(57)【要約】【課題】廃熱回収機に異常があるのか、廃熱回収機を経由した冷媒を凝縮器に導く冷媒通路に異常があるのかを判別することができるランキンサイクルシステムの異常判定装置を提供する。【解決手段】ランキンサイクルシステムの異常判定装置（２００）は、内燃機関（２）の廃熱によって蒸気化された冷媒により作動する廃熱回収機（４）を経由した冷媒を凝縮器（８）に導く冷媒通路（３３）を有するランキンサイクルシステム（３００）の冷媒通路（３３）の圧力が所定の基準範囲から外れている場合に、冷媒通路（３３）に異常があると判定し、冷媒通路（３３）の圧力が基準範囲に含まれる場合且つ廃熱回収機（４）の出力が所定値未満の場合に、廃熱回収機（４）に異常があると判定する異常判定部（２０１）を備えることを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の廃熱によって蒸気化された冷媒により作動する廃熱回収機を経由した冷媒を凝縮器に導く冷媒通路を有するランキンサイクルシステムの前記冷媒通路の圧力が所定の基準範囲から外れている場合に、前記冷媒通路に異常があると判定し、前記圧力が前記基準範囲に含まれる場合且つ前記廃熱回収機の出力が所定値未満の場合に、前記廃熱回収機に異常があると判定する異常判定部を備えることを特徴とするランキンサイクルシステムの異常判定装置。
【請求項２】
前記異常判定部が前記冷媒通路に異常があると判定した場合と、前記異常判定部が前記廃熱回収機に異常があると判定した場合との間で、前記ランキンサイクルシステムの制御内容を変更する制御部をさらに備える請求項１記載のランキンサイクルシステムの異常判定装置。
【請求項３】
前記ランキンサイクルシステムは、前記凝縮器を経由した冷媒を貯留するタンクを備え、
前記異常判定部は、さらに、前記タンクに貯留された冷媒の温度が所定値より高い場合且つ前記冷媒通路の圧力が前記基準範囲に含まれる場合に、前記凝縮器に異常があると判定する請求項１または２に記載のランキンサイクルシステムの異常判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ランキンサイクルシステムの異常判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の廃熱により内燃機関の冷媒を蒸気化し、この蒸気化された冷媒により廃熱回収機を作動させ、廃熱回収機を経由した冷媒を冷媒通路によって凝縮器に導くランキンサイクルシステムが知られている。このようなランキンサイクルシステムとして、例えば特許文献１には、内燃機関の排気の熱（廃熱）によって蒸気化された冷媒によって作動するタービンを有する廃熱回収機と、この廃熱回収機を経由した冷媒を凝縮器に導く冷媒通路とを備えるランキンサイクルシステムが開示されている。また特許文献１には、廃熱回収機のタービンの回転数に基づいて廃熱回収機の異常の有無を検出する技術も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１７２５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に係るランキンサイクルシステムでは、廃熱回収機に異常があるのか、廃熱回収機を経由した冷媒を凝縮器に導く冷媒通路に異常があるのかを判別することが困難であった。
【０００５】
本発明は、廃熱回収機に異常があるのか、廃熱回収機を経由した冷媒を凝縮器に導く冷媒通路に異常があるのかを判別することができるランキンサイクルシステムの異常判定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るランキンサイクルシステムの異常判定装置は、内燃機関の廃熱によって蒸気化された冷媒により作動する廃熱回収機を経由した冷媒を凝縮器に導く冷媒通路を有するランキンサイクルシステムの前記冷媒通路の圧力が所定の基準範囲から外れている場合に、前記冷媒通路に異常があると判定し、前記圧力が前記基準範囲に含まれる場合且つ前記廃熱回収機の出力が所定値未満の場合に、前記廃熱回収機に異常があると判定する異常判定部を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係るランキンサイクルシステムの異常判定装置によれば、廃熱回収機に異常があるのか、廃熱回収機を経由した冷媒を凝縮器に導く冷媒通路に異常があるのかを判別することができる。
【０００８】
上記構成は、前記異常判定部が前記冷媒通路に異常があると判定した場合と、前記異常判定部が前記廃熱回収機に異常があると判定した場合との間で、前記ランキンサイクルシステムの制御内容を変更する制御部をさらに備えていてもよい。この構成によれば、ランキンサイクルシステムの異常内容に応じて、ランキンサイクルシステムを適切に制御することができる。
【０００９】
上記構成において、前記ランキンサイクルシステムは、前記凝縮器を経由した冷媒を貯留するタンクを備え、前記異常判定部は、さらに、前記タンクに貯留された冷媒の温度が所定値より高い場合且つ前記冷媒通路の圧力が前記基準範囲に含まれる場合に、前記凝縮器に異常があると判定してもよい。この構成によれば、凝縮器の異常の有無を精度よく判定することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、廃熱回収機に異常があるのか、廃熱回収機を経由した冷媒を凝縮器に導く冷媒通路に異常があるのかを判別することができるランキンサイクルシステムの異常判定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１はランキンサイクルシステムの全体構成を示す模式図である。
【図２】図２はベーンポンプの内部構造を示す模式的断面図である。
【図３】図３は異常判定制御のフローチャートである。
【図４】図４は廃熱回収機の異常判定処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図５】図５は第１電磁弁の異常判定処理のサブルーチンを示すフローチャートの一例である。
【図６】図６はベーンポンプの異常判定処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図７】図７は凝縮器の異常判定処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態を説明する。
【実施例】
【００１３】
本発明の実施例に係るランキンサイクルシステムの異常判定装置について説明する。まず本実施例に係る異常判定装置が適用されるランキンサイクルシステム３００の全体構成について説明し、次いで異常判定装置の詳細について説明する。図１はランキンサイクルシステム３００の全体構成を示す模式図である。本実施例に係るランキンサイクルシステム３００は車両に搭載されている。ランキンサイクルシステム３００は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００を備えている。ＥＣＵ２００は、ランキンサイクルシステム３００の異常判定装置としての機能を有している。すなわち本実施例に係る異常判定装置は、ＥＣＵ２００によって実現されている。また本実施例に係るＥＣＵ２００は、ランキンサイクルシステム３００を統合的に制御する制御装置としての機能も兼務している。
