ１７を駆動する発電プーリ１４と、クランクプーリ１２と発電プーリ１４とに掛け回された駆動ベルト１３と、発電プーリ１４とオルタネータ１７との間に介装され、発電プーリ１４の駆動力をオルタネータ１７に伝達又は遮断する第１クラッチ１５と、該第１クラッチ１５とオルタネータ１７との間に介装された変速機１６と、後述するランキンサイクル回路２に介装された膨張器２１とオルタネータ１７間に介装され、膨張器２１からの駆動力の伝達を接続又は遮断する第２クラッチ１８と、を備えている。
そして、本実施形態では、第１クラッチ１５と変速機１６及びオルタネータ１７とで内燃機関発電機構を構成している。
また、第２クラッチ１８とオルタネータ１７とで廃熱回収装置発電機構を構成している。
尚、本実施形態では、内燃機関１によって駆動される発電装置であるオルタネータ１７と、ランキンサイクル回路２の回収エネルギーによって駆動するオルタネータ１７とを同一のものを兼用したが、夫々別のオルタネータ１７としてもよい。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine provided with a waste heat recovery apparatus in which an embodiment of the present invention is used.
Reference numeral 1 denotes an internal combustion engine mounted on a vehicle. Reference numeral 2 denotes a Rankine cycle circuit which is a waste heat recovery device that recovers waste heat energy of the internal combustion engine 1.
The internal combustion engine 1 has a crank pulley 12 connected to the crankshaft 11 of the internal combustion engine 1, and is attached to the internal combustion engine 1, connected to the output shaft of the internal combustion engine 1, and connected to the output shaft of the Rankine cycle circuit 2. An alternator 17 that is a connected power generation device, a crank pulley 12, a generator pulley 14 that is arranged coaxially with the alternator 17 and drives the alternator 17, and a drive belt 13 that is wound around the crank pulley 12 and the power generation pulley 14. A first clutch 15 that is interposed between the power generation pulley 14 and the alternator 17 and transmits or blocks the driving force of the power generation pulley 14 to the alternator 17, and is interposed between the first clutch 15 and the alternator 17. Interposed between the expander 21 and the alternator 17 interposed in the Rankine cycle circuit 2 described later. , And a second clutch 18 for connecting or interrupting the transmission of driving force from the expander 21.
In the present embodiment, the first clutch 15, the transmission 16, and the alternator 17 constitute an internal combustion engine power generation mechanism.
Further, the second clutch 18 and the alternator 17 constitute a waste heat recovery device power generation mechanism.
In the present embodiment, the alternator 17 that is a power generation device driven by the internal combustion engine 1 and the alternator 17 that is driven by the energy recovered from the Rankine cycle circuit 2 are used in common. Also good.

ランキンサイクル回路２は、内燃機関１の排気通路１９に介装され、ランキンサイクル回路２内を流れる媒体Ｒを蒸発させる蒸発器２０と、蒸発器２０で加熱され高圧蒸気となった媒体Ｒを第１導管２６ａによって導入し、高圧蒸気となった媒体Ｒを膨張させて回転駆動力を生起する膨張器２１と、該膨張器２１で膨張した媒体Ｒを第２導管２６ｂによって導入し膨張した媒体Ｒを冷却して凝縮する凝縮器２３と、凝縮された媒体を第３導管２６ｃによって導入し、第４導管２６ｄを介して蒸発器２０に媒体Ｒを供給するポンプ２４と、を備えている。
尚、凝縮器２３とポンプ２４とを連結している第３導管２６ｃに、蒸気と液体とを分離する気液分離器を設置することもできる。
この場合、気液分離器にて蒸気と液体とを確実に分離した液体（媒体）を蒸発器２０に圧送することで、熱交換の効率がより確実に行わせることができる。
また、ランキンサイクル回路２によるエネルギー回収量が十分にある時は、オルタネータ１７を駆動すると共に、その一部を、変速機１６、第１クラッチ１５、発電プーリ１４、駆動ベルト１３を介してクランクプーリ１２を駆動することにより、内燃機関１の出力補助に使用することができる。 The Rankine cycle circuit 2 is interposed in the exhaust passage 19 of the internal combustion engine 1 and evaporates the medium R flowing through the Rankine cycle circuit 2 and the medium R heated by the evaporator 20 into high-pressure steam. An expander 21 that expands the medium R that has been introduced through one conduit 26a and becomes high-pressure steam to generate a rotational driving force, and the medium R that has expanded and expanded by the second conduit 26b. A condenser 23 that cools and condenses, and a pump 24 that introduces the condensed medium through a third conduit 26c and supplies the medium R to the evaporator 20 through a fourth conduit 26d.
A gas-liquid separator that separates the vapor and the liquid may be installed in the third conduit 26 c that connects the condenser 23 and the pump 24.
In this case, the efficiency of heat exchange can be more reliably performed by pressure-feeding the liquid (medium) obtained by reliably separating the vapor and the liquid with the gas-liquid separator to the evaporator 20.
When the energy recovery amount by the Rankine cycle circuit 2 is sufficient, the alternator 17 is driven, and a part of the alternator 17 is connected to the crank pulley via the transmission 16, the first clutch 15, the power generation pulley 14, and the drive belt 13. By driving 12, it can be used to assist the output of the internal combustion engine 1.

