DE112015002268T5 - Einrichtung zum Verwenden von Wärme, die durch einen Verbrennungsmotor vergeudet wird - Google Patents

Einrichtung zum Verwenden von Wärme, die durch einen Verbrennungsmotor vergeudet wird Download PDF

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Shinichiro Mizoguchi
Hiroyuki Nagai
Tomonori Haraguchi
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Abstract

Eine Einrichtung, die in der Lage ist, ein Überdrehen einer Expansionseinrichtung zu unterdrücken, selbst wenn ein Umgehungsventil in einem geschlossenen Zustand steckengeblieben ist, wird bereitgestellt. Eine Einrichtung zum Verwenden von Wärme, die von einem Verbrennungsmotor vergeudet wird, enthält: einen Rankine-Kreis (31); einen Übertragungsmechanismus, der eine Ausgangswelle einer Expansionseinrichtung (37) über eine elektromagnetische Kupplung (32), die eingekuppelt und ausgekuppelt werden kann, mit einer Rotationswelle eines Verbrennungsmotors koppelt; eine Passage (65), durch die Kältemittel, das aus einem Wärmetauscher (36) austritt, strömt, um so die Expansionseinrichtung (37) zu umgehen; und ein Umgehungsventil (66), das in der Passage zwischengeschaltet ist. Wenn die Expansionseinrichtung (37) anzuhalten ist, wird, nachdem das Umgehungsventil (66) von einem geschlossenen Zustand in einen offenen Zustand geschaltet ist, die elektromagnetische Kupplung (32) von einem eingekuppelten Zustand in einen ausgekuppelten Zustand geschaltet. In einem Fall, in dem das Umgehungsventil (66) in dem geschlossenen Zustand steckenbleibt, wird ein Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck-begrenzendes Abarbeiten ausgeführt, in dem ein Vorne-Hinten-Differenzdruck der Expansionseinrichtung begrenzt wird während die elektromagnetische Kupplung (32) in dem eingekuppelten Zustand beibehalten wird.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung in einer Einrichtung zum Verwenden von Wärme, die von einem Verbrennungsmotor vergeudet wird.
  • STAND DER TECHNIK
  • Es gibt eine Einrichtung, die den Rankine-Kreis einsetzt, der versehen ist mit: einem Übertragungsmechanismus, in dem eine Ausgangswelle einer Expansionseinrichtung über eine elektromagnetische Kupplung, die eingekuppelt und ausgekuppelt werden kann, mit einer Rotationswelle eines Verbrennungsmotors gekoppelt ist; eine Passage, durch die zu der Expansionseinrichtung zugeführtes Kältemittel die Expansionseinrichtung umgeht; und ein Umgehungsventil, das in der Passage zwischengeschaltet ist (siehe Patentdokument 1). In dieser Einrichtung wird die Expansionseinrichtung durch Schalten des Umgehungsventils von einem geschlossenen Zustand in einen geöffneten Zustand, und dann durch Schalten der elektromagnetischen Kupplung von einem eingekuppelten Zustand in einen ausgekoppelten Zustand angehalten. Der Grund dafür ist, dass, wenn die elektromagnetische Kupplung von dem eingekuppelten Zustand in den ausgekuppelten Zustand geschaltet wird, bevor das Umgehungsventil von dem geschlossenen Zustand in den offenen Zustand geschaltet wird, die Expansionseinrichtung von der Rotationswelle des Verbrennungsmotors getrennt wird, so dass ein lastfreier Zustand besteht, und daher eine Drehzahl der Expansionseinrichtung rasch ansteigt, was in einem Überdrehen der Expansionseinrichtung resultiert, was zu verhindern ist. Durch Schalten des ersten Umgehungsventils von dem geschlossenen Zustand in den geöffneten Zustand wird ein Vorne-Hinten-Differenzdruck der Expansionseinrichtung verringert, so dass die elektromagnetische Kupplung von dem eingekuppelten Zustand in den ausgekuppelten Zustand geschaltet wird, nachdem die Drehzahl der Expansionseinrichtung ausreichend verringert wurde. Als ein Ergebnis wird ein Überdrehen der Expansionseinrichtung verhindert.

    Patentdokument 1: JP 2012-193690 A
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Nun wird unterstellt, dass, selbst wenn das Umgehungsventil in dem geschlossenen Zustand steckenbleibt, die Expansionseinrichtung durch Ausgeben eines Signals zum Schalten des Umgehungsventils von dem geschlossenen Zustand in den geöffneten Zustand und dann zum Schalten der elektromagnetischen Kupplung von dem eingekuppelten Zustand in den ausgekuppelten Zustand angehalten wird. In diesem Fall wird der Vorne-Hinten-Differenzdruck der Expansionseinrichtung nicht herabgesetzt, und daher steigt die Drehzahl der Expansionseinrichtung von dem Timing, zu dem die elektromagnetische Kupplung von dem einkuppelten Zustand in den ausgekuppelten Zustand geschaltet wird, rasch an, was in einem Überdrehen der Expansionseinrichtung resultiert.
  • Jedoch enthält Patentdokument 1 keine Beschreibung, welcher Art auch immer Techniken zum Behandeln eines Falls sind, in dem das Umgehungsventil in dem geschlossenen Zustand steckenbleibt.
  • Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung bereitzustellen, die ein Überdrehen einer Expansionseinrichtung unterdrücken kann, selbst wenn ein Umgehungsventil in einem geschlossenen Zustand steckenbleibt.
  • Eine Einrichtung zum Verwenden von Wärme, die von einem Verbrennungsmotor vergeudet wird, gemäß der vorliegenden Erfindung, enthält einen Übertragungsmechanismus, der über eine elektromagnetische Kupplung, die eingekuppelt und ausgekuppelt werden kann, eine Ausgangswelle einer Expansionseinrichtung und eine Rotationswelle eines Verbrennungsmotors miteinander koppelt, eine Passage, durch die aus einem Wärmetauscher austretendes Kältemittel strömt, um so die Expansionseinrichtung zu umgehen, und ein Umgehungsventil, das in der Passage zwischengeschaltet ist. Die Expansionseinrichtung wird durch Schalten des Umgehungsventils von einem geschlossenen Zustand in einen geöffneten Zustand, und dann durch Schalten der elektromagnetischen Kupplung von einem eingekuppelten Zustand in einen ausgekuppelten Zustand angehalten. Eine Voraussetzung dieser Einrichtung zum Verwenden von Wärme, die von einem Verbrennungsmotor vergeudet wird, ist, dass, wenn das Umgehungsventil in dem geschlossenen Zustand steckenbleibt, eine Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck-begrenzende Abarbeitung ausgeführt wird, um einen Vorne-Hinten-Differenzdruck der Expansionseinrichtung zu begrenzen, während die elektromagnetische Kupplung in dem eingekuppelten Zustand verbleibt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann, selbst wenn das Umgehungsventil in dem geschlossenen Zustand steckenbleibt, ein Überdrehen der Expansionseinrichtung während die Expansionseinrichtung angehalten wird verhindert werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Ansicht, die eine Gesamtsystemkonfiguration eines Rankine-Kreises gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Expansionseinrichtung-anhaltendes Abarbeiten darstellt.
  • 3 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck-verringerndes Abarbeiten darstellt.
  • 4 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Expansionseinrichtung-Vordne-Hinten-Differenzdruck-verringerndes Abarbeiten gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt.
  • 5 ist eine schematische Ansicht, die eine Gesamtsystemkonfiguration eines Rankine-Kreises gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt.
  • 6 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck-verringerndes Abarbeiten gemäß der dritten Ausführungsform darstellt.
  • 7 ist ein charakteristisches Diagramm, das einen EIN-Leistungswert gemäß der dritten Ausführungsform während eines normalen Betriebs zeigt.
  • 8 ist ein charakteristisches Diagramm, das einen EIN-Leistungswert gemäß der dritten Ausführungsform während eines Umgehungsventil-geschlossenen-Steckenbleibens zeigt.
  • 9 ist eine schematische Ansicht, die eine Gesamtsystemkonfiguration eines Rankine-Kreises gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt.
  • 10 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck-verringerndes Abarbeiten gemäß der vierten Ausführungsform darstellt.
  • 11 ist eine schematische Ansicht, die eine Gesamtsystemkonfiguration eines Rankine-Kreises gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt.
  • 12 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck-verringerndes Abarbeiten gemäß der fünften Ausführungsform darstellt.
  • 13 ist eine schematische Ansicht, die eine Gesamtsystemkonfiguration eines Rankine-Kreises gemäß einer sechsten Ausführungsform zeigt.
  • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben.
  • (Erste Ausführungsform)
  • 1 ist eine schematische Ansicht, die eine Gesamtsystemkonfiguration eines Rankine-Kreises gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Zunächst wird ein Motor-Kühlwasserkreis beschrieben. Kühlwasser, das aus einem Verbrennungsmotor 2 bei ungefähr 80 bis 90°C austritt, strömt getrennt durch eine Kühlwasserpassage 13, die durch einen Radiator 11 geht, und eine Kühlwasserumgehungspassage 14, die den Radiator 11 umgeht. Die zwei Ströme vereinigen sich dann bei einem Thermostatventil 15 zum Bestimmen einer Verteilung von Kühlwasserdurchflussmengen, mit denen das Kühlwasser durch die zwei Passagen 13, 14 strömt, und das Kühlwasser wird über eine Kühlwasserpumpe 16 zu dem Verbrennungsmotor 2 zurückgeführt. Die Kühlwasserpumpe 16 wird durch den Verbrennungsmotor 2 angetrieben, so dass eine Drehzahl davon mit einer Motordrehzahl synchronisiert ist.
  • Das Thermostatventil 15 erhöht die durch den Radiator 11 strömende Kühlwassermenge relativ durch Erhöhen eines Ventilöffnungsgrads für die Seite der Kühlwasserpassage 13 wenn eine Kühlwassertemperatur hoch ist, und verringert die die durch den Radiator 11 strömende Kühlwassermenge relativ durch Verringern des Ventilöffnungsgrads der Seite der Kühlwasserpassage 13 wenn die Kühlwassertemperatur niedrig ist. Wenn die Kühlwassertemperatur besonders niedrig ist, wie etwa vor einem Aufwärmen des Verbrennungsmotors 2, wird der Radiator 11 vollständig umgangen, so dass das gesamte Kühlwasser durch die Seite der Kühlwasserumgehungspassage 14 strömt. Andererseits ist ein Ventilöffnungsgrad für die Seite der Kühlwasserumgehungspassage 14 niemals vollständig geschlossen. Wenn die Kühlwasser-Durchflussmenge durch den Radiator 11 ansteigt, nimmt die Durchflussmenge des durch die Kühlwasserumgehungspassage 14 strömenden Kühlwassers im Vergleich mit einem Fall, in dem das gesamte Kühlwasser durch die Umgehungskühlwasserpassage 14 strömt, ab. Jedoch stoppt das Thermostatventil 15 eine Strömung niemals vollständig.
  • Die Kühlwasserumgehungspassage 14, die den Radiator 11 umgeht, wird durch eine erste Kühlwasserumgehungspassage 24 und eine zweite Kühlwasserumgehungspassage 25 gebildet. Die erste Kühlwasserumgehungspassage 24 zweigt von der Kühlwasserpassage 13 ab, um so direkt mit einem Wärmetauscher 36 (der später beschrieben wird) verbunden zu sein. Andererseits zweigt die zweite Kühlwasserumgehungspassage 25 von der Kühlwasserpassage 13 ab, um so, nachdem sie durch eine Abwärmewiedergewinnungseinrichtung gegangen ist, mit dem Wärmetauscher 36 verbunden zu sein.
  • Der Wärmetauscher 36 ist in der Kühlwasserumgehungspassage 14 vorgesehen, um mit einem Kältemittel in einem Rankine-Kreis 31 Wärme auszutauschen. Der Wärmetauscher 36 ist durch Integrieren eines Heizers und eines Überhitzers gebildet. Mit anderen Worten sind zwei Kühlwasserpassagen 36a, 36b im Wesentlichen in Reihe in dem Wärmetauscher 36 vorgesehen. Ferner ist eine Kältemittelpassage 36c, durch die das Kältemittel des Rankine-Kreises 31 strömt, benachbart zu den Kühlwasserpassagen 36a, 36b vorgesehen, so dass zwischen dem Kältemittel und dem Kühlwasser Wärme ausgetauscht werden kann. Darüber hinaus sind die jeweiligen Passagen 36a, 36b, 36c so konfiguriert, dass, wenn der gesamte Wärmetauscher 36 von oben gesehen wird, das Kältemittel des Rankine-Kreises 31 und das Kühlwasser in entgegengesetzten Richtungen strömen.
  • Spezieller ist die Kühlwasserpassage 36a, die bezüglich des Kältemittels des Rankine-Kreises 31 auf einer stromaufwärtigen Seite (einer linken Seite in 1) positioniert ist, in der ersten Kühlwasserumgehungspassage 24 zwischengeschaltet. Ein linksseitiger Teil des Wärmetauschers, der durch die Kühlwasserpassage 36a und einen Teil der Kältemittelpassage, der benachbart zu der Kühlwasserpassage 36a ist, gebildet wird, dient als ein Heizer, der das in dem Rankine-Kreis 31 durch die Kältemittelpassage 36c strömende Kältemittel durch direktes Einführen des aus dem Verbrennungsmotor 2 austretenden Kühlwassers in die Kühlwasserpassage 36a aufheizt.
  • Kühlwasser, das durch die Abwärmewiedergewinnungseinrichtung 22 passiert ist, wird durch die zweite Kühlwasserumgehungspassage 25 in die andere Kühlwasserpassage 36b, die bezüglich des Kältemittels des Rankine-Kreises 31 auf der stromabwärtigen Seite (einer rechten Seite in 1) positioniert ist, eingeführt. Ein rechtsseitiger Teil des Wärmetauschers (eine stromabwärtige Seite), der durch die Kühlwasserpassage 36b und den Teil der Kältemittelpassage, der benachbart zu der Kühlwasserpassage 36b ist, gebildet wird, dient als ein Überhitzer, der das durch die Kältemittelpassage 36c strömende Kältemittel durch Einführen von durch Auspuffgas in einem Motorauslass aufgeheiztem Kühlwasser in die Kühlwasserpassage 36b, überhitzt.
