(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの内部に形成され冷媒が流れるウォータージャケットと、
前記ウォータージャケットの出口側に接続されて前記ウォータージャケットから排出された冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離すると共に、分離した液相冷媒を前記ウォータージャケットの入口側に送る気液分離器と、
前記気液分離器の気相側に接続されると共に前記エンジンの出力軸に切り離し可能に連結され、前記気液分離器で分離した気相冷媒により回転して前記出力軸に気相冷媒の熱エネルギーを伝達するタービンと、
前記タービンの出口側に接続され気相冷媒および液相冷媒を冷却するコンデンサと、
前記コンデンサの出口側に接続されたキャッチタンクと、
前記キャッチタンクと前記気液分離器の液相側とを接続する通路に設けられ、前記キャッチタンク内の液相冷媒を前記気液分離器に送る送液ポンプと、
前記気液分離器の気液界面が所定位置よりも低い場合に前記送液ポンプを駆動するポンプ駆動手段と、
前記タービンをバイパスして前記気液分離器の気相側と前記コンデンサの入口側とを接続するバイパス通路を開閉するバイパス弁と、
前記エンジンの回転速度が所定高回転域にある場合に、前記バイパス通路を開くように前記バイパス弁を操作するバイパス弁制御手段と、
前記バイパス通路を開く間、前記出力軸から前記タービンを切り離す解除手段と、
前記気液分離器の液相側と前記コンデンサの入口側とを接続する液体排出通路を開閉する液体排出弁と、
前記出力軸から前記タービンを切り離している間であって、前記ウォータージャケット内の冷媒温度が前記エンジンの回転速度と負荷により特定される目標温度以上の場合に、前記液体排出通路を開くように前記液体排出弁を操作する液体排出弁制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、沸騰冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特開２００８−２４８７０３号公報には、エンジンのウォータージャケットに流す冷却水の沸騰気化熱を利用して当該エンジンの冷却を行うと共に、冷却水が受け取った熱エネルギーを回収する沸騰冷却装置が開示されている。この沸騰冷却装置において、ウォータージャケットは冷却水を循環させる閉回路の一部を構成しており、当該閉回路の途中には、沸騰により気化した冷却水（つまり水蒸気）の熱エネルギーを回収するためのタービンの他、水蒸気を冷却して冷却水に戻すためのコンデンサ、冷却水を一時的に貯留するためのキャッチタンク、キャッチタンクからウォータージャケットに冷却水を送るためのポンプ等が設けられている。
【０００３】
また、上述した閉回路の途中には、タービンをバイパスしてウォータージャケットの出口側とコンデンサを接続するバイパス通路が設けられており、閉回路がバイパス通路に分岐する箇所には冷却水および水蒸気の流通先を切り替える三方弁が設けられている。冷却水および水蒸気の流通先はエンジンの負荷状態に応じて切り替えられ、具体的には、低負荷〜中負荷運転時にはタービン側とされ、高負荷運転時にはバイパス通路側とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２４８７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述の様な沸騰冷却装置において、燃費効果を最大化するためには、エンジンの出力軸（以下、「エンジン軸」ともいう。）とタービン軸とを減速機を介して連結することが望ましい。また、エンジン実用域での燃費を最大限向上するためには、タービン効率が最良となるよう減速比を可能な限り大きくとることが望ましい。しかし、エンジン軸とタービン軸を連結している場合、実用域以上のエンジン高回転域においてタービンが超高速回転してしまうことから、このようなエンジン高回転域ではエンジン軸とタービン軸を連結している電磁クラッチやワンウェイクラッチ（ＯＷＣ）を切り、タービンの耐久信頼性を確保し、騒音振動を抑制する必要がある。
