車両用排気エネルギー回収装置
【課題】熱音響発電装置を車両に搭載することにより、燃費向上とＣＯ2排出量低減を図り得る車両用排気エネルギー回収装置を提供する。
【解決手段】車両に、排気が流通される高温部３と、エンジン冷却水が流通される低温部４と、蓄熱器５と、発振器６と、発電器７とを有する熱音響発電装置８を搭載し、エンジン２とトランスミッション９との間に、発電器７に対しインバータ１０を介して接続されるモータ１１を、プロペラシャフト１２を回転駆動可能となるよう介装し、更に、モータ１１及び発電器７に対しインバータ１０を介して接続される蓄電手段１３を設け、熱音響発電装置８で発生させた電気によりインバータ１０を介してモータ１１を駆動するか、或いは熱音響発電装置８で発生させた電気をインバータ１０を介して蓄電手段１３に蓄えるよう構成する。
【解決手段】車両に、排気が流通される高温部３と、エンジン冷却水が流通される低温部４と、蓄熱器５と、発振器６と、発電器７とを有する熱音響発電装置８を搭載し、エンジン２とトランスミッション９との間に、発電器７に対しインバータ１０を介して接続されるモータ１１を、プロペラシャフト１２を回転駆動可能となるよう介装し、更に、モータ１１及び発電器７に対しインバータ１０を介して接続される蓄電手段１３を設け、熱音響発電装置８で発生させた電気によりインバータ１０を介してモータ１１を駆動するか、或いは熱音響発電装置８で発生させた電気をインバータ１０を介して蓄電手段１３に蓄えるよう構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用排気エネルギー回収装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車等の車両においては、燃費向上とＣＯ2排出量低減を図ることは最重要課題となっている。
【０００３】
ディーゼルエンジン等のエンジンを搭載した車両の場合、全燃料熱量に対し、正味馬力はおよそ４０［％］程度に過ぎず、それ以外の損失熱量はおよそ６０［％］程度にも及んでおり、該損失熱量のうちおよそ３０［％］程度が排気損失であり、残りのおよそ３０［％］程度が冷却水損失や駆動系損失等となっている。
【０００４】
現状において、前記エンジンの排気は、パティキュレートやＮＯxを除去した後、そのまま大気へ放出されているのがほとんどであり、このため、前記排気損失を低減する余地はまだ残されており、該排気損失を低減する手段が模索されているが、その一つとして熱音響発電装置を用いることが挙げられている。
【０００５】
該熱音響発電装置は、気体を封入した直管型の筒体の一端部に、気体に対し圧力振動を与えるための圧力振動発生装置を設け、前記筒体の中間部に放熱部、蓄熱部及び加熱部を設け、前記筒体の他端部に発電器を設け、前記圧力振動発生装置、放熱部、蓄熱部、加熱部及び発電器をその順に直線上に位置するように配設し、前記加熱部と発電器との間に気体の圧力振動の進行波が直進する伝送通路を設け、前記圧力振動発生装置により発生させた圧力振動を前記蓄熱部内に生じた温度勾配によって増幅させ、該増幅された圧力振動によって生じた進行波により前記発電器を作動させるように構成したものである。
【０００６】
尚、前記熱音響発電装置に関する一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１６７５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前述の如き熱音響発電装置を排気エネルギー回収装置として実際の車両に対しどのように搭載するかという具体策については全く提案されていないのが現状であった。
【０００９】
本発明は、斯かる実情に鑑み、熱音響発電装置を車両に搭載することにより、燃費向上とＣＯ2排出量低減を図り得る車両用排気エネルギー回収装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、エンジンからの排気が流通される高温部と、冷却水が流通される低温部と、前記高温部と低温部との間に形成され且つ気体が封入された蓄熱器と、前記低温部に隣接するよう配設され且つ前記蓄熱器内の気体に対し疎密波の波動を伝播させる発振器と、前記高温部に隣接するよう配設され且つ前記蓄熱器内の気体に生じた温度勾配にて増幅された疎密波の波動により駆動され電気を発生させる発電器とを有する熱音響発電装置と、
エンジンのプロペラシャフトを回転駆動可能で且つ前記熱音響発電装置の発電器に対しインバータを介して接続されるモータと、
該モータ及び熱音響発電装置の発電器に対しインバータを介して接続される蓄電手段と
を備え、
前記熱音響発電装置で発生させた電気により前記インバータを介して前記モータを駆動するか、或いは前記熱音響発電装置で発生させた電気を前記インバータを介して前記蓄電手段に蓄えるよう構成したことを特徴とする車両用排気エネルギー回収装置にかかるものである。
【００１１】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００１２】
エンジンの排気が熱音響発電装置の高温部に流通されると共に、該熱音響発電装置の低温部に冷却水が流通された状態で、発振器から蓄熱器内の気体に対し疎密波の波動を伝播させると、該熱音響発電装置においては、排気と冷却水との温度差により前記蓄熱器内の気体に生じた温度勾配にて前記疎密波の波動が増幅され、該増幅された疎密波の波動により発電器が駆動され電気を発生する。
【００１３】
前記熱音響発電装置で発生させた電気は、車両の運転状況に応じて、インバータの出力切換機能により、モータを駆動することに利用されるか、或いは蓄電手段に蓄えられる。尚、前記熱音響発電装置の発生電圧が、モータの駆動電圧と異なるとき、或いは蓄電手段に適した電圧と異なるときは、前記インバータにより用途に応じた電圧への変換が行われるが、発生電圧によっては、電圧変換が不要な場合も勿論ある。
【００１４】
そして、前記熱音響発電装置で発生させた電気がモータを駆動することに利用される場合、該電気が供給されたモータにより、プロペラシャフトが回転駆動され、エンジンは、その際に必要なトルクから前記モータが発生するモータ駆動トルクを差し引いたトルクを発生すれば良いことになる。
【００１５】
従って、エンジンへの供給燃料を低減することができるので、燃費が向上すると共に、ＣＯ2排出量も低減可能となる。
【００１６】