  • Eine Kühlwasserpassage 22a der Abwärmewiedergewinnungseinrichtung 22 ist benachbart zu einem Abgasrohr 5 vorgesehen. Durch Einführen des Kühlwassers von dem Auslass des Verbrennungsmotors 2 in die Kühlwasserpassage 22a der Abwärmewiedergewinnungseinrichtung 22 kann das Kühlwasser durch das Hochtemperatur-Abgas beispielsweise auf ungefähr 110°C bis 115°C erhitzt werden. Die Kühlwasserpassage 22a ist so konfiguriert, dass, wenn die gesamte Abwärmewiedergewinnungseinrichtung 22 von oben gesehen wird, das Auspuffgas und das Kühlwasser in entgegengesetzten Richtungen strömen.
  • Ein Steuerungsventil 26 ist in der zweiten Kühlwasserumgehungspassage 25, in der die Abwärmewiedergewinnungseinrichtung 22 vorgesehen ist, zwischengeschaltet. Um sicherzustellen, dass die Temperatur des Kühlwassers in dem Inneren des Verbrennungsmotors 2 eine zulässige Temperatur (beispielsweise 100°C), bei der der Motorwirkungsgrad nicht verschlechtert wird und ein Klopfen nicht auftritt, nicht überschreitet, wird beispielsweise ein Öffnungsgrad des Steuerungsventils 26 verringert, wenn eine durch einen an dem Auslass des Verbrennungsmotors 2 vorgesehenen Kühlwassertemperatursensor 74 erfasste Temperatur einen vorbestimmten Wert erreicht oder überschreitet. Als ein Ergebnis wird die durch die Abwärmewiedergewinnungseinrichtung 22 gehende Kühlwassermenge verringert, wenn sich die Temperatur (eine Motorwassertemperatur) des Kühlwassers in dem Inneren des Verbrennungsmotors 2 der zulässigen Temperatur annähert. Daher kann zuverlässig verhindert werden, dass die Motorwassertemperatur zulässige Temperatur überschreitet.
  • Andererseits wird in einem Fall, in dem die Durchflussmenge durch die zweite Kühlwasserumgehungspassage 25 so verringert ist, dass die Kühlwassertemperatur durch die Abwärmewiedergewinnungseinrichtung 22 übermäßig ansteigt, so dass verursacht wird, dass das Kühlwasser verdampft (oder kocht), die Wirksamkeit des Wärmetauschers 36 herabgesetzt. Darüber hinaus kann die Kühlwasserströmung durch die Kühlwasserpassagen so verschlechtert werden, dass die Temperatur davon übermäßig ansteigt. Um dies zu verhindern, sind ein Auspuffumgehungsrohr 6, das die Abwärmewiedergewinnungseinrichtung 22 umgeht, ein Thermostatventil 7, das eine durch die Abwärmewiedergewinnungseinrichtung 22 gehende Abgasmenge und eine durch das Auspuffumgehungsrohr 6 gehende Abgasmenge steuert, in einem gegabelten Abschnitt des Auspuffumgehungsrohrs 6 vorgesehen. Spezieller wird ein Ventilöffnungsgrad für das Thermostatventil 7 auf der Basis der Temperatur des aus der Abwärmewiedergewinnungseinrichtung 22 austretenden Kühlwassers so eingestellt, dass die Temperatur des aus der Abwärmewiedergewinnungseinrichtung 22 austretenden Kühlwassers eine vorbestimmte Temperatur (beispielsweise eine Siedetemperatur von 120°C) nicht überschreitet.
  • Der Wärmetauscher 36, das Thermostatventil 7 und die Abwärmewiedergewinnungseinrichtung 22 sind als eine Abwärmewiedergewinnungseinheit 23 integral gebildet und mittig in dem Auspuffrohr im Wesentlichen zentral unter einem Boden in einer Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet (nicht in den Zeichnungen gezeigt). Das Thermostatventil 7 kann ein vergleichsweise einfaches temperaturempfindliches Ventil sein, das ein Bi-Metall oder desgleichen einsetzt, oder ein durch eine Steuerungseinrichtung, in die eine Ausgabe eines Temperatursensors eingegeben wird, gesteuertes Steuerungsventil sein. Wenn unter Verwendung des Thermostatventils 7 ein Ausmaß eines Wärmeaustauschs von dem Abgas zu dem Kühlwasser eingestellt wird, tritt eine vergleichsweise große Verzögerung auf. Daher ist es, durch Einstellen des Thermostatventils 7 alleine schwierig, sicherzustellen, dass die Motorwassertemperatur die zulässige Temperatur nicht überschreitet. Jedoch wird das Steuerungsventil 26 der zweiten Kühlwasserumgehungspassage 25 auf der Basis der Motorwassertemperatur (einer Auslasstemperatur) gesteuert, und daher kann ein Wärmerückgewinnungsausmaß schnell verringert werden, so dass die Motorwassertemperatur zuverlässig verhindert wird, dass die zulässige Temperatur überschritten wird. Darüber hinaus kann, wenn ein Spielraum verbleibt bevor die Motorwassertemperatur die zulässige Temperatur erreicht, das Abwärmewiedergewinnungsausmaß durch Ausführen eines Wärmeaustausch bis die Temperatur des aus der Abwärmewiedergewinnungseinrichtung 22 austretenden Kühlwassers eine hohe Temperatur (beispielsweise 110 bis 115°C), die die zulässige Temperatur der Motorwassertemperatur überschreitet, erreicht erhöht werden. Das aus der Kühlwasserpassage 36b austretende Kühlwasser läuft über die zweite Kühlwasserumgehungspassage 25 mit der ersten Kühlwasserumgehungspassage 24 zusammen.
  • Sobald die Temperatur des von der Kühlwasserumgehungspassage 14 zu dem Thermostatventil 15 strömenden Kühlwassers durch einen Wärmeaustausch mit dem Kältemittel des Rankine-Kreises 31 in dem Wärmetauscher 36 genügend verringert wurde, wird beispielsweise ein Ventilöffnungsgrad für das Thermostatventil 15 auf der Seite der Kühlwasserpassage 13 verringert. Als ein Ergebnis wird die Kühlwassermenge, die durch den Radiator 11 geht, relativ verringert. Im Gegensatz dazu wird der Ventilöffnungsgrad für das Thermostatventil 15 auf der Seite der Kühlwasserpassage 13 erhöht, wenn der Rankine-Kreis 31 nicht arbeitet oder dergleichen, so dass die Temperatur des von der Kühlwasserumgehungspassage 14 zu dem Thermostatventil 15 hin strömenden Kühlwasser ansteigt. Als ein Ergebnis wird die Kühlwassermenge, die durch den Radiator 11 strömt, relativ erhöht. Durch Betätigen des Thermostatventils 15 in dieser Weise wird die Kühlwassertemperatur des Verbrennungsmotors 2 bei einer geeigneten Temperatur beibehalten, so dass eine geeignete Wärmemenge zu dem Rankine-Kreis 31 zugeführt wird (oder davon wiedergewonnen wird).
  • Als nächstes wird der Rankine-Kreis 31 beschrieben. Der Rankine-Kreis 31 ist ein System zum Wiedergewinnen von Abwärme von dem Verbrennungsmotor 2 in dem Kältemittel über das Kühlwasser des Verbrennungsmotors 2, und Zurückgewinnen der wiedergewonnenen Abwärme als Energie. Der Rankine-Kreis 31 enthält eine Kältemittelpumpe 32, einen Wärmetauscher 36, der als ein Überhitzer dient, eine Expansionseinrichtung 37 und einen Kondensator 38. Diese jeweiligen Bestandteile sind durch Kältemittelpassagen 41 bis 44, durch die das Kältemittel (R134a oder dergleichen) zirkuliert, verbunden.
  • Eine Welle der Kältemittelpumpe 32 ist koaxial zu und mit einer Ausgangswelle der Expansionseinrichtung 37 gekoppelt angeordnet, so dass die Kältemittelpumpe 32 durch eine von der Expansionseinrichtung 37 erzeugten Ausgangsleistung (Energie) angetrieben wird, und dabei erzeugte Energie wird über einen Riemenübertragungsmechanismus einer Ausgangswelle (einer Kurbelwelle) des Verbrennungsmotors 2 zugeführt. Hier wird der Riemenübertragungsmechanismus durch eine Pumpenriemenscheibe 33, einen Riemen 34 und eine Kurbelriemenscheibe 2a gebildet. Genauer sind die Welle der Kältemittelpumpe 32 und die Ausgangswelle der Expansionseinrichtung 37 parallel zu der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors 2 angeordnet, und der Riemen 34 ist um die Pumpenriemenscheibe 33, die an eine Ende der Welle der Kältemittelpumpe 32 vorgesehen ist, und die Kurbelriemenscheibe 2a gewunden. Es sollte beachtet werden, dass in der vorliegenden Ausführungsform eine Getriebetyp-Pumpe als die Kältemittelpumpe 32 eingesetzt wird, und eine Schneckentyp-Expansionseinrichtung als die Expansionseinrichtung 37 eingesetzt wird.
  • Ferner ist eine elektromagnetische Kupplung (nachstehend wird sich darauf als eine ”Expansionseinrichtung-Kupplung” bezogen) 35 zwischen der Pumpenriemenscheibe 33 und der Kältemittelpumpe 32 vorgesehen, um in der Lage zu sein, die Kältemittelpumpe 32 und die Expansionseinrichtung 37 an den Verbrennungsmotor 2 zu kuppeln und davon abzukuppeln. Aus diesem Grund wird, wenn die durch die Expansionseinrichtung 37 erzeugte Ausgangsleistung eine Antriebskraft der Kältemittelpumpe 32 und eine durch einen Rotationskörper erzeugte Reibung überschreitet (d. h. wenn ein abgeschätztes Expansionseinrichtung-Drehmoment positiv ist), die Expansionseinrichtung-Kupplung 35 eingekuppelt. Als ein Ergebnis kann eine Rotation der Motorausgangswelle durch die von der Expansionseinrichtung 37 erzeugten Ausgangsleistung unterstützt werden. Wenn die Rotation der Motorausgangswelle unter Verwendung von Energie, die durch Abwärmerückgewinnung in dieser Weise erhalten wird, unterstützt wird, kann eine Verbesserung in einer Kraftstoffeffizienz erreicht werden. Darüber hinaus kann Energie, die erforderlich ist, die Kältemittelpumpe 32 anzutreiben um das Kältemittel zu zirkulieren, durch die wiedergewonnene Abwärme bereitgestellt werden.
  • Das Kältemittel von der Kältemittelpumpe 32 wird dem Wärmetauscher 36 durch die Kältemittelpassage 41 zugeführt. Der Wärmetauscher 36 ist ein Wärmetauscher, der das Kältemittel verdampft, so dass das Kältemittel durch Ausführen eines Wärmeaustauschs zwischen dem Kältemittel und dem Kühlwasser des Verbrennungsmotors 2 überhitzt wird.
  • Das Kältemittel von dem Wärmetauscher 36 wird der Expansionseinrichtung 37 durch die Kältemittelpassage 42 zugeführt. Die Expansionseinrichtung 37 ist eine Dampfturbine, die durch Entspannen des verdampften und überhitzten Kältemittels Wärme in Rotationsenergie umwandelt. Durch die Expansionseinrichtung 37 wiedergewonnene Energie wird verwendet, um die Kältemittelpumpe 32 anzutreiben, und wird über den Riemenübertragungsmechanismus (33, 34, 2a) zu dem Verbrennungsmotor 2 übertragen, um die Rotation des Verbrennungsmotors 2 zu unterstützen.
  • Das Kältemittel von der Expansionseinrichtung 37 wird durch die Kältemittelpassage 43 dem Kondensator 38 zugeführt. Der Kondensator 38 ist ein Wärmetauscher, der das Kältemittel kühlt, so dass das Kältemittel durch Ausführen eines Wärmeaustauschs zwischen dem Kältemittel und Außenluft verflüssigt wird. Zu diesem Zweck ist der Kondensator 38 parallel zu dem Radiator 11 angeordnet, um so durch einen Radiatorventilator 12 gekühlt zu werden.
  • Das durch den Kondensator 38 verflüssigte Kältemittel wird durch die Kältemittelpassage 44 zu der Kältemittelpumpe 32 zurückgeführt. Zu der Kältemittelpumpe 32 zurückgeführt, wird das Kältemittel durch die Kältemittelpumpe 32 zu dem Wärmetauscher 36 zurückgeschickt, um so durch die jeweiligen Bestandteile des Rankine-Kreises 31 zu zirkulieren.
  • Als nächstes wird ein Kühlkreis 51 beschrieben. Der Kühlkreis 51 enthält einen Kompressor 52, einen Kondensator 53 und einen Verdampfer 55.
  • Der Kompressor 52 ist eine Fluidmaschine, die durch den Verbrennungsmotor 2 angetrieben wird, um Kältemittel in dem Kühlkreis 51 auf eine hohe Temperatur und einen hohen Druck zu verdichten. Spezieller ist eine Kompressorriemenscheibe an einer Antriebswelle des Kompressors 52 befestigt und ein Riemen ist um die Kompressorriemenscheibe und die Kurbelriemenscheibe gewunden. Der Kompressor 52 wird durch Übertragen einer Antriebskraft von dem Verbrennungsmotor 2 auf die Kompressorriemenscheibe über den Riemen angetrieben. Ferner ist eine elektromagnetische Kupplung (nachstehend wird sich darauf auf eine ”Kompressorkupplung” bezogen) zwischen der Kompressorriemenscheibe und dem Kompressor 52 vorgesehen, um in der Lage zu sein, den Kompressor 52 und die Kompressorriemenscheibe zu verbinden und zu trennen.
  • Das Kältemittel von dem Kompressor 52 wird dem Kondensator 53 durch eine Kältemittelpassage 56 zugeführt. Der Kondensator 53 ist ein Wärmetauscher, der das Kältemittel kondensiert, so dass das Kältemittel durch Ausführen eines Wärmeaustauschs zwischen dem Kältemittel und Außenluft verflüssigt wird. Der Kondensator 53 ist parallel zu dem Radiator 11 angeordnet, um so durch einen Fahrtwind des Fahrzeugs oder den Kühlventilator 12 gekühlt zu werden.
  • Das verflüssigte Kältemittel von dem Kondensator 53 wird durch eine Kältemittelpassage 57 zu dem Verdampfer 55 zugeführt. In einem Fall einer Klimaanlageneinheit ist der Verdampfer 55 ähnlich wie ein Heizerkern (nicht in den Zeichnungen gezeigt) angeordnet. Der Verdampfer 55 ist ein Wärmetauscher, der das flüssige Kältemittel von dem Kondensator 53 verdampft und Klimaanlagenluft von einem Gebläseventilator unter Verwendung einer zu diesem Zeitpunkt erzeugten verborgenen Verdampfungswärme kühlt.
