(57)【要約】      （修正有）【課題】内燃機関の廃熱を回収してエネルギ回生する熱回収システムにおいて、廃熱回収の効率を高める。【解決手段】内燃機関の廃熱を一次媒体に回収するよう構成された廃熱回収手段と、一次媒体に回収された廃熱をエネルギとして回生する回生手段とを備える熱回収システムにおいて、温度制御手段が、一次媒体の温度を排気から一次媒体への熱回収量と回生手段の回生効率とから定まる効率点となるように制御する。【選択図】図１
2015200435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の廃熱を一次媒体に回収するよう構成された廃熱回収手段と、
前記一次媒体に回収された廃熱をエネルギとして回生する回生手段と、
を備える熱回収システムにおいて、
前記一次媒体の温度を、排気から前記一次媒体への熱回収量と前記回生手段の回生効率とから定まる効率点となるように制御する温度制御手段を備えることを特徴とする熱回収システム。
【請求項２】
請求項１に記載の熱回収システムにおいて、
前記回生手段は、熱を動力又は電力に変換する機能を有することを特徴とする熱回収システム。
【請求項３】
請求項１に記載の熱回収システムにおいて、
前記回生手段は、前記一次媒体が回収した熱を蓄え、蓄えた熱を前記内燃機関または前記内燃機関により加熱されるヒータに放出する熱として回生することを特徴とする熱回収システム。
【請求項４】
請求項３に記載の熱回収システムにおいて、
前記温度制御手段は、前記一次媒体が回収した熱を蓄える際と、蓄えた熱を回生する際とで、前記一次媒体の温度を切り換えることを特徴とする熱回収システム。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の熱回収システムにおいて、
前記一次媒体の沸点が前記内燃機関の冷却水の沸点よりも高いことを特徴とする熱回収システム。
【請求項６】
請求項５に記載の熱回収システムにおいて、
前記一次媒体は、潤滑油、溶融塩、又は液体金属であることを特徴とする熱回収システム。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の熱回収システムにおいて、
前記温度制御手段は、前記廃熱回収手段での熱交換に供される前記一次媒体の量または前記廃熱の量の少なくとも一方を制御することで前記一次媒体の温度を制御することを特徴とする熱回収システム。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の熱回収システムにおいて、
前記廃熱回収手段は、前記内燃機関の排気の一部を吸気通路へ還流させるＥＧＲ通路の途中で前記一次媒体と排気とを熱交換させることを特徴とする熱回収システム。
【請求項９】
請求項１から７のいずれかに記載の熱回収システムにおいて、
前記廃熱回収手段は、前記内燃機関の排気通路で前記一次媒体と排気とを熱交換させることを特徴とする熱回収システム。
【請求項１０】
請求項１から７のいずれかに記載の熱回収システムにおいて、
前記廃熱回収手段は、前記内燃機関のシリンダヘッドと前記一次媒体とを熱交換させることを特徴とする熱回収システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の廃熱を回収する熱回収システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の廃熱を回収して動力や電力として回生するシステムとして、内燃機関の冷却水で排気の熱を回収し、この冷却水に回収した熱をランキンサイクル用の冷媒に回収して、ランキンサイクルにより動力として回生するものが特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１４５０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記文献では、内燃機関の排気から熱を回収し動力として回生することで、燃費性能の向上を図っている。しかしながら、排気温度は低くても数百℃に達し、かつ運転状態に応じて数百℃にわたる範囲で変動するのに対し、冷却水温度は９０℃前後からほぼ変動せず、かつ上限が沸点（約１００℃）以下に制限される。このため、上記文献のシステムでは排気から冷却水に回収できる熱量が制限されてしまう。すなわち、上記文献のシステムには、内燃機関の廃熱回収について改善の余地がある。
