CN106414982A - 发动机的废热利用装置 - Google Patents

Abstract

提供一种即使在旁通阀固接成关闭的状态时也能抑制膨胀机过旋转的装置。发动机的废热利用装置包括：朗肯循环(31)；通过能够接通及切断的电磁阀(32)来将膨胀机(37)的输出轴与发动机的转轴连结的传动机构；使从热交换器(36)流出的制冷剂绕过膨胀机(37)流动的通路(65)；安装于该通路的旁通阀(66)，在停止膨胀机(37)时，在使旁通阀(66)从关闭状态切换为打开状态之后将电磁离合器(32)从接通状态切换为切断状态，其中，当以旁通阀(66)关闭的状态发生固接时，保持电磁离合器(32)的接通状态，并进行对膨胀机前后压力差进行限制的膨胀机前后压力差限制处理。

Description

发动机的废热利用装置

技术领域

本发明涉及发动机的废热利用装置的改进。

背景技术

在朗肯循环中，包括：传动机构，该传动机构通过能够接通及释放的电磁离合器来将膨胀机的输出轴与发动机的转轴连结；通路，该通路用于使供给至膨胀机的制冷剂旁通；以及旁通阀，该旁通阀安装于上述通路(参照专利文献1)。在上述朗肯循环中，当停止膨胀机时，将旁通阀从关闭状态切换为打开状态之后将电磁离合器从接通状态切换为切断状态。由于若在将旁通阀从关闭状态切换为打开状态之前就将电磁离合器从接通状态切换为切断状态，则膨胀机会从发动机的转轴脱离而成为无负载状态，使得膨胀机的转速急剧上升而发生过旋转，因此，这是为了避免上述情况的发生。通过在时间上先将旁通阀从关闭状态切换为打开状态来使膨胀机的前后压力差减小，由此通过在使膨胀机的转速充分降低之后将电磁离合器从接通状态切换为释放状态，来防止膨胀机的过旋转。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2012－193690号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，在旁通阀固接成关闭的状态的情况下，为了停止膨胀机，要在输出了将旁通阀从关闭状态切换为打开状态的信号之后将电磁离合器从接通状态切换为切断状态。在这种情况下，由于膨胀机的前后压力差并未减小，因此，自将电磁离合器从接通状态切换为切断状态的时刻开始，膨胀机的转速便会急剧上升而使膨胀机发生过旋转。

然而，在上述专利文献1的技术中没有任何有关在旁通阀固接成关闭的状态的情况下应如何操作的记载。

因而，本发明的目的在于提供一种即使在旁通阀固接成关闭的状态的情况，也能够抑制膨胀机的过旋转的装置。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的发动机的废热利用装置包括：传动机构，该传动机构通过能够接通及切断的电磁离合器来将膨胀机的输出轴与发动机的转轴连结；通路，该通路用于使从热交换器流出的制冷剂绕过膨胀机流动；以及旁通阀，该旁通阀安装于上述通路。此外，在停止膨胀机时，在将旁通阀从关闭状态切换为打开状态之后将电磁离合器从接通状态切换为切断状态。以这样的发动机的废热利用装置为前提，在旁通阀固接成关闭的状态的情况下，使电磁离合器保持接通状态，并进行对膨胀机前后压力进行限制的膨胀机前后压力差限制处理。

发明效果

根据本发明，即使是在停止膨胀机时旁通阀固接成关闭的状态的情况下，也能够防止膨胀机的过旋转。

附图说明

图1是表示本发明第一实施方式的朗肯循环的系统整体的示意结构图。

图2是用于对膨胀机停止处理进行说明的流程图。

图3是用于对膨胀机前后压力差减小处理进行说明的流程图。

图4是用于对第二实施方式的膨胀机前后压力差减小处理进行说明的流程图。

图5是表示第三实施方式的朗肯循环的系统整体的示意结构图。

图6是用于对第三实施方式的膨胀机前后压力差减小处理进行说明的流程图。

图7是第三实施方式的通常时的接通占空值的特性图。

图8是第三实施方式的旁通阀关闭固接时的接通占空值的特性图。

图9是表示第四实施方式的朗肯循环的系统整体的示意结构图。

图10是用于对第四实施方式的膨胀机前后压力差减小处理进行说明的流程图。

图11是表示第五实施方式的朗肯循环的系统整体的示意结构图。

图12是用于对第五实施方式的膨胀机前后压力差减小处理进行说明的流程图。

图13是表示第六实施方式的朗肯循环的系统整体的示意结构图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

(第一实施方式)

图1是表示本发明第一实施方式的朗肯循环的系统整体的示意结构图。

首先，对发动机冷却水回路进行说明。从发动机2流出的80～90℃左右的冷却水分别在穿过散热器11的冷却水通路13和绕过散热器11的旁通冷却水通路14中流动。然后，两个液流在确定流过两个通路13、14的冷却水流量分配的恒温箱阀15中再次合流，接着经由冷却水泵16返回至发动机2。冷却水泵16由发动机2驱动，其转速与发动机的转速同步。

恒温箱阀15在冷却水温度较高的情况下增大冷却水通路13侧的阀开度，并相对地增加经过散热器11的冷却水量。此外，在冷却水温度较低的情况下减小冷却水通路13侧的阀开度，并相对地减少经过散热器11的冷却水量。在发动机2的暖机前等、特别地冷却水温度较低的情况下，通过完全绕过散热器11，从而使冷却水所有的量在旁通冷却水通路14一侧流过。另一方面，在旁通冷却水通路14侧的阀开度没有全部关闭，而使得在散热器11中流动的冷却水流量变多时，与冷却水所有的量在旁通冷却水通路14侧流动的情况相比，在旁通冷却水通路14中流动的冷却水的流量会有所减少。然而，为了使液流不完全停止，而构成有恒温箱阀15。

绕过散热器11的旁通冷却水通路14由第一旁通冷却水通路24和第二旁通冷却水通路25组成。此外，第一旁通冷却水通路24从冷却水通路13分叉，并与后述的热交换器36直接连接。另一方面，第二冷却水通路25从冷却水通路13分叉，在经过废热回收器22后与热交换器36连接。

在旁通冷却水通路14中设置有与朗肯循环31的制冷剂进行热交换的热交换器36。上述热交换器36是将加热器和过热器整合而成的部件。即，在热交换器36上大致一列地设置有两个冷却水通路36a、36b。此外，供朗肯循环31的制冷剂流过的制冷剂通路36c与制冷水通路36a、36b相邻设置，而使制冷剂与冷却水能够进行热交换。另外，以在对热交换器36的整体进行俯视观察时使朗肯循环31的制冷剂与冷却水相互流动的方向成为反向的方式，构成各通路36a、36b、36c。

详细来说，对于朗肯循环31的制冷剂来说，位于上游(图1的左)侧的一方的冷却水通路36a安装在第一旁通冷却水通路24上。由上述冷却水通路36a及与该冷却水通路36a相邻的制冷剂通路部分构成的热交换器左侧部分是加热器，该加热器通过将从发动机2流出的冷却水直接导入冷却水通路36a，来对流过制冷剂通路36c的朗肯循环31的制冷剂进行加热。

对于朗肯循环31的制冷剂来说，在位于下游(图1的右)侧的另一方的冷却水通路36b上，经由第二旁通冷却水通路25导入有流过废热回收器22的冷却水。由冷却水通路36b及与该冷却水通路36b相邻的制冷剂通路部分构成的热交换器右侧部分(下游侧)是过热器，该过热器通过将利用排气对发动机出口的冷却水进行加热后的冷却水导入冷却水通路36b，来使在制冷剂通路36c中流动的制冷剂过热。