【００１４】
ＥＣＵ２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０２およびＲＡＭ（Random Access Memory）２０３を備えるコンピュータである。後述する各フローチャートの各ステップは、ＣＰＵ２０１が実行する。ＣＰＵ２０１は、ランキンサイクルシステム３００の各部材に異常があるか否かを判定する異常判定部としての機能を有している。またＣＰＵ２０１は、ランキンサイクルシステム３００を制御する制御部としての機能も有している。ＲＯＭ２０２およびＲＡＭ２０３は、ＣＰＵ２０１の動作に必要な各種情報を記憶する記憶装置としての機能を有している。
【００１５】
ランキンサイクルシステム３００は、内燃機関２を冷却する冷媒を作動流体としている。ランキンサイクルシステム３００は、冷媒が通過する冷媒通路３を備えている。またランキンサイクルシステム３００は、冷媒の流動方向で上流側から順に、内燃機関２と、気液分離器５と、過熱器７と、廃熱回収機４と、凝縮器８と、凝縮ヘッダタンク１５と、凝縮タンク９と、ベーンポンプ１０と、サーモスタット１９と、ウォータポンプ１２とを備えている。
【００１６】
内燃機関２の本体２０は、シリンダブロック２０ａと、シリンダブロック２０ａの上部に配置されたシリンダヘッド２０ｂとを備えている。シリンダブロック２０ａにはブロック側ウォータジャケット２１ａが形成され、シリンダヘッド２０ｂにはヘッド側ウォータジャケット２１ｂが形成されている。本体２０内において、冷媒はブロック側ウォータジャケット２１ａを通過した後にヘッド側ウォータジャケット２１ｂに流入する。冷媒は、本体２０を通過する際にシリンダブロック２０ａおよびシリンダヘッド２０ｂから熱を受け取る。それにより、冷媒の温度は上昇する。その結果、冷媒の一部は蒸気化する。
【００１７】
本体２０を経由した冷媒は、冷媒通路３を通過して気液分離器５に流入する。気液分離器５は、冷媒を気相の冷媒（蒸気）と液相の冷媒とに分離する機器である。過熱器７は、内燃機関２の廃熱によって冷媒を過熱する機器である。具体的には本実施例に係る過熱器７は、内燃機関２の排気管１８を通過する排気の熱（すなわち廃熱）を利用して冷媒を過熱している。本実施例に係る過熱器７は、気液分離器５から供給された冷媒を排気の熱によって蒸気にする蒸発部７ａと、蒸気になった冷媒を過熱してさらに高温にする過熱部７ｂとを備えている。
【００１８】
ここで、冷媒通路３のうち、気液分離器５の気相の冷媒が存在する部分（具体的には上部）と過熱器７の蒸発部７ａとを連通している部分を通路３１と称する。気液分離器５において分離された気相の冷媒は、通路３１を通過して過熱器７の蒸発部７ａに供給される。また冷媒通路３のうち、気液分離器５の液相の冷媒が存在する部分（具体的には底部）と蒸発部７ａとを連通している部分を通路３２と称する。通路３２には第１電磁弁１３が配置されている。ＥＣＵ２００は、過熱器７内の液相の冷媒が不足することが推定される場合に、第１電磁弁１３を開に制御する。その結果、気液分離器５によって分離された液相の冷媒は、通路３２を通過して過熱器７に供給される。
【００１９】
過熱器７によって過熱された冷媒は、冷媒通路３を通過して廃熱回収機４に供給される。廃熱回収機４は、冷媒が受領した内燃機関２の廃熱からエネルギーを回収する装置である。具体的には本実施例に係る廃熱回収機４は、超音速ノズル４１と、タービン４２と、発電機４３と、タービン４２と発電機４３とを接続するシャフト４５と、蓄電池４４とを備えている。過熱器７を経由後の冷媒（蒸気）は超音速ノズル４１を通過することで高温高圧の蒸気となり、タービン４２に噴きつけられる。その結果、タービン４２が回転する。タービン４２が回転すると、シャフト４５を介してタービン４２に接続した発電機４３も回転する。その結果、発電機４３は電気を発生する。発電機４３が発電した電気は蓄電池４４に蓄積される。このようにして廃熱回収機４は、内燃機関２の廃熱により蒸気化した冷媒からエネルギー（本実施例では電気エネルギー）を回収している。但し廃熱回収機４の具体的構成は、内燃機関２の廃熱からエネルギーを回収できるものであれば、図１の構成に限定されるものではない。
【００２０】
廃熱回収機４を経由した冷媒は、冷媒通路３を通過して凝縮器８に供給される。凝縮器８は、廃熱回収機４を経由した冷媒を凝縮させて液相の冷媒にする機器である。ここで、冷媒通路３のうち廃熱回収機４と凝縮器８とを連通している部分を、通路３３と称する。すなわち通路３３は、廃熱回収機４のタービン４２を経由した冷媒を凝縮器８に導く冷媒通路である。凝縮器８の具体的構成は特に限定されるものではないが、本実施例においては一例としてラジエータを用いる。この場合、凝縮器８としてのラジエータは、冷媒が通過する細管を複数有している。冷媒は、この細管を通過する際に空気によって冷却されることで凝縮して液相の冷媒となる。本実施例に係るランキンサイクルシステム３００は、空気を凝縮器８に送風する冷却ファン１４を備えている。冷却ファン１４はＥＣＵ２００からの指示を受けて作動する。ランキンサイクルシステム３００が冷却ファン１４を備えることで、凝縮器８の凝縮効率が高められている。
【００２１】
凝縮器８を経由した冷媒は、凝縮ヘッダタンク１５に流入する。凝縮ヘッダタンク１５に貯留された冷媒は、その後、冷媒通路３を通過して凝縮タンク９に貯留される。なお凝縮ヘッダタンク１５は、凝縮器８を経由した冷媒を一時的に貯留するタンクであり、凝縮タンク９よりも上流側に配置されたタンクである。本実施例に係る凝縮ヘッダタンク１５は、凝縮器８の排出口に設けられている。ベーンポンプ１０が作動した場合、凝縮タンク９の冷媒は冷媒通路３を通過してベーンポンプ１０に供給される。
【００２２】
ベーンポンプ１０は、ベーンを備えたロータが回転することによって流体を移送するポンプである。本実施例に係るベーンポンプ１０の具体的構成は次のようになっている。図２はベーンポンプ１０の内部構造を示す模式的断面図である。ベーンポンプ１０はＥＣＵ２００からの指示を受けて作動する。ベーンポンプ１０のローラ１０２は、円形のカムリング１０１に対して偏心した状態で配置されている。ロータ１０２内には、ベーン１０３が埋没可能に組み込まれている。ベーン１０３は、スプリング１０４によってカムリング１０１の壁面側に押付けられている。ＥＣＵ２００からの指示を受けてロータ１０２が回転した場合、ベーン１０３は遠心力とスプリング１０４から付与される力とによってカムリング１０１の壁面側へ押付けられる。その結果、ベーン１０３の先端部は、カムリング１０１の壁面に接触した状態で移動する。それにより、冷媒は、吸い込み側のポート１０５からベーン１０３により押し込まれてベーンポンプ１０内部に吸い込まれる。反対に、送り出し側のポート１０６では、冷媒がベーン１０３により押し出される。以上のようにベーンポンプ１０は冷媒を移送している。なおベーンポンプ１０の具体的構成は、図２に図示されているような構成に限定されるものではない。
【００２３】