【０００５】
そこで本発明では、内燃機関からの廃熱回収の効率を高め、燃費性能をより向上させ得る廃熱回収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】
本発明のある態様によれば、内燃機関の廃熱を一次媒体に回収するよう構成された廃熱回収手段と、一次媒体に回収された廃熱をエネルギとして回生する回生手段とを備える熱回収システムが提供される。熱回収システムは、さらに、一次媒体の温度を排気から一次媒体への熱回収量と回生手段の回生効率とから定まる効率点となるように制御する温度制御手段を備える。
【発明の効果】
【０００７】
上記態様によれば、温度制御手段は一次媒体の温度を効率点になるように制御する。これにより、廃熱の温度が変化したら、一次媒体の温度も効率点となるよう変化するので、廃熱回収の効率が向上し、その結果、燃費性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１実施形態を適用するシステムの概略構成図である。
【図２】図２は、熱回収量と回収温度との関係の一例を示す図である。
【図３】図３は、回生効率と回収温度との関係の一例を示す図である。
【図４】図４は、回生量と回収温度との関係の一例を示す図である。
【図５】図５は、二次冷媒はＲ２４５ｆａの場合の熱回収量と回収温度との関係を示す図である。
【図６】図６は、二次冷媒は２４５ｆａの場合の回生効率と回収温度との関係を示す図である。
【図７】図７は、二次冷媒はＲ２４５ｆａの場合の回生量と回収温度との関係を示す図である。
【図８】図８は、二次冷媒は水の場合の熱回収量と回収温度との関係を示す図である。
【図９】図９は、二次冷媒は水の場合の回生効率と回収温度との関係を示す図である。
【図１０】図１０は、二次冷媒は水の場合の回生量と回収温度との関係を示す図である。
【図１１】図１１は、第２実施形態を適用するシステムの概略構成図である。
【図１２】図１２は、熱回収量と回収温度との関係の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、回生効率と回収温度との関係の一例を示す図である。
【図１４】図１４は、回生量と回収温度との関係の一例を示す図である。
【図１５】図１５は、蓄熱サイクルにおける蓄熱材温度と一次冷媒温度との関係を示す図である。
【図１６】図１６は、第２実施形態を適用するシステムの他の例の概略構成図である。
【図１７】図１７は、第２実施形態を適用するシステムのさらに他の例の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施形態）
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１０】
図１は、本発明の第１実施形態を適用するシステムの概略構成図である。本システムは、内燃機関１の出力を補助するためのランキンサイクル１０を備える。ここでいうランキンサイクル１０とは、冷媒が循環する通路、及びその通路の途中に設けたポンプ、熱交換器、膨張機、凝縮器等、さらには内燃機関１の廃熱を回収する回路を含むシステム全体を指すものとする。
【００１１】
内燃機関１は排気通路２を備える。排気通路２は、排気マニホールド３と、排気マニホールド３の集合部に接続される排気管４とを含んで構成される。排気管４には排気浄化用の触媒７、及び後述する廃熱回収回路２０に含まれる廃熱回収器２２が介装されている。また、排気通路２は、廃熱回収器２２よりも上流側で排気管４から分岐し、廃熱回収器２２を迂回して廃熱回収器２２よりも下流側で排気管４に合流するバイパス排気管５を含む。バイパス排気管５の分岐点には、排気管４の排気通過量、つまり廃熱回収器２２の排気通過量と、バイパス排気管５の排気通過量とを調整するコントロールバルブ６が設けられている。