制御手段であるコントローラ（ＣＰＵ）３は、車両の降坂走行を検知する降坂走行検知手段として、内燃機関１の運転状況を検知する方法がある。
即ち、内燃機関１の回転数センサ３５が検出する回転数Ｎと、負荷センサ３１が検出するアクセルペダル３７の踏込み有無とで検知することができる。
即ち、車両の降坂走行時は、アクセルペダル３７の踏込みがない。従って、内燃機関１への燃料カットが行われ、且つ車両の降坂走行により、内燃機関１には後輪側から車両走行用変速機を介して駆動され、アイドリング回転数Ｎ０以上の回転数Ｎになる。
従って、内燃機関１の回転数Ｎとアクセルペダル３７の踏込み有無を検出することにより、一般走行（含む登坂走行）または、降坂走行又はそれに近い走行かの判断ができる。
これらの判断により、コントローラ（ＣＰＵ）３は第１クラッチ１５、第２クラッチ１８の接続又は遮断の制御を行う。
尚、それに近い走行とは、長い急勾配の降坂走行の場合は、降坂走行後に平坦路になっても車両の慣性走行が続く状態である。 A controller (CPU) 3 that is a control means includes a method of detecting the operating state of the internal combustion engine 1 as a downhill running detection means for detecting downhill running of the vehicle.
That is, it can be detected by the rotational speed N detected by the rotational speed sensor 35 of the internal combustion engine 1 and the presence or absence of the accelerator pedal 37 detected by the load sensor 31.
That is, the accelerator pedal 37 is not depressed when the vehicle is traveling downhill. Accordingly, the fuel cut to the internal combustion engine 1 is performed, and the internal combustion engine 1 is driven from the rear wheel side through the vehicle travel transmission by the downhill traveling of the vehicle, and the rotational speed of the idling rotational speed N 0 or higher. N.
Therefore, by detecting the rotational speed N of the internal combustion engine 1 and whether or not the accelerator pedal 37 is depressed, it is possible to determine whether the vehicle is traveling in general (including uphill traveling), traveling downhill, or traveling close thereto.
Based on these determinations, the controller (CPU) 3 controls connection or disconnection of the first clutch 15 and the second clutch 18.
In the case of traveling downhill with a long steep slope, traveling close to that is a state where inertial traveling of the vehicle continues even on a flat road after traveling downhill.

さらに、コントローラ（ＣＰＵ）３はオルタネータ１７の発電量に対して車両電気需要量である車両側電気負荷６に対応して、バッテリ５への充電、又はバッテリ５から車両側電気負荷６への給電制御を行う。
尚、バッテリ５の充電率（充電量）を推定する方法は、複数の方法が実用化されているので、充電率算出方法の説明は省略する。
また、内燃機関１の冷却水温度を検知する温度センサ３３からの信号が入力される。
冷却水温度の検知は、内燃機関１の暖気状態を確認するもので、冷却水温度が所定値以上の温度に達してから、ランキンサイクル回路２を作動させて廃熱回収を行うためである。
内燃機関１が十分に暖気されないと、ランキンサイクル回路２による廃熱回収が効果的に行われず、ランキンサイクル回路２の作動によって得られるエネルギーより、ランキンサイクル回路２の作動に使用されるエネルギーの方が大きくなるのを防止するものである。
尚、本実施形態では、降坂走行検知手段として、内燃機関１の回転数Ｎと、アクセルペダル３７の踏込み操作を検知して制御しているが、内燃機関１の回転数Ｎの代わりに車両速度を用いてもよい。 Furthermore, the controller (CPU) 3 charges the battery 5 or supplies power from the battery 5 to the vehicle-side electrical load 6 in response to the vehicle-side electrical load 6 that is the vehicle electrical demand amount with respect to the power generation amount of the alternator 17. Take control.
In addition, since the method of estimating the charge rate (charge amount) of the battery 5 has been put into practical use, description of the charge rate calculation method is omitted.
In addition, a signal from a temperature sensor 33 that detects the coolant temperature of the internal combustion engine 1 is input.
The detection of the cooling water temperature is for confirming the warm-up state of the internal combustion engine 1, and is for recovering waste heat by operating the Rankine cycle circuit 2 after the cooling water temperature reaches a temperature equal to or higher than a predetermined value.
If the internal combustion engine 1 is not sufficiently warmed up, the waste heat recovery by the Rankine cycle circuit 2 is not effectively performed, and the energy used for the operation of the Rankine cycle circuit 2 is greater than the energy obtained by the operation of the Rankine cycle circuit 2. Is to prevent the increase.
In the present embodiment, the descending slope traveling detection means detects and controls the rotational speed N of the internal combustion engine 1 and the depression operation of the accelerator pedal 37. However, instead of the rotational speed N of the internal combustion engine 1, a vehicle is used. Speed may be used.

第１動力伝達機構は、第１クラッチ１５と、図示されないアクチュエータを備えている。アクチュエータはコントローラ３からの信号に基づいて、第１クラッチ１５を接続又は、遮断することにより、内燃機関１側からの駆動力をオルタネータ１７へ伝達して発電し、又は駆動力を遮断して発電停止を行っている。
また、第２動力伝達機構は、第２クラッチ１８と、図示されないアクチュエータを備えている。アクチュエータはコントローラ３からの信号に基づいて、第２クラッチ１８を接続又は、遮断することにより、膨張器２１側からの駆動力をオルタネータ１７へ伝達して発電し、又は駆動力を遮断して発電停止を行う。 The first power transmission mechanism includes a first clutch 15 and an actuator (not shown). Based on the signal from the controller 3, the actuator connects or disconnects the first clutch 15 to transmit the driving force from the internal combustion engine 1 side to the alternator 17 to generate electric power, or interrupt the driving force to generate electric power. The stop is going on.
The second power transmission mechanism includes a second clutch 18 and an actuator (not shown). Based on the signal from the controller 3, the actuator connects or disconnects the second clutch 18, thereby transmitting the driving force from the expander 21 side to the alternator 17 to generate electric power, or interrupting the driving force to generate electric power. Stop.