【０００６】
ここで、タービン切り離し後も上述したエンジン冷却を継続するためには、ウォータージャケットと接するエンジンの燃焼室の壁面温度を大きく下げる必要が出てくる。この理由は、エンジン高回転域ではエンジンの発熱量が多く、ウォータージャケット内における水蒸気の体積割合が相対的に増えることから、水蒸気が邪魔をして冷却水が行き渡り難くなるためである。しかし、上述した沸騰冷却装置の構成では、三方弁の操作により冷却水や水蒸気の流通先を切り替えることしかできず、燃焼室の壁面温度を十分に下げることが難しい。
【０００７】
この点、ウォータージャケットの出口側から排出された水蒸気と冷却水とを分離する気液分離器を上述した三方弁の設置箇所に設け、当該気液分離器の気相側に上述したバイパス通路を接続すると共に、当該バイパス通路に流量調整弁を設けてタービン切り離し後に当該流量調整弁の操作によって当該バイパス通路に流す水蒸気量を多くする構成とすれば、タービン切り離し後にウォータージャケット内の水蒸気圧を大きく下げることが可能となる。しかし、ウォータージャケット内の水蒸気圧が下がれば、上述した水蒸気の体積割合が更に増加することになるので、より一層、ウォータージャケット内に冷却水が行き渡り難くなる。故に、ウォータージャケット内がオーバーヒートして燃焼室の壁面温度が過上昇する可能性がある。
【０００８】
この発明は、上述の課題を解決するためになされたものである。即ち、熱エネルギーを回収するためのタービンの軸とエンジンの出力軸とが連結される沸騰冷却装置において、両者の連結が解除されるエンジン高回転域において燃焼室の壁面温度の上昇を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を解決するため、本発明は、沸騰冷却装置であって、
エンジンの内部に形成され冷媒が流れるウォータージャケットと、
前記ウォータージャケットの出口側に接続されて前記ウォータージャケットから排出された冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離すると共に、分離した液相冷媒を前記ウォータージャケットの入口側に送る気液分離器と、
前記気液分離器の気相側に接続されると共に前記エンジンの出力軸に切り離し可能に連結され、前記気液分離器で分離した気相冷媒により回転して前記出力軸に気相冷媒の熱エネルギーを伝達するタービンと、
前記タービンの出口側に接続され気相冷媒および液相冷媒を冷却するコンデンサと、
前記コンデンサの出口側に接続されたキャッチタンクと、
前記キャッチタンクと前記気液分離器の液相側とを接続する通路に設けられ、前記キャッチタンク内の液相冷媒を前記気液分離器に送る送液ポンプと、
前記気液分離器の気液界面が所定位置よりも低い場合に前記送液ポンプを駆動するポンプ駆動手段と、
前記タービンをバイパスして前記気液分離器の気相側と前記コンデンサの入口側とを接続するバイパス通路を開閉するバイパス弁と、
前記エンジンの回転速度が所定高回転域にある場合に、前記バイパス通路を開くように前記バイパス弁を操作するバイパス弁制御手段と、
前記バイパス通路を開く間、前記出力軸から前記タービンを切り離す解除手段と、
前記気液分離器の液相側と前記コンデンサの入口側とを接続する液体排出通路を開閉する液体排出弁と、