【００１２】
廃熱回収回路２０は、冷媒を用いて内燃機関１の廃熱を回収するための回路である。以下、廃熱回収回路２０を循環する冷媒を一次冷媒と称する。一次冷媒としては、例えば内燃機関１の潤滑油、溶融塩（ＮａＮＯ２、ＬｉＮＯ３、ＮａＮＯ２、ＫＮＯ３等）、液体金属（ナトリウム、鉛等）のように、沸点が内燃機関１の冷却水の沸点（例えば１３５℃）以上の液体を用いる。
【００１３】
廃熱回収器２２の一次冷媒通路は、排気管４に隣接しており、一次冷媒は排気管４を流れる排気との熱交換によって温度上昇する。廃熱回収器２２を出た一次冷媒は、下流側一次冷媒通路２５を通って熱交換器１６に流入する。
【００１４】
熱交換器１６は、一次冷媒通路とランキンサイクル１０の冷媒（以下、二次冷媒と称する。）の通路とが隣接している。このため、熱交換器１６では、一次冷媒と二次冷媒との間で熱交換がなされ、一次冷媒は温度低下し、二次冷媒は温度上昇して気化する。熱交換器１６を通過して温度低下した一次冷媒は、一次冷媒ポンプ２１によって上流側一次冷媒通路２３から再び廃熱回収器２２へ送られる。なお、熱交換器１６内では、一次冷媒と二次冷媒とが逆向きに流れる。
【００１５】
また、廃熱回収回路２０は、廃熱回収器２２を迂回して上流側一次冷媒通路２３と下流側一次冷媒通路２５とを連通するバイパス一次冷媒通路２４を備える。バイパス一次冷媒通路２４には、廃熱回収器２２を通過する一次冷媒の量を調整するための一次冷媒圧力調整弁３３が介装されている。
【００１６】
ランキンサイクル１０は、一次冷媒を介して内燃機関１の廃熱を二次冷媒に回収し、回収した廃熱を動力として回生する回生手段である。ランキンサイクル１０は、二次冷媒ポンプ１２、熱交換器１６、膨張機１１及び凝縮器１７を備え、各要素は二次冷媒が循環する冷媒通路６１−６４により接続されている。
【００１７】
二次冷媒ポンプ１２の軸は同一軸上で膨張機１１の出力軸と連結配置され、膨張機１１の発生する出力（動力）によって二次冷媒ポンプ１２を駆動すると共に、発生動力を内燃機関１の出力軸（クランク軸）に供給する構成となっている。すなわち、二次冷媒ポンプ１２の軸及び膨張機１１の出力軸は、内燃機関１の出力軸と平行に配置され、二次冷媒ポンプ１２の先端に設けたポンププーリ１４と、クランクプーリ１Ａとの間にベルト１５を掛け回している。なお、二次冷媒ポンプ１２としてはギヤ式のポンプを、膨張機１１としてはスクロール式の膨張機を採用する。
【００１８】
また、ポンププーリ１４と二次冷媒ポンプ１２との間に電磁式のクラッチ（以下、このクラッチを膨張機クラッチと称する。）１３を設けて、二次冷媒ポンプ１２を内燃機関１と断接可能にしている。このため、膨張機１１の発生する出力が二次冷媒ポンプ１２の駆動力と膨張機１１及び二次冷媒ポンプ１２等の回転体が有するフリクションとの合計を上回る場合に膨張機クラッチ１３を接続することで、膨張機１１の発生する出力によって内燃機関１の出力軸の回転を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補助することで、燃費性能を向上できる。また、二次冷媒を循環させる二次冷媒ポンプ１２を駆動するエネルギも、回収した廃熱で賄うことができる。
【００１９】
二次冷媒は、二次冷媒ポンプ１２によって低温側二次冷媒通路６１から熱交換器１６へ流入し、上述したように熱交換器１６にて一次冷媒と熱交換することで気化する。熱交換器１６を出た二次冷媒は、高温側上流二次冷媒通路６２を通って膨張機１１へ供給される。膨張機１１は気化した二次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１１で回生された動力は二次冷媒ポンプ１２を駆動し、また、ベルト伝導機構を介して内燃機関１に伝達されて内燃機関１の回転を補助する。