図３に基づいて、コントローラ（ＣＰＵ）３の制御方法を説明する。
ステップＳ１においてスタートする。ステップＳ２において、降坂検知を行うため、内燃機関（Ｅ／Ｇ）１の回転数Ｎ＞所定回転数Ｎ０＋燃料噴射０（ゼロ）を判断する。回転数Ｎ＞所定回転数Ｎ０の場合は、所定回転数、例えばアイドリング回転数Ｎ０より大きい場合は、内燃機関１が荷稼働して車両が一般走行している、又は降坂走行時であってタイヤ（車輪）側から内燃機関１が回転させられているかのどちらかがの状況であることを判断する。
尚、本実施形態では、所定回転数Ｎ０をアイドリング回転数としている。
一方、燃料噴射の有無は、アクセルペダル３７の踏込みによって負荷センサ３１が作動して燃料噴射有が検知されているか、又は、車両降坂走行時でありアクセルペダル３７は踏込み操作されないので、内燃機関１への燃料噴射は行われていないと判断し、無負荷運転としている。 A control method of the controller (CPU) 3 will be described with reference to FIG.
Start in step S1. In step S2, in order to detect downhill, it is determined that the rotational speed N of the internal combustion engine (E / G) 1> the predetermined rotational speed N 0 + fuel injection 0 (zero). When the rotational speed N> the predetermined rotational speed N 0 , and when the rotational speed is greater than the predetermined rotational speed, for example, the idling rotational speed N 0 , the internal combustion engine 1 is loaded and the vehicle is traveling in general, or when traveling downhill Therefore, it is determined that either the internal combustion engine 1 is rotated from the tire (wheel) side.
In the present embodiment, the idling speed of the predetermined rotational speed N 0.
On the other hand, the presence or absence of fuel injection is detected when the load sensor 31 is actuated by depression of the accelerator pedal 37 and the presence of fuel injection is detected, or when the vehicle is traveling downhill and the accelerator pedal 37 is not depressed. It is determined that the fuel injection to No. 1 has not been performed, and no-load operation is performed.

従って、内燃機関（Ｅ／Ｇ）１の回転数Ｎ＞所定回転数Ｎ０と燃料噴射０（ゼロ）の場合、車両走行は降坂走行中又はそれに準じた慣性力走行であると判断する。
一方、内燃機関（Ｅ／Ｇ）１の回転数Ｎ＞所定回転数Ｎ０と燃料噴射有の場合、車両走行は一般または登坂（重負荷運転）走行と判断される。
また、内燃機関（Ｅ／Ｇ）１の回転数Ｎ＝所定回転数Ｎ０と燃料噴射０（ゼロ）（アクセルペダル３７の踏込み操作は行われていないが、内燃機関１のアイドリングに必要な燃料は噴射される）の場合、内燃機関１はアイドリング運転中であり、廃熱エネルギー回収は行われない。 Therefore, when the rotational speed N of the internal combustion engine (E / G) 1> the predetermined rotational speed N 0 and the fuel injection 0 (zero), it is determined that the vehicle travels during downhill travel or inertial power travel according to the travel.
On the other hand, when the rotational speed N of the internal combustion engine (E / G) 1 is greater than the predetermined rotational speed N 0 and fuel injection is present, the vehicle traveling is determined to be general or uphill (heavy load operation) traveling.
Further, the rotational speed N of the internal combustion engine (E / G) 1 = predetermined rotational speed N 0 and fuel injection 0 (zero) (the accelerator pedal 37 is not depressed, but the fuel required for idling the internal combustion engine 1) Is injected), the internal combustion engine 1 is idling, and waste heat energy recovery is not performed.

従って、ステップＳ２では、降坂走行検知手段によって一般走行と、降坂走行時との判断を行う。（降坂走行検知工程）
本実施例では、車両が走行していることを検知するため、内燃機関１の回転数を検知したが、車両のスピードセンサに変えても同様の効果を得ることができる。
ステップＳ２において、内燃機関（Ｅ／Ｇ）１の回転数Ｎ＞所定回転数Ｎ０と燃料噴射有の場合、車両は一般走行又は登坂（重負荷運転）走行と判断してＮｏを選択する。ステップＳ３に進む。 Accordingly, in step S2, the downhill traveling detection means determines whether the vehicle is traveling normally or downhill. (Downhill running detection process)
In the present embodiment, the rotational speed of the internal combustion engine 1 is detected in order to detect that the vehicle is running, but the same effect can be obtained even if the speed sensor is changed to a vehicle speed sensor.
In step S2, when the internal combustion engine (E / G) 1 rpm N> predetermined rotational speed N 0 and the fuel injection Yes, the vehicle is generally traveling or climbing (heavy load operation) travel and it determines to select the No. Proceed to step S3.

ステップＳ３では、ステップＳ２においてコントローラ（ＣＰＵ）３は、車両が一般走行又は、登坂走行と判断したので、内燃機関の廃熱回収装置であるランキンサイクル回路２による発電に切替える。
そして、第１クラッチ１５を遮断して、内燃機関１側からの駆動を遮断する。一方、第２クラッチ１８を接続させて、ランキンサイクル回路２の膨張器２１により出力される駆動力をオルタネータ１７に連結する。 In step S3, the controller (CPU) 3 determines in step S2 that the vehicle is traveling normally or climbing up, and switches to power generation by the Rankine cycle circuit 2, which is a waste heat recovery device for the internal combustion engine.
And the 1st clutch 15 is interrupted | blocked and the drive from the internal combustion engine 1 side is interrupted | blocked. On the other hand, the second clutch 18 is connected to connect the driving force output from the expander 21 of the Rankine cycle circuit 2 to the alternator 17.

ステップＳ４において、ランキンサイクル回路２のみによるオルタネータ１７の発電が開始される。
ステップＳ５において、オルタネータ１７の発電量が車両走行に必要な電力である車両電気需要量に対しての過不足を判断する。
オルタネータ１７の発電量≧車両電気需要量の場合には、ステップＳ６に進む。 In step S4, power generation of the alternator 17 by only the Rankine cycle circuit 2 is started.
In step S5, it is determined whether the power generation amount of the alternator 17 is excessive or deficient with respect to the vehicle electric demand, which is electric power necessary for vehicle travel.
If the power generation amount of the alternator 17 is equal to or greater than the vehicle electric demand, the process proceeds to step S6.

