SE533402C2 - Arrangement for energy recovery of a vehicle powered by an internal combustion engine - Google Patents

Description

'10 15 20 25 30 35 533 402 energi. Detta krafiöverförande system har en relativt komplicerad uppbyggnad och tor- de vara dyrt att tillverka. '10 15 20 25 30 35 533 402 energy. This demanding transmission system has a relatively complicated structure and should be expensive to manufacture.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är tillhandahålla ett arrangemang för återvinning av energi hos ett fordon som drivs av en förbränningsmotor vilket har en relativt enkel konstruktion och tillförlitlig funktion.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide an arrangement for recovering energy of a vehicle powered by an internal combustion engine which has a relatively simple construction and reliable function.

Detta syñe uppnås med arrangemanget av det inledningsvis nämnda slaget, vilket kän- netecknas av de särdrag som anges i patentkravets l kännetecknande del. Arrange- manget innefattar således en bypassledning genom vilket det förångade mediet kan ledas då det inte leds genom turbinen. Bypassledningen är försedd med en ventil som styrs av en styrenhet. Ventilen är normalt ställd i ett stängt läge så att det förångade mediet leds genom turbinen. Under vissa drittstillfallen är det dock inte lämpligt att turbinen tillför en extra drivkraft till drivlinan. Ett sådant tillfälle kan vara då fordonet bromsas eller växlas. Då styrenheten mottar information som indikerar att ett sådant driñstillfalle upp- stått ställer den ventilen i ett öppet läge så att det förångade mediet istället leds genom bypassledningen. Därmed tillhandahåller turbinen ingen drivkrafl: och den tillför i och med det inte heller någon extra drivkraft till drivlinan. Då styrenheten mottar inforrna- tion som indikerar att nämnda driltstillfälle upphört ställer den åter ventilen i ett stängt läge. Med en sådan bypassledning behöver den rörelseöverförande mekanismen inte förses med någon dyr kopplingsmekanism eller liknande i den rörelseöverförande meka- nismen som kopplar ifrån turbinen under tillfällen då det inte är lämpligt att den tillför en extra drivkraft till drivlinan. En bypassledning med en ventil som styrs av en styren- het kan ges en tillförlitlig funktion samtidigt som de ingående komponenterna kan inför- skafïas till en relativt låg kostnad.This view is achieved with the arrangement of the kind mentioned in the introduction, which is characterized by the features stated in the characterizing part of claim 1. The arrangement thus comprises a bypass line through which the evaporated medium can be led as it is not led through the turbine. The bypass line is equipped with a valve that is controlled by a control unit. The valve is normally set in a closed position so that the evaporated medium is led through the turbine. During some shit cases, however, it is not appropriate for the turbine to add extra propulsion to the driveline. Such an occasion may be when the vehicle is braked or shifted. When the control unit receives information indicating that such a drive has occurred, it places the valve in an open position so that the evaporated medium is instead led through the bypass line. Thus, the turbine does not provide a driving force fl: and it does not add any extra driving force to the driveline either. When the control unit receives information indicating that the said drill has ceased, it again puts the valve in a closed position. With such a bypass line, the motion transmitting mechanism does not need to be provided with an expensive coupling mechanism or the like in the motion transmitting mechanism which disconnects the turbine at times when it is not appropriate for it to supply an extra driving force to the driveline. A bypass line with a valve controlled by a control unit can be given a reliable function at the same time as the constituent components can be procured at a relatively low cost.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen är styrenheten är anpassad att mot- taga information om när en växlingsprocess utförs i växellådan och att ställa ventilen i ett öppet läge under tillfällen då en växlingsprocess utförs. I vissa typer av fordon sker växlingen utan att kopplingen frikopplas. Växlingsförloppet kontrolleras i detta fall av en styrenhet som styr bränsleinsprutningen till forbränningsmotom på ett sätt så att ett nollmoment erhålls i växellådan både då en växel läggs ut och då en ny växel läggs in i växellådan. Under en sådan växlingsprocess är det inte lämpligt att turbinen tillhanda- håller en extra drivkraft i drivlinan då detta skulle försvåra uppnåendet av ett nollmo- 10 15 20 25 30 35 533 402 ment i växellådan och förlänga växlingstiden. Genom att öppna ventilen under växlings- processen tillförs ingen extra drivkraft till drivlinan som stör processen for att uppnå ett nollmoment i växellådan.According to a preferred embodiment of the invention, the control unit is adapted to receive information about when a shifting process is performed in the gearbox and to set the valve in an open position during occasions when a shifting process is performed. In some types of vehicles, the shifting takes place without the clutch being disengaged. In this case, the shift process is controlled by a control unit which controls the fuel injection to the internal combustion engine in such a way that a zero torque is obtained in the gearbox both when a gear is engaged and when a new gear is engaged in the gearbox. During such a shifting process, it is not appropriate for the turbine to provide an extra driving force in the driveline as this would make it difficult to achieve a zero moment in the gearbox and extend the shifting time. By opening the valve during the shifting process, no extra driving force is supplied to the driveline which disrupts the process to achieve a zero torque in the gearbox.