尚、低速走行時や停車時等に前記熱音響発電装置で発生させた電気が使い切れないような場合は、蓄電手段に充電することが可能となる。又、減速時にはモータを発電機として使用することにより、発電を行い、蓄電手段に充電することが可能となる。
【００１７】
前記車両用排気エネルギー回収装置においては、前記熱音響発電装置の高温部に、エンジンからの排気を流通させる排気管を接続し、該排気管における高温部の入側に排気バルブを設けると共に、該排気管における排気バルブより上流側から分岐し且つ前記高温部の出側につながる排気バイパス管を設け、該排気バイパス管に排気バイパスバルブを設け、排気温度が設定値以上の場合に前記排気バルブを開き且つ前記排気バイパスバルブを閉じ、排気温度が設定値未満の場合に前記排気バルブを閉じ且つ前記排気バイパスバルブを開くよう構成することができ、このようにすると、排気温度が設定値以上の場合にのみ、排気バルブが開き且つ排気バイパスバルブが閉じて排気が熱音響発電装置の高温部に流入し、排気温度が設定値未満の場合には排気バルブが閉じ且つ排気バイパスバルブが開いて排気が熱音響発電装置の高温部に流入せずに排気バイパス管から排出されるため、該熱音響発電装置における発電効率を高めることが可能になると共に、システム作動時以外は排気が熱音響発電装置内に流入しないので、過熱を防止する面でも有効となる。
【００１８】
又、前記車両用排気エネルギー回収装置においては、前記熱音響発電装置の低温部に、エンジン冷却水の一部を流通させるエンジン冷却水管を接続し、該エンジン冷却水管における低温部の出側に冷却水バルブを設け、エンジン冷却水温度が設定値以上の場合に前記冷却水バルブを開き、エンジン冷却水温度が設定値未満の場合に前記冷却水バルブを閉じるよう構成することができ、このようにすると、冷却水としてエンジン冷却水を使用する場合に、エンジン始動直後等のエンジン冷却水温度が低く設定値未満のときには冷却水バルブが閉じることから、エンジン冷却水をエンジン内だけで循環させることができるので、水温を早く上昇させることが可能となる。更に、冷却水バルブは、エンジン冷却水管における低温部の出側に設けてあり、たとえ冷却水バルブが閉じていたとしても、常にエンジン冷却水が満たされるようになっているため、この状態で熱音響発電装置の高温部に排気が流入し続けても、該熱音響発電装置の過熱を防止可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の車両用排気エネルギー回収装置によれば、熱音響発電装置を車両に搭載することにより、燃費向上とＣＯ2排出量低減を図り得るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例を示す全体概要構成図である。
【図２】本発明の実施例における制御ブロック図である。
【図３】本発明の実施例における熱音響発電装置の原理を示す概略図である。
【図４】本発明の実施例における制御フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２２】
図１〜図４は本発明の実施例であって、トラック等の車両１に、エンジン２からの排気が流通される高温部３と、エンジン冷却水が流通される低温部４と、前記高温部３と低温部４との間に形成され且つ気体が封入された蓄熱器５と、前記低温部４に隣接するよう配設され且つ前記蓄熱器５内の気体に対し疎密波の波動を伝播させる発振器６と、前記高温部３に隣接するよう配設され且つ前記蓄熱器５内の気体に生じた温度勾配にて増幅された疎密波の波動により駆動され電気を発生させる発電器７とを有する熱音響発電装置８を搭載し、エンジン２とトランスミッション９との間に、前記熱音響発電装置８の発電器７に対しインバータ１０を介して接続されるモータ１１を、該モータ１１及びエンジン２にてプロペラシャフト１２を回転駆動可能となるよう介装し、更に、前記モータ１１及び熱音響発電装置８の発電器７に対しインバータ１０を介して接続されるバッテリ又はキャパシタ等の蓄電手段１３を設け、前記熱音響発電装置８で発生させた電気により前記インバータ１０を介して前記モータ１１を駆動するか、或いは前記熱音響発電装置８で発生させた電気を前記インバータ１０を介して前記蓄電手段１３に蓄えるよう構成したものである。
【００２３】
本実施例の場合、前記熱音響発電装置８の高温部３には、エンジン２からの排気を流通させる排気管１４を接続し、該排気管１４における高温部３の入側に排気バルブ１５を設けると共に、該排気管１４における排気バルブ１５より上流側から分岐し且つ前記高温部３の出側につながる排気バイパス管１６を設け、該排気バイパス管１６に排気バイパスバルブ１７を設け、排気温度検出器１８で検出した排気温度１８ａを制御ユニット１９へ入力し、該排気温度１８ａが設定値以上の場合に前記排気バルブ１５を開き且つ前記排気バイパスバルブ１７を閉じる開閉制御信号１５ａ，１７ａを制御ユニット１９から出力する一方、前記排気温度１８ａが設定値未満の場合に前記排気バルブ１５を閉じ且つ前記排気バイパスバルブ１７を開く開閉制御信号１５ａ，１７ａを制御ユニット１９から出力するよう構成してある。
【００２４】
又、前記熱音響発電装置８の低温部４には、エンジン冷却水の一部を流通させるエンジン冷却水管２０を接続し、該エンジン冷却水管２０における低温部４の出側に冷却水バルブ２１を設け、エンジン冷却水温度検出器２２で検出したエンジン冷却水温度２２ａを制御ユニット１９へ入力し、該エンジン冷却水温度２２ａが設定値以上の場合に前記冷却水バルブ２１を開く開閉制御信号２１ａを制御ユニット１９から出力する一方、前記エンジン冷却水温度２２ａが設定値未満の場合に前記冷却水バルブ２１を閉じる開閉制御信号２１ａを制御ユニット１９から出力するよう構成してある。
【００２５】
ここで、前記熱音響発電装置８の原理について簡単に説明すると、図３に示す如く、シリンダ状に形成された発振器６の内部と発電器７内部にはそれぞれピストン６Ａ，７Ａが摺動自在に嵌挿されており、エンジン２の排気を熱音響発電装置８の高温部３に流通させると共に、該熱音響発電装置８の低温部４にエンジン冷却水を流通した状態で、前記発振器６のピストン６Ａを振動させて疎密波を生成し、蓄熱器５内の気体に対し疎密波の波動を伝播させることにより、排気とエンジン冷却水との温度差に伴って前記蓄熱器５内の気体に生じた温度勾配にて前記疎密波の波動を増幅し、該増幅された疎密波の波動により前記発電器７のピストン７Ａを駆動して電気を発生させ、エネルギーを回収できるようになっている。