図１を参照して、ベーンポンプ１０を経由した冷媒は冷媒通路３を通過してサーモスタット１９に供給される。ベーンポンプ１０とサーモスタット１９との間の冷媒通路３には、逆止弁１１が配置されている。逆止弁１１は、ベーンポンプ１０からサーモスタット１９への冷媒の流動を許容し、サーモスタット１９からベーンポンプ１０への冷媒の流動を禁止している。それにより、冷媒がサーモスタット１９側からベーンポンプ１０側に逆流することが防止されている。サーモスタット１９と気液分離器５の底部とは、冷媒通路３によって連通されている。冷媒通路３のうち、サーモスタット１９と気液分離器５の底部とを連通している部分を、通路３４と称する。
【００２４】
サーモスタット１９は、冷媒の温度に基づいて冷媒が流動する通路を変更する機器である。具体的にはサーモスタット１９は、冷媒の温度が所定温度以上の場合、通路３４を閉にし、ベーンポンプ１０とサーモスタット１９とを接続する冷媒通路３を開にする。この場合、ベーンポンプ１０を経由した冷媒はウォータポンプ１２によって内燃機関２の本体２０に供給されることになる。一方、サーモスタット１９は、冷媒の温度が所定温度未満の場合には、ベーンポンプ１０とサーモスタット１９とを接続する冷媒通路３を閉にし、通路３４を開にする。この場合、気液分離器５の液相の冷媒がウォータポンプ１２によって内燃機関２の本体２０に供給されることになる。本実施例に係るサーモスタット１９およびウォータポンプ１２は、内燃機関２（具体的には本体２０）に冷媒を供給する冷媒供給部としての機能を有している。
【００２５】
また本実施例に係るランキンサイクルシステム３００は、バイパス通路１６と、バイパス通路１６に配置された第２電磁弁１７とを備えている。バイパス通路１６は、気液分離器５を経由した冷媒を、過熱器７および廃熱回収機４をバイパスさせて凝縮器８に導く通路である。本実施例に係るバイパス通路１６は、通路３１の通路途中と通路３３の通路途中とを連通している。第２電磁弁１７は、ＥＣＵ２００の指示を受けて作動する。第２電磁弁１７が開になった場合、気液分離器５によって分離された気相の冷媒は、バイパス通路１６を通過して通路３３に供給され、その後、凝縮器８に供給される。
【００２６】
またランキンサイクルシステム３００は、水温センサ５１と、排気温度センサ５２と、液面センサ５３と、蒸気温度センサ５４と、圧力センサ５５と、回転数センサ５６と、凝縮水温度センサ５７と、ヘッダタンク液面センサ５８と、圧力センサ５９とを備えている。これらのセンサは、検出結果をＥＣＵ２００に伝達する。水温センサ５１は、本体２０内の冷媒温度を検出するセンサである。本実施例に係る水温センサ５１は、ヘッド側ウォータジャケット２１ｂ内の冷媒の温度を検出している。排気温度センサ５２は、内燃機関２の排気温度を検出するセンサである。本実施例に係る排気温度センサ５２は、排気管１８、具体的には排気管１８のシリンダヘッド２０ｂ近傍の部分（これは、過熱器７よりも排気流動方向で上流側の部分である）の排気温度を検出している。液面センサ５３は、気液分離器５内における液相の冷媒の液面レベルを検出するセンサである。蒸気温度センサ５４は、過熱器７内の気相の冷媒（蒸気）の温度を検出するセンサである。具体的には蒸気温度センサ５４は、過熱器７の過熱部７ｂの内部温度を検出している。圧力センサ５５は、過熱器７と超音速ノズル４１との間の冷媒（蒸気）の圧力を検出するセンサである。
【００２７】
回転数センサ５６は、タービン４２の回転数を検出するセンサである。なおタービン４２の回転数は、廃熱回収機４の出力に相当する。すなわち、本実施例に係る回転数センサ５６は、廃熱回収機４の出力を検出するセンサとしての機能を有している。凝縮水温度センサ５７は、凝縮器８を経由後の冷媒（つまり凝縮水）の温度を検出するセンサである。具体的には本実施例に係る凝縮水温度センサ５７は、凝縮ヘッダタンク１５内の冷媒の温度を検出している。ヘッダタンク液面センサ５８は、凝縮ヘッダタンク１５内の冷媒の液面レベルを検出するセンサである。圧力センサ５９は、通路３３の圧力（これは、具体的には通路３３を構成する配管の内部の圧力であり、通路３３を通過する冷媒の圧力でもある）を検出するセンサである。具体的には本実施例に係る圧力センサ５９は、通路３３のバイパス通路１６が接続している部分よりも冷媒流動方向で上流側の通路３３の圧力を検出している。なお圧力センサ５９の配置箇所は、通路３３のいずれかの部分であれば、図１に図示されている箇所に限定されるものではない。
【００２８】
続いてＥＣＵ２００の詳細について説明する。ＥＣＵ２００は、ランキンサイクルシステム３００の異常の有無を判定する異常判定制御を実行する。この異常判定制御の詳細についてフローチャートを用いて説明すると次のようになる。図３は異常判定制御のフローチャートである。ＥＣＵ２００は、図３のフローチャートを所定周期で繰り返し実行する。ステップＳ１においてＥＣＵ２００の異常判定部（ＣＰＵ２０１）は、ランキンサイクルシステム３００が稼動中であるか否かを判定する。本実施例に係る異常判定部は、水温センサ５１が検出した本体２０内の冷媒温度および排気温度センサ５２が検出した排気温度が所定範囲内である場合、ランキンサイクルシステム３００が稼働中であると判断する。ステップＳ１でＮＯと判定した場合（ランキンサイクルシステム３００が稼動中でない場合）、異常判定部はフローチャートの実行を終了する（ＥＮＤ）。一方、ステップＳ１でＹＥＳと判定した場合（ランキンサイクルシステム３００が稼動中の場合）、異常判定部はステップＳ２を実行する。
【００２９】
異常判定部はステップＳ２において、内燃機関２の内部に存在する冷媒の温度に基づいて内燃機関２の冷媒供給部（具体的にはウォータポンプ１２およびサーモスタット１９）が正常か否かを判定する。ここで、ウォータポンプ１２が故障した場合、冷媒の吐出量（循環量）が減少するため、凝縮器８において冷却できる冷媒量が減少し、その結果、本体２０内の冷媒の温度は適温を超えて連続的に上昇すると考えられる。そこで異常判定部は、水温センサ５１が測定した本体２０内の冷媒温度が、冷媒の適温を超えて異常な上昇を継続する場合、ステップＳ３においてウォータポンプ１２が故障している（すなわち冷媒供給部に異常がある）と判断する。
【００３０】
また、サーモスタット１９がベーンポンプ１０からの冷媒をウォータポンプ１２へ流入させる状態で故障した場合、凝縮器８において冷却された冷媒が常に本体２０内へ供給されるため、水温センサ５１で測定される温度は正常値と異なる値をとる。そこで異常判定部は、内燃機関２が始動して一定時間経過後に、水温センサ５１の測定値が上昇していない、もしくは継続的に低下している場合、ステップＳ３において、サーモスタット１９がベーンポンプ１０からの冷媒をウォータポンプ１２へ流入させる状態で故障している（すなわち冷却供給部に異常がある）と判断する。一方、サーモスタット１９がベーンポンプ１０からの冷媒を遮断する状態で故障した場合、凝縮器８を経由後の冷媒が本体２０内へ供給されなくなるので、冷媒の温度は連続的に上昇する。この場合には、上記のウォータポンプ１２の故障時に比べて、冷媒の温度は安定して高くなる。そこで異常判定部は、水温センサ５１の測定値が安定して上昇を継続する場合、ステップＳ３において、サーモスタット１９が凝縮器８へ通じる通路を閉じたまま故障している（すなわち冷媒供給部に異常がある）と判断する。
