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Title:
WASTE HEAT UTILIZATION DEVICE FOR INTERNAL COMBUSTION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/133620
Kind Code:
A1
Abstract:
A waste heat utilization device (2) for an internal combustion (6) comprises a heat medium circuit (8) in which a heat medium which is allowed to take on waste heat by at least any one of the internal combustion (6) and a heat source member of the internal combustion (6) is circulated according to the operation of the internal combustion (6) and a Rankine cycle circuit (4) which comprises heating units (10, 12) for exchanging heat with at least one of the heat medium and the heat source member and heating an operating fluid, an expansion device (14) for expanding the operating fluid routed through the heating units (10, 12) and generating driving force, and a condenser (16)for condensing the operating fluid routed through the expansion device (14) and in which the operating fluid routed through the condenser (16) is circulated through the heating units (10, 12). The waste heat utilization device controls the flow rate of at least any one of the heat medium and the heat source member which exchange heat with the operating fluid in the heating units (10, 12) according to the operation of the internal combustion (6).

Inventors:
KASUYA JUNICHIRO (JP)
KANOU YASUAKI (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/058384
Publication Date:
November 05, 2009
Filing Date:
May 01, 2008
Export Citation:
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Assignee:
SANDEN CORP (JP)
KASUYA JUNICHIRO (JP)
KANOU YASUAKI (JP)
International Classes:
F25B27/02; F01K23/06; F01K23/10; F01N5/02; F02G5/00; F02G5/02
Foreign References:
JP2005282363A2005-10-13
JP2005201067A2005-07-28
JP2540738B21996-10-09
JPS5799222A1982-06-19
JP2540738B21996-10-09
JPS5799222A1982-06-19
Other References:
See also references of EP 2284458A4
Attorney, Agent or Firm:
NAGATO, KANJI (JP)
Akira Nagato 2 (JP)
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Claims:
内燃機関の廃熱利用装置であって、
 少なくとも該内燃機関及び該内燃機関の熱源体の何れか一つにより廃熱を帯びる熱媒体が該内燃機関の作動に応じて循環する熱媒体回路と、
 少なくとも前記熱媒体及び前記熱源体の何れか一つと熱交換して作動流体を加熱する加熱部、該加熱部を経由した作動流体を膨張させて駆動力を発生する膨張機、該膨張機を経由した作動流体を凝縮させる凝縮器を具備し、該凝縮器を経由した作動流体が前記加熱部を経由して循環するランキンサイクル回路とを備え、
 前記内燃機関の作動に応じ前記加熱部において作動流体と熱交換する少なくとも前記熱媒体及び前記熱源体の何れか一つの流量を制限する。
請求項1の内燃機関の廃熱利用装置であって、
 前記熱媒体は前記内燃機関を冷却する冷却水であり、前記熱媒体回路は前記冷却水を冷却するラジエータを有し、前記内燃機関の作動に応じた流量の冷却水が前記内燃機関、前記加熱部、前記ラジエータを順次経由して循環する冷却水回路であって、
 前記冷却水回路は、前記加熱部をバイパスするバイパス路と、前記冷却水を該バイパス路と前記加熱部とに配分して流入させることにより、前記冷却水回路における前記冷却水の循環を維持しながら前記加熱部へ流入する冷却水量を制限する流量配分制御手段を有する。
請求項2の内燃機関の廃熱利用装置であって、
 前記流量配分制御手段は、前記加熱部の前後の差圧を検出する差圧センサと、該差圧センサで検出された差圧に応じて前記加熱部へ流入する冷却水の流量を制限するべく駆動される操作端とからなる。
請求項3の内燃機関の廃熱利用装置であって、
 前記加熱部は、前記冷却水の流れ方向からみて前記ラジエータと直列に設けられ、前記内燃機関を経由した冷却水と熱交換して作動流体を加熱する蒸発器を含み、
 前記流量配分制御手段は、前記冷却水回路を循環する冷却水の温度を検出する冷却水温度センサを更に含み、該冷却水温度センサで検出された冷却水の温度が所定の設定温度以下のとき、前記内燃機関を経由した冷却水を前記バイパス路のみに流入させるべく前記操作端を駆動する。
請求項4の内燃機関の廃熱利用装置であって、
 前記熱源体は前記内燃機関から排ガス管を介して排出される排ガスであり、前記加熱部は前記排ガス管内に設けられる排ガス熱交換器を含み、
 前記ランキンサイクル回路は、前記作動流体を循環させるべく駆動される作動流体ポンプを更に含む。
請求項5の内燃機関の廃熱利用装置であって、
 前記流量配分制御手段は、前記冷却水回路を循環する冷却水の温度を検出する冷却水温度センサを更に含み、該冷却水温度センサで検出された冷却水の温度が所定の設定温度以下のとき、前記作動流体ポンプの駆動を停止するとともに、前記内燃機関を経由した冷却水を前記排ガス熱交換器に流入させるべく前記操作端を駆動する。
請求項5の内燃機関の廃熱利用装置であって、
 前記流量配分制御手段は、前記蒸発器のみをバイパスする第2バイパス路と、該第2バイパス路に設けられ、前記冷却水温度センサで検出された冷却水の温度に応じて前記蒸発器へ流入する冷却水の流量を制限するべく駆動される第2操作端とを更に含み、前記冷却水温度センサで検出された冷却水の温度が所定の設定温度以下のとき、前記内燃機関を経由した冷却水を前記排ガス熱交換器のみに流入させるべく前記操作端及び前記第2操作端を駆動する。
請求項3乃至7の何れかの内燃機関の廃熱利用装置であって、
 前記操作端は、前記差圧センサから検出された差圧に応じて該操作端の作動位置が連続的に可変駆動されるリニア三方弁である。
請求項3乃至7の何れかの内燃機関の廃熱利用装置であって、
 前記操作端は、前記差圧センサから検出された差圧に応じて連続的に可変駆動されるリニアポンプである。
請求項1の内燃機関の廃熱利用装置であって、
 前記熱媒体は前記内燃機関を冷却する冷却水であって、前記熱源体は前記内燃機関から排ガス管を介して排出される排ガスであり、前記排ガス管内に、前記内燃機関を経由した冷却水を排ガスにより加熱する排ガス熱交換器が設けられ、
 前記加熱部は、前記排ガス熱交換器と前記排ガス熱交換器を経由した冷却水と熱交換して作動流体を加熱する蒸発器とから構成され、
 前記熱媒体回路は前記内燃機関の作動に応じた流量の冷却水が前記内燃機関、前記排ガス熱交換器、前記蒸発器を順次経由して循環する冷却水回路であって、
 前記冷却水回路は、前記排ガス熱交換器において前記冷却水が前記排ガスから吸熱する吸熱量を前記内燃機関の作動状態に応じて制限する吸熱量制御手段を有する。
請求項10の内燃機関の廃熱利用装置であって、
 前記吸熱量制御手段は、前記内燃機関の作動状態を検出する検出端と、該検出端から検出される信号に応じて前記吸熱量を制限する操作端とからなり、
 前記ランキンサイクル回路は、前記作動流体を循環させるべく駆動される作動流体ポンプを更に含み、
 前記吸熱量制御手段は、前記検出端にて検出された前記内燃機関の作動状態が該内燃機関の暖機を要求するものであるとき、前記ポンプの駆動を停止し、且つ前記吸熱量が大きくなるように前記操作端を駆動する。
請求項11の内燃機関の廃熱利用装置であって、
 前記冷却水回路は、前記蒸発器をバイパスする蒸発器バイパス路と、該蒸発器バイパス路と前記蒸発器の下流との合流点に設置され、該合流点における冷却水の温度が所定の設定温度以上のとき、前記冷却水を前記蒸発器に通水させるサーモスタットとを更に有し、
 前記検出端は、前記冷却水回路を循環する冷却水の温度を検出する冷却水温度センサであって、
 前記吸熱量制御手段は、前記冷却水温度センサにて検出された冷却水の温度が前記所定の設定温度以上に設定された所定の第2設定温度より大きいとき、前記吸熱量が小さくなるように前記操作端を駆動する。
請求項11の内燃機関の廃熱利用装置であって、
 前記検出端は、前記排ガスの温度を検出する排ガス温度センサであって、
 前記吸熱量制御手段は、前記排ガス温度センサにて検出された排ガスの温度が所定の第3設定温度より大きいとき、前記吸熱量が小さくなるように前記操作端を駆動する。
請求項11乃至13の何れかの内燃機関の廃熱利用装置であって、
 前記冷却水回路は、前記排ガス熱交換器をバイパスする排ガス熱交換器バイパス路を更に有し、
 前記操作端は、前記検出端からの信号に応じて、前記内燃機関を経由した冷却水を前記排ガス熱交換器バイパス路と前記排ガス熱交換器とに配分して流入させ、前記排ガス熱交換器へ流入する冷却水量を制限するべく連続的に可変駆動されるリニア三方弁である。
請求項11乃至13の何れかの内燃機関の廃熱利用装置であって、
 前記操作端は、前記検出端からの信号に応じて、前記排ガスを前記排ガス管内において前記排ガス熱交換器側と反排ガス熱交換器側とに配分して流入させ、前記排ガス熱交換器にて冷却水と熱交換される排ガス量を制限するべく連続的に可変駆動されるリニアダンパである。
Description:
内燃機関の廃熱利用装置

