發(fā)動機的廢熱利用裝置的制作方法

文檔序號：11141712閱讀：1525來源：國知局

本發(fā)明涉及發(fā)動機的廢熱利用裝置的改進。

背景技術：

在朗肯循環(huán)中，包括：傳動機構，該傳動機構通過能夠接通及釋放的電磁離合器來將膨脹機的輸出軸與發(fā)動機的轉軸連結；通路，該通路用于使供給至膨脹機的制冷劑旁通；以及旁通閥，該旁通閥安裝于上述通路(參照專利文獻1)。在上述朗肯循環(huán)中，當停止膨脹機時，將旁通閥從關閉狀態(tài)切換為打開狀態(tài)之后將電磁離合器從接通狀態(tài)切換為切斷狀態(tài)。由于若在將旁通閥從關閉狀態(tài)切換為打開狀態(tài)之前就將電磁離合器從接通狀態(tài)切換為切斷狀態(tài)，則膨脹機會從發(fā)動機的轉軸脫離而成為無負載狀態(tài)，使得膨脹機的轉速急劇上升而發(fā)生過旋轉，因此，這是為了避免上述情況的發(fā)生。通過在時間上先將旁通閥從關閉狀態(tài)切換為打開狀態(tài)來使膨脹機的前后壓力差減小，由此通過在使膨脹機的轉速充分降低之后將電磁離合器從接通狀態(tài)切換為釋放狀態(tài)，來防止膨脹機的過旋轉。

現(xiàn)有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2012－193690號公報

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的技術問題

然而，在旁通閥固接成關閉的狀態(tài)的情況下，為了停止膨脹機，要在輸出了將旁通閥從關閉狀態(tài)切換為打開狀態(tài)的信號之后將電磁離合器從接通狀態(tài)切換為切斷狀態(tài)。在這種情況下，由于膨脹機的前后壓力差并未減小，因此，自將電磁離合器從接通狀態(tài)切換為切斷狀態(tài)的時刻開始，膨脹機的轉速便會急劇上升而使膨脹機發(fā)生過旋轉。

然而，在上述專利文獻1的技術中沒有任何有關在旁通閥固接成關閉的狀態(tài)的情況下應如何操作的記載。

因而，本發(fā)明的目的在于提供一種即使在旁通閥固接成關閉的狀態(tài)的情況，也能夠抑制膨脹機的過旋轉的裝置。

解決技術問題所采用的技術方案

本發(fā)明的發(fā)動機的廢熱利用裝置包括：傳動機構，該傳動機構通過能夠接通及切斷的電磁離合器來將膨脹機的輸出軸與發(fā)動機的轉軸連結；通路，該通路用于使從熱交換器流出的制冷劑繞過膨脹機流動；以及旁通閥，該旁通閥安裝于上述通路。此外，在停止膨脹機時，在將旁通閥從關閉狀態(tài)切換為打開狀態(tài)之后將電磁離合器從接通狀態(tài)切換為切斷狀態(tài)。以這樣的發(fā)動機的廢熱利用裝置為前提，在旁通閥固接成關閉的狀態(tài)的情況下，使電磁離合器保持接通狀態(tài)，并進行對膨脹機前后壓力進行限制的膨脹機前后壓力差限制處理。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，即使是在停止膨脹機時旁通閥固接成關閉的狀態(tài)的情況下，也能夠防止膨脹機的過旋轉。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明第一實施方式的朗肯循環(huán)的系統(tǒng)整體的示意結構圖。

圖2是用于對膨脹機停止處理進行說明的流程圖。

圖3是用于對膨脹機前后壓力差減小處理進行說明的流程圖。

圖4是用于對第二實施方式的膨脹機前后壓力差減小處理進行說明的流程圖。

圖5是表示第三實施方式的朗肯循環(huán)的系統(tǒng)整體的示意結構圖。

圖6是用于對第三實施方式的膨脹機前后壓力差減小處理進行說明的流程圖。

圖7是第三實施方式的通常時的接通占空值的特性圖。

圖8是第三實施方式的旁通閥關閉固接時的接通占空值的特性圖。

圖9是表示第四實施方式的朗肯循環(huán)的系統(tǒng)整體的示意結構圖。

圖10是用于對第四實施方式的膨脹機前后壓力差減小處理進行說明的流程圖。

圖11是表示第五實施方式的朗肯循環(huán)的系統(tǒng)整體的示意結構圖。

圖12是用于對第五實施方式的膨脹機前后壓力差減小處理進行說明的流程圖。

圖13是表示第六實施方式的朗肯循環(huán)的系統(tǒng)整體的示意結構圖。

具體實施方式

以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。

(第一實施方式)

圖1是表示本發(fā)明第一實施方式的朗肯循環(huán)的系統(tǒng)整體的示意結構圖。

首先，對發(fā)動機冷卻水回路進行說明。從發(fā)動機2流出的80～90℃左右的冷卻水分別在穿過散熱器11的冷卻水通路13和繞過散熱器11的旁通冷卻水通路14中流動。然后，兩個液流在確定流過兩個通路13、14的冷卻水流量分配的恒溫箱閥15中再次合流，接著經(jīng)由冷卻水泵16返回至發(fā)動機2。冷卻水泵16由發(fā)動機2驅動，其轉速與發(fā)動機的轉速同步。

恒溫箱閥15在冷卻水溫度較高的情況下增大冷卻水通路13側的閥開度，并相對地增加經(jīng)過散熱器11的冷卻水量。此外，在冷卻水溫度較低的情況下減小冷卻水通路13側的閥開度，并相對地減少經(jīng)過散熱器11的冷卻水量。在發(fā)動機2的暖機前等、特別地冷卻水溫度較低的情況下，通過完全繞過散熱器11，從而使冷卻水所有的量在旁通冷卻水通路14一側流過。另一方面，在旁通冷卻水通路14側的閥開度沒有全部關閉，而使得在散熱器11中流動的冷卻水流量變多時，與冷卻水所有的量在旁通冷卻水通路14側流動的情況相比，在旁通冷卻水通路14中流動的冷卻水的流量會有所減少。然而，為了使液流不完全停止，而構成有恒溫箱閥15。

繞過散熱器11的旁通冷卻水通路14由第一旁通冷卻水通路24和第二旁通冷卻水通路25組成。此外，第一旁通冷卻水通路24從冷卻水通路13分叉，并與后述的熱交換器36直接連接。另一方面，第二冷卻水通路25從冷卻水通路13分叉，在經(jīng)過廢熱回收器22后與熱交換器36連接。

在旁通冷卻水通路14中設置有與朗肯循環(huán)31的制冷劑進行熱交換的熱交換器36。上述熱交換器36是將加熱器和過熱器整合而成的部件。即，在熱交換器36上大致一列地設置有兩個冷卻水通路36a、36b。此外，供朗肯循環(huán)31的制冷劑流過的制冷劑通路36c與制冷水通路36a、36b相鄰設置，而使制冷劑與冷卻水能夠進行熱交換。另外，以在對熱交換器36的整體進行俯視觀察時使朗肯循環(huán)31的制冷劑與冷卻水相互流動的方向成為反向的方式，構成各通路36a、36b、36c。

詳細來說，對于朗肯循環(huán)31的制冷劑來說，位于上游(圖1的左)側的一方的冷卻水通路36a安裝在第一旁通冷卻水通路24上。由上述冷卻水通路36a及與該冷卻水通路36a相鄰的制冷劑通路部分構成的熱交換器左側部分是加熱器，該加熱器通過將從發(fā)動機2流出的冷卻水直接導入冷卻水通路36a，來對流過制冷劑通路36c的朗肯循環(huán)31的制冷劑進行加熱。

對于朗肯循環(huán)31的制冷劑來說，在位于下游(圖1的右)側的另一方的冷卻水通路36b上，經(jīng)由第二旁通冷卻水通路25導入有流過廢熱回收器22的冷卻水。由冷卻水通路36b及與該冷卻水通路36b相鄰的制冷劑通路部分構成的熱交換器右側部分(下游側)是過熱器，該過熱器通過將利用排氣對發(fā)動機出口的冷卻水進行加熱后的冷卻水導入冷卻水通路36b，來使在制冷劑通路36c中流動的制冷劑過熱。