ステップＳ６において、オルタネータ１７の発電量＝車両電気需要量の場合には、ステップＳ７に進んで、全発電量が車両電気需要量として車両側電気負荷６に供給される。
これは、オルタネータ１７が発電した電力を直接車両側に供給することで、一旦、バッテリ５に充電することによる充電効率に伴う損失分を防止することができる。
一方、ステップＳ６において、オルタネータ１７の発電量≧車両電気需要量の場合には、Ｎｏを選択してステップＳ８に進む。 In step S6, when the power generation amount of the alternator 17 = vehicle electric demand amount, the process proceeds to step S7, where the total power generation amount is supplied to the vehicle-side electric load 6 as the vehicle electric demand amount.
By supplying the electric power generated by the alternator 17 directly to the vehicle side, it is possible to prevent a loss due to charging efficiency caused by charging the battery 5 once.
On the other hand, if the power generation amount of the alternator 17 is equal to or greater than the vehicle electric demand in step S6, No is selected and the process proceeds to step S8.

ステップＳ８において、バッテリ５の充電率（以後、充電率State of ChargeをＳＯＣと略称する）を演算する。
ステップＳ９において、ＳＯＣ＞目標ＳＯＣ（以後、目標ＳＯＣをＳＯＣｔｇと称す）になっているか否かを判断する。
ＳＯＣ＞ＳＯＣｔｇの場合、Ｙｅｓを選択してステップＳ１０に進む。
ステップＳ１０において、第１クラッチ１５及び第２クラッチ１８を遮断する。
即ち、バッテリ５のＳＯＣがＳＯＣｔｇを超えており、ランキンサイクル回路２による発電の必要性がない。 In step S8, the charging rate of the battery 5 (hereinafter, the charging rate State of Charge is abbreviated as SOC) is calculated.
In step S9, it is determined whether or not SOC> target SOC (hereinafter, target SOC is referred to as SOCtg).
If SOC> SOCtg, select Yes and proceed to step S10.
In step S10, the first clutch 15 and the second clutch 18 are disconnected.
That is, the SOC of the battery 5 exceeds SOCtg, and there is no need for power generation by the Rankine cycle circuit 2.

ランキンサイクル回路２の発電を停止することで、ランキンサイクル回路２のポンプ２４を駆動する電力消費を抑制すると共に、内燃機関１の発電負荷を無くし、冷却水を無用に低下させることによる内燃機関１の燃焼効率低下を防止して、車両の省燃費効果を向上させる。
更に、バッテリ５のオーバチャージによるバッテリ５の耐久性を低下させるのを防止できる。
また、ランキンサイクル回路２の各装置の稼働量を抑制できるので、それらの耐久性も向上できる。 By stopping the power generation of the Rankine cycle circuit 2, the power consumption for driving the pump 24 of the Rankine cycle circuit 2 is suppressed, the power generation load of the internal combustion engine 1 is eliminated, and the cooling water is reduced unnecessarily. The fuel efficiency of the vehicle is improved by preventing a reduction in combustion efficiency.
Furthermore, it is possible to prevent the durability of the battery 5 from being lowered due to overcharge of the battery 5.
Moreover, since the operation amount of each apparatus of Rankine-cycle circuit 2 can be suppressed, those durability can also be improved.

一方、ステップＳ９において、Ｎｏ、即ちＳＯＣ＜目標ＳＯＣの場合は、バッテリ５のＳＯＣがＳＯＣｔｇに達していないので、ステップＳ１１に進む。
ステップＳ１１では、第１クラッチ１５を遮断して、第２クラッチ１８を接続して、ランキンサイクル回路２による発電を行う。
従って、ランキンサイクル回路２による発電量によって、車両需要消費電力を賄うと共に、バッテリ５への充電も実施する。
この場合は、車両が一般走行（図２のａ又はｂ領域）であり、発電のために内燃機関１の負荷を利用しないため、車両の走行燃費向上が図られている。 On the other hand, in step S9, if No, that is, if SOC <target SOC, the SOC of the battery 5 has not reached SOCtg, so the process proceeds to step S11.
In step S11, the first clutch 15 is disconnected and the second clutch 18 is connected, and the Rankine cycle circuit 2 generates power.
Accordingly, the vehicle power consumption is covered by the amount of power generated by the Rankine cycle circuit 2, and the battery 5 is also charged.
In this case, since the vehicle is in general traveling (a or b region in FIG. 2) and the load of the internal combustion engine 1 is not used for power generation, the fuel consumption of the vehicle is improved.

また、ステップＳ５において、オルタネータ１７の発電量＜車両電気需要量と判断した場合は、Ｎｏを選択してステップＳ１２に進む。
ステップＳ１２において、コントローラ（ＣＰＵ）３は、第１クラッチ１５と第２クラッチ１８を接続する。
ステップＳ１３において、オルタネータ１７はランキンサイクル回路２と内燃機関１の駆動力にて発電される。
この場合、内燃機関１側のオルタネータ１７を駆動する駆動力は、ランキンサイクル回路２側の駆動力が加算された分軽減され、内燃機関１の負荷が軽減されることによる燃料消費量が減り、省燃費運転となる。
また、オルタネータ１７は変速機１６によって回転数が増速されるので、オルタネータ１７の発電効率がさらに向上する。 If it is determined in step S5 that the power generation amount of the alternator 17 is smaller than the vehicle electric demand, No is selected and the process proceeds to step S12.
In step S <b> 12, the controller (CPU) 3 connects the first clutch 15 and the second clutch 18.
In step S <b> 13, the alternator 17 generates power with the driving force of the Rankine cycle circuit 2 and the internal combustion engine 1.
In this case, the driving force for driving the alternator 17 on the internal combustion engine 1 side is reduced by the addition of the driving force on the Rankine cycle circuit 2 side, and the amount of fuel consumed by reducing the load on the internal combustion engine 1 is reduced. It becomes fuel-saving driving.
Moreover, since the rotation speed of the alternator 17 is increased by the transmission 16, the power generation efficiency of the alternator 17 is further improved.