 本発明は、内燃機関の廃熱利用装置に係 、詳しくは、車両に搭載されて好適な内燃 関の廃熱利用装置に関する。

 内燃機関の廃熱利用装置としては、例えば 両のエンジンにおいて、冷凍サイクルの構 部品を利用してランキンサイクル回路を形 することでエンジンの廃熱を動力回収し、 の回収した動力でエンジンの軸出力をアシ トする技術が知られている。
 具体的には、エンジンの冷却水回路にラジ ータを設け、このラジエータを冷凍サイク に設けられた蒸発器と直列に配置すること 冷却水を効率的に冷却する冷却水回路が公 である(特許文献1:日本国特許第2540738号公報 参照)。
 また、冷却水回路にエンジンを冷却した後 冷却水をエンジンの排ガス熱で更に加熱す 排ガス熱交換器を設け、この排ガス熱交換 を経由した冷却水を蒸発器に送ることでエ ジンの廃熱を効率的に回収するランキンサ クル回路が公知である(特許文献2:日本国特 昭57-99222号公報参照)。

 しかしながら、上記特許文献1では、冷却水 回路に多量の冷却水が循環すると、蒸発器に おける冷却水の通水抵抗が大きくなり、冷却 水回路における冷却水の循環が阻害され、ラ ジエータでの冷却性能が低下するとの問題が ある。
 一方、上記特許文献2では、冷却水を排ガス 熱で加熱する分、エンジン本体を充分に冷却 し得る冷却水温度まで冷却水から吸熱するに は蒸発器の熱容量を大きくせざるを得ず、蒸 発器及び凝縮器、ひいては廃熱利用装置が大 型化するとの問題がある。

 本発明は、このような課題に鑑みてなされ もので、内燃機関の冷却水回路とランキン イクル回路との両方を適正に機能させなが 、廃熱利用装置の小型化、軽量化を実現す ことができる内燃機関の廃熱利用装置を提 することを目的とする。
 上記の目的を達成するべく、本発明の内燃 関の廃熱利用装置は、少なくとも内燃機関 び内燃機関の熱源体の何れか一つにより廃 を帯びる熱媒体が内燃機関の作動に応じて 環する熱媒体回路と、少なくとも熱媒体及 熱源体の何れか一つと熱交換して作動流体 加熱する加熱部、該加熱部を経由した作動 体を膨張させて駆動力を発生する膨張機、 膨張機を経由した作動流体を凝縮させる凝 器を含み、該凝縮器を経由した作動流体が 熱部を経由して循環するランキンサイクル 路とを備え、内燃機関の作動に応じ加熱部 おいて作動流体と熱交換する少なくとも熱 体及び熱源体の何れか一つの流量を制限す ことを特徴としている。

 上記した内燃機関の廃熱利用装置によれば 加熱部において作動流体と熱交換する熱媒 の流量を制限することにより、内燃機関の 力が増大し、ひいてはその廃熱が増大して 媒体回路に循環する熱媒体の流量が増大し としても、加熱部における熱媒体の通水抵 によって熱媒体の循環が阻害されることを 止できる。
 また、加熱部において作動流体と熱交換す 少なくとも熱媒体及び熱源体の何れか一つ 流量を制限することにより、内燃機関の最 出力時における熱媒体からの作動流体の吸 量を制限することができるため、ランキン イクル回路の加熱部及び凝縮器の熱容量を さくすることができる。従って、内燃機関 熱媒体回路とランキンサイクル回路との両 を適正に機能させながら、廃熱利用装置の 型化、軽量化を実現することができる。
 好適な態様として、上記した内燃機関の廃 利用装置において、熱媒体は内燃機関を冷 する冷却水であって、熱媒体回路は冷却水 冷却するラジエータを有し、内燃機関の作 に応じた流量の冷却水が内燃機関、加熱部 ラジエータを順次経由して循環する冷却水 路であって、冷却水回路は、加熱部をバイ スするバイパス路と、冷却水を該バイパス と加熱部とに配分して流入させることによ 、冷却水回路における冷却水の循環を維持 ながら加熱部へ流入する冷却水量を制限す 流量配分制御手段を有する。

 この構成によれば、冷却水回路を循環する 却水の流量が増大したとしても、冷却水の 大分を加熱部へ流さずにバイパス路に流す とにより加熱部における冷却水の通水抵抗 よって冷却水の循環が阻害されることを防 できる。
 好適な態様として、上記した内燃機関の廃 利用装置において、流量配分制御手段は、 熱部の前後の差圧を検出する差圧センサと 該差圧センサで検出された差圧に応じて加 部へ流入する冷却水の流量を制限するべく 動される操作端とからなる。
 この構成によれば、加熱部における冷却水 通水抵抗を差圧によって直接に監視するこ ができるため、流量配分制御手段に係る制 の制御応答性が向上し、冷却水回路及びラ キンサイクル回路の両方を適正に且つ確実 機能させることができる。