【００３１】
異常判定部がステップＳ３において内燃機関２の冷媒供給部に異常があると判定した場合、ＥＣＵ２００の制御部（ＣＰＵ２０１）はステップＳ４を実行する。ステップＳ４において制御部は、制限運転モードを実行する。制限運転モードは内燃機関２の出力を冷媒供給部に異常がない場合よりも制限する運転である。具体的には制御部はステップＳ４において、内燃機関２の最大出力がランキンサイクルシステム３００に異常がない場合に比較して低くなるように内燃機関２の出力を制御する。より具体的には制御部は、内燃機関２の燃料噴射量の最大値をランキンサイクルシステム３００に異常がない場合に比較して低い値に変更する。その結果、内燃機関２の出力は異常がない場合よりも低くなる（つまり制限される）。
【００３２】
また制御部はステップＳ４において、ランキンサイクルシステム３００のユーザに、ランキンサイクルシステム３００に異常が生じたことを報知する。具体的には本実施例に係るランキンサイクルシステム３００が搭載された車両の運転席には、ランキンサイクルシステム３００に異常が生じたことをユーザに報知する警告ランプが配置されている。より具体的には本実施例に係る車両の運転席には、警告ランプとして、軽度の異常が生じていることを示す警告ランプと重度の異常が生じていることを示す警告ランプとが配置されている。ステップＳ４において制御部は、軽度の異常が生じていることを示す警告ランプを点灯させる。ステップＳ４が実行された後に、異常判定部はフローチャートの実行を終了する（ＥＮＤ）。
【００３３】
一方、ステップＳ２において内燃機関２の冷媒供給部が正常であると判定された場合（ＹＥＳの場合）、異常判定部はステップＳ１０を実行する。異常判定部はステップＳ１０において、廃熱回収機４の異常判定処理を実行する。ステップＳ１０の詳細は後述する。異常判定部はステップＳ１０を実行した後、ステップＳ２０において第１電磁弁１３の異常判定処理を実行する。ステップＳ２０の詳細は後述する。異常判定部はステップＳ２０を実行した後に、ステップＳ３０においてベーンポンプ１０の異常判定処理を実行する。ステップＳ３０の詳細は後述する。異常判定部はステップＳ３０を実行した後に、ステップＳ４０において凝縮器８の異常判定処理を実行する。ステップＳ４０の詳細は後述する。ステップＳ４０の後に異常判定部はＳＴＡＲＴを実行する（ＲＥＴＵＲＮ）。
【００３４】
続いてステップＳ１０に係る廃熱回収機４の異常判定処理について説明する。図４は廃熱回収機４の異常判定処理のサブルーチンを示すフローチャートである。ＥＣＵ２００の異常判定部はステップＳ１１において、ランキンサイクルシステム３００の出力が安定しているか否かを判定する。ランキンサイクルシステム３００の出力が安定するまでは、センサの測定値の変化が機器の異常によるものなのかランキンサイクルの変動によるものなのかの判断が困難であるため、この処理が行われる。本実施例に係る異常判定部は、ランキンサイクルシステム３００の応答遅れが所定値Ａ以下である場合にランキンサイクルシステム３００の出力が安定したと判定する。異常判定部はステップＳ１１においてＮＯと判断した場合、フローチャートの実行を終了する。異常判定部はステップＳ１１でＹＥＳと判定した場合、ステップＳ１２を実行する。
【００３５】
異常判定部はステップＳ１２において、正常時のタービン４２の回転数Ｎを取得する。このタービン４２の回転数Ｎは、内燃機関２の運転条件から算出される冷媒の蒸気量および廃熱回収機４へ導入される蒸気の圧力に基づいて算出される。具体的には、ＥＣＵ２００の記憶装置には、正常時のタービン４２の回転数（具体的にはランキンサイクルシステム３００に異常がない場合のタービン４２の回転数）を、冷媒の蒸気量および廃熱回収機４へ導入される蒸気の圧力に関連付けて規定したマップが予め記憶されている。異常判定部は、冷媒の蒸気量を、本体２０内の冷媒温度、内燃機関２の排気の温度、内燃機関２のクランクシャフトの回転数、内燃機関２の負荷その他の内燃機関２の運転状態を示す情報に基づいて算出する。異常判定部は、廃熱回収機４へ導入される蒸気の圧力を、圧力センサ５５の検出結果に基づいて取得する。異常判定部は、算出された冷媒の蒸気量および取得された廃熱回収機４へ導入される蒸気の圧力に対応する正常時のタービン４２の回転数をマップから抽出し、抽出されたタービン４２の回転数をステップＳ１２に係るタービン４２の回転数Ｎとして取得する。このようにステップＳ１２は実行される。異常判定部はステップＳ１２の実行後にステップＳ１３を実行する。
【００３６】
異常判定部はステップＳ１３において、圧力センサ５５が検出した過熱器７の出口における蒸気圧力Ｐが、ステップＳ１２で取得したタービン４２の回転数Ｎと、所定値Ｂとの積よりも小さいか否かを判定する。ここで、圧力センサ５５によって検出された蒸気圧力Ｐが、マップに基づいて取得された回転数Ｎに基づいて取得された値Ｎ×Ｂより小さい場合、過熱器７における蒸気から推定される回転が得られていないことになるため、蒸気漏洩が生じていることが考えられる。そこで異常判定部はステップＳ１３においてＹＥＳと判定した場合、ステップＳ１４において廃熱回収機４の上流側に異常があると判定する。具体的には異常判定部はステップＳ１４において、廃熱回収機４よりも上流側において冷媒が漏洩していると判定する。なお本実施例において廃熱回収機４の上流側とは、気液分離器５から廃熱回収機４へ至る経路、すなわち、通路３１、過熱器７、および過熱器７と超音速ノズル４１との間の冷媒通路３を意味している。
【００３７】
ステップＳ１４が実行された後に制御部はステップＳ１９ａを実行する。ステップＳ１９ａにおいて制御部は第１異常時対応処理を実行する。本実施例に係る第１異常時対応処理の内容は次のとおりである。まず制御部は、ランキンサイクルシステム３００に異常が生じていることをユーザに報知する。具体的には制御部は、ランキンサイクルシステム３００に重度の異常が生じていることを示す警告ランプを点灯させる。これは次の理由による。冷媒漏洩が生じた場合、ランキンサイクルシステム３００の特に内燃機関２がオーバーヒートして故障する可能性がある。そのため、制御部はステップＳ１９ａにおいてランキンサイクルシステム３００の異常の程度が高い（つまり重度）と判断して、重度の異常が生じている旨をユーザに報知しているのである。
【００３８】
また制御部はステップＳ１９ａにおいて、第２電磁弁１７を開弁させる。第２電磁弁１７が開弁することで、気液分離器５において分離された気相の冷媒（蒸気）は、バイパス通路１６を通過して通路３３に流入する。これにより、過熱器７および廃熱回収機４への蒸気の進入が抑制される。それにより、蒸気が過熱器７および廃熱回収機４へ進入する場合に比較して、冷媒漏洩を抑制することができる。また制御部は第１電磁弁１３を閉弁させる。それにより、気液分離器５の液相の冷媒が過熱器７に流入することが抑制される。
【００３９】