前記出力軸から前記タービンを切り離している間であって、前記ウォータージャケット内の冷媒温度が前記エンジンの回転速度と負荷により特定される目標温度以上の場合に、前記液体排出通路を開くように前記液体排出弁を操作する液体排出弁制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、エンジンの回転速度が所定高回転域にある場合、バイパス通路を開くようにバイパス弁を操作し、尚且つ、エンジン軸からタービンを切り離すので、気液分離器の気相冷媒がタービンに供給されるのを回避し、同時に、エンジン軸によってタービンが超高速回転するのを抑制できる。また、タービンを切り離している間であって、ウォータージャケット内の冷媒温度が目標温度以上の場合、液体排出通路を開くように液体排出弁を操作するので、気液分離器の液相冷媒をコンデンサに排出することができる。そのため、コンデンサで冷却した液相冷媒をキャッチタンクに貯留することができると共に、気液分離器の気液界面を低下させることができる。そのため、気液界面が所定位置よりも低くなることで送液ポンプが駆動され、冷却された液相冷媒をキャッチタンクから気液分離器に送り、更に、気液分離器からウォータージャケットの入口側に送ることができる。従って、タービン軸とエンジン軸との連結が解除される所定回転速度以上の場合において、燃焼室の壁面温度の過上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態の沸騰冷却装置の構成を説明するための図である。
【図２】補充制御のルーチンを示すフローチャートである。
【図３】バイパス弁６６の開度増加時の問題点を説明するための図である。
【図４】本実施の形態において、ＥＣＵ８０により実行される制御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】
［装置構成の説明］
図１は、実施の形態の沸騰冷却装置の構成を説明するための図である。図１に示す沸騰冷却装置１００は、エンジン１０の内部に形成されたウォータージャケット（図示しない）を備えており、このウォータージャケット内を流通する冷媒がエンジン１０の熱を受け取って沸騰することにより、エンジン１０が冷却される。なお、ウォータージャケット内に流通させる冷媒は、エンジン１０の熱を受け取って沸騰する作動媒体であれば特に限定されない。
【００１３】
ウォータージャケットは、冷媒通路１２を介して気液分離器１４の上方に接続されている。気液分離器１４は、ウォータージャケットの出口側から排出されて気液分離器１４に流入した冷媒を液相冷媒と気相冷媒とに分離するように構成されている。気液分離器１４の底面には、冷媒通路１６の一端が接続されている。冷媒通路１６の他端は、ウォータージャケットの入口側に接続されている。冷媒通路１６には、送液ポンプ１８が設けられている。送液ポンプ１８は、エンジン１０のクランク軸を駆動源とする機械式のポンプであるが、電動式の遠心型ポンプを使用することもできる。気液分離器１４内の液相冷媒の一部は、冷媒通路１６を経由して送液ポンプ１８に流入し、送液ポンプ１８の駆動によりウォータージャケットの入口側に送られる。
【００１４】
また、沸騰冷却装置１００は、エンジン１０の排気触媒２０の下流に排気熱蒸気発生器２２を備えている。排気熱蒸気発生器２２は気液分離器１４と、冷媒通路２４，２６を介して接続されている。気液分離器１４内の液相冷媒が冷媒通路２４を経由して排気熱蒸気発生器２２に流入すると、その一部が排気熱により気化する。部分気化した液相冷媒は、排気熱蒸気発生器２２から冷媒通路２６を経由して気液分離器１４に流入する。冷媒通路２６から気液分離器１４に流入した冷媒は、気液分離器１４において液相冷媒と気相冷媒とに分離される。
【００１５】
また、沸騰冷却装置１００は、過熱器２８とタービンノズル３０とタービン３２とを備えている。過熱器２８は、排気触媒２０と排気熱蒸気発生器２２の間に設けられている。また、過熱器２８には冷媒通路３４の一端が接続されており、冷媒通路３４の他端は気液分離器１４の上方に接続されている。気液分離器１４内の気相冷媒が冷媒通路３４を経由して過熱器２８に流入すると、排気熱により過熱蒸気となる。過熱蒸気は冷媒通路３６を経由してタービンノズル３０に流入し、タービン３２に噴きつけられる。過熱蒸気が噴きつけられることで、タービン３２が回転する。タービン３２のローター軸（タービン軸）３８は、減速機やクラッチ（電磁クラッチやＯＷＣ）を介してエンジン１０の出力軸（何れも図示しない）に連結されており、クラッチの係合によりローター軸３８と当該出力軸が連結されている間、タービン３２の回転による動力が減速機で減速されて当該出力軸に伝達される。
