(57)【要約】【課題】ランキンサイクルシステム搭載車両においてランキンサイクル回路のポンプを駆動する電動モータをなくす。【解決手段】ランキンサイクルシステム搭載車両は、空調用の冷凍サイクル回路２０の圧縮機２３とランキンサイクル回路１０のポンプ１１の間の動力伝達経路と、該動力伝達経路の途中に配置される第１クラッチＢを備える。【選択図】図１
2009274513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン（１）と、
前記エンジン（１）の廃熱によってランキン媒体を加熱して気体にする蒸発器（１２）、気体となった前記ランキン媒体の圧力により動力を回収する動力回収機（１３）、動力回収後の前記ランキン媒体を凝縮液化する凝縮器（１４）、及び、前記ランキン媒体を回路内に循環させるポンプ（１１）を有するランキンサイクル回路（１０）と、
前記エンジン（１）の動力により回転される補機（２３）と、
を備えたランキンサイクルシステム搭載車両において、
前記補機（２３）と前記ポンプ（１１）の間に形成される第１動力伝達経路と、
前記第１動力伝達経路の途中に配置され、締結状態、解放状態を切り換え可能な第１クラッチ（Ｂ）と、
を備えたことを特徴とするランキンサイクルシステム搭載車両。
【請求項２】
前記動力回収機（１３）と前記ポンプ（１１）の間に形成される第２動力伝達経路と、
前記第２動力伝達経路の途中に配置され、締結状態、解放状態を切り換え可能な第２クラッチ（Ｃ）と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のランキンサイクルシステム搭載車両。
【請求項３】
前記ランキン媒体の状態に基づき前記ランキンサイクル回路（１０）が安定して稼働可能な状態にあるか判断し、
前記ランキンサイクル回路（１０）が安定して稼働可能な状態にないと判断した場合は、前記第１クラッチ（Ｂ）を締結するとともに前記第２クラッチ（Ｃ）を解放し、前記エンジン（１）の動力で前記ポンプ（１１）を駆動し、前記ランキンサイクル回路（１０）が安定して稼働可能な状態にあると判断した場合は、前記第１クラッチ（Ｂ）を解放するとともに前記第２クラッチ（Ｃ）を締結し、前記動力回収機（１３）によって回収される動力で前記ポンプ（１１）を駆動する制御手段（５０）と、
を備えたことを特徴とする請求項２に記載のランキンサイクルシステム搭載車両。
【請求項４】
前記動力回収機（１３）に流入する前記ランキン媒体の圧力を検出する手段（４１）と、
前記動力回収機（１３）に流入する前記ランキン媒体の温度を検出する手段（４２）と、
を備え、
前記制御手段（５０）は、前記ランキン媒体の圧力と温度に基づき前記ランキンサイクル回路（１０）が安定して稼働可能な状態にあるか判断する、
ことを特徴とする請求項３に記載のランキンサイクルシステム搭載車両。
【請求項５】
前記エンジン（１）と前記補機（２３）の間に形成される第３動力伝達経路と、
前記第３動力伝達経路の途中に配置され、締結状態、解放状態を切り換え可能な第３クラッチ（Ａ）と、
を備え、
前記制御手段（５０）は、前記ランキンサイクル回路（１０）が安定して稼働可能な状態にあると判断したときは、前記第１クラッチ（Ｂ）及び前記第２クラッチ（Ｃ）を締結し、前記第３クラッチ（Ａ）を解放し、前記動力回収機（１３）によって回収される動力で前記補機（２３）を駆動する、
ことを特徴とする請求項３または４に記載のランキンサイクルシステム搭載車両。
【請求項６】
前記エンジン（１）と前記補機（２３）の間に形成される第３動力伝達経路と、
前記第３動力伝達経路の途中に配置され、締結状態、解放状態を切り換え可能な第３クラッチ（Ａ）と、
を備え、
前記制御手段（５０）は、前記ランキンサイクル回路（１０）が安定して稼働可能な状態にあると判断し、かつ、前記車両が前記エンジン（１）を一時的に停止するアイドルストップ状態にあると判断したときは、前記第１クラッチ（Ｂ）及び前記第２クラッチ（Ｃ）を締結し、前記第３クラッチ（Ａ）を解放し、前記動力回収機（１３）によって回収される動力で前記補機（２３）を駆動する、