ステップＳ１４において、ランキンサイクル回路２と内燃機関１の駆動力にて発電されるオルタネータ１７の発電量の車両電気需要量に対する過不足を判断する。
ステップＳ１４において、オルタネータ１７の発電量＜車両電気需要量の場合にはＮｏを選択して、※１に進み、全量を車両電気需要側に供給すると共に、不足分はバッテリ５から補充される。 In step S14, it is determined whether the power generation amount of the alternator 17 generated by the driving force of the Rankine cycle circuit 2 and the internal combustion engine 1 is excessive or insufficient with respect to the vehicle electric demand.
In step S14, if the power generation amount of the alternator 17 is smaller than the vehicle electricity demand, No is selected, and the process proceeds to * 1 to supply the entire amount to the vehicle electricity demand side, and the shortage is replenished from the battery 5.

オルタネータ１７の発電量≧車両電気需要量の場合には、Ｙｅｓを選択してステップＳ１５に進む。
ステップＳ１５において、オルタネータ１７の発電量＝車両電気需要量の場合には、ステップＳ７に進み、発電量の全量を車両側電気負荷６へ電力供給される。
また、オルタネータ１７の発電量＞車両電気需要量の場合は、Ｎｏを選択してステップＳ８に進む。
ステップ８、９、１０、１１は説明済みなので省略する。 If the power generation amount of the alternator 17 is equal to or greater than the vehicle electric demand, Yes is selected and the process proceeds to step S15.
In step S15, when the power generation amount of the alternator 17 = vehicle electric demand amount, the process proceeds to step S7, and the entire power generation amount is supplied to the vehicle-side electric load 6.
If the power generation amount of the alternator 17> the vehicle electric demand, No is selected and the process proceeds to step S8.
Steps 8, 9, 10 and 11 have already been described and will be omitted.

一方、ステップＳ２において、降坂走行検知手段が、内燃機関（Ｅ／Ｇ）１の回転数Ｎ＞所定回転数Ｎ０と燃料噴射０（ゼロ）の場合、コントローラ（ＣＰＵ）３は、車両走行が降坂走行中又は降坂走行終了直後の慣性力走行であると判断するとＹｅｓを選択して、ステップＳ２５に進む。
ステップＳ２５において、コントローラ（ＣＰＵ）３は、第１クラッチ１５を接続し、第２クラッチ１８を遮断する。（図２のｄ領域）
第２クラッチ１８を接続した状態にしておくと、内燃機関１側から膨張器２１が強制駆動され、媒体Ｒが不要に掻き回されて、媒体Ｒの消耗が速くなるのを防止すると共に、ランキンサイクル回路２を構成する各装置を休止させることで、該各装置の耐久性向上が図れる。 On the other hand, in step S2, the downhill travel detecting means, when the internal combustion engine (E / G) 1 rpm N> predetermined rotational speed N 0 and the fuel injection 0 (zero), the controller (CPU) 3, the vehicle running If it is determined that the vehicle is traveling downhill or is inertial force traveling immediately after the end of downhill traveling, Yes is selected and the process proceeds to step S25.
In step S <b> 25, the controller (CPU) 3 connects the first clutch 15 and disconnects the second clutch 18. (Region d in FIG. 2)
When the second clutch 18 is in a connected state, the expander 21 is forcibly driven from the internal combustion engine 1 side, the medium R is scraped unnecessarily, and the consumption of the medium R is prevented from being accelerated. By suspending the devices constituting the cycle circuit 2, the durability of the devices can be improved.

更に、第２クラッチ１８を遮断することにより、ランキンサイクル回路２の発電を停止することで、ランキンサイクル回路２のポンプ２４を駆動する電力消費を抑制すると共に、冷却水を無用に低下させることによる負荷運転時の内燃機関１の燃焼効率低下を防止して、車両の省燃費効果を向上させる。   Further, by stopping the power generation of the Rankine cycle circuit 2 by shutting off the second clutch 18, the power consumption for driving the pump 24 of the Rankine cycle circuit 2 is suppressed, and the cooling water is reduced unnecessarily. A reduction in combustion efficiency of the internal combustion engine 1 during load operation is prevented, and the fuel saving effect of the vehicle is improved.

ステップＳ２６に進み、降坂走行中の車両の内燃機関１は、該車両の車輪の回転が車両走行駆動系を介してのクランクシャフト１１が駆動させられる。
オルタネータ１７は、クランクシャフト１１に連結されているクランクプーリ１２の駆動力により、駆動ベルト１３、第１クラッチ１５を介して駆動されて発電する。
ステップＳ２６おいて、内燃機関１への燃料はカットされた状態であり、オルタネータ１７を無負荷発電させることになり、省燃費が実現できる。
この際、オルタネータ１７の上流側に接続されている変速機１６によって、オルタネータ１７は増速され、発電効率が向上する。 Proceeding to step S26, in the internal combustion engine 1 of the vehicle traveling downhill, the crankshaft 11 is driven by rotation of the vehicle wheel via the vehicle travel drive system.
The alternator 17 is driven via the drive belt 13 and the first clutch 15 by the driving force of the crank pulley 12 connected to the crankshaft 11 to generate electric power.
In step S26, the fuel to the internal combustion engine 1 is in a cut state, and the alternator 17 is caused to perform no-load power generation, thereby realizing fuel saving.
At this time, the alternator 17 is accelerated by the transmission 16 connected to the upstream side of the alternator 17, and the power generation efficiency is improved.

