JP2015232273A - Rankine cycle - Google Patents

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Hiroyuki Nagai
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a Rankine cycle capable of stably extracting power even at a time of starting an engine in a cold state.SOLUTION: A Rankine cycle (31) comprises: coolant passages (13, 14) cooling an engine with coolant; an evaporator (36); an expansion unit (37); a condenser (38); and a pump (32), the Rankine cycle (31) comprising: coolant temperature detection means (74) detecting a temperature of the coolant; and activation permission determination means (71) determining whether to permit activation of the Rankine cycle (31) by whether the temperature of the coolant reaches an activation permissible temperature, the activation permission determination means (71) setting the activation permissible temperature at a time of starting the engine in the cold state different from the activation permissible temperature at a time of restarting the engine in an engine warm-up completion state, and the activation permissible temperature at the time of starting the engine in the cold state being set higher than the activation permissible temperature at the time of restarting the engine in the engine warm-up completion state.

Description

この発明はランキンサイクル、特に冷間状態でのエンジン始動時のランキンサイクルの起動方法に関する。   The present invention relates to a Rankine cycle, and more particularly to a method for starting a Rankine cycle when starting an engine in a cold state.

ランキンサイクルの媒体と冷凍サイクルの冷媒との温度差が所定値以上となるように冷媒の温度と媒体の温度を制御するものがある(特許文献1参照)。   Some control the temperature of the refrigerant and the temperature of the medium so that the temperature difference between the Rankine cycle medium and the refrigerant of the refrigeration cycle is equal to or greater than a predetermined value (see Patent Document 1).

特開2009−204204号公報JP 2009-204204 A

ところで、ランキンサイクルから安定して動力を取り出すためには、エンジンの冷却水が所定の温度以上であることが必要であり、冷却水温度が低くなるとランキンサイクルから取り出せる動力が減少してしまう。上記特許文献1には、ランキンサイクルの媒体と冷凍サイクルの冷媒との温度差を所定値以上に制御することが提案されているが、必ずしも冷却水温度は安定しているものではなく、改善の余地があった。   By the way, in order to stably extract power from the Rankine cycle, it is necessary that the cooling water of the engine be equal to or higher than a predetermined temperature. When the cooling water temperature is lowered, the power that can be extracted from the Rankine cycle is reduced. Patent Document 1 proposes that the temperature difference between the Rankine cycle medium and the refrigerant in the refrigeration cycle be controlled to a predetermined value or more. However, the cooling water temperature is not necessarily stable, and the improvement There was room.

そこで本発明は、冷間状態でのエンジン始動時においても安定して動力を取り出し得るランキンサイクルを提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a Rankine cycle that can stably extract power even when the engine is started in a cold state.

本発明のランキンサイクルは、冷却水によりエンジンを冷却する冷却水通路と、前記冷却水と熱交換を行い作動媒体を加熱する蒸発器と、前記蒸発器を通過した作動媒体を膨張させて動力を発生する膨張機と、前記膨張機を通過した作動媒体を冷却する凝縮器と、前記凝縮器を通過した作動媒体を前記蒸発器に送り出すポンプとを有するランキンサイクルと、前記冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段と、前記冷却水温度が起動許可温度に到達したか否かでランキンサイクルの起動を許可するか否かを判定する起動許可判定手段とを備えている。本発明のランキンサイクルでは、さらに、前記起動許可判定手段が、前記起動許可温度を冷間状態でのエンジン始動時とエンジンの暖機完了状態でのエンジン再始動時とで相違させ、エンジン冷間状態でのエンジン始動時の起動許可温度をエンジン暖機完了状態でのエンジン再始動時の起動許可温度より高く設定する。   The Rankine cycle of the present invention includes a cooling water passage that cools the engine with cooling water, an evaporator that exchanges heat with the cooling water to heat the working medium, and expands the working medium that has passed through the evaporator to generate power. A Rankine cycle having an expander that generates, a condenser that cools the working medium that has passed through the expander, and a pump that sends the working medium that has passed through the condenser to the evaporator, and detects the temperature of the cooling water Cooling water temperature detecting means, and activation permission determining means for determining whether or not to allow the Rankine cycle to be activated depending on whether or not the cooling water temperature has reached the activation permission temperature. In the Rankine cycle according to the present invention, the start permission determining means further makes the start permission temperature different between when the engine is started in a cold state and when the engine is restarted when the engine is warmed up. The start permission temperature at the engine start in the state is set higher than the start permission temperature at the engine restart in the engine warm-up completion state.

冷却水温度が不安定な冷間状態でのエンジン始動時には、ランキンサイクルの起動許可水温を冷却水温度が安定しているエンジン暖機完了状態でのエンジン再始動時よりも高く設定することで、ランキンサイクルから安定して動力を取り出すことができると共に、エンジン暖機完了状態でのエンジン再始動時であれば、速やかにランキンサイクルの起動を許可できるので、ランキンサイクルの運転領域を広げることができる。   When starting the engine in a cold state where the cooling water temperature is unstable, by setting the start-up permission water temperature of the Rankine cycle higher than when restarting the engine in the engine warm-up completion state where the cooling water temperature is stable, It is possible to stably extract power from the Rankine cycle, and at the time of engine restart when the engine is warmed up, the Rankine cycle can be quickly started, so the operating range of the Rankine cycle can be expanded. .

本発明の第1実施形態のランキンサイクルのシステム全体を表した概略構成図である。It is a schematic structure figure showing the whole system of a Rankine cycle of a 1st embodiment of the present invention. ポンプ及び膨張機を一体化した膨張機ポンプの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the expander pump which integrated the pump and the expander. 冷媒ポンプの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of a refrigerant pump. 膨張機の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of an expander. 冷媒系バルブの機能を示す概略図である。It is the schematic which shows the function of a refrigerant | coolant type | system | group valve | bulb. ハイブリッド車両の概略構成図である。It is a schematic block diagram of a hybrid vehicle. エンジンの概略斜視図である。It is a schematic perspective view of an engine. 排気管の配置を車両の下方から見た概略図である。It is the schematic which looked at arrangement | positioning of an exhaust pipe from the downward direction of the vehicle. ランキンサイクル運転域の特性図である。It is a characteristic view of a Rankine cycle operation area. ランキンサイクル運転域の特性図である。It is a characteristic view of a Rankine cycle operation area. 膨張機トルクによりエンジン出力軸の回転をアシストしている途中でハイブリッド車両1の加速が行われたときの様子を示したタイミングチャートである。6 is a timing chart showing a state when acceleration of the hybrid vehicle 1 is performed while assisting rotation of an engine output shaft by an expander torque. ランキンサイクルの運転停止からの再起動の様子を示したタイミングチャートである。It is the timing chart which showed the mode of restart from the stop of Rankine cycle operation. 第1実施形態のエンジン冷間始動時の冷却水温度の変化を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the change of the cooling water temperature at the time of engine cold start of a 1st embodiment. 第1実施形態のランキンサイクルの起動を説明するためのフローチャートである。It is a flow chart for explaining starting of a Rankine cycle of a 1st embodiment. 第1実施形態の外気温補正係数の特性図である。It is a characteristic view of the outside air temperature correction coefficient of the first embodiment. 第2実施形態のランキンサイクルのシステム全体を表した概略構成図である。It is a schematic block diagram showing the whole system of Rankine cycle of a 2nd embodiment. 第2実施形態のエンジン冷間始動時の冷却水温度の変化を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the change of the cooling water temperature at the time of engine cold start of a 2nd embodiment. 第2実施形態のランキンサイクルの起動を説明するためのフローチャートである。It is a flow chart for explaining starting of a Rankine cycle of a 2nd embodiment. 第3実施形態のランキンサイクルの再起動を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating restart of the Rankine cycle of 3rd Embodiment. 第3実施形態の基本ヒステリシス分の特性図である。It is a characteristic view for the basic hysteresis of the third embodiment. 第3実施形態の外気温補正係数の特性図である。It is a characteristic view of the outside air temperature correction coefficient of the third embodiment. 第4実施形態のランキンサイクルの再起動を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating restart of the Rankine cycle of 4th Embodiment. 第4実施形態の基本ヒステリシス分の特性図である。It is a characteristic view for the basic hysteresis of the fourth embodiment. 第4実施形態の外気温補正係数の特性図である。It is a characteristic view of the outside air temperature correction coefficient of the fourth embodiment. 第5実施形態のランキンサイクルの起動を説明するためのフローチャートである。It is a flow chart for explaining starting of a Rankine cycle of a 5th embodiment. 第5実施形態の外気温補正係数の特性図である。It is a characteristic view of the outside air temperature correction coefficient of the fifth embodiment. 第6実施形態のランキンサイクルの起動を説明するためのフローチャートである。It is a flow chart for explaining starting of a Rankine cycle of a 6th embodiment. 第7実施形態のランキンサイクルの再起動を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating restart of the Rankine cycle of 7th Embodiment. 第7実施形態の基本遅れ時間の特性図である。It is a characteristic figure of the basic delay time of a 7th embodiment. 第7実施形態の外気温補正係数の特性図である。It is a characteristic view of the outside temperature correction coefficient of 7th Embodiment. 第8実施形態のランキンサイクルのシステム全体を表した概略構成図である。It is a schematic structure figure showing the whole system of a Rankine cycle of an 8th embodiment. 第9実施形態のランキンサイクルのシステム全体を表した概略構成図である。It is a schematic block diagram showing the whole system of Rankine cycle of a 9th embodiment. 第10実施形態のランキンサイクルのシステム全体を表した概略構成図である。It is a schematic structure figure showing the whole system of a Rankine cycle of a 10th embodiment. 第11実施形態のランキンサイクルのシステム全体を表した概略構成図である。It is a schematic structure figure showing the whole system of a Rankine cycle of an 11th embodiment.

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態のランキンサイクルのシステム全体を表した概略構成図を示している。図1のランキンサイクル31は、冷凍サイクル51と冷媒および凝縮器38を共有する構成になっており、ランキンサイクル31と冷凍サイクル51を統合したサイクルのことを、これ以降統合サイクル30と表現する。図4は統合サイクル30が搭載されるハイブリッド車両1の概略構成図である。尚、統合サイクル30は、ランキンサイクル31と冷凍サイクル51の冷媒が循環する回路(通路)及びその途中に設けられたポンプ、膨張機、凝縮器等の構成要素に加え、冷却水や排気の回路(通路)等を含めたシステム全体を指すものとする。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the entire Rankine cycle system according to the first embodiment of the present invention. The Rankine cycle 31 in FIG. 1 is configured to share the refrigeration cycle 51 and the refrigerant and the condenser 38, and a cycle in which the Rankine cycle 31 and the refrigeration cycle 51 are integrated is hereinafter expressed as an integrated cycle 30. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the hybrid vehicle 1 on which the integrated cycle 30 is mounted. The integrated cycle 30 includes a circuit (passage) through which the refrigerant of the Rankine cycle 31 and the refrigeration cycle 51 circulates and components such as a pump, an expander, and a condenser provided in the middle of the circuit, and a circuit for cooling water and exhaust. It shall refer to the entire system including (passage).