  • Das durch den Verdampfer 55 verdampfte Kältemittel wird dem Kompressor 52 durch eine Kältemittelpassage 58 zurückgeführt. Es sollte beachtet werden, dass ein Mischungsverhältnis zwischen der durch den Verdampfer 55 gekühlte Klimaanlagenluft und einer durch den Heizerkern erwärmten Klimaanlagenluft in Übereinstimmung mit einem Öffnungsgrad eines Luftmischflügels modifiziert wird, um so auf eine durch einen Passagier eingestellte Temperatur angepasst zu werden.
  • Gegebenenfalls sind verschiedene Ventile in dem Kreis des Rankine-Kreises 31 vorgesehen, um das durch den Kreis strömende Kältemittel zu steuern. Beispielsweise ist eine Expansionseinrichtung-Umgehungspassage 65 vorgesehen, um so die Expansionseinrichtung 37 von einer stromaufwärtigen Seite von der Expansionseinrichtung 37 zu umgehen und stromaufwärts von einem Rückschlagventil 64 zusammenlaufen zu lassen, und ein Umgehungsventil 66 ist in der Expansionseinrichtung-Umgehungspassage 65 vorgesehen. Das Umgehungsventil 66 ist ein Magnetspulentyp-Auf-Zu-Ventil.
  • Ferner ist in der Kältemittelpassage 41, die die Kältemittelpumpe 32 mit dem Wärmetauscher 36 verbindet, ein Rückschlagventil 63 vorgesehen, um zu verhindern, dass das Kältemittel von dem Wärmetauscher 36 zu der Kältemittelpumpe 32 zurückströmt.
  • Darüber hinaus ist das Rückschlagventil 64 in der Kältemittelpassage 43, die die Expansionseinrichtung 37 mit dem Kondensator 38 verbindet, vorgesehen, um zu verhindern, dass das Kältemittel von dem Kondensator 38 zu der Expansionseinrichtung 37 zurückströmt.
  • Signale von Drucksensoren 72, 73 und Temperatursensoren 81, 82, die jeweilige Drücke und Temperaturen in den Kältemittelpassagen 41 bis 44 und der Umgehungspassage 65 an zwei Punkten erfassen, werden in eine Motor-Steuerungseinrichtung 71 eingegeben. Hier ist einer der Punkte die Kältemittelpassage 42, die sich von einem Auslass des Wärmetauschers 36 zu einem Einlass der Expansionseinrichtung 37 erstreckt. Der Drucksensor 72 erfasst einen Druck (nachstehend wird sich darauf als ein ”Wärmetauscherauslassdruck” bezogen) Pd in der Kältemittelpassage 42 und der Temperatursensor 82 erfasst eine Temperatur (nachstehend wird sich darauf als eine ”Wärmetauscherauslasstemperatur” bezogen) Td in der Kältemittelpassage 42. Der andere Punkt ist die Kältemittelpassage 44, die sich von einem Auslass des Kondensators 38 zu einem Einlass der Kältemittelpumpe 32 erstreckt. Der Drucksensor 73 erfasst einen Druck (nachstehend wird sich darauf als ein ”Kältemittelpumpeneinlassdruck” bezogen) Ps in der Kältemittelpassage 44, und der Temperatursensor 82 erfasst eine Temperatur (nachstehend wird sich auf diese Temperatur als eine ”Kältemittelpumpeneinlasstemperatur” bezogen) Ts in der Kältemittelpassage 44.
  • Auf der Basis von diesen eingegebenen Signalen steuert die Motor-Steuerungseinrichtung 71 in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Betriebszustand ein Einkuppeln und Auskuppeln der Expansionseinrichtung-Kupplung 35 und ein Öffnen und Schließen des Umgehungsventils 66.
  • Beispielsweise werden der durch den Drucksensor 73 erfasste Kältemittelpumpeneinlassdruck Ps und der durch den Drucksensor 72 erfasste Wärmetauscherauslassdruck Pd bei einem Beginn eines Betriebs des Rankine-Kreises 31 verwendet, um zu bestimmen, ob das Kühlwasser aus den Kältemittelpassagen und der Umgehungspassage ausläuft, oder nicht. Genauer wird, wenn der Kältemittelpumpeneinlassdruck Ps und der Wärmetauscherauslassdruck Pd höher als ein atmosphärischer Druck sind, bestimmt, dass das Kältemittel nicht aus den Kältemittelpassagen und der Umgehungspassage ausläuft. Andererseits wird, wenn der Kältemittelpumpeneinlassdruck Ps und der Wärmetauscherauslassdruck Pd gleich oder niedriger als ein atmosphärischer Druck sind, bestimmt, dass das Kältemittel aus den Kältemittelpassagen 41 bis 44 und der Umgehungspassage 65 ausläuft. Wenn bestimmt wird, dass das Kältemittel nicht aus den Kältemittelpassagen 41 bis 44 und der Umgehungspassage 65 ausläuft, wird der Betrieb des Rankine-Kreises 31 gestartet, aber wenn bestimmt wird, dass das Kältemittel aus den Kältemittelpassagen 41 bis 44 und der Umgehungspassage 65 ausläuft, wird der Betrieb des Rankine-Kreises 31 nicht gestartet.
  • Ferner wird das Expansionseinrichtung-Drehmoment (zurückgewonnene Energie), das durch den Betrieb des Rankine-Kreises 31 erhalten wird, abgeschätzt, um zu bestimmen, ob das Expansionseinrichtung-Drehmoment positiv oder negativ ist. Der Grund dafür ist, dass das Expansionseinrichtung-Drehmoment erforderlich ist, um ein von einem Fahrzeug 1 verlangtes Zielantriebsdrehmoment zu verwalten. Ein Zielmotordrehmoment wird aus dem Zielantriebsdrehmoment bestimmt, aber wenn eine Zusatzlast auf den Verbrennungsmotor 2 aufgebracht wird, muss das durch den Verbrennungsmotor 2 erzeugte Drehmoment dementsprechend erhöht werden, um das Zielantriebsdrehmoment zu erhalten. In gleicher Weise wird diese Drehmomentaufbringung als unnötig erachtet, wenn das Zielantriebsdrehmoment durch Einkuppeln der Expansionseinrichtung-Kupplung 35, so dass das Expansionseinrichtung-Drehmoment auf den Verbrennungsmotor 2 aufgebracht wird, weit übertroffen würde, und daher wird die Expansionseinrichtung-Kupplung 35 vorzugsweise ausgekuppelt. Wenn die Expansionseinrichtung-Kupplung in einem Fall, in dem das Expansionseinrichtung-Drehmoment negativ ist, eingekuppelt ist, verringert sich das Motordrehmoment andererseits tatsächlich und daher wird die Expansionseinrichtung-Kupplung 35 zu diesem Zeitpunkt vorzugsweise ausgekuppelt. Da das Expansionseinrichtung-Drehmoment erforderlich ist, um das Zielantriebsdrehmoment zu verwalten, wird somit das Expansionseinrichtung-Drehmoment abgeschätzt, um den ungefähren Wert davon zu bestimmen.
  • Wenn das abgeschätzte Expansionseinrichtung-Drehmoment positiv ist (wenn die Rotation der Motorausgangswelle unterstützt werden kann), ist die Expansionseinrichtung-Kupplung 35 beispielsweise eingekuppelt, und die Expansionseinrichtung-Kupplung 35 ist ausgekuppelt, wenn das abgeschätzte Expansionseinrichtung-Drehmoment null oder negativ ist.
  • Was ein Verfahren eines Abschätzens des Expansionseinrichtung-Drehmoments betrifft, kann das Expansionseinrichtung-Drehmoment einfach auf der Basis eines Werts abgeschätzt werden, der durch Subtrahieren des Kältemittelpumpeneinlassdrucks Ps von dem Wärmetauscherauslassdruck Pd erhalten wird. Das Expansionseinrichtung-Drehmoment wird abgeschätzt, dauerhaft größer zu sein, wenn der Druckunterschied zwischen Pd und Ps ansteigt. Alternativ wird eine Enthalpie h1 in dem durch die Kältemittelpassage 42 strömendem Kältemittel auf der Basis des Wärmetauscherauslassdrucks Pd und der Wärmetauscherauslasstemperatur Td berechnet, und eine Enthalpie h2 in dem durch die Kältemittelpassage 44 strömenden Kältemittels wird auf der Basis des Kältemittelpumpeneinlassdrucks Ps und der Kältemittelpumpeneinlasstemperatur Ts berechnet. Das Expansionseinrichtung-Drehmoment wird dann aus einer Differenz h2 – h1 zwischen den zwei Enthalpiewerten abgeschätzt. Das Expansionseinrichtung-Drehmoment wird abgeschätzt, dauerhaft größer zu sein, wenn die Differenz zwischen h1 und h2 ansteigt.
  • Hier ist die Enthalpie h1 eine Funktion des Wärmetauscherauslassdrucks Pd und der Wärmetauscherauslasstemperatur Td, und daher kann ein Kennfeld der Enthalpie h1, das den Wärmetauscherauslassdruck Pd und die Wärmetauscherauslasstemperatur Td als Parameter hat, vorab erzeugt und gespeichert werden. In gleicher Weise ist die Enthalpie h2 eine Funktion des Kältemittelpumpeneinlassdrucks Ps und der Kältemittelpumpeneinlasstemperatur Ts, und daher kann ein Kennfeld der Enthalpie h2, das den Kühlmittepumpeneinlassdruck Ps und die Kältemittelpumpeneinlasstemperatur Ts als Parameter hat, vorab erzeugt und gespeichert werden.
  • Zusätzlich werden der Wärmetauscherauslassdruck Pd und die Wärmetauscherauslasstemperatur Td auch verwendet, um zu bestimmen, ob der Druck des durch den Rankine-Kreis 31 strömenden Kältemittels abnorm hoch ist, oder nicht, oder ob die Temperatur des durch den Rankine-Kreis strömenden Kältemittels abnorm hoch ist, oder nicht. Spezieller wird, wenn der Wärmetauscherauslassdruck Pd gleich oder niedriger als ein oberer Druckgrenzwert ist, bestimmt, dass der Druck nicht abnorm hoch ist, und wenn die Wärmetauscherauslasstemperatur Td gleich oder niedriger als ein oberer Temperaturgrenzwert ist, wird bestimmt, dass die Temperatur nicht abnorm hoch ist. In diesem Fall wird der Betrieb des Rankine-Kreises 31 fortgesetzt. Andernfalls wird, wenn der Wärmetauscherauslassdruck Pd den oberen Druckgrenzwert überschreitet, bestimmt, dass der Druck abnorm hoch ist, und, wenn die Wärmetauscherauslasstemperatur Td den oberen Temperaturgrenzwert überschreitet, wird bestimmt, dass die Temperatur abnorm hoch ist. In diesem Fall wird der Betrieb des Rankine-Kreises 31 angehalten.
  • Um den Rankine-Kreis 31 zu betreiben, wird ein Abarbeiten in zwei Stufen ausgeführt. Spezieller wird in einer ersten Stufe die Expansionseinrichtung-Kupplung 35 zunächst eingekuppelt und das Umgehungsventil 66 wird geöffnet, wobei die Kältemittelpumpe 32 nutzlos rotiert wird, so dass sich das Kältemittel durch sämtliche von den Kältemittelpassagen 44, 41, 42, der Umgehungspassage 65 und der Kühlmittepassage 43 verteilt. In einer zweiten Stufe wird das Umgehungsventil 66 geschlossen, so dass das verdampfte Kältemittel der Expansionseinrichtung 37 zugeführt wird, wobei die Expansionseinrichtung 37 angetrieben wird.
  • Andererseits wird, um einen Betrieb des Rankine-Kreises 31 anzuhalten, die Expansionseinrichtung 37 durch öffnen des Umgehungsventils 66 und dann, nach einer vorbestimmten Zeit (einem Verzögerungszeitraum), die auf das Öffnen-Timing des Umgehungsventils 66 folgt, verstrichen ist, durch Auskuppeln der Expansionseinrichtung-Kupplung 35 über Anwenden eines AUS-Signals auf die Expansionseinrichtung-Kupplung 35 angehalten. Wenn ein Vorne-Hinten-Differenzdruck (darauf wird sich nachstehend als ein ”Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck) bezogen) in der Expansionseinrichtung 37 existiert, rotiert die Expansionseinrichtung 37, und daher wird der Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck durch öffnen des Umgehungsventils 66, so dass das Kältemittel die Expansionseinrichtung 37 umgeht, beseitigt. Selbst nachdem der Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck beseitigt wurde, rotieren die Expansionseinrichtung 37 durch eine Trägheit weiter, aber die Rotation davon nimmt allmählich ab, so dass die Expansionseinrichtung 37 schlussendlich anhält (der Betrieb des Rankine-Kreises 31 ist angehalten).
  • Hier ist der Grund für ein Auskuppeln der Expansionseinrichtung-Kupplung 35, nachdem auf das Öffnen-Timing des Umgehungsventils 66 folgend eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, wie folgend. Wenn die Expansionseinrichtung-Kupplung 35 ausgekuppelt wird, so dass die Expansionseinrichtung 37 von der Rotationswelle des Motors getrennt ist, bevor das Umgehungsventil 66 geöffnet wird, tritt die Expansionseinrichtung 37 in einen lastfreien Zustand ein, während der Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck fortgesetzt existiert. Als ein Ergebnis erhöht sich eine Drehzahl der Expansionseinrichtung 37 rasch, wobei verursacht wird, dass die Expansionseinrichtung 37 überdreht. Somit wird, um ein Überdrehen der Expansionseinrichtung 37 zu verhindern, zuerst das Umgehungsventil 66 geöffnet und dann, nachdem sich der Vorne-Hinten-Differenzdruck der Expansionseinrichtung 37 verringert hat, wird die Expansionseinrichtung-Kupplung 35 von einem eingekuppelten Zustand in einen ausgekuppelten Zustand geschaltet.