また制御部はステップＳ１９ａにおいて、内燃機関２の最大出力を後述するステップＳ１９ｂの場合よりも低い所定値（これを極低出力と称する）に制御する。なお本実施例においては、内燃機関２の最大出力として、内燃機関２の最大回転数を用いることとする。ステップＳ１９ａにおいてステップＳ１９ｂよりも内燃機関２の最大出力を低く抑えるのは、ステップＳ１９ａが実行される場合はステップＳ１９ｂよりもランキンサイクルシステム３００の異常の程度が高いことによるものである。またステップＳ１９ａにおいて内燃機関２の出力を強制的にゼロにしないのは（つまり内燃機関２を強制的に停止させないのは）、ユーザが車両を退避できるようにしたためである。このようにステップＳ１９ａに係る内燃機関２の出力の制御は、ステップＳ１９ａがステップＳ１９ｂよりもランキンサイクルシステム３００の異常の程度が高い場合に実行されるため、ユーザが車両を退避できる程度の内燃機関２の出力を確保しつつ内燃機関２の最大出力を可能な限り低く抑えた制御となっている。ステップＳ１９ａが実行された後に、異常判定部はフローチャートの実行を終了する。
【００４０】
異常判定部はステップＳ１３でＮＯと判断した場合、ステップＳ１５を実行する。ステップＳ１５において異常判定部は、廃熱回収機４を経由した冷媒を凝縮器８に導く冷媒通路（具体的には通路３３）の圧力が基準範囲内であるか否かを判定する。具体的には異常判定部は、圧力センサ５９の検出した通路３３の圧力（この圧力は正常時は負圧（大気圧よりも低い圧力）である）が基準範囲内であるか否かを判定する。本実施例に係る異常判定部はステップＳ１５において、圧力センサ５９の検出した圧力が所定値未満の場合に、この圧力センサ５９の検出した圧力が基準範囲内に入っていると判定し、圧力センサ５９の検出した圧力が所定値以上の場合（すなわち、通路３３内の負圧が不足している場合）に、この圧力センサ５９の検出した圧力が基準範囲外であると判定する。なおステップＳ１５の判定基準として用いられる所定値は、実験、シミュレーション等によって適切な値を予め求めておき、記憶装置に記憶させておく。
【００４１】
ステップＳ１５において圧力センサ５９の検出した圧力が基準範囲外であると判定された場合（ＮＯの場合）、異常判定部はステップＳ１６を実行する。ステップＳ１６において異常判定部は、ランキンサイクルシステム３００の負圧系に異常があると判定する。具体的には異常判定部は、ランキンサイクルシステム３００の負圧系である通路３３に異常があると判定する。この通路３３の異常とは、具体的には通路３３に穴やひび等が発生して通路３３の負圧に異常が生じていることを意味しており、より具体的には通路３３に発生した穴やひび等から冷媒が漏洩している可能性があることを意味している。
【００４２】
ステップＳ１６が実行された後に制御部は、ステップＳ１９ａに係る第１異常時対応処理を実行する。このステップＳ１６の後に実行されるステップＳ１９ａは、前述したステップＳ１４の後に実行されるステップＳ１９ａと同じであるため、詳細な説明は省略する。なお、ステップＳ１６の後に実行されるステップＳ１９ａにおいて第２電磁弁１７が開弁されることで、気液分離器５において分離された気相の冷媒の過熱器７および廃熱回収機４への供給が抑制される結果、過熱器７および廃熱回収機４を経由した冷媒が通路３３に流入する場合に比較して、通路３３からの冷媒漏洩を抑制することができる。
【００４３】
ステップＳ１５において圧力センサ５９の検出した圧力が基準範囲内であると判定された場合（ＹＥＳの場合）、異常判定部はステップＳ１７を実行する。異常判定部はステップＳ１７において、廃熱回収機４の出力が所定値未満であるか否かを判定する。具体的には本実施例に係る異常判定部は、廃熱回収機４の出力として、回転数センサ５６が検出したタービン４２の回転数Ｎｒ（すなわち実測値）を用いる。また、所定値として、ステップＳ１２で取得された回転数Ｎと所定値Ｃとの積を用いる。すなわち本実施例に係る異常判定部はステップＳ１７において、タービン４２の回転数Ｎｒ（実測値）がステップＳ１２で取得された回転数Ｎと所定値Ｃとの積よりも小さいか否かを判定している。異常判定部はステップＳ１７においてＹＥＳと判定した場合、ステップＳ１８において廃熱回収機４に異常があると判定する。なお所定値Ｃは、予め適切な値を求めておき、記憶装置に記憶させておく。ステップＳ１８が実行された後に、制御部はステップＳ１９ｂを実行する。
【００４４】
ステップＳ１９ｂにおいて制御部は、第２異常時対応処理を実行する。第２異常時対応処理の内容は、前述したステップＳ１９ａに係る第１異常時対応処理とは異なっている。すなわち本実施例に係る制御部は、通路３３に異常があると判定した場合（ステップＳ１６）と、廃熱回収機４に異常があると判定した場合（ステップＳ１８）との間で、ランキンサイクルシステム３００の制御内容を変更している。
【００４５】
本実施例に係る第２異常時対応処理の内容は次のとおりである。まず制御部は、ランキンサイクルシステム３００に軽度の異常が生じていることをユーザに報知する。具体的には制御部は、ランキンサイクルシステム３００に軽度の異常が生じていることを示す警告ランプを点灯させる。また制御部は第２電磁弁１７を開弁する。第２電磁弁１７を開弁したことにより、気液分離器５において分離された気相の冷媒（蒸気）は、バイパス通路１６を通過して通路３３に流入する。これにより、過熱器７および異常が生じている廃熱回収機４への蒸気の進入が抑制される。また制御部は第１電磁弁１３を閉弁させる。さらに制御部は、内燃機関２の最大出力を、通常時の最大出力（これは、ランキンサイクルシステム３００に異常があると判定されない場合の最大出力である）よりも低い所定値に制御する（つまり、最大出力を通常時の最大出力よりも減少させる）。なお、このステップＳ１９ｂに係る最大出力の所定値は、前述したステップＳ１９ａに係る極低出力よりも高い値である。ステップＳ１９ｂはステップＳ１９ａよりも異常の程度が低い（つまり軽度）の場合に実行されるため、ステップＳ１９ｂが実行される場合の最大出力はステップＳ１９ａの場合よりも高くてもよいのである。ステップＳ１９ｂが実行された後に異常判定部はフローチャートの実行を終了する。
【００４６】
ステップＳ１７においてＮＯと判定された場合、異常判定部はステップＳ２０に係る第１電磁弁の異常判定処理を実行する。ステップＳ２０において異常判定部は、次に説明する図５のフローチャートを実行する。図５は第１電磁弁１３の異常判定処理のサブルーチンを示すフローチャートである。異常判定部はステップＳ２１において、液面センサ５３が検出した気液分離器５内の液相の冷媒の液面レベルＬｗを取得する。また、異常判定部はステップＳ２１において、蒸気温度センサ５４が検出した過熱器７内の蒸気温度Ｔｓを取得する。異常判定部はステップＳ２１の後にステップＳ２２を実行する。
【００４７】
異常判定部はステップＳ２２において、気液分離器５内の液相の冷媒の液面レベルＬｗが許容最低液面レベルＬ１よりも低いか否かを判定する。ランキンサイクルシステム３００が正常運転をしていると判断される場合、気液分離器５内の液相の冷媒量は所定の範囲にある。許容最低液面レベルＬ１は、ランキンサイクルシステム３００が正常時の場合に、気液分離器５内の液相の冷媒が最小許容量のときに液面センサ５３が示す液面レベルである。異常判定部はステップＳ２２でＹＥＳと判定した場合、ステップＳ２３を実行する。異常判定部はステップＳ２３において、過熱器７内の蒸気温度Ｔｓが許容最低温度Ｔ１よりも低いか否かを判定する。ランキンサイクルシステム３００が正常運転をしていると判断される場合、過熱器７内の蒸気の温度は所定の範囲にある。許容最低温度Ｔ１は、ランキンサイクルシステム３００が正常時の場合における蒸気の最低許容温度である。