Enligt en foredragen utföringsforrn av föreliggande uppfinning är mediet anpassat att forångas av vänne från avgaser från forbränningsmotom i den forsta värmeväxlaren.According to a preferred embodiment of the present invention, the medium is adapted to be evaporated by a friend from exhaust gases from the internal combustion engine in the first heat exchanger.

Avgaserna som lämnar en förbränningsmotor kan ha en temperatur av upp till cirka 700°C. Avgaserna är en mycket god värmekälla som det är möjligt att återvinna energi från i ett fordon. Är fordonet försett med ett turboaggregat utnyttjas redan en del av energin i avgaserna for att komprimera lufi som leds till forbränningsmotorn. Avgaserna efter turboaggregatet har dock fortfarande en så pass hög temperatur att de med fram- gång kan användas för att forånga mediet i den första värmeväxlaren. I ett fordon finns det dock fler värmekällor som kan användas för att förånga mediet i den forsta värme- växlaren. I överladdade förbränningsmotorer kyls den komprimerade luften som leds till forbränningsmotorn i en eller flera laddluftkylare. En första värrneväxlare enligt uppfin- ningen skulle kunna ersätta en sådan laddluftkylare och kyla laddlufien i ett forsta steg.The exhaust gases leaving an internal combustion engine can have a temperature of up to about 700 ° C. Exhaust gases are a very good heat source from which it is possible to recover energy in a vehicle. If the vehicle is equipped with a turbocharger, some of the energy in the exhaust gases is already used to compress the lu fi that is led to the internal combustion engine. However, the exhaust gases after the turbocharger still have such a high temperature that they can be used successfully to evaporate the medium in the first heat exchanger. In a vehicle, however, there are heat sources that can be used to evaporate the medium in the first heat exchanger. In supercharged internal combustion engines, the compressed air conducted to the internal combustion engine is cooled in one or more charge air coolers. A first heat exchanger according to the invention could replace such a charge air cooler and cool the charge fi in a first step.

Dänned skulle värmeenergin som normalt endast kyls bort kunna utnyttjas för att tillfö- ra drivkraft till fordonet. Hos fordon som är försedda med hydrauliska retardrar skulle den varma retarderoljan efter en bromsprocess kunna kylas i en värmeväxlare enligt uppfinningen. Därmed skulle åtminstone en del av bromsenergin kunna återvinnas och utnyttjas för att tillföra extra drivkraft till fordonet. Samtidigt skulle belastningen av forbränningsmotorns kylsystem, som normalt utnyttjas för att kyla retarderoljan, avlas- tas.Thus, the heat energy that is normally only cooled could be used to supply propulsion to the vehicle. In vehicles equipped with hydraulic retarders, the hot retarder oil could be cooled in a heat exchanger according to the invention after a braking process. Thus, at least some of the braking energy could be recovered and used to supply extra propulsion to the vehicle. At the same time, the load on the internal combustion engine's cooling system, which is normally used to cool the retarder oil, would be relieved.

Enligt en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning är den forsta vänneväx- laren anordnad i en returledning for avgaser som återcirkuleras till förbränningsmotorn.According to a preferred embodiment of the present invention, the first friend exchanger is arranged in a return line for exhaust gases which are recirculated to the internal combustion engine.

Avgaser som återcirkuleras avleds normalt från avgasledningen i en position uppströms ett turboaggregat. De återcirkulerande avgaserna har således inte passerat turboaggre- gatet och de har därför en mycket hög temperatur. Efiersom dessa avgaser ändå ska kylas i en eller flera EGR-kylare kan en värmevâarlare enligt uppfinningen utnyttjas för att kyla avgaserna i ett forsta steg. Därmed kan de återcirkulerande avgasernas varme- energi som normalt endast kyls bort användas for att tillföra en extra drivkraft till for- donet.Exhaust gases that are recirculated are normally diverted from the exhaust line in a position upstream of a turbocharger. The recirculating exhaust gases have thus not passed the turbocharger and they therefore have a very high temperature. If these exhaust gases are to be cooled in one or more of your EGR coolers, a heat exchanger according to the invention can be used to cool the exhaust gases in a first step. Thus, the heat energy of the recirculating exhaust gases, which are normally only cooled off, can be used to supply an extra driving force to the vehicle.