  • Wenn die Expansionseinrichtung 37 angehalten wird, kann das Umgehungsventil 66, selbst nachdem eine Öffnen-Anweisung an das Umgehungsventil 66 ausgegeben ist, im geschlossenen Zustand steckenbleibend verbleiben. Nachstehend wird sich auf eine Situation, in der das Umgehungsventil 66, selbst nachdem eine Öffnen-Anweisung an das Umgehungsventil 66 ausgegeben ist, in dem geschlossenen Zustand steckenbleibend verbleibt, als ein ”Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben” bezogen. Wenn das Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben auftritt, kann die Kältemittelzufuhr zu der Expansionseinrichtung 37 nicht angehalten werden, und daher existiert der Expansionseinrichtung-Vorder-Hinter-Differenzdruck fortgesetzt. Dementsprechend kann, wenn, nachdem die vorbestimmte Zeit dem Timing, zu dem die Öffnen-Anweisung an das Umgehungsventil 66 ausgegeben wird, folgend verstreicht, die Expansionseinrichtung-Kupplung 35 von dem eingekuppelten Zustand in den ausgekuppelten Zustand geschalten wird, die Drehzahl der Expansionseinrichtung rasch ansteigen, wobei verursacht wird, dass die Expansionseinrichtung 37 überdreht. Es ist daher nötig, Gegenmaßnahmen, die ausgeführt werden müssen, wenn ein Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben auftritt (nachstehend wird sich darauf als ein ”während-Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben” bezogen) in Betracht zu ziehen. Jedoch enthält die konventionelle Einrichtung keine Beschreibung, welche Art von Gegenmaßnahmen auch immer während eines Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleibens auszuführen sind.
  • Somit wird, wenn während eines Anhaltens der Expansionseinrichtung 37 ein Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben auftritt, in der vorliegenden Erfindung ein Abarbeiten (Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck-begrenzendes Abarbeiten) ausgeführt, um den Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck auf einen vorbestimmten festen Wert zu begrenzen, während die Expansionseinrichtung-Kupplung 35 in dem eingekuppelten Zustand verbleibt. Hier ist der ”feste Wert” ein Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck, bei dem die Expansionseinrichtung-Drehzahl auf oder unterhalb eines zulässigen oberen Grenzwerts verbleibt (mit anderen Worten tritt ein Überdrehen, das den zulässigen oberen Grenzwert überschreitet, nicht auf), selbst wenn die Expansionseinrichtung-Kupplung 35 von dem eingekuppelten in den ausgekuppelten Zustand geschaltet wird. Dieser feste Wert wird vorab durch Anpassen bestimmt. Genauer wird, um den Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck auf den vorbestimmten festen Wert zu begrenzen, ein Abarbeiten (Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck-verringerndes Abarbeiten) ausgeführt, um, verglichen mit einem Fall, in dem ein Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben nicht aufgetreten ist (einen Fall, in dem das Umgehungsventil nicht in dem geschlossenen Zustand fest ist), den Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck zu verringern.
  • Zu diesem Zweck wird in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein nachstehend in (1) und (2) beschriebenes Abarbeiten als das Abarbeiten zum Verringern des Expansionseinrichtung-Vorder-Hinter-Differenzdrucks zusammen ausgeführt.
    • (1) Eine Wärmemenge (eine eingegebene Wärmemenge, die in dem Kältemittel durch den Wärmetauscher 36 wiedergewonnen wird, wird, verglichen mit einem Fall, in dem ein Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben nicht aufgetreten ist, verringert. Der Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck wird erzeugt, wenn wärme in dem Kältemittel durch den Wärmetauscher 36 wiedergewonnen wird. Umgekehrt formuliert, verringert sich der Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck natürlich, wenn keine Wärme durch den Wärmetauscher 36 in dem Kältemittel wiedergewonnen wird.
    • (2) Eine Wärmemenge (eine abgegebene Wärmemenge), die von dem Kältemittel durch den Kondensator 38 abgegeben wird, wird, verglichen mit einem Fall, in dem das Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben nicht aufgetreten ist, verringert. Der Grund dafür ist, dass, wenn das Kältemittel durch den Kondensator 38 nicht gekühlt wird, der Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck abnimmt.
  • Das Abarbeiten von (1) und (2), das durch die Motor-Steuerungseinrichtung 71 ausgeführt wird, wird nachstehend unter Bezugnahme auf Ablaufdiagramme beschrieben. Ein in 2 gezeigter Ablauf wird in festen Zeitabständen (beispielsweise alle 10 ms) ausgeführt, um das Expansionseinrichtung-anhaltende Abarbeiten auszuführen.
  • In Schritt 1 wird ein Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben-Merker (zum Zeitpunkt eines Motoranlassens ursprünglich auf null gesetzt) überprüft. Es wird hier angenommen, dass der Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben-Merker = 0, und daher schreitet die Routine zu Schritt 2 fort, in dem eine Anweisung zum Öffnen des Umgehungsventils 66 ausgegeben wird.
  • In Schritt 3 wird eine Bestimmung getätigt, ob eine vorbestimmte Zeit nach einem Ausgeben der Anweisung zum Öffnen des Umgehungsventils 66 verstrichen ist, oder nicht. Hier ist die vorbestimmte Zeit eine Zeitdauer, die sich von dem Timing, bei dem die Expansionseinrichtung-Kupplung 35 von dem eingekuppelten Zustand in den ausgekuppelten Zustand geschaltet wird, bis zu einem Timing, bei der die Expansionseinrichtung-Drehzahl in dem ausgekuppelten Zustand auf oder unter den zulässigen oberen Grenzwert fällt, erstreckt. Die vorbestimmte Zeit wird vorab eingestellt, so dass sie einen Spielraum enthält. Wenn bestimmt wird, dass die vorbestimmte Zeit nach einem Ausgeben der Anweisung, das Umgehungsventil 66 zu öffnen, nicht verstrichen ist, wird das derzeitige Abarbeiten beendet, wie es ist.
  • Wenn in Schritt 3 bestimmt wird, dass die vorbestimmte Zeit nach einem Ausgeben der Anweisung zum Öffnen des Umgehungsventils 66, verstrichen ist, schreitet die Routine zu Schritt 4 fort, in dem eine Druckdifferenz zwischen dem durch den Drucksensor 72 erfassten Wärmetauscherauslassdruck Pd und einem Expansionseinrichtung-Auslassdruck Pc [MPa] als ein Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck ΔP [MPa] berechnet wird. Der Expansionseinrichtung-Auslassdruck PC wird durch einen Drucksensor 83 erfasst (siehe 1).
  • Anstatt des Expansionseinrichtung-Vorder-Hinter-Differenzdrucks ΔP kann beispielsweise ein Differenzdruck zwischen dem durch den Drucksensor 72 erfassten Wärmetauscherauslassdruck Pd und den durch den Drucksensor 73 erfassten Kältemittelpumpeneinlassdruck Ps verwendet werden. In diesem Fall verschlechtert sich die Erfassungsgenauigkeit geringfügig, aber da die zwei existierenden Drucksensoren 72, 73 verwendet werden, kann ein Kostenanstieg verhindert werden.
  • In Schritt 5 wird der Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck ΔP mit einem vorbestimmten Wert X [MPa] verglichen. Hier ist der vorbestimmte Wert X ein voreingestellter Wert, der verwendet wird, um zu bestimmen, ob ein Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben aufgetreten ist, oder nicht. Wenn der Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck ΔP, der erhalten wird, wenn die vorbestimmte Zeit nach einem Ausgeben der Anweisung, zum Öffnen des Umgehungsventil 66 verstrichen ist, kleiner als der vorbestimmte Wert X ist, wird bestimmt, dass ein Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben nicht aufgetreten ist, und in Schritt 6 wird eine AUS-Anweisung an die Expansionseinrichtung-Kupplung 35 ausgegeben.
  • Wenn in Schritt 5 bestimmt wird, dass der Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck ΔP, der erhalten wird, wenn die vorbestimmte Zeit nach einem Ausgeben der Anweisung zum Öffnen des Umgehungsventils 66, verstrichen ist, gleich dem vorbestimmten Wert X ist oder ihn überschreitet, wird bestimmt, dass ein Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben aufgetreten ist, und der Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben-Merker wird in Schritt 7 auf 1 gesetzt. Der Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben-Merker wird dann in einem in 3 gezeigten Ablauf (wird später beschrieben) verwendet. Da in Schritt 7 der Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben-Merker = 1, kann die Routine während eines nachfolgenden Abarbeitens nicht von Schritt 1 zu Schritt 2 und weiter fortschreiten. Mit anderen Worten wird die Bestimmung nicht wieder ausgeführt, wenn bestimmt wird, dass das Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben aufgetreten ist.
  • Der in 3 gezeigte Ablauf wird in festen Zeitabständen (beispielsweise alle 10 ms) auf den Ablauf von 2 folgend ausgeführt, um ein Abarbeiten auszuführen, um den Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck während eines Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleibens zu verringern.
  • In Schritt 11 wird der Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben-Merker (in 2 gesetzt) überprüft. Wenn der Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben-Merker = 0, wird bestimmt, dass das Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben nicht aufgetreten ist, und das Abarbeiten wird beendet, wie es ist.
  • Wenn in Schritt 11 bestimmt wird, dass der Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben-Merker = 1, wird bestimmt, dass Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben aufgetreten ist, und die Routine schreitet zu den Schritten 12 und 13 fort. In den Schritten 12 und 13 werden Schließen-Anweisungen an ein Wasserpassagenventil 85 und das Steuerungsventil 26 ausgegeben, um die Wärmemenge (die eingegebene Wärmemenge), die durch den Wärmetauscher 36 in dem Kältemittel wiedergewonnen wird, zu verringern. Wie in 1 gezeigt, ist das Wasserpassagenventil 85 ein normal geöffneten Auf-Zu-Ventil, das neu in der ersten Kühlwasserumgehungspassage 24 zwischengeschaltet ist, um die durch den Wärmetauscher 36 in dem Kältemittel wiedergewonnene Wärmemenge zu verringern. Ferner wird das Steuerungsventil 26 als ein zweites Wasserpassagenventil zum Verringern der durch den Wärmetauscher 36 in dem Kältemittel wiedergewonnenen Wärmemenge verwendet. Wenn das Wasserpassagenventil 85 und das Steuerungsventil 26 geschlossen sind, strömt durch den Verbrennungsmotor 2 oder die Abwärmewiedergewinnungseinrichtung 22 erwärmtes Kühlwasser nicht durch den Wärmetauscher 36, und daher wird die in dem Kältemittel durch den Wärmetauscher 36 wiedergewonnene Wärmemenge verringert. Durch Verringern der in dem Kältemittel durch den Wärmetauscher 36 wiedergewonnenen Wärmemenge vor dem Schließen des Wasserpassagenventils 85 und des Steuerungsventils 26, wird der Wärmetauscherauslassdruck Pd verringert. Als ein Ergebnis wird der Vorne-Hinten-Differenzdruck ΔP der Expansionseinrichtung 37 vor dem Schließen des Wasserpassagenventils 85 und des Steuerungsventils 26 verringert.
  • In Schritt 14 wird eine durch den Kühlwassertemperatursensor 74 erfasste Motorkühlwassertemperatur Tw [°C] mit einem vorbestimmten Wert C [°C] verglichen, und ein Zustand eines Klimaanlagenschalters 59 (siehe 1) wird überprüft. Hier ist eine Situation, in der das Kühlwasser des Verbrennungsmotors 2 kocht, so dass der Motor nicht in geeigneter Weise gekühlt werden kann, als ein Überhitzen des Verbrennungsmotors 2 bekannt, und der vorbestimmte Wert C wird vorab auf einen Wert eingestellt, um zu bestimmen, ob der Verbrennungsmotor 2 überhitzt ist, oder nicht. Wenn in Schritt 14 bestimmt wird, dass die Motorkühlwassertemperatur Tw gleich dem vorbestimmten Wert C ist, oder ihn überschreitet, wird bestimmt, dass, wenn der Radiatorventilator 12 AUS-geschaltet ist, der Verbrennungsmotor 2 überhitzen kann, und daher schreitet die Routine zu Schritt 16 fort, in dem eine EIN-Anweisung an den Radiatorventilator 12 ausgegeben wird. Der Zweck von diesem Schritt ist es, ein Abarbeiten zum Sicherstellen, dass der Verbrennungsmotor 2 nicht überhitzt, Priorität über das Abarbeiten zum Verringern des Expansionseinrichtung-Vorder-Hinter-Differenzdrucks während eines Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleibens einzuräumen. Der Grund, warum der Radiatorventilator 12 von dem Radiator 11 und dem Kondensator 38 geteilt wird, anstatt den Kondensator 38 mit einem zugehörigen Ventilator zu versehen, ist, Raum zu sparen und Kosten zu reduzieren. Jedoch können sich, da der Ventilator 12 geteilt wird, das Abarbeiten zum Verringern des Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdrucks während eines Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleibens und das Abarbeiten zum Sicherstellen, dass der Verbrennungsmotor 2 nicht überhitzt, überschneiden. Somit ist dem Abarbeiten zum Sicherstellen, dass der Verbrennungsmotor 2 nicht überhitzt, Priorität eingeräumt, wenn sich die zwei Typen von Abarbeitungen überschneiden.
  • Ferner wird, wenn der Klimaanlagenschalter 59 in Schritt 14 EIN-geschaltet ist, bestimmt, dass, wenn der Radiatorventilator 12 AUS-geschaltet ist, ein Kühlen des Kältemittels durch den Kondensator 53 verschlechtert wird (ein Klimatisierungseffekt wird verschlechtert). Daher schreitet die Routine zu Schritt 16 fort, in dem eine EIN-Anweisung an den Radiatorventilator 12 ausgegeben wird. Der Zweck von diesem Schritt ist es, ein Abarbeiten zum Sicherstellen, dass ein Kühlen des Kältemittels durch den Kondensator 53 nicht verschlechtert wird, Priorität über das Abarbeiten zum Verringern des Expansionseinrichtung-Vorder-Hinter-Differenzdrucks während eines Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleibens einzuräumen. Der Grund, warum der Radiatorventilator 12 von dem Radiator 11 und dem Kondensator 53 geteilt wird, anstatt den Kondensator 53 mit einem zugeordneten Ventilator zu versehen, ist, Raum zu sparen und Kosten zu reduzieren. Jedoch können sich, da der Ventilator 12 geteilt wird, das Abarbeiten zum Verringern des Expansionseinrichtung-Vorder-Hinter-Differenzdrucks während eines Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleibens und das Abarbeiten zum Sicherstellen, dass ein Kühlen des Kältemittels durch den Kondensator 53 nicht verschlechtert wird, überschneiden. Somit wird, wenn sich die zwei Typen von Abarbeitungen überschneiden, dem Abarbeiten zum Sicherstellen, dass ein Kühlen des Kältemittels durch den Kondensator 53 nicht verschlechtert wird, Priorität eingeräumt. Mit anderen Worten wird in Fällen, in denen der Verbrennungsmotor 2 überhitzen würde oder ein Kühlen des Kältemittels durch den Kondensator 53 verschlechtert würde wenn der Radiatorfan 12 AUS-geschaltet wurde, der Radiatorventilator 12 nicht angehalten.