【００２０】
膨張機１１を出た二次冷媒は高温側下流二次冷媒通路６４を介して凝縮器１７に供給される。凝縮器１７は、外気と二次冷媒との間で熱交換を行なわせ、二次冷媒を冷却し液化する熱交換器である。なお、凝縮器１７を内燃機関１のラジエータと並列に配置すれば、図示しないラジエータファンによって凝縮器１７も冷却することができる。
【００２１】
凝縮器１７により液化された二次冷媒は、低温側二次冷媒通路６１を介して二次冷媒ポンプ１２に戻され、再び熱交換器１６へ送られる。
【００２２】
ランキンサイクル１０は、膨張機１１を迂回して高温側上流二次冷媒通路６２と高温側下流二次冷媒通路６４とを連通するバイパス二次冷媒通路６３を備える。バイパス二次冷媒通路６３には、バイパス二次冷媒通路６３の流路を開閉する開閉弁３１と、バイパス二次冷媒通路６３を流れる二次冷媒の圧力を調整する圧力調整弁３２が介装されている。また、高温側下流二次冷媒通路６４のバイパス二次冷媒通路６３との分岐点と膨張機１１との間にも開閉弁３０が介装されている。
【００２３】
上述したシステムでは、廃熱回収器２２を出た一次冷媒の温度を検出する温度センサ４３と、熱交換器１６を出た二次冷媒の温度、圧力を検出する温度センサ４２、圧力センサ４１と、凝縮器１７を出た二次冷媒の圧力を検出する圧力センサ４０と、を備える。
【００２４】
圧力センサ４０、４１及び温度センサ４２、４３の検出値は、コントローラ５０に読み込まれる。コントローラ５０は、読み込んだ圧力や温度に基づいて、開閉弁３０、３１や圧力調整弁３２、３３を制御する他に、膨張機クラッチ１３やコントロールバルブ６の制御も行う。なお、コントローラ５０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ５０を複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。
【００２５】
また、図１ではランキンサイクル１０が独立した回路となっているが、特開２０１３−０７６５１４号公報に記載されているように、凝縮器１７を図示しないエアコンサイクルと共用し、二次冷媒としてエアコンサイクルで循環させる冷媒を用いる統合サイクルとしてもよい。
【００２６】
なお、上記構成では、回収した廃熱をランキンサイクル１０によって内燃機関１の動力に変換しているが、電力に変換してもよい。例えば、二次冷媒ポンプ１２のポンププーリ１４を図示しない発電機のプーリとベルトを介して連結すれば、電力に変換することができる。このように電力に変換すると、発電機を駆動するために消費される内燃機関１の駆動力を低減できるので、結果的に燃費性能が向上する。
【００２７】
次に、一次冷媒の温度制御について説明する。
【００２８】
図１のシステムにおいて、ランキンサイクル１０を運転して内燃機関１の動力補助を行なう場合は、排気から一次冷媒を介して二次冷媒に回収された熱回収量と、ランキンサイクル１０の回生効率とによって、燃費性能が定まる。
【００２９】
以下の説明において、廃熱回収器２２の入口側の一次冷媒温度を回収温度という。回収温度は温度センサ４３により検出される。
【００３０】
図２は、排気ガスから一次冷媒への熱回収量と回収温度との関係の一例を示す図、図３は膨張機１１の回生効率と回収温度との関係の一例を示す図、図４は回生量と回収温度との関係の一例を示す図である。なお、図２の縦軸の熱回収量は排気から一次媒体に回収可能な熱量を意味する。また、図２の縦軸を一次冷媒と二次冷媒との温度差（回収可能温度差）と置き換えてもよい。
【００３１】
また、図３の縦軸の回生効率を、二次冷媒が回収した熱量からランキンサイクル１０が回生し得るエネルギ（有効エネルギ）と置き換えてもよい。
【００３２】