 好適な態様として、上記した内燃機関の廃 利用装置において、加熱部は、冷却水の流 方向からみてラジエータと直列に設けられ 内燃機関を経由した冷却水と熱交換して作 流体を加熱する蒸発器を含み、流量配分制 手段は、冷却水回路を循環する冷却水の温 を検出する冷却水温度センサを更に含み、 冷却水温度センサで検出された冷却水の温 が所定の設定温度以下のとき、内燃機関を 由した冷却水をバイパス路のみに流入させ べく操作端を駆動する。
 この構成によれば、ランキンサイクル回路 過大な熱利用による冷却水の過冷却が防止 れ、特に内燃機関の始動時にはランキンサ クル回路が機能しないため、内燃機関が冷 水で冷却されることなくその暖機を迅速に 施可能となり、内燃機関の燃費悪化が防止 れ、ひいては冷却水回路及びランキンサイ ル回路の両方の機能を常に適正化すること できる。
 好適な態様として、上記した内燃機関の廃 利用装置において、熱源体は内燃機関から ガス管を介して排出される排ガスであり、 熱部は排ガス管内に設けられる排ガス熱交 器を含み、ランキンサイクル回路は、作動 体を循環させるべく駆動される作動流体ポ プを更に含む。

 更に、流量配分制御手段は、冷却水回路を 環する冷却水の温度を検出する冷却水温度 ンサを更に含み、該冷却水温度センサで検 された冷却水の温度が所定の設定温度以下 とき、作動流体ポンプの駆動を停止すると もに、内燃機関を経由した冷却水を排ガス 交換器に流入させるべく操作端を駆動する
 これらの構成によれば、内燃機関の始動時 はランキンサイクル回路の機能を停止して 発器での冷却水からの吸熱を行わず、且つ 却水回路を循環する冷却水の全量を排ガス 交換器で加熱できるため、内燃機関の暖機 更に迅速に実施することができる。
 好適な態様として、上記した内燃機関の廃 利用装置において、流量配分制御手段は、 発器のみをバイパスする第2バイパス路と、 該第2バイパス路に設けられ、冷却水温度セ サで検出された冷却水の温度に応じて蒸発 へ流入する冷却水の流量を制限するべく駆 される第2操作端とを更に含み、冷却水温度 ンサで検出された冷却水の温度が所定の設 温度以下のとき、内燃機関を経由した冷却 を排ガス熱交換器のみに流入させるべく操 端及び第2操作端を駆動する。

 この構成によれば、内燃機関の始動時には ランキンサイクル回路を停止しなくても蒸 器での冷却水からの吸熱を行わないように き、且つ冷却水回路を循環する冷却水の全 を熱交換器で加熱できる。更には、蒸発器 バイパスすることにより、蒸発器における 却水回路の圧力損失がなくなり、冷却水の 環が促進され、内燃機関の暖機をより一層 速に実施することができる。
 好適な態様として、上記した内燃機関の廃 利用装置において、操作端は、差圧センサ ら検出された差圧に応じて該操作端の作動 置が連続的に可変駆動されるリニア三方弁 あり、或いは、操作端は、差圧センサから 出された差圧に応じて連続的に可変駆動さ るリニアポンプである。
 これらの構成によれば、冷却水の全流量領 に亘って差圧センサで検出された差圧に応 て加熱部へ流入する冷却水の流量をきめ細 く制御することができるため、加熱部とバ パス路とに配分して冷却水を流入する流量 分の精度が向上し、冷却水回路及びランキ サイクル回路をより適正に機能させること できる。

 好適な態様として、上記した内燃機関の廃 利用装置において、熱媒体は内燃機関を冷 する冷却水であって、熱源体は内燃機関か 排ガス管を介して排出される排ガスであり 排ガス管内に、内燃機関を経由した冷却水 排ガスにより加熱する排ガス熱交換器が設 られ、加熱部は、排ガス熱交換器と該排ガ 熱交換器を経由した冷却水と熱交換して作 流体を加熱する蒸発器とから構成され、熱 体回路は内燃機関の作動に応じた流量の冷 水が内燃機関、排ガス熱交換器、蒸発器を 次経由して循環する冷却水回路であって、 却水回路は、排ガス熱交換器において冷却 が排ガスから吸熱する吸熱量を内燃機関の 動状態に応じて制限する吸熱量制御手段を する。
 この構成によれば、内燃機関の冷却要求が も高い内燃機関の最大出力時においては、 却水が熱媒体体から吸熱しないようにする とでランキンサイクル回路の蒸発器及び凝 器の熱容量を小さくすることができる。従 て、冷却水回路及びランキンサイクル回路 適正に機能させながら、蒸発器及び凝縮器 含むランキンサイクル回路、ひいては、廃 利用装置の小型化、軽量化を実現すること できる。

 好適な態様として、上記した内燃機関の廃 利用装置において、吸熱量制御手段は、内 機関の作動状態を検出する検出端と、該検 端から検出される信号に応じて吸熱量を制 する操作端とからなり、ランキンサイクル 路は、作動流体を循環させるべく駆動され 作動流体ポンプを更に含み、吸熱量制御手 は、検出端にて検出された内燃機関の作動 態が該内燃機関の暖機を要求するものであ とき、ポンプの駆動を停止し、且つ吸熱量 大きくなるように操作端を駆動する。
 この構成によれば、内燃機関の始動時には ランキンサイクル回路の機能を停止して蒸 器における冷却水からの吸熱を実施しない め、内燃機関の暖機を迅速に実施すること できる。

 好適な態様として、上記した内燃機関の廃 利用装置において、冷却水回路は、蒸発器 バイパスする蒸発器バイパス路と、該蒸発 バイパス路と蒸発器の下流との合流点に設 され、該合流点における冷却水の温度が所 の設定温度以上のとき、冷却水を蒸発器に 水させるサーモスタットとを更に有し、検 端は、冷却水回路を循環する冷却水の温度 検出する冷却水温度センサであって、吸熱 制御手段は、冷却水温度センサにて検出さ た冷却水の温度が所定の設定温度以上に設 された所定の第2設定温度より大きいとき、 吸熱量が小さくなるように操作端を駆動する 。
 この構成によれば、冷却水からの吸熱量を さくする要求があるときには、吸熱量制御 段による制御を切換弁の制御より優先させ 制御同士の干渉を防止し、吸熱量制御手段 より確実に機能させることができる。

 好適な態様として、上記した内燃機関の廃 利用装置において、検出端は、排ガスの温 を検出する排ガス温度センサであって、吸 量制御手段は、排ガス温度センサにて検出 れた排ガスの温度が所定の第3設定温度より 大きいとき、吸熱量が小さくなるように操作 端を駆動する。
 この構成によれば、検出された冷却水温度 応じて操作端を駆動する場合に比して吸熱 制御の制御応答性を大幅に向上することが きる。
 好適な態様として、上記した内燃機関の廃 利用装置において、冷却水回路は、排ガス 交換器をバイパスする排ガス熱交換器バイ ス路を更に有し、操作端は、検出端からの 号に応じて、内燃機関を経由した冷却水を ガス熱交換器バイパス路と排ガス熱交換器 に配分して流入させ、排ガス熱交換器へ流 する冷却水量を制限するべく連続的に可変 動されるリニア三方弁である。