【００４８】
ここで、ステップＳ２２およびステップＳ２３でＹＥＳと判定される場合（すなわち、気液分離器５内の液相の冷媒量が少ないうえに、過熱器７の蒸気の温度も低い場合）、第１電磁弁１３を閉弁しなければならないにもかかわらず、第１電磁弁１３の作動不良が生じて開弁状態で固着してしまい、気液分離器５から過熱器７へ液相の冷媒が過剰に流れ出ていることが考えられる。そこで異常判定部はステップＳ２３においてＹＥＳと判定した場合、ステップＳ２４において、第１電磁弁１３の作動不良と判定し、記憶装置に記録する。ここでの作動不良は、第１電磁弁１３が開弁状態で固着したことを示している。第１電磁弁１３が閉じない理由のひとつに、冷媒通路３内にごみが混入し、ごみが第１電磁弁１３の開口部に挟まり、閉弁することを妨げていることが挙げられる。ステップＳ２４が実行された後に、制御部はステップＳ２５を実行する。
【００４９】
制御部はステップＳ２５において、第２電磁弁１７を開弁する。第２電磁弁１７が開弁することで、気液分離器５において分離された気相の冷媒はバイパス通路１６を通過して通路３３に流入する。これにより、廃熱回収機４の作動は停止するが、冷媒は凝縮器８を経由して内燃機関２に流入することができるため、内燃機関２が過熱することは抑制される。次に制御部はステップＳ２６において、制限運転モードを実行する。また制御部は、ユーザに対して制限運転モードへ移行したことを通知し、ランキンサイクルシステム３００に異常が生じていることを通知する。なおステップＳ２６の内容は、図３のステップＳ４と同様であるため、詳細な説明は省略する。ステップＳ２６が実行された後に、異常判定部はフローチャートの実行を終了する。
【００５０】
異常判定部はステップＳ２２においてＮＯと判定した場合、ステップＳ２７を実行する。異常判定部はステップＳ２７において、気液分離器５内における液相の冷媒の液面レベルＬｗが許容最高液面レベルＬ２よりも高いか否かを判定する。許容最高液面レベルＬ２は、ランキンサイクルシステム３００が正常時の場合において気液分離器５内の液相の冷媒に許容される最高の液面レベルである。異常判定部はステップＳ２７においてＹＥＳと判定した場合、ステップＳ２８を実行する。異常判定部はステップＳ２８において、過熱器７内の蒸気温度Ｔｓが許容最高温度Ｔ２よりも高いか否かを判定する。許容最高温度Ｔ２は、ランキンサイクルシステム３００が正常時の場合に蒸気に許容される最高温度である。異常判定部はステップＳ２８においてＹＥＳと判定した場合、ステップＳ２９を実行する。
【００５１】
ここで、ステップＳ２９へ到達する場合、気液分離器５において、液相の冷媒が過剰に存在するにもかかわらず、過熱器７内で蒸気の温度が過度に上昇していることになる。この原因として、気液分離器５から過熱器７へ液相の冷媒が供給されていないことが考えられる。すなわち、通路３２を冷媒が流れていないことが考えられる。通路３２を冷媒が流れない原因は、第１電磁弁１３が閉弁状態で固着したことや第１電磁弁１３に詰まりが生じていることが考えられる。そこで異常判定部はステップＳ２９において、第１電磁弁１３の作動不良と判定する。ここでの作動不良は、第１電磁弁１３が閉弁状態で固着したこと、もしくは、電気系の異常により、第１電磁弁１３への電気信号が正常に伝達できなくなっていることを示している。ステップＳ２９が実行された後に、制御部はステップＳ２５を実行する。
【００５２】
ステップＳ２３においてＮＯと判定された場合、異常判定部はステップＳ３０に係るベーンポンプ１０の異常判定処理のａを実行する。また異常判定部はステップＳ２８においてＮＯと判定した場合、ステップＳ３０に係るベーンポンプ１０の異常判定処理のｂを実行する。また異常判定部はステップＳ２７においてＮＯと判定した場合、ステップＳ４０に係る凝縮器８の異常判定処理を実行する。
【００５３】
以上説明したように、第１電磁弁１３の異常判定処理において異常判定部は、内燃機関２の冷媒供給部に異常が検出されない場合に、気液分離器５内の液相冷媒量および過熱器７内の気相冷媒の温度に基づいて、第１電磁弁１３の異常を判定している（ステップＳ２４）。また制御部は第１電磁弁１３の異常が判定された場合に、ステップＳ２５を実行することで廃熱回収機４の稼働を停止させつつ内燃機関２が過熱することを抑制している。
【００５４】
続いてステップＳ３０に係るベーンポンプ１０の異常判定処理について説明する。ステップＳ３０においてＥＣＵ２００の異常判定部は、次に説明する図６のフローチャートを実行する。図６はベーンポンプ１０の異常判定処理のサブルーチンを示すフローチャートである。異常判定部は図６のａの結合子からステップＳ３１へ進む。異常判定部はステップＳ３１において、ヘッダタンク液面センサ５８の検出結果に基づいて凝縮ヘッダタンク１５内における液相冷媒の量Ｖｗを取得し、この取得された液相冷媒の量Ｖｗが許容最大量Ｖ１より多いか否かを判定する。許容最大量Ｖ１は、ランキンサイクルシステム３００が正常に運転している場合の凝縮ヘッダタンク１５内の液相冷媒量の最大値である。異常判定部はステップＳ３１においてＹＥＳと判定した場合、ステップＳ３２を実行する。
【００５５】
異常判定部はステップＳ３２において、ベーンポンプ１０の作動不良と判定する。ここでの作動不良は、ベーンポンプ１０が閉固着している場合または作動停止している場合である。閉固着は、ベーンポンプ１０のカムリング１０１とベーン１０３との摺動部分が何らかの理由で固着したことにより、ロータ１０２が回転不良となり、冷媒の圧送ができなくなった作動不良である。また、作動停止は、ロータ１０２を回転させる駆動機構が故障したことによる作動不良である。ベーンポンプ１０が閉固着もしくは作動停止に陥ると、冷媒の循環が停止されてしまうので、凝縮ヘッダタンク１５内の液相冷媒の量が増加する。また、気液分離器５内へ供給される液相冷媒量も減少する。したがって、ステップＳ３２に到達する場合、すなわち、気液分離器５内の液相冷媒量が少ない状況で第１電磁弁１３に異常がみられず、凝縮ヘッダタンク１５内の液相冷媒の量が多い場合、ベーンポンプ１０の閉固着、もしくは作動停止が発生していると判定することができる。ステップＳ３２が実行された後に、制御部はステップＳ３３を実行する。
【００５６】
制御部はステップＳ３３において、第２電磁弁１７を開弁する。第２電磁弁１７が開弁することで、気液分離器５において分離された気相の冷媒はバイパス通路１６を通過して通路３３に流入する。それにより、冷媒は、過熱器７および廃熱回収機４をバイパスする。ステップＳ３３が実行されることで、廃熱回収機４による廃熱回収は停止されるが、過熱器７による冷媒の過熱も停止されるため、凝縮器８における冷媒冷却の負担を低減させることができるとともに、過剰な冷媒（蒸気）が凝縮器８に流入することによる凝縮器８の破損も抑制することができる。
【００５７】