図２に示すように、回収温度が同じ場合には排気温度が高くなるほど熱回収量が多くなるが、いずれの排気温度でも回収温度が高くなるほど熱回収量は少なくなる。これは、回収温度が高くなると排気ガスと一次冷媒との温度差が小さくなり、排気ガスから一次冷媒へ伝達され得る熱量が少なくなるからである。
【００３３】
一方、図３に示すように、膨張機１１の回生効率は回収温度が高くなるほど高くなる傾向がある。これは、膨張機１１の回生効率は供給される二次冷媒の温度が高くなるほど高くなるという特性があり、回収温度が高いほど熱交換器１６で一次冷媒と熱交換する二次冷媒の温度も高いからである。
【００３４】
上記のように、熱回収量と回生効率は、回収温度に対して相反する特性を有する。このため、熱回収量と回生効率とを乗算して得られる回生量の回収温度に対する特性は、図４に示すように所定の回収温度で最大値となる上側に凸な曲線となる。以下の説明では、図４において回生量が最大値となる点を効率点という。なお、図４の縦軸は、システム稼働による燃費向上代に置き換えてもよい。回生量が多いほど内燃機関１の回転を補助するエネルギが大きくなり、燃費性能が向上するからである。
【００３５】
したがって、燃費性能の向上を図るために、コントローラ５０は回生量が効率点となるように回収温度を制御する。回収温度の制御は、温度センサ４３の検出値をモニタしながら、効率点となる回収温度となるように、廃熱回収器２２に流入する一次冷媒の量または排気管４を通過する排気の量を制御する。廃熱回収器２２に流入する一次冷媒の量は、一次冷媒ポンプ２１の回転数及び一次冷媒圧力調整弁３３の開度を変化させることで制御する。排気管４を通過する排気の量はコントロールバルブ６の開度を変化させることで制御する。
【００３６】
ところで、回生量が効率点となる回収温度は、二次冷媒として使用する媒体、つまりランキンサイクル１０の冷媒として用いる媒体によって異なる。
【００３７】
例えば、車両が一定速度（例えば１００ｋｍ/ｈ）で走行中であり、排気温度が５００℃という条件下において、二次冷媒がＲ２４５ｆａの場合には、回収温度と熱回収量との関係は図５に示すようになる。すなわち、回収温度が１００℃であれば回収可能温度差は４００℃となり、一次冷媒温度が高くなるほど回収可能温度差は小さくなる。また、回生効率は、図６に示すように回収温度が約１５０℃までは温度が高いほど高く、それ以上ではほぼ一定となる。その結果、回生量は図７に示すように約１４０℃で効率点となる。
【００３８】
これに対して、上記と同条件において二次冷媒が水の場合には、回収温度と回収可能温度差との関係は図８のようになる。これは図５と同様である。しかし、図９に示すように回収温度が高いほど回生効率が高い。このため、回生量は図１０に示すように約２５０℃で効率点となる。
【００３９】
上記のように、二次冷媒がＲ２４５ｆａの場合と水の場合では、効率点となる一次冷媒の温度に１００℃以上の差が生じる。ただし、図７、図１０に示すように、いずれも回生量は約０．６Ｗで、ほぼ同等である。
【００４０】
以上説明した本実施形態によれば、次の効果が得られる。
【００４１】
本実施形態の構成は、内燃機関１の廃熱を一次媒体に回収するよう構成された廃熱回収器２２と、一次媒体に回収された廃熱をエネルギとして回生するランキンサイクル１０とを備える。そして、一次媒体の温度を、排気から一次媒体への熱回収量とランキンサイクルの回生効率とから定まる効率点となるように制御する。これにより、排気温度に応じて効率よく廃熱回収を行ことができる。
【００４２】
本実施形態によれば、内燃機関１の廃熱を動力又は電力に変換するので、燃費性能の向上を図ることができる。
【００４３】
本実施形態によれば、一次媒体として、潤滑油、溶融塩、又は液体金属のように沸点が内燃機関１の冷却水の沸点よりも高いものを使用するので、より大きなエネルギを廃熱から回収することができる。
【００４４】
本実施形態によれば、コントローラ５０は廃熱回収器２２での熱交換に供される一次媒体の量または廃熱の量の少なくとも一方を調整することで一次媒体の温度を制御する。これにより、一次媒体の温度のみならず二次媒体の温度も変更することが可能となる。