ハイブリッド車両1では、エンジン2、モータジェネレータ81、自動変速機82が直列に連結され、自動変速機82の出力はプロペラシャフト83、ディファレンシャルギヤ84を介して駆動輪85に伝達される。エンジン2とモータジェネレータ81の間には第1駆動軸クラッチ86を設けている。また、自動変速機82の摩擦締結要素の一つが第2駆動軸クラッチ87として構成されている。第1駆動軸クラッチ86と第2駆動軸クラッチ87は、エンジンコントローラ71に接続されており、ハイブリッド車両の運転条件に応じてその断接(接続状態)が制御される。ハイブリッド車両1では、図7Bに示すように、車速がエンジン2の効率が悪いEV走行領域にあるときには、エンジン2を停止し第1駆動軸クラッチ86を遮断し第2駆動軸クラッチ87を接続してモータジェネレータ81による駆動力のみでハイブリッド車両1の走行を行わせる。一方、車速がEV走行領域を外れてランキンサイクル運転域に移行したときには、エンジン2を運転してランキンサイクル31(後述する)を運転する。エンジン2は排気通路3を備え、排気通路3は、排気マニホールド4と、排気マニホールド4の集合部に接続される排気管5とから構成される。排気管5は途中でバイパス排気管6と分岐しており、バイパス排気管6にバイパスされる区間の排気管5には、排気と冷却水との間で熱交換を行なうための廃熱回収器22を備える。廃熱回収器22とバイパス排気管6は、図6に示すように、これらを一体化した廃熱回収ユニット23として、床下触媒88とその下流のサブマフラー89との間に配置される。   In the hybrid vehicle 1, the engine 2, the motor generator 81, and the automatic transmission 82 are connected in series, and the output of the automatic transmission 82 is transmitted to the drive wheels 85 via the propeller shaft 83 and the differential gear 84. A first drive shaft clutch 86 is provided between the engine 2 and the motor generator 81. One of the frictional engagement elements of the automatic transmission 82 is configured as a second drive shaft clutch 87. The first drive shaft clutch 86 and the second drive shaft clutch 87 are connected to the engine controller 71, and their connection / disconnection (connected state) is controlled according to the driving conditions of the hybrid vehicle. In the hybrid vehicle 1, as shown in FIG. 7B, when the vehicle speed is in the EV traveling region where the efficiency of the engine 2 is poor, the engine 2 is stopped, the first drive shaft clutch 86 is disconnected, and the second drive shaft clutch 87 is connected. Thus, the hybrid vehicle 1 is caused to travel only by the driving force of the motor generator 81. On the other hand, when the vehicle speed deviates from the EV travel region and shifts to the Rankine cycle operation region, the engine 2 is operated to operate the Rankine cycle 31 (described later). The engine 2 includes an exhaust passage 3, and the exhaust passage 3 includes an exhaust manifold 4 and an exhaust pipe 5 connected to a collective portion of the exhaust manifold 4. The exhaust pipe 5 branches off from the bypass exhaust pipe 6 on the way, and the exhaust pipe 5 in the section bypassed by the bypass exhaust pipe 6 has a waste heat recovery unit for exchanging heat between the exhaust and the cooling water. 22. As shown in FIG. 6, the waste heat recovery unit 22 and the bypass exhaust pipe 6 are disposed between the underfloor catalyst 88 and the sub muffler 89 downstream thereof as a waste heat recovery unit 23 in which these are integrated.

図1に基づき、まず、エンジン冷却水回路について説明する。エンジン2を出た80〜90℃程度の冷却水は、ラジエータ11を通る冷却水通路13と、ラジエータ11をバイパスするバイパス冷却水通路14とに別れて流れる。その後、2つの流れは、両通路13、14を流れる冷却水流量の配分を決めるサーモスタットバルブ15で再び合流し、さらに冷却水ポンプ16を経てエンジン2に戻る。冷却水ポンプ16はエンジン2によって駆動され、その回転速度はエンジン回転速度と同調している。サーモスタットバルブ15は、冷却水温度が高い場合に冷却水通路13側のバルブ開度を大きくしてラジエータ11を通過する冷却水量を相対的に増やし、冷却水温度が低い場合に冷却水通路13側のバルブ開度を小さくしてラジエータ11を通過する冷却水量を相対的に減らす。エンジン2の暖機前など特に冷却水温度が低い場合には、完全にラジエータ11をバイパスさせて冷却水の全量がバイパス冷却水通路14側を流れる。一方、バイパス冷却水通路14側のバルブ開度は全閉になることはなく、ラジエータ11を流れる冷却水流量が多くなったときに、バイパス冷却水通路14を流れる冷却水の流量は、冷却水の全量がバイパス冷却水通路14側を流れる場合と比べて低下するが、流れが完全に停止することがないようにサーモスタットバルブ15が構成されている。ラジエータ11をバイパスするバイパス冷却水通路14は、冷却水通路13から分岐して後述の熱交換器36に直接接続する第1バイパス冷却水通路24と、冷却水通路13から分岐して廃熱回収器22を経た後に熱交換器36に接続する第2バイパス冷却水通路25とからなる。   First, the engine coolant circuit will be described with reference to FIG. The cooling water of about 80 to 90 ° C. leaving the engine 2 flows separately into a cooling water passage 13 that passes through the radiator 11 and a bypass cooling water passage 14 that bypasses the radiator 11. Thereafter, the two flows are merged again by a thermostat valve 15 that determines the distribution of the flow rate of the cooling water flowing through both passages 13 and 14, and then returns to the engine 2 via the cooling water pump 16. The cooling water pump 16 is driven by the engine 2 and its rotation speed is synchronized with the engine rotation speed. The thermostat valve 15 relatively increases the amount of cooling water passing through the radiator 11 by increasing the valve opening on the cooling water passage 13 side when the cooling water temperature is high, and on the cooling water passage 13 side when the cooling water temperature is low. The amount of cooling water passing through the radiator 11 is relatively reduced by reducing the valve opening. When the coolant temperature is particularly low, such as before the engine 2 is warmed up, the radiator 11 is completely bypassed and the entire amount of coolant flows through the bypass coolant passage 14 side. On the other hand, the valve opening on the bypass cooling water passage 14 side is not fully closed, and when the flow rate of the cooling water flowing through the radiator 11 is increased, the flow rate of the cooling water flowing through the bypass cooling water passage 14 is However, the thermostat valve 15 is configured so that the flow does not stop completely. A bypass cooling water passage 14 that bypasses the radiator 11 is branched from the cooling water passage 13 and directly connected to a heat exchanger 36, which will be described later, and from the cooling water passage 13 to recover waste heat. The second bypass cooling water passage 25 connected to the heat exchanger 36 after passing through the vessel 22.

バイパス冷却水通路14には、ランキンサイクル31の冷媒と熱交換を行なう熱交換器36を備える。この熱交換器36は加熱器と過熱器とを統合したものである。すなわち、熱交換器36には2つの冷却水通路36a、36bがほぼ一列に、また、冷媒と冷却水が熱交換可能なようにランキンサイクル31の冷媒が流れる冷媒通路36cは冷却水通路36a、36bと隣接して設けられている。さらに熱交換器36の全体を俯瞰して見たときにランキンサイクル31の冷媒と冷却水が互いに流れ方向が逆向きとなるように各通路36a、36b、36cが構成されている。   The bypass cooling water passage 14 includes a heat exchanger 36 that exchanges heat with the refrigerant of the Rankine cycle 31. This heat exchanger 36 is an integrated heater and superheater. That is, two cooling water passages 36a and 36b are arranged in a row in the heat exchanger 36, and a refrigerant passage 36c through which the refrigerant of the Rankine cycle 31 flows so that heat can be exchanged between the refrigerant and the cooling water is a cooling water passage 36a, It is provided adjacent to 36b. Further, the passages 36a, 36b, and 36c are configured so that the refrigerant and the cooling water of the Rankine cycle 31 are in opposite directions when viewed from the whole heat exchanger 36.

詳細には、ランキンサイクル31の冷媒にとって上流(図1の左)側に位置する一方の冷却水通路36aは、第1バイパス冷却水通路24に介装されている。この冷却水通路36a及びこの冷却水通路36aに隣接する冷媒通路部分からなる熱交換器左側部分は、エンジン2から出た冷却水を冷却水通路36aに直接導入することで、冷媒通路36cを流れるランキンサイクル31の冷媒を加熱するための加熱器である。   Specifically, one cooling water passage 36 a located on the upstream side (left side in FIG. 1) for the refrigerant of Rankine cycle 31 is interposed in the first bypass cooling water passage 24. The left side portion of the heat exchanger composed of the cooling water passage 36a and the refrigerant passage portion adjacent to the cooling water passage 36a flows through the refrigerant passage 36c by directly introducing the cooling water from the engine 2 into the cooling water passage 36a. It is a heater for heating the refrigerant of Rankine cycle 31.

ランキンサイクル31の冷媒にとって下流(図1の右)側に位置する他方の冷却水通路36bには、第2バイパス冷却水通路25を介して廃熱回収器22を経た冷却水が導入される。冷却水通路36b及びこの冷却水通路36bに隣接する冷媒通路部分からなる熱交換器右側部分(ランキンサイクル31の冷媒にとって下流側)は、エンジン2の出口の冷却水を排気によってさらに加熱した冷却水を冷却水通路36bに導入することで、冷媒通路36cを流れる冷媒を過熱する過熱器である。   Cooling water that has passed through the waste heat recovery device 22 is introduced into the other cooling water passage 36b located on the downstream (right side in FIG. 1) side of the refrigerant in the Rankine cycle 31 via the second bypass cooling water passage 25. The right side portion of the heat exchanger (downstream side for the refrigerant of Rankine cycle 31) composed of the cooling water passage 36b and the refrigerant passage portion adjacent to the cooling water passage 36b is a cooling water obtained by further heating the cooling water at the outlet of the engine 2 by exhaust gas. Is a superheater that superheats the refrigerant flowing through the refrigerant passage 36c by introducing the refrigerant into the cooling water passage 36b.

廃熱回収器22の冷却水通路22aは排気管5に隣接して設けている。廃熱回収器22の冷却水通路22aにエンジン2の出口の冷却水を導入することで、冷却水を高温の排気によって例えば110〜115℃程度まで加熱することができる。廃熱回収器22の全体を俯瞰して見たときに、排気と冷却水とが互いに流れる向きが逆向きとなるように冷却水通路22aが構成されている。   The cooling water passage 22 a of the waste heat recovery unit 22 is provided adjacent to the exhaust pipe 5. By introducing the cooling water at the outlet of the engine 2 into the cooling water passage 22a of the waste heat recovery unit 22, the cooling water can be heated to, for example, about 110 to 115 ° C. by high-temperature exhaust. The cooling water passage 22a is configured so that the exhaust and cooling water flow in opposite directions when the waste heat recovery device 22 is viewed from above.

廃熱回収器22を設けた第2バイパス冷却水通路25には制御弁26が介装されている。エンジン2の内部にある冷却水の温度を指すエンジン水温が、例えばエンジンの効率悪化やノックを発生させないための許容温度(例えば100℃)を超えないように、エンジン2の出口の冷却水温度センサ74の検出温度が所定値以上になると、この制御弁26の開度を減少させるようにしている。エンジン水温が許容温度に近づくと、廃熱回収器22を通過する冷却水量を減少させるので、エンジン水温が許容温度を超えてしまうことを確実に防ぐことができる。   A control valve 26 is interposed in the second bypass cooling water passage 25 provided with the waste heat recovery unit 22. Cooling water temperature sensor at the outlet of the engine 2 so that the engine water temperature indicating the temperature of the cooling water inside the engine 2 does not exceed an allowable temperature (for example, 100 ° C.) for preventing deterioration of engine efficiency or knocking, for example. When the detected temperature 74 is equal to or higher than a predetermined value, the opening degree of the control valve 26 is decreased. When the engine water temperature approaches the permissible temperature, the amount of cooling water passing through the waste heat recovery device 22 is reduced, so that it is possible to reliably prevent the engine water temperature from exceeding the permissible temperature.