Enligt en föredragen utforingsform av föreliggande uppfinning innefattar ledningskret- sen en andra värmeväxlare där det förångade mediet är anpassat att kondensera efter att 10 15 20 25 30 35 533 402 det expanderat genom turbinen. Om ledníngslcretsen är en sluten krets måste mediet efter att det expanderat genom turbinen återforas till vätskeform. Det forångade mediet kan vara anpassat att kylas av ett kylmedium i den andra vårmeväxlaren. Därmed kan det gasformiga mediet snabbt kylas ned till sin kondenseringstemperatur och fasom- vandlas till vätska. Det våtskeforrniga mediet kan sedan på nytt användas och forångas i den forsta vårmeväidaren. Kylmediet som kyler mediet i den andra vårmeväxlaren kan var kylvätska från förbränningsmotorns kylsystem. Altemativt kan omgivande lufi an- vändas som kylmedium for att kyla mediet i den andra värrneväxlaren.According to a preferred embodiment of the present invention, the conduction circuit comprises a second heat exchanger where the vaporized medium is adapted to condense after it has expanded through the turbine. If the conduction circuit is a closed circuit, the medium, after it has expanded through the turbine, must be returned to liquid form. The evaporated medium may be adapted to be cooled by a cooling medium in the other heat exchanger. Thus, the gaseous medium can be rapidly cooled down to its condensation temperature and phase-converted to liquid. The liquid medium can then be reused and evaporated in the first heat exchanger. The coolant that cools the medium in the other heat exchanger can be coolant from the internal combustion engine cooling system. Alternatively, the ambient lu fi can be used as the cooling medium to cool the medium in the other heat exchanger.

Enligt en foredragen utföringsform av föreliggande uppfinning innefattar den rörelse- överforande mekanismen en utväxling så att turbinens varvtal växlas ned innan rörelsen överförs till nämnda komponent. Turbinen har normallt ett betydligt högre varvtal an förbränningsrnotorn. Det erfordras därför en nedväxling av turbinens rörelser i den rö- relseöverförande mekanismen. En sådan nedväxling kan ske via kuggväxlar och/eller en vätskekopplíng hos den rörelseöverförande mekanismen. Den rörelseöverforande me- kanismen kan överföra turbinens rotationsrörelser till en komponent i form av ett svänghjul i forbindningen mellan forbränningsmotorn och växellådan. Svänghjulet som sitter på förbränningsmotoms vevaxel har en relativt stor diameter vilket underlättar anslutningen av den rörelseöverforande mekanismen. Det år dock möjligt att ansluta den rörelseöverforande mekanismen till någon annan komponent i drivlinan.According to a preferred embodiment of the present invention, the motion transmitting mechanism comprises a gear so that the speed of the turbine is shifted down before the motion is transmitted to said component. The turbine normally has a significantly higher speed than the combustion engine. It is therefore necessary to downshift the turbine's movements in the motion transmitting mechanism. Such a downshift can take place via gears and / or a fluid coupling of the motion transmitting mechanism. The motion transmitting mechanism can transmit the rotational movements of the turbine to a component in the form of a flywheel in the connection between the internal combustion engine and the gearbox. The flywheel mounted on the crankshaft of the internal combustion engine has a relatively large diameter which facilitates the connection of the motion transmitting mechanism. However, it is possible to connect the motion transmitting mechanism to any other component in the driveline.