废热回收器22的冷却水通路22a与排气管5相邻设置。通过将发动机2的出口的冷却水导入废热回收器22的冷却水通路22a，从而能够利用高温的排气将冷却水加热至例如110～115℃程度。以在对废热回收器22的整体俯视观察时使排气与冷却水相互流动的方向成为反向的方式，构成冷却水通路22a。

在设置有废热回收器22的第二旁通冷却水通路25上，夹装有控制阀26。当发动机2的出口的冷却水温度传感器74的检测温度达到预定值以上时，减小上述控制阀26的开度，以使处于发动机22内部的冷却水的温度不超过允许温度(例如100℃)，上述允许温度用于不产生例如发动机的效率恶化或是爆震(日文：ノック)。藉此，当处于发动机2内部的冷却水的温度(发动机水温)接近允许温度时，使流过废热回收器22的冷却水量减少，因此，能够可靠地防止发动机水温超过允许温度。

另一方面，因第二旁通冷却水通路25的流量减少，而使通过废热回收器22上升的冷却水温度过度升高而引起冷却水蒸发(沸腾)，这会使热交换器36中的效率下降。不仅如此，还存在冷却水通路内的冷却水的流动变差而导致温度过量上升的可能性。为了避免这种情况，在旁通排气管6的分叉部上设置有旁通排气管6和恒温箱阀7，所述旁通排气管6绕过废热回收器22，所述恒温箱阀7对排热回收器22的排气通过量和旁通排气管6的排气通过量进行控制。即，基于从废热回收器22流出的冷却水温度调节恒温箱阀7的阀开度，以使从废热回收器22流出的冷却水温度不超过预定的温度(例如沸腾温度120℃)。

热交换器36、恒温箱阀7和废热回收器22一体成为废热回收器23，并在车辆宽度方向大致中央的底板下方设置于排气管中途(未图示)。恒温箱阀7既可以是使用双金属片等的相对简单的感温阀，也可以是通过输入有温度传感器输出的控制器进行控制的控制阀。由于利用恒温箱阀7进行的从排气向冷却水的热交换量的调节伴随有相对较大的延迟，因此，在单独对恒温箱阀7进行调节时，很难使发动机水温不超过允许温度。但是，由于基于发动机水温(出口温度)对第二旁通冷却水通路25的控制阀26进行控制，因此，能够迅速地减少热回收量，并能够可靠地防止发动机水温超过允许温度。此外，只要是在发动机水温距允许温度尚有容限的状态下，便能够在达到从废热回收器22流出的冷却水温度高于发动机水温的允许温度这样的高温(例如110～115℃)之前进行热交换，来增加废热回收量。从冷却水通路36b流出的冷却水经由第二冷却水通道25而与第一冷却水通路24合流。

当从旁通冷却水通路14流向恒温箱阀15的冷却水的温度例如因在热交换器36中与朗肯循环31的制冷剂进行热交换而充分降低时，减小恒温箱阀15的冷却水通路13侧的阀开度。藉此，流过散热器11的冷却水量将会相对减少。与之相反，当从旁通冷却水通路14流向恒温箱阀15的冷却水的温度因朗肯循环31没有运转等而升高时，增大恒温箱阀15的冷却水通路13侧的阀开度。藉此，流过散热器11的冷却水量将会相对增多。基于这种恒温箱阀15的动作，适当地保持发动机2的冷却水温度，且热会被适当供给(回收)至朗肯循环31。

接着，对朗肯循环31进行说明。朗肯循环31是利用发动机2的冷却水将发动机的废热回收至制冷剂，并将回收到的废热作为动力进行再生的系统。朗肯循环31包括制冷剂泵32、作为过热器的热交换器36、膨胀机37以及冷凝器(condensor)38，各构成部件通过供制冷剂(R134a等)循环的制冷剂通路41～44连接。

制冷剂泵32的轴在同一轴上与膨胀机37的输出轴连结配置，通过膨胀机37所产生的输出(动力)来驱动制冷剂泵32，并且经由带传动机构将产生动力供给至发动机2的输出轴(曲柄轴)。在此，带传动机构由泵轮33、带34和曲轴带轮2a构成。即，制冷剂泵32轴及膨胀机37的输出轴与发动机2的输出轴平行配置，并将带34挂绕在设置于制冷剂泵32轴前端的泵轮33与曲轴带轮2a之间。另外，采用齿轮式的泵作为本实施方式的制冷剂泵32，采用涡盘式的膨胀机作为膨胀机37。

此外，在泵轮33与制冷剂泵32之间设置电磁式的离合器35(以下，将该离合器称为“膨胀机离合器”)，并使制冷剂泵32及膨胀机37能够与发动机2接通及切断。因此，在膨胀机37产生的输出大于制冷剂泵32的驱动力及旋转体所具有的摩擦的情况(推断出的膨胀机转矩为正的情况)下，使膨胀机离合器35接通。藉此，能够通过膨胀机37产生的输出来协助(辅助)发动机输出轴的旋转。通过使用如上所述由废热回收获得的能量来协助发动机输出轴的旋转，从而能够提高燃油效率。此外，利用回收到的废热还能够提供用于驱动使制冷剂循环的制冷剂泵32的能量。

来自制冷剂泵32的制冷剂经由制冷剂通路41供给至热交换器36。热交换器36是在发动机2的冷却水与制冷剂之间进行热交换，以使制冷剂汽化过热的热交换器。

来自热交换器36的制冷剂经由制冷剂通路42供给至膨胀机37。膨胀机37是通过使气化过热后的制冷剂膨胀来将热转换成旋转能的汽轮机。通过膨胀机37回收到的动力对制冷剂泵32进行驱动，并经由带传动机构(33、34、2a)传递至发动机2，以协助发动机2的旋转。

来自膨胀机37的制冷剂经由制冷剂通路43供给至冷凝器38。冷凝器38是在外部气体与制冷剂之间进行热交换，以使制冷剂冷却液化的热交换器。因而，将冷凝器38与散热器11并联配置，并通过散热器风扇12进行冷却。

由冷凝器38液化后的制冷剂经由制冷剂通路44返回至制冷剂泵32。返回至制冷剂泵32的制冷剂通过制冷剂泵32再次被输送至热交换器36，并在朗肯循环31的各构成部件中循环。

接着，对制冷循环51进行叙述。制冷循环51包括压缩机(compressor)52、冷凝器53和蒸发器(evaporator)55。

压缩机52是将制冷循环51的制冷剂压缩成高温高压的流体设备，其是由发动机2驱动。即，在压缩机52的驱动轴上固定有压缩机带轮，且将带挂绕在上述压缩机带轮与曲轴带轮之间。发动机2的驱动力通过上述带传送至压缩机带轮，对压缩机52进行驱动。此外，在压缩机带轮与压缩机52之间设置电磁式的离合器(以下，将该离合器称为“压缩机离合器”)，并使压缩机52与压缩机带轮能够切断及接通。

来自压缩机52的制冷剂通过制冷剂通路56供给至冷凝器53。冷凝器53是通过与外部气体的热交换来将制冷剂冷凝液化的热交换器。冷凝器53与散热器11并联配置，并通过车速风或冷却风扇12进行冷却。

来自冷凝器53的液状的制冷剂经由制冷剂通路57被供给至蒸发器(evaporator)55。蒸发器55与未图示的暖气风箱(日文：ヒータコア)同样地配置在空气调节单元的壳体内。蒸发器55是使来自冷凝器53的液状制冷剂蒸发并利用此时的蒸发潜热来对来自鼓风机的空调空气进行冷却的热交换器。