  • Wenn in Schritt 14 bestimmt wird, dass die Motorkühlwassertemperatur Tw niedriger als der vorbestimmte Wert C ist, und der Klimaanlagenschalter 59 AUS-geschaltet ist, schreitet die Routine zu Schritt 15 fort. In Schritt 15 wird eine AUS-Anweisung an den Radiatorventilator 12 ausgegeben, um die Wärmemenge (die abgegebene Wärmemenge), die von dem Kältemittel durch den Kondensator 38 abgegeben wird, zu verringern. Der Radiatorventilator 12 kühlt das Kältemittel sowohl durch Blasen von Luft auf den Kondensator 38 als auch durch Kühlen des Radiators 11. Wenn die durch den Kondensator 38 von dem Kältemittel abgegebene Wärmemenge durch Anhalten des Radiatorventilators 12 verringert wird, verschlechtert sich ein Kühlen des Kältemittels durch den Kondensator 38. Wenn ein Kühlen verschlechtert wird, steigt dementsprechend die Kältemitteltemperatur an dem Auslass des Kondensators 38 an, und als Ergebnis fällt, im Vergleich mit dem Differenzdruck bevor der Radiatorventilator 12 angehalten wird, der Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck ab.
  • Andererseits kann, wenn der Radiatorventilator 12 angehalten wird, das Motorkühlwasser nicht länger ausreichend gekühlt werden, und daher steigt die Temperatur des Motorkühlwassers im Vergleich mit der Temperatur, bevor der Radiatorventilator 12 angehalten wird, mit dem Ergebnis an, dass der Verbrennungsmotor 2 überhitzen kann. Darüber hinaus kann, wenn der Radiatorventilator 12 angehalten wird während der Klimaanlagenschalter 59 EIN-geschaltet ist, der Fahrzeuginnenraum nicht ausreichend gekühlt werden. Somit schreitet, wenn die Motorkühlwassertemperatur Tw in Schritt 14 den vorbestimmten Wert C erreicht oder überschreitet nachdem eine AUS-Anweisung an den Radiatorventilator 12 ausgegeben wurde, die Routine zu Schritt 16 fort, in dem eine EIN-Anweisung an den Radiatorventilator 12 ausgegeben wird. Ferner schreitet die Routine zu Schritt 16 fort, in dem, nachdem eine AUS-Anweisung an den Radiatorventilator 12 ausgegeben wurde, eine EIN-Anweisung an den Radiatorventilator 12 ausgegeben wird, wenn der Klimaanlagenschalter 59 von AUS auf EIN geschaltet wird.
  • Hier werden Aktionen und Effekte der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
  • In der vorliegenden Ausführungsform enthält die Einrichtung: den Übertragungsmechanismus, der konfiguriert ist, die Ausgangswelle der Expansionseinrichtung 37 über die Expansionseinrichtung-Kupplung 35 an die Rotationswelle des Verbrennungsmotors 2 zu koppeln; die Expansionseinrichtung-Umgehungspassage 65 (die Passage, durch die das aus dem Wärmetauscher austretende Kältemittel strömt, um so die Expansionseinrichtung zu umgehen); und das Umgehungsventil 66. Wenn die Expansionseinrichtung 37 anzuhalten ist, wird, nachdem das Umgehungsventil 66 von dem geschlossenen Zustand in den offenen Zustand geschaltet ist, die Expansionseinrichtung-Kupplung 35 von dem eingekuppelten Zustand in den ausgekuppelten Zustand geschaltet. Eine Voraussetzung, für diese Einrichtung zum Verwenden von Wärme, die durch einen Verbrennungsmotor vergeudet wird, ist, dass während eines Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleibens (d. h. wenn das Umgehungsventil in dem geschlossenen Zustand steckenbleibt) ein Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck-begrenzendes Abarbeiten ausgeführt wird, um den Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck zu begrenzen während die Expansionseinrichtung-Kupplung 35 in dem eingekuppelten Zustand beibehalten wird. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann, während die Expansionseinrichtung 37 angehalten wird, ein Überdrehen der Expansionseinrichtung 37 selbst in einem Fall verhindert werden, in dem ein Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben auftritt (selbst wenn das Umgehungsventil in dem geschlossenen Zustand steckenbleibt).
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist das Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck-begrenzende Abarbeiten ein Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck-verringerndes Abarbeiten, in dem der Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck, verglichen mit einem Fall, in dem ein Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben nicht aufgetreten ist (einen Fall, in dem das Umgehungsventil in dem geschlossenen Zustand nicht steckengeblieben ist), verringert wird. Durch Verringern des Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdrucks kann ein Überdrehen der Expansionseinrichtung 37 verhindert werden. Wenn der Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck letztendlich die Nähe von null erreicht, kann die Expansionseinrichtung 37 angehalten werden.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist das Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck-verringernde Abarbeiten ein eingegebene-Wärmemenge-verringerndes Abarbeiten (siehe Schritte 11, 12 und 13 in 3), in dem die durch den Wärmetauscher 36 in dem Kältemittel wiedergewonnene Wärmemenge, verglichen mit einem Fall, in dem ein Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben nicht aufgetreten ist (einem Fall, in dem das Umgehungsventil in dem geschlossenen Zustand nicht steckengeblieben ist), verringert wird. Durch Verringern der Wärmemenge (der eingegebenen Wärmemenge), die durch den Wärmetauscher 36 wiedergewonnen wird, kann der Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck verringert werden.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist das Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck-verringernde Abarbeiten ein abgegebene-Wärmemenge-verringerndes Abarbeiten (siehe Schritte 11 und 15 in 3), in dem die durch den Kondensator 38 von dem Kältemittel abgegebene Wärmemenge, verglichen mit einem Fall, in dem ein Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben nicht aufgetreten ist (einen Fall, in dem das Umgehungsventil in dem geschlossenen Zustand nicht steckengeblieben ist) verringert wird. Durch Verringern der Wärmemenge (der abgegebenen Wärmemenge), die durch den Kondensator 38 von dem Kältemittel abgegeben wird, kann der Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck verringert werden.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist der Kondensator 38 parallel zu dem das Motorkühlwasser kühlenden Radiator 11 angeordnet, so dass der Kondensator 38 durch den Radiatorventilator 12 gekühlt wird. In diesem Fall kann, wenn der Radiatorventilator 12 angehalten wird während die Temperatur des Motorkühlwassers auf oder oberhalb des vorbestimmten Werts C verbleibt, der Verbrennungsmotor 2 überhitzen. Andererseits ist das abgegebene-Wärmemenge-verringernde Abarbeiten in der vorliegenden Ausführungsform ein Radiatorventilator-anhaltendes Abarbeiten zum Anhalten des Radiatorventilators 12. Wenn die Motorkühlwassertemperatur Tw gleich oder höher als der vorbestimmte Wert C ist, wird der Radiatorventilator 12, selbst während eines Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleibens (selbst wenn das Umgehungsventil in dem geschlossenen Zustand steckengeblieben ist) nicht angehalten (siehe Schritte 11, 14 und 16 in 3). Als ein Ergebnis kann verhindert werden, dass der Verbrennungsmotor 2 überhitzt.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • Ein in 4 gezeigter Ablauf betrifft eine zweite Ausführungsform und ersetzt den in 3 gezeigten Ablauf der ersten Ausführungsform. Mit anderen Worten wird der in 4 gezeigte Ablauf in festen Zeitabständen (beispielsweise alle 10 ms) dem Ablauf von 2 folgend ausgeführt, um ein Abarbeiten zum Verringern des Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdrucks während eines Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleibens zu verringern. Teilen, die identisch zu dem Ablauf von 3 sind, wurden identische Bezugszeichen zugeordnet.
  • In der zweiten Ausführungsform wird ein nachstehend in (3) beschriebenes Abarbeiten zusätzlich als das Abarbeiten zum Verringern des Expansionseinrichtung-Vorder-Hinter-Differenzdrucks ausgeführt.
    • (3) Eine Arbeitslast der Expansionseinrichtung 37 wird, verglichen mit einem Fall, in dem das Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben nicht aufgetreten ist, verringert.
  • Hauptsächlich werden Teile, die sich von dem in 3 gezeigten Ablauf der ersten Ausführungsform unterscheiden, beschrieben. Wenn in Schritt 11 der Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben-Merker = 1, schreitet die Routine zu Schritt 21 fort, in dem, verglichen mit einem Fall, in dem der Umgehungsventil-Steckenbleiben-Merker = 0, eine Motordrehzahl Ne um ein festes Ausmaß erhöht wird, um die Arbeitslast der Expansionseinrichtung 37 zu verringern.
  • Die Rotationswelle des Verbrennungsmotors 2 rotiert mit der Kältemittelpumpe 32, und daher wird die Drehzahl der Kältemittelpumpe 32 durch Erhöhen der Motordrehzahl Ne um ein festes Ausmaß erhöht, was zu einem Anstieg der Durchflussmenge des durch die Kältemittelpumpe 32 zu dem Wärmetauscher 36 hin ausgestoßenen Kältemittels führt. Bei der Kältemitteldurchflussmenge bevor die Drehzahl der Kältemittelpumpe 32 erhöht wird kann das gesamte Kältemittel durch den Wärmetauscher 36 verdampft werden, aber wenn die Kältemitteldurchflussmenge durch Erhöhen der Drehzahl der Kältemittelpumpe 32 erhöht wird, wird die Wärmemenge, die durch das Kältemittel in dem Wärmetauscher 36 aufgenommen werden kann, mit dem Ergebnis, dass beispielsweise ein Teil des Kältemittels nicht länger verdampft werden kann, unzureichend. Der Grund für dieses ist, dass die Kältemitteldurchflussmenge vorab so bestimmt wird, dass bei einer Wärmemenge (einer Menge von erhaltener Wärme, einer Menge von wiedergewonnener Wärme), die in dem Kältemittel durch den Wärmetauscher 36 wiedergewonnen werden kann, das gesamte Kältemittel verdampft werden kann, und daher kann, wenn das Kältemittel bei einer höheren Durchflussmenge als der vorbestimmten Durchflussmenge in den Wärmetauscher 36 strömt, ein Teil des Kältemittels nicht verdampft werden. Somit wird das feste Ausmaß, das als das Erhöhungsausmaß der Motordrehzahl dient, vorab so bestimmt, dass eine Kältemitteldurchflussmenge, bei der ein Teil des Kältemittels nicht durch den Wärmetauscher 36 verdampft werden kann, erhalten werden kann. Es sollte beachtet werden, dass, wenn die Kältemittelpumpe, wie in 13 gezeigt (wird später beschrieben) durch einen Motor 151 angetrieben wird, eine Drehzahl des Motors 151, verglichen mit dem Fall, in dem der Umgehungsventil-Steckenbleiben-Merker = 0, um ein festes Ausmaß erhöht werden kann. Hierbei wird die Wärmemenge, die in dem Wärmetauscher 36 durch das Kältemittel aufgenommen werden kann, unzureichend, mit dem Ergebnis, dass ein Teil des Kältemittels nicht länger verdampft werden kann. Das feste Ausmaß, das als das Ausmaß dient, um das die Motordrehzahl zu erhöhen ist, wird vorab so bestimmt, dass eine Kältemitteldurchflussmenge erhalten wird, bei der ein Teil des Kältemittels durch den Wärmetauscher 36 nicht verdampft werden kann.
  • Wenn das Kältemittel in einem Zustand, in dem ein Teil davon durch den Wärmetauscher 36 nicht verdampft wurde, zu der Expansionseinrichtung 37 zugeführt wird, verringert sich die Arbeitslast der Expansionseinrichtung 37 dementsprechend. Wenn sich die Arbeitslast der Expansionseinrichtung 37 verringert, verringert sich die Drehzahl der Expansionseinrichtung 37.
  • Somit ist das Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck-verringernde Abarbeiten in der zweiten Ausführungsform ein Expansionseinrichtung-Arbeitslast-verringerndes Abarbeiten, in dem die Arbeitslast der Expansionseinrichtung 37, verglichen mit einem Fall, in dem ein Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben nicht aufgetreten ist (einen Fall, bei dem das Umgehungsventil in dem geschlossenen Zustand nicht steckengeblieben ist), verringert wird. Durch Verringern der Arbeitslast der Expansionseinrichtung 37 kann die Drehzahl der Expansionseinrichtung 37 verringert werden.
  • (Dritte Ausführungsform)
  • 5 ist eine schematische Ansicht, die eine Gesamtsystemkonfiguration eines Rankine-Kreises gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt. Teilen, die identisch zu der in 1 gezeigten ersten Ausführungsformen sind, wurden identische Bezugszeichen zugeordnet. Es sollte beachtet werden, dass der Motorkühlwasserkreis teilweise in 5 weggelassen wurde. Ferner ist von dem Kühlkreis 51 nur der Kondensator 53 gezeigt.
  • Die erste und zweite Ausführungsform waren auf das Verbrennungsmotor-betriebene Fahrzeug 1 angewendet, wohingegen die dritte Ausführungsform auf ein Hybridfahrzeug 1' angewendet ist. Wie gut bekannt, wird ein starkes elektrisches System, das hauptsächlich aus einer starken elektrischen Batterie, einem Inverter, der einen Gleichstrom von der starken elektrischen Batterie in einen Wechselstrom umwandelt, und einem Motor, der durch den Wechselstrom von dem Inverter rotiert werden kann, besteht, auf das Hybridfahrzeug 1' angewendet. In diesem Fall können sowohl der Motor als auch der Inverter, die das starke elektrische System bilden, hohe Temperaturen erreichen, und daher müssen jeweilige Innenräume des Motors und des Inverters gekühlt werden, um so nicht Temperaturen, bei denen die Funktionen des Motors und des Inverters sichergestellt sind, zu überschreiten.
  • Zu diesem Zweck ist, wenn der Rankine-Kreis 31 auf das Hybridfahrzeug 1' angewendet wird, die Kondensatorkonfiguration gegenüber der des Verbrennungsmotor-betriebenen Fahrzeugs 1 modifiziert. Spezieller wird der Kondensator 38 in der ersten und zweiten Ausführungsform durch Luft gekühlt, wohingegen in der dritten Ausführungsform ein wassergekühlter (flüssiggekühlter) Kondensator 38' eingesetzt wird.