 この構成によれば、冷却水回路を循環する 却水の流量が増大したとしても、冷却水の 熱量をランキンサイクル回路の熱容量に合 せて適正に制御しながら、冷却水の増大分 熱交換器へ流さずに熱交換器バイパス路に すことにより蒸発器における冷却水の通水 抗によって冷却水の循環が阻害されること 防止できる。従って、吸熱量制御手段によ 制御を実施しながら内燃機関の冷却性能を 持することができる。
 好適な態様として、上記した内燃機関の廃 利用装置において、操作端は、検出端から 信号に応じて、排ガスを排ガス管内におい 排ガス熱交換器側と反排ガス熱交換器側と 配分して流入させ、排ガス熱交換器にて冷 水と熱交換される排ガス量を制限するべく 続的に可変駆動されるリニアダンパである
 この構成によれば、冷却水の吸熱量をラン ンサイクル回路の熱容量に合わせてより正 に且つ迅速に制御でき、吸熱量制御手段の 御精度及び制御応答性を大幅に向上するこ ができる。

本発明の第1実施形態に係る内燃機関の 廃熱利用装置を示した模式図、 図1のECUで実行される温度バルブ開度制 御の制御ルーチンを示したフローチャート、 図1のECUで実行される差圧バルブ開度制 御の制御ルーチンを示したフローチャート、 本発明の第2実施形態に係る内燃機関の 廃熱利用装置を示した模式図、 本発明の第3実施形態に係る内燃機関の 廃熱利用装置を示した模式図、 本発明の第4実施形態に係る内燃機関の 廃熱利用装置を示した模式図、 図6のECUで実行される温度バルブ開度制 御の制御ルーチンを示したフローチャート、 図6のECUで実行される差圧バルブ開度制 御の制御ルーチンを示したフローチャート、 本発明の第5実施形態に係る内燃機関の 廃熱利用装置を示した模式図、 本発明の第6実施形態に係る内燃機関 廃熱利用装置を示した模式図、 図10のECUで実行される温度バルブ開度 御の制御ルーチンを示したフローチャート 本発明の第7実施形態に係る内燃機関 廃熱利用装置を示した模式図、 図12のECUで実行されるエンジン暖機制 の制御ルーチンを示したフローチャート、 図12のECUで実行される吸熱量制御の制 ルーチンを示したフローチャート、 本発明の第8実施形態に係る内燃機関 廃熱利用装置を示した模式図、 図15のECUで実行されるエンジン暖機制 の制御ルーチンを示したフローチャート、 図15のECUで実行される吸熱量制御の制 ルーチンを示したフローチャートである。

 以下、図面により本発明の実施形態につい 、先ず、第1実施形態から説明する。
 図1は本実施形態の内燃機関の廃熱利用装置 2の構成を概略的に示した模式図であって、 の廃熱利用装置2は、作動流体としての冷媒 循環するランキンサイクル回路4と、例えば 車両のエンジン(内燃機関)6を冷却する冷却水 (熱媒体)が循環する冷却水回路(熱媒体回路)8 から構成されている。
 ランキンサイクル回路4は、冷媒の循環路に 、冷媒の流れ方向からみて蒸発器(加熱部)10 排ガス熱交換器(加熱部)12、膨張機14、凝縮 16、受液器18、冷媒ポンプ(作動流体ポンプ)20 が順次介挿された閉回路である。
 蒸発器10は、ランキンサイクル回路4を循環 る冷媒と冷却水回路8を循環する冷却水との 間で熱交換して冷媒を加熱する熱交換器であ る。

 排ガス熱交換器12は、エンジン6の排ガス(熱 源体)が流出される排ガス管22内に設けられ、 蒸発器10にて冷却水により加熱された冷媒を ガス管22を流れる排ガスにより更に加熱す 。
 膨張機14は、蒸発器10及び排ガス熱交換器12 加熱され過熱蒸気の状態となる冷媒の膨張 よって回転駆動力を発生させる流体機器で る。また、膨張機14には発電機24が接続され 、発電機24を介して膨張機14で発生した回転 動力を電力に変換して廃熱利用装置2の外部 利用可能である。
 凝縮器16は、膨張機14を経由した冷媒を外気 との熱交換により凝縮液化する熱交換器であ る。また、受液器18は、凝縮器16で凝縮され 冷媒を気液二層に分離し、分離された液冷 のみをポンプ20側に流出し、ポンプ20により 送された液冷媒は再び蒸発器10に流入する

 一方、冷却水回路8は、エンジン6から延設 れた冷却水の循環路に、冷却水の流れ方向 らみてラジエータ26、サーモスタット28、水 ンプ30が順次介挿されている。
 ラジエータ26は、蒸発器10と直列に配列され 、蒸発器10を経由した冷却水を外気との熱交 により更に冷却する。
 サーモスタット28は、冷却水をその冷却水 度に応じてラジエータ26へ通水させるか、ま たはラジエータ26のバイパス路32へ通水させ かを択一的に選択可能な機械式の切換弁で る。バイパス路32は、蒸発器10とラジエータ2 6とを接続する循環路のうちの流路8aから分岐 してラジエータ26を迂回し、サーモスタット2 8の入口ポートの一つに接続されている。こ により、サーモスタット28は冷却水温度に応 じてラジエータ26へ通水する冷却水の流量を 分制御し、エンジン6の本体温度を略一定に 保持してエンジン6の過熱を防止している。
 ポンプ30は、エンジン6に装着され、エンジ 6の回転数に応じて作動し、冷却水回路8に 却水を好適に循環させる。

 ところで、本実施形態では、エンジン6と蒸 発器10との間にリニア三方弁(操作端、三方弁 )34が設けられている。三方弁34は、その駆動 に入力される入力信号に比例して1つの弁体 を連続的に可変駆動することにより、その入 口ポートに流入する冷却水を2つの出口ポー に配分して流出させるとともに、これら各 分流量を微調整可能な電動弁である。
 詳しくは、三方弁34の入口ポートには、エ ジン6から延設される冷却水回路8の流路8bが 続され、各出口ポートには、蒸発器10を迂 して蒸発器10の下流に合流するバイパス路36 蒸発器10まで延設される流路8cがそれぞれ接 続されている。

 また、三方弁34は冷却水回路8の全体からみ 大きな圧力損失要素とはならない構造とな ており、流路8bを流れる冷却水は三方弁34に よってバイパス路36と流路8cとに配分して流 される
 バイパス路36は、ラジエータ26のバイパス路 32と一部が共用されており、この共用路8dと 路8cとからはそれぞれ冷却水圧力が導出され 、これら導出された圧力は差圧センサ38に入 されており、差圧センサ38は蒸発器10の前後 における差圧δPを検出している。
 他のセンサとしては、バイパス路32に冷却 温度Tを検出する温度センサ40が設けられる 、エンジン6の本体温度Teを直接検出するエ ジン温度センサ42、エンジン6の回転数を検 する回転数センサ44がエンジン6に装着され いる。

