(57)【要約】  ランキンサイクル（３１）は、冷媒ポンプ（３２）と、熱交換器（３６）と、膨張機（３７）と、凝縮器（３８）とを備える。ランキンサイクル（３１）は、凝縮器（３８）及び冷媒をエアコンの冷凍サイクルと共用する。凝縮器（３８）の出口に接続する冷媒通路は冷凍サイクル分岐点（４５）において分岐して冷媒ポンプ（３２）及び冷凍サイクルのエバポレータ（５５）に接続する。ランキンサイクルを運転する場合に、エアコンを運転させる要求がなくても冷凍サイクルのコンプレッサ（５２）を駆動する。
2013046885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を循環させる冷媒ポンプと、エンジンの廃熱を冷媒に回収する熱交換器と、冷媒を膨張させることによって冷媒に回収された廃熱を動力に変換する膨張機と、前記膨張機によって膨張した冷媒を凝縮させる凝縮器とを備え、前記凝縮器及び冷媒をエアコンの冷凍サイクルと共用するランキンサイクルであって、
前記凝縮器の出口に接続する冷媒通路は分岐点において分岐して前記冷媒ポンプ及び前記冷凍サイクルのエバポレータに接続し、
前記ランキンサイクルを運転する場合に、前記エアコンを運転させる要求がなくても前記冷凍サイクルのコンプレッサを駆動する制御部を備えた、
ランキンサイクル。
【請求項２】
請求項１に記載のランキンサイクルであって、
前記制御部は、前記ランキンサイクルの運転を開始する前に、前記エアコンを運転させる要求がなくても前記冷凍サイクルのコンプレッサを駆動する、
ランキンサイクル。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のランキンサイクルであって、
前記分岐点と前記エバポレータとの間にはエアコン回路弁が設けられており、
前記制御部は、少なくとも前記コンプレッサを駆動している間は前記エアコン回路弁を閉じる、又は、前記エアコン回路弁の開度を減少させる、
ランキンサイクル。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つに記載のランキンサイクルであって、
前記制御部は、前記エアコン回路弁の閉弁又は開度減少を、前記エアコンを運転させる要求があるまで継続する、
ランキンサイクル。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一つに記載のランキンサイクルであって、
前記エバポレータが前記冷媒ポンプよりも高い位置に配置される、
ランキンサイクル。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一つに記載のランキンサイクルであって、
前記凝縮器から前記エバポレータまでの冷媒通路が前記冷媒ポンプの入口よりも高い位置に配置される、
ランキンサイクル。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一つに記載のランキンサイクルであって、
前記冷媒ポンプの入口に接続する冷媒通路は前記冷媒ポンプの入口から上方に延びるとともに、前記冷媒ポンプの入口には前記ランキンサイクル停止中に閉弁されるポンプ上流弁が設けられる、
ランキンサイクル。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一つに記載のランキンサイクルであって、
前記制御部は、前記エアコンを運転させる要求がない時に前記コンプレッサを駆動する場合は、前記エアコンのブロアファンを停止する、
ランキンサイクル。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一つに記載のランキンサイクルであって、
前記制御部は、前記ランキンサイクルの運転を開始する前になされた前記車両の停止時間に応じて前記コンプレッサの駆動時間を設定する、
ランキンサイクル。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一つに記載のランキンサイクルであって、
前記制御部は、前記エアコンを運転させる要求がない時に前記コンプレッサを駆動する場合は、前記コンプレッサの回転速度が高いほど、コンプレッサ駆動時間を短くする、
ランキンサイクル。
【請求項１１】
請求項１から９のいずれか一つに記載のランキンサイクルであって、
前記制御部は、前記エアコンを運転させる要求がない時に前記コンプレッサを駆動する場合に、コンプレッサ吸入冷媒圧力が負圧になってしまう可能性があるときには、前記コンプレッサの駆動を停止させる、
ランキンサイクル。
【請求項１２】
請求項８に記載のランキンサイクルであって、
ブロワファン停止中に、前記冷凍サイクルの蒸発器で蒸発されない冷媒が前記コンプレッサに吸入される可能性があるときには、前記コンプレッサの駆動を停止する、
ランキンサイクル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンの廃熱を動力として回収するランキンサイクルに関する。
【背景技術】
【０００２】
ランキンサイクルは、冷媒を循環させる冷媒ポンプと、エンジンの廃熱を冷媒に回収する廃熱回収器と、冷媒を膨張させることによって冷媒に回収された廃熱を動力に変換する膨張機と、膨張機によって膨張した冷媒を凝縮させる凝縮器とを備える。膨張機によって取り出された動力は、ベルト等を介してエンジンの出力軸や発電機に伝達される。【０００３】
ランキンサイクルが運転を停止すると、サイクル内の温度差（冷媒が蒸発又は凝縮することによる圧力差）によって、冷媒の偏在が生じるのであるが、ランキンサイクルの運転を開始する時には、冷媒ポンプの入口に十分な液相の冷媒が存在することが重要である。これは、冷媒ポンプの入口に十分な液相の冷媒がないと、冷媒ポンプは熱交換器に冷媒を送ることができず、また、冷媒には潤滑油が混合されており、これが冷媒ポンプの入口にないと、冷媒ポンプを十分に潤滑できないからである。【０００４】
そこで、ＪＰ２００５−３３７０６３Ａは、冷媒ポンプの入口が凝縮器の液面よりも下になるように配置し、冷媒ポンプの入口に十分な液相の冷媒が存在するようにしている。
【発明の概要】
【０００５】
しかしながら、ランキンシステムはエンジンルーム内の限られたスペースに配置されることがあり、冷媒ポンプの入口が凝縮器の液面よりも下になる配置を採用できない場合もある。また、このような配置を採用しても、サイクル内の温度差及びランキンサイクルの停止時間によっては、冷媒の偏在によって冷媒ポンプの入口に十分な液相の冷媒が存在しない可能性がある。
【０００６】
本発明の目的は、ランキンサイクルを運転する場合に冷媒ポンプの入口における液相の冷媒の不足を解消することである。
【０００７】