Enligt en föredragen utforingsform av föreliggande uppfinning innefattar ledningskret- sen en pump som är anpassad att cirkulera mediet i ledningskretsen. Därmed tillhanda- håller mediet en tillförlitlig cirkulation i ledningskretsen, Mediet är med fördel vatten eller vatten med ett tillsatsåmne. Vatten har en forångningstemperatur och kondense- ringstemperatur av cirka l00°C vid normalt atmosfarstryck. Värmekällan som får vatt- net att förångas måste således i detta fall ha en temperatur över l00°C. Kylmediet som kyler vattnet i den andra varmeväxlaren måste därmed ha en temperatur under l00°C for att vattnet ska kunna kondensera. Det är dock möjligt att använda andra medier än vatten vilka har for detta ändamål lämpliga fasomvandlingstemperaturer.According to a preferred embodiment of the present invention, the line circuit comprises a pump which is adapted to circulate the medium in the line circuit. Thus, the medium provides a reliable circulation in the line circuit. The medium is advantageously water or water with an additive. Water has an evaporation temperature and condensation temperature of about 100 ° C at normal atmospheric pressure. The heat source that causes the water to evaporate must thus in this case have a temperature above 100 ° C. The coolant that cools the water in the other heat exchanger must therefore have a temperature below 100 ° C for the water to be able to condense. However, it is possible to use media other than water which have suitable phase transformation temperatures for this purpose.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA I det följande beskrivs, såsom ett exempel, en föredragen utforingsforni av uppfinningen med hänvisning till bifogade ritning, på vilken 10 15 20 25 30 35 533 402 Fig. 1 visar ett arrangemang för återvinning av energi hos ett fordon som drivs av en förbränningsmotor.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In the following, as an example, a preferred embodiment of the invention is described with reference to the accompanying drawing, in which Fig. 1 shows an arrangement for recovering energy of a vehicle driven by an internal combustion engine.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORIVIER AV UPPFINNTNGEN Fig. l visar en överladdad förbränningsmotor 1 som kan vara en ottomotor eller en die- selmotor. F örbränningsmotorn 1 kan, exempelvis, vara avsedd som drivmotor för ett tungt fordon 2 som är schematiskt indikerat i figuren. Avgaserna från förbränningsmo- torns 1 cylindrar leds, via en avgassarrilare 3, till en avgasledning 4. Avgasema i avgas- ledningen 4 som har ett övertryck, leds till en turbin 5 hos ett turboaggregat. Turbinen 5 tillhandahåller därvid en drivkraft, som överförs, via en förbindning, till en kompressor 6 hos turboaggregatet. Kompressom 6 komprimerar luft som leds till förbränningsmo- tom 1 via en inloppsledning 7. En laddlufikylare 8 är anordnad i inloppsledningen 7 för att kyla den komprimerade luñen innan den leds till för förbränningsmotorn 1. Den komprimerade luften kyls i laddluftkylaren 8 medelst omgivande lufi. En kylarfläkt 9 är anpassad att tillhandahålla en forcerad lufiström genom laddluñkylaren 8.DETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION Fig. 1 shows a supercharged internal combustion engine 1 which may be an otto engine or a diesel engine. The internal combustion engine 1 can, for example, be intended as a drive engine for a heavy vehicle 2 which is schematically indicated in the clock. The exhaust gases from the cylinders of the internal combustion engine 1 are led, via an exhaust gas cylinder 3, to an exhaust line 4. The exhaust gases in the exhaust line 4 which have an overpressure are led to a turbine 5 of a turbocharger. The turbine 5 then provides a driving force, which is transmitted, via a connection, to a compressor 6 of the turbocharger. The compressor 6 compresses air which is led to the internal combustion engine 1 via an inlet line 7. A charge cooler 8 is arranged in the inlet line 7 to cool the compressed heat before it is led to the internal combustion engine 1. The compressed air is cooled in the charge air cooler 8 by means of ambient. A radiator fl genuine 9 is adapted to provide a forced air current through the charge air cooler 8.

Förbränningsmotorn är försedd med ett system för âtercirkulation av avgaser vilket benämns EGR (Exhaust Gas Recirculation). En sådan återcirkulation innebar att avga- ser blandas in i den komprimerade lufi som leds till förbränningsmotoms cylindrar. Det- ta resulterar i en sänkt förbränningstemperatur och en lägre halt av kväveoxider NOX i avgaserna. En del av avgaserna från avgasledningen 4 är avsedd att återcirkulera genom en returledning 10. Returledningen 10 innefattar en EGR-ventil 11, med vilken avgas- flödet i returledningen 10 kan regleras för att styra den mängd avgaser som återcirkule- ras. En styrenhet 12 är anpassad att styra EGR-ventilen 11 med information om för- bränningsmotorns l aktuella drifistillstånd. Styrenheten 12 kan vara en datorenhet som är försedd med en lämplig mjukvara för detta ändamål. Returledningen 10 innefattar en EGR-kylare 13 där avgaserna kyls innan de blandas med den komprimerade luften med hjälp av, exempelvis, en blandningsanordning 14. Efter att avgaserna blandats med den komprimerade luften leds blandningen, via en förgrening 15, till förbränningsmotorns 1 respektive cylindrar.The internal combustion engine is equipped with a system for recirculation of exhaust gases, which is called EGR (Exhaust Gas Recirculation). Such recirculation meant that exhaust gases were mixed into the compressed lu fi which is led to the cylinders of the internal combustion engine. This results in a reduced combustion temperature and a lower content of nitrogen oxides NOX in the exhaust gases. Some of the exhaust gases from the exhaust line 4 are intended to be recirculated through a return line 10. The return line 10 comprises an EGR valve 11, with which the exhaust gas flow in the return line 10 can be regulated to control the amount of exhaust gases which are recirculated. A control unit 12 is adapted to control the EGR valve 11 with information on the current operating state of the internal combustion engine. The control unit 12 may be a computer unit provided with a suitable software for this purpose. The return line 10 comprises an EGR cooler 13 where the exhaust gases are cooled before they are mixed with the compressed air by means of, for example, a mixing device 14. After the exhaust gases are mixed with the compressed air, the mixture is led, via a branch 15, to the internal combustion engine 1 and cylinders.