【００１６】
また、沸騰冷却装置１００は、コンデンサ４０とキャッチタンク４２とリザーブタンク４４とを備えている。コンデンサ４０の入口側は、タービン出口通路４６を介してタービン３２と接続されており、タービン出口通路４６にはタービン出口弁４８が設けられている。タービン出口弁４８を操作してタービン出口通路４６を開くことにより、タービン３２を通過した気相冷媒がコンデンサ４０に流入し、コンデンサ４０において冷却されて液相冷媒に戻る。コンデンサ４０の出口側は、冷媒通路５０を介してキャッチタンク４２に接続されており、コンデンサ４０の出口側から排出された液相冷媒は、キャッチタンク４２に一時的に貯留される。キャッチタンク４２は冷媒通路５２を介してリザーブタンク４４と接続されており、冷媒通路５２には開閉弁５４が設けられている。キャッチタンク４２の液相冷媒量が不足している場合に開閉弁５４を操作して冷媒通路５２を開くことで、リザーブタンク４４内の液相冷媒がキャッチタンク４２に補充される。
【００１７】
また、キャッチタンク４２は、冷媒通路５６を介して気液分離器１４の下方に接続されており、冷媒通路５６には送液ポンプ５８と開閉弁６０が設けられている。詳細は後述するが、送液ポンプ５８の駆動と開閉弁６０の操作は、液面センサ６２からの信号に基づいて行われる。液面センサ６２は、気液分離器１４の液面（つまり気液界面）がその位置よりも低い場合にＯＮ信号を発し、液面がその位置以上となった場合にＯＦＦ信号を発するように構成されている。開閉弁６０を操作して冷媒通路５６を開いている間に送液ポンプ５８を駆動すると、キャッチタンク４２内の液相冷媒が気液分離器１４に補充される。
【００１８】
上述の通り、液相冷媒はエンジン１０、排気熱蒸気発生器２２や過熱器２８においてエンジン１０からの排気熱を受け取り、高温高圧の気相冷媒となる。気相冷媒の熱エネルギーは、タービン３２の回転によって機械的動力として回収されるので、エンジン１０の燃費を向上させることが可能となる。タービン３２通過後の気相冷媒はコンデンサ４０において再び液相冷媒に戻され、送液ポンプ５８の駆動により気液分離器１４に送られ、送液ポンプ１８の駆動によりウォータージャケットに送られる。このように、沸騰冷却装置１００は、ランキンサイクルシステムとしても機能している。
【００１９】
また、沸騰冷却装置１００は、過熱器２８、タービンノズル３０、タービン３２やタービン出口弁４８をバイパスして気液分離器１４とタービン出口通路４６を接続するバイパス通路６４を備えている。バイパス通路６４の一端は気液分離器１４の上方に接続されており、バイパス通路６４の他端はタービン出口弁４８よりも下流側のタービン出口通路４６に接続されている。バイパス通路６４には、バイパス弁６６とバイパスノズル６８とが設けられている。バイパス弁６６は、電磁弁等からなる圧力逃し弁であり、バイパス弁６６を操作してバイパス通路６４を開くことにより、高圧側の気液分離器１４の気相冷媒がバイパス通路６４を経由して低圧側のコンデンサ４０に流入し、気液分離器１４内の蒸気圧が低下する。コンデンサ４０に流入した気相冷媒は、コンデンサ４０において冷却されて液相冷媒に戻る。
【００２０】
また、沸騰冷却装置１００は、気液分離器１４内の液相冷媒をコンデンサ４０に排出するための液体排出通路７０を備えている。液体排出通路７０の一端は気液分離器１４の下方に接続されており、液体排出通路７０の他端はタービン出口弁４８よりも下流側のタービン出口通路４６に接続されている。液体排出通路７０には、液体排出弁７２と液体排出ノズル７４とが設けられている。但し、液体排出ノズル７４を省略することもできる。液体排出弁７２は電磁弁等からなり、液体排出弁７２を操作して液体排出通路７０を開くと、高圧側の気液分離器１４の液相冷媒が液体排出通路７０を経由して低圧側のコンデンサ４０に流入する。コンデンサ４０に流入した液相冷媒は、コンデンサ４０において冷却される。