本発明のある態様によれば、ランキンサイクルは、冷媒を循環させる冷媒ポンプと、エンジンの廃熱を冷媒に回収する熱交換器と、冷媒を膨張させることによって冷媒に回収された廃熱を動力に変換する膨張機と、膨張機によって膨張した冷媒を凝縮させる凝縮器とを備える。また、ランキンサイクルは、凝縮器及び冷媒をエアコンの冷凍サイクルと共用する。凝縮器の出口に接続する冷媒通路は分岐点において分岐して冷媒ポンプ及び冷凍サイクルのエバポレータに接続する。ランキンサイクルを運転する場合に、エアコンを運転させる要求がなくても冷凍サイクルのコンプレッサを駆動する。
【０００８】
本発明の実施形態及び本発明の利点については、添付された図面を参照しながら以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、統合サイクルの概略構成図である。
【図２Ａ】図２Ａは、ポンプ及び膨張機を一体化した膨張機ポンプの概略断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、冷媒ポンプの概略断面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、膨張機の概略断面図である。
【図３】図３は、冷媒系バルブの機能を示す概略図である。
【図４】図４は、ハイブリッド車両の概略構成図である。
【図５】図５は、エンジンの概略斜視図である。
【図６】図６は、エンジンの配置を車両の下方から見た概略図である。
【図７Ａ】図７Ａは、ランキンサイクル運転域を示したマップである。
【図７Ｂ】図７Ｂは、ランキンサイクル運転域を示したマップである。
【図８】図８は、冷媒ポンプに接続する冷媒通路の具体的配置を示した概略図である。
【図９】図９は、始動時制御の内容を示したフローチャートである。
【図１０】図１０は、準備時間を補正するための補正係数のテーブルである。
【図１１】図１１は、始動時制御中の冷媒の流れを説明するための説明図である。
【図１２】図１２は、冷媒不足解消制御の内容を示したフローチャートである（第２実施形態）。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜第１実施形態＞
図１は本発明の前提となるランキンサイクル３１のシステム全体を表した概略構成図を示している。図１のランキンサイクル３１は、冷凍サイクル５１と冷媒および凝縮器３８を共有する構成になっており、ランキンサイクル３１と冷凍サイクル５１を統合したサイクルのことを、これ以降統合サイクル３０と表現する。図４は統合サイクル３０が搭載されるハイブリッド車両１の概略構成図である。尚、統合サイクル３０は、ランキンサイクル３１と冷凍サイクル５１の冷媒が循環する回路（通路）及びその途中に設けられたポンプ、膨張機、凝縮器等の構成要素に加え、冷却水や排気の回路（通路）等を含めたシステム全体を指すものとする。
【００１１】
ハイブリッド車両１では、エンジン２、モータジェネレータ８１、自動変速機８２が直列に連結され、自動変速機８２の出力はプロペラシャフト８３、ディファレンシャルギヤ８４を介して駆動輪８５に伝達される。エンジン２とモータジェネレータ８１の間には第１駆動軸クラッチ８６を設けている。また、自動変速機８２の摩擦締結要素の一つが第２駆動軸クラッチ８７として構成されている。第１駆動軸クラッチ８６と第２駆動軸クラッチ８７は、エンジンコントローラ７１に接続されており、ハイブリッド車両の運転条件に応じてその断接（接続状態）が制御される。ハイブリッド車両１では、図７Ｂに示すように、車速がエンジン２の効率が悪いＥＶ走行領域にあるときには、エンジン２を停止し第１駆動軸クラッチ８６を遮断し第２駆動軸クラッチ８７を接続してモータジェネレータ８１による駆動力のみでハイブリッド車両１の走行を行わせる。一方、車速がＥＶ走行領域を外れてランキンサイクル運転域に移行したときには、エンジン２を運転してランキンサイクル３１（後述する）を運転する。エンジン２は排気通路３を備え、排気通路３は、排気マニホールド４と、排気マニホールド４の集合部に接続される排気管５とから構成される。排気管５は途中でバイパス排気管６と分岐しており、バイパス排気管６にバイパスされる区間の排気管５には、排気と冷却水との間で熱交換を行なうための廃熱回収器２２を備える。廃熱回収器２２とバイパス排気管６は、図６に示すように、これらを一体化した廃熱回収ユニット２３として、床下触媒８８とその下流のサブマフラー８９との間に配置される。
【００１２】
図１に基づき、まず、エンジン冷却水回路について説明する。エンジン２を出た８０〜９０℃程度の冷却水は、ラジエータ１１を通る冷却水通路１３と、ラジエータ１１をバイパスするバイパス冷却水通路１４とに別れて流れる。その後、２つの流れは、両通路１３、１４を流れる冷却水流量の配分を決めるサーモスタットバルブ１５で再び合流し、さらに冷却水ポンプ１６を経てエンジン２に戻る。冷却水ポンプ１６はエンジン２によって駆動され、その回転速度はエンジン回転速度と同調している。サーモスタットバルブ１５は、冷却水温度が高い場合に冷却水通路１３側のバルブ開度を大きくしてラジエータ１１を通過する冷却水量を相対的に増やし、冷却水温度が低い場合に冷却水通路１３側のバルブ開度を小さくしてラジエータ１１を通過する冷却水量を相対的に減らす。エンジン２の暖機前など特に冷却水温度が低い場合には、完全にラジエータ１１をバイパスさせて冷却水の全量がバイパス冷却水通路１４側を流れる。一方、バイパス冷却水通路１４側のバルブ開度は全閉になることはなく、ラジエータ１１を流れる冷却水流量が多くなったときに、バイパス冷却水通路１４を流れる冷却水の流量は、冷却水の全量がバイパス冷却水通路１４側を流れる場合と比べて低下するが、流れが完全に停止することがないようにサーモスタットバルブ１５が構成されている。ラジエータ１１をバイパスするバイパス冷却水通路１４は、冷却水通路１３から分岐して後述の熱交換器３６に直接接続する第１バイパス冷却水通路２４と、冷却水通路１３から分岐して廃熱回収器２２を経た後に熱交換器３６に接続する第２バイパス冷却水通路２５とからなる。
【００１３】
バイパス冷却水通路１４には、ランキンサイクル３１の冷媒と熱交換を行なう熱交換器３６を備える。この熱交換器３６は蒸発器と過熱器とを統合したものである。すなわち、熱交換器３６には２つの冷却水通路３６ａ、３６ｂがほぼ一列に、また、冷媒と冷却水が熱交換可能なようにランキンサイクル３１の冷媒が流れる冷媒通路３６ｃは冷却水通路３６ａ、３６ｂと隣接して設けられている。さらに熱交換器３６の全体を俯瞰して見たときにランキンサイクル３１の冷媒と冷却水が互いに流れ方向が逆向きとなるように各通路３６ａ、３６ｂ、３６ｃが構成されている。
【００１４】
詳細には、ランキンサイクル３１の冷媒にとって上流（図１の左）側に位置する一方の冷却水通路３６ａは、第１バイパス冷却水通路２４に介装されている。この冷却水通路３６ａ及びこの冷却水通路３６ａに隣接する冷媒通路部分からなる熱交換器左側部分は、エンジン２から出た冷却水を冷却水通路３６ａに直接導入することで、冷媒通路３６ｃを流れるランキンサイクル３１の冷媒を加熱するための蒸発器である。