ことを特徴とする請求項３または４に記載のランキンサイクルシステム搭載車両。
【請求項７】
発電機（１６）と、
前記発電機（１６）に接続され、前記発電機（１６）が発電した電力により充電されるバッテリ（１７）と、
前記動力回収機（１３）と前記発電機（１６）の間に形成される第４動力伝達経路と、
前記第４動力伝達経路の途中に配置され、締結状態、解放状態を切り換え可能な第４クラッチ（Ｄ）と、
を備え、
前記制御手段（５０）は、前記バッテリ（１７）が満充電であるときは前記第４クラッチ（Ｄ）を解放する、
ことを特徴とする請求項３から６のいずれか一つに記載のランキンサイクルシステム搭載車両。
【請求項８】
空調用の冷凍サイクル回路（２０）を備え、
前記補機（２３）は前記冷凍サイクル回路（２０）の圧縮機であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載のランキンサイクルシステム搭載車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの廃熱エネルギーを回収するランキンサイクル回路を備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの廃熱エネルギーを回収し、電力や動力に変換する方法としてランキンサイクル回路を用いる方法が知られている（特許文献１）。
【０００３】
ランキンサイクル回路は、廃熱によってＲ１３４ａ、水等のランキン媒体を加熱して気体にする蒸発器、気体となったランキン媒体を膨張させて動力を回収する膨張機、膨張後のランキン媒体を凝縮液化する凝縮器、ランキン媒体を回路内に循環させるポンプとで構成される。膨張機によって回収される動力はそのまま利用してもよいし、回収される動力で発電機を駆動すれば、電力として回収することができる。
【特許文献１】特開２００５−２０１０６７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、ランキンサイクル回路のポンプは電動モータにより駆動していた。しかしながら、専用の電動モータを設けることは、コスト面、車両への搭載性で不利であり、電動モータをなくすことが要望されている。
【０００５】
本発明は、このような技術的課題を鑑みてなされたもので、ランキンサイクルシステム搭載車両においてランキンサイクル回路のポンプを駆動する電動モータをなくすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、エンジン（１）と、前記エンジン（１）の廃熱によってランキン媒体を加熱して気体にする蒸発器（１２）、気体となった前記ランキン媒体の圧力により動力を回収する動力回収機（１３）、動力回収後の前記ランキン媒体を凝縮液化する凝縮器（１４）、及び、前記ランキン媒体を回路内に循環させるポンプ（１１）を有するランキンサイクル回路（１０）と、前記エンジン（１）の動力により回転される補機（２３）と、を備えたランキンサイクルシステム搭載車両において、前記補機（２３）と前記ポンプ（１１）の間に形成される第１動力伝達経路と、前記第１動力伝達経路の途中に配置され、締結状態、解放状態を切り換え可能な第１クラッチ（Ｂ）と、を備えたことを特徴とするランキンサイクルシステム搭載車両である。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、前記動力回収機（１３）と前記ポンプ（１１）の間に形成される第２動力伝達経路と、前記第２動力伝達経路の途中に配置され、締結状態、解放状態を切り換え可能な第２クラッチ（Ｃ）と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載のランキンサイクルシステム搭載車両である。