 これら検出端たる各センサ38,40,42,44、及び 作端たる三方弁34は廃熱利用装置2を含む車 の総合的な制御を行う電子コントロールユ ット(ECU)46に電気的に接続されており、ECU46 、差圧センサ38及び温度センサ40から検出さ る入力信号に基づいて、三方弁34の所望の 口ポートを所望の開度に駆動制御すべく信 を出力する。
 詳しくは、差圧センサ38で検出される蒸発 10の前後の差圧δPに応じて三方弁34を駆動す 差圧バルブ開度制御たるサブ制御ルーチン 実行され、このサブ制御ルーチンは、温度 ンサ40にて検出される冷却水温度Tに応じて 圧バルブ開度制御の実行、停止を制御する 度バルブ開度制御たるメイン制御ルーチン 支配されており、これら制御ルーチンはECU4 6内で処理されている(流量配分制御手段)。
 以下、図2に示されるフローチャートを参照 して、当該温度バルブ開度制御について説明 する。

 先ず、温度バルブ開度制御が開始されるとS 1(以下、Sはステップを表す)に移行する。
 S1では、温度センサ40にて検出された冷却水 温度Tが所定の設定温度T L 以下であるか否かを判別する。判別結果が真 (Yes)で冷却水温度Tが設定温度T L 以下と判定された場合にはS2に移行し、判別 果が偽(No)で冷却水温度Tが設定温度T L より大きいと判定された場合にはS3に移行す 。
 S2では、差圧バルブ開度制御を実行してい ときにはこれを停止してS4に移行する。
 S4では、三方弁34を強制的にバイパス路36側 全開させるとともに流路8c側に全閉させて 制御ルーチンをリターンする。
 一方、S3では、差圧バルブ開度制御を実行 て本制御ルーチンをリターンする。

 以下、図3に示されるフローチャートを参照 して上記S3において実行される差圧バルブ開 制御について説明する。
 先ず、差圧バルブ開度制御が開始されるとS 11に移行する。
 S11では、差圧センサ38で検出された差圧δP 所定の設定差圧δP H 以下であるか否かを判別する。判別結果が真 (Yes)で差圧δPが設定差圧δP H 以下と判定された場合にはS12に移行し、判別 結果が偽(No)で差圧δPが設定差圧δP H より大きいと判定された場合にはS13に移行す る。
 S12では、三方弁34を流路8c側に開駆動させる とともにバイパス路36側に閉駆動させて本制 ルーチンをリターンする。
 一方、S13では、三方弁34をバイパス路36側に 開駆動させるとともに流路8c側に閉駆動させ 本制御ルーチンをリターンする。

 以上のように、本実施形態では、差圧バル 開度制御を実行することにより、エンジン6 の作動状況の変化によって冷却水の全流量Ft 変動しても、蒸発器配分流量Feを略一定或 はそれ以下に制限することができる。従っ 、蒸発器10における冷却水の通水抵抗によっ て冷却水回路8の冷却水の循環が阻害される とを防止することができ、ラジエータ26の冷 却性能を維持することができる。
 しかも、蒸発器10の前後の差圧δPを監視す ことにより、例えば蒸発器10におけるスケー ルの堆積による差圧δPの発生を直接に検知す ることができるため、冷却水回路8及びラン ンサイクル回路4を適正に且つ確実に機能さ ることができる。
 また、操作端として三方弁34を用いること より、冷却水の全流量Ftの変動領域に亘る連 続的な制御が可能となるため、差圧バルブ開 度制御の制御精度が向上し、ひいては冷却水 回路8及びランキンサイクル回路4をより一層 正に機能させることができる。

 更に、温度バルブ開度制御を実行すること より、冷却水温度Tの低下時に全流量Ft=バイ パス路配分流量Fb、すなわち蒸発器配分流量F e=0とすることができるため、ランキンサイク ル回路4の過大な熱利用による冷却水の過冷 が防止され、これにより、エンジン6の良好 燃料霧化が促進され、エンジン6の出力向上 や燃費の改善を図ることもできる。
 特に冷却水温度Tが低下するエンジン6の始 時には、ランキンサイクル回路4の機能を停 することができるため、エンジン6が冷却水 で過冷却されるのが防止され、エンジン6を 速に暖機させることができ、エンジン6の始 時における燃費の悪化を大幅に改善するこ ができる。従って、エンジン6の作動状況に 応じて冷却水回路8及びランキンサイクル回 4の両方の機能を適切な時期に適切な環境で み適正に機能させることができる。

 次に、第2実施形態について説明する。
 図4に示されるように、当該第2実施形態の 熱利用装置48は、三方弁34に代わる操作端と てリニア電動ポンプ(操作端、ポンプ)50を使 用し、バイパス路36に逆止弁52を新たに設け ものであり、その他は上記第1実施形態と略 一の構成をなしている。
 リニア電動ポンプ50は、流路8c上に配置され 、差圧センサ38で検出される差圧δPに比例し 回転数で連続的に可変駆動される。すなわ 、本実施形態では、第1実施形態の差圧バル ブ開度制御に代わり、差圧センサ38で検出さ た差圧δPが差圧設定値δP H 以下と判定された場合にはポンプ50の回転数 増大させる。一方、差圧δPが差圧設定値δP H より大きいと判定された場合にはポンプ50の 転数を減少させる、いわば差圧回転数制御 実施している。

 また、この差圧回転数制御は、上記第1実施 形態と同様に、温度センサ40で検出された冷 水温度Tが設定温度T L 以下と判定された場合には停止され、冷却水 温度Tが設定温度T L より大きいと判定された場合には実行される 、いわば温度回転数制御に支配されている( 量配分制御手段)。
 このように、上記第1実施形態と同様に第2 施形態においても、ランキンサイクル回路4 過大な熱利用による冷却水の過冷却を防止 て冷却水回路8及びランキンサイクル回路4 両方を適正に且つ確実に機能させることが きる。
 特に当該第2実施形態の場合には、上記制御 の操作端としてポンプ50を使用することによ 、ポンプ50の駆動圧を利用して多量の冷却 を蒸発器10に向けて流入させることができる 。また、バイパス路36に逆止弁52が設けられ ことにより、バイパス路36からの冷却水の逆 流を好適に防止できる。従って、ランキンサ イクル回路4の応答性及び効率を向上するこ ができ、ひいては冷却水回路8及びランキン イクル回路4を更に適正に機能させることが できる。

 次に、第3実施形態について説明する。
 図5に示されるように、当該第3実施形態の 熱利用装置54は、上記第1実施形態の差圧セ サ38に代わる検出端として流量センサ56を使 するものであり、その他は上記第1実施形態 と略同一の構成をなしている。
 流量センサ56は流路8c上に配置され、流量セ ンサ56にて検出される冷却水の流量Fに比例し た開度で三方弁34が駆動される。すなわち、 実施形態では、第1実施形態の差圧バルブ開 度制御、第2実施形態の差圧回転数制御に代 り、流量センサ56にて検出された冷却水の流 量Fが設定流量F H 以下と判定された場合には三方弁34を流路8c に開駆動させるとともにバイパス路36側に閉 駆動させる。一方、流量Fが設定流量F H より大きいと判定された場合には三方弁34を イパス路36側に開駆動させるとともに流路8c 側に閉駆動させる、いわば流量バルブ開度制 御を実施している。