【００１５】
ランキンサイクル３１の冷媒にとって下流（図１の右）側に位置する他方の冷却水通路３６ｂには、第２バイパス冷却水通路２５を介して廃熱回収器２２を経た冷却水が導入される。冷却水通路３６ｂ及びこの冷却水通路３６ｂに隣接する冷媒通路部分からなる熱交換器右側部分（ランキンサイクル３１の冷媒にとって下流側）は、エンジン２の出口の冷却水を排気によってさらに加熱した冷却水を冷却水通路３６ｂに導入することで、冷媒通路３６ｃを流れる冷媒を過熱する過熱器である。
【００１６】
廃熱回収器２２の冷却水通路２２ａは排気管５に隣接して設けている。廃熱回収器２２の冷却水通路２２ａにエンジン２の出口の冷却水を導入することで、冷却水を高温の排気によって例えば１１０〜１１５℃程度まで加熱することができる。廃熱回収器２２の全体を俯瞰して見たときに、排気と冷却水とが互いに流れる向きが逆向きとなるように冷却水通路２２ａが構成されている。
【００１７】
廃熱回収器２２を設けた第２バイパス冷却水通路２５には制御弁２６が介装されている。エンジン２の内部にある冷却水の温度を指すエンジン水温が、例えばエンジン２の効率悪化やノックを発生させないための許容温度（例えば１００℃）を超えないように、エンジン２の出口の冷却水温度センサ７４の検出温度が所定値以上になると、この制御弁２６の開度を減少させるようにしている。エンジン水温が許容温度に近づくと、廃熱回収器２２を通過する冷却水量を減少させるので、エンジン水温が許容温度を超えてしまうことを確実に防ぐことができる。
【００１８】
一方、第２バイパス冷却水通路２５の流量が減少したことによって、廃熱回収器２２により上昇する冷却水温度が上がりすぎて冷却水が蒸発（沸騰）してしまったのでは、冷却水通路内の冷却水の流れが悪くなって部品温度が過剰に上昇してしまう恐れがある。これを避けるため、廃熱回収器２２をバイパスするバイパス排気管６と、廃熱回収器２２の排気通過量とバイパス排気管６の排気通過量とをコントロールするサーモスタットバルブ７をバイパス排気管６の分岐部に設けている。すなわち、サーモスタットバルブ７は、そのバルブ開度が廃熱回収器２２を出た冷却水温度が所定の温度（例えば沸騰温度１２０℃）を超えないように、廃熱回収器２２を出た冷却水温度に基づいて調節される。
【００１９】
熱交換器３６とサーモスタットバルブ７と廃熱回収器２２とは、廃熱回収ユニット２３として一体化されていて、車幅方向略中央の床下において排気管途中に配設されている。サーモスタットバルブ７は、バイメタル等を用いた比較的簡易な感温弁でもよいし、温度センサ出力が入力されるコントローラによって制御される制御弁であってもよい。サーモスタットバルブ７による排気から冷却水への熱交換量の調節は比較的大きな遅れを伴うため、サーモスタットバルブ７を単独で調節したのではエンジン水温が許容温度を超えないようにするのが難しい。しかしながら、第２バイパス冷却水通路２５の制御弁２６をエンジン水温（出口温度）に基づき制御するようにしてあるので、熱回収量を速やかに低減し、エンジン水温が許容温度を超えるのを確実に防ぐことができる。また、エンジン水温が許容温度までに余裕がある状態であれば、廃熱回収器２２を出る冷却水温度がエンジン水温の許容温度を越えるほどの高温（例えば１１０〜１１５℃）になるまで熱交換を行って、廃熱回収量を増加させることができる。冷却水通路３６ｂを出た冷却水は、第２バイパス冷却水通路２５を介して第１バイパス冷却水通路２４に合流されている。
【００２０】
バイパス冷却水通路１４からサーモスタットバルブ１５に向かう冷却水の温度が、例えば熱交換器３６でランキンサイクル３１の冷媒と熱交換することによって十分低下していれば、サーモスタットバルブ１５の冷却水通路１３側のバルブ開度が小さくされて、ラジエータ１１を通過する冷却水量は相対的に減らされる。逆にバイパス冷却水通路１４からサーモスタットバルブ１５に向かう冷却水の温度が、ランキンサイクル３１が運転されていないことなどによって高くなると、サーモスタットバルブ１５の冷却水通路１３側のバルブ開度が大きくされて、ラジエータ１１を通過する冷却水量は相対的に増やされる。このようなサーモスタットバルブ１５の動作に基づいて、エンジン２の冷却水温度が適当に保たれ、熱がランキンサイクル３１へ適当に供給（回収）されるように構成されている。
【００２１】
次に、ランキンサイクル３１について述べる。ここでは、ランキンサイクル３１は、単純なランキンサイクルでなく、冷凍サイクル５１と統合した統合サイクル３０の一部として構成されている。以下では、基本となるランキンサイクル３１を先に説明し、その後に冷凍サイクル５１に言及する。
【００２２】
ランキンサイクル３１は、エンジン２の冷却水を介してエンジン２の廃熱を冷媒に回収し、回収した廃熱を動力として回生するシステムである。ランキンサイクル３１は、冷媒ポンプ３２、過熱器としての熱交換器３６、膨張機３７及び凝縮器（コンデンサ）３８を備え、各構成要素は冷媒（Ｒ１３４ａ等）が循環する冷媒通路４１〜４４により接続されている。
【００２３】
冷媒ポンプ３２の軸は同一の軸上で膨張機３７の出力軸と連結配置され、膨張機３７の発生する出力（動力）によって冷媒ポンプ３２を駆動すると共に、発生動力をエンジン２の出力軸（クランク軸）に供給する構成である（図２Ａ参照）。すなわち、冷媒ポンプ３２の軸及び膨張機３７の出力軸は、エンジン２の出力軸と平行に配置され、冷媒ポンプ３２の軸の先端に設けたポンププーリ３３と、クランクプーリ２ａとの間にベルト３４を掛け回している（図１参照）。なお、冷媒ポンプ３２としてはギヤ式のポンプを、膨張機３７としてはスクロール式の膨張機を採用している（図２Ｂ、図２Ｃ参照）。
【００２４】
また、ポンププーリ３３と冷媒ポンプ３２との間に電磁式のクラッチ（このクラッチを以下「膨張機クラッチ」という。）３５（第１クラッチ）を設けて、冷媒ポンプ３２及び膨張機３７とを、エンジン２と断接可能にしている（図２Ａ参照）。このため、膨張機３７の発生する出力が冷媒ポンプ３２の駆動力及び回転体が有するフリクションを上回る場合（予測膨張機トルクが正の場合）に膨張機クラッチ３５を接続することで、膨張機３７の発生する出力によってエンジン出力軸の回転をアシスト（補助）することができる。このように廃熱回収によって得たエネルギを用いてエンジン出力軸の回転をアシストすることで、燃費を向上できる。また、冷媒を循環させる冷媒ポンプ３２を駆動するためのエネルギも、回収した廃熱で賄うことができる。なお、膨張機クラッチ３５は、エンジン２から冷媒ポンプ３２及び膨張機３７に至る動力伝達経路の途中であればどこに設けられていてもよい。
【００２５】
冷媒ポンプ３２からの冷媒は冷媒通路４１を介して熱交換器３６に供給される。熱交換器３６は、エンジン２の冷却水と冷媒との間で熱交換を行わせ、冷媒を気化し過熱する熱交換器である。