【００２６】
尚、前記制御ユニット１９は、前記排気温度１８ａ、並びにエンジン冷却水温度２２ａの監視による排気バルブ１５及び排気バイパスバルブ１７の開閉制御、並びに冷却水バルブ２１の開閉制御に加え、エンジン２の運転状態を示す運転状態信号２ａ（例えば、回転数、トルク等）やトランスミッション９の運転状態を示す運転状態信号９ａ（例えば、設定段、回転数等）に基づいてそれらを監視すると共に、インバータ１０の入力元が熱音響発電装置８の発電器７或いは蓄電手段１３のいずれであるかという点とその電圧・電流等を監視し、これら監視される入力情報に基づいて、前記熱音響発電装置８の発振周波数と入力電圧・電流を発振器制御信号６ａにより制御し、インバータ１０での変換電圧、インバータ１０の入力と出力等をインバータ制御信号１０ａにより制御し、前記モータ１１の駆動をモータ制御信号１１ａにより制御し、更に前記エンジン２やトランスミッション９の運転状態等をも制御するようになっている。
【００２７】
次に、上記実施例の作用を説明する。
【００２８】
車両１の運転時には、排気温度検出器１８で検出した排気温度１８ａとエンジン冷却水温度検出器２２で検出したエンジン冷却水温度２２ａとが制御ユニット１９へ入力されており、先ず、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１で排気温度１８ａが設定値以上であるか否かの判断が行われ、該排気温度１８ａが設定値以上である場合には、ステップＳ２でエンジン冷却水温度２２ａが設定値以上であるか否かの判断が行われ、該エンジン冷却水温度２２ａが設定値以上である場合には、制御ユニット１９から出力される開閉制御信号１５ａ，１７ａ，２１ａにより、ステップＳ３で、排気バルブ１５が開かれ、排気バイパスバルブ１７が閉じられ、冷却水バルブ２１が開かれ、エンジン２の排気が熱音響発電装置８の高温部３に流通されると共に、該熱音響発電装置８の低温部４にエンジン冷却水が流通された状態となり、この状態で、制御ユニット１９から出力される発振器制御信号６ａによりステップＳ４で発振器６が駆動され、発振器６のピストン６Ａが振動して疎密波を生成し、蓄熱器５内の気体に対し疎密波の波動が伝播されると、該熱音響発電装置８においては、排気とエンジン冷却水との温度差により前記蓄熱器５内の気体に生じた温度勾配にて前記疎密波の波動が増幅され、該増幅された疎密波の波動により発電器７のピストン７Ａが駆動され電気を発生する。尚、前記ステップＳ１で排気温度１８ａが設定値以上でないと判断された場合、並びに前記ステップＳ２でエンジン冷却水温度２２ａが設定値以上でないと判断された場合には、ステップＳ１における判断の上流側に制御が戻され、同様の操作が繰り返し行われる。
【００２９】
続くステップＳ５でアクセルがオンであるか否かの判断が行われ、該アクセルがオンである場合には、ステップＳ６でモータ制御信号１１ａによりモータ１１が駆動され、ステップＳ７でモータ駆動トルクTmが計算され、ステップＳ８でエンジン必要トルクTe1が計算され、ステップＳ９で変数としてのトルクTe2に対し、
Te2＝Te1−Tm
という関係式で代入が行われ、ステップＳ１０でエンジン出力トルクをTe2へ変更する制御がなされる。
【００３０】
このように、前記熱音響発電装置８で発生させた電気がモータ１１を駆動することに利用される場合、該電気が供給されたモータ１１により、プロペラシャフト１２が回転駆動され、エンジン２は、その際に必要なエンジン必要トルクTe1から前記モータ１１が発生するモータ駆動トルクTmを差し引いたトルクTe2を発生すれば良いことになる。尚、前記熱音響発電装置８の発生電圧が、モータ１１の駆動電圧と異なるときは、インバータ制御信号１０ａにて制御される前記インバータ１０により用途に応じた電圧への変換が行われるが、発生電圧によっては、電圧変換が不要な場合も勿論ある。
【００３１】
従って、エンジン２への供給燃料を低減することができるので、燃費が向上すると共に、ＣＯ2排出量も低減可能となる。
【００３２】
一方、前記ステップＳ５でアクセルがオンでないと判断された場合には、ステップＳ１１で蓄電手段１３の充電が必要であるか否かの判断が行われ、該蓄電手段１３の充電が必要である場合には、ステップＳ１２で熱音響発電装置８で発電が行われているか否かの判断が行われ、熱音響発電装置８で発電が行われている場合には、ステップＳ１３で蓄電手段１３の充電が行われた後、ステップＳ１における判断の上流側に制御が戻され、同様の操作が繰り返し行われる。前記ステップＳ１１で蓄電手段１３の充電が必要でないと判断された場合には、ステップＳ１における判断の上流側に制御が戻され、同様の操作が繰り返し行われる。前記ステップＳ１２で熱音響発電装置８で発電が行われていないと判断された場合には、ステップＳ１４でモータ１１を発電機として発電しているか否かの判断が行われ、該モータ１１を発電機として発電している場合には、ステップＳ１３で蓄電手段１３の充電が行われた後、ステップＳ１における判断の上流側に制御が戻され、同様の操作が繰り返し行われる。前記ステップＳ１４でモータ１１を発電機として発電していないと判断された場合には、ステップＳ１における判断の上流側に制御が戻され、同様の操作が繰り返し行われる。尚、前記熱音響発電装置８の発生電圧が蓄電手段１３に適した電圧と異なるときは、インバータ制御信号１０ａにて制御される前記インバータ１０により用途に応じた電圧への変換が行われるが、発生電圧によっては、電圧変換が不要な場合も勿論ある。
【００３３】
これにより、低速走行時や停車時等に前記熱音響発電装置８で発生させた電気が使い切れないような場合は、蓄電手段１３に充電することが可能となる。又、減速時にはモータ１１を発電機として使用することにより、発電を行い、蓄電手段１３に充電することが可能となる。
【００３４】