また、降坂走行時にオルタネータ１７を発電させための負荷が内燃機関１に加わることになり、エンジンブレーキとしてのエネルギー吸収量が大きくなり、車両制動装置の使用頻度及び制動力強さの程度を軽減でき、車両制動装置が使用する空気圧（又は真空圧）等の消費が軽減できる。
従って、車両の一般走行時におけるコンプレッサ駆動量が軽減され、内燃機関１の駆動負荷が軽減され、この場合にも省燃費となる。 In addition, a load for generating power by the alternator 17 is applied to the internal combustion engine 1 when traveling downhill, increasing the amount of energy absorbed as an engine brake, reducing the frequency of use of the vehicle braking device and the degree of braking force intensity. In addition, consumption of air pressure (or vacuum pressure) used by the vehicle braking device can be reduced.
Therefore, the compressor driving amount during general traveling of the vehicle is reduced, the driving load of the internal combustion engine 1 is reduced, and in this case as well, fuel consumption is reduced.

ステップＳ２７に進み、無負荷発電の発電量≧車両電気需要量になっているか否かを判断する。
ステップＳ２７において、無負荷発電量＜車両電気需要量の場合には、Ｎｏを選択して、ステップ※１に進む。
ステップ※１において、コントローラ（ＣＰＵ）３は、全発電量を車両側電気負荷６へ供給すると共に、バッテリ５から不足分の電力を車両側電気負荷６側へ供給する。 Proceeding to step S27, it is determined whether or not the power generation amount of no-load power generation ≧ the vehicle electric demand amount.
In step S27, if no load power generation amount <vehicle electric demand amount, No is selected and the process proceeds to step * 1.
In step * 1, the controller (CPU) 3 supplies the total amount of power generation to the vehicle-side electrical load 6 and supplies insufficient power from the battery 5 to the vehicle-side electrical load 6 side.

無負荷発電の発電量≧車両電気需要量になっている場合にはＹｅｓを選択し、ステップＳ２８に進む。
ステップＳ２８において、無負荷発電量＝車両電気需要量の場合には、Ｙｅｓを選択してステップＳ７に進み、オルタネータ１７の発電量全量が車両側電気負荷６に供給される。
そして、オルタネータ１７が発電した電力を直接車両側に供給することで、一旦、バッテリ５に充電することによる充電効率に伴う損失分を防止することができる。
ステップＳ２８において、無負荷発電量＞車両電気需要量の場合には、Ｎｏを選択して、ステップＳ２９に進む。 If the power generation amount of no-load power generation is equal to or greater than the vehicle electric demand amount, Yes is selected and the process proceeds to step S28.
In step S28, when no load power generation amount = vehicle electric demand amount, Yes is selected and the process proceeds to step S7, and the entire power generation amount of the alternator 17 is supplied to the vehicle side electric load 6.
Then, by supplying the electric power generated by the alternator 17 directly to the vehicle side, it is possible to prevent a loss due to charging efficiency caused by charging the battery 5 once.
In step S28, if no load power generation amount> vehicle electric demand amount, No is selected and the process proceeds to step S29.

ステップ２９において、バッテリ５のＳＯＣを演算してステップＳ３０に進む。
ステップＳ３０において、バッテリ５のＳＯＣ＞ＳＯＣｔｇであるか否かを判断する。
ＳＯＣ＞ＳＯＣｔｇの場合はステップＳ３１に進み、ステップＳ１０において、第１クラッチ１５及び第２クラッチ１８を遮断する。
即ち、バッテリ５のＳＯＣがＳＯＣｔｇを超えており、内燃機関１の無負荷運転による発電の必要性がない。
これにより、
内燃機関１の無負荷運転による発電を停止することで、冷却水を無用に低下させることによる内燃機関１の燃焼効率低下を防止して、車両の省燃費効果を向上させる。
更に、バッテリ５のオーバチャージによるバッテリ５の耐久性を低下させるのを防止できる。 In step 29, the SOC of the battery 5 is calculated, and the process proceeds to step S30.
In step S30, it is determined whether SOC of battery 5> SOCtg.
If SOC> SOCtg, the process proceeds to step S31. In step S10, the first clutch 15 and the second clutch 18 are disconnected.
That is, the SOC of the battery 5 exceeds SOCtg, and there is no need for power generation by no-load operation of the internal combustion engine 1.
This
By stopping the power generation due to the no-load operation of the internal combustion engine 1, it is possible to prevent the combustion efficiency of the internal combustion engine 1 from being lowered due to unnecessary reduction of the cooling water, and to improve the fuel saving effect of the vehicle.
Furthermore, it is possible to prevent the durability of the battery 5 from being lowered due to overcharge of the battery 5.

ステップＳ３０において、バッテリ５のＳＯＣ＜ＳＯＣｔｇの場合は、ステップＳ３２に進む。
ステップＳ３２において、第１クラッチ１５の接続、第２クラッチ１８は遮断を維持する。
これにより、車両の降坂エネルギー（内燃機関１は燃料無噴射）による発電を維持し、バッテリ５に充電することで、車両の一般走行時における内燃機関１による発電負荷を軽減することで、走行燃費向上を図っている。 In step S30, if SOC of battery 5 <SOCtg, the process proceeds to step S32.
In step S32, the connection of the first clutch 15 and the disconnection of the second clutch 18 are maintained.
Thus, the power generation by the downhill energy of the vehicle (internal combustion engine 1 is fuel-free injection) is maintained and the battery 5 is charged, thereby reducing the power generation load by the internal combustion engine 1 when the vehicle is in general traveling. The fuel consumption is improved.

図２は本実施形態における、オルタネータ１７の発電状況の模式図を示している。
図２（Ａ）は車両の走行状況（内燃機関負荷状況）を、図２（Ｂ）は車両の走行状況の対応した発電方法を示す。
縦軸の上側にランキンサイクル回路２による発電状況、その下側に内燃機関１にオルタネータ１７が連結して発電する状況を示し、横軸に発電方法の切替えタイミングを示している。 FIG. 2 shows a schematic diagram of the power generation status of the alternator 17 in the present embodiment.
FIG. 2A shows a vehicle driving situation (internal combustion engine load situation), and FIG. 2B shows a power generation method corresponding to the vehicle driving situation.
The power generation state by the Rankine cycle circuit 2 is shown on the upper side of the vertical axis, the power generation state with the alternator 17 connected to the internal combustion engine 1 is shown on the lower side, and the switching timing of the power generation method is shown on the horizontal axis.