【００２６】
熱交換器３６からの冷媒は冷媒通路４２を介して膨張機３７に供給される。膨張機３７は、気化し過熱された冷媒を膨張させることにより熱を回転エネルギに変換する蒸気タービンである。膨張機３７で回収された動力は冷媒ポンプ３２を駆動し、ベルト伝動機構を介してエンジン２に伝達され、エンジン２の回転をアシストする。
【００２７】
膨張機３７からの冷媒は冷媒通路４３を介して凝縮器３８に供給される。凝縮器３８は、外気と冷媒との間で熱交換を行わせ、冷媒を冷却し液化する熱交換器である。このため、凝縮器３８をラジエータ１１と並列に配置し、ラジエータファン１２によって冷却するようにしている。
【００２８】
凝縮器３８により液化された冷媒は、冷媒通路４４を介して冷媒ポンプ３２に戻される。冷媒ポンプ３２に戻された冷媒は、冷媒ポンプ３２により再び熱交換器３６に送られ、ランキンサイクル３１の各構成要素を循環する。
【００２９】
なお、冷媒通路４４は、図８に示されるように、冷媒ポンプ３２の入口から上方に延びている。
【００３０】
次に、冷凍サイクル５１について述べる。冷凍サイクル５１は、ランキンサイクル３１を循環する冷媒を共用するため、ランキンサイクル３１と統合され、冷凍サイクル５１の構成そのものは簡素になっている。すなわち、冷凍サイクル５１は、コンプレッサ（圧縮機）５２、凝縮器３８、エバポレータ（蒸発器）５５を備える。
【００３１】
コンプレッサ５２は冷凍サイクル５１の冷媒を高温高圧に圧縮する流体機械で、エンジン２によって駆動される。すなわち、図４にも示したようにコンプレッサ５２の駆動軸にはコンプレッサプーリ５３が固定され、このコンプレッサプーリ５３とクランクプーリ２ａとにベルト３４を掛け回している。エンジン２の駆動力がこのベルト３４を介してコンプレッサプーリ５３に伝達され、コンプレッサ５２が駆動される。また、コンプレッサプーリ５３とコンプレッサ５２との間に電磁式のクラッチ（このクラッチを以下「コンプレッサクラッチ」という。）５４（第２クラッチ）を設けて、コンプレッサ５２とコンプレッサプーリ５３とを断接可能にしている。
【００３２】
図１に戻り、コンプレッサ５２からの冷媒は冷媒通路５６を介して冷媒通路４３に合流した後、凝縮器３８に供給される。凝縮器３８は外気との熱交換によって冷媒を凝縮し液化する熱交換器である。凝縮器３８からの液状の冷媒は、冷媒通路４４から分岐する冷媒通路５７を介してエバポレータ（蒸発器）５５に供給される。エバポレータ５５は、図示しないヒータコアと同様にエアコンユニットのケース内に配設されている。エバポレータ５５は、凝縮器３８からの液状冷媒を蒸発させ、そのときの蒸発潜熱によってブロアファンからの空調空気を冷却する熱交換器である。
【００３３】
エバポレータ５５によって蒸発した冷媒は冷媒通路５８を介してコンプレッサ５２に戻される。なお、エバポレータ５５によって冷却された空調空気とヒータコアによって加熱された空調空気は、エアミックスドアの開度に応じて混合比率が変更され、乗員の設定する温度に調節される。
【００３４】
なお、エバポレータ５５、及び、凝縮器３８とエバポレータ５５とを接続する冷媒通路４４の一部及び冷媒通路５７は、冷媒ポンプ３２の入口よりも高い位置に配置される。また、冷媒通路４４は、冷凍サイクル分岐点４５において分岐し、冷媒通路５７に接続する（図８参照）。
【００３５】
ランキンサイクル３１と冷凍サイクル５１とからなる統合サイクル３０には、サイクル内を流れる冷媒を制御するため、回路途中に各種の弁が適宜設けられている。例えば、ランキンサイクル３１を循環する冷媒を制御するため、冷凍サイクル分岐点４５と冷媒ポンプ３２とを連絡する冷媒通路４４にポンプ上流弁６１、熱交換器３６と膨張機３７とを連絡する冷媒通路４２に膨張機上流弁６２を備える。また、冷媒ポンプ３２と熱交換器３６とを連絡する冷媒通路４１には、熱交換器３６から冷媒ポンプ３２への冷媒の逆流を防止するため逆止弁６３を備えている。膨張機３７と冷凍サイクル合流点４６とを連絡する冷媒通路４３にも、冷凍サイクル合流点４６から膨張機３７への冷媒の逆流を防止するため逆止弁６４を備えている。また、膨張機上流弁６２上流から膨張機３７をバイパスして逆止弁６４上流に合流する膨張機バイパス通路６５を設け、この膨張機バイパス通路６５にバイパス弁６６を設けている。さらに、バイパス弁６６をバイパスする通路６７に圧力調整弁６８を設けている。冷凍サイクル５１側についても、冷凍サイクル分岐点４５とエバポレータ５５とを接続する冷媒通路５７にエアコン回路弁６９を設けている。
【００３６】
上記４つの弁６１、６２、６６、６９はいずれも電磁式の開閉弁である。圧力センサ７２により検出される膨張機上流圧力の信号、圧力センサ７３により検出される凝縮器３８の出口の冷媒圧力Ｐｄの信号、膨張機３７の回転速度信号等がエンジンコントローラ７１に入力されている。エンジンコントローラ７１では、所定の運転条件に応じ、これらの各入力信号に基づいて、冷凍サイクル５１のコンプレッサ５２や、ラジエータファン１２の制御を行なうとともに、上記４つの電磁式開閉弁６１、６２、６６、６９の開閉を制御する。
【００３７】
例えば、圧力センサ７２により検出される膨張機上流側圧力及び膨張機回転速度に基づいて膨張機トルク（回生動力）を予測し、この予測膨張機トルクが正のとき（エンジン出力軸の回転をアシストすることができるとき）に膨張機クラッチ３５を締結し、予測膨張機トルクがゼロないし負のときに膨張機クラッチ３５を解放する。センサ検出圧力と膨張機回転速度とに基づくことで、排気温度から膨張機トルク（回生動力）を予測する場合とくらべ、高い精度で膨張機トルクを予測することができ、膨張機トルクの発生状況に応じて膨張機クラッチ３５の締結・解放を適切に行うことができる（詳細は特開２０１０−１９０１８５号公報参照）。
【００３８】
上記４つの開閉弁６１、６２、６６、６９及び２つの逆止弁６３、６４は、冷媒系バルブである。これらの冷媒系バルブの機能を改めて図３に示す。
【００３９】
図３において、ポンプ上流弁６１は、冷媒ポンプ３２の入口に設けられる（図８参照）ポンプ上流弁６１は、ランキンサイクル３１の停止中等、冷凍サイクル５１の回路に比べてランキンサイクル３１の回路に冷媒が偏り易くなる所定の条件で閉じることで、ランキンサイクル３１への冷媒（潤滑成分含む）の偏りを防止するためのもので、後述するように、膨張機３７下流の逆止弁６４と協働してランキンサイクル３１の回路を閉塞させる。膨張機上流弁６２は、熱交換器３６からの冷媒圧力が相対的に低い場合に冷媒通路４２を遮断し熱交換器３６からの冷媒が高圧になるまで保持することができるようにするものである。これによって、膨張機トルクが十分得られない場合でも冷媒の加熱を促し、例えばランキンサイクル３１が再起動する（回生が実際に行なえるようになる）までの時間を短縮させることができる。バイパス弁６６は、ランキンサイクル３１の始動時等にランキンサイクル３１側に存在する冷媒量が十分でないときなどに、膨張機３７をバイパスさせた上で冷媒ポンプ３２の作動が行えるように開弁し、ランキンサイクル３１の起動時間を短縮するためのものである。膨張機３７をバイパスさせた上で冷媒ポンプ３２を作動させることで、凝縮器３８の出口あるいは冷媒ポンプ３２の入口の冷媒温度が、その部位の圧力を考慮した沸点から所定温度差（サブクール度SC）以上に低下した状態が実現されれば、ランキンサイクル３１には十分な液体冷媒が供給できる状態が整ったことになる。