前記ステップＳ１０でエンジン出力トルクをTe2へ変更する制御がなされた後は、ステップＳ１５で排気温度１８ａが設定値以上であるか否かの判断が再び行われ、該排気温度１８ａが設定値以上である場合には、ステップＳ２における判断の上流側に制御が戻され、同様の操作が繰り返し行われる一方、前記ステップＳ１５で排気温度１８ａが設定値以上でないと判断された場合には、ステップＳ１６でモータ１１の駆動が停止され、ステップＳ１７でエンジン出力トルクをTe1へ変更する制御がなされ、制御ユニット１９から出力される開閉制御信号１５ａ，１７ａ，２１ａにより、ステップＳ１８で、排気バルブ１５が閉じられ、排気バイパスバルブ１７が開かれ、冷却水バルブ２１が閉じられ、エンジン２の排気が熱音響発電装置８の高温部３に流通されずに排気バイパス管１６を経て大気へ放出されると共に、該熱音響発電装置８の低温部４にエンジン冷却水が流通されずに停止した状態となり、ステップＳ１９で蓄電手段１３の充電が必要であるか否かの判断が行われ、該蓄電手段１３の充電が必要である場合には、ステップＳ２０でアクセルがオンであるか否かの判断が行われ、該アクセルがオンでない場合には、ステップＳ２１でモータ１１を発電機として発電しているか否かの判断が行われ、該モータ１１を発電機として発電している場合には、ステップＳ２２で蓄電手段１３の充電が行われた後、ステップＳ１における判断の上流側に制御が戻され、同様の操作が繰り返し行われる。前記ステップＳ１９で蓄電手段１３の充電が必要でないと判断された場合と、前記ステップＳ２０でアクセルがオンでないと判断された場合と、前記ステップＳ２１でモータ１１を発電機として発電していないと判断された場合には、ステップＳ２２で蓄電手段１３の充電が行われずにそのまま、ステップＳ１における判断の上流側に制御が戻され、同様の操作が繰り返し行われる。
【００３５】
更に本実施例においては、前記熱音響発電装置８の高温部３に、エンジン２からの排気を流通させる排気管１４を接続し、該排気管１４における高温部３の入側に排気バルブ１５を設けると共に、該排気管１４における排気バルブ１５より上流側から分岐し且つ前記高温部３の出側につながる排気バイパス管１６を設け、該排気バイパス管１６に排気バイパスバルブ１７を設け、排気温度１８ａが設定値以上の場合に前記排気バルブ１５を開き且つ前記排気バイパスバルブ１７を閉じ、排気温度１８ａが設定値未満の場合に前記排気バルブ１５を閉じ且つ前記排気バイパスバルブ１７を開くよう構成したことにより、排気温度１８ａが設定値以上の場合にのみ、排気バルブ１５が開き且つ排気バイパスバルブ１７が閉じて排気が熱音響発電装置８の高温部３に流入し、排気温度１８ａが設定値未満の場合には排気バルブ１５が閉じ且つ排気バイパスバルブ１７が開いて排気が熱音響発電装置８の高温部３に流入せずに排気バイパス管１６から排出されるため、該熱音響発電装置８における発電効率を高めることが可能になると共に、システム作動時以外は排気が熱音響発電装置８内に流入しないので、過熱を防止する面でも有効となる。
【００３６】
又、本実施例においては、前記熱音響発電装置８の低温部４に、エンジン冷却水の一部を流通させるエンジン冷却水管２０を接続し、該エンジン冷却水管２０における低温部４の出側に冷却水バルブ２１を設け、エンジン冷却水温度２２ａが設定値以上の場合に前記冷却水バルブ２１を開き、エンジン冷却水温度２２ａが設定値未満の場合に前記冷却水バルブ２１を閉じるよう構成してあるため、冷却水としてエンジン冷却水を使用する場合に、エンジン２始動直後等のエンジン冷却水温度２２ａが低く設定値未満のときには冷却水バルブ２１が閉じることから、エンジン冷却水をエンジン２内だけで循環させることができるので、水温を早く上昇させることが可能となる。更に、冷却水バルブ２１は、エンジン冷却水管２０における低温部４の出側に設けてあり、たとえ冷却水バルブ２１が閉じていたとしても、常にエンジン冷却水が満たされるようになっているため、この状態で熱音響発電装置８の高温部３に排気が流入し続けても、該熱音響発電装置８の過熱を防止可能となる。
【００３７】
こうして、熱音響発電装置８を車両１に搭載することにより、燃費向上とＣＯ2排出量低減を図り得る。
【００３８】
尚、本発明の車両用排気エネルギー回収装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、モータはエンジンとトランスミッションとの間に介装する代わりに、トランスミッションの出力軸側に設けてプロペラシャフトを直接回転駆動するようにしても良いこと等、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００３９】
１ 車両
２ エンジン
３ 高温部
４ 低温部
５ 蓄熱器
６ 発振器
７ 発電器
８ 熱音響発電装置
１０ インバータ
１０ａ インバータ制御信号
１１ モータ
１１ａ モータ制御信号
１２ プロペラシャフト
１３ 蓄電手段
１４ 排気管
１５ 排気バルブ
１５ａ 開閉制御信号
１６ 排気バイパス管
１７ 排気バイパスバルブ
１７ａ 開閉制御信号
１８ 排気温度検出器
１８ａ 排気温度
１９ 制御ユニット
２０ エンジン冷却水管
２１ 冷却水バルブ
２１ａ 開閉制御信号
２２ エンジン冷却水温度検出器
２２ａ エンジン冷却水温度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用排気エネルギー回収装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車等の車両においては、燃費向上とＣＯ2排出量低減を図ることは最重要課題となっている。
【０００３】
ディーゼルエンジン等のエンジンを搭載した車両の場合、全燃料熱量に対し、正味馬力はおよそ４０［％］程度に過ぎず、それ以外の損失熱量はおよそ６０［％］程度にも及んでおり、該損失熱量のうちおよそ３０［％］程度が排気損失であり、残りのおよそ３０［％］程度が冷却水損失や駆動系損失等となっている。
【０００４】
現状において、前記エンジンの排気は、パティキュレートやＮＯxを除去した後、そのまま大気へ放出されているのがほとんどであり、このため、前記排気損失を低減する余地はまだ残されており、該排気損失を低減する手段が模索されているが、その一つとして熱音響発電装置を用いることが挙げられている。
【０００５】
該熱音響発電装置は、気体を封入した直管型の筒体の一端部に、気体に対し圧力振動を与えるための圧力振動発生装置を設け、前記筒体の中間部に放熱部、蓄熱部及び加熱部を設け、前記筒体の他端部に発電器を設け、前記圧力振動発生装置、放熱部、蓄熱部、加熱部及び発電器をその順に直線上に位置するように配設し、前記加熱部と発電器との間に気体の圧力振動の進行波が直進する伝送通路を設け、前記圧力振動発生装置により発生させた圧力振動を前記蓄熱部内に生じた温度勾配によって増幅させ、該増幅された圧力振動によって生じた進行波により前記発電器を作動させるように構成したものである。