经蒸发器55蒸发后的制冷剂经由制冷剂通路58返回至压缩机52。另外，根据混合风门的开度，来改变经蒸发器55冷却后的空调空气与经暖气风箱加热后的空调空气的混合比率，并调节至乘客所设定的温度。

在朗肯循环31中，为了对在循环内流动的制冷剂进行控制而在回路中途适当地设置有各种阀。例如，设置有膨胀机旁通通路65，该膨胀机旁通通路65从膨胀机上游阀62上游绕过膨胀机37而与单向阀64上游合流，在上述膨胀机旁通通路65设置有旁通阀66。上述的旁通阀66是电磁式的开闭阀。

此外，在将制冷剂泵32与热交换器36连接的制冷剂通路41上，设置有用于防止制冷剂从热交换器36向制冷剂泵32逆流的单向阀63。在将膨胀机37与冷凝器38连接的制冷剂通路43上，也设置有用于防止制冷剂从冷凝器38向膨胀机37逆流的单向阀64。

来自压力传感器72、73及温度传感器81、82的信号输入至发动机控制器71，所述压力传感器72、73及温度传感器81、82对制冷剂通路41～44及旁通通路65中的两个点处的压力及温度进行检测。在此，其中一个点是从热交换器36的出口到膨胀机37的入口为止的制冷剂通路42。压力传感器72对上述制冷剂通路42的压力(以下，将上述压力称为“热交换器出口压力”)Pd进行检测，温度传感器82对上述制冷剂通路42的温度(以下，将上述温度称为“热交换器出口温度”)Td进行检测。另一个点是从冷凝器38的出口到制冷剂泵32的入口为止的制冷剂通路44。压力传感器73对上述制冷剂通路44的压力(以下，将上述压力称为“制冷剂泵入口压力”)Ps进行检测，温度传感器82对上述制冷剂通路44的温度(以下，将上述温度称为“制冷剂泵入口温度”)Ts进行检测。

在发动机控制器71中，根据预定的运转条件，并基于上述各个输入信号来进行膨胀机离合器35的接通及切断的控制，并且对上述旁通阀66的开闭进行控制。

例如，在朗肯循环31的运转开始时，在对制冷剂是否从制冷剂通路或旁通通路泄漏的诊断中使用由压力传感器73检测出的制冷剂泵入口压力Ps和由压力传感器72检测出的热交换器出口压力Pd。即，当制冷剂泵入口压力Ps或热交换器出口压力Pd比大气压力大时，判断为制冷剂没有从制冷剂通路41～44或是旁通通路65泄漏。另一方面，当制冷剂泵入口压力Ps或热交换器出口压力Pd为大气压力以下时，判断为制冷剂从制冷剂通路41～44或是旁通通路65泄漏。当判断为制冷剂没有从制冷剂通路41～44或是旁通通路65泄漏时，开始朗肯循环31的运转，而当判断为制冷剂从制冷剂通路41～44或旁通通路65泄漏时，不开始朗肯循环31的运转。

此外，对在朗肯循环31的运转中获得的膨胀机转矩(再生动力)是正还是负进行推断。这是由于在车辆1所需的目标驱动转矩的管理中，膨胀机转矩是必需的。虽然根据目标驱动转矩来确定目标发动机转矩，但是在发动机2中增加辅助设备负载时，如果没有相应地增大发动机2产生的转矩，便无法获得目标驱动转矩。同样地，在使膨胀机离合器35接通以将膨胀机转矩附加到发动机2时，如果大幅超过目标驱动转矩而导致附加多余的转矩，则较为理想的是，将膨胀机离合器35切断。另一方面，当在膨胀机转矩为负的情况下将膨胀机离合器35接通的时候，反而会使发动机转矩减小，因此，较为理想的是，在此时将膨胀机离合器35切断。如此，由于膨胀机转矩对于目标驱动转矩的管理也是必需的，因此，为了弄清膨胀机转矩达到何种程度，而对膨胀机转矩进行推断。

例如，在推断出的膨胀机转矩为正时(能够协助发动机输出轴的旋转时)，将膨胀机离合器35接通，在推断出的膨胀机转矩为零或是负时，将膨胀机离合器35切断。

作为膨胀机转矩的推断方法，只要简单地基于热交换器出口压力Pd减去制冷剂泵入口压力Ps所得的值来进行推断即可。Pd-Ps的压差越大，则推断为膨胀机转矩越大。或者，基于热交换器出口压力Pd及热交换器出口温度Td来计算在制冷剂通路42中流动的制冷剂所具有的焓h1，并基于制冷剂泵入口压力Ps及制冷剂入口温度Ts来计算在制冷剂通路44中流动的制冷剂所具有的焓h2。接着，从两个焓的差h2-h1来推断膨胀机转矩。h2-h1的差越大，则推断膨胀机转矩越大。

在此，由于上述焓h1为热交换器出口压力Pd和热交换器出口温度Td的函数，因此，只要预先制作并具有以热交换器出口压力Pd和热交换器出口温度Td为参数的焓h1的映射图即可。同样地，由于上述焓h2为制冷剂泵入口压力Ps和制冷剂泵入口温度Ts的函数，因此，只要预先制作并具有以制冷剂泵入口压力Ps和制冷剂泵入口温度Ts为参数的焓h2的映射图即可。

除此以外，对在朗肯循环内流动的制冷剂是否处于异常的高压、或者在朗肯循环内流动的制冷剂是否处于异常的高温的诊断中，也使用热交换器出口压力Pd、热交换器出口温度Td。即，只要热交换器出口压力Pd为压力上限值以下，则判断为没有处于异常的高压，只要热交换器出口温度Td为温度上限值以下，则判断为没有处于异常的高温，便继续进行朗肯循环31的运转。另一方面，当热交换器出口压力Pd超过压力上限值时，判断为处于异常的高温，当热交换器出口温度Td超过温度上限值时，判断为处于异常的高温，便停止朗肯循环31的运转。

在使朗肯循环31运转时，以两个阶段来执行处理。即，首先，在第一阶段中，将膨胀机离合器35接通，打开旁通阀65并使制冷剂泵32空转，以使制冷剂遍及制冷剂通路44、41、42、旁通通路65和制冷剂通路43的整体。在第二阶段中，将旁通阀66关闭，将蒸汽制冷剂供给至膨胀机37，来对膨胀机37进行驱动。

另一方面，由于使朗肯循环的运转停止，因此，在使膨胀机37停止时，打开旁通阀66，并在自打开旁通阀66后的时刻开始经过了预定的时间(延迟时间)之后，向膨胀机离合器35发送切断信号，以将膨胀机离合器35切断。由于膨胀机37在存在膨胀机37的前后压力差(以下，称为“膨胀机前后压力差”)时发生旋转，因此，当通过打开旁通阀66以使制冷剂绕过膨胀机37时，膨胀机前后压力差将会消失。即使膨胀机前后压力差消失，此后在惯性下膨胀机37仍会继续旋转，但最终上述旋转会减速，膨胀机37停止(停止朗肯循环31的运转)。

在此，在自打开旁通阀66的时刻开始经过了预定的时间之后，将膨胀机离合器35切断的理由如下所述。即，若在打开旁通阀66之前先将膨胀机离合器35切断而使膨胀机37与发动机的转轴脱离，则膨胀机37会在存在膨胀机前后压力差的状态下处于无负载的状态。藉此，膨胀机37的转速会急剧上升而使膨胀机37发生过旋转。为了避免上述膨胀机37发生过旋转的情况，应在时间上先打开旁通阀66以使膨胀机37的前后压力差变小，然后再将膨胀机离合器35从接通状态切换为切断状态。