【００４５】
本実施形態によれば、廃熱回収器２２は、内燃機関１の排気管４で一次媒体と排気とを熱交換させるので、既存の構成を利用して、効率良く、かつ低コストで廃熱を回収することができる。
【００４６】
（第２実施形態）
図１１は、第２実施形態を適用するシステムの概略構成図である。本実施形態は、排気から回収した廃熱を動力として回生するのではなく、内燃機関１を加熱する為に利用する点で第１実施形態と異なる。すなわち、ランキンサイクル１０に代えて後述する熱サイクル７０を備える。以下、図１に示した第１実施形態のシステムと異なる点を中心に説明する。
【００４７】
廃熱回収器２２及び熱交換器１６を含む廃熱回収回路２０の構成は図１と同様であるが、本システムでは熱交換器１６に蓄熱材７１が設けられている。具体的には、熱交換器１６の内部の一次冷媒通路と隣接するように蓄熱材７１が配置されており、二次冷媒通路は蓄熱材７１の内部を通過するよう設けられている。なお、蓄熱材７１としては、例えばＰＣＭ（Phase Change Material）を用いることができる。
【００４８】
まず、廃熱が蓄熱材７１に蓄熱される蓄熱サイクルについて説明する。
【００４９】
一次冷媒ポンプ２１を稼働させると、一次冷媒は廃熱回収器２２へ流入し排気と熱交換する。熱交換によって温度上昇した一次冷媒は熱交換器１６へ流入し、蓄熱材７１と熱交換する。これにより内燃機関１の廃熱が蓄熱材７１に蓄熱される。このとき、開閉弁７７は閉じた状態で、二次冷媒用ポンプ７６は停止している。
【００５０】
次に、蓄熱材７１に蓄えた熱を放熱する熱回生サイクルについて説明する。開閉弁７７を開き、二次冷媒用ポンプ７６を稼働すると、二次冷媒は熱交換器１６で蓄熱材７１との熱交換により温度上昇し、二次冷媒供給通路７３を通って内燃機関１に供給される。そして、内燃機関１に設けた二次冷媒用通路を通過することで二次冷媒と内燃機関１とが熱交換し、内燃機関１は温度上昇して二次冷媒は温度低下する。温度低下した二次冷媒は二次冷媒回収通路７４を通って熱交換器１６へ戻り、蓄熱材７１と熱交換することで、再び温度上昇する。
【００５１】
例えば、エンジン停止前に蓄熱サイクルを実行して蓄熱材７１に蓄熱しておき、次回のエンジン始動が冷機始動であれば熱回生サイクルを実行する。これにより内燃機関１の昇温を促進することができる。
【００５２】
ところで、本実施形態のシステムにおいても、第１実施形態のシステムと同様に、効率点となる回収温度が存在する。本実施形態のシステムの熱回収量、有効エネルギ、及びシステム稼働による燃費向上代と回収温度との関係を図１２−図１４に示す。なお、本実施形態のシステムを稼働することで燃費性能が向上するのは、冷機始動時における暖機が促進されることで、冷間時の燃料噴射量増量補正が行われる期間を短くなることによる。
【００５３】
図１２は、熱回収量と回収温度との関係を示しており、図２と同様に回収温度が高いほど熱回収量が少なくなっている。
【００５４】
図１３は、蓄熱材７１が発生する有効エネルギと回収温度との関係を示しており、図３と同様に回収温度が高いほど有効エネルギが大きくなっている。これは、回収温度が高いほど蓄熱材７１の蓄熱量が多くなり、蓄熱材７１の蓄熱密度と出力密度とがほぼ等しいという前提に基づけば、回収温度が高いほど蓄熱材７１が熱として回生し得る有効エネルギが大きくなるからである。
【００５５】
図１４は、本実施形態のシステムを稼働させた場合の燃費向上代と回収温度との関係を示している。熱回収量と有効エネルギとが回収温度に対して相反する特性を有するので、システム稼働による燃費向上代には図４と同様に効率点となる回収温度が存在する。
【００５６】
そこで、熱回生サイクルを実行する際には、コントローラ５０は回収温度が効率点となるように制御する。
【００５７】