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、前記ランキン媒体の状態に基づき前記ランキンサイクル回路（１０）が安定して稼働可能な状態にあるか判断し、前記ランキンサイクル回路（１０）が安定して稼働可能な状態にないと判断した場合は、前記第１クラッチ（Ｂ）を締結するとともに前記第２クラッチ（Ｃ）を解放し、前記エンジン（１）の動力で前記ポンプ（１１）を駆動し、前記ランキンサイクル回路（１０）が安定して稼働可能な状態にあると判断した場合は、前記第１クラッチ（Ｂ）を解放するとともに前記第２クラッチ（Ｃ）を締結し、前記動力回収機（１３）によって回収される動力で前記ポンプ（１１）を駆動する制御手段（５０）と、を備えたことを特徴とする請求項２に記載のランキンサイクルシステム搭載車両である。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、前記動力回収機（１３）に流入する前記ランキン媒体の圧力を検出する手段（４１）と、前記動力回収機（１３）に流入する前記ランキン媒体の温度を検出する手段（４２）と、を備え、前記制御手段（５０）は、前記ランキン媒体の圧力と温度に基づき前記ランキンサイクル回路（１０）が安定して稼働可能な状態にあるか判断する、ことを特徴とする請求項３に記載のランキンサイクルシステム搭載車両である。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、前記エンジン（１）と前記補機（２３）の間に形成される第３動力伝達経路と、前記第３動力伝達経路の途中に配置され、締結状態、解放状態を切り換え可能な第３クラッチ（Ａ）と、を備え、前記制御手段（５０）は、前記ランキンサイクル回路（１０）が安定して稼働可能な状態にあると判断したときは、前記第１クラッチ（Ｂ）及び前記第２クラッチ（Ｃ）を締結し、前記第３クラッチ（Ａ）を解放し、前記動力回収機（１３）によって回収される動力で前記補機（２３）を駆動する、ことを特徴とする請求項３または４に記載のランキンサイクルシステム搭載車両である。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、前記エンジン（１）と前記補機（２３）の間に形成される第３動力伝達経路と、前記第３動力伝達経路の途中に配置され、締結状態、解放状態を切り換え可能な第３クラッチ（Ａ）と、を備え、前記制御手段（５０）は、前記ランキンサイクル回路（１０）が安定して稼働可能な状態にあると判断し、かつ、前記車両が前記エンジン（１）を一時的に停止するアイドルストップ状態にあると判断したときは、前記第１クラッチ（Ｂ）及び前記第２クラッチ（Ｃ）を締結し、前記第３クラッチ（Ａ）を解放し、前記動力回収機（１３）によって回収される動力で前記補機（２３）を駆動する、ことを特徴とする請求項３または４に記載のランキンサイクルシステム搭載車両である。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、発電機（１６）と、前記発電機（１６）に接続され、前記発電機（１６）が発電した電力により充電されるバッテリ（１７）と、前記動力回収機（１３）と前記発電機（１６）の間に形成される第４動力伝達経路と、前記第４動力伝達経路の途中に配置され、締結状態、解放状態を切り換え可能な第４クラッチ（Ｄ）と、を備え、前記制御手段（５０）は、前記バッテリ（１７）が満充電であるときは前記第４クラッチ（Ｄ）を解放する、ことを特徴とする請求項３から６のいずれか一つに記載のランキンサイクルシステム搭載車両である。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、空調用の冷凍サイクル回路（２０）を備え、前記補機（２３）は前記冷凍サイクル回路（２０）の圧縮機であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載のランキンサイクルシステム搭載車両である。