【００４０】
熱交換器３６上流の逆止弁６３は、バイパス弁６６、圧力調整弁６８、膨張機上流弁６２と協働して膨張機３７に供給される冷媒を高圧に保持するためのものである。ランキンサイクルの回生効率が低い条件ではランキンサイクルの運転を停止し、熱交換器の前後区間に亘って回路を閉塞することで、停止中の冷媒圧力を上昇させておき、高圧冷媒を利用してランキンサイクルが速やかに再起動できるようにする。圧力調整弁６８は膨張機３７に供給される冷媒の圧力が高くなり過ぎた場合に開いて、高くなり過ぎた冷媒を逃すリリーフ弁の役割を有している。
【００４１】
膨張機３７下流の逆止弁６４は、上述のポンプ上流弁６１と協働してランキンサイクル３１への冷媒の偏りを防止するためのものである。ハイブリッド車両１の運転開始直後、エンジン２が暖まっていないとランキンサイクル３１が冷凍サイクル５１より低温となり、冷媒がランキンサイクル３１側に偏ることがある。ランキンサイクル３１側に偏る確率はそれほど高くないものの、例えば夏場の車両運転開始直後には、車内を早く冷やしたい状況にあって冷房能力が最も要求されることから、冷媒の僅かな偏在も解消して冷凍サイクル５１の冷媒を確保したいという要求がある。そこで、ランキンサイクル３１側への冷媒の偏在を防止するため逆止弁６４を設けたものである。
【００４２】
コンプレッサ５２は 、駆動停止時に冷媒が自由通過できる構造ではなく、エアコン回路弁６９と協働して冷凍サイクル５１への冷媒の偏りを防止することができる。これについて説明する。冷凍サイクル５１の運転が停止したとき、定常運転中の比較的高い温度のランキンサイクル３１側から冷凍サイクル５１側へと冷媒が移動して、ランキンサイクル３１を循環する冷媒が不足することがある。冷凍サイクル５１の中で、冷房停止直後はエバポレータ５５の温度が低くなっていて、比較的容積が大きく温度が低くなっているエバポレータ５５に冷媒が溜まり易い。この場合に、コンプレッサ５２の駆動停止によって凝縮器３８からエバポレータ５５への冷媒の動きを遮断するとともに、エアコン回路弁６９を閉じることで、冷凍サイクル５１への冷媒の偏りを防止するのである。
【００４３】
次に、図５はエンジン２全体のパッケージを示すエンジン２の概略斜視図である。図５において特徴的なのは、熱交換器３６が排気マニホールド４の鉛直上方に配置されていることである。排気マニホールド４の鉛直上方のスペースに熱交換器３６を配置することによって、ランキンサイクル３１のエンジン２への搭載性を向上させている。また、エンジン２にはテンションプーリ８が設けられる。
【００４４】
次に、ランキンサイクル３１の基本的な運転方法を図７Ａ及び図７Ｂを参照して説明する。
【００４５】
まず、図７Ａ及び図７Ｂはランキンサイクル３１の運転領域図である。図７Ａには横軸を外気温、縦軸をエンジン水温（冷却水温度）としたときのランキンサイクル３１の運転域を、図７Ｂには横軸をエンジン回転速度、縦軸をエンジントルク（エンジン負荷）としたときのランキンサイクル３１の運転域を示している。
【００４６】
図７Ａ及び図７Ｂのいずれにおいても所定の条件を満たしたときにランキンサイクル３１を運転するもので、これら両方の条件が満たされた場合にランキンサイクル３１を運転する。図７Ａにおいては、エンジン２の暖機を優先する低水温側の領域と、コンプレッサ５２の負荷が増大する高外気温側の領域でランキンサイクル３１の運転を停止している。排気温度が低く回収効率が悪い暖機時は、むしろランキンサイクル３１を運転しないことで冷却水温度を速やかに上昇させる。高い冷房能力が要求される高外気温時はランキンサイクル３１を止めて、冷凍サイクル５１に十分な冷媒と凝縮器３８の冷却能力を提供する。図７Ｂにおいては、ハイブリッド車両であるので、ＥＶ走行領域と、膨張機３７のフリクションが増大する高回転速度側の領域でランキンサイクル３１の運転を停止している。膨張機３７は全ての回転速度でフリクションが少ない高効率な構造とすることが難しいことから、図７Ｂの場合では、運転頻度の高いエンジン回転速度域でフリクションが小さく高効率となるように、膨張機３７が構成（膨張機３７各部のディメンジョン等が設定）されている。
【００４７】
ところで、統合サイクル３０においては、ランキンサイクル３１あるいは冷凍サイクル５１における冷媒（潤滑成分含む。）の偏りを防止するために、ポンプ上流弁６１及び逆止弁６４、エアコン回路弁６９を設けているが（図３参照）、ランキンサイクル３１が停止する時の冷媒の分布状態などによっては、これらを全て閉弁したからといって停止中（イグニッションオフ時）の偏在を完全に防止できる訳ではない。また、これらの弁を閉弁しない場合は、運転停止後にプラント（統合サイクル）全体の温度が低下していく過程で、冷媒の分布は様々に変化する可能性がある。特に、ランキンサイクル３１の運転を開始するためには、冷媒ポンプ３２の入口に十分な液相の冷媒が準備できていることが重要である。
【００４８】
十分な液相の冷媒が準備されるとは、ランキンサイクル３１を運転させるのに必要な所定状態の冷媒が冷媒ポンプ３２の入口に存在する状態であり、具体的には、冷媒ポンプ３２の入口（又は凝縮器３８の出口）が、その場の圧力を考慮した沸点からの温度低下代（サブクール度）が所定以上となる温度になっていることである。
【００４９】
そこで、ランキンサイクル３１の運転を開始する場合、運転開始前に以下に説明する始動時制御を行い、冷媒ポンプ３２の入口における冷媒不足を解消する。
【００５０】
始動時制御は、車両のキーオン時に、エアコンの運転要求がなくても冷凍サイクル５１のコンプレッサ５２を所定の準備時間だけ運転させることによって、凝縮器３８から出た液相の冷媒を冷媒ポンプ３２の入口に優先的に供給する制御である。
【００５１】
図９は、始動時制御の内容を示したフローチャートである。本制御は車両のキーオン時に開始され、各処理は、エンジンコントローラ７１によって所定の短い時間間隔で繰り返し実行される。また、本制御で使用される終了フラグ及びタイマは、いずれも車両のキーオフ時に０にリセットされる。
【００５２】
まず、エンジンコントローラ７１は、終了フラグの値を判断する（Ｓ１）。車両のキーオン時に本制御が初めて実行される場合は、終了フラグは０であり、処理がＳ１からＳ２に進む。
【００５３】
Ｓ２では、エンジンコントローラ７１は準備時間（コンプレッサ５２の駆動時間）を設定する。