一方、第2バイパス冷却水通路25の流量が減少したことによって、廃熱回収器22により上昇する冷却水温度が上がりすぎて冷却水が蒸発(沸騰)してしまったのでは、熱交換器36での効率が落ちるだけでなく、冷却水通路内の冷却水の流れが悪くなって温度が過剰に上昇してしまう恐れがある。これを避けるため、廃熱回収器22をバイパスするバイパス排気管6と、排気回収器22の排気通過量とバイパス排気管6の排気通過量とをコントロールするサーモスタットバルブ7をバイパス排気管6の分岐部に設けている。すなわち、サーモスタットバルブ7は、そのバルブ開度が廃熱回収器22を出た冷却水温度が所定の温度(例えば沸騰温度120℃)を超えないように、廃熱回収器22を出た冷却水温度に基づいて調節される。   On the other hand, if the flow rate of the second bypass cooling water passage 25 decreases, the cooling water temperature rising by the waste heat recovery device 22 rises too much and the cooling water evaporates (boils). In addition to a decrease in efficiency, the flow of cooling water in the cooling water passage may deteriorate and the temperature may rise excessively. In order to avoid this, the bypass exhaust pipe 6 that bypasses the waste heat recovery unit 22, and the thermostat valve 7 that controls the exhaust passage amount of the exhaust recovery unit 22 and the exhaust passage amount of the bypass exhaust pipe 6 are branched from the bypass exhaust pipe 6. Provided in the department. In other words, the thermostat valve 7 is configured such that the valve opening degree of the cooling water exiting the waste heat recovery unit 22 is such that the temperature of the cooling water exiting the waste heat recovery unit 22 does not exceed a predetermined temperature (for example, a boiling temperature of 120 ° C.). Adjusted based on temperature.

熱交換器36とサーモスタットバルブ7と廃熱回収器22とは、廃熱回収ユニット23として一体化されていて、車幅方向略中央の床下において排気管途中に配設されている。サーモスタットバルブ7は、バイメタル等を用いた比較的簡易な感温弁でも良いし、温度センサ出力が入力されるコントローラによって制御される制御弁であっても良い。サーモスタットバルブ7による排気から冷却水への熱交換量の調節は比較的大きな遅れを伴うため、サーモスタットバルブ7を単独で調節したのではエンジン水温が許容温度を超えないようにするのが難しい。しかしながら、第2バイパス冷却水通路25の制御弁26をエンジン水温(出口温度)に基づき制御するようにしてあるので、熱回収量を速やかに低減し、エンジン水温が許容温度を超えるのを確実に防ぐことができる。また、エンジン水温が許容温度までに余裕がある状態であれば、廃熱回収器22を出る冷却水温度がエンジン水温の許容温度を越えるほどの高温(例えば110〜115℃)になるまで熱交換を行って、廃熱回収量を増加させることができる。冷却水通路36bを出た冷却水は、第2バイパス冷却水通路25を介して第1バイパス冷却水通路24に合流されている。   The heat exchanger 36, the thermostat valve 7, and the waste heat recovery unit 22 are integrated as a waste heat recovery unit 23, and are arranged in the middle of the exhaust pipe under the floor at the approximate center in the vehicle width direction. The thermostat valve 7 may be a relatively simple temperature-sensitive valve using bimetal or the like, or may be a control valve controlled by a controller to which a temperature sensor output is input. Adjustment of the amount of heat exchange from the exhaust gas to the cooling water by the thermostat valve 7 involves a relatively large delay. Therefore, if the thermostat valve 7 is adjusted alone, it is difficult to prevent the engine water temperature from exceeding the allowable temperature. However, since the control valve 26 of the second bypass cooling water passage 25 is controlled based on the engine water temperature (exit temperature), the heat recovery amount can be quickly reduced and the engine water temperature can be surely exceeded the allowable temperature. Can be prevented. Further, if the engine water temperature has a margin before the allowable temperature, heat exchange is performed until the temperature of the cooling water exiting the waste heat recovery unit 22 becomes high enough to exceed the allowable temperature of the engine water temperature (for example, 110 to 115 ° C.). To increase the amount of recovered waste heat. The cooling water that has exited the cooling water passage 36 b is joined to the first bypass cooling water passage 24 via the second bypass cooling water passage 25.

バイパス冷却水通路14からサーモスタットバルブ15に向かう冷却水の温度が、例えば熱交換器36でランキンサイクル31の冷媒と熱交換することによって十分低下していれば、サーモスタットバルブ15の冷却水通路13側のバルブ開度が小さくされて、ラジエータ11を通過する冷却水量は相対的に減らされる。逆にバイパス冷却水通路14からサーモスタットバルブ15に向かう冷却水の温度が、ランキンサイクル31が運転されていないことなどによって高くなると、サーモスタットバルブ15の冷却水通路13側のバルブ開度が大きくされて、ラジエータ11を通過する冷却水量は相対的に増やされる。このようなサーモスタットバルブ15の動作に基づいて、エンジン2の冷却水温度が適当に保たれ、熱がランキンサイクル31へ適当に供給(回収)されるように構成されている。   If the temperature of the cooling water from the bypass cooling water passage 14 toward the thermostat valve 15 is sufficiently lowered by exchanging heat with the refrigerant of the Rankine cycle 31 by the heat exchanger 36, for example, the cooling water passage 13 side of the thermostat valve 15 The amount of cooling water passing through the radiator 11 is relatively reduced. Conversely, when the temperature of the cooling water from the bypass cooling water passage 14 toward the thermostat valve 15 becomes high due to the Rankine cycle 31 not being operated, the valve opening of the thermostat valve 15 on the cooling water passage 13 side is increased. The amount of cooling water passing through the radiator 11 is relatively increased. Based on the operation of the thermostat valve 15, the cooling water temperature of the engine 2 is appropriately maintained, and heat is appropriately supplied (recovered) to the Rankine cycle 31.

次に、ランキンサイクル31について述べる。ここでは、ランキンサイクル31は、単純なランキンサイクルでなく、冷凍サイクル51と統合した統合サイクル30の一部として構成されている。以下では、基本となるランキンサイクル31を先に説明し、その後に冷凍サイクル51に言及する。   Next, Rankine cycle 31 will be described. Here, Rankine cycle 31 is not a simple Rankine cycle, but is configured as a part of integrated cycle 30 integrated with refrigeration cycle 51. Hereinafter, the basic Rankine cycle 31 will be described first, and then the refrigeration cycle 51 will be referred to.

ランキンサイクル31は、エンジン2の冷却水を介してエンジン2の廃熱を冷媒に回収し、回収した廃熱を動力として回生するシステムである。ランキンサイクル31は、冷媒ポンプ32、過熱器としての熱交換器36、膨張機37及び凝縮器(コンデンサ)38を備え、各構成要素は冷媒(R134a等)が循環する冷媒通路41〜44により接続されている。   The Rankine cycle 31 is a system that recovers waste heat of the engine 2 to a refrigerant through cooling water of the engine 2 and regenerates the recovered waste heat as power. The Rankine cycle 31 includes a refrigerant pump 32, a heat exchanger 36 as a superheater, an expander 37, and a condenser (condenser) 38, and each component is connected by refrigerant passages 41 to 44 through which a refrigerant (R134a and the like) circulates. Has been.

冷媒ポンプ32の軸は同一の軸上で膨張機37の出力軸と連結配置され、膨張機37の発生する出力(動力)によって冷媒ポンプ32を駆動すると共に、発生動力をエンジン2の出力軸(クランク軸)に供給する構成である(図2A参照)。すなわち、冷媒ポンプ32軸及び膨張機37の出力軸は、エンジン2の出力軸と平行に配置され、冷媒ポンプ32軸の先端に設けたポンププーリ33と、クランクプーリ2aとの間にベルト34を掛け回している(図1参照)。なお、本実施形態の冷媒ポンプ32としてはギヤ式のポンプを、膨張機37としてはスクロール式の膨張機を採用している(図2B、図2C参照)。   The shaft of the refrigerant pump 32 is connected to the output shaft of the expander 37 on the same shaft, and the refrigerant pump 32 is driven by the output (power) generated by the expander 37 and the generated power is used as the output shaft of the engine 2 ( (Refer to FIG. 2A). That is, the refrigerant pump 32 shaft and the output shaft of the expander 37 are arranged in parallel with the output shaft of the engine 2, and the belt 34 is hung between the pump pulley 33 provided at the tip of the refrigerant pump 32 shaft and the crank pulley 2a. Is turning (see FIG. 1). Note that a gear-type pump is employed as the refrigerant pump 32 of the present embodiment, and a scroll-type expander is employed as the expander 37 (see FIGS. 2B and 2C).

また、ポンププーリ33と冷媒ポンプ32との間に電磁式のクラッチ(このクラッチを以下「膨張機クラッチ」という。)35を設けて、冷媒ポンプ32及び膨張機37とを、エンジン2と断接可能にしている(図2A参照)。このため、膨張機37の発生する出力が冷媒ポンプ32の駆動力及び回転体が有するフリクションを上回る場合(予測膨張機トルクが正の場合)に膨張機クラッチ35を接続することで、膨張機37の発生する出力によってエンジン出力軸の回転をアシスト(補助)することができる。このように廃熱回収によって得たエネルギを用いてエンジン出力軸の回転をアシストすることで、燃費を向上できる。また、冷媒を循環させる冷媒ポンプ32を駆動するためのエネルギも、回収した廃熱で賄うことができる。   In addition, an electromagnetic clutch (hereinafter referred to as “expander clutch”) 35 is provided between the pump pulley 33 and the refrigerant pump 32 so that the refrigerant pump 32 and the expander 37 can be connected to and disconnected from the engine 2. (See FIG. 2A). Therefore, the expander 37 is connected by connecting the expander clutch 35 when the output generated by the expander 37 exceeds the driving force of the refrigerant pump 32 and the friction of the rotating body (when the predicted expander torque is positive). Rotation of the engine output shaft can be assisted (assisted) by the output generated. Thus, fuel efficiency can be improved by assisting rotation of an engine output shaft using energy obtained by waste heat recovery. Further, the energy for driving the refrigerant pump 32 that circulates the refrigerant can also be covered by the recovered waste heat.

冷媒ポンプ32からの冷媒は冷媒通路41を介して熱交換器36に供給される。熱交換器36は、エンジン2の冷却水と冷媒との間で熱交換を行わせ、冷媒を気化し過熱する熱交換器である。   The refrigerant from the refrigerant pump 32 is supplied to the heat exchanger 36 through the refrigerant passage 41. The heat exchanger 36 is a heat exchanger that causes heat exchange between the coolant of the engine 2 and the refrigerant, vaporizes the refrigerant, and superheats the refrigerant.

熱交換器36からの冷媒は冷媒通路42を介して膨張機37に供給される。膨張機37は、気化し過熱された冷媒を膨張させることにより熱を回転エネルギに変換する蒸気タービンである。膨張機37で回収された動力は冷媒ポンプ32を駆動し、ベルト伝動機構を介してエンジン2に伝達され、エンジン2の回転をアシストする。   The refrigerant from the heat exchanger 36 is supplied to the expander 37 through the refrigerant passage 42. The expander 37 is a steam turbine that converts heat into rotational energy by expanding the vaporized and superheated refrigerant. The power recovered by the expander 37 drives the refrigerant pump 32 and is transmitted to the engine 2 via the belt transmission mechanism to assist the rotation of the engine 2.

膨張機37からの冷媒は冷媒通路43を介して凝縮器38に供給される。凝縮器38は、外気と冷媒との間で熱交換を行わせ、冷媒を冷却し液化する熱交換器である。このため、凝縮器38をラジエータ11と並列に配置し、ラジエータファン12によって冷却するようにしている。   The refrigerant from the expander 37 is supplied to the condenser 38 via the refrigerant passage 43. The condenser 38 is a heat exchanger that causes heat exchange between the outside air and the refrigerant to cool and liquefy the refrigerant. For this reason, the condenser 38 is arranged in parallel with the radiator 11 and is cooled by the radiator fan 12.