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１、２に記載の発明によれば、電動モータに頼ることなくランキンサイクル回路（１０）のポンプ（１１）を駆動することができ、従来必須の構成であった電動モータをなくすことができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、ランキンサイクル回路（１０）が安定して稼働可能な状態にあるかどうかに関係なくランキンサイクル回路（１０）のポンプ（１１）を駆動することができる。また、ランキンサイクル回路（１０）が安定して稼働可能な状態になった後は、エンジン（１）の動力を消費することなくランキンサイクル回路（１０）のポンプ（１１）を駆動することができ、エンジン（１）の出力を向上させることができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、ランキンサイクル回路（１０）が安定して稼働可能な状態にあるかどうかを正確に判断することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、動力回収機（１３）により回収される動力で補機（２３）を駆動することができるので、エンジン（１）の駆動力が補機（２３）によって消費されなくなり、エンジン（１）の出力を向上させることができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明によれば、車両がアイドルストップ状態にあるときでも動力回収機（１３）により回収される動力で補機（２３）を駆動することができる。
【００１９】
請求項７に記載の発明によれば、バッテリ（１７）の過充電を防止することができる。
【００２０】
請求項８に記載の発明によれば、補機（２３）として空調用の冷凍サイクル回路（２０）の圧縮機が選択される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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。
【００２２】
図１は本発明に係るランキンサイクルシステム搭載車両の概略構成を示している。車両は、水冷式のエンジン１、エンジン１の冷却水から廃熱を回収するランキンサイクル回路１０、空調用の冷凍サイクル回路２０、エンジン１を冷却するための冷却水回路３０、コントローラ５０を中心とした制御系を備えている。
【００２３】
以下、各構成について説明する。
【００２４】
［ランキンサイクル回路］
ランキンサイクル回路１０は、ポンプ１１、蒸発器１２、膨張機１３、凝縮器１４を備え、各構成要素はＲ１３４ａ等のランキン媒体が流通する通路により接続される。
【００２５】
ポンプ１１の駆動軸と膨張機１３の出力軸は同軸上に配置され、それらの間にはコントローラ５０によって締結状態、解放状態を切り換え可能な電磁クラッチＣ（「第２クラッチ」に対応）が配置される。また、凝縮器１４にはコントローラ５０によって回転制御される電動ファン１５が取り付けられている。
【００２６】
ポンプ１１により加圧されたランキン媒体は蒸発器１２へと送られる。蒸発器１２では、ランキン媒体−エンジン１の冷却水間の熱交換によりランキン媒体が加熱されて気体になる。蒸発器１２の出口にはランキン媒体の圧力を検出する圧力センサ４１、温度を検出する温度センサ４２が取り付けられている。
【００２７】
蒸発器１２で気体となったランキン媒体は膨張機１３へと送られる。膨張機１３では気体となったランキン媒体を膨張させることにより動力を回収する。このときクラッチＣを締結すれば、膨張機１３で回収される動力がポンプ１１に伝達され、ポンプ１１が駆動される。なお、膨張機１３は、ランキン媒体の圧力を利用して動力を取り出す別の機構（例えば、圧力差で動作するピストン）であってもよい。
【００２８】