那么，便存在如下情况，即，在停止膨胀机37时虽然向旁通阀66发出开阀指令、但旁通阀66固接成关闭的状态。以下，将虽然向上述旁通阀66发出开阀指令、但旁通阀66仍固接成保持着关闭的状态称为“旁通阀关阀固接”。当发生旁通阀关阀固接时，由于无法停止制冷剂被供给至膨胀机37，因此，膨胀机前后压力差仍然存在。因而，若在自向旁通阀66发出开阀指令的时刻开始经过了预定的时间之后，将膨胀机离合器35从接通状态切换为切断状态，则膨胀机37的转速会从上述切换的时刻开始急剧上升而能够在膨胀机37中产生过旋转。因此，需要考虑在发生旁通阀关阀固接的情况下(以下，称为“旁通阀关阀固接时”)的措施。但是，在现有装置中，并没有任何有关在旁通阀关阀固接时应如何操作的记载。

因而，在本发明中，当在停止膨胀机37时发生旁通阀关阀固接的情况下，使膨胀机离合器35保持接通状态，并进行使膨胀机前后压力差限制成预先确定的固定值的处理(膨胀机前后压力差限制处理)。在此，“固定值”是指即使将膨胀机离合器35从接通状态切换为切断状态，膨胀机转速仍收敛在允许上限值以下(即不产生大于允许上限值的过旋转)的膨胀机前后压力差。上述固定值视情况预先确定。具体而言，为了将膨胀机前后压力设为预先确定的固定值，而使膨胀机前后压力差比不是旁通阀关阀固接时的情况(并非是旁通阀固接成关闭的状态的情况)小的处理(膨胀机前后压力差减小处理)。

因此，在本发明的第一实施方式中，结合以下<1>及<2>的处理来执行作为使膨胀机前后压力差减小的处理。

<1>使通过热交换器36回收至制冷剂的热量(进热量)比不是旁通阀关闭固接时的情况小。至于为何产生膨胀机前后压力差，这是由于通过热交换器36将热回收至制冷剂的缘故。反过来说，若不通过热交换器36将热回收至制冷剂，则膨胀机前后压力差会自然减小。

<2>使通过冷凝器38从制冷剂释放出的热量(散热量)比不是旁通阀关阀固接时的情况小。这是由于通过使制冷剂在冷凝器38中未被冷却，而使得膨胀机前后压力差减小。

当参照以下的流程图对通过发动机控制器71进行的上述<1>及<2>的处理进行说明时，图2的流程是用于进行膨胀机停止处理的流程，每隔固定时间(例如每隔10ms)执行。

在步骤1中，观察旁通阀关阀固接标记(在发动机的启动时初始设定为0)。在此，将旁通阀关阀固接标记设为0，进入步骤2，并发出将旁通阀66打开的指令。

在步骤3中，当发出将旁通阀66打开的指令之后，观察是否经过了预定时间。在此，预定时间是在从将膨胀机离合器35从接通状态切换为切断状态的时刻开始至在切断状态下的膨胀机转速达到允许上限值以下的时间的基础上，带有宽裕量地预先进行设定。在发出将旁通阀66打开的指令之后没有经过预定时间时，便原样结束本次处理。

在步骤3中，当在发出将旁通阀66打开的指令之后经过了预定时间时，进入步骤4，对由压力传感器72检测出的热交换器出口压力Pd与膨胀机出口压力Pc(MPa)之间的压差进行计算，以作为膨胀机前后压力差△P(MPa)。膨胀机出口压力Pc由压力传感器83(参照图1)检测。

例如，也可以使用由压力传感器72检测出的热交换器出口压力Pd与由压力传感器73检测出的制冷剂泵入口压力Ps之间的压差来代替作为膨胀机前后压力差△P。此时，虽然检测精度稍稍下降，但由于使用既有的两个压力传感器72、73，因此能够避免成本上升。

在步骤5中，对膨胀机前后压力差△P和预定值X(MPa)进行比较。在此，预定值X是用于判断是否发生旁通阀关阀固接的值，预先进行设定。若在发出将旁通阀66打开的指令之后经过了预定时间后的膨胀机前后压力差△P小于预定值X，则判断为没有发生旁通阀关阀固接，并在步骤6中向膨胀机离合器35发出切断指令。

在步骤5中，当发出将旁通阀66打开的指令之后经过了预定时间后的膨胀机前后压力差△P为预定值以上时，判断为发生旁通阀关阀固接，并在步骤7中将旁通阀关阀固接标记设为1。在后述的图3的流程中，使用上述旁通阀关阀固接标记。由于在步骤7中将旁通阀关阀固接标记设为1，因此，从下一次开始将无法从步骤1进入步骤2及之后的步骤。也就是说，在诊断为发生旁通阀关阀固接时，不进行第二次以后的诊断。

图3的流程是用于在旁通阀关阀固接时使膨胀机前后压力差减小的处理，因此，接着图2的流程，每隔固定时间(例如每隔10ms)执行。

在步骤11中，观察旁通阀关阀固接标记(在图2中设定完成)。在旁通阀关阀固接标记为0时判断为没有产生旁通阀关阀固接，并原样结束。

在步骤1中，当旁通阀关阀固接标记为1时，判断为发生旁通阀关阀固接，并进入步骤12、13。在步骤12、13中，为了使通过热交换器36回收至制冷剂的热量(进热量)减小，而向通水阀85及控制阀36发出关阀指令。如图1所示，通水阀85是为了使通过热交换器36回收至制冷剂的热量减小而新安装于第一旁通冷却水通路24的常开的开闭阀。此外，关于控制阀26，也用作第二通水阀，所述第二通水阀用于使通过热交换器36回收至制冷剂的热量减小。通过将通水阀85和控制阀26关闭，使通过发动机2或是通过废热回收器22加热后的冷却水不流过热交换器36，而使通过热交换器36回收至制冷剂的热量减小。通过使利用热交换器36回收至制冷剂的热量比关闭通水阀85及控制阀26前的热量少，从而使热交换器出口压力Pd下降。藉此，膨胀机37的前后压力差△P比关闭通水阀85及控制阀26前的前后压力差小。

在步骤14中，对由冷却水温度传感器74检测出的发动机冷却水温度Tw(℃)和预定值C(℃)进行比较，并且观察空气调节器开关59(参照图1)的状态。在此，虽然将发动机2的冷却水沸腾而使发动机无法适当地冷却的情况称为发动机2过热，但是预定值C是用于判断发动机2是否过热的值，预先进行设定。在步骤14中，当发动机冷却水温度Tw为预定值C以上时，判断为能够通过切断散热器风扇12来使发动机2发生过热，进入步骤16，并向散热器风扇12发出接通指令。这是由于相较于在旁通阀关阀固接时使膨胀机前后压力差减小的处理，使发动机2不发生过热的处理更优先。不设置冷凝器38专用的风扇，而使散热器11和冷凝器38共用散热器风扇12的理由是为了节省空间及降低成本。但是，由于共用风扇12，因此，在旁通阀关阀固接时使膨胀机前后压力差减小的处理和使发动机2不发生过热的处理有时会冲突。因而，在两者冲突时，优先进行使发动机2不发生过热的处理。

此外，当在步骤14中空气调节器开关59被接通时，判断为因将散热器风扇12设为切断而使在冷凝器53中的制冷剂的冷却变差(空气调节器的效率变差)，进入步骤16，并向散热器风扇12发出接通指令。这是由于相较于在旁通阀关阀固接时使膨胀机前后压力减小的处理，使冷凝器53中的制冷剂的冷却不变差的处理更为优先。不设置冷凝器53专用的风扇，而使散热器11和冷凝器53共用散热器风扇12的理由是为了节省空间及降低成本。但是，由于共用风扇12，因此，在旁通阀关阀固接时使膨胀机前后压力差减小的处理和使冷凝器53中的制冷剂的冷却不变差的处理有时会冲突。因而，在两者冲突时，使在冷凝器53中的制冷剂的冷却不变差的处理优先。也就是说，不存在因将散热器风扇12切断而使发动机2发生过热、或是在冷凝器53中的制冷剂的冷却变差时停止散热器风扇12的情况。