【０００６】
尚、前記熱音響発電装置に関する一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１６７５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前述の如き熱音響発電装置を排気エネルギー回収装置として実際の車両に対しどのように搭載するかという具体策については全く提案されていないのが現状であった。
【０００９】
本発明は、斯かる実情に鑑み、熱音響発電装置を車両に搭載することにより、燃費向上とＣＯ2排出量低減を図り得る車両用排気エネルギー回収装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、エンジンからの排気が流通される高温部と、冷却水が流通される低温部と、前記高温部と低温部との間に形成され且つ気体が封入された蓄熱器と、前記低温部に隣接するよう配設され且つ前記蓄熱器内の気体に対し疎密波の波動を伝播させる発振器と、前記高温部に隣接するよう配設され且つ前記蓄熱器内の気体に生じた温度勾配にて増幅された疎密波の波動により駆動され電気を発生させる発電器とを有する熱音響発電装置と、
エンジンのプロペラシャフトを回転駆動可能で且つ前記熱音響発電装置の発電器に対しインバータを介して接続されるモータと、
該モータ及び熱音響発電装置の発電器に対しインバータを介して接続される蓄電手段と
を備え、
前記熱音響発電装置で発生させた電気により前記インバータを介して前記モータを駆動するか、或いは前記熱音響発電装置で発生させた電気を前記インバータを介して前記蓄電手段に蓄えるよう構成したことを特徴とする車両用排気エネルギー回収装置にかかるものである。
【００１１】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００１２】
エンジンの排気が熱音響発電装置の高温部に流通されると共に、該熱音響発電装置の低温部に冷却水が流通された状態で、発振器から蓄熱器内の気体に対し疎密波の波動を伝播させると、該熱音響発電装置においては、排気と冷却水との温度差により前記蓄熱器内の気体に生じた温度勾配にて前記疎密波の波動が増幅され、該増幅された疎密波の波動により発電器が駆動され電気を発生する。
【００１３】
前記熱音響発電装置で発生させた電気は、車両の運転状況に応じて、インバータの出力切換機能により、モータを駆動することに利用されるか、或いは蓄電手段に蓄えられる。尚、前記熱音響発電装置の発生電圧が、モータの駆動電圧と異なるとき、或いは蓄電手段に適した電圧と異なるときは、前記インバータにより用途に応じた電圧への変換が行われるが、発生電圧によっては、電圧変換が不要な場合も勿論ある。
【００１４】
そして、前記熱音響発電装置で発生させた電気がモータを駆動することに利用される場合、該電気が供給されたモータにより、プロペラシャフトが回転駆動され、エンジンは、その際に必要なトルクから前記モータが発生するモータ駆動トルクを差し引いたトルクを発生すれば良いことになる。
【００１５】
従って、エンジンへの供給燃料を低減することができるので、燃費が向上すると共に、ＣＯ2排出量も低減可能となる。
【００１６】
尚、低速走行時や停車時等に前記熱音響発電装置で発生させた電気が使い切れないような場合は、蓄電手段に充電することが可能となる。又、減速時にはモータを発電機として使用することにより、発電を行い、蓄電手段に充電することが可能となる。
【００１７】
前記車両用排気エネルギー回収装置においては、前記熱音響発電装置の高温部に、エンジンからの排気を流通させる排気管を接続し、該排気管における高温部の入側に排気バルブを設けると共に、該排気管における排気バルブより上流側から分岐し且つ前記高温部の出側につながる排気バイパス管を設け、該排気バイパス管に排気バイパスバルブを設け、排気温度が設定値以上の場合に前記排気バルブを開き且つ前記排気バイパスバルブを閉じ、排気温度が設定値未満の場合に前記排気バルブを閉じ且つ前記排気バイパスバルブを開くよう構成することができ、このようにすると、排気温度が設定値以上の場合にのみ、排気バルブが開き且つ排気バイパスバルブが閉じて排気が熱音響発電装置の高温部に流入し、排気温度が設定値未満の場合には排気バルブが閉じ且つ排気バイパスバルブが開いて排気が熱音響発電装置の高温部に流入せずに排気バイパス管から排出されるため、該熱音響発電装置における発電効率を高めることが可能になると共に、システム作動時以外は排気が熱音響発電装置内に流入しないので、過熱を防止する面でも有効となる。
【００１８】
又、前記車両用排気エネルギー回収装置においては、前記熱音響発電装置の低温部に、エンジン冷却水の一部を流通させるエンジン冷却水管を接続し、該エンジン冷却水管における低温部の出側に冷却水バルブを設け、エンジン冷却水温度が設定値以上の場合に前記冷却水バルブを開き、エンジン冷却水温度が設定値未満の場合に前記冷却水バルブを閉じるよう構成することができ、このようにすると、冷却水としてエンジン冷却水を使用する場合に、エンジン始動直後等のエンジン冷却水温度が低く設定値未満のときには冷却水バルブが閉じることから、エンジン冷却水をエンジン内だけで循環させることができるので、水温を早く上昇させることが可能となる。更に、冷却水バルブは、エンジン冷却水管における低温部の出側に設けてあり、たとえ冷却水バルブが閉じていたとしても、常にエンジン冷却水が満たされるようになっているため、この状態で熱音響発電装置の高温部に排気が流入し続けても、該熱音響発電装置の過熱を防止可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の車両用排気エネルギー回収装置によれば、熱音響発電装置を車両に搭載することにより、燃費向上とＣＯ2排出量低減を図り得るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例を示す全体概要構成図である。
【図２】本発明の実施例における制御ブロック図である。
【図３】本発明の実施例における熱音響発電装置の原理を示す概略図である。
【図４】本発明の実施例における制御フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２２】