また、膨張機１３にはコントローラ５０によって締結状態、解放状態を切り換え可能な電磁クラッチＤを介して発電機１６が接続されている。クラッチＤ（「第４クラッチ」に対応）を締結すれば膨張機１３で回収される動力が発電機１６に伝達され、発電機１６が駆動される。発電機１６によって発電された電力はバッテリ１７へと送られ、バッテリ１７が充電される。バッテリ１７にはバッテリ電圧を検出する電圧センサ４３が取り付けられている。
【００２９】
膨張機１３を出たランキン媒体は凝縮器１４へと送られる。凝縮器１４では外気−ランキン媒体間の熱交換によりランキン媒体が凝縮液化される。凝縮液化されたランキン媒体は図示しない気液分離器により気液分離され、液相のランキン媒体のみがポンプ１１へと送られる。
【００３０】
［冷凍サイクル回路］
冷凍サイクル回路２０は、膨張弁２１、蒸発器２２、圧縮機２３、凝縮器２４を備え、各構成要素はＲ１３４ａ等のエアコン冷媒が流通する通路により接続される。
【００３１】
圧縮機２３は斜板型等の可変容量型の圧縮機であり、コントローラ５０によって容量を制御される。圧縮機２３にはエンジン１の動力がベルト２、電磁クラッチＡ（「第３クラッチ」に対応）を介して伝達される。クラッチＡはコントローラ５０によって締結状態、解放状態を切り換えることができる。また、圧縮機２３の駆動軸とランキンサイクル回路１０のポンプ１１の駆動軸は同軸上に配置され、それらの間にはコントローラ５０によって締結状態、解放状態を切り換え可能な電磁クラッチＢ（「第１クラッチ」に対応）が配置される。
【００３２】
膨張弁２１では液相のエアコン冷媒が減圧膨張され、減圧膨張されたエアコン冷媒は蒸発器２２へと送られる。
【００３３】
蒸発器２２では、減圧膨張されたエアコン冷媒を気化させ、その蒸発潜熱により蒸発器２２を通過する空調空気を冷却する。冷却された空調空気は図示しないヒータによって加熱された別の空調空気と混合されて所望の温度に調整され、車室内へと導入される。気化したエアコン冷媒は圧縮機２３へと送られる。
【００３４】
圧縮機２３は、気相のエアコン冷媒を高温高圧に圧縮する。高温高圧となったエアコン冷媒は凝縮器２４へと送られる。
【００３５】
凝縮器２４では外気−冷媒間の熱交換によりエアコン冷媒が凝縮液化される。凝縮液化したエアコン冷媒は図示しない気液分離器により気液分離され、液相のエアコン冷媒のみが膨張弁２１へと送られる。
【００３６】
［冷却水回路］
冷却水回路３０は、ウォーターポンプ３１、三方弁３２、ラジエータ３３を備え、各構成要素は冷却水（不凍液）が流通する通路により接続される。
【００３７】
通路は、エンジン１を出た冷却水が、ラジエータ３３をバイパスしてエンジン１に戻るバイパス通路３５と、三方弁３２、ラジエータ３３を通ってエンジン１に戻る放熱用通路３６と、ラジエータ３３をバイパスし、蒸発器１２を通ってランキン媒体−冷却水間で熱交換を行わせた後、エンジン１に戻る廃熱回収用通路３７とで構成される。また、エンジン１には冷却水の温度を検出する水温センサ４４が取り付けられている。
【００３８】
ウォーターポンプ３１は、エンジン１がアイドルストップ状態となっても冷却水を循環させることができるよう、電動のポンプが用いられる。
【００３９】
三方弁３２は、放熱用通路３６と廃熱回収用通路３７の上流側接続部位に配置され、コントローラ５０によって切り換えられる。三方弁３２は、ラジエータ３３側、蒸発器１２側の一方を開いて他方を閉じる状態、両方を閉じる状態を切り換えることができる。三方弁３２がラジエータ３３側、蒸発器１２側の両方を閉じる状態では、冷却水の全量がバイパス通路３５に流れる。
【００４０】
なお、圧縮機２３、ポンプ１１、膨張機１３、発電機１６は同軸上に配置され、好ましくは、一つの複合部品（コンポーネント）として構成される。
【００４１】
［制御系］
制御系はコントローラ５０を中心として構成される。コントローラ５０はマイクロプロセッサ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェースを含み、コントローラ５０には、上記圧力センサ４１、温度センサ４２、電圧センサ４３、水温センサ４４からの信号の他、外気の温度を検出する外気温センサ４５、エンジン１のイグニッションスイッチ４６、空調のＯＮ／ＯＦＦを切り換えるエアコンスイッチ４７からの信号が入力される。コントローラ５０は、入力される信号に基づき、クラッチＡ〜Ｄの締結・解放、三方弁３２の切換、ファン１５の制御を行う。