凝縮器38により液化された冷媒は、冷媒通路44を介して冷媒ポンプ32に戻される。冷媒ポンプ32に戻された冷媒は、冷媒ポンプ32により再び熱交換器36に送られ、ランキンサイクル31の各構成要素を循環する。   The refrigerant liquefied by the condenser 38 is returned to the refrigerant pump 32 via the refrigerant passage 44. The refrigerant returned to the refrigerant pump 32 is sent again to the heat exchanger 36 by the refrigerant pump 32 and circulates through each component of the Rankine cycle 31.

次に、冷凍サイクル51について述べる。冷凍サイクル51は、ランキンサイクル31を循環する冷媒を共用するため、ランキンサイクル31と統合され、冷凍サイクル51の構成そのものは簡素になっている。すなわち、冷凍サイクル51は、コンプレッサ(圧縮機)52、凝縮器38、エバポレータ(蒸発器)55を備える。   Next, the refrigeration cycle 51 will be described. Since the refrigerating cycle 51 shares the refrigerant circulating through the Rankine cycle 31, it is integrated with the Rankine cycle 31, and the configuration of the refrigerating cycle 51 itself is simplified. That is, the refrigeration cycle 51 includes a compressor (compressor) 52, a condenser 38, and an evaporator (evaporator) 55.

コンプレッサ52は冷凍サイクル51の冷媒を高温高圧に圧縮する流体機械で、エンジン2によって駆動される。すなわち、図4にも示したようにコンプレッサ52の駆動軸にはコンプレッサプーリ53が固定され、このコンプレッサプーリ53とクランクプーリ2aとにベルト34を掛け回している。エンジン2の駆動力がこのベルト34を介してコンプレッサプーリ53に伝達され、コンプレッサ52が駆動される。また、コンプレッサプーリ53とコンプレッサ52との間に電磁式のクラッチ(このクラッチを以下「コンプレッサクラッチ」という。)54を設けて、コンプレッサ52とコンプレッサプーリ53とを断接可能にしている。   The compressor 52 is a fluid machine that compresses the refrigerant of the refrigeration cycle 51 to a high temperature and a high pressure, and is driven by the engine 2. That is, as shown in FIG. 4, the compressor pulley 53 is fixed to the drive shaft of the compressor 52, and the belt 34 is wound around the compressor pulley 53 and the crank pulley 2a. The driving force of the engine 2 is transmitted to the compressor pulley 53 via the belt 34, and the compressor 52 is driven. An electromagnetic clutch (hereinafter referred to as “compressor clutch”) 54 is provided between the compressor pulley 53 and the compressor 52 so that the compressor 52 and the compressor pulley 53 can be connected and disconnected.

図1に戻り、コンプレッサ52からの冷媒は冷媒通路56を介して冷媒通路43に合流した後、凝縮器38に供給される。凝縮器38は外気との熱交換によって冷媒を凝縮し液化する熱交換器である。凝縮器38からの液状の冷媒は、冷媒通路44から分岐する冷媒通路57を介してエバポレータ(蒸発器)55に供給される。エバポレータ55は、図示しないヒータコアと同様にエアコンユニットのケース内に配設されている。エバポレータ55は、凝縮器38からの液状冷媒を蒸発させ、そのときの蒸発潜熱によってブロアファンからの空調空気を冷却する熱交換器である。   Returning to FIG. 1, the refrigerant from the compressor 52 joins the refrigerant passage 43 via the refrigerant passage 56 and is then supplied to the condenser 38. The condenser 38 is a heat exchanger that condenses and liquefies the refrigerant by heat exchange with the outside air. The liquid refrigerant from the condenser 38 is supplied to an evaporator (evaporator) 55 through a refrigerant passage 57 branched from the refrigerant passage 44. The evaporator 55 is disposed in the case of the air conditioner unit in the same manner as a heater core (not shown). The evaporator 55 is a heat exchanger that evaporates the liquid refrigerant from the condenser 38 and cools the conditioned air from the blower fan by the latent heat of evaporation at that time.

エバポレータ55によって蒸発した冷媒は冷媒通路58を介してコンプレッサ52に戻される。なお、エバポレータ55によって冷却された空調空気とヒータコアによって加熱された空調空気は、エアミックスドアの開度に応じて混合比率が変更され、乗員の設定する温度に調節される。   The refrigerant evaporated by the evaporator 55 is returned to the compressor 52 through the refrigerant passage 58. Note that the mixing ratio of the conditioned air cooled by the evaporator 55 and the conditioned air heated by the heater core is adjusted to a temperature set by the occupant according to the opening of the air mix door.

ランキンサイクル31と冷凍サイクル51とからなる統合サイクル30には、サイクル内を流れる冷媒を制御するため、回路途中に各種の弁が適宜設けられている。例えば、ランキンサイクル31を循環する冷媒を制御するため、冷凍サイクル分岐点45と冷媒ポンプ32とを連絡する冷媒通路44にポンプ上流弁61、熱交換器36と膨張機37とを連絡する冷媒通路42に膨張機上流弁62を備える。また、冷媒ポンプ32と熱交換器36とを連絡する冷媒通路41には、熱交換器36から冷媒ポンプ32への冷媒の逆流を防止するため逆止弁63を備えている。膨張機37と冷凍サイクル合流点46とを連絡する冷媒通路43にも、冷凍サイクル合流点46から膨張機37への冷媒の逆流を防止するため逆止弁64を備えている。また、膨張機上流弁62上流から膨張機37をバイパスして逆止弁64上流に合流する膨張機バイパス通路65を設け、この膨張機バイパス通路65にバイパス弁66を設けている。さらに、バイパス弁66をバイパスする通路67に圧力調整弁68を設けている。冷凍サイクル51側についても、冷凍サイクル分岐点45とエバポレータ55とを接続する冷媒通路57にエアコン回路弁69を設けている。   In the integrated cycle 30 including the Rankine cycle 31 and the refrigeration cycle 51, various valves are appropriately provided in the middle of the circuit in order to control the refrigerant flowing in the cycle. For example, in order to control the refrigerant circulating in the Rankine cycle 31, the refrigerant passage 44 that connects the pump upstream valve 61, the heat exchanger 36, and the expander 37 to the refrigerant passage 44 that connects the refrigeration cycle branch point 45 and the refrigerant pump 32. 42 is provided with an expander upstream valve 62. The refrigerant passage 41 that connects the refrigerant pump 32 and the heat exchanger 36 is provided with a check valve 63 to prevent the refrigerant from flowing backward from the heat exchanger 36 to the refrigerant pump 32. The refrigerant passage 43 that connects the expander 37 and the refrigeration cycle merge point 46 is also provided with a check valve 64 to prevent the refrigerant from flowing back from the refrigeration cycle merge point 46 to the expander 37. Further, an expander bypass passage 65 that bypasses the expander 37 from the upstream of the expander upstream valve 62 and merges upstream of the check valve 64 is provided, and a bypass valve 66 is provided in the expander bypass passage 65. Further, a pressure regulating valve 68 is provided in a passage 67 that bypasses the bypass valve 66. Also on the refrigeration cycle 51 side, an air conditioner circuit valve 69 is provided in the refrigerant passage 57 that connects the refrigeration cycle branch point 45 and the evaporator 55.

上記4つの弁61、62、66、69はいずれも電磁式の開閉弁である。圧力センサ72により検出される膨張機上流圧力の信号、圧力センサ73により検出される凝縮器38の出口の冷媒圧力Pdの信号、膨張機37の回転速度信号等がエンジンコントローラ71に入力されている。エンジンコントローラ71では、所定の運転条件に応じ、これらの各入力信号に基づいて、冷凍サイクル51のコンプレッサ52や、ラジエータファン12の制御を行なうとともに、上記4つの電磁式開閉弁61、62、66、69の開閉を制御する。   The four valves 61, 62, 66, and 69 are all electromagnetic on-off valves. An expander upstream pressure signal detected by the pressure sensor 72, a refrigerant pressure Pd signal at the outlet of the condenser 38 detected by the pressure sensor 73, a rotation speed signal of the expander 37, and the like are input to the engine controller 71. . The engine controller 71 controls the compressor 52 of the refrigeration cycle 51 and the radiator fan 12 based on these input signals in accordance with predetermined operating conditions, and also controls the four electromagnetic on-off valves 61, 62, 66. , 69 is controlled.

例えば、圧力センサ72により検出される膨張機上流側圧力及び膨張機回転速度に基づいて膨張機トルク(回生動力)を予測し、この予測膨張機トルクが正のとき(エンジン出力軸の回転をアシストすることができるとき)に膨張機クラッチ35を締結し、予測膨張機トルクがゼロないし負のときに膨張機クラッチ35を解放する。センサ検出圧力と膨張機回転速度とに基づくことで、排気温度から膨張機トルク(回生動力)を予測する場合とくらべ、高い精度で膨張機トルクを予測することができ、膨張機トルクの発生状況に応じて膨張機クラッチ35の締結・解放を適切に行うことができる(詳細は特開2010−190185号公報参照)。   For example, the expander torque (regenerative power) is predicted based on the expander upstream pressure detected by the pressure sensor 72 and the expander rotational speed, and when the predicted expander torque is positive (assist rotation of the engine output shaft). The expander clutch 35 is engaged, and when the predicted expander torque is zero or negative, the expander clutch 35 is released. Based on the sensor detection pressure and expander rotational speed, the expander torque can be predicted with higher accuracy than when the expander torque (regenerative power) is predicted from the exhaust temperature. Accordingly, the expander clutch 35 can be appropriately engaged / released (refer to Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2010-190185 for details).

上記4つの開閉弁61、62、66、69及び2つの逆止弁63、64は、冷媒系バルブである。これらの冷媒系バルブの機能を改めて図3に示す。   The four on-off valves 61, 62, 66, 69 and the two check valves 63, 64 are refrigerant valves. The functions of these refrigerant valves are shown again in FIG.

図3において、ポンプ上流弁61は、冷凍サイクル51の回路に比べてランキンサイクル31の回路に冷媒が偏り易くなる所定の条件で閉じることで、ランキンサイクル31への冷媒(潤滑成分を含む)の偏りを防止するためのもので、後述するように、膨張機37下流の逆止弁64と協働してランキンサイクル31の回路を閉塞させる。膨張機上流弁62は、熱交換器36からの冷媒圧力が相対的に低い場合に冷媒通路42を遮断し熱交換器36からの冷媒が高圧になるまで保持することができるようにするものである。これによって、膨張機トルクが十分得られない場合でも冷媒の加熱を促し、例えばランキンサイクル31が再起動する(回生が実際に行なえるようになる)までの時間を短縮させることができる。バイパス弁66は、ランキンサイクル31の始動時等にランキンサイクル31側に存在する冷媒量が十分でないときなどに、膨張機37をバイパスさせた上で冷媒ポンプ32の作動が行えるように開弁し、ランキンサイクル31の起動時間を短縮するためのものである。膨張機37をバイパスさせた上で冷媒ポンプ32を作動させることで、凝縮器38の出口あるいは冷媒ポンプ32の入口の冷媒温度が、その部位の圧力を考慮した沸点から所定温度差(サブクール度SC)以上に低下した状態が実現されれば、ランキンサイクル31には十分な液体冷媒が供給できる状態が整ったことになる。   In FIG. 3, the pump upstream valve 61 is closed under a predetermined condition that the refrigerant is more easily biased to the circuit of the Rankine cycle 31 than the circuit of the refrigeration cycle 51, so that the refrigerant (including the lubricating component) of the Rankine cycle 31 is closed. In order to prevent the bias, as described later, the circuit of the Rankine cycle 31 is closed in cooperation with the check valve 64 downstream of the expander 37. The expander upstream valve 62 blocks the refrigerant passage 42 when the refrigerant pressure from the heat exchanger 36 is relatively low so that the refrigerant from the heat exchanger 36 can be held until the pressure becomes high. is there. Thereby, even when the expander torque cannot be sufficiently obtained, the heating of the refrigerant is promoted, and for example, the time until the Rankine cycle 31 is restarted (regeneration can actually be performed) can be shortened. The bypass valve 66 is opened so that the refrigerant pump 32 can be operated after the expander 37 is bypassed when the amount of refrigerant existing on the Rankine cycle 31 side is insufficient when the Rankine cycle 31 is started. This is for shortening the startup time of the Rankine cycle 31. By operating the refrigerant pump 32 after the expander 37 is bypassed, the refrigerant temperature at the outlet of the condenser 38 or the inlet of the refrigerant pump 32 has a predetermined temperature difference (subcool degree SC) from the boiling point considering the pressure at that portion. ) If the state lowered as described above is realized, the Rankine cycle 31 is ready to supply a sufficient liquid refrigerant.