図１〜図４は本発明の実施例であって、トラック等の車両１に、エンジン２からの排気が流通される高温部３と、エンジン冷却水が流通される低温部４と、前記高温部３と低温部４との間に形成され且つ気体が封入された蓄熱器５と、前記低温部４に隣接するよう配設され且つ前記蓄熱器５内の気体に対し疎密波の波動を伝播させる発振器６と、前記高温部３に隣接するよう配設され且つ前記蓄熱器５内の気体に生じた温度勾配にて増幅された疎密波の波動により駆動され電気を発生させる発電器７とを有する熱音響発電装置８を搭載し、エンジン２とトランスミッション９との間に、前記熱音響発電装置８の発電器７に対しインバータ１０を介して接続されるモータ１１を、該モータ１１及びエンジン２にてプロペラシャフト１２を回転駆動可能となるよう介装し、更に、前記モータ１１及び熱音響発電装置８の発電器７に対しインバータ１０を介して接続されるバッテリ又はキャパシタ等の蓄電手段１３を設け、前記熱音響発電装置８で発生させた電気により前記インバータ１０を介して前記モータ１１を駆動するか、或いは前記熱音響発電装置８で発生させた電気を前記インバータ１０を介して前記蓄電手段１３に蓄えるよう構成したものである。
【００２３】
本実施例の場合、前記熱音響発電装置８の高温部３には、エンジン２からの排気を流通させる排気管１４を接続し、該排気管１４における高温部３の入側に排気バルブ１５を設けると共に、該排気管１４における排気バルブ１５より上流側から分岐し且つ前記高温部３の出側につながる排気バイパス管１６を設け、該排気バイパス管１６に排気バイパスバルブ１７を設け、排気温度検出器１８で検出した排気温度１８ａを制御ユニット１９へ入力し、該排気温度１８ａが設定値以上の場合に前記排気バルブ１５を開き且つ前記排気バイパスバルブ１７を閉じる開閉制御信号１５ａ，１７ａを制御ユニット１９から出力する一方、前記排気温度１８ａが設定値未満の場合に前記排気バルブ１５を閉じ且つ前記排気バイパスバルブ１７を開く開閉制御信号１５ａ，１７ａを制御ユニット１９から出力するよう構成してある。
【００２４】
又、前記熱音響発電装置８の低温部４には、エンジン冷却水の一部を流通させるエンジン冷却水管２０を接続し、該エンジン冷却水管２０における低温部４の出側に冷却水バルブ２１を設け、エンジン冷却水温度検出器２２で検出したエンジン冷却水温度２２ａを制御ユニット１９へ入力し、該エンジン冷却水温度２２ａが設定値以上の場合に前記冷却水バルブ２１を開く開閉制御信号２１ａを制御ユニット１９から出力する一方、前記エンジン冷却水温度２２ａが設定値未満の場合に前記冷却水バルブ２１を閉じる開閉制御信号２１ａを制御ユニット１９から出力するよう構成してある。
【００２５】
ここで、前記熱音響発電装置８の原理について簡単に説明すると、図３に示す如く、シリンダ状に形成された発振器６の内部と発電器７内部にはそれぞれピストン６Ａ，７Ａが摺動自在に嵌挿されており、エンジン２の排気を熱音響発電装置８の高温部３に流通させると共に、該熱音響発電装置８の低温部４にエンジン冷却水を流通した状態で、前記発振器６のピストン６Ａを振動させて疎密波を生成し、蓄熱器５内の気体に対し疎密波の波動を伝播させることにより、排気とエンジン冷却水との温度差に伴って前記蓄熱器５内の気体に生じた温度勾配にて前記疎密波の波動を増幅し、該増幅された疎密波の波動により前記発電器７のピストン７Ａを駆動して電気を発生させ、エネルギーを回収できるようになっている。
【００２６】
尚、前記制御ユニット１９は、前記排気温度１８ａ、並びにエンジン冷却水温度２２ａの監視による排気バルブ１５及び排気バイパスバルブ１７の開閉制御、並びに冷却水バルブ２１の開閉制御に加え、エンジン２の運転状態を示す運転状態信号２ａ（例えば、回転数、トルク等）やトランスミッション９の運転状態を示す運転状態信号９ａ（例えば、設定段、回転数等）に基づいてそれらを監視すると共に、インバータ１０の入力元が熱音響発電装置８の発電器７或いは蓄電手段１３のいずれであるかという点とその電圧・電流等を監視し、これら監視される入力情報に基づいて、前記熱音響発電装置８の発振周波数と入力電圧・電流を発振器制御信号６ａにより制御し、インバータ１０での変換電圧、インバータ１０の入力と出力等をインバータ制御信号１０ａにより制御し、前記モータ１１の駆動をモータ制御信号１１ａにより制御し、更に前記エンジン２やトランスミッション９の運転状態等をも制御するようになっている。
【００２７】
次に、上記実施例の作用を説明する。
【００２８】
車両１の運転時には、排気温度検出器１８で検出した排気温度１８ａとエンジン冷却水温度検出器２２で検出したエンジン冷却水温度２２ａとが制御ユニット１９へ入力されており、先ず、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１で排気温度１８ａが設定値以上であるか否かの判断が行われ、該排気温度１８ａが設定値以上である場合には、ステップＳ２でエンジン冷却水温度２２ａが設定値以上であるか否かの判断が行われ、該エンジン冷却水温度２２ａが設定値以上である場合には、制御ユニット１９から出力される開閉制御信号１５ａ，１７ａ，２１ａにより、ステップＳ３で、排気バルブ１５が開かれ、排気バイパスバルブ１７が閉じられ、冷却水バルブ２１が開かれ、エンジン２の排気が熱音響発電装置８の高温部３に流通されると共に、該熱音響発電装置８の低温部４にエンジン冷却水が流通された状態となり、この状態で、制御ユニット１９から出力される発振器制御信号６ａによりステップＳ４で発振器６が駆動され、発振器６のピストン６Ａが振動して疎密波を生成し、蓄熱器５内の気体に対し疎密波の波動が伝播されると、該熱音響発電装置８においては、排気とエンジン冷却水との温度差により前記蓄熱器５内の気体に生じた温度勾配にて前記疎密波の波動が増幅され、該増幅された疎密波の波動により発電器７のピストン７Ａが駆動され電気を発生する。尚、前記ステップＳ１で排気温度１８ａが設定値以上でないと判断された場合、並びに前記ステップＳ２でエンジン冷却水温度２２ａが設定値以上でないと判断された場合には、ステップＳ１における判断の上流側に制御が戻され、同様の操作が繰り返し行われる。
【００２９】
続くステップＳ５でアクセルがオンであるか否かの判断が行われ、該アクセルがオンである場合には、ステップＳ６でモータ制御信号１１ａによりモータ１１が駆動され、ステップＳ７でモータ駆動トルクTmが計算され、ステップＳ８でエンジン必要トルクTe1が計算され、ステップＳ９で変数としてのトルクTe2に対し、