【００４２】
図２はコントローラ５０の制御内容を示したフローチャートである。このフローチャートは、イグニッションスイッチ４６からエンジン１の始動を指示する信号を受信したことをトリガとしてスタートし、所定時間ごと（例えば１０ｍｓｅｃ毎）に実行される。
【００４３】
以下、図２を参照しながらコントローラ５０の制御内容についてさらに説明する。なお、図２中、クラッチＡ〜Ｄの締結状態を○、×、△で表し、○は締結、×は解放、△はエアコンスイッチ４７のＯＮ／ＯＦＦに応じて締結／解放することを表している。
【００４４】
ステップＳ１では、バッテリ１７の電圧、冷却水の水温を読み込む。
【００４５】
ステップＳ２では、水温が９５℃以上か判断する。水温が９５℃未満のときはエンジン１の暖機が完了していないので、ステップＳ３に進んで、三方弁３２を蒸発器１２側、ラジエータ３３側ともに全閉となるように切り換え、冷却水の全量をバイパス通路３５に流し、エンジン１の暖機を促進する。また、この状態では、冷却水が蒸発器１２に流れず、ランキンサイクル回路１０を稼働させることができないので、クラッチＢ、Ｃ、Ｄを解放し、ランキンサイクル回路１０を非稼働状態とする。クラッチＡはエアコンスイッチ４７のＯＮ／ＯＦＦに応じて締結／解放する。これにより、運転者の要求に応じてエンジン１の動力により圧縮機２３を駆動し、冷凍サイクル回路２０を稼働させて空調を作動させる。
【００４６】
水温が９５℃以上のときはステップＳ４に進み、水温が１１０℃以上か判断する。水温が１１０℃未満のとき、すなわち、水温が９５℃〜１１０℃の適正範囲内のときは、ステップＳ５に進み、外気温、蒸発器１２の出口、すなわち膨張機１３に流入するランキン媒体の圧力及び温度を読み込む。
【００４７】
ステップＳ６ではランキン媒体のスーパーヒート量を算出する。スーパーヒート量はステップＳ５で読み込んだランキン媒体の圧力からＲＯＭに格納される所定のテーブルを参照してその圧力における飽和温度を算出し、飽和温度とステップＳ５で読み込んだランキン媒体の実際の温度との差として算出する。
【００４８】
スーパーヒート量はランキン媒体の過熱度であり、この値が十分に大きい（例えば、５ｄｅｇ以上）と膨張機１３でランキン媒体の圧力が低下する際にランキン媒体が液化せず、ランキンサイクル回路１０を安定して稼働させることができる。逆に、この値が小さいと膨張機１３内部でランキン媒体が気液２相状態となり、ランキンサイクル回路１０の出力が低下する。
【００４９】
ステップＳ７ではスーパーヒート量と所定の安定判断しきい値とを比較し、ランキンサイクル回路１０が安定して稼働可能な状態にあるか判断する。安定判断しきい値は、例えば外気温が２０℃のときに５ｄｅｇに設定され、外気温が低くなるほどより大きな値に設定される。これは外気温が低くなるほど膨張機１３内でランキン媒体の温度が下がり、液化しやすくなることを考慮したものである。
【００５０】
スーパーヒート量が安定判断しきい値よりも小さく、ランキンサイクル回路１０が安定して稼働可能な状態にまだないと判断した場合は、ステップＳ８に進み、三方弁３２を蒸発器１２側が全開、ラジエータ３３側が全閉となるように切り換え、冷却水のほぼ全量を蒸発器１２に流す（一部はバイパス通路３５に流れる）。また、クラッチＡ、Ｂを締結し、クラッチＣ、Ｄを解放する。また、ファン１５を回転させる。これにより、ポンプ１１がエンジン１の動力で駆動されてランキン媒体の循環が開始されるとともに、凝縮器１４の凝縮性能が高められ、ランキンサイクル回路１０の準備運転が行われる。
【００５１】