 また、この流量バルブ開度制御は、上記第1 、第2実施形態と同様に、温度センサ40にて検 出された冷却水温度Tとその設定温度T L との関係により停止、または実行され、温度 バルブ開度制御に支配されている(流量配分 御手段)。
 このように、上記第1、第2実施形態と同様 第3実施形態においても、ランキンサイクル 路4の過大な熱利用による冷却水の過冷却を 防止して冷却水回路8及びランキンサイクル 路4の両方を適正に且つ確実に機能させるこ ができる。
 特に当該第3実施形態の場合には、上記制御 の検出端として流量センサ56を使用すること より、蒸発器配分流量Feをより高精度に一 保持可能となり、冷却水回路8及びランキン イクル回路4の制御性を向上することができ るため、これら回路4,8の更なる適正化を図る ことができる。

 次に、第4実施形態について説明する。
 図6に示されるように、当該第4実施形態の 熱利用装置58は、上記第1実施形態の排ガス 交換器12をランキンサイクル回路4ではなく 却水回路8に設け、エンジン6にて加熱された 冷却水は排ガス熱交換器12にて更に加熱され 。
 また、三方弁34は差圧センサ38にて検出され る蒸発器10及び排ガス熱交換器12からなる加 部37の前後の差圧δPに応じて加熱部37をバイ スする。
 更に、温度センサ40はサーモスタット28から エンジン6に向けて冷却水回路8の循環路のう の流路8eに設けられ、また、排ガス熱交換 12は冷却水回路8の循環路のうちの流路8fを介 して三方弁34の出口ポートの一つに接続され おり、その他は上記第1実施形態と略同一の 構成をなしている。

 ここで、図7のフローチャートに示されるよ うに、本実施形態にて実行される温度バルブ 開度制御では、S2にて差圧バルブ開度制御を 止した場合にはS5に移行し、S5ではポンプ20 停止してS6に移行し、S6では三方弁34を流路8 f側に全開しており、その他は第1実施形態と 様の制御を行っている。
 また、図8のフローチャートに示されるよう に、本実施形態にて実行される差圧バルブ開 度制御では、S11にて差圧δPが設定差圧δP H 以下と判定された場合にはS14に移行し、S14で は三方弁34を流路8f側に開駆動し、S13ではバ パス路36は加熱部37をバイパスしており、そ 他は第1実施形態と同様の制御を行っている (流量配分制御手段)。

 このように、上記各実施形態と同様に第4実 施形態においても、加熱部37における冷却水 通水抵抗によって冷却水回路8の冷却水の循 環が阻害されることを防止することができ、 ラジエータ26の冷却性能を維持することがで る。
 特に当該第4実施形態の場合には、温度バル ブ開度制御は冷却水温度Tが設定温度T L 以下になると差圧バルブ開度制御を停止した 後にランキンサイクル回路4のポンプ20の駆動 を停止することにより、エンジン6の始動時 ランキンサイクル回路4の機能を確実に停止 て冷却水からの吸熱を行わず、且つ冷却水 全流量Ftを排ガス熱交換器12で加熱すること ができる。これにより、エンジン6をより一 迅速に暖機させることができるため、エン ン6の始動時における燃費の悪化を更に改善 ることができ、ひいては冷却水回路8及びラ ンキンサイクル回路4の両方を適正に機能さ ることができる。

 次に、第5実施形態について説明する。
 図9に示されるように、当該第5実施形態の 熱利用装置60は、上記第2実施形態と同様に 三方弁34に代わる操作端としてリニアポンプ (操作端、ポンプ)50を使用し、温度回転数制 及び差圧回転数制御を実行し、バイパス路36 に逆止弁52を新たに設置したものであり、他 上記第4実施形態と略同一の構成をなしてい る。
 当該第5実施形態に係る廃熱利用装置60にお ても、上記第4実施形態と同様に、エンジン 6の作動状況の変化に拘らず、ラジエータ26の 冷却性能を維持することができるとともにエ ンジン6の暖機を迅速化でき、冷却水回路8及 ランキンサイクル回路4の両方を適正に且つ 確実に機能させることができる。
 特に当該第5実施形態の場合には、上記第2 施形態と同様に、上記制御の操作端にポン 50を使用することにより、ポンプ50の駆動圧 利用して多量の冷却水を加熱部37に流入さ ることができる。また、バイパス路36に逆止 弁52を設けることにより、バイパス路36から 冷却水の逆流を好適に防止できる。従って エンジン6の暖機の更なる迅速化が図れ、冷 水回路8及びランキンサイクル回路4の機能 更に適正化することができる。

 次に、第6実施形態について説明する。
 図10に示されるように、当該第6実施形態の 熱利用装置62は、上記第4実施形態と同様に 方弁34を操作端として使用する他、電磁弁( 2操作端)64,66を新たな操作端として使用し、 蒸発器10のみをバイパスするバイパス路(第2 イパス路)68を有する点で上記第4実施形態と 異なる。
 電磁弁64,66は、入口ポートと出口ポートと 1つずつ有する2方電磁弁であって、電磁弁64, 66の駆動部はそれぞれECU46に電気的に接続さ ている。そして、駆動部に入力されるオン フ接点信号に応じて弁体を開閉駆動するこ により、冷却水の流入と流入阻止とを択一 に選択可能に構成されている。
 電磁弁64はバイパス路68に介挿されており、 このバイパス路68は排ガス熱交換器12から蒸 器10にかけて延設された冷却水回路8の流路8g から分岐され、これより冷却水は蒸発器10の を迂回してバイパス路36に合流可能である 一方、電磁弁66は、バイパス路32,36の共用路8 dに介挿されている。

 また、当該第6実施形態では、上記第4実施 態と同様に温度バルブ開度制御及び差圧バ ブ開度制御が実施されるものの、これら制 において三方弁34に加え電磁弁64,66も併せて 動される。
 ここで、図11に示されるフローチャートを 照すると、本実施形態にて実行される温度 ルブ開度制御では、S2で差圧バルブ開度制御 を停止した場合にはS7に移行し、S7では電磁 64を開駆動させるとともに電磁弁66を閉駆動 せてからS6に移行し、S6では三方弁34を流路8 f側に全開している。
 一方、S3で差圧バルブ開度制御を実行した 合にはS8に移行し、S8では電磁弁64を閉駆動 せるとともに電磁弁66を閉駆動させる(流量 分制御手段)。

 このように、上記第4,第5実施形態と同様に 6実施形態においても、エンジン6の作動状 の変化に拘らず、ラジエータ26の冷却性能を 維持することができるとともに、エンジン6 暖機を迅速化でき、冷却水回路8及びランキ サイクル回路4の両方を適正に且つ確実に機 能させることができる。
 特に当該第6実施形態の場合には、エンジン 6の暖機時に電磁弁64を開駆動し、電磁弁66を 駆動することにより、排ガス熱交換器12を 由した冷却水を蒸発器10のバイパス路68に流 ことができ、ポンプ20を停止、すなわちラ キンサイクル回路4の機能を停止しなくても 蒸発器10において冷却水の吸熱が行わない うにすることができる。