  • Der wassergekühlte Kondensator 38' ist mit einer Kältemittelpassage 38'a und einer Kühlwasserpassage 38'b (einer Kühlflüssigkeitspassage) versehen. Ein Ende der Kältemittelpassage 38'a ist mit der Kältemittelpassage 43 des Rankine-Kreises 31 verbunden, und ein anderes Ende ist mit der Kältemittelpassage 44 des Rankine-Kreises 31 verbunden.
  • Andererseits wird durch einen Sub-Radiator 91 gekühltes Kühlwasser (nachstehend wird sich darauf als ”zweites Kühlwasser” bezogen, um das zweite Kühlwasser von dem Motorkühlwasser zu unterscheiden) über Kühlwasserpassagen 101, 102 (Kühlflüssigkeitspassagen) durch die Kühlwasserpassage 38'b zirkuliert. Zu diesem Zweck ist ein Ende von jeder der Kühlwasserpassagen 101, 102 mit der Kühlwasserpassage 38'b verbunden, und ein anderes Ende von jedem der Kühlwasserpassagen 101, 102 ist mit dem Sub-Radiator 91 verbunden. Hier strömen, wenn der gesamte wassergekühlte Kondensator 38' von oben gesehen wird, das zweite Kühlwasser und das Kältemittel des Rankine-Kreises 31 in entgegengesetzten Richtungen.
  • Der Sub-Radiator 91 ist parallel zu dem Radiator 11 angeordnet, um so durch den Fahrzeugfahrtwind oder den Kühlventilator 12 gekühlt zu werden. Eine Kühlwasserpumpe 92 (eine Kühlflüssigkeitspumpe) ist an einem Auslass des Sub-Radiators 91 vorgesehen, um das zweite Kühlwasser (zweite Kühlflüssigkeit) zu zirkulieren.
  • Die Kühlwasserpumpe 92, die durch einen Motor 93 angetrieben wird, enthält eine Stromwerteinstelleinrichtung 94, um so in der Lage zu sein, einen Wert eines Stroms, der durch den Motor 93 fließt, einzustellen. Der Wert des durch den Motor 93 fließenden Stroms kann durch die Stromwerteinstelleinrichtung 94 leistungsgesteuert (eingestellt) werden. Eine Batterie wird als eine Energiezufuhr der Stromwerteinstelleinrichtung 94 verwendet. Beispielsweise verbleibt, wenn ein EIN-Leistungswert, der an die Stromwerteinstelleinrichtung 94 angelegt wird, 0% ist, der Motor 93 in einem nicht-angetriebenen Zustand und die Kühlwasserpumpe 92 rotiert nicht. Wenn der an die Stromwerteinstelleinrichtung 94 angelegte EIN-Leistungswert bei einem Maximum von 100% ist, tritt der Motor 93 in einen angetriebenen Zustand ein, und die Kühlwasserpumpe 92 rotiert, um so das Kühlwasser bei einer maximalen Durchflussmenge auszustoßen.
  • Eine Kühlwasserpassage 111 für den Motor, eine Kühlwasserpassage 112 für den Inverter und ein wassergekühlter Zwischenkühler 113 sind in der Kühlwasserpassage 101 stromabwärts von der Kühlwasserpumpe 92 in Reihe angeordnet, um den Motor und den Inverter, die das stark elektrische System bilden, zu kühlen. Als ein Ergebnis werden der Motor und der Inverter durch Kühlwasser von dem Sub-Radiator 91 gekühlt, um nicht Temperaturen, bei denen die Funktion des Motors und des Inverters sichergestellt werden können, zu überschreiten. Ein Temperatursensor 121 zum Erfassen der Temperatur des zweiten Kühlwassers ist auch in der Kühlwasserpassage 101 stromabwärts von der Kühlwasserpumpe 92 vorgesehen.
  • Ein in 6 gezeigter Ablauf betrifft eine dritte Ausführungsform und ersetzt den in 4 gezeigten Ablauf der zweiten Ausführungsform. Mit anderen Worten wird der in 6 gezeigte Ablauf in festen Zeitabständen (beispielsweise alle 10 ms) dem Ablauf von 2 folgend ausgeführt, um ein Abarbeiten auszuführen, um den Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck während eines Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleibens zu reduzieren. Teilen, die identisch zu dem in 4 gezeigten Ablauf der zweiten Ausführungsform sind, wurden mit identischen Bezugszeichen versehen.
  • Der Ablauf der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von dem in 4 gezeigten Ablauf der zweiten Ausführungsform darin, dass als Reaktion auf ein Hinzunehmen des starken elektrischen Systems die Schritte 31 bis 38 hinzugefügt werden. Zunächst wird der Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben-Merker (in 2 gesetzt) in Schritt 11 überprüft. Wenn der Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben-Merker = 0, schreitet die Routine zu den Schritten 31 bis 33 fort.
  • In Schritt 31 wird ein während eines normalen Betriebs an die Stromwerteinstelleinrichtung 94 angelegter EIN-Leistungswert Pduty1 [%] durch Abfragen einer Tabelle, die einen in 7 gezeigten Inhalt hat, in Übereinstimmung mit einer durch den Temperatursensor 121 erfassten zweiten Kühlwassertemperatur Tin [°C] berechnet. Hier bedeutet ”ein normaler Betrieb” einen Fall, in dem ein Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben nicht aufgetreten ist.
  • Wie durch eine durchgezogene Linie in 7 gezeigt, verbleibt der normale EIN-Leistungswert Pduty1 (fest) auf einem vorbestimmten Wert a [%] in der Nähe von 0 bis die Temperatur Tin des zweiten Kühlwassers einen vorbestimmten Wert d [°C] erreicht, und steigt dann an, wenn die Temperatur Tin des zweiten Kühlwassers ansteigt. Der Grund dafür ist, dass in einem Temperaturbereich, in dem die zweite Kühlwassertemperatur Tin den vorbestimmten Wert d überschreitet, die Drehzahl der Kühlwasserpumpe 92 ansteigt wenn die zweite Kühlwassertemperatur Tin ansteigt, was zu einem Anstieg der von der Kühlwasserpumpe 92 ausgestoßenen Kühlwassermenge führt, und als ein Ergebnis wird das zweite Kühlwasser durch den Sub-Radiator 91 wohlwollender gekühlt. Es sollte beachtet werden, dass die Eigenschaft des an die Stromwerteinstelleinrichtung 94 angelegten EIN-Leistungswerts während eines normalen Betriebs nicht notwendigerweise ein durch die durchgezogene Linie gezeigter stetiger Wert ist, und, wie durch eine überlagerte gepunktete Linie gezeigt, ein stufenförmiger Wert sein kann.
  • In Schritt 32 wird der während des normalen Betriebs berechnete EIN-Leistungswert Pduty1 auf einen EIN-Leistungswert Pduty [%] eingestellt, und der Wert des EIN-Leistungswerts Pduty wird in Schritt 33 an ein Register ausgegeben.
  • Wenn in Schritt 11 der Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben-Merker = 1, schreitet die Routine andererseits zu Schritt 34 fort, in dem die durch den Temperatursensor 121 erfasste zweite Kühlwassertemperatur Tin [°C] mit einem vorbestimmten Wert b [°C] verglichen wird. Nachstehend wird eine Situation, in der das durch den Motor und den Inverter des starken elektrischen Systems strömende zweite Kühlwasser in einen überhitzten Zustand (beispielsweise verdampft) eintritt, so dass die Rotation des Motors verringert wird, oder sich der Motor nicht länger dreht, als ”das starke elektrische System ist überhitzt” definiert. In Übereinstimmung mit dieser Definition wird der vorbestimmte Wert b vorab auf einen Wert eingestellt, um zu bestimmen, ob das starke elektrische System überhitzt ist, oder nicht.
  • Wenn in Schritt 34 bestimmt wird, dass die zweite Kühlwassertemperatur Tin gleich dem vorbestimmten Wert b ist oder ihn überschreitet, wird bestimmt, dass, wenn der Radiatorventilator 12 AUS-geschaltet ist, so dass das zweite Kühlwasser durch den Sub-Radiator 91 nicht länger gekühlt wird, das starke elektrische System überhitzen kann. Zu diesem Zeitpunkt schreitet die Routine zu Schritt 35 fort, in dem eine EIN-Anweisung an den Radiatorventilator 12 ausgegeben wird, und die Operationen der Schritte 31 bis 33 werden dann ausgeführt. Der Zweck von diesem Schritt ist es, einem Abarbeiten zum Sicherstellen, dass das starke elektrische System nicht überhitzt, über das Abarbeiten zum Verringern des Expansionseinrichtung-Vorder-Hinter-Differenzdrucks während eines Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleibens Priorität einzuräumen. Der Grund, warum der Radiatorventilator 12 durch den Radiator 11 und den Sub-Radiator 91 geteilt wird, anstatt den Sub-Radiator 91 mit einem zugehörigen Ventilator vorzusehen, ist, Raum zu sparen, und Kosten zu verringern. Jedoch können, da der Ventilator 12 geteilt wird, sich das Abarbeiten zum Verringern des Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdrucks während eines Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleibens und das Abarbeiten zum Sicherstellen, dass das starke elektrische System nicht überhitzt, überschneiden. Somit wird, wenn sich die zwei Typen von Abarbeitungen überschneiden, dem Abarbeiten zum Sicherstellen, dass das starke elektrische System nicht überhitzt, Priorität eingeräumt. Mit anderen Worten wird in einem Fall, in dem das starke elektrische System überhitzen kann wenn der Radiatorventilator 12 angehalten wird, so dass das zweite Kühlwasser nicht länger durch den Sub-Radiator 91 gekühlt wird, der Radiatorventilator 12 nicht angehalten.
  • Wenn in Schritt 34 bestimmt wird, dass die zweite Kühlwassertemperatur Tin geringer als der vorbestimmte Wert b ist, schreitet die Routine zu den Schritten 36 bis 38 fort. Zunächst wird in Schritt 36 ein EIN-Leistungswert Pduty2 [%], der während eines Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleibens an die Stromwerteinstelleinrichtung 94 angelegt wird, durch Abrufen einer Tabelle, die einen in 8 gezeigten Inhalt hat, in Übereinstimmung mit der durch den Temperatursensor 121 erfassten zweiten Kühlwassertemperatur Tin [°C] berechnet.
  • Wie in 8 gezeigt, verbleibt (ist fest) der während eines Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleibens an die Stromwerteinstelleinrichtung 94 angelegte EIN-Leistungswert Pduty2 auf dem vorbestimmten Wert a [%] in der Nähe von 0 bis die zweite Kühlwassertemperatur Tin den vorbestimmten Wert b [°C] erreicht, und erhöht sich dann in einer schrittweisen Art, um sich so der normalen Charakteristik anzupassen. Zum Vergleich ist in 8 die normale Charakteristik als eine gepunktete Linie überlagert. Mit anderen Worten ist, wenn die zweite Kühlwassertemperatur Tin zwischen dem vorbestimmten Wert d und dem vorbestimmten Wert b ist, der an die Stromwerteinstelleinrichtung 94 angelegte EIN-Leistungswert kleiner als der während eines normalen Betriebs angelegte EIN-Leistungswert, und daher nimmt die Motordrehzahl ab, was zu einer Verringerung der durch die Kühlwasserpumpe 92 ausgestoßenen Kühlwassermenge führt.
  • Durch Verringern der Motordrehzahl während eines Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleibens, so dass die durch die Kühlwasserpumpe 92 ausgestoßene Kühlwassermenge unter die während eines normalen Betriebs ausgestoßene Menge abnimmt, wird eine durch den Sub-Radiator von dem zweiten Kühlwasser abgegebene Wärmemenge verringert. Wenn die von dem zweiten Kühlwasser abgegebene Wärmemenge abnimmt, nimmt eine in dem wassergekühlten Kondensator 38' durch das Kältemittel in das zweite Kühlwasser abgegebene Wärmemenge ebenfalls ab. Wenn die in dem wassergekühlten Kondensator 38' durch das Kältemittel in das zweite Kühlwasser abgegebene Wärmemenge abnimmt, kühlt der wassergekühlte Kondensator 38' das Kältemittel in einem geringeren Ausmaß als während eines normalen Betriebs. Mit anderen Worten ist während eines Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleibens das Kältemittel an dem Auslass des wassergekühlten Kondensators 38' wärmer als während eines normalen Betriebs, und daher nimmt der Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck ab.
  • In Schritt 37 wird der während eines Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleibens berechnete EIN-Leistungswert Pduty2 als der EIN-Leistungswert Pduty [%] gesetzt, und der EIN-Leistungswert Pduty wird in Schritt 38 an das Register ausgegeben.
  • Der in den Schritten 33 und 38 an das Register ausgegebene EIN-Leistungswert Pduty wird durch die Motor-Steuerungseinrichtung 71 an die Stromwerteinstelleinrichtung 94 angelegt. Das Abarbeiten der Schritte 14 bis 16 ist identisch zu der ersten Ausführungsform.
  • Somit sind in der dritten Ausführungsform die Kühlwasserpassagen 101, 102 zum Zirkulieren des zweiten Kühlwassers zu dem wassergekühlten Kondensator 38', die in den Kühlwasserpassagen zwischengeschaltete Kühlwasserpumpe 92, um so in der Lage zu sein, die Menge des ausgestoßenen zweiten Kühlwassers leistungs-zu-steuern, und der Sub-Radiator 91 zum Kühlen des zweiten Kühlwassers vorgesehen. Das Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck-verringernde Abarbeiten ist ein Ausstoßmengen-verringerndes Abarbeiten (siehe Schritte 11, 36, 37 und 38 in 6), in dem die Ausstoßmenge der Kühlwasserpumpe 92, verglichen mit einem Fall, in dem ein Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben nicht aufgetreten ist (einem Fall, in dem das Umgehungsventil nicht in dem geschlossenen Zustand steckengeblieben ist), verringert. Durch Verringern der Ausstoßmenge der Kühlwasserpumpe 92 kann der Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck verringert werden.
  • In der dritten Ausführungsform ist der Sub-Radiator 91 parallel zu dem Radiator 11 zum Kühlen des Motorkühlwassers angeordnet, so dass das durch den Sub-Radiator 91 strömende zweite Kühlwasser durch den Radiatorventilator 12 gekühlt wird. In diesem Fall kann, wenn der Radiatorventilator 12 angehalten wird wenn die zweite Kühlwassertemperatur Tin an dem Kühlwasserpumpenauslass gleich dem vorbestimmten Wert b ist oder ihn überschreitet, das starke elektrische System überhitzen. Andererseits wird der Radiatorventilator 12 in der dritten Ausführungsform selbst während eines Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleibens (einem Fall, in dem das Umgehungsventil in dem geschlossenen Zustand steckengeblieben ist) nicht angehalten (siehe Schritte 11, 34 und 35 in 6), wenn die zweite Kühlwassertemperatur Tin an dem Kühlwasserpumpenauslass gleich dem vorbestimmten Wert b ist, oder ihn überschreitet, und daher kann verhindert werden, dass das starke elektrische System überhitzt.