Te2＝Te1−Tm
という関係式で代入が行われ、ステップＳ１０でエンジン出力トルクをTe2へ変更する制御がなされる。
【００３０】
このように、前記熱音響発電装置８で発生させた電気がモータ１１を駆動することに利用される場合、該電気が供給されたモータ１１により、プロペラシャフト１２が回転駆動され、エンジン２は、その際に必要なエンジン必要トルクTe1から前記モータ１１が発生するモータ駆動トルクTmを差し引いたトルクTe2を発生すれば良いことになる。尚、前記熱音響発電装置８の発生電圧が、モータ１１の駆動電圧と異なるときは、インバータ制御信号１０ａにて制御される前記インバータ１０により用途に応じた電圧への変換が行われるが、発生電圧によっては、電圧変換が不要な場合も勿論ある。
【００３１】
従って、エンジン２への供給燃料を低減することができるので、燃費が向上すると共に、ＣＯ2排出量も低減可能となる。
【００３２】
一方、前記ステップＳ５でアクセルがオンでないと判断された場合には、ステップＳ１１で蓄電手段１３の充電が必要であるか否かの判断が行われ、該蓄電手段１３の充電が必要である場合には、ステップＳ１２で熱音響発電装置８で発電が行われているか否かの判断が行われ、熱音響発電装置８で発電が行われている場合には、ステップＳ１３で蓄電手段１３の充電が行われた後、ステップＳ１における判断の上流側に制御が戻され、同様の操作が繰り返し行われる。前記ステップＳ１１で蓄電手段１３の充電が必要でないと判断された場合には、ステップＳ１における判断の上流側に制御が戻され、同様の操作が繰り返し行われる。前記ステップＳ１２で熱音響発電装置８で発電が行われていないと判断された場合には、ステップＳ１４でモータ１１を発電機として発電しているか否かの判断が行われ、該モータ１１を発電機として発電している場合には、ステップＳ１３で蓄電手段１３の充電が行われた後、ステップＳ１における判断の上流側に制御が戻され、同様の操作が繰り返し行われる。前記ステップＳ１４でモータ１１を発電機として発電していないと判断された場合には、ステップＳ１における判断の上流側に制御が戻され、同様の操作が繰り返し行われる。尚、前記熱音響発電装置８の発生電圧が蓄電手段１３に適した電圧と異なるときは、インバータ制御信号１０ａにて制御される前記インバータ１０により用途に応じた電圧への変換が行われるが、発生電圧によっては、電圧変換が不要な場合も勿論ある。
【００３３】
これにより、低速走行時や停車時等に前記熱音響発電装置８で発生させた電気が使い切れないような場合は、蓄電手段１３に充電することが可能となる。又、減速時にはモータ１１を発電機として使用することにより、発電を行い、蓄電手段１３に充電することが可能となる。
【００３４】
前記ステップＳ１０でエンジン出力トルクをTe2へ変更する制御がなされた後は、ステップＳ１５で排気温度１８ａが設定値以上であるか否かの判断が再び行われ、該排気温度１８ａが設定値以上である場合には、ステップＳ２における判断の上流側に制御が戻され、同様の操作が繰り返し行われる一方、前記ステップＳ１５で排気温度１８ａが設定値以上でないと判断された場合には、ステップＳ１６でモータ１１の駆動が停止され、ステップＳ１７でエンジン出力トルクをTe1へ変更する制御がなされ、制御ユニット１９から出力される開閉制御信号１５ａ，１７ａ，２１ａにより、ステップＳ１８で、排気バルブ１５が閉じられ、排気バイパスバルブ１７が開かれ、冷却水バルブ２１が閉じられ、エンジン２の排気が熱音響発電装置８の高温部３に流通されずに排気バイパス管１６を経て大気へ放出されると共に、該熱音響発電装置８の低温部４にエンジン冷却水が流通されずに停止した状態となり、ステップＳ１９で蓄電手段１３の充電が必要であるか否かの判断が行われ、該蓄電手段１３の充電が必要である場合には、ステップＳ２０でアクセルがオンであるか否かの判断が行われ、該アクセルがオンでない場合には、ステップＳ２１でモータ１１を発電機として発電しているか否かの判断が行われ、該モータ１１を発電機として発電している場合には、ステップＳ２２で蓄電手段１３の充電が行われた後、ステップＳ１における判断の上流側に制御が戻され、同様の操作が繰り返し行われる。前記ステップＳ１９で蓄電手段１３の充電が必要でないと判断された場合と、前記ステップＳ２０でアクセルがオンでないと判断された場合と、前記ステップＳ２１でモータ１１を発電機として発電していないと判断された場合には、ステップＳ２２で蓄電手段１３の充電が行われずにそのまま、ステップＳ１における判断の上流側に制御が戻され、同様の操作が繰り返し行われる。
【００３５】
更に本実施例においては、前記熱音響発電装置８の高温部３に、エンジン２からの排気を流通させる排気管１４を接続し、該排気管１４における高温部３の入側に排気バルブ１５を設けると共に、該排気管１４における排気バルブ１５より上流側から分岐し且つ前記高温部３の出側につながる排気バイパス管１６を設け、該排気バイパス管１６に排気バイパスバルブ１７を設け、排気温度１８ａが設定値以上の場合に前記排気バルブ１５を開き且つ前記排気バイパスバルブ１７を閉じ、排気温度１８ａが設定値未満の場合に前記排気バルブ１５を閉じ且つ前記排気バイパスバルブ１７を開くよう構成したことにより、排気温度１８ａが設定値以上の場合にのみ、排気バルブ１５が開き且つ排気バイパスバルブ１７が閉じて排気が熱音響発電装置８の高温部３に流入し、排気温度１８ａが設定値未満の場合には排気バルブ１５が閉じ且つ排気バイパスバルブ１７が開いて排気が熱音響発電装置８の高温部３に流入せずに排気バイパス管１６から排出されるため、該熱音響発電装置８における発電効率を高めることが可能になると共に、システム作動時以外は排気が熱音響発電装置８内に流入しないので、過熱を防止する面でも有効となる。
【００３６】
又、本実施例においては、前記熱音響発電装置８の低温部４に、エンジン冷却水の一部を流通させるエンジン冷却水管２０を接続し、該エンジン冷却水管２０における低温部４の出側に冷却水バルブ２１を設け、エンジン冷却水温度２２ａが設定値以上の場合に前記冷却水バルブ２１を開き、エンジン冷却水温度２２ａが設定値未満の場合に前記冷却水バルブ２１を閉じるよう構成してあるため、冷却水としてエンジン冷却水を使用する場合に、エンジン２始動直後等のエンジン冷却水温度２２ａが低く設定値未満のときには冷却水バルブ２１が閉じることから、エンジン冷却水をエンジン２内だけで循環させることができるので、水温を早く上昇させることが可能となる。更に、冷却水バルブ２１は、エンジン冷却水管２０における低温部４の出側に設けてあり、たとえ冷却水バルブ２１が閉じていたとしても、常にエンジン冷却水が満たされるようになっているため、この状態で熱音響発電装置８の高温部３に排気が流入し続けても、該熱音響発電装置８の過熱を防止可能となる。