この準備運転ではクラッチＤが解放されており、発電機１６は発電を行わない。また、エアコンスイッチ４７のＯＮ／ＯＦＦとは関係なく圧縮機２３がエンジン１の動力によって駆動されるので、エアコンスイッチ４７がＯＦＦの場合は圧縮機２３の容量を最低容量に制御し、圧縮機２３の駆動抵抗を低減する。なお、準備運転が行われるのはランキンサイクル回路１０が安定的に稼働するまでの短い間だけであるので、圧縮機２３がエンジン１の動力によって駆動されることによるエンジン１の出力低下、燃費の悪化は僅かである。
【００５２】
スーパーヒート量が安定判断しきい値よりも大きくなり、ランキンサイクル回路１０が安定して稼働可能な状態になったと判断した場合は、ステップＳ９、Ｓ１０でバッテリ１７が満充電であるか、また、車両が信号待ちなどでエンジン１を一時的に停止させるアイドルストップ状態にあるか判断する。バッテリ１７が満充電であるかどうかは、バッテリ１７の電圧が所定値（例えば１３．５Ｖ）以上かどうかにより判断し、車両がアイドルステップ状態にあるかどうかは図示しないエンジンコントローラからアイドルストップ信号を受信することにより判断する。
【００５３】
バッテリ１７が満充電でなく、車両がアイドルストップ状態でないときは、ステップＳ１１に進み、クラッチＣ、Ｄを締結し、クラッチＢを解放し、クラッチＡをエアコンスイッチ４７のＯＮ／ＯＦＦに応じて締結／解放する。これにより、膨張機１３で回収される動力によりポンプ１１、発電機１６が駆動される。なお、廃熱の回収量が多い、発電機１６の消費動力が小さい等の理由により、膨張機１３で回収される動力に余裕があるときは、クラッチＡを解放し、クラッチＢをエアコンスイッチ４７のＯＮ／ＯＦＦに応じて締結／解放するようにし、膨張機１３で回収される動力で圧縮機２３を駆動するようにしてもよい。
【００５４】
バッテリ１７が満充電である場合はステップＳ１２に進み、クラッチＣを締結し、クラッチＡ、Ｄを解放し、クラッチＢをエアコンスイッチ４７のＯＮ／ＯＦＦに応じて締結／解放する。これにより、膨張機１３で回収される動力が発電機１６に伝達されなくなって発電が停止し、発電量過多によるバッテリ１７の過充電が防止される。また、発電機１６を駆動しない分、膨張機１３で回収される動力に余裕がでるので、膨張機１３で回収される動力で圧縮機２３を駆動する。
【００５５】
バッテリ１７が満充電でなく、車両がアイドルストップ状態にあるときは、ステップＳ１３に進み、クラッチＣ、Ｄを締結し、クラッチＡを解放し、クラッチＢをエアコンスイッチ４７のＯＮ／ＯＦＦに応じて締結／解放する。これにより、膨張機１３で回収される動力により圧縮機２３を駆動し、車両がアイドルストップ状態にあっても冷凍サイクル回路２０を稼働させることができる。なお、エンジン１がアイドルストップ状態にあっても冷却水温度は直ちに低下しないので、ランキンサイクル回路１０を稼動させて膨張機１３で動力を回収することが可能である。
【００５６】
一方、ステップＳ４で水温が１１０℃以上と判断した場合は、水温を速やかに下げる必要があるので、ステップＳ１４に進み、三方弁３２を蒸発器１２側全閉、ラジエータ３３側全開となるようにし、冷却水のほぼ全量をラジエータ３３に流すようにする。（一部はバイパス通路に流れる）。また、蒸発器１２に冷却水が流れないので、クラッチＢ、Ｃ、Ｄを解放し、ランキンサイクル回路１０の稼動を停止する。
【００５７】
続いて、上記構成による作用効果について説明する。
【００５８】
上記構成では、圧縮機２３とポンプ１１の間の動力伝達経路（第１動力伝達経路）の途中に配置されるクラッチＢ（第１クラッチ）を締結することにより、エンジン１の動力でポンプ１１を駆動することができる。また、膨張機１３とポンプ１１の間の動力伝達経路（第２動力伝達経路）の途中に配置されるクラッチＣ（第２クラッチ）を締結することにより、ランキンサイクル回路１０稼働中は膨張機１３で回収される動力でポンプ１１を駆動することができる。すなわち、上記構成によれば、電動モータに頼ることなくポンプ１１を駆動することができ、従来必須の構成であった電動モータをなくすことができる。
【００５９】