【００５４】
準備時間は、冷凍サイクル５１のコンプレッサ５２の駆動を開始してから、冷凍ポンプ３２の入口に十分な冷媒が準備されるまでに必要な時間である。具体的には、エアコン回路弁６９を備え、停止時にこれを閉じるとした場合、統合サイクルの運転中に生じ得る冷凍サイクル５１側への冷媒の偏在量（多少）を考慮して、冷凍ポンプ３２の入口に十分な冷媒が準備されるまでに必要な時間を基準時間とする。停止直前の偏在量を推定できるなら、推定値に基づき次回始動時の基準時間を設定するようにしてもよい。また、エアコン回路弁６９を備えないシステムの場合には、車両がキーオフされて十分長い時間が経った状態でコンプレッサ５２の駆動を開始した場合に、冷凍ポンプ３２の入口に十分な冷媒が準備されるまでに必要な時間を基準時間とし、基準時間に図１０に示すテーブルを参照して得られる補正係数を掛けた値が準備時間として設定することもできる。
【００５５】
図１０に示すテーブルでは、補正係数は、前回車両がキーオフされた時から今回キーオンされた時までの時間（以下、「停止時間」という。）によって設定される。補正係数は、停止時間がゼロのときはゼロに設定され、停止時間が短い場合は１よりも大きな値に設定され、停止時間が十分に長い場合（例えば、エンジン２の冷却水が常温になるまでの時間以上）は１に設定される。
【００５６】
これは、停止時間がゼロの場合は、冷媒の偏在が生じず、冷媒の偏在を解消するためにコンプレッサ５２を駆動する必要がないからである。
【００５７】
また、停止時間が短い場合は、エンジン２の冷却水温度が高いので、熱交換器３６において冷媒が蒸発し、ランキンサイクル３１側の冷媒が冷凍サイクル５１側に移動して、冷媒の偏在が大きくなるからである。
【００５８】
また、停止時間が十分に長い場合は、エンジン２の冷却水の温度低下に伴いランキンサイクル３１側の温度が下がり、冷凍サイクル５１側の冷媒の一部がランキンサイクル３１側に戻り、ある偏在状態に落ち着くからである。
【００５９】
次に、エンジンコントローラ７１は、タイマが準備時間以上かを判断する（Ｓ３）。車両のキーオン時に本処理が初めて実行される場合は、タイマは０であり、処理がＳ３からＳ４に進む。
【００６０】
Ｓ４では、エンジンコントローラ７１は、エアコン回路弁６９を閉じ、コンプレッサ５２の駆動を開始する。また、エンジンコントローラ７１は、タイマのカウントアップを開始する。エアコン回路弁６９を閉じた状態でコンプレッサ５２を駆動すると、エバポレータ５５から引き出され、あるいは凝縮器３８を押し出された液相の冷媒は、冷媒通路４４を通って冷媒ポンプ３２の入口に優先的に供給される。
【００６１】
次に、エンジンコントローラ７１は、エアコンの運転要求があるかを判断する（Ｓ５）。エアコンの運転要求があるかは、例えば、エアコンのコントローラからの信号に基づき判断する。
【００６２】
エンジンコントローラ７１は、エアコンの運転要求がある場合はブロアファンの運転を許可するが（Ｓ６）、ない場合はブロアファンの運転を禁止する（Ｓ７）。これは、エアコンの運転要求がない状況でブロアファンが運転されることによる乗員の不快感又は違和感を抑えるためである。
【００６３】
エンジンコントローラ７１は、タイマが準備時間以上になるまでＳ１からＳ７の処理を繰り返し実行する。
【００６４】
その後、タイマが準備時間以上になると、処理がＳ３からＳ８に進み、エンジンコントローラ７１は終了フラグに１をセットし、ランキンサイクル３１の運転を許可する。この状態では、冷媒ポンプ３２の入口に十分な液相の冷媒が準備されており、以後、ランキンサイクル３１の運転条件（図７Ａ及び図７Ｂ）が成立すれば、ランキンサイクル３１の運転が開始される。
【００６５】
エンジンコントローラ７１は、その後、エアコン回路弁６９が開いているか判断し（Ｓ９）、エアコン回路弁６９が閉じている場合は、エアコンの運転要求ありになるのを待ってエアコン回路弁６９を開く（Ｓ１０、Ｓ１１）。
【００６６】
続いて、第１実施形態の作用効果について説明する。
【００６７】
第１実施形態では、ランキンサイクル３１の運転を開始する前に、エアコンを運転させる要求がなくても冷凍サイクル５１のコンプレッサ５２を駆動する始動時制御を行うようにした（Ｓ４）。コンプレッサ５２を駆動することによって、冷媒ポンプ３２の入口に冷媒が供給され、冷媒ポンプ３２の入口に十分な液相の冷媒を準備することができる。これによって、ランキンサイクル３１の起動を短時間のうちに確実に行うことが可能になり、また、冷媒には潤滑成分が含まれているので、冷媒ポンプ３２に潤滑も確保される。
【００６８】
始動時制御においては、少なくともコンプレッサ５２を駆動している間はエアコン回路弁６９を閉じるようにした（Ｓ４）。これによって、凝縮器３８を出た冷媒は、図１１に矢印で示されるように、冷媒ポンプ３２の入口に優先的に供給されるようになり、エアコン回路弁６９を閉じない場合と比べてより短い時間で冷媒ポンプ３２の入口における冷媒不足を解消することができる。
【００６９】
なお、始動時制御においてエアコン回路弁６９を閉じているが、エアコン回路弁６９の開度を所定以上減少させる（冷凍サイクルに向かう冷媒を抑制する）だけでもよく、その場合であっても凝縮器３８を出た冷媒が優先的に冷媒ポンプ３２の入口に供給され、上記効果が期待できる。
【００７０】
また、ランキンサイクル３１のみを運転していると冷媒が冷凍サイクル５１側に徐々に移動し、ランキンサイクル３１において冷媒が不足してランキンサイクル３１の出力が低下する。しかしながら、エアコンを運転させるまで、すなわち、冷凍サイクル５１が運転するまでエアコン回路弁６９を閉弁（又は開度減少）させるようにしたので（Ｓ９〜Ｓ１１）、冷凍サイクル５１側への冷媒の移動を抑え、ランキンサイクル３１の出力低下を抑えることができる。
【００７１】
また、上記始動時制御に加え、エバポレータ５５を冷媒ポンプ３２よりも高い位置に配置し、さらに、凝縮器３８からエバポレータ５５までの冷媒通路（冷媒通路４４の一部及び冷媒通路５７）が冷媒ポンプ３２の入口よりも高い位置に配置されるようにした（図８）。この構成によれば、コンプレッサ５２を駆動した時に冷媒が冷媒ポンプ３２の入口に供給されやすくすることができる。
【００７２】
また、冷媒ポンプ３２の入口に接続する冷媒通路４４は冷媒ポンプ３２の入口から上方に延びるとともに、冷媒ポンプ３２の入口にはランキンサイクル３１の停止中に閉弁されるポンプ上流弁６１を設けた（図８）。この構成によれば、コンプレッサ５２停止後もポンプ上流弁６１の上方に冷媒が残り、さらにコンプレッサ５２を駆動した時に冷媒が溜まり、これがランキンサイクル３１の運転開始時に冷媒ポンプ３２に供給されるので、冷媒ポンプ３２における冷媒不足及び潤滑不良をより一層抑えることができる。
【００７３】