廢熱回收器22的冷卻水通路22a與排氣管5相鄰設置。通過將發(fā)動機2的出口的冷卻水導入廢熱回收器22的冷卻水通路22a，從而能夠利用高溫的排氣將冷卻水加熱至例如110～115℃程度。以在對廢熱回收器22的整體俯視觀察時使排氣與冷卻水相互流動的方向成為反向的方式，構成冷卻水通路22a。

在設置有廢熱回收器22的第二旁通冷卻水通路25上，夾裝有控制閥26。當發(fā)動機2的出口的冷卻水溫度傳感器74的檢測溫度達到預定值以上時，減小上述控制閥26的開度，以使處于發(fā)動機22內(nèi)部的冷卻水的溫度不超過允許溫度(例如100℃)，上述允許溫度用于不產(chǎn)生例如發(fā)動機的效率惡化或是爆震(日文：ノック)。藉此，當處于發(fā)動機2內(nèi)部的冷卻水的溫度(發(fā)動機水溫)接近允許溫度時，使流過廢熱回收器22的冷卻水量減少，因此，能夠可靠地防止發(fā)動機水溫超過允許溫度。

另一方面，因第二旁通冷卻水通路25的流量減少，而使通過廢熱回收器22上升的冷卻水溫度過度升高而引起冷卻水蒸發(fā)(沸騰)，這會使熱交換器36中的效率下降。不僅如此，還存在冷卻水通路內(nèi)的冷卻水的流動變差而導致溫度過量上升的可能性。為了避免這種情況，在旁通排氣管6的分叉部上設置有旁通排氣管6和恒溫箱閥7，所述旁通排氣管6繞過廢熱回收器22，所述恒溫箱閥7對排熱回收器22的排氣通過量和旁通排氣管6的排氣通過量進行控制。即，基于從廢熱回收器22流出的冷卻水溫度調(diào)節(jié)恒溫箱閥7的閥開度，以使從廢熱回收器22流出的冷卻水溫度不超過預定的溫度(例如沸騰溫度120℃)。

熱交換器36、恒溫箱閥7和廢熱回收器22一體成為廢熱回收器23，并在車輛寬度方向大致中央的底板下方設置于排氣管中途(未圖示)。恒溫箱閥7既可以是使用雙金屬片等的相對簡單的感溫閥，也可以是通過輸入有溫度傳感器輸出的控制器進行控制的控制閥。由于利用恒溫箱閥7進行的從排氣向冷卻水的熱交換量的調(diào)節(jié)伴隨有相對較大的延遲，因此，在單獨對恒溫箱閥7進行調(diào)節(jié)時，很難使發(fā)動機水溫不超過允許溫度。但是，由于基于發(fā)動機水溫(出口溫度)對第二旁通冷卻水通路25的控制閥26進行控制，因此，能夠迅速地減少熱回收量，并能夠可靠地防止發(fā)動機水溫超過允許溫度。此外，只要是在發(fā)動機水溫距允許溫度尚有容限的狀態(tài)下，便能夠在達到從廢熱回收器22流出的冷卻水溫度高于發(fā)動機水溫的允許溫度這樣的高溫(例如110～115℃)之前進行熱交換，來增加廢熱回收量。從冷卻水通路36b流出的冷卻水經(jīng)由第二冷卻水通道25而與第一冷卻水通路24合流。

當從旁通冷卻水通路14流向恒溫箱閥15的冷卻水的溫度例如因在熱交換器36中與朗肯循環(huán)31的制冷劑進行熱交換而充分降低時，減小恒溫箱閥15的冷卻水通路13側的閥開度。藉此，流過散熱器11的冷卻水量將會相對減少。與之相反，當從旁通冷卻水通路14流向恒溫箱閥15的冷卻水的溫度因朗肯循環(huán)31沒有運轉等而升高時，增大恒溫箱閥15的冷卻水通路13側的閥開度。藉此，流過散熱器11的冷卻水量將會相對增多?；谶@種恒溫箱閥15的動作，適當?shù)乇３职l(fā)動機2的冷卻水溫度，且熱會被適當供給(回收)至朗肯循環(huán)31。

接著，對朗肯循環(huán)31進行說明。朗肯循環(huán)31是利用發(fā)動機2的冷卻水將發(fā)動機的廢熱回收至制冷劑，并將回收到的廢熱作為動力進行再生的系統(tǒng)。朗肯循環(huán)31包括制冷劑泵32、作為過熱器的熱交換器36、膨脹機37以及冷凝器(condensor)38，各構成部件通過供制冷劑(R134a等)循環(huán)的制冷劑通路41～44連接。

制冷劑泵32的軸在同一軸上與膨脹機37的輸出軸連結配置，通過膨脹機37所產(chǎn)生的輸出(動力)來驅動制冷劑泵32，并且經(jīng)由帶傳動機構將產(chǎn)生動力供給至發(fā)動機2的輸出軸(曲柄軸)。在此，帶傳動機構由泵輪33、帶34和曲軸帶輪2a構成。即，制冷劑泵32軸及膨脹機37的輸出軸與發(fā)動機2的輸出軸平行配置，并將帶34掛繞在設置于制冷劑泵32軸前端的泵輪33與曲軸帶輪2a之間。另外，采用齒輪式的泵作為本實施方式的制冷劑泵32，采用渦盤式的膨脹機作為膨脹機37。

此外，在泵輪33與制冷劑泵32之間設置電磁式的離合器35(以下，將該離合器稱為“膨脹機離合器”)，并使制冷劑泵32及膨脹機37能夠與發(fā)動機2接通及切斷。因此，在膨脹機37產(chǎn)生的輸出大于制冷劑泵32的驅動力及旋轉體所具有的摩擦的情況(推斷出的膨脹機轉矩為正的情況)下，使膨脹機離合器35接通。藉此，能夠通過膨脹機37產(chǎn)生的輸出來協(xié)助(輔助)發(fā)動機輸出軸的旋轉。通過使用如上所述由廢熱回收獲得的能量來協(xié)助發(fā)動機輸出軸的旋轉，從而能夠提高燃油效率。此外，利用回收到的廢熱還能夠提供用于驅動使制冷劑循環(huán)的制冷劑泵32的能量。

來自制冷劑泵32的制冷劑經(jīng)由制冷劑通路41供給至熱交換器36。熱交換器36是在發(fā)動機2的冷卻水與制冷劑之間進行熱交換，以使制冷劑汽化過熱的熱交換器。

來自熱交換器36的制冷劑經(jīng)由制冷劑通路42供給至膨脹機37。膨脹機37是通過使氣化過熱后的制冷劑膨脹來將熱轉換成旋轉能的汽輪機。通過膨脹機37回收到的動力對制冷劑泵32進行驅動，并經(jīng)由帶傳動機構(33、34、2a)傳遞至發(fā)動機2，以協(xié)助發(fā)動機2的旋轉。

來自膨脹機37的制冷劑經(jīng)由制冷劑通路43供給至冷凝器38。冷凝器38是在外部氣體與制冷劑之間進行熱交換，以使制冷劑冷卻液化的熱交換器。因而，將冷凝器38與散熱器11并聯(lián)配置，并通過散熱器風扇12進行冷卻。

由冷凝器38液化后的制冷劑經(jīng)由制冷劑通路44返回至制冷劑泵32。返回至制冷劑泵32的制冷劑通過制冷劑泵32再次被輸送至熱交換器36，并在朗肯循環(huán)31的各構成部件中循環(huán)。

接著，對制冷循環(huán)51進行敘述。制冷循環(huán)51包括壓縮機(compressor)52、冷凝器53和蒸發(fā)器(evaporator)55。