Förbränníngsmotorns 1 drivrörelser överförs medelst en drivlina till fordonets 1 driv- hjul. Drivlinan innefattar inledningsvis en från förbränningsmotorn 1 utgående vevaxel 16, ett svänghjul 17, en koppling 18, en ingående axel till växellådan 19 och en växellå- 10 15 20 25 30 35 533 402 da 20. Kopplingen 18 är i detta fall av en typ som endast är avsedd att manövreras vid start och stopp av fordonet 2. Kopplingen 18 är således inte avsedd att manövreras vid växling av fordonet 2 under färd. Växlingen sker således med kopplingen 18 i ingrepp med svänghjulet 17. En styrenhet 21 är anpassad att styra växlingsförloppet. Styrenhe- ten 21 mottar väsentligen kontinuerligt information avseende en växelspaks position. Då en förare utför en rörelseav växelspaken som indikerar att en växel ska läggas ur styr styrenheten 21 bränsleinsprutningen till förbränningsmotom 1 på ett sätt så att ett noll- moment erhålls i växellådan 20. Då ett nollmoment uppnåtts i växellådan 20 kan en väx- lingsmekanism lägga ur växeln. Därefter reglerar styrenheten 21 insprutningsmängden av bränsle så att förbränningsmotorn 1 erhåller ett nytt varvtal vid vilket en ny växel kan lägga i.The drive movements of the internal combustion engine 1 are transmitted by means of a drive line to the drive wheels of the vehicle 1. The driveline initially comprises a crankshaft 16 emanating from the internal combustion engine 1, a flywheel 17, a clutch 18, an input shaft of the gearbox 19 and a gearbox 20 20 53 53 402 da 20. The clutch 18 is in this case of a type which is only intended to be operated when starting and stopping the vehicle 2. The clutch 18 is thus not intended to be operated when changing the vehicle 2 while driving. The shifting thus takes place with the clutch 18 in engagement with the flywheel 17. A control unit 21 is adapted to control the shifting process. The control unit 21 receives substantially continuous information regarding the position of a gear lever. When a driver performs a movement of the gear lever which indicates that a gear is to be disengaged, the control unit 21 controls the fuel injection to the internal combustion engine 1 in such a way that a zero torque is obtained in the gearbox 20. When a zero torque is reached in the gearbox 20, a shift mechanism can disengage the switch. Thereafter, the control unit 21 regulates the injection amount of fuel so that the internal combustion engine 1 obtains a new speed at which a new gear can engage.