 また、エンジン6の暖機時に冷却水を蒸発器 10に通水させないことにより、冷却水回路8全 体からみた圧力損失要素が低減されるため、 エンジン6の暖機時における冷却水回路8の冷 水の循環が更に促進され、エンジン6の暖機 の更なる迅速化が図れ、このことは冷却水回 路8及びランキンサイクル回路4の機能を更な 適正化に貢献する。
 次に、第7実施形態について説明する。
 図12に示されるように、当該第7実施形態の 熱利用装置70は、上記第4実施形態の冷却水 路8からラジエータ26及び差圧センサ38を撤 し、バイパス路36をサーモスタット28の入口 ートの一つに直接に接続し、バイパス路(蒸 発器バイパス路)36からバイパス路(排ガス熱 換器バイパス路)68を分岐させ、更にエンジ 6に装着される温度センサ42,44に加え、エン ン6から排出される排ガス温度Tgを検出する ガス温度センサ(検出端)41が排ガス管22に装 されている。

 また、凝縮器16は電動ファン17を備えており 、このファン17は図示しない外気温度センサ て検出された外気温度Toと冷媒固有の凝縮 度Tcとの温度差δTが所定の設定温度δTs以上 なると駆動されるように構成されている。
 ここで、本実施形態では、温度センサ40に 検出される冷却水温度Tに応じて三方弁34を 動する冷却水の吸熱量制御たるサブ制御ル チンが実行され、このサブ制御ルーチンは 度センサ42で検出されるエンジン6の本体温 Teに応じて吸熱量制御の実行または停止を制 御するエンジン暖機制御たるメイン制御ルー チンに支配されており、これら制御ルーチン はECU46内で処理される(吸熱量制御手段)。

 以下、図13に示されるフローチャートを参 して当該エンジン暖機制御について説明す 。
 先ず、エンジン暖機制御が開始されるとS21 移行する。
 S21では、温度センサ42にて検出されたエン ン6の本体温度Teが所定の設定温度T L1 以下であるか否かを判定する。判定結果が真 (Yes)で本体温度Teが設定温度T L1 以下と判定された場合にはS22に移行し、判定 結果が偽(No)で温度Teが設定温度T L1 より大きいと判定された場合にはS23に移行す る。
 S22に移行した場合には、実行されている吸 量制御を停止し、既に停止している吸熱量 御はそのまま停止したままでS24に移行する
 S24では、ランキンサイクル回路4のポンプ20 停止してS25に移行する。
 S25では、三方弁34を流路8f側に強制的に全開 させるとともにバイパス路36側に全閉させる

 一方、S21においてS23に移行した場合には、 止している吸熱量制御を実行させ、既に実 している吸熱量制御はそのまま実行したま とする。
 以下、図14に示されるフローチャートを参 して上記S23において実行される吸熱量制御 ついて説明する。
 先ず、吸熱量制御が開始されるとポンプ20 運転してS31に移行する。
 S31では、温度センサ40にて検出された冷却 温度Tが所定の設定温度T L2 以下であるか否かを判定する。判定結果が真 (Yes)で温度Tが設定温度T L2 以下と判定された場合にはS32に移行し、判定 結果が偽(No)で温度Tが設定温度T L2 より大きいと判定された場合にはS33に移行す る。
 S32に移行した場合には、三方弁34を流路8f側 に開駆動させるとともにバイパス路36側に閉 動させる。

 一方、S33に移行した場合には、三方弁34を イパス路36側に開駆動させるとともに流路8f に閉駆動させる。
 尚、上記制御において温度センサ40の代わ に排ガス温度センサ41を検出端とし、S31にて 排ガス温度センサ41にて検出された排ガス温 Tgが所定の設定温度(第3設定温度)T L3 以下であるか否かを判定しても良い。また、 冷却水温度Tの設定温度(第2設定温度)T L2 は少なくともサーモスタット28の設定温度(設 定温度)Tt以上に設定するのが好ましい。
 このように、本実施形態では、冷却水回路8 において冷却水の吸熱量制御を実行すること により、エンジン6に流入する冷却水温度Tが 定温度T L2 以下になるように三方弁34が駆動制御され、 ガス熱交換器12において冷却水が排ガスか 吸熱する吸熱量をエンジン6の作動状態に応 て制限している。

 一方、ランキンサイクル回路4は、冷却水回 路8を循環する冷却水を介して、エンジン6の 体とエンジン6から排出される排ガスとの両 方から蒸発器10において吸熱し、エンジン6の 廃熱を回収、利用している。ここで、上記吸 熱量制御によって排ガスからの吸熱量を制限 することで、ランキンサイクル回路4、すな ち蒸発器10における冷却水からの吸熱をエン ジン6の本体を冷却した後の高温冷却水のみ らに制限できる。
 これにより、エンジン6の最大出力時にエン ジン6で加熱された高温冷却水に要求される 熱量のみを最大吸熱量として蒸発器10及び凝 縮器16の熱容量を設定することができ、排ガ からの吸熱量を考慮しなくて良いため、蒸 器10及び凝縮器16の熱容量を小さくすること ができる。従って、冷却水回路8及びランキ サイクル回路4を適正に機能させながら、ラ キンサイクル回路4、ひいては廃熱利用装置 2の小型化、軽量化をも実現することができ 。

 また、吸熱量制御がエンジン暖機制御に支 されていることにより、エンジン6の本体温 度Teが設定温度T L1 以下になってエンジン6の暖機が要求される 合には、吸熱量制御を停止するとともに、 ンプ20を停止してランキンサイクル回路4を 能させないようにし、三方弁34を流路8f側に 開としている。これにより、エンジン6の暖 機時に冷却水回路8を循環する冷却水がラン ンサイクル回路4で吸熱されることを防止し つ、排ガスの熱で冷却水を積極的に加熱す ことができ、エンジン6の暖機をより一層迅 速に行うことができる。
 更に、三方弁34の駆動条件となる冷却水の 定温度T L2 をサーモスタット28で設定されている設定温 Tt以上とすることで、サーモスタット28によ る制御が吸熱量制御と干渉することが防止さ れ、吸熱量制御及びエンジン暖機制御をより 確実に機能させることができる。

 更にまた、吸熱量制御の検出端として、冷 水温度センサ40の代わりに排ガス温度セン 41を使用する場合には、蒸発器10に流入する 却水の最大吸熱量が蒸発器10の熱容量を超 ないようにするとの吸熱量制御の趣旨に鑑 ると、温度センサ40を検出端とする場合に比 して、吸熱量制御の制御応答性を更に向上さ せることができる。
 ここで、エンジン6の最大出力時では冷却水 の全流量Ftが増大するが、この全流量Ftの増 によって排ガス熱交換器12が冷却水回路8に ける圧力損失要素となり、冷却水の通水抵 が増大し、ひいては冷却水回路8における冷 水の循環が阻害され、エンジン6の冷却性能 が低下する。