また、始動時制御においては、エアコンを運転させる要求がない時はエアコンのブロアファンを停止するようにした（Ｓ７）。これにより、エアコンを運転させる要求がないにもかかわらずブロアファンが運転することによる不快感又は違和感を抑えることができる。
【００７４】
また、始動時制御におけるコンプレッサ５２の駆動時間（Ｓ２の準備時間）を、車両がキーオフされてから今回キーオンされるまでの時間（車両の停止時間）に応じて設定するようにした。ランキンサイクル３１における冷媒の偏在の度合いは車両の停止時間に応じて異なるので、コンプレッサ５２の駆動時間を車両の停止時間に応じて設定することによって、冷媒ポンプ３２の入口への冷媒の供給量が過剰になったり不足したりするのを防止することができる。
【００７５】
尚、エバポレータ５５手前のエアコン回路弁６９を閉じた状態でコンプレッサ５２を作動させると、コンプレッサ吸入冷媒圧力が負圧になってしまう可能性があるので、コンプレッサ５２の駆動時間は短い時間にするのが望ましい。コンプレッサ吸入冷媒圧力が負圧になってしまう可能性があるときには、コンプレッサ５２の駆動を停止させるようにしてもよい。また、ブロワファンが停止された状態でコンプレッサ５２を駆動すると、エバポレータ５５で蒸発されない冷媒がコンプレッサ５２に吸入される可能性もあるので、そのような可能性があるときにも、コンプレッサ５２の駆動を停止させるようにしてもよい。また、コンプレッサ５２はエンジン２によって駆動されているので、コンプレッサ５２を一時的に駆動する際のエンジン回転速度が比較的高い回転速度であると、これらの問題が生じる可能性が高まるので、始動時制御として、エアコンを運転させる要求が無い時にコンプレッサ５２を駆動する場合は、コンプレッサ５２の回転速度が高いほど、コンプレッサ５２の駆動時間を短くするようにしてもよい。
【００７６】
＜第２実施形態＞
第２実施形態は、ランキンサイクル３１の構成は第１実施形態と同一であるが、エンジンコントローラ７１の制御内容が第１実施形態と相違する。具体的には、第２実施形態では、上記始動時制御に代えて後述する冷媒不足解消制御を行うことにより、ランキンサイクル３１を運転する場合に冷媒ポンプ３２の入口における液相の冷媒の不足が速やかに解消されるようにした。
【００７７】
冷媒不足解消制御は、エアコンの運転要求がなくてもランキンサイクル３１の運転開始と同時に冷凍サイクル５１のコンプレッサ５２を所定の準備時間だけ駆動することによって、凝縮器３８から出た液相の冷媒を冷媒ポンプ３２の入口に優先的に供給する制御である。
【００７８】
図１２は、冷媒不足解消制御の内容を示したフローチャートである。本制御は、ランキンサイクル３１の運転条件（図７Ａ及び図７Ｂ）が成立した場合に開始され、各処理は、エンジンコントローラ７１によって所定の短い時間間隔で繰り返し実行される。また、本制御で使用されるＲＣ運転済みフラグ及びタイマは、いずれも冷媒不足解消制御によって冷媒ポンプ３２の入口における液相の冷媒の不足が解消した時に０にリセットされる。
【００７９】
まず、エンジンコントローラ７１は、ＲＣ運転済みフラグの値を判断する（Ｓ２１）。ＲＣ運転済みフラグは、車両のキーオン後にランキンサイクル３１が一度でも運転されている場合は１にセットされるフラグである。車両のキーオン後にランキンサイクル３１が初めて運転される場合は、ＲＣ運転済みフラグが０であり、処理がＳ２１からＳ２２に進む。
【００８０】
Ｓ２２では、エンジンコントローラ７１は準備時間（コンプレッサ５２の駆動時間）を設定する。準備時間は、冷凍サイクル５１のコンプレッサ５２の駆動を開始してから冷凍ポンプ３２の入口における冷媒の不足が解消するまでに必要な時間である。準備時間は、図９のＳ２における処理と同様にランキンサイクルの運転を開始する前になされた車両の停止時間等に基づき設定される。ただし、第２実施形態ではランキンサイクル３１を運転させつつコンプレッサ５２を駆動するので、準備時間の設定に用いる基準時間及び補正係数は第１実施形態とは異なる値になる。
【００８１】
Ｓ２３では、エンジンコントローラ７１は、タイマが準備時間以上かを判断する。車両のキーオン後にランキンサイクル３１が初めて運転される場合は、タイマは０であり、処理がＳ２３からＳ２４に進む。
【００８２】
Ｓ２４では、エンジンコントローラ７１は、ランキンサイクル３１の運転を開始し、エアコン回路弁６９を閉じ、コンプレッサ５２の駆動を開始する。すなわち、ランキンサイクル３１の運転とコンプレッサ３２の駆動は同時に開始される。また、エンジンコントローラ７１は、タイマのカウントアップを開始する。
【００８３】
エアコン回路弁６９を閉じた状態でコンプレッサ５２を駆動すると、エバポレータ５５から引き出され、あるいは凝縮器３８を押し出された液相の冷媒は、冷媒通路４４を通って冷媒ポンプ３２の入口に優先的に供給される。これにより、冷媒ポンプ３２の入口における冷媒の不足は速やかに解消へと向かう。
【００８４】
なお、Ｓ２４ではエアコン回路弁６９を閉じているが、開度を所定以上減少させるだけであってもよい。その場合であっても、凝縮器３８を出た冷媒を優先的に冷媒ポンプ３２の入口に供給することができる。
【００８５】
Ｓ２５では、エンジンコントローラ７１は、エアコンの運転要求があるかを判断する。エアコンの運転要求があるかは、例えば、エアコンのコントローラからの信号に基づき判断する。
【００８６】
エンジンコントローラ７１は、エアコンの運転要求がある場合はブロアファンの運転を許可するが（Ｓ２６）、ない場合は乗員に不快感又は違和感を与えないようにブロアファンの運転を禁止する（Ｓ２７）。
【００８７】
エンジンコントローラ７１は、タイマが準備時間以上になるまでＳ２１からＳ２７の処理を繰り返し実行する。
【００８８】
その後、タイマが準備時間以上になると、処理がＳ２３からＳ２８に進み、エンジンコントローラ７１はＲＣ運転済みフラグに１をセットし、タイマをリセットする。
【００８９】
ＲＣ運転済みフラグに１がセットされると、以後、処理がＳ２１からリターンに流れるようになり、冷媒不足解消制御によるコンプレッサ５２の駆動は行われない。これは、ランキンサイクル３１が一度でも運転すれば、冷媒ポンプ３２の入口における液相の冷媒の不足が解消するからである。
【００９０】
以後、エアコンは、エアコンのコントローラによって別途制御され、エアコンの運転要求があれば、エアコン回路弁６９が開かれ、コンプレッサ５２が駆動される。
【００９１】
続いて、第２実施形態の作用効果について説明する。
【００９２】
第２実施形態では、ランキンサイクル３１を運転する場合に、エアコンを運転させる要求がなくても冷凍サイクル５１のコンプレッサ５２を駆動する冷媒不足解消制御を行うようにした（Ｓ２４）。ランキンサイクル３１の運転開始と同時にコンプレッサ５２の駆動を開始するので、冷媒ポンプ３２の入口における液相の冷媒の不足を速やかに解消することができる。
【００９３】