在步骤14中，当发动机冷却水温度Tw小于预先值C且将空气调节器开关59切断时，进入步骤15。在步骤15中，由于在冷凝器38中使从制冷剂放出的热量(散热量)减小，因此，向散热器风扇12发出切断指令。散热器风扇12不仅对散热器11送风，还对冷凝器38送风，藉此，将制冷剂冷却。当通过停止散热器风扇12，在冷凝器38中使从制冷剂放出的热量减小时，在冷凝器38中的制冷剂的冷却会变差。当冷却变差，相应地冷凝器38出口处的制冷剂温度上升时，膨胀机前后压力差会比停止散热器风扇12前的膨胀机前后压力小。

另一方面，可以想到由于在停止散热器12时无法充分冷却发动机的冷却水，因此，与停止散热器12之前相比，发动机冷却水的温度有所上升，而可能使发动机2发生过热。此外，在将空气调节器开关59接通时，若停止散热器风扇12，则无法充分地对车室内进行冷却。因此，在向散热器风扇12发出切断指令之后，在步骤14中，当发动机冷却水温度Tw成为预定值C以上时，进入步骤16，并向散热器风扇12发出接通指令。此外，在向散热器风扇12发出切断指令之后，空气调节器开关59从切断切换为接通时，进入步骤16，并向散热器风扇12发出接通指令。

在此，对本实施方式的作用效果进行说明。

在本实施方式中，包括：传动结构，该传动机构通过膨胀机离合器35来将膨胀机37的输出轴与发动机2的转轴连结；膨胀机旁通通路65(使从热交换器流出的制冷剂绕过膨胀机流动的通路)；以及旁通阀65。此外，在停止膨胀机37时，将旁通阀65从关阀状态切换为开阀状态之后将电磁离合器35从接通状态切换为切断状态。以这样的发动机的废热利用装置为前提，在旁通阀关阀固接时(旁通阀固接成关闭的状态时)，使膨胀机离合器35保持接通状态，并进行对膨胀机前后压力差进行限制的膨胀机前后压力差限制处理。根据本实施方式，即使在停止膨胀机37时发生旁通阀关阀固接的情况(旁通阀固接成关闭的状态的情况)下，也能够防止膨胀机37的过旋转。

在本实施方式中，膨胀机前后压力差限制处理是使膨胀机前后压力差比不是旁通阀关阀固接时的情况(并非是旁通阀固接成关闭的状态的情况)小的膨胀机前后压力差减小处理。通过使膨胀机前后压力差减小，从而能够防止膨胀机37的过旋转。若膨胀机前后压力差大约处于零值附近，则能停止膨胀机37。

在本实施方式中，膨胀机前后压力差减小处理是使通过热交换器36回收至制冷剂的热量比不是旁通阀关阀固接时的情况(并非是旁通阀固接成关闭的状态的情况)小的进热量减小处理(参照图3的步骤11、12、13)。通过减小利用热交换器36回收的热量(进热量)，从而能够减小膨胀机前后压力差。

在本实施方式中，膨胀机前后压力差减小处理是使通过热交换器38从制冷剂释放的热量比不是旁通阀关阀固接时的情况(并非是旁通阀固接成关闭的状态的情况)小的散热量减小处理(参照图3的步骤11、15)。通过减小利用冷凝器38从制冷剂释放的热量(散热量)，从而能够减小膨胀机前后压力差。

在本实施方式中，将冷凝器38与对发动机冷却水进行冷却的散热器11并联配置，并通过散热器风扇12对冷凝器38进行冷却。在这种情况下，在停止散热器风扇12直至发动机冷却水的温度为预先确定的预定值C以上时，发动机2可能会发生过热。另一方面，在本实施方式中，散热量减小处理是使散热器风扇12停止的散热器风扇停止处理。此外，在发动机冷却水温度Tw为预先确定的预定值C以上时，即使在旁通阀关阀固接时(旁通阀固接成关闭的状态的情况)，也不停止散热器风扇12(参照图3的步骤11、14、16)。藉此，能够防止发动机2发生过热的情况。

(第二实施方式)

图4的流程是用于替换第一实施方式的图3的流程的第二实施方式的流程。即，图4的流程是用于在旁通阀关阀固接时使膨胀机前后压力差减小的处理，因此，接着图2的流程，每隔固定时间(例如每隔10ms)执行。对于与图3的流程相同的部分，标注相同的符号。

在第二实施方式中，作为使膨胀机前后压力差减小的处理，追加以下<3>的处理来执行。

<3>使膨胀机37的做功量比不是旁通阀关阀固接时的做功量小。

主要对与第一实施方式的图3的流程不同的部分进行说明。在步骤11中，当旁通阀关阀固接标记为1时，进入步骤21，为了减小膨胀机37的做功量，使发动机转速Ne比旁通阀关阀固接标记为0时的发动机转速高出固定量。

由于发动机2的转轴与制冷剂泵32连动，因此，通过将发动机转速Ne提高固定量，从而能使制冷剂泵32的转速提高，并使从制冷剂泵32朝向热交换器36喷出的制冷剂流量。若是制冷剂泵32的转速提高前的制冷剂流量，则制冷剂能够在热交换器36中全部蒸发，但当因制冷剂泵32的转速上升而使制冷剂流量增加时，在热交换器36中制冷剂所能接受的热量会不足，例如，制冷剂的一部分会无法蒸发。这是由于相对于能够通过热交换器36回收至制冷剂的热量(取得热量、再生热量)，预先确定制冷剂能够全部蒸发的制冷剂流量，因此，当大于该预先确定的流量的制冷剂在热交换器36中流动时，一部分制冷剂无法蒸发。这样，预先确定发动机转速的上升量、即上述固定量，以使制冷剂的一部分无法通过热交换器36蒸发。另外，如后文所述的图13那样，在制冷剂泵为电机151驱动的情况下，只要使电机151的转速比旁通阀关阀固接标记为0时的电机的转速高出固定量即可。藉此，在热交换器36中制冷剂所能接受的热量会不足，而使一部分制冷剂无法蒸发。为了使一部分制冷剂无法在热交换器36中蒸发这样的制冷剂流量流动，而预先确定电机转速的上升量即固定量。

当一部分制冷剂无法通过热交换器36蒸发而原样供给至膨胀机37时，相应地膨胀机37的做功量会减小，由于膨胀机37的做功量减小，因此，膨胀机37的转速会减小。

这样，在第二实施方式中，膨胀机前后压力差限减小处理是使膨胀机37的做功量比不是旁通阀关阀固接时(并非是旁通阀固接成关闭的状态的情况)小的膨胀机做功量减小处理。通过减小膨胀机37的做功量，从而能够减小膨胀机37的转速。

(第三实施方式)

图5是表示第三实施方式的朗肯循环的系统整体的示意结构图。对于与第一实施方式的图1相同部分，标注相同的符号。但是，将发动机冷却水回路的一部分省略而未示出。此外，关于制冷循环51，仅示出了冷凝器53。

第一实施方式、第二实施方式以发动机驱动的车辆1为对象，而第三实施方式以混合动力车辆1’为对象。在混合动力车辆1’中，众所周知附加有主要由强电蓄电池、将来自强电蓄电池的直流转换为交流的逆变器、能够通过来自逆变器的交流旋转的电机构成的强电系统。在这种情况下，由于构成强电系统的电机及逆变器可能处于高温，因此，为了不超过对电机及逆变器的功能进行补偿的温度，需要对电机及逆变器的内部进行冷却。