【００３７】
こうして、熱音響発電装置８を車両１に搭載することにより、燃費向上とＣＯ2排出量低減を図り得る。
【００３８】
尚、本発明の車両用排気エネルギー回収装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、モータはエンジンとトランスミッションとの間に介装する代わりに、トランスミッションの出力軸側に設けてプロペラシャフトを直接回転駆動するようにしても良いこと等、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００３９】
１ 車両
２ エンジン
３ 高温部
４ 低温部
５ 蓄熱器
６ 発振器
７ 発電器
８ 熱音響発電装置
１０ インバータ
１０ａ インバータ制御信号
１１ モータ
１１ａ モータ制御信号
１２ プロペラシャフト
１３ 蓄電手段
１４ 排気管
１５ 排気バルブ
１５ａ 開閉制御信号
１６ 排気バイパス管
１７ 排気バイパスバルブ
１７ａ 開閉制御信号
１８ 排気温度検出器
１８ａ 排気温度
１９ 制御ユニット
２０ エンジン冷却水管
２１ 冷却水バルブ
２１ａ 開閉制御信号
２２ エンジン冷却水温度検出器
２２ａ エンジン冷却水温度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンからの排気が流通される高温部と、冷却水が流通される低温部と、前記高温部と低温部との間に形成され且つ気体が封入された蓄熱器と、前記低温部に隣接するよう配設され且つ前記蓄熱器内の気体に対し疎密波の波動を伝播させる発振器と、前記高温部に隣接するよう配設され且つ前記蓄熱器内の気体に生じた温度勾配にて増幅された疎密波の波動により駆動され電気を発生させる発電器とを有する熱音響発電装置と、
エンジンのプロペラシャフトを回転駆動可能で且つ前記熱音響発電装置の発電器に対しインバータを介して接続されるモータと、
該モータ及び熱音響発電装置の発電器に対しインバータを介して接続される蓄電手段と
を備え、
前記熱音響発電装置で発生させた電気により前記インバータを介して前記モータを駆動するか、或いは前記熱音響発電装置で発生させた電気を前記インバータを介して前記蓄電手段に蓄えるよう構成したことを特徴とする車両用排気エネルギー回収装置。
【請求項２】
前記熱音響発電装置の高温部に、エンジンからの排気を流通させる排気管を接続し、該排気管における高温部の入側に排気バルブを設けると共に、該排気管における排気バルブより上流側から分岐し且つ前記高温部の出側につながる排気バイパス管を設け、該排気バイパス管に排気バイパスバルブを設け、排気温度が設定値以上の場合に前記排気バルブを開き且つ前記排気バイパスバルブを閉じ、排気温度が設定値未満の場合に前記排気バルブを閉じ且つ前記排気バイパスバルブを開くよう構成した請求項１記載の車両用排気エネルギー回収装置。
【請求項３】
前記熱音響発電装置の低温部に、エンジン冷却水の一部を流通させるエンジン冷却水管を接続し、該エンジン冷却水管における低温部の出側に冷却水バルブを設け、エンジン冷却水温度が設定値以上の場合に前記冷却水バルブを開き、エンジン冷却水温度が設定値未満の場合に前記冷却水バルブを閉じるよう構成した請求項１又は２記載の車両用排気エネルギー回収装置。
【請求項１】
エンジンからの排気が流通される高温部と、冷却水が流通される低温部と、前記高温部と低温部との間に形成され且つ気体が封入された蓄熱器と、前記低温部に隣接するよう配設され且つ前記蓄熱器内の気体に対し疎密波の波動を伝播させる発振器と、前記高温部に隣接するよう配設され且つ前記蓄熱器内の気体に生じた温度勾配にて増幅された疎密波の波動により駆動され電気を発生させる発電器とを有する熱音響発電装置と、
エンジンのプロペラシャフトを回転駆動可能で且つ前記熱音響発電装置の発電器に対しインバータを介して接続されるモータと、
該モータ及び熱音響発電装置の発電器に対しインバータを介して接続される蓄電手段と
を備え、
前記熱音響発電装置で発生させた電気により前記インバータを介して前記モータを駆動するか、或いは前記熱音響発電装置で発生させた電気を前記インバータを介して前記蓄電手段に蓄えるよう構成したことを特徴とする車両用排気エネルギー回収装置。
【請求項２】
前記熱音響発電装置の高温部に、エンジンからの排気を流通させる排気管を接続し、該排気管における高温部の入側に排気バルブを設けると共に、該排気管における排気バルブより上流側から分岐し且つ前記高温部の出側につながる排気バイパス管を設け、該排気バイパス管に排気バイパスバルブを設け、排気温度が設定値以上の場合に前記排気バルブを開き且つ前記排気バイパスバルブを閉じ、排気温度が設定値未満の場合に前記排気バルブを閉じ且つ前記排気バイパスバルブを開くよう構成した請求項１記載の車両用排気エネルギー回収装置。
【請求項３】
前記熱音響発電装置の低温部に、エンジン冷却水の一部を流通させるエンジン冷却水管を接続し、該エンジン冷却水管における低温部の出側に冷却水バルブを設け、エンジン冷却水温度が設定値以上の場合に前記冷却水バルブを開き、エンジン冷却水温度が設定値未満の場合に前記冷却水バルブを閉じるよう構成した請求項１又は２記載の車両用排気エネルギー回収装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−１６８９３６（Ｐ２０１０−１６８９３６Ａ）
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０５１２（Ｐ２００９−１０５１２）
【出願日】平成２１年１月２１日（２００９．１．２１）
【出願人】（０００００５４６３）日野自動車株式会社 (1,484)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２１日（２００９．１．２１）
【出願人】（０００００５４６３）日野自動車株式会社 (1,484)
【Ｆターム（参考）】
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