壓縮機52是將制冷循環(huán)51的制冷劑壓縮成高溫高壓的流體設備，其是由發(fā)動機2驅動。即，在壓縮機52的驅動軸上固定有壓縮機帶輪，且將帶掛繞在上述壓縮機帶輪與曲軸帶輪之間。發(fā)動機2的驅動力通過上述帶傳送至壓縮機帶輪，對壓縮機52進行驅動。此外，在壓縮機帶輪與壓縮機52之間設置電磁式的離合器(以下，將該離合器稱為“壓縮機離合器”)，并使壓縮機52與壓縮機帶輪能夠切斷及接通。

來自壓縮機52的制冷劑通過制冷劑通路56供給至冷凝器53。冷凝器53是通過與外部氣體的熱交換來將制冷劑冷凝液化的熱交換器。冷凝器53與散熱器11并聯(lián)配置，并通過車速風或冷卻風扇12進行冷卻。

來自冷凝器53的液狀的制冷劑經(jīng)由制冷劑通路57被供給至蒸發(fā)器(evaporator)55。蒸發(fā)器55與未圖示的暖氣風箱(日文：ヒータコア)同樣地配置在空氣調(diào)節(jié)單元的殼體內(nèi)。蒸發(fā)器55是使來自冷凝器53的液狀制冷劑蒸發(fā)并利用此時的蒸發(fā)潛熱來對來自鼓風機的空調(diào)空氣進行冷卻的熱交換器。

經(jīng)蒸發(fā)器55蒸發(fā)后的制冷劑經(jīng)由制冷劑通路58返回至壓縮機52。另外，根據(jù)混合風門的開度，來改變經(jīng)蒸發(fā)器55冷卻后的空調(diào)空氣與經(jīng)暖氣風箱加熱后的空調(diào)空氣的混合比率，并調(diào)節(jié)至乘客所設定的溫度。

在朗肯循環(huán)31中，為了對在循環(huán)內(nèi)流動的制冷劑進行控制而在回路中途適當?shù)卦O置有各種閥。例如，設置有膨脹機旁通通路65，該膨脹機旁通通路65從膨脹機上游閥62上游繞過膨脹機37而與單向閥64上游合流，在上述膨脹機旁通通路65設置有旁通閥66。上述的旁通閥66是電磁式的開閉閥。

此外，在將制冷劑泵32與熱交換器36連接的制冷劑通路41上，設置有用于防止制冷劑從熱交換器36向制冷劑泵32逆流的單向閥63。在將膨脹機37與冷凝器38連接的制冷劑通路43上，也設置有用于防止制冷劑從冷凝器38向膨脹機37逆流的單向閥64。

來自壓力傳感器72、73及溫度傳感器81、82的信號輸入至發(fā)動機控制器71，所述壓力傳感器72、73及溫度傳感器81、82對制冷劑通路41～44及旁通通路65中的兩個點處的壓力及溫度進行檢測。在此，其中一個點是從熱交換器36的出口到膨脹機37的入口為止的制冷劑通路42。壓力傳感器72對上述制冷劑通路42的壓力(以下，將上述壓力稱為“熱交換器出口壓力”)Pd進行檢測，溫度傳感器82對上述制冷劑通路42的溫度(以下，將上述溫度稱為“熱交換器出口溫度”)Td進行檢測。另一個點是從冷凝器38的出口到制冷劑泵32的入口為止的制冷劑通路44。壓力傳感器73對上述制冷劑通路44的壓力(以下，將上述壓力稱為“制冷劑泵入口壓力”)Ps進行檢測，溫度傳感器82對上述制冷劑通路44的溫度(以下，將上述溫度稱為“制冷劑泵入口溫度”)Ts進行檢測。

在發(fā)動機控制器71中，根據(jù)預定的運轉條件，并基于上述各個輸入信號來進行膨脹機離合器35的接通及切斷的控制，并且對上述旁通閥66的開閉進行控制。

例如，在朗肯循環(huán)31的運轉開始時，在對制冷劑是否從制冷劑通路或旁通通路泄漏的診斷中使用由壓力傳感器73檢測出的制冷劑泵入口壓力Ps和由壓力傳感器72檢測出的熱交換器出口壓力Pd。即，當制冷劑泵入口壓力Ps或熱交換器出口壓力Pd比大氣壓力大時，判斷為制冷劑沒有從制冷劑通路41～44或是旁通通路65泄漏。另一方面，當制冷劑泵入口壓力Ps或熱交換器出口壓力Pd為大氣壓力以下時，判斷為制冷劑從制冷劑通路41～44或是旁通通路65泄漏。當判斷為制冷劑沒有從制冷劑通路41～44或是旁通通路65泄漏時，開始朗肯循環(huán)31的運轉，而當判斷為制冷劑從制冷劑通路41～44或旁通通路65泄漏時，不開始朗肯循環(huán)31的運轉。

此外，對在朗肯循環(huán)31的運轉中獲得的膨脹機轉矩(再生動力)是正還是負進行推斷。這是由于在車輛1所需的目標驅動轉矩的管理中，膨脹機轉矩是必需的。雖然根據(jù)目標驅動轉矩來確定目標發(fā)動機轉矩，但是在發(fā)動機2中增加輔助設備負載時，如果沒有相應地增大發(fā)動機2產(chǎn)生的轉矩，便無法獲得目標驅動轉矩。同樣地，在使膨脹機離合器35接通以將膨脹機轉矩附加到發(fā)動機2時，如果大幅超過目標驅動轉矩而導致附加多余的轉矩，則較為理想的是，將膨脹機離合器35切斷。另一方面，當在膨脹機轉矩為負的情況下將膨脹機離合器35接通的時候，反而會使發(fā)動機轉矩減小，因此，較為理想的是，在此時將膨脹機離合器35切斷。如此，由于膨脹機轉矩對于目標驅動轉矩的管理也是必需的，因此，為了弄清膨脹機轉矩達到何種程度，而對膨脹機轉矩進行推斷。

例如，在推斷出的膨脹機轉矩為正時(能夠協(xié)助發(fā)動機輸出軸的旋轉時)，將膨脹機離合器35接通，在推斷出的膨脹機轉矩為零或是負時，將膨脹機離合器35切斷。

作為膨脹機轉矩的推斷方法，只要簡單地基于熱交換器出口壓力Pd減去制冷劑泵入口壓力Ps所得的值來進行推斷即可。Pd-Ps的壓差越大，則推斷為膨脹機轉矩越大?；蛘?，基于熱交換器出口壓力Pd及熱交換器出口溫度Td來計算在制冷劑通路42中流動的制冷劑所具有的焓h1，并基于制冷劑泵入口壓力Ps及制冷劑入口溫度Ts來計算在制冷劑通路44中流動的制冷劑所具有的焓h2。接著，從兩個焓的差h2-h1來推斷膨脹機轉矩。h2-h1的差越大，則推斷膨脹機轉矩越大。

在此，由于上述焓h1為熱交換器出口壓力Pd和熱交換器出口溫度Td的函數(shù)，因此，只要預先制作并具有以熱交換器出口壓力Pd和熱交換器出口溫度Td為參數(shù)的焓h1的映射圖即可。同樣地，由于上述焓h2為制冷劑泵入口壓力Ps和制冷劑泵入口溫度Ts的函數(shù)，因此，只要預先制作并具有以制冷劑泵入口壓力Ps和制冷劑泵入口溫度Ts為參數(shù)的焓h2的映射圖即可。

除此以外，對在朗肯循環(huán)內(nèi)流動的制冷劑是否處于異常的高壓、或者在朗肯循環(huán)內(nèi)流動的制冷劑是否處于異常的高溫的診斷中，也使用熱交換器出口壓力Pd、熱交換器出口溫度Td。即，只要熱交換器出口壓力Pd為壓力上限值以下，則判斷為沒有處于異常的高壓，只要熱交換器出口溫度Td為溫度上限值以下，則判斷為沒有處于異常的高溫，便繼續(xù)進行朗肯循環(huán)31的運轉。另一方面，當熱交換器出口壓力Pd超過壓力上限值時，判斷為處于異常的高溫，當熱交換器出口溫度Td超過溫度上限值時，判斷為處于異常的高溫，便停止朗肯循環(huán)31的運轉。

