[發(fā)明專利]發(fā)動機(jī)的廢熱利用裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380036271.6
• 申請日: 2013-07-04
• 公開（公告）號: CN104603439A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 原口智規(guī);牧野肇;永井宏幸
• 申請（專利權(quán)）人: 三電有限公司
• 主分類號: F02G5/00
• 分類號: F02G5/00;F01K23/02;F01P3/20
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 金紅蓮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)動機(jī)的廢熱利用裝置，尤其涉及包括朗肯循環(huán)裝置的發(fā)動機(jī)的廢熱利用裝置，該朗肯循環(huán)裝置回收發(fā)動機(jī)的廢熱，并利用膨脹機(jī)再生為動力。

背景技術(shù)

已知有如下廢熱利用裝置：該廢熱利用裝置包括作為熱能量對發(fā)動機(jī)的廢熱進(jìn)行回收、并將其轉(zhuǎn)換成動力的朗肯循環(huán)裝置，通過將該朗肯循環(huán)的輸出傳輸?shù)桨l(fā)動機(jī)，從而對發(fā)動機(jī)的輸出進(jìn)行輔助。在搭載有上述廢熱利用裝置的車輛中，為了適當(dāng)控制發(fā)動機(jī)的輸出，需要準(zhǔn)確地掌握朗肯循環(huán)裝置的輸出。

掌握朗肯循環(huán)裝置的輸出的方法具有例如專利文獻(xiàn)1所記載的技術(shù)。該專利文獻(xiàn)1所記載的技術(shù)中，基于膨脹機(jī)上游側(cè)的高壓的制冷劑壓力和膨脹機(jī)下游側(cè)的低壓的制冷劑壓力，來推定膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)矩以作為朗肯循環(huán)裝置的輸出。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利特開2010－229843號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題

然而，在應(yīng)用于發(fā)動機(jī)的廢熱利用裝置的朗肯循環(huán)裝置中，存在設(shè)有繞過膨脹機(jī)來使制冷劑流通的膨脹機(jī)旁通通路及對膨脹機(jī)進(jìn)行開閉的旁通閥的朗肯循環(huán)裝置。在上述朗肯循環(huán)裝置中，通過根據(jù)需要對旁通閥進(jìn)行開閥，繞過膨脹機(jī)來使制冷劑流通。

在上述現(xiàn)有技術(shù)中，基于膨脹機(jī)上游側(cè)的高壓的制冷劑壓力和下游側(cè)的低壓的制冷劑壓力，推定膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)矩，將高壓側(cè)與低壓側(cè)的制冷劑壓力差較大的情況作為對象。因此，無法直接應(yīng)用于包括上述膨脹機(jī)旁通通路及上述旁通閥的朗肯循環(huán)裝置的廢熱利用裝置。在旁通閥開閥的狀態(tài)下，高壓側(cè)和低壓側(cè)的制冷劑壓力差幾乎為零，因此可能導(dǎo)致膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)矩(即、朗肯循環(huán)的輸出)的推定誤差增大。

本發(fā)明是著眼于上述情況而完成的，其目的在于，在包括朗肯循環(huán)裝置、并采用將朗肯循環(huán)裝置的輸出傳輸?shù)桨l(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)的發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)的廢熱利用裝置中，該朗肯循環(huán)裝置具備膨脹機(jī)旁通通路及對該膨脹機(jī)的旁通通路進(jìn)行開閉的旁通閥，無論旁通閥的開閉狀態(tài)如何，均能高精度地推定出朗肯循環(huán)裝置的輸出并對發(fā)動機(jī)進(jìn)行適當(dāng)?shù)妮敵隹刂啤?/p>