なお、上記構成はクラッチＢを締結すればエンジン１の動力が冷凍サイクル回路２０の圧縮機２３を介してポンプ１１に伝達される構成であるが、圧縮機２３に代えて、エンジン１の動力で駆動されるその他の補機を介してエンジン１の動力がポンプ１１に伝達される構成としてもよい。
【００６０】
さらに、上記構成では、ランキンサイクル回路１０が安定して稼働可能な状態にない場合は、クラッチＢを締結するとともにクラッチＣを解放し、エンジン１の動力でポンプ１１を駆動する。逆に、ランキンサイクル回路１０が安定して稼働可能な状態にある場合は、クラッチＢを解放するとともにクラッチＣを締結し、膨張機１３によって回収される動力でポンプ１１を駆動する。これにより、ランキンサイクル回路１０が安定して稼働可能な状態にあるかどうかに関係なくポンプ１１を駆動することができる。また、ランキンサイクル回路１０が安定して稼働可能な状態になった後は、エンジン１の動力を消費することなくポンプ１１を駆動することができるので、エンジン１の出力を向上させることができる。
【００６１】
さらに、ランキンサイクル回路１０が安定して稼働可能な状態にあるかどうかを、膨張機１３に流入するランキン媒体の圧力と温度に基づいて判断するようにした。これにより、ランキンサイクル回路１０が安定して稼働可能な状態にあるかどうかを正確に判断することができる。
【００６２】
また、エンジン１と圧縮機２３の間の動力伝達経路（第３動力伝達経路）の途中にクラッチＡ（第３クラッチ）を配置し、ランキンサイクル回路１０が安定して稼働可能な状態にあると判断されときに、クラッチＢ、Ｃを締結し、クラッチＡを解放し、膨張機１３によって回収される動力で圧縮機２３を駆動するようにした。これにより、エンジン１の駆動力を消費することなく冷凍サイクル回路２０を稼働させることができ、エンジン１の出力を向上させることができる。
【００６３】
また、ランキンサイクル回路１０が安定して稼働可能な状態にあると判断され、かつ、車両がエンジン１を一時的に停止するアイドルストップ状態にあると判断したときに、クラッチＢ、Ｃを締結し、クラッチＡを解放し、膨張機１３によって回収される動力で圧縮機２３を駆動するようにした。これにより、車両がアイドルストップ状態にあるときでも冷凍サイクル回路２０を稼働させ、空調を継続することができる。
【００６４】
なお、上記構成は、膨張機１３によって回収される動力で冷凍サイクル回路２０の圧縮機２３を駆動する構成であるが、圧縮機２３に代えて、エンジン１の動力で駆動されるその他の補機を膨張機１３によって回収される動力により駆動する構成としてもよい。
【００６５】
また、膨張機１３と発電機１６の間の動力伝達経路（第４動力伝達経路）の途中にクラッチＤ（第４クラッチ）を配置し、バッテリ１７が満充電であるときにクラッチＤを解放するようにしたことにより、バッテリ１７の過充電を防止することができる。
【００６６】
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。例えば、上記実施形態は、エンジン１の冷却水から廃熱を回収する構成であるが、エンジン１の排気から廃熱を回収するように構成することも可能である。このような構成も本発明の技術的範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係るランキンサイクルシステム搭載車両の概略構成図である。
【図２】コントローラの制御内容を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００６８】
１    エンジン
１０  ランキンサイクル回路
１１  ポンプ
１３  膨張機
１６  発電機
１７  バッテリ
２０  冷凍サイクル回路
２３  圧縮機
３０  冷却水回路
４１  圧力センサ
４２  温度センサ
４３  電圧センサ
４４  水温センサ
４５  外気温センサ
４６  イグニッションスイッチ
４７  エアコンスイッチ
５０  コントローラ
Ａ〜Ｄ  電磁クラッチ
【図１】
2009274513.tif 000003
【図２】
2009274513.tif 000004