図２（Ａ）に示すように、車両がＡ地点からＢ地点までの走行する場合、車両の内燃機関１は平坦路と登坂路において負荷運転を実施している。
従って、ランキンサイクル回路２による発電が実施される。（ａ領域）
ところが、Ａ地点からＢ地点間における廃熱回収量が少なく、車両電気需要量に達していない場合は、第１クラッチ１５を連結して、オルタネータ１７を内燃機関１に連結する。
そして、車両電気需要量の不足分を賄う。（ｃ領域） As shown in FIG. 2A, when the vehicle travels from the point A to the point B, the internal combustion engine 1 of the vehicle performs load operation on the flat road and the uphill road.
Therefore, power generation by the Rankine cycle circuit 2 is performed. (A area)
However, when the amount of waste heat recovered from the point A to the point B is small and has not reached the vehicle electric demand, the first clutch 15 is connected and the alternator 17 is connected to the internal combustion engine 1.
And the shortage of vehicle electricity demand is covered. (C region)

車両がＢ地点からＣ地点まで走行する場合、降坂走行検知手段は、車両が降坂走行していると判断して、内燃機関１への燃料カットをした状態で降坂走行する。
この時、車両の内燃機関１はタイヤ（車輪）側から回される駆動力で、車両の駆動ラインを駆動させ、内燃機関１のクランクシャフト１１を回転させる。オルタネータ１７は、クランクシャフト１１に取付けられたクランクプーリ１２、駆動ベルト１３、発電プーリ１４、第１クラッチ１５を介して駆動され発電する。この時、既述の通り、第２クラッチ１８は遮断されている。
従って、内燃機関１に連結した状態で、且つ内燃機関１への燃料カットが実施された状態でオルタネータ１７は発電する。（ｄ斜線領域：無負荷発電）
そして、ランキンサイクル回路２による発電は行われない。 When the vehicle travels from point B to point C, the downhill travel detection means determines that the vehicle is traveling downhill and travels downhill with the fuel cut to the internal combustion engine 1 being cut.
At this time, the internal combustion engine 1 of the vehicle drives the drive line of the vehicle with the driving force rotated from the tire (wheel) side, and rotates the crankshaft 11 of the internal combustion engine 1. The alternator 17 is driven via a crank pulley 12, a drive belt 13, a power generation pulley 14, and a first clutch 15 attached to the crankshaft 11 to generate power. At this time, as described above, the second clutch 18 is disconnected.
Accordingly, the alternator 17 generates power in a state where it is connected to the internal combustion engine 1 and a fuel cut to the internal combustion engine 1 is performed. (D shaded area: no-load power generation)
And the power generation by Rankine cycle circuit 2 is not performed.

車両がＣ地点を通過すると、車両の内燃機関１は平坦路（含む登坂路）において負荷運転を実施している。
従って、ランキンサイクル回路２による発電が実施される。（ｂ領域）
ところが、Ｃ地点通過後、廃熱回収量が少なく、車両電気需要量に達していない場合は、第１クラッチ１５を連結して、オルタネータ１７を内燃機関１に連結する。
そして、車両電気需要量の不足分を賄う。（ｅ領域） When the vehicle passes through the point C, the internal combustion engine 1 of the vehicle performs a load operation on a flat road (including an uphill road).
Therefore, power generation by the Rankine cycle circuit 2 is performed. (B region)
However, after passing through point C, when the amount of recovered waste heat is small and the vehicle electric demand is not reached, the first clutch 15 is connected and the alternator 17 is connected to the internal combustion engine 1.
And the shortage of vehicle electricity demand is covered. (E area)

このような構造及び制御方法によると、車両の降坂走行を検知しないときは、第２クラッチ１８を接続してランキンサイクル回路２の駆動力でオルタネータ１７を発電させることで、内燃機関１の発電装置駆動負荷分が軽減され、車両の走行燃費向上が図れる。
また、バッテリ５のＳＯＣがＳＯＣｔｇ（所定値）以上になった場合には、ランキンサイクル回路２による発電を停止させることで、ランキンサイクル回路２の作動により消費される電力の無駄が省けると共に、ランキンサイクル回路２の各部品の耐久性が向上する。 According to such a structure and control method, when the downhill traveling of the vehicle is not detected, the second clutch 18 is connected and the alternator 17 is generated by the driving force of the Rankine cycle circuit 2, thereby generating power from the internal combustion engine 1. The device driving load is reduced, and the running fuel consumption of the vehicle can be improved.
Further, when the SOC of the battery 5 becomes SOCtg (predetermined value) or more, the power generation by the Rankine cycle circuit 2 is stopped, so that waste of electric power consumed by the operation of the Rankine cycle circuit 2 can be eliminated, and Rankine The durability of each component of the cycle circuit 2 is improved.

廃熱回収装置を備えた車両の省燃費化に利用できる。   It can be used to save fuel in vehicles equipped with waste heat recovery devices.