在使朗肯循環(huán)31運轉時，以兩個階段來執(zhí)行處理。即，首先，在第一階段中，將膨脹機離合器35接通，打開旁通閥65并使制冷劑泵32空轉，以使制冷劑遍及制冷劑通路44、41、42、旁通通路65和制冷劑通路43的整體。在第二階段中，將旁通閥66關閉，將蒸汽制冷劑供給至膨脹機37，來對膨脹機37進行驅動。

另一方面，由于使朗肯循環(huán)的運轉停止，因此，在使膨脹機37停止時，打開旁通閥66，并在自打開旁通閥66后的時刻開始經(jīng)過了預定的時間(延遲時間)之后，向膨脹機離合器35發(fā)送切斷信號，以將膨脹機離合器35切斷。由于膨脹機37在存在膨脹機37的前后壓力差(以下，稱為“膨脹機前后壓力差”)時發(fā)生旋轉，因此，當通過打開旁通閥66以使制冷劑繞過膨脹機37時，膨脹機前后壓力差將會消失。即使膨脹機前后壓力差消失，此后在慣性下膨脹機37仍會繼續(xù)旋轉，但最終上述旋轉會減速，膨脹機37停止(停止朗肯循環(huán)31的運轉)。

在此，在自打開旁通閥66的時刻開始經(jīng)過了預定的時間之后，將膨脹機離合器35切斷的理由如下所述。即，若在打開旁通閥66之前先將膨脹機離合器35切斷而使膨脹機37與發(fā)動機的轉軸脫離，則膨脹機37會在存在膨脹機前后壓力差的狀態(tài)下處于無負載的狀態(tài)。藉此，膨脹機37的轉速會急劇上升而使膨脹機37發(fā)生過旋轉。為了避免上述膨脹機37發(fā)生過旋轉的情況，應在時間上先打開旁通閥66以使膨脹機37的前后壓力差變小，然后再將膨脹機離合器35從接通狀態(tài)切換為切斷狀態(tài)。

那么，便存在如下情況，即，在停止膨脹機37時雖然向旁通閥66發(fā)出開閥指令、但旁通閥66固接成關閉的狀態(tài)。以下，將雖然向上述旁通閥66發(fā)出開閥指令、但旁通閥66仍固接成保持著關閉的狀態(tài)稱為“旁通閥關閥固接”。當發(fā)生旁通閥關閥固接時，由于無法停止制冷劑被供給至膨脹機37，因此，膨脹機前后壓力差仍然存在。因而，若在自向旁通閥66發(fā)出開閥指令的時刻開始經(jīng)過了預定的時間之后，將膨脹機離合器35從接通狀態(tài)切換為切斷狀態(tài)，則膨脹機37的轉速會從上述切換的時刻開始急劇上升而能夠在膨脹機37中產(chǎn)生過旋轉。因此，需要考慮在發(fā)生旁通閥關閥固接的情況下(以下，稱為“旁通閥關閥固接時”)的措施。但是，在現(xiàn)有裝置中，并沒有任何有關在旁通閥關閥固接時應如何操作的記載。

因而，在本發(fā)明中，當在停止膨脹機37時發(fā)生旁通閥關閥固接的情況下，使膨脹機離合器35保持接通狀態(tài)，并進行使膨脹機前后壓力差限制成預先確定的固定值的處理(膨脹機前后壓力差限制處理)。在此，“固定值”是指即使將膨脹機離合器35從接通狀態(tài)切換為切斷狀態(tài)，膨脹機轉速仍收斂在允許上限值以下(即不產(chǎn)生大于允許上限值的過旋轉)的膨脹機前后壓力差。上述固定值視情況預先確定。具體而言，為了將膨脹機前后壓力設為預先確定的固定值，而使膨脹機前后壓力差比不是旁通閥關閥固接時的情況(并非是旁通閥固接成關閉的狀態(tài)的情況)小的處理(膨脹機前后壓力差減小處理)。

因此，在本發(fā)明的第一實施方式中，結合以下<1>及<2>的處理來執(zhí)行作為使膨脹機前后壓力差減小的處理。

<1>使通過熱交換器36回收至制冷劑的熱量(進熱量)比不是旁通閥關閉固接時的情況小。至于為何產(chǎn)生膨脹機前后壓力差，這是由于通過熱交換器36將熱回收至制冷劑的緣故。反過來說，若不通過熱交換器36將熱回收至制冷劑，則膨脹機前后壓力差會自然減小。

<2>使通過冷凝器38從制冷劑釋放出的熱量(散熱量)比不是旁通閥關閥固接時的情況小。這是由于通過使制冷劑在冷凝器38中未被冷卻，而使得膨脹機前后壓力差減小。

當參照以下的流程圖對通過發(fā)動機控制器71進行的上述<1>及<2>的處理進行說明時，圖2的流程是用于進行膨脹機停止處理的流程，每隔固定時間(例如每隔10ms)執(zhí)行。

在步驟1中，觀察旁通閥關閥固接標記(在發(fā)動機的啟動時初始設定為0)。在此，將旁通閥關閥固接標記設為0，進入步驟2，并發(fā)出將旁通閥66打開的指令。

在步驟3中，當發(fā)出將旁通閥66打開的指令之后，觀察是否經(jīng)過了預定時間。在此，預定時間是在從將膨脹機離合器35從接通狀態(tài)切換為切斷狀態(tài)的時刻開始至在切斷狀態(tài)下的膨脹機轉速達到允許上限值以下的時間的基礎上，帶有寬裕量地預先進行設定。在發(fā)出將旁通閥66打開的指令之后沒有經(jīng)過預定時間時，便原樣結束本次處理。

在步驟3中，當在發(fā)出將旁通閥66打開的指令之后經(jīng)過了預定時間時，進入步驟4，對由壓力傳感器72檢測出的熱交換器出口壓力Pd與膨脹機出口壓力Pc(MPa)之間的壓差進行計算，以作為膨脹機前后壓力差△P(MPa)。膨脹機出口壓力Pc由壓力傳感器83(參照圖1)檢測。

例如，也可以使用由壓力傳感器72檢測出的熱交換器出口壓力Pd與由壓力傳感器73檢測出的制冷劑泵入口壓力Ps之間的壓差來代替作為膨脹機前后壓力差△P。此時，雖然檢測精度稍稍下降，但由于使用既有的兩個壓力傳感器72、73，因此能夠避免成本上升。

在步驟5中，對膨脹機前后壓力差△P和預定值X(MPa)進行比較。在此，預定值X是用于判斷是否發(fā)生旁通閥關閥固接的值，預先進行設定。若在發(fā)出將旁通閥66打開的指令之后經(jīng)過了預定時間后的膨脹機前后壓力差△P小于預定值X，則判斷為沒有發(fā)生旁通閥關閥固接，并在步驟6中向膨脹機離合器35發(fā)出切斷指令。

在步驟5中，當發(fā)出將旁通閥66打開的指令之后經(jīng)過了預定時間后的膨脹機前后壓力差△P為預定值以上時，判斷為發(fā)生旁通閥關閥固接，并在步驟7中將旁通閥關閥固接標記設為1。在后述的圖3的流程中，使用上述旁通閥關閥固接標記。由于在步驟7中將旁通閥關閥固接標記設為1，因此，從下一次開始將無法從步驟1進入步驟2及之后的步驟。也就是說，在診斷為發(fā)生旁通閥關閥固接時，不進行第二次以后的診斷。