Förbränningsmotorn är försedd med ett arrangemang för återvinning av energi. Arran- gemanget innefattar en ledningskrets 22 med ett cirkulerande medium som har en för detta ändamål lämplig förångningstemperatur. Mediet är i detta fall vatten. Vattnet cir- kuleras i kretsen 22 med hjälp av en pump 23. Vattnet är anpassat att ledas i vätskeforrn till en första värmeväxlare som här är EGR-kylaren 13. De återcirkulerande avgaserna kan ha en temperatur av cirka 600 - 700°C och de är därmed en mycket god värmekäl- la. Avgaserna har således en klart högre temperatur än vattnets förångriingstemperatur som är l00°C vid normalt lufttryck. EGR-kylaren 13 är dimensionerad så att vattnet ska erhålla en uppvärmning så att det förångas samtidigt som det kyler de återcirkulerande avgaserna. Den bildade vattenångan erhåller ett förhöjt tryck. Den trycksatta vattenång- an leds till en turbin 24 där den expanderar. Turbinen 24 tillhandahåller därmed en rota- tionsrörelse som överförs, via en mekanisk transmission 25, till svänghjulet 17 i fordo- nets 2 drivlina. Drivlinan tillhandahåller därmed en ökad drivkraft för drivning av fordo- net 2. Den mekaniska transmissionen 25 innefattar ett antal rörelseöverförande element som kan innefatta lämpliga kuggväxlar eller liknande så att rörelsen från turbinen 24 erhåller en nedväxling innan den överförs till svänghjulet 17. En bypassledning 29 är, vid en första ände, ansluten till ledningskretsen 22 i en position 22a uppström turbinen 24 och, vid en andra ände, ansluten till ledningskretsen 22 i en position 22b nedströms turbinen 24 med avseende på mediets strörnningsriktning i ledningskretsen 22. Bypass- ledningen 29 innefattar en ventil 28 som är styrd av styrenheten 21. Då ventilen 28 är i ett stängt läge leds vattenångan genom turbinen 24. Då ventilen 28 är i ett öppet läge leds vattenångan genom bypassledningen 29. 10 15 20 25 30 35 533 402 Efter att vattenångan passerat genom turbinen 24 eller bypassledningen 29 leds den till en andra värmeväxlare i form av en kondensor 26 där den är anpassad att kylas så att den kondenserar. Ett kylmedium cirkuleras i en ledning 27 genom kondensom 26 så att vattenångan garanterat kyls och kondenserar innan den åter leds till EGR-kylaren 13.The internal combustion engine is provided with an arrangement for energy recovery. The arrangement comprises a line circuit 22 with a circulating medium having an evaporation temperature suitable for this purpose. The medium in this case is water. The water is circulated in the circuit 22 by means of a pump 23. The water is adapted to be led in the liquid form to a first heat exchanger which here is the EGR cooler 13. The recirculating exhaust gases can have a temperature of about 600 - 700 ° C and they are thus a very good heat source. The exhaust gases thus have a clearly higher temperature than the evaporation temperature of the water, which is 100 ° C at normal air pressure. The EGR cooler 13 is dimensioned so that the water will receive a heating so that it evaporates at the same time as it cools the recirculating exhaust gases. The formed water vapor receives an elevated pressure. The pressurized water vapor is led to a turbine 24 where it expands. The turbine 24 thus provides a rotational movement which is transmitted, via a mechanical transmission 25, to the flywheel 17 in the driveline of the vehicle 2. The drive line thus provides an increased driving force for driving the vehicle 2. The mechanical transmission 25 comprises a number of motion transmitting elements which may include suitable gears or the like so that the movement from the turbine 24 receives a downshift before it is transmitted to the flywheel 17. A bypass line 29 is , at a first end, connected to the line circuit 22 in a position 22a upstream of the turbine 24 and, at a second end, connected to the line circuit 22 in a position 22b downstream of the turbine 24 with respect to the direction of flow of the medium in the line circuit 22. The bypass line 29 comprises a valve 28 which is controlled by the control unit 21. When the valve 28 is in a closed position the water vapor is led through the turbine 24. When the valve 28 is in an open position the water vapor is led through the bypass line 29. 15 15 25 25 25 35 35 533 402 the turbine 24 or the bypass line 29 is led to a second heat exchanger in the form of a condenser 26 where it is adapted to t is cooled so that it condenses. A cooling medium is circulated in a line 27 through the condenser 26 so that the water vapor is guaranteed to cool and condense before it is led back to the EGR cooler 13.

Kylmediet som cirkuleras genom kondensorn 26 kan vara kylvätska från kylsystemet som förbränningsmotorn 2. I detta fall kan den normalt bortkylda värmeenergin från de återcirkulerande avgaserna tillvaratas och utnyttjas för att driva fordonet 2. Förbrän- ningsmotom 1 erhåller därmed en förhöjd kapacitet och verkningsgrad utan tillförsel av extra bränsle.The coolant circulated through the condenser 26 may be coolant from the cooling system as the internal combustion engine 2. In this case, the normally cooled heat energy from the recirculating exhaust gases can be recovered and used to drive the vehicle 2. The internal combustion engine 1 thus obtains an increased capacity and efficiency without supply extra fuel.