ステップＳ３３の後に制御部はステップＳ３４において、制限運転モードへ移行する。これにより、内燃機関２を作動可能な領域で運転させることができ、安全に停止させることができる。また、制御部はユーザに対して制限運転モードへ移行したことを通知し、ランキンサイクルシステム３００に異常が生じていることを通知する。なおステップＳ３４の内容は、図３のステップＳ４と同様であるため、詳細な説明は省略する。ステップＳ３４が実行された後に異常判定部はフローチャートの実行を終了する。
【００５８】
異常判定部はステップＳ３１においてＮＯと判定した場合、ステップＳ３５を実行する。異常判定部はステップＳ３５において、気液分離器５に異常があると判定する。具体的には異常判定部は、気液分離器５に冷媒漏洩または破損が生じていると判定する。すなわち、本実施例に係る異常判定部は、気液分離器５内の液相冷媒の量が所定値未満であり（図５のステップＳ２２：Ｌｗ＜Ｌ１）、過熱器７内の気相冷媒の温度が所定値以上であり（図５のステップＳ２３：Ｔｓ≧Ｔ１）、凝縮ヘッダタンク１５内の液相冷媒の量が所定値以下である場合に（図６のステップＳ３１：Ｖｗ≦Ｖ１）、ステップＳ３５において気液分離器５に異常があると判定している。ステップＳ３５が実行された後に制御部はステップＳ３３を実行する。
【００５９】
以上説明したステップＳ３１、ステップＳ３２およびステップＳ３５によって、ベーンポンプ１０の閉固着の判定および気液分離器５の異常の判定を行うことができる。それにより、ランキンサイクルシステム３００の作動不良の原因がベーンポンプ１０の閉固着によるものなのか、気液分離器５の異常によるものなのかを判別することができる。
【００６０】
次に、図６のフローチャートのｂの結合子からの処理について説明する。異常判定部は、ｂの結合子からステップＳ３６へ進む。異常判定部はステップＳ３６において、凝縮ヘッダタンク１５内における液相冷媒の量Ｖｗが許容最小量Ｖ２より少ないか否かを判定する。許容最小量Ｖ２は、ランキンサイクルシステム３００が正常に運転している場合の凝縮ヘッダタンク１５内の液相冷媒量の最小値である。異常判定部はステップＳ３６においてＹＥＳと判定した場合、ステップＳ３７を実行する。
【００６１】
異常判定部はステップＳ３７において、ベーンポンプ１０の作動不良と判定する。ここでの作動不良は、ベーンポンプ１０の開固着、もしくはごみ噛み込みによる閉じ不良である。開固着は、ベーンポンプ１０のシール性が失われ、駆動時以外に冷媒が自由に流動してしまう作動不良である。ベーンポンプ１０のシール性が失われるとは、具体的には、ベーンポンプ１０のベーン１０３の先端がカムリング１０１の壁面に上手く接触することができなくなることを意味している。これは、スプリング１０４の劣化等によってベーン１０３をカムリング１０１の壁面側へ押付ける力が低下し、その結果、ベーン１０３の先端がカムリング１０１の壁面に上手く接触できなくなったことによるものと考えられる。また、ごみ噛み込みによる閉じ不良は、ベーン１０３の先端側にごみが付着してシール性が失われたことにより、駆動時以外に冷媒が自由に流動してしまう作動不良である。
【００６２】
ベーンポンプ１０が開固着、もしくはごみ噛み込みによる閉じ不良に陥ると、冷媒が自由に流動しているため、ベーンポンプ１０が停止状態であっても、凝縮ヘッダタンク１５内の液相冷媒は流れ出てしまう。流れ出た液相冷媒は、気液分離器５へ供給されるため、気液分離器５内の液相冷媒量が増加する。したがって、ステップＳ３７へ到達する条件、すなわち、気液分離器５内の液相冷媒量が多い状況で、第１電磁弁１３に異常がみられず、凝縮ヘッダタンク１５内の液相冷媒の量が少ない場合、ステップＳ３７において、ベーンポンプ１０の開固着もしくはごみ噛み込みによる閉じ不良が発生していると判定することができる。ステップＳ３７が実行された後に、制御部はステップＳ３３を実行する。
【００６３】
異常判定部はステップＳ３６においてＮＯと判定した場合、ステップＳ３８を実行し、図３の異常判定制御のｃへ進む。つまり本実施例に係る異常判定部は、ステップＳ３６においてＮＯと判定した場合、図３のステップＳ３において冷媒供給部に異常があると判定する。これは、第１電磁弁１３およびベーンポンプ１０に異常がないにもかかわらず、気液分離器５の液相冷媒の液面のレベルが許容最高値より高くなっているため（図５のステップＳ２７：Ｌｗ＞Ｌ２）、冷媒供給部に異常があると判定しているものである。
【００６４】
すなわち本実施例に係る異常判定部は、内燃機関２の内部に存在する冷媒の温度に基づいて冷媒供給部に異常があるか否かを判定するとともに（図３のステップＳ２でＮＯの場合にステップＳ３が実行される場合）、気液分離器５の液相冷媒の液面のレベルが所定値より高く（図５のステップＳ２７：Ｌｗ＞Ｌ２）、過熱器７の内部における気相冷媒の温度（蒸気の温度）が所定値以下であり（ステップＳ２８：Ｔｓ≦Ｔ２）、凝縮ヘッダタンク１５内の液相冷媒の量が所定値以上の場合にも（図６のステップＳ３６：Ｖｗ≧Ｖ２）、内燃機関２の冷媒供給部に異常があると判定している（図６のステップＳ３８および図３のステップＳ３）。
【００６５】
以上説明したステップＳ３６、ステップＳ３７およびステップＳ３８によって、ランキンサイクルシステム３００の作動不良の原因がベーンポンプ１０の開固着によるものなのか、内燃機関２の冷媒供給部の異常によるものなのかを判別することができる。
【００６６】
続いて図３のステップＳ４０に係る凝縮器８の異常判定処理について説明する。ステップＳ４０においてＥＣＵ２００の異常判定部は、次に説明する図７のフローチャートを実行する。図７は凝縮器８の異常判定処理のサブルーチンを示すフローチャートである。異常判定部はステップＳ４１において、凝縮水温度センサ５７の検出結果に基づいて、凝縮ヘッダタンク１５に貯留された冷媒の温度Ｔｗを取得する。次いで異常判定部はステップＳ４２において、ステップＳ４１で取得した冷媒の温度Ｔｗが凝縮水許容温度Ｔ３より大きいか否かを判断する。凝縮水許容温度Ｔ３は、凝縮ヘッダタンク１５内の冷媒に許容される最高温度である。異常判定部はステップＳ４２でＮＯと判定した場合、図３のＳＴＡＲＴに戻る。
【００６７】
異常判定部はステップＳ４２でＹＥＳと判定した場合、ステップＳ４３において、廃熱回収機４を経由した冷媒を凝縮器８に導く冷媒通路（通路３３）の圧力が基準範囲内であるか否かを判定する。なお、ステップＳ４３の具体的内容は図４のステップＳ１５と同様である。すなわち異常判定部はステップＳ４３において、圧力センサ５９の検出した通路３３の圧力が所定値未満の場合に、圧力センサ５９の検出した圧力が基準範囲内に入っていると判定し（ＹＥＳ）、圧力センサ５９の検出した圧力が所定値以上の場合（すなわち、通路３３内の負圧が不足している場合）に、圧力センサ５９の検出した圧力が基準範囲外であると判定する（ＮＯ）。
【００６８】
ステップＳ４３でＮＯと判定された場合、異常判定部はステップＳ４４において、ランキンサイクルシステム３００の負圧系に異常があると判定する。ステップＳ４４は図４のステップＳ１６と同様である。すなわち異常判定部はステップＳ４４において、ランキンサイクルシステム３００の負圧系である通路３３に異常があると判定する。
【００６９】