圖3的流程是用于在旁通閥關閥固接時使膨脹機前后壓力差減小的處理，因此，接著圖2的流程，每隔固定時間(例如每隔10ms)執(zhí)行。

在步驟11中，觀察旁通閥關閥固接標記(在圖2中設定完成)。在旁通閥關閥固接標記為0時判斷為沒有產(chǎn)生旁通閥關閥固接，并原樣結束。

在步驟1中，當旁通閥關閥固接標記為1時，判斷為發(fā)生旁通閥關閥固接，并進入步驟12、13。在步驟12、13中，為了使通過熱交換器36回收至制冷劑的熱量(進熱量)減小，而向通水閥85及控制閥36發(fā)出關閥指令。如圖1所示，通水閥85是為了使通過熱交換器36回收至制冷劑的熱量減小而新安裝于第一旁通冷卻水通路24的常開的開閉閥。此外，關于控制閥26，也用作第二通水閥，所述第二通水閥用于使通過熱交換器36回收至制冷劑的熱量減小。通過將通水閥85和控制閥26關閉，使通過發(fā)動機2或是通過廢熱回收器22加熱后的冷卻水不流過熱交換器36，而使通過熱交換器36回收至制冷劑的熱量減小。通過使利用熱交換器36回收至制冷劑的熱量比關閉通水閥85及控制閥26前的熱量少，從而使熱交換器出口壓力Pd下降。藉此，膨脹機37的前后壓力差△P比關閉通水閥85及控制閥26前的前后壓力差小。

在步驟14中，對由冷卻水溫度傳感器74檢測出的發(fā)動機冷卻水溫度Tw(℃)和預定值C(℃)進行比較，并且觀察空氣調(diào)節(jié)器開關59(參照圖1)的狀態(tài)。在此，雖然將發(fā)動機2的冷卻水沸騰而使發(fā)動機無法適當?shù)乩鋮s的情況稱為發(fā)動機2過熱，但是預定值C是用于判斷發(fā)動機2是否過熱的值，預先進行設定。在步驟14中，當發(fā)動機冷卻水溫度Tw為預定值C以上時，判斷為能夠通過切斷散熱器風扇12來使發(fā)動機2發(fā)生過熱，進入步驟16，并向散熱器風扇12發(fā)出接通指令。這是由于相較于在旁通閥關閥固接時使膨脹機前后壓力差減小的處理，使發(fā)動機2不發(fā)生過熱的處理更優(yōu)先。不設置冷凝器38專用的風扇，而使散熱器11和冷凝器38共用散熱器風扇12的理由是為了節(jié)省空間及降低成本。但是，由于共用風扇12，因此，在旁通閥關閥固接時使膨脹機前后壓力差減小的處理和使發(fā)動機2不發(fā)生過熱的處理有時會沖突。因而，在兩者沖突時，優(yōu)先進行使發(fā)動機2不發(fā)生過熱的處理。

此外，當在步驟14中空氣調(diào)節(jié)器開關59被接通時，判斷為因將散熱器風扇12設為切斷而使在冷凝器53中的制冷劑的冷卻變差(空氣調(diào)節(jié)器的效率變差)，進入步驟16，并向散熱器風扇12發(fā)出接通指令。這是由于相較于在旁通閥關閥固接時使膨脹機前后壓力減小的處理，使冷凝器53中的制冷劑的冷卻不變差的處理更為優(yōu)先。不設置冷凝器53專用的風扇，而使散熱器11和冷凝器53共用散熱器風扇12的理由是為了節(jié)省空間及降低成本。但是，由于共用風扇12，因此，在旁通閥關閥固接時使膨脹機前后壓力差減小的處理和使冷凝器53中的制冷劑的冷卻不變差的處理有時會沖突。因而，在兩者沖突時，使在冷凝器53中的制冷劑的冷卻不變差的處理優(yōu)先。也就是說，不存在因將散熱器風扇12切斷而使發(fā)動機2發(fā)生過熱、或是在冷凝器53中的制冷劑的冷卻變差時停止散熱器風扇12的情況。

在步驟14中，當發(fā)動機冷卻水溫度Tw小于預先值C且將空氣調(diào)節(jié)器開關59切斷時，進入步驟15。在步驟15中，由于在冷凝器38中使從制冷劑放出的熱量(散熱量)減小，因此，向散熱器風扇12發(fā)出切斷指令。散熱器風扇12不僅對散熱器11送風，還對冷凝器38送風，藉此，將制冷劑冷卻。當通過停止散熱器風扇12，在冷凝器38中使從制冷劑放出的熱量減小時，在冷凝器38中的制冷劑的冷卻會變差。當冷卻變差，相應地冷凝器38出口處的制冷劑溫度上升時，膨脹機前后壓力差會比停止散熱器風扇12前的膨脹機前后壓力小。

另一方面，可以想到由于在停止散熱器12時無法充分冷卻發(fā)動機的冷卻水，因此，與停止散熱器12之前相比，發(fā)動機冷卻水的溫度有所上升，而可能使發(fā)動機2發(fā)生過熱。此外，在將空氣調(diào)節(jié)器開關59接通時，若停止散熱器風扇12，則無法充分地對車室內(nèi)進行冷卻。因此，在向散熱器風扇12發(fā)出切斷指令之后，在步驟14中，當發(fā)動機冷卻水溫度Tw成為預定值C以上時，進入步驟16，并向散熱器風扇12發(fā)出接通指令。此外，在向散熱器風扇12發(fā)出切斷指令之后，空氣調(diào)節(jié)器開關59從切斷切換為接通時，進入步驟16，并向散熱器風扇12發(fā)出接通指令。

在此，對本實施方式的作用效果進行說明。

在本實施方式中，包括：傳動結構，該傳動機構通過膨脹機離合器35來將膨脹機37的輸出軸與發(fā)動機2的轉軸連結；膨脹機旁通通路65(使從熱交換器流出的制冷劑繞過膨脹機流動的通路)；以及旁通閥65。此外，在停止膨脹機37時，將旁通閥65從關閥狀態(tài)切換為開閥狀態(tài)之后將電磁離合器35從接通狀態(tài)切換為切斷狀態(tài)。以這樣的發(fā)動機的廢熱利用裝置為前提，在旁通閥關閥固接時(旁通閥固接成關閉的狀態(tài)時)，使膨脹機離合器35保持接通狀態(tài)，并進行對膨脹機前后壓力差進行限制的膨脹機前后壓力差限制處理。根據(jù)本實施方式，即使在停止膨脹機37時發(fā)生旁通閥關閥固接的情況(旁通閥固接成關閉的狀態(tài)的情況)下，也能夠防止膨脹機37的過旋轉。

在本實施方式中，膨脹機前后壓力差限制處理是使膨脹機前后壓力差比不是旁通閥關閥固接時的情況(并非是旁通閥固接成關閉的狀態(tài)的情況)小的膨脹機前后壓力差減小處理。通過使膨脹機前后壓力差減小，從而能夠防止膨脹機37的過旋轉。若膨脹機前后壓力差大約處于零值附近，則能停止膨脹機37。

在本實施方式中，膨脹機前后壓力差減小處理是使通過熱交換器36回收至制冷劑的熱量比不是旁通閥關閥固接時的情況(并非是旁通閥固接成關閉的狀態(tài)的情況)小的進熱量減小處理(參照圖3的步驟11、12、13)。通過減小利用熱交換器36回收的熱量(進熱量)，從而能夠減小膨脹機前后壓力差。

在本實施方式中，膨脹機前后壓力差減小處理是使通過熱交換器38從制冷劑釋放的熱量比不是旁通閥關閥固接時的情況(并非是旁通閥固接成關閉的狀態(tài)的情況)小的散熱量減小處理(參照圖3的步驟11、15)。通過減小利用冷凝器38從制冷劑釋放的熱量(散熱量)，從而能夠減小膨脹機前后壓力差。

在本實施方式中，將冷凝器38與對發(fā)動機冷卻水進行冷卻的散熱器11并聯(lián)配置，并通過散熱器風扇12對冷凝器38進行冷卻。在這種情況下，在停止散熱器風扇12直至發(fā)動機冷卻水的溫度為預先確定的預定值C以上時，發(fā)動機2可能會發(fā)生過熱。另一方面，在本實施方式中，散熱量減小處理是使散熱器風扇12停止的散熱器風扇停止處理。此外，在發(fā)動機冷卻水溫度Tw為預先確定的預定值C以上時，即使在旁通閥關閥固接時(旁通閥固接成關閉的狀態(tài)的情況)，也不停止散熱器風扇12(參照圖3的步驟11、14、16)。藉此，能夠防止發(fā)動機2發(fā)生過熱的情況。