Under vissa drifistillfällen är det dock inte lämpligt att överföra en extra drivkraft till svänghjulet 17. Ett sådant drifistillfalle är i samband med i och urläggning av växlari växellådan 20. Styrenheten 21 styr således bränsleinsprutningen under växlingsproces- sen så att ett nollmoment ska uppnås i växellådan 20. Om samtidigt turbinen 23 tillför drivrörelser till svänghjulet 17 blir det svårare och mer tidsödande att skapa ett sådant nollmoment. Styrenheten 21 håller under normal drift av förbränningsmotorn 1 ventilen 28 i ett stängt läge. I detta fall leds den skapade vattenångan från EGR-kylaren 13 till turbinen 24. Turbinen 24 erhåller därmed en drivkrafi som tillför en extra drivkraft till svänghjulet 17. Under tillfällen då Styrenheten 21 erhåller information som indikerar att en växlingsprocess startat ställer den ventilen 28 i ett öppet läge, Det förångade mediet från EGR-kylaren 13 leds därmed genom bypassledningen 29 och således förbi turbinen 24. Turbinen 24 tillför under sådana tillfällen ingen extra drivkrañ till svänghjulet 17. I och med det påverkar turbinen 24 inte växlingsprocessen som kan utföras på ett kon- ventionellt sätt. Då styrenheten mottar information som indikerar att växlingsprocessen har avslutats stänger den ventilen 28. Vattenånga leds åter genom turbinen 24 och den kan åter utnyttjas för att tillföra extra drivkraft till svänghjulet 17. Växlingsprocessen är relativt kortvarig så den tid som vattenångan leds förbi turbinen 24 är relativt liten i förhållande till förbränningsmotorns 2 totala driftstid.During certain gears, however, it is not appropriate to transfer an extra driving force to the flywheel 17. Such a gantry is in connection with in and laying out the gearbox 20. The control unit 21 thus controls the fuel injection during the gearing process so that a zero torque is achieved in the gearbox 20. If at the same time the turbine 23 supplies drive motions to the flywheel 17, it becomes more difficult and time consuming to create such a zero torque. During normal operation of the internal combustion engine 1, the control unit 21 keeps the valve 28 in a closed position. In this case, the created water vapor is led from the EGR cooler 13 to the turbine 24. The turbine 24 thus receives a driving force fi which supplies an extra driving force to the flywheel 17. On occasions when the control unit 21 receives information indicating that a shifting process has started, it places the valve 28 in a The evaporated medium from the EGR cooler 13 is thus led through the bypass line 29 and thus past the turbine 24. The turbine 24 does not supply an additional drive crane to the flywheel 17 during such times. As a result, the turbine 24 does not affect the shifting process which can be performed on a cone - conventional way. When the control unit receives information indicating that the shifting process has ended, it closes the valve 28. Water vapor is led back through the turbine 24 and it can again be used to supply extra driving force to the flywheel 17. The shifting process is relatively short so the water vapor is passed past the turbine 24. small in relation to the total operating time of the internal combustion engine 2.

Uppfinningen är på intet sätt begränsad till den på ritningen beskrivna uttöringsforrnen utan kan varieras fritt inom patentkravens ramar. I detta fall utnyttjas värmen i de åter- cirkulerande avgasema som värmekälla för att förånga mediet och driva turbinen 24.The invention is in no way limited to the form of drying described in the drawing, but can be varied freely within the scope of the claims. In this case, the heat in the recirculating exhaust gases is used as a heat source to evaporate the medium and drive the turbine 24.

Det är dock möjligt att utnyttja andra värmekällor. En sådan värmekälla kan vara avga- serna efter att avgasledningen nedströms turbinen 5. En arman sådan värmekälla kan vara den komprimerade lufien som kyls i laddluftkylaren 8.However, it is possible to use other heat sources. Such a heat source may be the exhaust gases after the exhaust line downstream of the turbine 5. Another such heat source may be the compressed air cooled in the charge air cooler 8.