【００２１】
ここで、液体排出通路７０が気液分離器１４に接続する位置は、液面センサ６２の設置箇所よりも低い位置で、尚且つ、この設置箇所に液面がある場合において気液分離器１４から大量の液相冷媒が排出されたとしても、エンジン１０の冷却に支障の出ない量の液相冷媒が残る位置（例えば気液分離器１４の底面）とされる。
【００２２】
また、液体排出弁７２の最大開度は、最大開度とした場合に気液分離器１４からコンデンサ４０に排出される液相冷媒量が、送液ポンプ５８の最大吐出量よりも少なくなる開度に設定される。この理由は、上述の液相冷媒量が最大吐出量よりも多いと、気液分離器１４内の液相冷媒が突発的に減少して気液分離器１４内やウォータージャケット内の蒸気圧が適正値よりも下がり、ウォータージャケット内がオーバーヒートしてしまう可能性があるためである。なお、液体排出弁７２の最大開度の設定の代わりに、液体排出ノズル７４の断面積の設定により、液体排出通路７０が気液分離器１４に接続する位置を常に液面以下にすることもできる。
【００２３】
また、沸騰冷却装置１００は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）８０を備えている。ＥＣＵ８０は、少なくとも入出力インタフェースとメモリとＣＰＵとを備えている。入出力インタフェースは、各種センサからセンサ信号を取り込むとともに、アクチュエータに対して操作信号を出力するために設けられる。ＥＣＵ８０が信号を取り込むセンサには、液面センサ６２の他、ウォータージャケット内を流れる冷媒温度を検出する温度センサ７６が含まれる。ＥＣＵ８０が操作信号を出すアクチュエータには、タービン出口弁４８、開閉弁５４，６０、送液ポンプ５８、バイパス弁６６、液体排出弁７２等が含まれる。メモリには、各種制御プログラム、各種マップ等が記憶されている。ＣＰＵは、制御プログラム等をメモリから読み出して実行し、ＥＣＵ８０が取り込んだセンサ信号に基づいて操作信号を生成する。
【００２４】
［実施の形態の特徴］
ＥＣＵ８０による制御には、キャッチタンク４２内の液相冷媒を気液分離器１４に補充する補充制御が含まれる。この補充制御は、液面センサ６２からの信号に基づいて行われるものであり、他の制御（例えば後述の排出制御）に優先して割り込み実行される。図２は、補充制御のルーチンを示すフローチャートである。なお、このルーチンはエンジン１０の運転中に定期的に繰り返し実行されるものとする。
【００２５】
図２に示すルーチンにおいて、先ず、ＥＣＵ８０は、液面センサ６２が液面低下を検出したか否かを判定する（ステップＳ１０）。上述したように、液面センサ６２は、気液分離器１４の液面がその位置よりも低い場合にＯＮ信号を発するので、ＥＣＵ８０が液面センサ６２からＯＮ信号を受け取った場合は液面が低下していると判断できる。液面が低下していると判定した場合、ＥＣＵ８０は、開閉弁６０を操作して冷媒通路５６を開き、送液ポンプ５８を駆動する（ステップＳ１２）。一方、液面センサ６２からＯＦＦ信号が発せられた場合は液面が低下していないと判断できるので、ＥＣＵ８０は、開閉弁６０を操作して冷媒通路５６を閉じ、送液ポンプ５８の駆動を停止する（ステップＳ１４）。
【００２６】
ところで、上述したように、ローター軸３８はエンジン１０の出力軸に連結されており、クラッチの係合によりローター軸３８と当該出力軸が連結されている間、タービン３２の回転による動力が減速機で減速されて当該出力軸に伝達される。従って、エンジン１０の駆動をアシストして燃費向上を図ることができる。しかし、ローター軸３８と当該出力軸を連結していると、実用域以上のエンジン高回転域においてタービン３２が超高速回転してしまう。そこで、本実施の形態では、このようなエンジン高回転域ではクラッチを解除すると共に、タービン出口弁４８とバイパス弁６６を操作して、タービン出口通路４６を閉じてバイパス通路６４を開く。これにより、タービン３２を回転させない間は、気液分離器１４内の気相冷媒をバイパス通路６４に流してコンデンサ４０に送り、気液分離器１４内の蒸気圧を適正値に保っている。