一方、蓄熱サイクルを実行する際には、コントローラ５０は、図１５に示すテーブルにしたがって、蓄熱材７１の温度に応じて一次冷媒の温度を制御する。図１５は、縦軸が蓄熱材７１の温度、横軸が一次冷媒の温度であり、下式で表される特性が設定されている。ただし、一次冷媒の温度の上限は、劣化しない程度の温度に制限される。
【００５８】
（蓄熱材の温度）＝（一次冷媒の温度）−α
α：熱交換効率を確保できる温度差
【００５９】
本実施形態では、上記のように熱回生サイクル実行時と蓄熱サイクル実行時とで一次冷媒温度の制御を切り換え、各サイクルに適した温度に制御する。これにより、回生効率及び蓄熱効率を高めることができる。
【００６０】
なお、上記説明では蓄熱材７１に蓄えた熱を内燃機関１に供給したが、これに限られるわけではない。例えば、図１６に示すように触媒７を早期に活性化させるための触媒ヒータ８０を備える構成において、冷機始動時に触媒ヒータ８０に熱を供給するようにしてもよい。
【００６１】
また、上述した各実施形態では廃熱回収器２２が排気管４に介装されているが、これに限られるわけではない。例えば、図１７に示すように廃熱回収器２２がいわゆるＥＧＲクーラを兼ねる構成であってもよい。すなわち、排気管４から分岐して排気の一部を吸気系へ還流させるＥＧＲ通路９０と、ＥＧＲ通路９０を開閉するＥＧＲバルブ９１とを備える構成において、上述した廃熱回収器２２をＥＧＲ通路９０に介装する。この構成によれば、ＥＧＲ通路９０を流れるＥＧＲガスは廃熱回収器２２にて一次冷媒と熱交換することで温度低下するので、廃熱回収器２２がＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラとして機能することとなる。また、一次冷媒はＥＧＲガスと熱交換して温度上昇するので、上記各実施形態と同様に、廃熱回収器２２は内燃機関１の廃熱を回収する機能も有する。
【００６２】
その他にも、廃熱回収器２２が内燃機関１のシリンダヘッドから熱を回収する構成であってもよい。例えば、一次冷媒通路が外部から受熱し易い位置を通るよう構成された廃熱回収器２２をシリンダヘッドに取り付けて、シリンダヘッドと一次冷媒との間で熱交換させるようにしてもよい。
【００６３】
以上により本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果に加え、次の効果が得られる。
【００６４】
本実施形態によれば、一次媒体が回収した熱を蓄え、蓄えた熱を内燃機関１または内燃機関により加熱されるヒータに放出する熱として回生するので、冷機始動時等における昇温要求を満たすことができる。
【００６５】
本実施形態によれば、コントローラ５０は一次媒体が回収した熱を蓄える際と、蓄えた熱を回生する際とで、一次媒体の温度を切り換えるので、熱回生サイクル及び蓄熱サイクルのそれぞれに適した温度とすることができる。
【００６６】
また、廃熱回収器２２は内燃機関１の排気の一部を吸気通路へ還流させるＥＧＲ通路９０の途中に配置して一次媒体と排気とを熱交換させてもよいし、シリンダヘッドに取り付けて、シリンダヘッドと一次冷媒との間で熱交換させるようにしてもよい。いずれの場合も、既存の構成を利用しつつ廃熱を回収できるので、コスト増大を抑制できる。
【００６７】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６８】
１    内燃機関
２    排気通路
３    排気マニホールド
４    排気管
５    バイパス排気管
６    コントロールバルブ
７    触媒
１０  ランキンサイクル
１１  膨張機
１２  二次冷媒ポンプ
１３  膨張機クラッチ
１６  熱交換器
１７  凝縮器
２０  廃熱回収回路
２２  廃熱回収器
５０  コントローラ
【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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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