１ 内燃機関
２ ランキンサイクル回路（廃熱回収装置）
３ コントローラ（制御手段）
５ バッテリ
６ 車両側電気負荷（車両電気需要量）
１５ 第１クラッチ
１７ オルタネータ（発電機）
１８ 第２クラッチ
２０ 蒸発器
２１ 膨張器
２３ 凝縮器
３１ 負荷センサ
３３ 温度センサ
３５ 回転数センサ
1 Internal combustion engine 2 Rankine cycle circuit (waste heat recovery device)
3 Controller (control means)
5 Battery 6 Vehicle-side electrical load (Vehicle electricity demand)
15 1st clutch 17 Alternator (generator)
18 Second clutch 20 Evaporator 21 Expander 23 Condenser 31 Load sensor 33 Temperature sensor 35 Revolution sensor

Claims (7)

車両に搭載された内燃機関と、
前記内燃機関の廃熱エネルギーを駆動力として回収する廃熱回収装置と、
前記内燃機関と前記廃熱回収装置に連結する発電装置と、
前記内燃機関の駆動力により前記発電装置を駆動する内燃機関発電機構と、
前記廃熱回収装置の駆動力により前記発電装置を駆動する廃熱回収装置発電機構と、
前記車両の降坂走行を検知する降坂走行検知手段と、
前記内燃機関発電機構と前記廃熱回収装置発電機構による発電を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記降坂走行検知手段が車両の降坂走行を検知しないときは、前記廃熱回収装置発電機構を作動させて、前記発電装置を駆動し、前記車両に搭載されているバッテリの充電率が所定値以上になった場合には、前記廃熱回収装置発電機構の作動を停止させることを特徴とする廃熱回収装置を備えた車両の発電装置。 An internal combustion engine mounted on the vehicle;
A waste heat recovery device that recovers the waste heat energy of the internal combustion engine as a driving force;
A power generation device coupled to the internal combustion engine and the waste heat recovery device;
An internal combustion engine power generation mechanism that drives the power generation device by the driving force of the internal combustion engine;
A waste heat recovery device power generation mechanism for driving the power generation device by the driving force of the waste heat recovery device;
Downhill running detection means for detecting downhill running of the vehicle;
Control means for controlling power generation by the internal combustion engine power generation mechanism and the waste heat recovery apparatus power generation mechanism,
When the downhill running detection means does not detect the downhill running of the vehicle, the control means operates the waste heat recovery apparatus power generation mechanism to drive the power generation apparatus, and the battery mounted on the vehicle When the charging rate of the vehicle exceeds a predetermined value, the operation of the waste heat recovery device power generation mechanism is stopped, and the vehicle power generation device provided with the waste heat recovery device. 前記発電装置の発電量が前記車両の電気需要量に満たない場合には、前記制御手段は、前記内燃機関発電機構と前記廃熱回収装置発電機構を作動させて、前記発電装置を前記内燃機関と前記廃熱回収装置によって回収された駆動力とで協働して駆動するようにしたことを特徴とする請求項１記載の廃熱回収装置を備えた車両の発電装置。   When the power generation amount of the power generation device is less than the electric demand amount of the vehicle, the control means operates the internal combustion engine power generation mechanism and the waste heat recovery device power generation mechanism to cause the power generation device to move to the internal combustion engine. 2. The vehicle power generation device having the waste heat recovery device according to claim 1, wherein the power generation device cooperates with the driving force recovered by the waste heat recovery device. 前記降坂走行検知手段が前記車両の降坂走行を検知した時に、前記制御手段は、前記内燃機関発電機構を作動させて、前記内燃機関から伝達される駆動力で前記発電装置を駆動して、前記発電装置の発電量が前記車両の車両側電気需要以上で且つ、前記バッテリの充電率が所定値以上になった場合には、前記内燃機関発電機構の作動を停止させることを特徴とする廃熱回収装置を備えた車両の発電装置。   When the downhill running detection means detects downhill running of the vehicle, the control means operates the internal combustion engine power generation mechanism to drive the power generation device with the driving force transmitted from the internal combustion engine. The operation of the internal combustion engine power generation mechanism is stopped when the power generation amount of the power generation device is greater than or equal to the vehicle-side electricity demand of the vehicle and the charge rate of the battery is greater than or equal to a predetermined value. A vehicle power generation device equipped with a waste heat recovery device. 前記降坂走行検知手段が前記車両の降坂走行を検知し、内燃機関発電機構を作動させた時に、
前記制御手段は、前記発電装置の発電量が車両側電気需要より大きい場合、前記発電装置で発電した電力を前記車両側電気需要として直接前記車両に供給することを特徴とする請求項１記載の廃熱回収装置を備えた車両の発電装置。 When the downhill running detection means detects downhill running of the vehicle and operates the internal combustion engine power generation mechanism,
2. The control unit according to claim 1, wherein, when the power generation amount of the power generation device is larger than a vehicle-side electricity demand, the control unit supplies the power generated by the power generation device directly to the vehicle as the vehicle-side electricity demand. A vehicle power generation device equipped with a waste heat recovery device. 前記降坂走行検知手段が前記車両の降坂走行を検知した時に、前記制御手段は、前記発電装置の発電量が前記車両側電気需要以上で且つ、前記バッテリの充電率が所定値未満の場合、前記内燃機関発電機構のみを作動させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の廃熱回収装置を備えた車両の発電装置。   When the downhill running detection means detects the downhill running of the vehicle, the control means is configured such that the power generation amount of the power generation device is equal to or greater than the vehicle-side electricity demand and the battery charge rate is less than a predetermined value. 2. The vehicle power generation apparatus having a waste heat recovery apparatus according to claim 1, wherein only the internal combustion engine power generation mechanism is operated. 前記内燃機関発電機構は前記内燃機関から前記発電装置への駆動力を断接する第1クラッチ機構を含み、前記廃熱回収装置発電機構は前記廃熱回収装置から前記発電装置への駆動力を断接する第２クラッチ機構を含んでいることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の廃熱回収装置を備えた車両の発電装置。   The internal combustion engine power generation mechanism includes a first clutch mechanism that connects and disconnects the driving force from the internal combustion engine to the power generation device, and the waste heat recovery device power generation mechanism disconnects the driving force from the waste heat recovery device to the power generation device. The power generation device for a vehicle provided with the waste heat recovery device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a second clutch mechanism in contact therewith. 前記降坂走行検知手段は、前記内燃機関回転数と、燃料噴射量とによって降坂走行を検知することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の廃熱回収装置を備えた車両の発電装置。   The waste heat recovery device according to any one of claims 1 to 6, wherein the downhill running detection means detects downhill running based on the rotational speed of the internal combustion engine and a fuel injection amount. Vehicle power generator.
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