熱交換器36上流の逆止弁63は、バイパス弁66、圧力調整弁68、膨張機上流弁62と協働して膨張機37に供給される冷媒を高圧に保持するためのものである。ランキンサイクル31の回生効率が低い条件ではランキンサイクル31の運転を停止し、熱交換器36の前後区間に亘って回路を閉塞することで、停止中の冷媒圧力を上昇させておき、高圧冷媒を利用してランキンサイクル31が速やかに再起動できるようにする。圧力調整弁68は膨張機37に供給される冷媒の圧力が高くなり過ぎた場合に開いて、高くなり過ぎた冷媒を逃すリリーフ弁の役割を有している。   The check valve 63 upstream of the heat exchanger 36 is for maintaining the refrigerant supplied to the expander 37 at a high pressure in cooperation with the bypass valve 66, the pressure adjusting valve 68, and the expander upstream valve 62. Under conditions where the regeneration efficiency of the Rankine cycle 31 is low, the operation of the Rankine cycle 31 is stopped and the circuit is closed over the front and rear sections of the heat exchanger 36 to increase the refrigerant pressure during the stop, It is used so that Rankine cycle 31 can be restarted promptly. The pressure regulating valve 68 functions as a relief valve that opens when the pressure of the refrigerant supplied to the expander 37 becomes too high and releases the refrigerant that has become too high.

膨張機37下流の逆止弁64は、上述のポンプ上流弁61と協働してランキンサイクル31への冷媒の偏りを防止するためのものである。ハイブリッド車両1の運転開始直後、エンジン2が暖まっていないとランキンサイクル31が冷凍サイクル51より低温となり、冷媒がランキンサイクル31側に偏ることがある。ランキンサイクル31側に偏る確率はそれほど高くないものの、例えば夏場の車両運転開始直後には、車内を早く冷やしたい状況にあって冷房能力が最も要求されることから、冷媒の僅かな偏在も解消して冷凍サイクル51の冷媒を確保したいという要求がある。そこで、ランキンサイクル31側への冷媒の偏在を防止するため逆止弁64を設けたものである。   The check valve 64 downstream of the expander 37 is for preventing the bias of the refrigerant to the Rankine cycle 31 in cooperation with the above-described pump upstream valve 61. If the engine 2 is not warmed immediately after the start of the operation of the hybrid vehicle 1, the Rankine cycle 31 becomes cooler than the refrigeration cycle 51, and the refrigerant may be biased toward the Rankine cycle 31 side. Although the probability of being biased toward the Rankine cycle 31 is not so high, for example, immediately after the start of vehicle operation in summer, the cooling capacity is most demanded in the situation where it is desired to cool the interior quickly, so the slight uneven distribution of refrigerant is also eliminated. Therefore, there is a demand for securing the refrigerant for the refrigeration cycle 51. Therefore, a check valve 64 is provided to prevent uneven distribution of refrigerant to the Rankine cycle 31 side.

コンプレッサ52は 、駆動停止時に冷媒が自由通過できる構造ではなく、エアコン回路弁69と協働して冷凍サイクル51への冷媒の偏りを防止することができる。これについて説明する。冷凍サイクル51の運転が停止したとき、定常運転中の比較的高い温度のランキンサイクル31側から冷凍サイクル51側へと冷媒が移動して、ランキンサイクル31を循環する冷媒が不足することがある。冷凍サイクル51の中で、冷房停止直後はエバポレータ55の温度が低くなっていて、比較的容積が大きく温度が低くなっているエバポレータ55に冷媒が溜まり易い。この場合に、コンプレッサ52の駆動停止によって凝縮器38からエバポレータ55への冷媒の動きを遮断するとともに、エアコン回路弁69を閉じることで、冷凍サイクル51への冷媒の偏りを防止するのである。   The compressor 52 does not have a structure in which the refrigerant can freely pass when driving is stopped, but can prevent the refrigerant from being biased to the refrigeration cycle 51 in cooperation with the air conditioner circuit valve 69. This will be described. When the operation of the refrigeration cycle 51 stops, the refrigerant may move from the relatively high temperature Rankine cycle 31 side to the refrigeration cycle 51 side during steady operation, and the refrigerant circulating through the Rankine cycle 31 may be insufficient. In the refrigeration cycle 51, the temperature of the evaporator 55 is low immediately after the cooling is stopped, and the refrigerant tends to accumulate in the evaporator 55 having a relatively large volume and a low temperature. In this case, the movement of the refrigerant from the condenser 38 to the evaporator 55 is interrupted by stopping the driving of the compressor 52, and the air conditioner circuit valve 69 is closed to prevent the refrigerant from being biased to the refrigeration cycle 51.

次に、図5はエンジン2全体のパッケージを示すエンジン2の概略斜視図である。図5において特徴的なのは、熱交換器36が排気マニホールド4の鉛直上方に配置されていることである。排気マニホールド4の鉛直上方のスペースに熱交換器36を配置することによって、ランキンサイクル31のエンジン2への搭載性を向上させている。また、エンジン2にはテンションプーリ8が設けられている。   Next, FIG. 5 is a schematic perspective view of the engine 2 showing a package of the entire engine 2. 5 is characterized in that the heat exchanger 36 is arranged vertically above the exhaust manifold 4. By placing the heat exchanger 36 in the space vertically above the exhaust manifold 4, the mountability of the Rankine cycle 31 to the engine 2 is improved. The engine 2 is provided with a tension pulley 8.

次に、ランキンサイクル31の基本的な運転方法を図7A及び図7Bを参照して説明する。   Next, a basic operation method of the Rankine cycle 31 will be described with reference to FIGS. 7A and 7B.

まず、図7A及び図7Bはランキンサイクル31の運転領域図である。図7Aには横軸を外気温、縦軸をエンジン水温(冷却水温度)としたときのランキンサイクル31の運転域を、図7Bには横軸をエンジン回転速度、縦軸をエンジントルク(エンジン負荷)としたときのランキンサイクル31の運転域を示している。   First, FIGS. 7A and 7B are operation region diagrams of the Rankine cycle 31. FIG. FIG. 7A shows the operating range of Rankine cycle 31 when the horizontal axis is the outside air temperature and the vertical axis is the engine water temperature (cooling water temperature). In FIG. 7B, the horizontal axis is the engine speed and the vertical axis is the engine torque (engine The operating range of the Rankine cycle 31 is shown.

図7A及び図7Bのいずれにおいても所定の条件を満たしたときにランキンサイクル31を運転するもので、これら両方の条件が満たされた場合にランキンサイクル31を運転する。図7Aにおいては、エンジン2の暖機を優先する低水温側の領域と、コンプレッサ52の負荷が増大する高外気温側の領域でランキンサイクル31の運転を停止している。排気温度が低く回収効率が悪い暖機時は、むしろランキンサイクル31を運転しないことで冷却水温度を速やかに上昇させる。高い冷房能力が要求される高外気温時はランキンサイクル31を止めて、冷凍サイクル51に十分な冷媒と凝縮器38の冷却能力を提供する。図7Bにおいては、ハイブリッド車両であるので、EV走行領域と、膨張機37のフリクションが増大する高回転速度側の領域でランキンサイクル31の運転を停止している。膨張機37は全ての回転速度でフリクションが少ない高効率な構造とすることが難しいことから、図7Bの場合では、運転頻度の高いエンジン回転速度域でフリクションが小さく高効率となるように、膨張機37が構成(膨張機37各部のディメンジョン等が設定)さている。   7A and 7B, the Rankine cycle 31 is operated when a predetermined condition is satisfied, and the Rankine cycle 31 is operated when both of these conditions are satisfied. In FIG. 7A, the operation of the Rankine cycle 31 is stopped in a region on the low water temperature side where priority is given to warm-up of the engine 2 and a region on the high outside air temperature side where the load on the compressor 52 increases. During warm-up when the exhaust temperature is low and the recovery efficiency is poor, the Rankine cycle 31 is not operated, so that the coolant temperature is quickly raised. The Rankine cycle 31 is stopped at a high outside air temperature where high cooling capacity is required, and sufficient refrigerant and cooling capacity of the condenser 38 are provided to the refrigeration cycle 51. In FIG. 7B, since the vehicle is a hybrid vehicle, the operation of the Rankine cycle 31 is stopped in the EV traveling region and the region on the high rotational speed side where the friction of the expander 37 increases. Since it is difficult to make the expander 37 have a high-efficiency structure with little friction at all rotation speeds, in the case of FIG. 7B, the expansion is performed so that the friction is small and the efficiency is high in the engine rotation speed range where the operation frequency is high. The machine 37 is configured (the dimensions of each part of the expander 37 are set).

図8は膨張機トルクによりエンジン出力軸の回転をアシストしている途中でハイブリッド車両1の加速が行われたときの様子をモデルで示したタイミングチャートである。なお、図8の右側には、このときに膨張機37の運転状態が推移する様子を膨張機トルクマップ上に表している。膨張機トルクマップの等高線で区切られた範囲のうち、膨張機回転速度が低く膨張機上流圧力が高い部分(左上)が膨張機トルクが最も大きく、膨張機回転速度が高く膨張機上流圧力が低くなるほど(右下に進むほど)膨張機トルクが小さくなる傾向になっている。特に斜線部の範囲は、冷媒ポンプを駆動する前提では膨張機トルクがマイナスになって、エンジンに対しては負荷となってしまう領域を表している。   FIG. 8 is a timing chart showing a model when the hybrid vehicle 1 is accelerated while assisting the rotation of the engine output shaft by the expander torque. Note that, on the right side of FIG. 8, a state in which the operating state of the expander 37 changes at this time is shown on the expander torque map. Of the range delimited by the contour lines of the expander torque map, the portion where the expander rotation speed is low and the expander upstream pressure is high (upper left) has the largest expander torque, the expander rotation speed is high, and the expander upstream pressure is low. The expander torque tends to be smaller as it goes (lower right). In particular, the shaded area represents a region where the expander torque becomes negative on the premise of driving the refrigerant pump and becomes a load on the engine.

運転者がアクセルペダルを踏込むt1までは、定速走行が継続されて膨張機37が正のトルクを発生させており、膨張機トルクによるエンジン出力軸の回転アシストが行われている。   Until t1 when the driver steps on the accelerator pedal, constant speed running is continued and the expander 37 generates a positive torque, and rotation assist of the engine output shaft is performed by the expander torque.

t1以降、膨張機37の回転速度、すなわち冷媒ポンプ32の回転速度がエンジン回転速度に比例して上昇するが、排気温度或いは冷却水温度の上昇は、エンジン回転速度の上昇に対して遅れを有する。そのため、冷媒ポンプ32の回転速度の上昇によって増大した冷媒量に対して回収可能な熱量の割合が低下する。   After t1, the rotation speed of the expander 37, that is, the rotation speed of the refrigerant pump 32 increases in proportion to the engine rotation speed, but the increase in the exhaust gas temperature or the cooling water temperature has a delay with respect to the increase in the engine rotation speed. . Therefore, the ratio of the recoverable heat amount to the refrigerant amount increased by the increase in the rotational speed of the refrigerant pump 32 is reduced.