(第二實施方式)

圖4的流程是用于替換第一實施方式的圖3的流程的第二實施方式的流程。即，圖4的流程是用于在旁通閥關閥固接時使膨脹機前后壓力差減小的處理，因此，接著圖2的流程，每隔固定時間(例如每隔10ms)執(zhí)行。對于與圖3的流程相同的部分，標注相同的符號。

在第二實施方式中，作為使膨脹機前后壓力差減小的處理，追加以下<3>的處理來執(zhí)行。

<3>使膨脹機37的做功量比不是旁通閥關閥固接時的做功量小。

主要對與第一實施方式的圖3的流程不同的部分進行說明。在步驟11中，當旁通閥關閥固接標記為1時，進入步驟21，為了減小膨脹機37的做功量，使發(fā)動機轉速Ne比旁通閥關閥固接標記為0時的發(fā)動機轉速高出固定量。

由于發(fā)動機2的轉軸與制冷劑泵32連動，因此，通過將發(fā)動機轉速Ne提高固定量，從而能使制冷劑泵32的轉速提高，并使從制冷劑泵32朝向熱交換器36噴出的制冷劑流量。若是制冷劑泵32的轉速提高前的制冷劑流量，則制冷劑能夠在熱交換器36中全部蒸發(fā)，但當因制冷劑泵32的轉速上升而使制冷劑流量增加時，在熱交換器36中制冷劑所能接受的熱量會不足，例如，制冷劑的一部分會無法蒸發(fā)。這是由于相對于能夠通過熱交換器36回收至制冷劑的熱量(取得熱量、再生熱量)，預先確定制冷劑能夠全部蒸發(fā)的制冷劑流量，因此，當大于該預先確定的流量的制冷劑在熱交換器36中流動時，一部分制冷劑無法蒸發(fā)。這樣，預先確定發(fā)動機轉速的上升量、即上述固定量，以使制冷劑的一部分無法通過熱交換器36蒸發(fā)。另外，如后文所述的圖13那樣，在制冷劑泵為電機151驅動的情況下，只要使電機151的轉速比旁通閥關閥固接標記為0時的電機的轉速高出固定量即可。藉此，在熱交換器36中制冷劑所能接受的熱量會不足，而使一部分制冷劑無法蒸發(fā)。為了使一部分制冷劑無法在熱交換器36中蒸發(fā)這樣的制冷劑流量流動，而預先確定電機轉速的上升量即固定量。

當一部分制冷劑無法通過熱交換器36蒸發(fā)而原樣供給至膨脹機37時，相應地膨脹機37的做功量會減小，由于膨脹機37的做功量減小，因此，膨脹機37的轉速會減小。

這樣，在第二實施方式中，膨脹機前后壓力差限減小處理是使膨脹機37的做功量比不是旁通閥關閥固接時(并非是旁通閥固接成關閉的狀態(tài)的情況)小的膨脹機做功量減小處理。通過減小膨脹機37的做功量，從而能夠減小膨脹機37的轉速。

(第三實施方式)

圖5是表示第三實施方式的朗肯循環(huán)的系統(tǒng)整體的示意結構圖。對于與第一實施方式的圖1相同部分，標注相同的符號。但是，將發(fā)動機冷卻水回路的一部分省略而未示出。此外，關于制冷循環(huán)51，僅示出了冷凝器53。

第一實施方式、第二實施方式以發(fā)動機驅動的車輛1為對象，而第三實施方式以混合動力車輛1’為對象。在混合動力車輛1’中，眾所周知附加有主要由強電蓄電池、將來自強電蓄電池的直流轉換為交流的逆變器、能夠通過來自逆變器的交流旋轉的電機構成的強電系統(tǒng)。在這種情況下，由于構成強電系統(tǒng)的電機及逆變器可能處于高溫，因此，為了不超過對電機及逆變器的功能進行補償?shù)臏囟龋枰獙﹄姍C及逆變器的內(nèi)部進行冷卻。

因而，在將朗肯循環(huán)31適用于混合動力車輛1’中時，改變發(fā)動機驅動的車輛1和冷凝器的結構。即，在第一實施方式、第二實施方式中，冷凝器38是空冷式，而在第三實施方式中，改變?yōu)樗涫?液冷式)的冷凝器38’。

在水冷式冷凝器38’上設置有制冷劑通路38’a和冷卻水通路38’b(冷卻液通路)。制冷劑通路38’a的一方與朗肯循環(huán)31的制冷劑通路43連接，另一方與朗肯循環(huán)31的制冷劑通路44連接。

另一方面，在冷卻水通路38’b中，通過冷卻水通路101、102(冷卻液通路)使通過副散熱器91冷卻后的冷卻水(為了將上述冷卻水區(qū)別于發(fā)動機的冷卻水，以下稱為“第二冷卻水”)循環(huán)。因而，使冷卻水通路101、102各自的一端與冷卻水通路38’b連接，并使冷卻水通路101、102各自的另一端與副散熱器91連接。在此，在對水冷式冷凝器38’的整體進行俯視觀察時，第二冷卻水與朗肯循環(huán)31的制冷劑相互流動的方向為反向。

上述副散熱器91與散熱器11并聯(lián)配置，并通過車速風或冷卻風扇12進行冷卻。在副散熱器91的出口處設置冷卻水泵92，以使第二冷卻水(第二冷卻液)循環(huán)。

冷卻水泵92具有能夠通過電機93驅動對在上述電機93中流動的電流值進行調(diào)節(jié)的電流值調(diào)節(jié)裝置94，并能夠通過上述電流值調(diào)節(jié)裝置94對在電機93中流動的電流值進行占空控制(調(diào)節(jié))。電流值調(diào)節(jié)裝置94的電源為蓄電池。例如，在賦予電流值調(diào)節(jié)裝置94的接通占空值為0％時，電機93處于非驅動狀態(tài)，冷卻水泵92處于非旋轉狀態(tài)。賦予電流值調(diào)節(jié)裝置94的接通占空值為最大的100％時，電機93為驅動狀態(tài)，冷卻水泵92旋轉并噴出最大的流量。

在冷卻水泵92下游的冷卻水通路101上，將電機的冷卻水通路111、逆變器的冷卻水通路112、進而是水冷式的中間冷卻器113串聯(lián)配置，以對構成強電系統(tǒng)的電機及逆變器進行冷卻。藉此，電機及逆變器通過來自副散熱器91的冷卻水而被冷卻到不超過對電機及逆變器的功能進行補償?shù)臏囟?。此外，在冷卻水泵92下游的冷卻水通路101上設置對第二冷卻水溫度進行檢測的溫度傳感器121。

圖6的流程是用于替換第二實施方式的圖4的流程的第三實施方式的流程。即，圖6的流程是用于在旁通閥關閥固接時使膨脹機前后壓力差減小的處理，接著圖2的流程，每隔固定時間(例如每隔10ms)執(zhí)行。對于與第二實施方式的圖4的流程相同的部分，標注相同的符號。

與第二實施方式的圖4的流程不同的部分在于，配合強電系統(tǒng)的追加而追加步驟31～38這一點。首先，在步驟11中觀察旁通閥關閥固接標記(在圖2中設定完成)。在旁通閥關閥固接標記為0時進入步驟31～33。

在步驟31中，通過根據(jù)由溫度傳感器21檢測出的第二冷卻水溫度Tin(℃)來對以圖7為內(nèi)容的圖表進行檢索，從而對在通常時提供至電流值調(diào)節(jié)裝置94的接通占空值Pduty1(％)進行計算。在此，“通常時”是指不是旁通閥關閥固接時的情況。