ステップＳ４４が実行された後に制御部は、ステップＳ４６ａに係る第１異常時対応処理を実行する。ステップＳ４６ａは図４のステップＳ１９ａと同様である。具体的には制御部はステップＳ４６ａにおいて、ランキンサイクルシステム３００に重度の異常が生じていることを示す警告ランプを点灯させる。また制御部は第２電磁弁１７を開弁させる。第２電磁弁１７が開弁することで、気液分離器５において分離された気相の冷媒は、バイパス通路１６を通過して通路３３に流入する。これにより、過熱器７および廃熱回収機４への冷媒の進入が抑制される。その結果、冷媒が過熱器７および廃熱回収機４に進入する場合に比較して、通路３３からの冷媒漏洩を抑制することができる。また制御部は第１電磁弁１３を閉弁させる。それにより、気液分離器５の液相の冷媒が過熱器７に流入することが抑制される。また制御部は、内燃機関２の最大出力をステップＳ４６ｂの場合よりも低い所定値（極低出力）に制御する。ステップＳ４６ａが実行された後に、異常判定部はフローチャートの実行を終了する。
【００７０】
ステップＳ４３でＹＥＳと判定された場合、異常判定部はステップＳ４５を実行する。異常判定部はステップＳ４５において、凝縮器８に異常があると判定する。すなわち異常判定部は、凝縮ヘッダタンク１５に貯留された冷媒の温度が所定値より高い場合（ステップＳ４２：Ｔｗ＞Ｔ３）、且つ通路３３の圧力が基準範囲に含まれる場合（ステップＳ４３でＹＥＳの場合）に、ステップＳ４５において凝縮器８に異常があると判定している。ステップＳ４５が実行された後に、制御部はステップＳ４６ｂに係る第２異常時対応処理を実行する。ステップＳ４６ｂは、ステップＳ４６ａとは異なる処理である。すなわち本実施例に係る制御部は、図７のステップＳ４５において凝縮器８に異常があると判定した場合と図７のステップＳ４４において通路３３に異常があると判定した場合との間で、ランキンサイクルシステム３００の制御内容を変更している。
【００７１】
具体的にはステップＳ４６ｂに係る第２異常時対応処理は、図４のステップＳ１９ｂに係る第２異常時対応処理と同様である。より具体的には制御部はステップＳ４６ｂにおいて、ランキンサイクルシステム３００に軽度の異常が生じていることを示す警告ランプを点灯させる。また制御部は第２電磁弁１７を開弁する。第２電磁弁１７を開弁したことで、気液分離器５において分離された気相の冷媒は、バイパス通路１６を通過して通路３３に流入する。これにより、過熱器７および廃熱回収機４を経由した冷媒の凝縮器８への進入が抑制される。また制御部は第１電磁弁１３を閉弁させる。また制御部は、内燃機関２の最大出力を通常時の最大出力よりも低い所定値に制御させる（つまり、最大出力を通常時の最大出力よりも減少させる）。なお、このステップＳ４６ｂに係る最大出力の所定値は、ステップＳ４６ａに係る極低出力よりも高い値である。ステップＳ４６ｂが実行された後に異常判定部はフローチャートの実行を終了する。
【００７２】
本実施例に係るランキンサイクルシステムの異常判定装置（ＥＣＵ２００）の作用効果をまとめると次のとおりである。まず本実施例に係る異常判定装置（ＥＣＵ２００）の異常判定部（ＣＰＵ２０１）は、図４において説明したように、内燃機関２の廃熱によって蒸気化された冷媒により作動する廃熱回収機４を経由した冷媒を凝縮器８に導く冷媒通路（具体的には通路３３）の圧力が所定の基準範囲から外れている場合に、ステップＳ１６において通路３３に異常があると判定し、圧力が基準範囲に含まれる場合且つ廃熱回収機４の出力が所定値未満の場合に、ステップＳ１８において廃熱回収機４に異常があると判定している。本実施例に係る異常判定装置によれば、廃熱回収機４に異常があるのか通路３３に異常があるのかを判別することができる。
【００７３】
また本実施例に係る異常判定装置によれば、図４のステップＳ１９ａおよびステップＳ１９ｂにおいて説明したように、制御部（ＣＰＵ２０１）は、異常判定部が通路３３に異常があると判定した場合（ステップＳ１６の場合）と、異常判定部が廃熱回収機４に異常があると判定した場合（ステップＳ１８の場合）との間で、ランキンサイクルシステム３００の制御内容を変更している（ステップＳ１９ａ、ステップＳ１９ｂ）。それにより、ランキンサイクルシステム３００の異常内容に応じて、ランキンサイクルシステム３００を適切に制御することができる。具体的にはランキンサイクルシステム３００の通路３３に異常がある場合と廃熱回収機４に異常がある場合とに応じて、ランキンサイクルシステム３００の特に内燃機関２の出力を適切に制御することができる。
【００７４】
また本実施例に係る異常判定装置によれば、図７において説明したように、異常判定部は、さらに、凝縮器８を経由した冷媒を貯留するタンク（具体的には凝縮ヘッダタンク１５）に貯留された冷媒の温度が所定値より高い場合（ステップＳ４２でＹＥＳの場合）、且つ通路３３の圧力が基準範囲に含まれる場合（ステップＳ４３でＹＥＳの場合）に、ステップＳ４５において凝縮器８に異常があると判定している。この構成によれば、凝縮器８に異常があるのか通路３３に異常があるのかを判別することができる。それにより、凝縮器８の異常の有無を精度よく判定することができる。
【００７５】
また本実施例に係る異常判定装置によれば、図７のステップＳ４６ｂおよびステップＳ４６ａにおいて説明したように、制御部は、異常判定部がステップＳ４５において凝縮器８に異常があると判定した場合と、異常判定部がステップＳ４４において通路３３に異常があると判定した場合との間で、ランキンサイクルシステム３００の制御内容を変更している（ステップＳ４６ｂ、ステップＳ４６ａ）。それにより、ランキンサイクルシステム３００の異常内容に応じて、ランキンサイクルシステム３００を適切に制御することができる。具体的にはランキンサイクルシステム３００の凝縮器８に異常がある場合と通路３３に異常がある場合とに応じて、ランキンサイクルシステム３００の特に内燃機関２の出力を適切に制御することができる。
【００７６】
また本実施例に係る異常判定装置によれば、図６のステップＳ３８等において説明したように、異常判定部は、内燃機関２の内部に存在する冷媒の温度に基づいて冷媒供給部に異常があるか否かを判定するとともに（具体的には図３のステップＳ２でＮＯの場合にステップＳ３が実行される場合）、気液分離器５の液相冷媒の液面のレベルが所定値より高く（図５のステップＳ２７：Ｌｗ＞Ｌ２）、過熱器７の内部における気相冷媒の温度が所定値以下であり（ステップＳ２８：Ｔｓ≦Ｔ２）、凝縮ヘッダタンク１５内の液相冷媒の量が所定値以上の場合にも（図６のステップＳ３６：Ｖｗ≧Ｖ２）、内燃機関２の冷媒供給部に異常があると判定している。この構成によれば、冷媒供給部の異常の有無を精度よく判定することができる。
【００７７】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００７８】
２  内燃機関
３  冷媒通路
４  廃熱回収機
５  気液分離器
７  過熱器
８  凝縮器
１０  ベーンポンプ
１３  第１電磁弁
１５  凝縮ヘッダタンク
１６  バイパス通路
１７  第２電磁弁
３３  通路
５９  圧力センサ
２００  ＥＣＵ
２０１  ＣＰＵ
３００  ランキンサイクルシステム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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