従って、膨張機回転速度が上昇するにつれ、膨張機上流の冷媒圧力が低下し、膨張機トルクは低下する。   Accordingly, as the expander rotational speed increases, the refrigerant pressure upstream of the expander decreases and the expander torque decreases.

この膨張機トルクの低下により、膨張機トルクが十分得られなくなると(例えばゼロ付近になるt2のタイミングで)、膨張機上流弁62を開状態から閉状態へと切換えて、回生効率の悪化(膨張機トルクの過度の低下に伴って膨張機37が逆にエンジン2に引き摺られる現象)が回避される。   When the expander torque is not sufficiently obtained due to the decrease in the expander torque (for example, at the timing t2 when the expander torque is close to zero), the expander upstream valve 62 is switched from the open state to the closed state, thereby deteriorating the regeneration efficiency ( A phenomenon in which the expander 37 is dragged to the engine 2 conversely with an excessive decrease in the expander torque is avoided.

膨張機上流弁62を開状態から閉状態へと切換えた後、t3のタイミングで膨張機クラッチ35が接続(締結)から切断(解放)へと切換えられる。この膨張機クラッチ35の切断時期を、膨張機上流弁62を開状態から閉状態へと切換えた時期より幾分遅らせることによって、膨張機上流の冷媒圧力を十分低下させ、膨張機クラッチ35を切り離した際の膨張機37が、過回転になるのを防止できる。また、冷媒ポンプ32によって多めの冷媒を熱交換器36内に供給し、ランキンサイクル31が停止中も冷媒を効果的に加熱することで、ランキンサイクル31の運転再開がスムースに行なえるようにしている。   After the expander upstream valve 62 is switched from the open state to the closed state, the expander clutch 35 is switched from connection (engaged) to disconnection (release) at the timing t3. By slightly delaying the disconnection timing of the expander clutch 35 from the timing when the expander upstream valve 62 is switched from the open state to the closed state, the refrigerant pressure upstream of the expander is sufficiently reduced, and the expander clutch 35 is disconnected. It is possible to prevent the expander 37 from rotating excessively. Further, a large amount of refrigerant is supplied into the heat exchanger 36 by the refrigerant pump 32, and the refrigerant is effectively heated even when the Rankine cycle 31 is stopped, so that the operation of the Rankine cycle 31 can be smoothly resumed. Yes.

t3以降、エンジン2の放熱量の上昇により膨張機上流圧力が再び上昇し、t4のタイミングで、膨張機上流弁62が閉状態から開状態へと切換えられ、膨張機37への冷媒の供給が再開される。また、t4で膨張機クラッチ35が再び接続される。この膨張機クラッチ35の再接続により、膨張機トルクによるエンジン出力軸の回転アシストが再開される。   After t3, the expander upstream pressure rises again due to the increase in the heat radiation amount of the engine 2, and at the timing t4, the expander upstream valve 62 is switched from the closed state to the open state, so that the refrigerant is supplied to the expander 37. Resumed. Further, the expander clutch 35 is connected again at t4. By reconnecting the expander clutch 35, rotation assist of the engine output shaft by the expander torque is resumed.

図9は、膨張機上流弁62が閉じられ膨張機クラッチ35を切断した状態の、ランキンサイクルの運転停止から、図8(t4の制御)と異なる態様でランキンサイクル31の再起動を行なう様子をモデルで示したタイミングチャートである。   FIG. 9 shows how Rankine cycle 31 is restarted in a manner different from that in FIG. 8 (control of t4) from the stop of Rankine cycle operation in a state where expander upstream valve 62 is closed and expander clutch 35 is disconnected. It is the timing chart shown with the model.

t11のタイミングで運転者がアクセルペダルを踏込むとアクセル開度が増大する。t11では、ランキンサイクル31の運転は停止されている。このため、膨張機トルクはゼロを維持している。   When the driver depresses the accelerator pedal at the timing of t11, the accelerator opening increases. At t11, the operation of the Rankine cycle 31 is stopped. For this reason, the expander torque is maintained at zero.

t11からのエンジン回転速度の上昇に伴ってエンジン2の放熱量が増大し、この放熱量の増大によって熱交換器36に流入する冷却水温度が高くなり、熱交換器36内の冷媒の温度が上昇する。膨張機上流弁62は閉じているので、この熱交換器36による冷媒温度の上昇によって、膨張機上流弁62の上流の冷媒圧力、つまり膨張機上流圧力が上昇していく(t11〜t12)。   As the engine rotation speed increases from t11, the heat dissipation amount of the engine 2 increases. Due to the increase in the heat dissipation amount, the temperature of the coolant flowing into the heat exchanger 36 increases, and the temperature of the refrigerant in the heat exchanger 36 increases. To rise. Since the expander upstream valve 62 is closed, the refrigerant pressure upstream of the expander upstream valve 62, that is, the expander upstream pressure, rises due to the increase in the refrigerant temperature by the heat exchanger 36 (t11 to t12).

この運転状態の変化によってランキンサイクル非運転域からランキンサイクル運転域へと切換わる。膨張機上流弁62がなく、ランキンサイクル運転域に移行したときに、即座に膨張機クラッチ35を切断状態から接続状態へと切換えて膨張機37をエンジン出力軸と連結したのでは、膨張機37がエンジン2の負荷となる上にトルクショックが生じてしまう。   Switching from the Rankine cycle non-operating range to the Rankine cycle operating range is performed by the change in the operating state. When the expander clutch 35 is switched from the disconnected state to the connected state and the expander 37 is connected to the engine output shaft when the expander upstream valve 62 is not provided and the operation shifts to the Rankine cycle operation region, the expander 37 is connected. Becomes a load on the engine 2 and causes a torque shock.

一方、図9では、ランキンサイクル運転域へと切換わったとき、即座に膨張機上流弁62を閉状態から開状態へと切換えることはしない。すなわち、ランキンサイクル運転域に移行した後も膨張機上流弁62の閉状態を続ける。   On the other hand, in FIG. 9, when switching to the Rankine cycle operation region, the expander upstream valve 62 is not immediately switched from the closed state to the open state. That is, the expander upstream valve 62 remains closed even after the transition to the Rankine cycle operation region.

やがて、膨張機上流圧力と膨張機下流圧力との差圧が大きくなって所定圧以上となるt12のタイミングで膨張機37を運転(駆動)できると判断し、膨張弁上流弁62を閉状態から開状態に切換える。この膨張弁上流弁62の開状態への切換によって膨張機37に所定圧の冷媒が供給され、膨張機回転速度がゼロから速やかに上昇する。   Eventually, it is determined that the expander 37 can be operated (driven) at a timing t12 when the differential pressure between the expander upstream pressure and the expander downstream pressure becomes greater than or equal to a predetermined pressure, and the expansion valve upstream valve 62 is changed from the closed state. Switch to the open state. By switching the expansion valve upstream valve 62 to the open state, a predetermined pressure of refrigerant is supplied to the expander 37, and the rotation speed of the expander rapidly increases from zero.

この膨張機回転速度の上昇で膨張機回転速度がエンジン回転速度に到達するt13のタイミングで、膨張機クラッチ35を切断状態より接続状態へと切換える。膨張機37が十分に回転速度を増す前に膨張機クラッチ35を接続したのでは、膨張機37がエンジン負荷となるし、トルクショックも生じ得る。これに対して、エンジン出力軸との回転速度差がなくなるt13で膨張機クラッチ35を遅れて接続することで、膨張機37がエンジン負荷となることも、膨張機クラッチ35を締結することに伴うトルクショックも防止できる。   At the timing t13 when the expander rotation speed reaches the engine rotation speed due to the increase in the expander rotation speed, the expander clutch 35 is switched from the disconnected state to the connected state. If the expander clutch 35 is connected before the expander 37 sufficiently increases the rotational speed, the expander 37 becomes an engine load and torque shock may occur. On the other hand, when the expander clutch 35 is delayed and connected at t13 when the rotational speed difference from the engine output shaft disappears, the expander 37 becomes an engine load. Torque shock can also be prevented.

次に、図10は冷間状態でのエンジン始動時(以下、「コールドスタート時」ともいう。)のエンジンの冷却水温度Twの変化を示している。ここでいう冷却水温度Twはエンジン出口の温度である。   Next, FIG. 10 shows a change in the coolant temperature Tw of the engine when the engine is started in the cold state (hereinafter also referred to as “cold start”). The cooling water temperature Tw here is the temperature of the engine outlet.

図10において、まずランキンサイクル31を備えないエンジン(このエンジンを「コンベンショナルエンジン」という。)の場合を長破線で示している。コンベンショナルエンジンでは、冷却水温度Twがサーモスタットバルブ15の開弁温度T0(たとえば80℃程度)に到達したときにサーモスタットバルブ15が開弁状態となるようにしてある。このため、冷却水温度Twは開弁温度T0を中心にして上下に振れることとなる。   In FIG. 10, the case of an engine not having the Rankine cycle 31 (this engine is referred to as “conventional engine”) is indicated by a long broken line. In the conventional engine, the thermostat valve 15 is opened when the coolant temperature Tw reaches the valve opening temperature T0 (for example, about 80 ° C.) of the thermostat valve 15. For this reason, the cooling water temperature Tw swings up and down around the valve opening temperature T0.

これについて説明すると、サーモスタットバルブ15がt1のタイミングで開くと、ラジエータ11で冷却された冷却水がエンジン2に流れ込むため、それまで上昇していた冷却水温度Twがt1より遅れたタイミングで下降に転じる。下降する冷却水温度Twがt2のタイミングでサーモスタットバルブ15の開弁温度T0を横切って下回ると、サーモスタットバルブ15が閉じる。すると、ラジエータ11で冷却された冷却水がエンジンに流れ込まなくなるため、それまで下降していた冷却水温度Twがt2より遅れたt3のタイミングで開弁温度T0を横切って上回る。すると、サーモスタットバルブ15がt3のタイミングで開き、ラジエータ11で冷却された冷却水がエンジン2に流れ込むため、それまで上昇していた冷却水温度Twがt3より遅れたタイミングで下降に転じる。後は上記の繰り返しである。このようにして、コンベンショナルエンジンでは、コールドスタート時に冷却水温度Twがサーモスタットバルブ15の開弁温度T0を中心にして変動するのであり、その平均温度がほぼサーモスタットバルブ15の開弁温度T0となる。   Explaining this, when the thermostat valve 15 opens at the timing of t1, the cooling water cooled by the radiator 11 flows into the engine 2, so that the cooling water temperature Tw that has risen until then decreases at a timing delayed from t1. Turn. When the descending cooling water temperature Tw falls below the valve opening temperature T0 of the thermostat valve 15 at the timing t2, the thermostat valve 15 is closed. Then, since the cooling water cooled by the radiator 11 does not flow into the engine, the cooling water temperature Tw that has been lowered so far exceeds the valve opening temperature T0 at a timing t3 delayed from t2. Then, the thermostat valve 15 opens at the timing of t3, and the cooling water cooled by the radiator 11 flows into the engine 2. Therefore, the cooling water temperature Tw that has risen until then turns downward at a timing delayed from t3. After that, the above is repeated. In this way, in the conventional engine, the cooling water temperature Tw fluctuates around the valve opening temperature T0 of the thermostat valve 15 at the cold start, and the average temperature is substantially the valve opening temperature T0 of the thermostat valve 15.