如圖7中實線所示那樣，通常時的接通占空值Pduty1是第二冷卻水溫度Tin在達到預定值d(℃)之前保持接近于零值的預定值a(％)(恒定)，然后隨著第二冷卻水溫度Tin升高而增大的值。這是由于通過在第二冷卻水溫度Tin大于預定值的溫度區(qū)域內(nèi)，隨著第二冷卻水溫度Tin升高而提高冷卻水泵92的轉速，以增大冷卻水泵92的噴出量，從而能良好地在副散熱器91中進行第二冷卻水的冷卻。另外，通常時提供至電流值調(diào)節(jié)裝置94的接通占空值的特性無需是用實線表示的連續(xù)值，也可以是虛線重疊表示那樣為臺階值。

將在步驟32中計算出的通常時的接通占空值Pduty1轉移至接通占空值Pduty(％)，并在步驟33中將接通占空值Pduty的值輸出至寄存器。

另一方面，在步驟11中旁通閥關閥固接標記為1時，進入步驟34，并將由溫度傳感器121檢測出的第二冷卻水溫度Tin(℃)與預定值b(℃)進行比較。以下，將此處在強電系統(tǒng)的電機及逆變器中流動的第二冷卻水處于過熱狀態(tài)(例如蒸發(fā))，而電機的旋轉降低或是電機無法旋轉的情況稱為“強電系統(tǒng)過熱”。在這樣定義時，預定值b是用于判斷強電系統(tǒng)是否過熱的值，預先進行設定。

在步驟34中，第二冷卻水溫度Tin為預定值b以上時，判斷為因切斷散熱器風扇12而使第二冷卻水無法在副散熱器91中冷卻，強電系統(tǒng)可能發(fā)生過熱。此時，進入步驟35，并向散熱器12發(fā)出接通指令后，執(zhí)行步驟31～33的操作。這是由于相較于旁通閥關閥固接時使膨脹機前后壓力差減小的處理，使強電系統(tǒng)不發(fā)生過熱的處理更為優(yōu)先。不設置副散熱器91專用的風扇，而使散熱器11和副散熱器91共用散熱器風扇12的理由是為了節(jié)省空間及降低成本。然而，由于共用風扇12，因此，在旁通閥關閥固接時減小膨脹機前后壓力差的處理和使強電系統(tǒng)不發(fā)生過熱的處理有時會沖突。因而，在兩者沖突時，使強電系統(tǒng)不發(fā)生過熱的處理更為優(yōu)先。也就是說，在因停止散熱器風扇12而使第二冷卻水無法在副散熱器91中冷卻，使得強電系統(tǒng)可能發(fā)生過熱時，不停止散熱器風扇12。

在步驟34中，在第二冷卻水溫度Tin小于預定值b時，進入步驟36～38。首先，在步驟36中，通過根據(jù)由溫度傳感器21檢測出的第二冷卻水溫度Tin(℃)來對以圖8為內(nèi)容的圖表進行檢索，從而對在旁通閥關閥固接時提供至電流值調(diào)節(jié)裝置94的接通占空值Pduty2(％)進行計算。

如圖8所示，在旁通閥關閥固接時提供至電流值調(diào)節(jié)裝置94的接通占空值Pduty2是在第二冷卻水溫度Tin到達預定值b(℃)之前保持接近于零值的預定值a(％)(固定)。然后，接通占空值Pduty2臺階式地升高，并與通常時的特性一致。為了進行比較，在圖8中用虛線重疊的方式示出通常時的特性。也就是說，在第二冷卻水溫度Tin處于預定值d與預定值b之間，使提供至電流值調(diào)節(jié)裝置94的接通占空值比通常時小，藉此，使電機轉速降低，以使冷卻水泵92的噴出量減小。

當在旁通閥關閥固接時使電機轉速比通常時降低而使冷卻水泵92的噴出量減小時，來自第二冷卻水的散熱量在副散熱器中減小。當來自第二冷卻水的散熱量減小時，制冷劑通過水冷式冷凝器38’釋放至第二冷卻水的散熱量減小。當制冷劑通過水冷式冷凝器38’釋放至第二冷卻水的散熱量減小時，在水冷式冷凝器38’中，制冷劑并沒有像通常那樣進行冷卻。也就是說，由于在旁通閥關閥固接時，水冷式冷凝器38’出口的制冷劑與通常時相比變熱，因此，膨脹機前后壓力差減小

在步驟37中，將計算出的旁通閥關閥固接時的接通占空值Pduty2轉移至接通占空值Pduty(％)，并在步驟38中輸出至向寄存器。

在步驟33、38中輸出至寄存器的接通占空值Pduty通過發(fā)動機控制器71而被提供至電流值調(diào)節(jié)裝置94。

步驟14～步驟16的處理與第一實施方式相同。

這樣，在第三實施方式中，包括：冷卻水通路101、102，該冷卻水通路101、102使第二冷卻水在水冷式冷凝器38’中循環(huán)；冷卻水泵92，該冷卻水泵92能夠對安裝于上述冷卻水通路的第二冷卻水的噴出量進行占空控制；以及副散熱器91，該副散熱器91對第二冷卻水進行冷卻。此外，膨脹機前后壓力差減小處理是使冷卻水泵92的噴出量比不是旁通閥關閥固接時(并非是旁通閥固接成關閉的狀態(tài)的情況)小的噴出量減小處理(參照圖6的步驟11、36、37、38)。通過使冷卻水泵92的噴出量減小，從而能夠使膨脹機前后壓力差減小。

在第三實施方式中，將副散熱器91與對發(fā)動機冷卻水進行冷卻的散熱器11并聯(lián)配置，并通過散熱器風扇12來對在副散熱器91中流動的第二冷卻水進行冷卻。在這種情況下，當冷卻水泵出口的第二冷卻水溫度Tin達到預先確定的預定值b以上之前,停止散熱器風扇12，強電系統(tǒng)可能發(fā)生過熱。另一方面，在第三方式中，在冷卻水泵出口的第二冷卻水溫度Tin為預先確定的預定值b以上時，即使在旁通閥關閥固接時(旁通閥固接成關閉狀態(tài)的情況)下也不停止散熱器風扇12(參照圖6的步驟11、34、35)。藉此，能夠防止強電系統(tǒng)發(fā)生過熱的情況。

(第四、第五實施方式)

圖9、圖11是表示第四、第五實施方式的朗肯循環(huán)的系統(tǒng)整體的示意結構圖。對于與第三實施方式的圖5相同的部分，標注相同的符號。

在第三實施方式中，判斷為了在水冷式冷凝器38’中使從制冷劑釋放的熱量(散熱量)減小，最好在副散熱器91中使從第二冷卻水釋放的熱量(散熱量)減小，并使送風至副散熱器91的散熱器風扇12停止。在這種情況下，由于在向副散熱器91的送風中使用既有的散熱器風扇12，因此，能夠避免部件的成本上升。然而，當停止散熱器風扇12時，不進行向副散熱器91的送風，強電系統(tǒng)可能發(fā)生過熱。也就是說，需要在強電系統(tǒng)不發(fā)生過熱的范圍內(nèi)停止散熱器風扇12，而使散熱器風扇12所能使用的范圍受到限制。

因而，在第四、第五實施方式中，設置有兩個開閉閥131、133；141、143，通過上述兩個開閉閥，使膨脹機前后壓力差比不是旁通閥關閥固接時的膨脹機前后壓力差小，以代替散熱器風扇12。為了使膨脹機前后壓力差減小，在水冷式冷凝器38’中使從第二冷卻水釋放出的熱量(散熱量)比不是旁通閥關閥固接時的熱量小，或是使在水冷式冷凝器38’中制冷劑所能接受的熱量(受熱量)比不是旁通閥關閥固接時的熱量小。其中，在水冷式冷凝器38’中使從第二冷卻液釋放出的熱量比不是旁通閥關閥固接時的熱量小是第四實施方式。因而，在第四實施方式中，如圖9所示，在水冷式的中冷器113與水冷式冷凝器38’間的冷卻水通路101上安裝有常開的第一開閉閥131。在從該第一開閉閥131的上游分叉，并繞過水冷式冷凝器38’的冷卻水通路38’b而與冷卻水通路102合流的旁通冷卻水通路132上，安裝有常閉的第二開閉閥133。