因而，在将朗肯循环31适用于混合动力车辆1’中时，改变发动机驱动的车辆1和冷凝器的结构。即，在第一实施方式、第二实施方式中，冷凝器38是空冷式，而在第三实施方式中，改变为水冷式(液冷式)的冷凝器38’。

在水冷式冷凝器38’上设置有制冷剂通路38’a和冷却水通路38’b(冷却液通路)。制冷剂通路38’a的一方与朗肯循环31的制冷剂通路43连接，另一方与朗肯循环31的制冷剂通路44连接。

另一方面，在冷却水通路38’b中，通过冷却水通路101、102(冷却液通路)使通过副散热器91冷却后的冷却水(为了将上述冷却水区别于发动机的冷却水，以下称为“第二冷却水”)循环。因而，使冷却水通路101、102各自的一端与冷却水通路38’b连接，并使冷却水通路101、102各自的另一端与副散热器91连接。在此，在对水冷式冷凝器38’的整体进行俯视观察时，第二冷却水与朗肯循环31的制冷剂相互流动的方向为反向。

上述副散热器91与散热器11并联配置，并通过车速风或冷却风扇12进行冷却。在副散热器91的出口处设置冷却水泵92，以使第二冷却水(第二冷却液)循环。

冷却水泵92具有能够通过电机93驱动对在上述电机93中流动的电流值进行调节的电流值调节装置94，并能够通过上述电流值调节装置94对在电机93中流动的电流值进行占空控制(调节)。电流值调节装置94的电源为蓄电池。例如，在赋予电流值调节装置94的接通占空值为0％时，电机93处于非驱动状态，冷却水泵92处于非旋转状态。赋予电流值调节装置94的接通占空值为最大的100％时，电机93为驱动状态，冷却水泵92旋转并喷出最大的流量。

在冷却水泵92下游的冷却水通路101上，将电机的冷却水通路111、逆变器的冷却水通路112、进而是水冷式的中间冷却器113串联配置，以对构成强电系统的电机及逆变器进行冷却。藉此，电机及逆变器通过来自副散热器91的冷却水而被冷却到不超过对电机及逆变器的功能进行补偿的温度。此外，在冷却水泵92下游的冷却水通路101上设置对第二冷却水温度进行检测的温度传感器121。

图6的流程是用于替换第二实施方式的图4的流程的第三实施方式的流程。即，图6的流程是用于在旁通阀关阀固接时使膨胀机前后压力差减小的处理，接着图2的流程，每隔固定时间(例如每隔10ms)执行。对于与第二实施方式的图4的流程相同的部分，标注相同的符号。

与第二实施方式的图4的流程不同的部分在于，配合强电系统的追加而追加步骤31～38这一点。首先，在步骤11中观察旁通阀关阀固接标记(在图2中设定完成)。在旁通阀关阀固接标记为0时进入步骤31～33。

在步骤31中，通过根据由温度传感器21检测出的第二冷却水温度Tin(℃)来对以图7为内容的图表进行检索，从而对在通常时提供至电流值调节装置94的接通占空值Pduty1(％)进行计算。在此，“通常时”是指不是旁通阀关阀固接时的情况。

如图7中实线所示那样，通常时的接通占空值Pduty1是第二冷却水温度Tin在达到预定值d(℃)之前保持接近于零值的预定值a(％)(恒定)，然后随着第二冷却水温度Tin升高而增大的值。这是由于通过在第二冷却水温度Tin大于预定值的温度区域内，随着第二冷却水温度Tin升高而提高冷却水泵92的转速，以增大冷却水泵92的喷出量，从而能良好地在副散热器91中进行第二冷却水的冷却。另外，通常时提供至电流值调节装置94的接通占空值的特性无需是用实线表示的连续值，也可以是虚线重叠表示那样为台阶值。

将在步骤32中计算出的通常时的接通占空值Pduty1转移至接通占空值Pduty(％)，并在步骤33中将接通占空值Pduty的值输出至寄存器。

另一方面，在步骤11中旁通阀关阀固接标记为1时，进入步骤34，并将由温度传感器121检测出的第二冷却水温度Tin(℃)与预定值b(℃)进行比较。以下，将此处在强电系统的电机及逆变器中流动的第二冷却水处于过热状态(例如蒸发)，而电机的旋转降低或是电机无法旋转的情况称为“强电系统过热”。在这样定义时，预定值b是用于判断强电系统是否过热的值，预先进行设定。

在步骤34中，第二冷却水温度Tin为预定值b以上时，判断为因切断散热器风扇12而使第二冷却水无法在副散热器91中冷却，强电系统可能发生过热。此时，进入步骤35，并向散热器12发出接通指令后，执行步骤31～33的操作。这是由于相较于旁通阀关阀固接时使膨胀机前后压力差减小的处理，使强电系统不发生过热的处理更为优先。不设置副散热器91专用的风扇，而使散热器11和副散热器91共用散热器风扇12的理由是为了节省空间及降低成本。然而，由于共用风扇12，因此，在旁通阀关阀固接时减小膨胀机前后压力差的处理和使强电系统不发生过热的处理有时会冲突。因而，在两者冲突时，使强电系统不发生过热的处理更为优先。也就是说，在因停止散热器风扇12而使第二冷却水无法在副散热器91中冷却，使得强电系统可能发生过热时，不停止散热器风扇12。

在步骤34中，在第二冷却水温度Tin小于预定值b时，进入步骤36～38。首先，在步骤36中，通过根据由温度传感器21检测出的第二冷却水温度Tin(℃)来对以图8为内容的图表进行检索，从而对在旁通阀关阀固接时提供至电流值调节装置94的接通占空值Pduty2(％)进行计算。

如图8所示，在旁通阀关阀固接时提供至电流值调节装置94的接通占空值Pduty2是在第二冷却水温度Tin到达预定值b(℃)之前保持接近于零值的预定值a(％)(固定)。然后，接通占空值Pduty2台阶式地升高，并与通常时的特性一致。为了进行比较，在图8中用虚线重叠的方式示出通常时的特性。也就是说，在第二冷却水温度Tin处于预定值d与预定值b之间，使提供至电流值调节装置94的接通占空值比通常时小，藉此，使电机转速降低，以使冷却水泵92的喷出量减小。

当在旁通阀关阀固接时使电机转速比通常时降低而使冷却水泵92的喷出量减小时，来自第二冷却水的散热量在副散热器中减小。当来自第二冷却水的散热量减小时，制冷剂通过水冷式冷凝器38’释放至第二冷却水的散热量减小。当制冷剂通过水冷式冷凝器38’释放至第二冷却水的散热量减小时，在水冷式冷凝器38’中，制冷剂并没有像通常那样进行冷却。也就是说，由于在旁通阀关阀固接时，水冷式冷凝器38’出口的制冷剂与通常时相比变热，因此，膨胀机前后压力差减小

在步骤37中，将计算出的旁通阀关阀固接时的接通占空值Pduty2转移至接通占空值Pduty(％)，并在步骤38中输出至向寄存器。

在步骤33、38中输出至寄存器的接通占空值Pduty通过发动机控制器71而被提供至电流值调节装置94。

步骤14～步骤16的处理与第一实施方式相同。

这样，在第三实施方式中，包括：冷却水通路101、102，该冷却水通路101、102使第二冷却水在水冷式冷凝器38’中循环；冷却水泵92，该冷却水泵92能够对安装于上述冷却水通路的第二冷却水的喷出量进行占空控制；以及副散热器91，该副散热器91对第二冷却水进行冷却。此外，膨胀机前后压力差减小处理是使冷却水泵92的喷出量比不是旁通阀关阀固接时(并非是旁通阀固接成关闭的状态的情况)小的喷出量减小处理(参照图6的步骤11、36、37、38)。通过使冷却水泵92的喷出量减小，从而能够使膨胀机前后压力差减小。