【００２７】
但し、クラッチ解除後、つまり、タービン３２切り離し後もエンジン１０の冷却を継続するためには、ウォータージャケットと接するエンジン１０の燃焼室の壁面温度を大きく下げる必要が出てくる。この理由は、エンジン高回転域ではエンジン１０の発熱量が多く、ウォータージャケット内における気相冷媒の体積割合が相対的に増えることから、気相冷媒が邪魔をして冷却水が行き渡り難くなるためである。
【００２８】
ここで、バイパス弁６６の開度を増加させれば、気液分離器１４内の蒸気圧を大きく下げることができるので、ウォータージャケット内の蒸気圧も大きく下げることができる。しかし、バイパス弁６６の操作によってウォータージャケット内の蒸気圧が下がると、次のような問題が生じる。図３は、バイパス弁６６の開度を増加させた場合の問題点を説明するための図である。図３に示すように、バイパス弁６６の開度を増加させれば、ウォータージャケット内の蒸気圧が低下して気相冷媒の体積割合が更に増加する。そのため、より一層、ウォータージャケット内に液相冷媒が行き渡り難くなり、液相冷媒が届かない部位では蒸発による冷却ができずウォータージャケット内がオーバーヒートして燃焼室の壁面温度が過上昇する可能性がある。
【００２９】
そこで、本実施の形態では、クラッチ解除後におけるウォータージャケット内の液相冷媒の温度が目標温度以上の場合、液体排出弁７２を操作して液体排出通路７０を開いて気液分離器１４の液相冷媒をコンデンサ４０に排出する排出制御を実行する。排出制御を実行すれば気液分離器１４の液相冷媒をコンデンサ４０に排出できる。そのため、コンデンサ４０で冷却した液相冷媒をキャッチタンク４２に貯留することができ、また、気液分離器１４の液面を低下させることができる。そのため、液面センサ６２の位置よりも液面が低くなることで、上述した補充制御が実行されることになる。従って、冷却された液相冷媒をキャッチタンク４２から気液分離器１４に送り、更に送液ポンプ１８によって気液分離器１４からウォータージャケットの入口側に送ることができる。よって、燃焼室の壁面温度が過上昇するのを未然に防止できる。
【００３０】
［具体的処理］
次に、図４を参照しながら、上述した機能を実現するための具体的な処理について説明する。図４は、本実施の形態において、ＥＣＵ８０により実行される制御ルーチンを示すフローチャートである。なお、図４に示すルーチンは、エンジン１０の始動から停止までの間に実行されるものとする。
【００３１】
図４に示すルーチンにおいて、先ず、ＥＣＵ８０は、クラッチを解除すると共に、タービン出口弁４８、開閉弁５４，６０、バイパス弁６６や液体排出弁７２を操作してタービン出口通路４６、冷媒通路５２，５６、バイパス通路６４や液体排出通路７０を閉じる（ステップＳ２０）、エンジン１０の暖機が完了したか否かを判定する（ステップＳ２２）。エンジン１０の暖機が完了したか否かは、例えば温度センサ７６が検出した冷媒温度が暖機温度（設定値）以上か否かで判定される。ステップＳ２０，Ｓ２２の処理は、検出温度が暖機温度以上と判定されるまで繰り返される。
【００３２】
ステップＳ２２において、検出温度が暖機温度以上であると判定した場合、ＥＣＵ８０はエンジン１０の回転速度が実用域の上限回転速度（設定値）未満であるか否かを判定する（ステップＳ２４）。そして、この回転速度が上限回転速度未満であると判定された場合、ＥＣＵ８０はクラッチを係合し、更に、タービン出口弁４８とバイパス弁６６を操作してタービン出口通路４６を開き、バイパス通路６４を閉じる（ステップＳ２６）。これにより、上述したランキンサイクルシステムが稼働する。一方、回転速度が上限回転速度以上であると判定された場合、ＥＣＵ８０はステップＳ３０以降の処理に進む。
【００３３】