  • (Vierte und fünfte Ausführungsform)
  • 9 und 11 sind schematische Ansichten, die Gesamtsystemkonfigurationen von Rankine-Kreisen gemäß einer vierten und fünften Ausführungsform zeigen. Teilen, die identisch zu der in 5 gezeigten dritten Ausführungsform sind, wurden identische Bezugszeichen zugeordnet.
  • In der dritten Ausführungsform wird, um die Wärmemenge (eine abgegebene Wärmemenge), die durch den wassergekühlten Kondensator 38' von dem Kältemittel abgegeben wird, zu verringern, bestimmt, dass die durch den Sub-Radiator 91 von dem zweiten Kühlwasser abgegebene Wärmemenge (eine abgegebene Wärmemenge) zu verringern ist, wobei der Radiatorventilator 12, der Luft auf den Sub-Radiator 91 bläst, angehalten wird. In diesem Fall wird der existierende Radiatorventilator 12 verwendet, um Luft auf den Sub-Radiator 91 zu blasen, und daher kann ein Anstieg von Komponentenkosten verhindert werden. Jedoch wird, wenn der Radiatorventilator 12 angehalten wird, nicht länger Luft auf den Sub-Radiator 91 geblasen und als ein Ergebnis kann das starke elektrische System überhitzen. Mit anderen Worten muss der Radiatorventilator 12 innerhalb eines Bereichs, in dem das starke elektrische System nicht überhitzen kann, angehalten werden, und daher ist der Bereich, in dem der Radiatorventilator 12 verwendet werden kann, beschränkt.
  • Somit sind in jeder von der vierten und fünften Ausführungsform stellvertretend für den Radiatorventilator 12 zwei Auf-Zu-Ventile 131, 133 oder 141, 143 vorgesehen, und der Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck wird, verglichen mit einem Fall, in dem ein Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben nicht aufgetreten ist, durch die zwei Auf-Zu-Ventile verringert. Der Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck wird durch entweder ein Reduzieren der Wärmemenge (einer abgegebenen Wärmemenge), die, verglichen mit einem Fall, in dem ein Umdrehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben nicht aufgetreten ist, in dem wassergekühlten Kondensator 38' von dem zweiten Kühlwasser abgegeben wird, oder einem Verringern einer Wärmemenge (einer aufgenommenen Wärmemenge), die, verglichen mit einem Fall, in dem ein Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben nicht aufgetreten ist, in dem wassergekühlte Kondensator 38' durch das Kältemittel aufgenommen wird, verringert. In der vierten Ausführungsform wird die in dem wassergekühlten Kondensator 38' von dem zweiten Kühlwasser abgegebene Wärmemenge, verglichen mit dem Fall, in dem ein Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben nicht aufgetreten ist, verringert. Zu diesem Zweck ist, wie in 9 gezeigt, in der vierten Ausführungsform ein normal geöffnetes erstes Auf-Zu-Ventil 131 in der Kühlwasserpassage 101 zwischen dem wassergekühlten Zwischenkühler 113 und dem wassergekühlten Kondensator 38' zwischengeschaltet. Ein normal geschlossenes zweites Auf-Zu-Ventil 133 ist in einer Kühlwasserumgehungspassage 132, die von stromaufwärts von dem ersten Auf-Zu-Ventil 131 abzweigt, um so die Kühlwasserpassage 38'b des wassergekühlten Kondensators 38' zu umgehen, und mit der Kühlwasserpassage 102 zusammenläuft, zwischengeschaltet.
  • Ferner ist die in dem wassergekühlten Kondensator 38' durch das Kältemittel aufgenommene Wärmemenge in der fünften Ausführungsform, verglichen mit einem Fall, in dem ein Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben nicht aufgetreten ist, verringert. Zu diesem Zweck ist in der fünften Ausführungsform, wie in 11 gezeigt, ein normal geöffnetes drittes Auf-Zu-Ventil 141 in der Kältemittelpassage 43 zwischen dem Rückschlagventil 64 und dem wassergekühlten Kondensator 38' zwischengeschaltet. Ein normal geschlossenes viertes Auf-Zu-Ventil 143 ist in einer Kältemittelumgehungspassage 142, die von stromaufwärts von dem dritten Auf-Zu-Ventil 141 abzweigt, um so die Kältemittelpassage 38'a des wassergekühlten Kondensators 38' zu umgehen, und mit der Kältemittelpassage 44 zusammenläuft, zwischengeschaltet.
  • In 10 und 12 gezeigte Abläufe betreffen jeweilige der vierten und fünften Ausführungsform und ersetzen den in 6 gezeigten Ablauf der dritten Ausführungsform. Mit anderen Worten werden die in 10 und 12 gezeigten Abläufe in festen Zeitabständen (beispielsweise alle 10 ms) auf den Ablauf von 2 folgend ausgeführt, um ein Abarbeiten, um den Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck während eines Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleibens auszuführen. Teilen, die identisch zu dem in 6 gezeigten Ablauf der dritten Ausführungsform sind, wurden identische Bezugszeichen zugeordnet.
  • Der in 10 gezeigte Ablauf der vierten Ausführungsform unterscheidet sich von dem in 6 gezeigten Ablauf der dritten Ausführungsform darin, dass die Schritte 14 bis 16 des in 6 gezeigten Ablaufs weggelassen wurden, und die Schritte 41 und 42 an ihrem Platz hinzugefügt wurden. Spezieller wird in den Schritten 41 und 42 eine Schließen-Anweisung an das erste Auf-Zu-Ventil 131 ausgegeben und eine Öffnen-Anweisung wird an das zweite Auf-Zu-Ventil 133 ausgegeben, um die in dem wassergekühlten Kondensator 38' von dem zweiten Kühlwasser abgegebene Wärmemenge zu verringern. Als ein Ergebnis strömt das zweite Kühlwasser nicht länger durch den wassergekühlten Kondensator 38' (das zweite Kühlwasser strömt durch die Kühlwasserumgehungspassage 132), und daher nimmt die in dem wassergekühlten Kondensator 38' von dem zweiten Kühlwasser abgegebene Wärmemenge ab, was zu einem entsprechenden Anstieg der Kältemitteltemperatur an dem Auslass des wassergekühlten Kondensators 38' führt.
  • Ferner unterscheidet sich der in 12 gezeigte Ablauf der fünften Ausführungsform von dem in 6 gezeigten der dritten Ausführungsform darin, dass die Schritte 14 bis 16 des in 6 gezeigten Ablaufs weggelassen wurden, und Schritte 51 und 52 an ihrer Stelle hinzugefügt werden. Genauer wird in den Schritten 51 und 52 eine Schließen-Anweisung an das dritte Auf-Zu-Ventil 141 ausgegeben und eine Öffnen-Anweisung wird an das vierte Auf-Zu-Ventil 143 ausgegeben, um die in dem wassergekühlten Kondensator 28' durch das Kältemittel aufgenommene Wärmemenge zu verringern. Als ein Ergebnis strömt das Kältemittel durch die Kältemittelumgehungspassage 142, um so den wassergekühlten Kondensator 38' zu umgehen, und daher nimmt die in dem wassergekühlten Kondensator 38' durch das Kältemittel aufgenommene Wärmemenge ab, was zu einem entsprechenden Anstieg der Kältemitteltemperatur an dem Auslass des wassergekühlten Kondensators 38' führt.
  • In der vierten Ausführungsform sind die Kühlwasserpassagen 101, 102 zum Zirkulieren des zweiten Kühlwassers zu dem wassergekühlten Kondensator 38', die in den Kühlwasserpassagen zwischengeschaltete Kühlwasserpumpe 92, um in der Lage zu sein, die Menge von ausgestoßenem zweiten Kühlwasser leistungs-zu-steuern, und der Sub-Radiator 91 zum Kühlen des zweiten Kühlwassers vorgesehen. Das Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck-verringernde Abarbeiten ist ein abgegebene-Wärmemenge-verringerndes Abarbeiten (siehe Schritte 11, 41 und 42 in 10), in dem die in dem wassergekühlten Kondensator 38' von dem zweiten Kühlwasser abgegebene Wärmemenge, verglichen mit einem Fall, in dem ein Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben nicht aufgetreten ist (einem Fall, in dem das Umgehungsventil in dem geschlossenen Zustand nicht steckengeblieben ist), verringert ist. Durch Verringern der Wärmemenge (der abgegebenen Wärmemenge), die in dem wassergekühlten Kondensator 38' von dem zweiten Kühlwasser abgegeben wird, kann der Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck verringert werden.
  • In der fünften Ausführungsform können die Kühlwasserpassagen 101, 102 zum Zirkulieren des zweiten Kühlwassers zu dem wassergekühlten Kondensator 38', die in den Kühlwasserpassagen zwischengeschaltete Kühlwasserpumpe 92, um so in der Lage zu sein, die Menge von ausgestoßenem zweiten Kühlwasser leistungs-zu-steuern, und der Sub-Radiator 91 zum Kühlen des zweiten Kühlwassers vorgesehen sein. Das Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck-verringernde Abarbeiten ist ein empfangene-Wärmemenge-verringerndes Abarbeiten (siehe Schritte 11, 51 und 52 in 12), in dem die in dem wassergekühlten Kondensator 38' durch das Kältemittel aufgenommene Wärmemenge, verglichen mit einem Fall, in dem ein Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleiben nicht aufgetreten ist (einem Fall, in dem das Umgehungsventil in dem geschlossenen Zustand nicht steckengeblieben ist), verringert wird. Durch Verringern der Wärmemenge (der aufgenommenen Wärmemenge), die in dem wassergekühlten Kondensator 38' durch das Kältemittel aufgenommen wird, kann der Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck verringert werden.
  • In jeder der vierten und fünften Ausführungsform sind die zwei neuen Auf-Zu-Ventile 131, 133 oder 141, 143 zusätzlich vorgesehen, was zu einem Anstieg der Komponentenkosten führt, aber die Möglichkeit eines Überhitzens des starken elektrischen Systems wenn der Radiatorventilator 12 angehalten wird, muss nicht in Betracht gezogen werden. Mit anderen Worten wird der Bereich, in dem die zwei Auf-Zu-Ventile 131, 133 oder 141, 143 verwendet werden können, nicht begrenzt.
  • In der vierten Ausführungsform war ein Fall, in dem die zwei Auf-Zu-Ventile 131, 133 zwischen zwei Positionen, nämlich einer vollständig geöffneten und einer vollständig geschlossenen, geschaltet wurden, beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diesen Fall beschränkt, und stattdessen können anstatt der zwei Auf-Zu-Ventile 131, 133 beispielsweise zwei Durchflusssteuerungsventile, die in der Lage sind, Durchflussmengen einzustellen, verwendet werden. Während eines Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleibens können die zwei Durchflusssteuerungsventile so gesteuert werden, dass die Durchflussmenge des durch die Kühlwasserpassage 38'b des wassergekühlten Kondensators 38' strömenden zweiten Kühlwassers gedrosselt ist und das verbleibende zweite Kühlwasser durch die Kühlwasserumgehungspassage 132 strömt. Darüber hinaus kann anstelle eines Bereitstellens von zwei Durchflusssteuerungsventilen, ein einzelnes Durchflusssteuerungsventil, das in der Lage ist, sowohl die Durchflussmenge des durch die Kühlwasserpassage 38'b des wassergekühlten Kondensators 38' strömenden zweiten Kühlwassers als auch die Durchflussmenge des durch die Kühlwasserumgehungspassage 132 strömenden zweiten Kühlwassers einzustellen, in dem gegabelten Abschnitt der Kühlwasserumgehungspassage 132 vorgesehen sein.
  • In gleicher Weise war in der fünften Ausführungsform ein Fall, in dem die zwei Auf-Zu-Ventile 141, 143 zwischen zwei Positionen, nämlich einer vollständig geöffneten und einer vollständig geschlossenen, geschaltet wurden, beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diesen Fall beschränkt, und stattdessen können beispielsweise anstatt der zwei Auf-Zu-Ventile 141, 143 zwei Durchflusssteuerungsventile, die in der Lage sind, Durchflussmengen einzustellen, verwendet werden. Während eines Umgehungsventil-geschlossen-Steckenbleibens können die zwei Durchflusssteuerungsventile so gesteuert werden, dass die Durchflussmenge des durch die Kühlwasserpassage 38'b des wassergekühlten Kondensators 38' strömenden zweiten Kühlwassers gedrosselt ist und das verbleibende zweite Kühlwasser durch die Kältemittelumgehungspassage 142 strömt. Darüber hinaus kann, anstatt eines Bereitstellens von zwei Strömungssteuerungsventilen, ein einzelnes Durchflusssteuerungsventil, das in der Lage ist, sowohl die Durchflussmenge des durch die Kühlwasserpassage 38'a des wassergekühlten Kondensators 38' strömenden Kühlwassers als auch die Durchflussmenge des durch die Kühlwasserumgehungspassage 142 strömenden zweiten Kühlwassers einzustellen, in dem gegabelten Abschnitt der Kältemittelumgehungspassage 142 vorgesehen sein.
  • (Sechste Ausführungsform)
  • 13 ist eine schematische Ansicht, die eine Gesamtsystemkonfiguration eines Rankine-Kreises gemäß einer sechsten Ausführungsform zeigt. Teilen, die identisch zu denen in der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform sind, wurden identische Bezugszeichen zugeordnet.
  • In der ersten Ausführungsform ist die Welle der Kältemittelpumpe 32 koaxial zu der Ausgangswelle der Expansionseinrichtung 37 angeordnet und damit verbunden, so dass die Kältemittelpumpe 32 von der durch die Expansionseinrichtung 37 erzeugten Leistungsabgabe (Energie) angetrieben wird, und dabei erzeugte Energie wird über den Riemenübertragungsmechanismus der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors 2 zugeführt. Andernfalls wird die sechste Ausführungsform auf demselben Verbrennungsmotor-betriebenen Fahrzeug 1 wie die erste Ausführungsform angewendet. Jedoch unterscheidet sich die sechste Ausführungsform von der ersten Ausführungsform darin, dass die Kältemittelpumpe 32 geringfügig unterschiedlich konfiguriert ist. Genauer ist die Ausgangswelle der Expansionseinrichtung 37 parallel zu der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors 2 so vorgesehen, dass die zwei Wellen über die Expansionseinrichtung-Kupplung 35 durch den Riemenübertragungsmechanismus (33, 34, 2a) verbunden sind, und die Kältemittelpumpe 32 durch den Motor 151 angetrieben wird.