在第三实施方式中，将副散热器91与对发动机冷却水进行冷却的散热器11并联配置，并通过散热器风扇12来对在副散热器91中流动的第二冷却水进行冷却。在这种情况下，当冷却水泵出口的第二冷却水温度Tin达到预先确定的预定值b以上之前,停止散热器风扇12，强电系统可能发生过热。另一方面，在第三方式中，在冷却水泵出口的第二冷却水温度Tin为预先确定的预定值b以上时，即使在旁通阀关阀固接时(旁通阀固接成关闭状态的情况)下也不停止散热器风扇12(参照图6的步骤11、34、35)。藉此，能够防止强电系统发生过热的情况。

(第四、第五实施方式)

图9、图11是表示第四、第五实施方式的朗肯循环的系统整体的示意结构图。对于与第三实施方式的图5相同的部分，标注相同的符号。

在第三实施方式中，判断为了在水冷式冷凝器38’中使从制冷剂释放的热量(散热量)减小，最好在副散热器91中使从第二冷却水释放的热量(散热量)减小，并使送风至副散热器91的散热器风扇12停止。在这种情况下，由于在向副散热器91的送风中使用既有的散热器风扇12，因此，能够避免部件的成本上升。然而，当停止散热器风扇12时，不进行向副散热器91的送风，强电系统可能发生过热。也就是说，需要在强电系统不发生过热的范围内停止散热器风扇12，而使散热器风扇12所能使用的范围受到限制。

因而，在第四、第五实施方式中，设置有两个开闭阀131、133；141、143，通过上述两个开闭阀，使膨胀机前后压力差比不是旁通阀关阀固接时的膨胀机前后压力差小，以代替散热器风扇12。为了使膨胀机前后压力差减小，在水冷式冷凝器38’中使从第二冷却水释放出的热量(散热量)比不是旁通阀关阀固接时的热量小，或是使在水冷式冷凝器38’中制冷剂所能接受的热量(受热量)比不是旁通阀关阀固接时的热量小。其中，在水冷式冷凝器38’中使从第二冷却液释放出的热量比不是旁通阀关阀固接时的热量小是第四实施方式。因而，在第四实施方式中，如图9所示，在水冷式的中冷器113与水冷式冷凝器38’间的冷却水通路101上安装有常开的第一开闭阀131。在从该第一开闭阀131的上游分叉，并绕过水冷式冷凝器38’的冷却水通路38’b而与冷却水通路102合流的旁通冷却水通路132上，安装有常闭的第二开闭阀133。

此外，使在水冷式冷凝器38’中制冷剂所能接受的热量比不是旁通阀关阀固接时的热量小是第五实施方式。因而，在第五实施方式中，如图11所示，在单向阀64与水冷式冷凝器38’间的冷却水通路43上安装有常开的第三开闭阀141。在从该第三开闭阀141的上游分叉，并绕过水冷式冷凝器38’的冷却水通路38’a而与冷却水通路44合流的旁通制冷剂通路142上，安装有常闭的第四开闭阀143。

图10、图12的流程是用于替换第三实施方式的图6的流程的第四、第五实施方式的流程。即，图10、图12的流程是用于在旁通阀关阀固接时使膨胀机前后压力差减小的处理，其接着图2的流程，每隔固定时间(例如每隔10ms)执行。对于与第三实施方式的图6的流程相同的部分，标注相同的符号。

在第四实施方式的图10的流程中，与第三实施方式的图6的流程不同的部分在于，没有图6的流程中的步骤14～16，取而代之，追加有步骤41、42这一点。即，在步骤41、42中，为了在水冷式冷凝器38’中使从第二冷却水释放的热量减小，而向第一开闭阀131发出关阀指令，并向第二开闭阀发出开阀指令。藉此，由于第二冷却水不会在水冷式冷凝器38’中流动(在旁通冷却水通路132中流动)，因此，在水冷式冷凝器38’中从第二冷却水释放的热量会减小，相应地水冷式冷凝器38’出口的制冷剂温度也会上升。

此外，在第五实施方式的图12的流程中，与第三实施方式的图6的流程不同的部分在于，没有图6的流程中的步骤14～16，取而代之，追加有步骤51、52这一点。即，在步骤51、52中，为了使在水冷式冷凝器38’中制冷剂所能接受的热量减小，向第三开闭阀141发出关阀指令，并向第四开闭阀143发出开阀指令。藉此，由于制冷剂绕过水冷式冷凝器38’而在制冷剂通路142中流动，因此，在水冷式冷凝器38’中制冷剂所能接受的热量减小，相应地相当于水冷式冷凝器38’出口处的制冷剂温度也会上升。

在第四实施方式中，包括：冷却水通路101、102，该冷却水通路101、102使第二冷却水在水冷式冷凝器38’中循环；冷却水泵92，该冷却水泵92安装于上述冷却水通路，并对所述第二冷却水的喷出量进行占空控制；以及副散热器91，该副散热器91对第二冷却水进行冷却。此外，膨胀机前后压力差减小处理是使在水冷式冷凝器38’中从制冷剂释放的热量比不是旁通阀关阀固接时(并非是旁通阀固接成关闭的状态的情况)小的散热量减小处理(参照图10的步骤11、41、42)。通过使在水冷式冷凝器38’中从第二冷却水释放的热量(散热量)减小，从而能使膨胀机前后压力差减小。

在第五实施方式中，包括：冷却水通路101、102，该冷却水通路101、102使第二冷却水在水冷式冷凝器38’中循环；冷却水泵92，该冷却水泵92安装于上所述冷却水通路，并对第二冷却水的喷出量进行占空控制；以及副散热器91，该副散热器91对第二冷却水进行冷却。此外，膨胀机前后压力差减小处理是使在水冷式冷凝器38’中制冷剂所能接受的热量比不是旁通阀关阀固接时的情况(并非是旁通阀固接成关闭的状态的情况)小的受热量减小处理(参照图12的步骤11、51、52)。通过在水冷式冷凝器38’中制冷剂所能接受的热量(受热量)减小，从而能够减小膨胀机前后压力差。

根据第四、第五实施方式，虽然由于各自追加设置有两个开闭阀131、133；141、143，因此，虽然部件的成本有所上升，但是不需要考虑伴随着停止散热器风扇12而使强电系统可能发生过热的情况。能使各自的两个开闭阀门131、133；141、143所能使用的范围不会受到限制。

在第四实施方式中，将两个开闭阀131、133切换为全开和全闭的两个位置的情况进行了说明，但是并不限于上述情况。例如，采用能够调节流量的各自的两个流量调节阀来代替各自的两个开闭阀131、133。此外，也可以以如下方式对各自两个流量调节阀进行控制，即，在旁通阀关阀固接时，在水冷式冷凝器38’的冷却水通路38’b中流动的第二冷却水的流量被节流，且剩余的第二冷却水在旁通冷却水通路132中流动。另外，也可以不设置两个流量调节阀，而在旁通冷却水通路132的分叉部上设置一个流量调节阀，这一个流量调节阀能够对在水冷式冷凝器38’的冷却水通路38’b中流动的第二冷却水的流量和在旁通冷却水通路132的第二冷却水中流动的流量进行调节。