ここで、膨張機クラッチとしての電磁式のクラッチでは、ソレノイドコイルへの通電で電磁力を発生させ、この電磁力で2つの部材を圧着させてクラッチを接続状態とするものとする。また、ソレノイドコイルへの通電を停止し電磁力を消失させることで電磁式のクラッチを切断するものとする。このとき、ソレノイドコイルへの通電を行って電磁式のクラッチを接続状態とすれば、エンジンの駆動力がベルト式伝導装置を介して冷媒ポンプ32に伝えられ、冷媒ポンプ32が非駆動状態から駆動状態へと切換わる。これによって、冷媒ポンプ32が冷媒を熱交換器36に供給することになり、ランキンサイクル31が起動される。すなわち、冷媒ポンプ32を非駆動状態から駆動状態へと切換えることによってランキンサイクル31を起動することができる。   Here, in an electromagnetic clutch as an expander clutch, an electromagnetic force is generated by energizing a solenoid coil, and the two members are pressure-bonded by this electromagnetic force to bring the clutch into a connected state. Further, it is assumed that the electromagnetic clutch is disconnected by stopping energization of the solenoid coil and eliminating the electromagnetic force. At this time, if the solenoid coil is energized to bring the electromagnetic clutch into the connected state, the driving force of the engine is transmitted to the refrigerant pump 32 via the belt-type transmission device, and the refrigerant pump 32 is driven from the non-driven state. Switch to state. As a result, the refrigerant pump 32 supplies the refrigerant to the heat exchanger 36, and the Rankine cycle 31 is activated. That is, the Rankine cycle 31 can be started by switching the refrigerant pump 32 from the non-driving state to the driving state.

さて、ランキンサイクル31から安定して動力を取り出すためには、エンジンの冷却水が所定の温度以上であることが必要であり、熱交換器36に入る冷却水温度Twが低くなるとランキンサイクル31から取り出せる動力が減少してしまう。しかしながら、従来装置には、ランキンサイクルの媒体と冷凍サイクルの冷媒との温度差を所定値以上に制御することが提案されているが、必ずしも冷却水温度は安定しているものではなく、改善の余地があった。   Now, in order to stably extract power from the Rankine cycle 31, it is necessary that the cooling water of the engine be equal to or higher than a predetermined temperature. When the cooling water temperature Tw entering the heat exchanger 36 is lowered, the Rankine cycle 31 The power that can be taken out will decrease. However, in the conventional apparatus, it has been proposed to control the temperature difference between the Rankine cycle medium and the refrigerant in the refrigeration cycle to a predetermined value or more. However, the cooling water temperature is not always stable, and the improvement is There was room.

そこで、コールドスタート時にランキンサイクル31をどのタイミングで起動すべきかを本発明者が検討した。図10上段において参考例の場合を短破線で、本実施形態の場合を実線で示している。ここで、参考例は、冷却水温度Twがサーモスタットバルブ15の開弁温度T0に到達するt1のタイミングでランキンサイクル31を起動する場合である。参考例の場合には短破線に示したように、ランキンサイクルを起動するt1のタイミングから冷却水温度が上昇することなく大きく低下している。これは、ランキンサイクル31を起動したとき、ランキンサイクル31の冷媒はエンジン始動前の冷間状態の温度にある。このため、熱交換器36において、ランキンサイクル31の起動で冷却水の熱が冷間状態にある冷媒によって急激に奪われ、熱交換器36を出た冷却水温度Twが開弁温度T0よりも低くなってしまうためである。このように冷却水温度TwがT0より低下するのではランキンサイクル31から安定して動力を取り出すことができない。また、冷却水温度Twが開弁温度T0よりも低くなってしまうと、エンジン2が暖機完了するまでの時間が長引くばかりか、コンベンショナルエンジンよりもエンジンフリクションが増えてエンジン2の燃費が悪くなる。   Therefore, the present inventor examined at what timing the Rankine cycle 31 should be started at the cold start. In the upper part of FIG. 10, the case of the reference example is indicated by a short broken line, and the case of the present embodiment is indicated by a solid line. Here, the reference example is a case where the Rankine cycle 31 is started at the timing t1 when the coolant temperature Tw reaches the valve opening temperature T0 of the thermostat valve 15. In the case of the reference example, as shown by a short broken line, the cooling water temperature is greatly reduced without increasing from the timing t1 when the Rankine cycle is started. This is because when the Rankine cycle 31 is started, the refrigerant in the Rankine cycle 31 is at a cold state temperature before starting the engine. For this reason, in the heat exchanger 36, the heat of the cooling water is abruptly taken away by the cold refrigerant when the Rankine cycle 31 is started, and the cooling water temperature Tw exiting the heat exchanger 36 is higher than the valve opening temperature T0. This is because it becomes lower. As described above, when the cooling water temperature Tw is lower than T0, power cannot be stably extracted from the Rankine cycle 31. Further, if the coolant temperature Tw becomes lower than the valve opening temperature T0, not only will it take longer for the engine 2 to complete warming up, but the engine friction will increase and the fuel efficiency of the engine 2 will worsen than the conventional engine. .

一方、本発明の第1実施形態では、コールドスタート時にランキンサイクル31を起動すると、冷却水から熱がランキンサイクル31の冷媒に持ってゆかれることを見越してランキンサイクル起動許可温度を高くする。すなわち、サーモスタットバルブ15の開弁温度T0にヒステリシス分を加算した値をコールドスタート時のランキンサイクル起動許可温度とする。そして、冷却水温度Twがこのランキンサイクル起動許可温度に到達するt11のタイミングでランキンサイクル31を起動する。ヒステリシス分としては、冷却水温が最初にピークを採るt11のタイミングでの温度がランキンサイクル起動許可温度となるように定める。ここでは、たとえば4℃とする。このとき、コールドスタート時のランキンサイクル起動許可温度は84℃となる。なお、ここでは、ヒステリシス分を4℃として述べるが、最終的には適合により決定する。第1実施形態ではコールドスタート時にランキンサイクル起動許可温度をT0よりヒステリシス分の4℃だけ高くするので、ランキンサイクル起動時の冷却水温度Twがヒステリシス分だけ上昇する。これによって、ランキンサイクル起動からの冷却水温度Twはヒステリシス分だけ上昇したタイミングから低下することになる。図10上段に実線で示したようにランキンサイクル31の起動からの冷却水温度Twの落ち込みを参考例の場合より抑制でき、コンベンショナルエンジンと同等の冷却水温度の変化が得られている。これによってエンジンの冷却水が所定の温度以上となるので、ランキンサイクル31から安定して動力を取り出すことができる。また、参考例のようには冷却水温度Twが大きく落ち込まないので、エンジン2が暖機完了するまでの時間を長引かせることがなく、かつエンジンフリクションをコンベンショナルエンジンの場合と同等とすることができ、エンジン2の燃費の悪化を抑制できる。   On the other hand, in the first embodiment of the present invention, when the Rankine cycle 31 is started at the cold start, the Rankine cycle start permission temperature is increased in anticipation that heat is carried from the coolant to the refrigerant of the Rankine cycle 31. That is, a value obtained by adding a hysteresis component to the opening temperature T0 of the thermostat valve 15 is set as the Rankine cycle start permission temperature at the cold start. And Rankine cycle 31 is started at the timing of t11 when cooling water temperature Tw reaches this Rankine cycle starting permission temperature. The hysteresis is determined so that the temperature at the timing t11 when the cooling water temperature first peaks reaches the Rankine cycle activation permission temperature. Here, it is set to 4 ° C., for example. At this time, Rankine cycle start permission temperature at the time of cold start is 84 ° C. Although the hysteresis is described here as 4 ° C., it is finally determined by conformance. In the first embodiment, since the Rankine cycle start permission temperature is set higher by 4 ° C. than the hysteresis at the time of cold start, the coolant temperature Tw at the time of Rankine cycle start increases by the hysteresis. As a result, the cooling water temperature Tw after the Rankine cycle is started decreases from the timing when it is increased by the hysteresis amount. As shown by the solid line in the upper part of FIG. 10, the drop in the coolant temperature Tw from the start of the Rankine cycle 31 can be suppressed from the case of the reference example, and a change in the coolant temperature equivalent to that of the conventional engine is obtained. As a result, the cooling water of the engine becomes a predetermined temperature or higher, so that power can be stably taken out from the Rankine cycle 31. Further, unlike the reference example, the cooling water temperature Tw does not drop significantly, so that the time until the engine 2 is completely warmed up is not prolonged, and the engine friction can be made equal to that of the conventional engine. The deterioration of the fuel consumption of the engine 2 can be suppressed.

一方、図示していないが、エンジン2の暖機完了状態でのエンジン再始動時(以下、「ホットリスタート時」ともいう。)を考える。ホットリスタート時にはサーモスタットバルブ15の開弁温度t0でランキンサイクル31を起動しても冷却水温度Twが安定している。このため、コールドスタート時のようにランキンサイクル起動許可温度をサーモスタット15の開弁温度T0を超えて高くする必要はない。従って、ホットリスタート時には、サーモスタット15の開弁温度T0をそのままランキンサイクル起動許可温度とする。   On the other hand, although not shown in the figure, consider the time of engine restart when the engine 2 is warmed up (hereinafter also referred to as “hot restart”). At the time of hot restart, even if the Rankine cycle 31 is started at the valve opening temperature t0 of the thermostat valve 15, the cooling water temperature Tw is stable. For this reason, it is not necessary to raise the Rankine cycle activation permission temperature beyond the valve opening temperature T0 of the thermostat 15 as in the cold start. Therefore, at the time of hot restart, the valve opening temperature T0 of the thermostat 15 is set as the Rankine cycle start permission temperature as it is.

このように本実施形態では、ランキンサイクル起動許可温度をコールドスタート時とホットリスタート時とで相違させる。そして、コールドスタート時のランキンサイクル起動許可温度をホットリスタート時のランキンサイクル起動許可温度より高く設定するのである。   As described above, in this embodiment, the Rankine cycle start permission temperature is made different between the cold start time and the hot restart time. Then, the Rankine cycle start permission temperature at the cold start is set higher than the Rankine cycle start permission temperature at the hot restart.

なお、図10下段にはコールドスタート時のエンジンの局所温度の変化を示している。ここでいうエンジンの局所温度とは、エンジン冷却水温度とは異なるエンジン部品の温度ことで、たとえばクランクメタルの温度である。比較例のようにt1のタイミングで冷却水温度が低下すると、これに応じてエンジンの局所温度が低下している。これは、コールドスタート時に冷却水温度Twが上昇した直後は、エンジン2の部品全てが平衡温度に至っている状態でなく、冷却水温度Twの変化の感度が高いことを意味している。   The lower part of FIG. 10 shows changes in the local temperature of the engine at the cold start. The engine local temperature here is the temperature of the engine component different from the engine coolant temperature, for example, the temperature of the crank metal. When the cooling water temperature decreases at the timing t1 as in the comparative example, the local temperature of the engine decreases accordingly. This means that immediately after the cooling water temperature Tw rises during a cold start, not all the components of the engine 2 reach the equilibrium temperature, and the sensitivity of changes in the cooling water temperature Tw is high.

エンジンコントローラ71で実行されるこの制御を図11のフローチャートを参照して説明する。図11のフローは、ランキンサイクル31を起動するためのもので、一定時間毎(たとえば10ms毎)に実行する。   This control executed by the engine controller 71 will be described with reference to the flowchart of FIG. The flow in FIG. 11 is for starting the Rankine cycle 31, and is executed at regular intervals (for example, every 10 ms).

なお、本実施形態では、図1に示したランキンサイクル31を備えるエンジン2をハイブリッド車両に搭載しているが、図1に示したランキンサイクル31を備えるエンジン2は、エンジン2のみを動力とする車両にも適用可能である。ここでのエンジン2は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンのいずれでもよく、エンジン2のみを動力とする車両を、ハイブリッド車両と区別するため、以下「エンジン車両」という。図11のフローは、図1に示したランキンサイクル31を備えるエンジン2をエンジン車両に適用したときのものである。   In the present embodiment, the engine 2 including the Rankine cycle 31 illustrated in FIG. 1 is mounted on the hybrid vehicle. However, the engine 2 including the Rankine cycle 31 illustrated in FIG. It can also be applied to vehicles. Here, the engine 2 may be either a gasoline engine or a diesel engine. In order to distinguish a vehicle powered only by the engine 2 from a hybrid vehicle, it is hereinafter referred to as an “engine vehicle”. The flow of FIG. 11 is a flow when the engine 2 including the Rankine cycle 31 shown in FIG. 1 is applied to an engine vehicle.