  • Gleich der Konfiguration der sechsten Ausführungsform, in der die Kältemittelpumpe 32 und die Expansionseinrichtung 37 nicht koaxial angeordnet sind, können die Abläufe der in 2 bis
  • 4 gezeigten ersten und zweiten Ausführungsform auf diese angewendet werden, wie sie sind, und daher können identische Aktionen und Effekte wie bei der ersten und zweiten Ausführungsform erzielt werden.
  • In der dritten, vierten und fünften Ausführungsform war der wassergekühlte Kondensator 38' beschrieben, aber der Kondensator muss nicht durch Wasser gekühlt werden und jeglicher flüssigkeitsgekühlter Kondensator kann verwendet werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Verbrennungsmotor-angetriebenes Fahrzeug
    1'
    Hybridfahrzeug
    2
    Verbrennungsmotor
    2a
    Kurbel-Riemenscheibe (Teil eines Übertragungsmechanismus)
    31
    Rankine-Kreis
    32
    Kältemittelpumpe
    33
    Pumpenriemenscheibe (Teil eines Übertragungsmechanismus)
    34
    Riemen (Teil eines Übertragungsmechanismus)
    35
    Expansionseinrichtung-Kupplung (elektromagnetische Kupplung)
    36
    Wärmetauscher
    37
    Expansionseinrichtung
    38
    Kondensator
    38'
    wassergekühlter Kondensator (flüssigkeits-gekühlter Kondensator)
    66
    Umgehungsventil
    71
    Motor-Steuerungseinrichtung
    91
    Sub-Radiator
    92
    Kühlwasserpumpe (Kühlflüssigkeitspumpe)
    93
    Motor
    94
    Stromwerteinstelleinrichtung
    101, 102
    Kühlwasserpassage (Kühlflüssigkeitspassage)
    131
    erstes Auf-Zu-Ventil
    133
    zweites Auf-Zu-Ventil
    141
    drittes Auf-Zu-Ventil
    143
    viertes Auf-Zu-Ventil

Claims (10)

  1. Einrichtung zum Ausnutzen von Wärme, die von einem Verbrennungsmotor vergeudet wird, aufweisend: einen Rankine-Kreis, enthaltend: einen Wärmetauscher, der Abwärme von dem Verbrennungsmotor in einem Kältemittel wiedergewinnt; eine Expansionseinrichtung, die unter Verwendung des Kältemittels an einem Auslass des Wärmetauschers Energie erzeugt; einen Kondensator, der das Kältemittel, das aus der Expansionseinrichtung austritt, kondensiert; und eine Kältemittelpumpe, die das Kältemittel, das von dem Kondensator austritt, dem Wärmetauscher zuführt; einen Übertragungsmechanismus, der konfiguriert ist, eine Ausgangswelle der Expansionseinrichtung über eine elektromagnetische Kupplung an eine Rotationswelle des Verbrennungsmotors zu koppeln, wobei die elektromagnetische Kupplung konfiguriert ist, eingekuppelt und ausgekuppelt zu werden; eine Passage, durch die das Kältemittel, das aus dem Wärmetauscher austritt, strömt, um so die Expansionseinrichtung zu umgehen; und ein Umgehungsventil, das in der Passage zwischengeschaltet ist, wobei, wenn die Expansionseinrichtung anzuhalten ist, die elektrische Kupplung von einem eingekuppelten Zustand in einen ausgekuppelten Zustand geschaltet wird nachdem das Umgehungsventil von einem geschlossenen Zustand in einen geöffneten Zustand geschaltet wird, und wobei, in einem Fall, in dem das Umgehungsventil in dem geschlossenen Zustand steckengeblieben ist, ein Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck-begrenzendes Abarbeiten, in dem ein Vorne-Hinten-Differenzdruck der Expansionseinrichtung begrenzt wird während die elektromagnetische Kupplung in dem eingekuppelten Zustand beibehalten wird, ausgeführt wird.
  2. Die Einrichtung zum Ausnutzen von Wärme, die von einem Verbrennungsmotor vergeudet wird, wie in Anspruch 1 definiert, wobei das Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck-begrenzende Abarbeiten ein Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck-verringerndes Abarbeiten ist, in dem der Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck, verglichen mit einem Fall, in dem das Umgehungsventil in dem geschlossenen Zustand nicht steckengeblieben ist, verringert wird.
  3. Einrichtung zum Ausnutzen von Wärme, die von einem Verbrennungsmotor vergeudet wird, wie in Anspruch 2 definiert, wobei das Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck-verringernde Abarbeiten ein eingegebene-Wärmemenge-verringerndes Abarbeiten ist, in dem eine durch den Wärmetauscher in dem Kältemittel wiedergewonnen Wärmemenge, verglichen mit einem Fall, in dem das Umgehungsventil in dem geschlossenen Zustand nicht steckengeblieben ist, verringert wird.
  4. Einrichtung zum Ausnutzen von Wärme, die von einem Verbrennungsmotor vergeudet wird, wie in Anspruch 2 oder 3 definiert, wobei das Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck-verringernde Abarbeiten ein abgegebene-Wärmemenge-verringerndes Abarbeiten ist, in dem eine durch den Kondensator von dem Kältemittel abgegebene Wärmemenge, verglichen mit einem Fall, in dem das Umgehungsventil in dem geschlossenen Zustand nicht steckengeblieben ist, verringert wird.
  5. Einrichtung zum Ausnutzen von Wärme, die von einem Verbrennungsmotor vergeudet wird, wie in Anspruch 4 definiert, wobei, wenn der Kondensator parallel zu einem Radiator zum Kühlen von Motorkühlwasser angeordnet ist, so dass der Kondensator durch einen Radiatorventilator gekühlt wird, wobei das abgegebene-Wärmemenge-verringernde Abarbeiten ein Radiatorventilator-anhaltendes Abarbeiten ist, in dem der Radiatorventilator angehalten wird, und wobei, wenn eine Temperatur des Motorkühlwassers einem vorbestimmten vorab definierten Wert gleich wird oder ihn überschreitet, der Radiatorventilator selbst in einem Fall, in dem das Umgehungsventil in dem geschlossenen Zustand steckengeblieben ist, nicht angehalten wird.
  6. Einrichtung zum Ausnutzen von Wärme, die von einem Verbrennungsmotor vergeudet wird, wie in einem der Ansprüche 2 bis 5 definiert, wobei das Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck-verringernde Abarbeiten ein Expansionseinrichtung-Arbeitslast-verringerndes Abarbeiten ist, in dem eine Arbeitslast der Expansionseinrichtung verringert wird.
  7. Einrichtung zum Ausnutzen von Wärme, die von einem Verbrennungsmotor vergeudet wird, wie in einem der Ansprüche 2 bis 6 definiert, wobei der Kondensator ein flüssigkeitsgekühlter Kondensator ist, wobei die Einrichtung zum Ausnutzen von Wärme, die von dem Verbrennungsmotor vergeudet wird, ferner aufweist: eine Kühlflüssigkeitspassage zum Zirkulieren einer zweiten Kühlflüssigkeit zu dem flüssigkeitsgekühlten Kondensator, wobei sich die zweite Kühlflüssigkeit von dem Motorkühlwasser unterscheidet; eine Kühlflüssigkeitspumpe, die in der Kühlflüssigkeitspassage zwischengeschaltet ist, wobei die Kühlflüssigkeitspumpe konfiguriert ist, eine Ausstoßmenge der zweiten Kühlflüssigkeit einzustellen; und einen Sub-Radiator zum Kühlen der zweiten Kühlflüssigkeit, und wobei das Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck-verringernde Abarbeiten ein Ausstoßmengen-verringerndes Abarbeiten ist, in dem eine Ausstoßmenge der Kühlflüssigkeitspumpe, verglichen mit einem Fall, in dem das Umgehungsventil in dem geschlossenen Zustand nicht steckengeblieben ist, verringert wird.
  8. Einrichtung zum Ausnutzen von Wärme, die von einem Verbrennungsmotor vergeudet wird, wie in Anspruch 7 definiert, wobei, wenn der Sub-Radiator parallel zu einem Radiator zum Kühlen des Motorkühlwassers angeordnet ist, so dass der Sub-Radiator durch einen Radiatorventilator gekühlt wird, wobei, wenn eine Temperatur der zweiten Kühlflüssigkeit an einem Auslass der Kühlflüssigkeitspumpe einem vorbestimmten Wert gleich wird oder ihn überschreitet, der Radiatorventilator, selbst in einem Fall, in dem das Umgehungsventil in dem geschlossenen Zustand steckengeblieben ist, nicht angehalten wird.
  9. Einrichtung zum Ausnutzen von Wärme, die von einem Verbrennungsmotor vergeudet wird, wie in einem der Ansprüche 2 bis 8 definiert, wobei der Kondensator ein flüssigkeitsgekühlter Kondensator ist, wobei die Einrichtung zum Ausnutzen von Wärme, die von einem Verbrennungsmotor vergeudet wird, ferner aufweist: eine Kühlflüssigkeitspassage zum Zirkulieren einer zweiten Kühlflüssigkeit zu dem flüssigkeitsgekühlten Kondensator, wobei sich die zweite Kühlflüssigkeit von dem Motorkühlwasser unterscheidet; eine Kühlflüssigkeitspumpe, die in der Kühlflüssigkeitspassage zwischengeschaltet ist, wobei die Kühlflüssigkeitspumpe konfiguriert ist, eine Ausstoßmenge der zweiten Kühlflüssigkeit einzustellen; und einen Sub-Radiator zum Kühlen der zweiten Kühlflüssigkeit, und wobei das Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck-verringernde Abarbeiten ein abgegebene-Wärmemenge-verringerndes Abarbeiten ist, in dem eine in dem flüssigkeitsgekühlten Kondensator von der zweiten Kühlflüssigkeit abgegebene Wärmemenge, verglichen mit einem Fall, in dem das Umgehungsventil in dem geschlossenen Zustand nicht steckengeblieben ist, verringert wird.
  10. Einrichtung zum Ausnutzen von Wärme, die von einem Verbrennungsmotor vergeudet wird, wie in einem der Ansprüche 2 bis 8 definiert, wobei der Kondensator ein flüssigkeitsgekühlter Kondensator ist, wobei die Einrichtung zum Ausnutzen von Wärme, die von einem Verbrennungsmotor vergeudet wird, ferner aufweist: eine Kühlflüssigkeitspassage zum Zirkulieren einer zweiten Kühlflüssigkeit zu dem flüssigkeitsgekühlten Kondensator, wobei sich die zweite Kühlflüssigkeit von dem Motorkühlwasser unterscheidet; eine Kühlflüssigkeitspumpe, die in der Kühlflüssigkeitspassage zwischengeschaltet ist, wobei die Kühlflüssigkeitspumpe konfiguriert ist, eine Ausstoßmenge der zweiten Kühlflüssigkeit einzustellen; und einen Sub-Radiator zum Kühlen der zweiten Kühlflüssigkeit, und wobei das Expansionseinrichtung-Vorne-Hinten-Differenzdruck-verringernde Abarbeiten ein aufgenommene-Wärmemenge-verringerndes Abarbeiten ist, in dem eine Wärmemenge, die in dem flüssigkeitsgekühlten Kondensator durch das Kältemittel aufgenommen wird, verglichen mit einem Fall, in dem das Umgehungsventil in dem geschlossenen Zustand nicht steckengeblieben ist, verringert wird.
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WO (1) WO2015174497A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021206214A1 (de) 2021-06-17 2022-12-22 Mahle International Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Abwärmenutzungseinrichtung

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016200628A1 (de) * 2016-01-19 2017-07-20 Robert Bosch Gmbh Welle-Nabe-Verbindung
DE102019115909A1 (de) * 2019-06-12 2020-12-17 Volkswagen Aktiengesellschaft Verbrennungsmotor mit Abgaswärmerückgewinnungssystem sowie Verfahren zur Abgaswärmerückgewinnung
US11739756B2 (en) * 2020-11-30 2023-08-29 Deere & Company Multi-pump apparatus of cooling system
CN117922381A (zh) * 2024-03-21 2024-04-26 中国第一汽车股份有限公司 一种动力电池的热管理装置和方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7484368B2 (en) * 2006-08-11 2009-02-03 Eaton Corporation Clutched super turbo control strategy
JP2008145022A (ja) * 2006-12-07 2008-06-26 Denso Corp 廃熱利用装置を備える冷凍装置
JP2009167994A (ja) * 2008-01-21 2009-07-30 Sanden Corp 内燃機関の廃熱利用装置
JP5143056B2 (ja) * 2009-03-02 2013-02-13 日産自動車株式会社 排熱回生システム
JP5829409B2 (ja) 2011-03-17 2015-12-09 サンデンホールディングス株式会社 自動車用廃熱利用システム
CN103649510B (zh) * 2011-04-21 2015-07-22 马克卡车公司 具有涡轮机旁路的动力系统以及操作动力系统的方法
JP2013046969A (ja) * 2011-08-29 2013-03-07 Nec Casio Mobile Communications Ltd 印刷装置、印刷方法およびプログラム
JP5804879B2 (ja) * 2011-09-30 2015-11-04 日産自動車株式会社 廃熱利用装置
JP5894756B2 (ja) * 2011-09-30 2016-03-30 日産自動車株式会社 ランキンサイクルシステム
JP5741524B2 (ja) 2011-10-19 2015-07-01 株式会社豊田自動織機 ランキンサイクル
JP2013133752A (ja) * 2011-12-27 2013-07-08 Toyota Industries Corp 廃熱利用装置
US9022647B2 (en) * 2012-03-30 2015-05-05 Ford Global Technologies, Llc Engine cooling system control
KR102123702B1 (ko) 2012-05-16 2020-06-16 호야 가부시키가이샤 마스크 블랭크, 전사용 마스크 및 이들의 제조 방법
US20140075941A1 (en) * 2012-09-14 2014-03-20 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) Power generating apparatus and operation method thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021206214A1 (de) 2021-06-17 2022-12-22 Mahle International Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Abwärmenutzungseinrichtung

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