 しかしながら、本実施形態では、いわば冷 水量配分制御を実施することにより、エン ン6の最大出力時に排ガス熱交換器12をバイ スさせて冷却水を流すことにより、排ガス 交換器配分流量Fheを略一定或いはそれ以下 制限することができる。従って、排ガス熱 換器12における冷却水の通水抵抗によって 却水回路8の冷却水の循環が阻害されること 防止することができ、エンジン6の冷却性能 を維持することができるとの効果をも奏する 。尚、排ガス熱交換器12に冷却水が滞留する 滞留した冷却水が排ガス熱で加熱されて沸 し、冷却水回路8全体に悪影響を及ぼすため 、排ガス熱交換器配分流量Fheを完全にゼロに せずに所定量を確保することが好ましい。
 また、凝縮器16のファン17は、外気温度Toと 動流体固有の凝縮温度Tcとの温度差δTが温 差設定値δTs以上となることを条件に駆動さ るため、車速によりδTがδTsより小さくなる 場合はファン17を停止することができ、ファ 17の駆動電力を低減でき、ひいては廃熱利 装置70の省エネ化が促進されて好適である。

 次に、第8実施形態について説明する。
 図15に示されるように、当該第8実施形態の 熱利用装置72は、リニア三方弁34に代わる操 作端としてリニアダンパ(操作端)74を使用す とともに、バイパス路36を撤去したものであ り、その他は上記第7実施形態と同一の構成 なしている。
 ダンパ74は、排ガス管22内に設けられ、排ガ ス管22内の排ガス熱交換器12が設置される側 通路(排ガス熱交換器側)22aと排ガス熱交換器 12をバイパスする側のバイパス路(反排ガス熱 交換器側)22bとに区画する仕切壁74aに駆動部74 bを介して接続されている。
 駆動部74bはECU46に電気的に接続されており 駆動部74bに入力される入力信号に比例して ンパ74が連続的に可変駆動され、排ガス熱交 換器12における冷却水経路であるチューブと 触する排ガス量を微調整可能に構成される ともに、冷却水の吸熱量制御の操作端とし 機能している(排ガス量配分制御)。

 以下、図16,17に示されるフローチャートを 照すると、本実施形態にて実行されるエン ン暖機制御では、S22で吸熱量制御を停止し 場合にはS24を経てS26に移行し、S26ではダン 74の可動部74bを通路22a側の流路が最大、すな わち全開となるように強制的に駆動するとと もにバイパス路22b側の流路を全閉するように 駆動する。
 また、吸熱量制御においては、S31で温度Tが 設定温度T L2 以下と判定された場合にはS34に移行し、S34で はダンパ74を通路22a側の流路が開となる方向 駆動するとともにバイパス通路22b側の流路 閉となる方向に駆動する。
 一方、S31で判定結果が偽(No)で温度Tが設定 度T L2 より大きいと判定された場合にはS35に移行し 、S35ではダンパ74をバイパス通路22b側の流路 開となる方向に駆動するとともに通路22a側 流路が閉となる方向に駆動する。

 このように、上記第7実施形態と同様に第8 施形態においても、ダンパ74を操作端とした 吸熱量制御を実行することにより、エンジン 6の最大出力時にエンジン6で加熱された冷却 に要求される吸熱量のみを最大吸熱量とし 蒸発器10及び凝縮器16の熱容量に設定するこ とができる。
 また、上記第7実施形態と同様に、吸熱量制 御がエンジン暖機制御に支配されていること により、エンジン6の暖機を迅速に行うこと できるとともに、サーモスタット28による制 御と吸熱量制御との干渉を防止することで、 吸熱量制御をより確実に機能させることがで きる。
 特に当該第8実施形態では、いわば排ガス量 配分制御を実施することにより、排ガスから の吸熱を直接に制御することができるため、 上記第7実施形態の冷却水量配分制御を実施 る場合に比して冷却水の吸熱量をランキン イクル回路4の蒸発器10の熱容量に合わせて り正確に且つ迅速に制御することができ、 熱量制御の制御精度及び制御応答性をより 層向上することができる。従って、冷却水 路8及びランキンサイクル回路4を更に適正に 機能させながら、蒸発器10及び凝縮器16を含 ランキンサイクル回路4、ひいては廃熱利用 置72の更なる小型化、軽量化を実現するこ ができる。

 以上で本発明の実施形態についての説明を えるが、本発明は上記各実施形態に限定さ るものではなく、本発明の趣旨を逸脱しな 範囲で種々の変更ができるものである。
 例えば、上記第1~第3実施形態では、検出端 して温度センサ40を設けているが、冷却水 路8を循環する冷却水温度が測定可能であれ 良く、代わりにエンジン6に装着される温度 センサ42を使用しても良い。
 また、上記第1~第3実施形態では、検出端と て差圧センサ38や流量センサ56を設けている が、蒸発器10を通水する蒸発器配分流量Feが 一定或いはそれ以下に制限されれば良く、 れら各センサ38,56を使用しなくともエンジン 6に装着される回転数センサ44の信号から全流 量FtをECU46で演算し、この演算結果に基づい 三方弁34を制御するようにしても良い。

 更に、上記第4~第6実施形態では、差圧セン 38及び温度センサ40にて検出された信号に基 づいて三方弁34やポンプ50たる操作端を駆動 御することにより、加熱部37への流量配分制 御をしている。すなわち、ラジエータ26での 却性能を維持し、エンジン6の暖機の迅速化 を図るべく実施される流量配分制御は、冷却 水回路8において冷却水に加担される熱量制 を実施しているともいえる。このため、温 センサ40で検出された冷却水温度からランキ ンサイクル回路4へ供給する熱量をECU46内で予 め演算し、この演算された熱量を略一定に保 持すべく、上記操作端を駆動制御しても良く 、この場合にも冷却水回路8及びランキンサ クル回路4の機能を大幅に適正化できるとの 果を奏する。尚、差圧センサ38にて検出さ た加熱部37の前後の差圧から、排ガス熱交換 器12を経由して蒸発器10に流入する冷却水の 量をECU46内で演算することも可能であり、こ れにより実際の冷却水温度に冷却水の流量を 乗じ、冷却水に加担される総熱量を演算する ことができる。
 更にまた、上記第6実施形態では、操作端と して三方弁34を使用しているが、上記第5実施 形態での操作端であるポンプ50を代わりに使 しても良く、この場合でもエンジン6の暖機 の更なる迅速化が図れ、冷却水回路8及びラ キンサイクル回路4を適正に機能させること できる。

 また、上記第7、第8実施形態では、操作端 ある三方弁34やダンパ74は、検出端である冷 水温度センサ40、或いは排ガス温度センサ41 、及びエンジン温度センサ42の出力に応じて 動制御されるが、温度センサ40,41,42の代わ にエンジン回転数センサ44を使用しても良く 、一般的に回転数センサ44の信号はECU46に既 取り込まれているため、この信号を利用す だけの簡単な構成で吸熱量制御を実行でき 温度センサ40,41,42が不要となって廃熱利用装 置72のコスト削減を図ることができる。
 最後に、上記各実施形態では、車両に搭載 れる廃熱利用装置にて上述した流量配分制 または吸熱量制御の何れかが実行される場 について説明しているが、これに限らず種 の内燃機関に適用可能であり、また、エン ン6に限らず内燃機関または内燃機関の熱源 体により廃熱を帯びる熱媒体が内燃機関の作 動に応じて循環する種々の熱媒体回路に適用 することもでき、更に、内燃機関の作動に応 じ加熱部において冷媒と熱交換する少なくと も熱媒体及び熱源体の何れか一つの流量を制 限する限り、流量配分制御と吸熱量制御とを 組み合わせても実行しても良い。
 




 
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