此外，使在水冷式冷凝器38’中制冷劑所能接受的熱量比不是旁通閥關閥固接時的熱量小是第五實施方式。因而，在第五實施方式中，如圖11所示，在單向閥64與水冷式冷凝器38’間的冷卻水通路43上安裝有常開的第三開閉閥141。在從該第三開閉閥141的上游分叉，并繞過水冷式冷凝器38’的冷卻水通路38’a而與冷卻水通路44合流的旁通制冷劑通路142上，安裝有常閉的第四開閉閥143。

圖10、圖12的流程是用于替換第三實施方式的圖6的流程的第四、第五實施方式的流程。即，圖10、圖12的流程是用于在旁通閥關閥固接時使膨脹機前后壓力差減小的處理，其接著圖2的流程，每隔固定時間(例如每隔10ms)執(zhí)行。對于與第三實施方式的圖6的流程相同的部分，標注相同的符號。

在第四實施方式的圖10的流程中，與第三實施方式的圖6的流程不同的部分在于，沒有圖6的流程中的步驟14～16，取而代之，追加有步驟41、42這一點。即，在步驟41、42中，為了在水冷式冷凝器38’中使從第二冷卻水釋放的熱量減小，而向第一開閉閥131發(fā)出關閥指令，并向第二開閉閥發(fā)出開閥指令。藉此，由于第二冷卻水不會在水冷式冷凝器38’中流動(在旁通冷卻水通路132中流動)，因此，在水冷式冷凝器38’中從第二冷卻水釋放的熱量會減小，相應地水冷式冷凝器38’出口的制冷劑溫度也會上升。

此外，在第五實施方式的圖12的流程中，與第三實施方式的圖6的流程不同的部分在于，沒有圖6的流程中的步驟14～16，取而代之，追加有步驟51、52這一點。即，在步驟51、52中，為了使在水冷式冷凝器38’中制冷劑所能接受的熱量減小，向第三開閉閥141發(fā)出關閥指令，并向第四開閉閥143發(fā)出開閥指令。藉此，由于制冷劑繞過水冷式冷凝器38’而在制冷劑通路142中流動，因此，在水冷式冷凝器38’中制冷劑所能接受的熱量減小，相應地相當于水冷式冷凝器38’出口處的制冷劑溫度也會上升。

在第四實施方式中，包括：冷卻水通路101、102，該冷卻水通路101、102使第二冷卻水在水冷式冷凝器38’中循環(huán)；冷卻水泵92，該冷卻水泵92安裝于上述冷卻水通路，并對所述第二冷卻水的噴出量進行占空控制；以及副散熱器91，該副散熱器91對第二冷卻水進行冷卻。此外，膨脹機前后壓力差減小處理是使在水冷式冷凝器38’中從制冷劑釋放的熱量比不是旁通閥關閥固接時(并非是旁通閥固接成關閉的狀態(tài)的情況)小的散熱量減小處理(參照圖10的步驟11、41、42)。通過使在水冷式冷凝器38’中從第二冷卻水釋放的熱量(散熱量)減小，從而能使膨脹機前后壓力差減小。

在第五實施方式中，包括：冷卻水通路101、102，該冷卻水通路101、102使第二冷卻水在水冷式冷凝器38’中循環(huán)；冷卻水泵92，該冷卻水泵92安裝于上所述冷卻水通路，并對第二冷卻水的噴出量進行占空控制；以及副散熱器91，該副散熱器91對第二冷卻水進行冷卻。此外，膨脹機前后壓力差減小處理是使在水冷式冷凝器38’中制冷劑所能接受的熱量比不是旁通閥關閥固接時的情況(并非是旁通閥固接成關閉的狀態(tài)的情況)小的受熱量減小處理(參照圖12的步驟11、51、52)。通過在水冷式冷凝器38’中制冷劑所能接受的熱量(受熱量)減小，從而能夠減小膨脹機前后壓力差。

根據(jù)第四、第五實施方式，雖然由于各自追加設置有兩個開閉閥131、133；141、143，因此，雖然部件的成本有所上升，但是不需要考慮伴隨著停止散熱器風扇12而使強電系統(tǒng)可能發(fā)生過熱的情況。能使各自的兩個開閉閥門131、133；141、143所能使用的范圍不會受到限制。

在第四實施方式中，將兩個開閉閥131、133切換為全開和全閉的兩個位置的情況進行了說明，但是并不限于上述情況。例如，采用能夠調(diào)節(jié)流量的各自的兩個流量調(diào)節(jié)閥來代替各自的兩個開閉閥131、133。此外，也可以以如下方式對各自兩個流量調(diào)節(jié)閥進行控制，即，在旁通閥關閥固接時，在水冷式冷凝器38’的冷卻水通路38’b中流動的第二冷卻水的流量被節(jié)流，且剩余的第二冷卻水在旁通冷卻水通路132中流動。另外，也可以不設置兩個流量調(diào)節(jié)閥，而在旁通冷卻水通路132的分叉部上設置一個流量調(diào)節(jié)閥，這一個流量調(diào)節(jié)閥能夠對在水冷式冷凝器38’的冷卻水通路38’b中流動的第二冷卻水的流量和在旁通冷卻水通路132的第二冷卻水中流動的流量進行調(diào)節(jié)。

同樣地，雖然在第五實施方式中，將兩個開閉閥141、143切換為全開和全閉的兩個位置的情況進行了說明，但是并不限于該情況。例如，采用能夠調(diào)節(jié)流量的各自的兩個流量調(diào)節(jié)閥來代替各自的兩個開閉閥141、143。此外，也可以以如下方式對各自的兩個流量調(diào)節(jié)閥進行控制，即，在旁通閥關閥固接時，使在水冷式冷凝器38’的制冷劑通路38’a中流動的制冷劑的流量節(jié)流，且剩余的制冷劑在旁通制冷劑通路142中流動。另外，也可以不設置兩個流量調(diào)節(jié)閥，而在旁通制冷劑通路142的分叉部上設置一個流量調(diào)節(jié)閥，這一個流量調(diào)節(jié)閥能夠對在水冷式冷凝器38’的制冷劑通路38’a中流動的制冷劑流量和在旁通制冷劑通路142中流動的制冷劑流量進行調(diào)節(jié)。

(第六實施方式)

圖13是表示第六實施方式的朗肯循環(huán)的系統(tǒng)整體的示意結構圖。對于與第一實施方式的圖1相同部分，標注相同的符號。

在第一實施方式中，制冷劑泵32的軸與膨脹機37的輸出軸連結配置在相同的軸上，以通過膨脹機37產(chǎn)生的輸出(動力)來驅動制冷劑泵32，并且經(jīng)由帶傳動機構將產(chǎn)生動力供給至發(fā)動機2的輸出軸的結構。另一方面，第六實施方式與第一實施方式同樣地，以發(fā)動機驅動的車輛1為對象。但是，制冷劑泵32的結構與第一實施方式稍稍不同。即，膨脹機37的輸出軸與發(fā)動機2的輸出軸平行設置，并經(jīng)由膨脹機離合器35且通過傳動結構(33、34、2a)將這兩個軸連結，制冷劑泵32受到電機151驅動。

即使在這種制冷劑泵32與膨脹機37并非是同軸構成的第六實施方式的結構的情況下，也能夠原樣使用第一、第二實施方式的圖2～圖4的流程，并能夠起到與第一、第二實施方式相同的作用效果。

在第三、第四、第五實施方式中，以水冷式冷凝器38’的方式進行了說明，但冷凝器并未必需是水冷式，只要是液冷式的冷凝器便可。

符號說明

1 發(fā)動機驅動車輛；

1’ 混合動力車輛；

2 發(fā)動機；

2a 曲軸帶輪(傳動機構的一部分)；

31 朗肯循環(huán)；

32 制冷劑泵；

33 泵輪(傳動機構的一部分)；

34 帶(傳動機構的一部分)；

35 膨脹機離合器(電磁離合器)；