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 533 402 Patentkrav10 15 20 25 30 35 533 402 Patent claims 1. Arrangemang för återvinning av energi hos ett fordon som drivs av en förbrännings- motor (1), varvid förbränningsmotom (l) är förbunden med en växellåda (20) via en förbindning (16-19), och varvid arrangemanget innefattar en ledningskrets (22) med ett cirkulerande medium, en första värmeväxlare (13) i vilket mediet är anpassat att förång- as av värme från en värmekälla, en turbin (24) som är anpassad att drivas av det förång- ade mediet och en rörelseöverförande mekanism (25) som är anpassad att överföra tur- binens (24) rörelser till en komponent (17) i förbindningen (16-19) mellan förbrän- ningsmotorn (l) och växellådan (20), en bypassledning (29) som, vid en första ände, är ansluten till ledningskretsen (22) i en position (22a) uppström turbinen (24) och, vid en andra ände, är ansluten till ledningskretsen (22) i en position (22b) nedströms turbinen (24) med avseende på mediets strömningsriktning i ledningskretsen (22), en ventil (28) som ställbar i ett stängt läge då det förångade mediet leds genom turbinen (24) och i ett öppet läge då det förångade mediet leds genom bypassledningen (29) och en styrenhet (21) som är anpassad att styra ventilen (28) och ställa den i ett öppet läge under tillfal- len då det inte är önskvärt att turbinen (24) överför drivrörelser till nämnda komponent (17) i förbindningen (16-19) mellan förbränningsmotorn (l) och växellådan (20), ling tecknad av att mediet är anpassat att värmas och förångas i den första värmeväxlaren (13) i en returledning (10) för avgaser som återcirkuleras till förbränningsmotorn (1), att styrenheten (21) är anpassad att mottaga information om när en växlingsprocess utförs i växellådan (20) och att den är anpassad att ställa ventilen (28) i ett öppet läge under tillfällen då en växlingsprocess utförs.An arrangement for recovering energy of a vehicle driven by an internal combustion engine (1), wherein the internal combustion engine (1) is connected to a gearbox (20) via a connection (16-19), and wherein the arrangement comprises a line circuit ( 22) with a circulating medium, a first heat exchanger (13) in which the medium is adapted to evaporate heat from a heat source, a turbine (24) adapted to be driven by the evaporated medium and a motion transmitting mechanism (25 ) adapted to transmit the movements of the turbine (24) to a component (17) in the connection (16-19) between the internal combustion engine (1) and the gearbox (20), a bypass line (29) which, at a first end , is connected to the line circuit (22) in a position (22a) upstream of the turbine (24) and, at a second end, is connected to the line circuit (22) in a position (22b) downstream of the turbine (24) with respect to the flow direction of the medium in the line circuit (22), a valve (28) which is adjustable in a closed position when it evaporates the medium is passed through the turbine (24) and in an open position when the evaporated medium is passed through the bypass line (29) and a control unit (21) adapted to control the valve (28) and set it in an open position during the event when it is not desirable for the turbine (24) to transmit drive motions to said component (17) in the connection (16-19) between the internal combustion engine (1) and the gearbox (20), characterized in that the medium is adapted to be heated and evaporated in the first heat exchanger (13) in an exhaust line (10) for exhaust gases recirculated to the internal combustion engine (1), that the control unit (21) is adapted to receive information about when a changeover process is carried out in the gearbox (20) and that it is adapted to set the valve (28) in an open position during occasions when a shifting process is performed. 2. Arrangemang enligt krav 1, kännetecknad av att ledningskretsen innefattar en andra värmeväxlare (26) där det förångade mediet är anpassat att kondensera efter att det expanderat genom turbinen (24).Arrangement according to claim 1, characterized in that the line circuit comprises a second heat exchanger (26) where the evaporated medium is adapted to condense after it has expanded through the turbine (24). 3. Arrangemang enligt krav 2, känneteeknad av att det förångade mediet är anpassat att kylas av ett kylmedium i den andra värmeväxlaren (26).Arrangement according to claim 2, characterized in that the evaporated medium is adapted to be cooled by a cooling medium in the second heat exchanger (26). 4. Arrangemang enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den rörelseöver- förande mekanismen har en utväxling så att växla ned turbinens (24) varvtal innan den överför rörelsen till nämnda komponent (17). 10 533 402Arrangement according to any one of the preceding claims, characterized in that the motion transmitting mechanism has a gear so as to shift down the speed of the turbine (24) before transmitting the motion to said component (17). 10 533 402 5. Arrangemang enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den rörelseöver- förande mekanismen överför turbinens rotationsrörelser till ett svänghjul (17) i förbind- ningen (16-19) mellan förbränningsmotom (1) och växellådan (20).Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the motion-transmitting mechanism transmits the rotational movements of the turbine to a flywheel (17) in the connection (16-19) between the internal combustion engine (1) and the gearbox (20). 6. Arrangemang enligt något av föregående krav, kännetecknad av att ledningskretsen (22) innefattar en pump (23) som är anpassad att cirkulera mediet i ledningskretsen (22).Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the line circuit (22) comprises a pump (23) which is adapted to circulate the medium in the line circuit (22). 7. Arrangemang enligt något av föregående krav, kännetecknad av att nämnda medium är vatten eller vatten med ett tillsatsämne.Arrangement according to any one of the preceding claims, characterized in that said medium is water or water with an additive.