同样地，虽然在第五实施方式中，将两个开闭阀141、143切换为全开和全闭的两个位置的情况进行了说明，但是并不限于该情况。例如，采用能够调节流量的各自的两个流量调节阀来代替各自的两个开闭阀141、143。此外，也可以以如下方式对各自的两个流量调节阀进行控制，即，在旁通阀关阀固接时，使在水冷式冷凝器38’的制冷剂通路38’a中流动的制冷剂的流量节流，且剩余的制冷剂在旁通制冷剂通路142中流动。另外，也可以不设置两个流量调节阀，而在旁通制冷剂通路142的分叉部上设置一个流量调节阀，这一个流量调节阀能够对在水冷式冷凝器38’的制冷剂通路38’a中流动的制冷剂流量和在旁通制冷剂通路142中流动的制冷剂流量进行调节。

(第六实施方式)

图13是表示第六实施方式的朗肯循环的系统整体的示意结构图。对于与第一实施方式的图1相同部分，标注相同的符号。

在第一实施方式中，制冷剂泵32的轴与膨胀机37的输出轴连结配置在相同的轴上，以通过膨胀机37产生的输出(动力)来驱动制冷剂泵32，并且经由带传动机构将产生动力供给至发动机2的输出轴的结构。另一方面，第六实施方式与第一实施方式同样地，以发动机驱动的车辆1为对象。但是，制冷剂泵32的结构与第一实施方式稍稍不同。即，膨胀机37的输出轴与发动机2的输出轴平行设置，并经由膨胀机离合器35且通过传动结构(33、34、2a)将这两个轴连结，制冷剂泵32受到电机151驱动。

即使在这种制冷剂泵32与膨胀机37并非是同轴构成的第六实施方式的结构的情况下，也能够原样使用第一、第二实施方式的图2～图4的流程，并能够起到与第一、第二实施方式相同的作用效果。

在第三、第四、第五实施方式中，以水冷式冷凝器38’的方式进行了说明，但冷凝器并未必需是水冷式，只要是液冷式的冷凝器便可。

符号说明

1 发动机驱动车辆；

1’ 混合动力车辆；

2 发动机；

2a 曲轴带轮(传动机构的一部分)；

31 朗肯循环；

32 制冷剂泵；

33 泵轮(传动机构的一部分)；

34 带(传动机构的一部分)；

35 膨胀机离合器(电磁离合器)；

36 热交换器；

37 膨胀机；

38 冷凝器；

38’ 水冷式冷凝器(液冷式冷凝器)；

66 旁通阀；

71 发动机控制器；

91 副散热器；

92 冷却水泵(冷却液泵)；

93 电动机

94 电流值调节装置；

101、102 冷却水通路(冷却液通路)；

131 第一开闭阀；

133 第二开闭阀；

141 第三开闭阀；

143 第四开闭阀。

Claims (10)

1.一种发动机的废热利用装置，包括：

朗肯循环，该朗肯循环具有热交换器、膨胀机、冷凝器及制冷剂泵，其中，所述热交换器将发动机的废热回收至制冷剂，所述膨胀机使用从所述热交换器的出口的制冷剂来产生动力，所述冷凝器使从所述膨胀机流出的制冷剂冷凝，所述制冷剂泵将来自所述冷凝器的制冷剂供给至所述热交换器；

传动机构，该传动机构通过能够接通及切断的电磁离合器将所述膨胀机的输出轴与所述发动机的转轴连结；

通路，该通路使从所述热交换器流出的制冷剂绕过所述膨胀机流动；以及

旁通阀，该旁通阀安装于所述通路，

在停止所述膨胀机时，在将所述旁通阀从关闭状态切换为打开状态之后将所述电磁离合器从接通状态切换为切断状态，

其特征在于，

在所述旁通阀固接成关闭的状态的情况下，使所述电磁离合器保持接通状态，并进行对所述膨胀机前后压力差进行限制的膨胀机前后压力差限制处理。

2.如权利要求1所述的发动机的废热利用装置，其特征在于，

所述膨胀机前后压力差限制处理是使所述膨胀机前后压力差比并非是所述旁通阀固接成关闭的状态的情况小的膨胀机前后压力差减小处理。

3.如权利要求2所述的发动机的废热利用装置，其特征在于，

所述膨胀机前后压力差减小处理是使通过所述热交换器回收至制冷剂的热量比并非是所述旁通阀固接成关闭的状态的情况小的进热量减小处理。

4.如权利要求2或3所述的发动机的废热利用装置，其特征在于，

所述膨胀机前后压力差减小处理是使在所述冷凝器中从制冷剂释放的热量比并非是所述旁通阀固接成关闭的状态的情况小的散热量减小处理。

5.如权利要求4所述的发动机的废热利用装置，其特征在于，

在将所述冷凝器与对发动机冷却水进行冷却的散热器并联配置，并通过散热器风扇对所述冷凝器进行冷却的情况下，

所述放热量减小处理是使所述散热器风扇停止的散热器风扇停止处理，

在所述发动机冷却水的温度为预先确定的预定值以上时，即使在所述旁通阀固接成关闭的状态的情况下，也不停止所述散热器风扇。

6.如权利要求2至5中任一项所述的发动机的废热利用装置，其特征在于，

所述膨胀机前后压力差减小处理是使所述膨胀机的做功量减小的膨胀机做功量减小处理。

7.如权利要求1至6中任一项所述的发动机的废热利用装置，包括：

所述冷凝器是液冷式，

所述发动机的废热利用装置包括：

冷却液通路，该冷却液通路使不同于发动机的冷却水的第二冷却水在所述液冷式冷凝器中循环；

冷却液泵，该冷却液泵安装于所述冷却液通路，并能够对所述第二冷却液的喷出量进行调节；以及

副散热器，该副散热器对所述第二冷却液进行冷却，

所述膨胀机前后压力差减小处理是使所述冷却液泵的喷出量比不是所述旁通阀固接成关闭的状态的情况小的喷出量减小处理。

8.如权利要求7所述的发动机的废热利用装置，其特征在于，

在将所述散热器与对发动机冷却水进行冷却的散热器并联配置，并通过散热器风扇对所述副散热器进行冷却的情况下，

在所述冷却液泵出口的第二冷却液温度为预先确定的预定值以上时，即使在所述旁通阀固接成关闭的状态的情况下，也不停止所述散热器风扇。

9.如权利要求1至8中任一项所述的发动机的废热利用装置，其特征在于，

所述冷凝器是液冷式；

所述发动机的废热利用装置包括：

冷却液通路，该冷却液通路使不同于发动机的冷却水的第二冷却液在所述液冷式冷凝器中循环；

冷却液泵，该冷却液泵安装于所述冷却液通路，并能够对所述第二冷却液的喷出量进行调节；以及

副散热器，该副散热器对所述第二冷却液进行冷却，

所述膨胀机前后压力差减小处理是使在所述液冷式冷凝器中从所述第二冷却液释放的热量比不是所述旁通阀固接成关闭的状态的情况小的放热量减小处理。

10.如权利要求1至8中任一项所述的发动机的废热利用装置，其特征在于，

所述冷凝器是液冷式；

所述发动机的废热利用装置包括：

冷却液通路，该冷却液通路使不同于发动机的冷却水的第二冷却液在所述液冷式冷凝器中循环；

冷却液泵，该冷却液泵安装于所述冷却液通路，并能够对所述第二冷却液的喷出量进行调节；以及

副散热器，该副散热器对所述第二冷却液进行冷却，

所述膨胀机前后压力差减小处理是使在所述液冷式冷凝器中制冷剂所能接受的热量比不是所述旁通阀固接成关闭的状态的情况小的受热量减小处理。