ステップＳ２６に続いて、ＥＣＵ８０は、エンジン１０の回転速度が上限回転速度以上であるか否かを判定する（ステップＳ２８）。本ステップの処理はステップＳ２４の処理と反対の処理である。そして、回転速度が上限回転速度以上であると判定した場合、ＥＣＵ８０は、タービン出口弁４８を操作してタービン出口通路４６を閉じると共に、バイパス弁６６を操作してバイパス通路６４を開き（ステップＳ３０）、クラッチを解除する（ステップＳ３２）。なお、ステップＳ２８の処理は、回転速度が上限回転速度以上と判定されるまで繰り返される。
【００３４】
ステップＳ３２に続いて、ＥＣＵ８０は、ウォータージャケット内の冷媒温度が、エンジン１０の回転速度と負荷により定まる目標温度以上であるか否かを判定する（ステップＳ３４）。ウォータージャケット内の冷媒温度が目標温度以上であるか否かは、具体的に、温度センサ７６が検出した冷媒温度が目標温度以上であるか否かで判定される。なお、本ステップで用いられる目標温度は、エンジン回転速度とエンジン負荷に基づいて予め定め、マップ形式でＥＣＵ８０のメモリに記憶されているものとする。
【００３５】
ステップＳ３４において冷媒温度が目標温度以上であると判定した場合、ＥＣＵ８０は、液体排出弁７２を操作して液体排出通路７０を所定期間（例えば１ｓ）開き（ステップＳ３６）、その後、エンジン１０の回転速度が上限回転速度以上であるか否かを判定する（ステップＳ３８）。ステップＳ３６において液体排出通路７０を開くことは、上述した排水制御を実行することに他ならず、排水制御を実行すれば気液分離器１４の液相冷媒をコンデンサ４０に送って冷却すると共に、気液分離器１４の液面を低下できる。なお、ステップＳ３８の処理は、ステップＳ２８の処理と同一である。
【００３６】
ステップＳ３４において、冷媒温度が目標温度未満であると判定した場合、ＥＣＵ８０は、液体排出弁７２を操作して液体排出通路７０を所定期間（例えば１ｓ）閉じ（ステップＳ４０）、その後、ステップＳ３８の処理を実行する。ステップＳ３８において、エンジン１０の回転速度が上限回転速度以上であると判定した場合、上述した排水制御の継続の可否を判定すべくステップＳ３４の処理に戻る。一方、回転速度が上限回転速度未満であると判定した場合、液体排出弁７２を操作して液体排出通路７０を閉じ（ステップＳ４２）、ステップＳ２６の処理に戻る。
【００３７】
以上、図４に示したルーチンによれば、エンジン１０の暖機後、エンジン１０の回転速度が上限回転速度未満の場合にエンジン１０の出力軸をローター軸３８に連結してランキンサイクルシステムを稼働できる。また、エンジン１０の回転速度が上限回転速度以上であって、尚且つ、ウォータージャケット内の冷媒温度が目標温度以上である場合には、上述した連結を解除して排水制御を実行できる。従って、クラッチ解除後においても気液分離器１４の蒸気圧を適正値に保つことができる。また、気液分離器１４の液相冷媒をコンデンサ４０に排水してコンデンサ４０で冷却すると共に、気液分離器１４の液面を低下できる。
【００３８】
なお、上述した実施の形態においては、送液ポンプ５８が本発明の「送液ポンプ」に相当している。
また、ＥＣＵ８０が図２のステップＳ１２の処理を実行することにより本発明の「ポンプ駆動手段」が、図４のステップＳ３０の処理を実行することにより本発明の「バイパス弁制御手段」が、図４のステップＳ３２の処理を実行することにより本発明の「解除手段」が、図４のステップＳ３６の処理を実行することにより本発明の「液体排出弁制御手段」が、それぞれ実現されている。
【符号の説明】
【００３９】
１０  エンジン
１２，１６，２４，２６，３４，３６，５０，５２，５６  冷媒通路
１４  気液分離器
３２  タービン
４０  コンデンサ
４２  キャッチタンク
５４，６０  開閉弁
５８  送液ポンプ
６２  液面センサ
６４  バイパス通路
６６  バイパス弁
７０  液体排出通路
７２  液体排出弁
８０  ＥＣＵ
１００  沸騰冷却装置
【図１】
0006394416.tif 000002
【図２】
0006394416.tif 000003
【図３】
0006394416.tif 000004
【図４】
0006394416.tif 000005