冷媒ポンプ３２の入口において液相の冷媒が不足する時間は短時間であるので、液相の冷媒が不足することによるランキンサイクル３１の出力の低下及び冷媒ポンプ３２の潤滑不足が問題になることはない。
【００９４】
その他の作用効果は第１実施形態の作用効果と同じであるので説明を省略する。
【００９５】
なお、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、コンプレッサ５２を駆動することでコンプレッサ吸入冷媒圧力が負圧になる可能性があるとき、又は、ブロワファン停止中にエバポレータ５５で蒸発されない冷媒がコンプレッサ５２に吸入される可能性があるときは、コンプレッサ５２の駆動を停止させるようにしてもよい。また、コンプレッサ５２の回転速度が高いほど、コンプレッサ５２の駆動時間（Ｓ２２の準備時間）を短くするようにしてもよい。
【００９６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例を示したものであり、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００９７】
例えば、上記実施形態では、車両のキーオン時でランキンサイクル３１の運転を開始する前にコンプレッサ５２の駆動を開始する（第１実施形態）、又は、ランキンサイクル３１の運転開始と同時にコンプレッサ５２の駆動を開始する（第２実施形態）が、コンプレッサ５２の駆動開始時期はこれに限定されない。
【００９８】
例えば、冷媒ポンプ３２の入口において液相の冷媒が不足しているか判断し、不足していると判断された場合に、エアコンを運転させる要求がなくてもコンプレッサ５２を駆動するようにしてもよい。冷媒ポンプ３２の入口において液相の冷媒が不足しているかの判断は、例えば、ランキンサイクル３１の前回の運転停止からの経過時間に基づき判断することができ、この場合、ランキンサイクル３１が停止し続ける間は、定期的にコンプレッサ５２が駆動される。このような変形例も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００９９】
本願は日本国特許庁に２０１１年９月３０日に出願された特願２０１１−２１６７４７号に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【図１】
2013046885.tif 000003
【図２Ａ】
2013046885.tif 000004
【図２Ｂ】
2013046885.tif 000005
【図２Ｃ】
2013046885.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
2013046885.tif 000009
【図６】
2013046885.tif 000010
【図７Ａ】
2013046885.tif 000011
【図７Ｂ】
2013046885.tif 000012
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年1月9日(2013.1.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を循環させる冷媒ポンプと、エンジンの廃熱を冷媒に回収する熱交換器と、冷媒を膨張させることによって冷媒に回収された廃熱を動力に変換する膨張機と、前記膨張機によって膨張した冷媒を凝縮させる凝縮器とを備え、前記凝縮器及び冷媒をエアコンの冷凍サイクルと共用するランキンサイクルであって、
前記凝縮器の出口に接続する冷媒通路は分岐点において分岐して前記冷媒ポンプ及び前記冷凍サイクルのエバポレータに接続し、
前記分岐点と前記エバポレータとの間にはエアコン回路弁が設けられており、
前記ランキンサイクルを運転する場合に、前記エアコンを運転させる要求がなくても前記冷凍サイクルのコンプレッサを駆動し、少なくとも前記コンプレッサを駆動している間は前記エアコン回路弁を閉じる、又は、前記エアコン回路弁の開度を減少させる制御部を備えた、
ランキンサイクル。
【請求項２】
請求項１に記載のランキンサイクルであって、
前記制御部は、前記ランキンサイクルの運転を開始する前に、前記エアコンを運転させる要求がなくても前記冷凍サイクルのコンプレッサを駆動する、
ランキンサイクル。
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
請求項１又は２に記載のランキンサイクルであって、
前記制御部は、前記エアコン回路弁の閉弁又は開度減少を、前記エアコンを運転させる要求があるまで継続する、
ランキンサイクル。
【請求項５】
請求項１、２及び４のいずれか一つに記載のランキンサイクルであって、
前記エバポレータが前記冷媒ポンプよりも高い位置に配置される、
ランキンサイクル。
【請求項６】
請求項１、２、４及び５のいずれか一つに記載のランキンサイクルであって、
前記凝縮器から前記エバポレータまでの冷媒通路が前記冷媒ポンプの入口よりも高い位置に配置される、
ランキンサイクル。
【請求項７】
請求項１、２及び４から６のいずれか一つに記載のランキンサイクルであって、
前記冷媒ポンプの入口に接続する冷媒通路は前記冷媒ポンプの入口から上方に延びるとともに、前記冷媒ポンプの入口には前記ランキンサイクル停止中に閉弁されるポンプ上流弁が設けられる、
ランキンサイクル。
【請求項８】
請求項１、２及び４から７のいずれか一つに記載のランキンサイクルであって、
前記制御部は、前記エアコンを運転させる要求がない時に前記コンプレッサを駆動する場合は、前記エアコンのブロアファンを停止する、
ランキンサイクル。
【請求項９】
請求項１、２及び４から８のいずれか一つに記載のランキンサイクルであって、
前記制御部は、前記ランキンサイクルの運転を開始する前になされた前記車両の停止時間に応じて前記コンプレッサの駆動時間を設定する、
ランキンサイクル。
【請求項１０】
請求項１、２及び４から９のいずれか一つに記載のランキンサイクルであって、
前記制御部は、前記エアコンを運転させる要求がない時に前記コンプレッサを駆動する場合は、前記コンプレッサの回転速度が高いほど、コンプレッサ駆動時間を短くする、
ランキンサイクル。
【請求項１１】
請求項１、２及び４から９のいずれか一つに記載のランキンサイクルであって、
前記制御部は、前記エアコンを運転させる要求がない時に前記コンプレッサを駆動する場合に、コンプレッサ吸入冷媒圧力が負圧になってしまう可能性があるときには、前記コンプレッサの駆動を停止させる、
ランキンサイクル。
【請求項１２】
請求項８に記載のランキンサイクルであって、
ブロワファン停止中に、前記冷凍サイクルの蒸発器で蒸発されない冷媒が前記コンプレッサに吸入される可能性があるときには、前記コンプレッサの駆動を停止する、
ランキンサイクル。
【国際調査報告】
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