解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案

本發(fā)明的一個側(cè)面所涉及的發(fā)動機(jī)的廢熱利用裝置包括：朗肯循環(huán)裝置，該朗肯循環(huán)裝置在制冷劑的循環(huán)通路上具有：蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器利用發(fā)動機(jī)的廢熱對制冷劑進(jìn)行加熱并使其蒸發(fā)；膨脹機(jī)，該膨脹機(jī)使經(jīng)過該蒸發(fā)器后的制冷劑膨脹，從而產(chǎn)生動力；冷凝機(jī)，該冷凝機(jī)使經(jīng)過該膨脹機(jī)后的制冷劑冷凝；以及泵，該泵將經(jīng)過該冷凝機(jī)后的制冷劑輸送到所述蒸發(fā)器，并且還設(shè)有繞過所述膨脹機(jī)來使制冷劑流通的膨脹機(jī)旁通通路和對該膨脹機(jī)旁通通路進(jìn)行開閉的旁通閥；傳輸機(jī)構(gòu)，該傳輸機(jī)構(gòu)將該朗肯循環(huán)裝置的輸出傳輸至發(fā)動機(jī)；以及計算處理部，該計算處理部計算出所述朗肯循環(huán)裝置的輸出，并將計算得到的所述朗肯循環(huán)裝置的輸出輸出到對所述發(fā)動機(jī)進(jìn)行輸出控制的發(fā)動機(jī)控制部。所述計算處理部具有：第一轉(zhuǎn)矩推定部，該第一轉(zhuǎn)矩推定部基于所述朗肯循環(huán)裝置的高壓側(cè)的制冷劑壓力和低壓側(cè)的制冷劑壓力，來推定所述旁通閥處于開閥狀態(tài)下的所述膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)矩；以及第二轉(zhuǎn)矩推定部，該第二轉(zhuǎn)矩推定部基于所述朗肯循環(huán)裝置的高壓側(cè)的制冷劑壓力和低壓側(cè)的制冷劑壓力，來推定所述旁通閥處于閉閥狀態(tài)下的所述膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)矩，基于利用所述第一轉(zhuǎn)矩推定部推定得到的轉(zhuǎn)矩推定值或利用所述第二轉(zhuǎn)矩推定部推定得到的轉(zhuǎn)矩推定值，來計算所述朗肯循環(huán)裝置的輸出。

此外，本發(fā)明的另一個側(cè)面所涉及的發(fā)動機(jī)的廢熱利用裝置包括：朗肯循環(huán)裝置，該朗肯循環(huán)裝置在制冷劑的循環(huán)通路上具有：蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器利用發(fā)動機(jī)的廢熱對制冷劑進(jìn)行加熱并使其蒸發(fā)；膨脹機(jī)，該膨脹機(jī)使經(jīng)過該蒸發(fā)器后的制冷劑膨脹，從而產(chǎn)生動力；冷凝機(jī)，該冷凝機(jī)使經(jīng)國該膨脹機(jī)后的制冷劑冷凝；以及泵，該泵將經(jīng)過該冷凝機(jī)后的制冷劑輸送到所述蒸發(fā)器，并且還設(shè)有繞過所述膨脹機(jī)來使制冷劑流通的膨脹機(jī)旁通通路和對該膨脹機(jī)旁通通路進(jìn)行開閉的旁通閥；傳輸機(jī)構(gòu)，該傳輸機(jī)構(gòu)將該朗肯循環(huán)裝置的輸出傳輸至發(fā)動機(jī)；以及計算處理部，該計算處理部基于所述膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)矩計算出所述朗肯循環(huán)裝置的輸出，并將計算得到的所述朗肯循環(huán)裝置的輸出輸出到對所述發(fā)動機(jī)進(jìn)行輸出控制的發(fā)動機(jī)控制部。所述計算處理部具有轉(zhuǎn)矩推定部，該轉(zhuǎn)矩推定部基于所述朗肯循環(huán)裝置的高壓側(cè)的制冷劑壓力和低壓側(cè)的制冷劑壓力，來推定所述膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)矩，并對該推定得到的所述膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)矩的最小值進(jìn)行限制。

發(fā)明效果