ステップ1では、水温センサ74により検出されるエンジンの冷却水温度Tw[℃]とサーモスタットバルブ15の開弁温度T0[℃]を比較する。開弁温度T0はサーモスタットバルブ15が開弁する温度で、たとえば80℃程度である。本実施形態では開弁温度T0は、ホットリスタート時のランキンサイクル起動許可温度でもある。水温センサ74はエンジン出口に設けられている(図1参照)。エンジンの冷却水温度Twが開弁温度T0以下であるときにはそのまま今回の処理を終了する。なお、膨張機クラッチ35はイグニッションキーのOFFからONへの切換時に切断状態にあるものとする。   In step 1, the engine coolant temperature Tw [° C.] detected by the water temperature sensor 74 is compared with the valve opening temperature T0 [° C.] of the thermostat valve 15. The valve opening temperature T0 is a temperature at which the thermostat valve 15 opens, and is about 80 ° C., for example. In the present embodiment, the valve opening temperature T0 is also the Rankine cycle start permission temperature at the time of hot restart. The water temperature sensor 74 is provided at the engine outlet (see FIG. 1). When the engine coolant temperature Tw is equal to or lower than the valve opening temperature T0, the current process is terminated. It is assumed that the expander clutch 35 is in a disconnected state when the ignition key is switched from OFF to ON.

ステップ1でエンジンの冷却水温度Twが開弁温度T0を超えたときにホットリスタート時であればステップ11に進んで、ランキンサイクル31を起動する必要がある。このため、ステップ2に進み、ホットリスタート時であるのかコールドスター時であるのかをみる。ステップ2は、冷却水温度Twが開弁温度T0に到達したのがトリップ中に初めであるか否かをみることにより、ホットリスタート時であるのかコールドスター時であるのかを判定する部分である。ここで、1トリップとは、エンジン車両では車両を走行するためエンジン2を始動してから車両の走行を停止するためエンジン2の運転を停止するまでをいう。冷却水温度Twが開弁温度T0に到達したのがトリップ中に初めてあるときには、コールドスタート時に冷却水温度Twが開弁温度T0に到達したと判断し、ステップ3に進む。   If the engine coolant temperature Tw exceeds the valve opening temperature T0 in step 1 and it is a hot restart, it is necessary to proceed to step 11 and start the Rankine cycle 31. For this reason, the process proceeds to step 2 to see whether it is a hot restart time or a cold star time. Step 2 is a part for determining whether it is a hot restart time or a cold star time by checking whether or not the coolant temperature Tw has reached the valve opening temperature T0 during the trip. is there. Here, one trip refers to the period from the start of the engine 2 to run the vehicle in an engine vehicle until the operation of the engine 2 is stopped to stop the running of the vehicle. When the cooling water temperature Tw reaches the valve opening temperature T0 for the first time during the trip, it is determined that the cooling water temperature Tw has reached the valve opening temperature T0 at the cold start, and the process proceeds to Step 3.

ステップ3では、コールドスタート時にランキンサイクル起動許可温度Tal1を算出済みであるか否かをみる。ステップ7で後述するように、コールドスタート時にランキンサイクル起動許可温度Tal1を算出したとき、Tal1算出済みフラグ=1となる。ここでは、Tal1算出済みフラグ=0、つまりコールドスタート時にランキンサイクル起動許可温度Tal1を算出済みでないとしてステップ4に進む。   In step 3, it is checked whether Rankine cycle start permission temperature Tal1 has been calculated at the cold start. As described later in step 7, when the Rankine cycle activation permission temperature Tal1 is calculated at the cold start, the Tal1 calculated flag = 1. Here, it is determined that the Tal1 calculated flag = 0, that is, the Rankine cycle start permission temperature Tal1 has not been calculated at the cold start, and the process proceeds to step 4.

ステップ4では、外気温センサ75(図1参照)により検出される外気温Tair[℃]から図12を内容とするテーブルを検索することにより、外気温補正係数Htair1[無名数]を算出する。この外気温補正係数Htair1をステップ5で基本ヒステリシス分Hys0[℃]に乗算した値を目標ヒステリシス分mHys1[℃]として、つまり次式によりmHys1を算出する。   In step 4, the outside air temperature correction coefficient Htair1 [unknown number] is calculated by searching a table having the contents shown in FIG. 12 from the outside air temperature Tair [° C.] detected by the outside air temperature sensor 75 (see FIG. 1). The value obtained by multiplying the outside air temperature correction coefficient Htail1 by the basic hysteresis value Hys0 [° C.] in step 5 is set as the target hysteresis value mHys1 [° C.], that is, mHys1 is calculated by the following equation.

mHys1=Hys0×Htair1 …(1)
ステップ6ではこの目標ヒステリシス分mHys1をサーモスタットバルブ15の開弁温度T0[℃]に加算した値を、コールドスタート時のランキンサイクル起動許可温度Tal1[℃]として、つまり次式によりTal1を算出する算出する。
mHys1 = Hys0 × Htail1 (1)
In step 6, a value obtained by adding the target hysteresis mHys1 to the valve opening temperature T0 [° C.] of the thermostat valve 15 is used as the Rankine cycle start permission temperature Tal1 [° C.] at the time of cold start, that is, calculation for calculating Tal1 by the following equation: To do.

Tal1=T0+mHys1 …(2)
上記(1)式の基本ヒステリシス分Hys0が大きいほど、(2)式のランキンサイクル起動許可温度Tal1が高くなり、ランキンサイクル31の起動に伴う冷却水温度Twの落ち込みを抑制できる。その一方で、上記(1)式の基本ヒステリシス分Hys0が大き過ぎるときにはランキンサイクル31の起動タイミングが遅れ、ランキンサイクル31の運転領域を狭めてしまう。従って、ランキンサイクル起動許可温度Hys0としては、冷却水温度Twの落ち込みを抑制する一方でランキンサイクル31の起動タイミングがそれほど遅れないように設定すべきである。Hys0の値は、エンジン2やランキンサイクル31の各仕様に依存する値であり、エンジン2及びランキンサイクル31の各仕様が定まれば適合により設定する。Hys0の適合値は一定値で、ここでは4℃程度であるとする。
Tal1 = T0 + mHys1 (2)
As the basic hysteresis amount Hys0 in the above equation (1) is larger, the Rankine cycle activation permission temperature Tal1 in the equation (2) is higher, and the cooling water temperature Tw accompanying the activation of the Rankine cycle 31 can be suppressed. On the other hand, when the basic hysteresis amount Hys0 in the above equation (1) is too large, the start timing of the Rankine cycle 31 is delayed, and the operating range of the Rankine cycle 31 is narrowed. Therefore, the Rankine cycle start permission temperature Hys0 should be set so that the start-up timing of the Rankine cycle 31 is not so delayed while suppressing the drop in the coolant temperature Tw. The value of Hys0 is a value that depends on the specifications of the engine 2 and Rankine cycle 31, and is set by conformance if the specifications of the engine 2 and Rankine cycle 31 are determined. The conforming value of Hys0 is a constant value, and is assumed to be about 4 ° C. here.

図12に示したように外気温補正係数Htair1は外気温Tairが適合時の外気温Tair0(たとえば20℃)のときに1.0である。外気温Tairが適合時の外気温Tair0より高いときに外気温補正係数Htair1が1.0より小さくなり、上記(1)式より目標ヒステリシス分mHys1が基本ヒステリシス分Hys0より小さくなる。これによって上記(2)式よりランキンサイクル起動許可温度Tal1が適合時の外気温Tair0のときより低くなる。これは、適合時の外気温より実際の外気温が高いときのほうがランキンサイクル31を起動した際の冷却水温度Twの落ち込みが大きくないので、ランキンサイクル起動許可温度Tal1は適合時より低くて良いためである。   As shown in FIG. 12, the outside air temperature correction coefficient Hair1 is 1.0 when the outside air temperature Tair is the outside air temperature Tair0 (for example, 20 ° C.) at the time of adaptation. When the outside air temperature Tair is higher than the adapted outside air temperature Tair0, the outside air temperature correction coefficient Hair1 becomes smaller than 1.0, and the target hysteresis amount mHys1 becomes smaller than the basic hysteresis amount Hys0 from the above equation (1). As a result, the Rankine cycle activation permission temperature Tal1 is lower than that in the case of the outside air temperature Tair0 at the time of adaptation from the above equation (2). This is because when the actual outside air temperature is higher than the outside air temperature at the time of adaptation, the cooling water temperature Tw does not drop significantly when the Rankine cycle 31 is activated, so the Rankine cycle activation permission temperature Tal1 may be lower than that at the time of adaptation. Because.

一方、外気温Tairが適合時の外気温Tair0より低いときに外気温補正係数Htair1が1.0より大きくなり、上記(1)式より目標ヒステリシス分mHys1が基本ヒステリシス分Hys2より大きくなる。これによって上記(2)式よりランキンサイクル起動許可温度Tal1が適合時の外気温Tair0のときより高くなる。これは、適合時の外気温より実際の外気温が低いときのほうがランキンサイクル31を起動した際の冷却水温度Twの落ち込みが大きくなるので、ヒステリシス分を大きくしてランキンサイクル起動許可温度Tal1を高くする必要があるためである。   On the other hand, when the outside air temperature Tair is lower than the adapted outside air temperature Tair0, the outside air temperature correction coefficient Htair1 becomes larger than 1.0, and the target hysteresis amount mHys1 becomes larger than the basic hysteresis amount Hys2 from the above equation (1). As a result, the Rankine cycle start permission temperature Tal1 is higher than that in the case of the outside air temperature Tair0 at the time of adaptation from the above equation (2). This is because when the actual outside air temperature is lower than the adapted outside air temperature, the cooling water temperature Tw drops when the Rankine cycle 31 is started. Therefore, the hysteresis amount is increased to increase the Rankine cycle starting permission temperature Tal1. This is because it needs to be high.

これでコールドスタート時のランキンサイクル起動許可温度Tal1を算出したので、ステップ7でTal1算出済みフラグ=1とする。   Since Rankine cycle start permission temperature Tal1 at the time of cold start is now calculated, Tal1 calculated flag = 1 is set in step 7.

ステップ8では膨張機クラッチ35を切断状態とすることによってランキンサイクル31を非起動とする。   In Step 8, the Rankine cycle 31 is deactivated by disengaging the expander clutch 35.

ステップ7でのTal1算出済みフラグ=1より、次回以降はステップ3よりステップ9に進み、冷却水温度Twとランキンサイクル起動許可温度Tal1を比較する。ランキンサイクル起動許可温度Tal1を算出した当初は冷却水温度Twがランキンサイクル起動許可温度Tal1より低いので、ステップ8に進み、ランキンサイクル31を非駆動とする。冷却水温度Twがランキンサイクル起動許可温度Tal1より低い間はステップ8の操作を繰り返す。やがて、冷却水温度Twがランキンサイクル起動許可温度Tal1以上となったときにはステップ9よりステップ10に進み、膨張機クラッチ35を切断状態から接続状態に切換えることによってランキンサイクル31を起動する。つまりコールドスタート時にはランキンサイクル起動許可温度Tal1をサーモスタットバルブ15の開弁温度T0より目標ヒステリシス分mHys1だけ高い温度として、ランキンサイクル31を起動するのである。   From the Tal1 calculated flag = 1 in step 7, the next and subsequent steps proceed to step 9 from step 3 to compare the coolant temperature Tw with the Rankine cycle activation permission temperature Tal1. Since the coolant temperature Tw is initially lower than the Rankine cycle activation permission temperature Tal1 when the Rankine cycle activation permission temperature Tal1 is calculated, the process proceeds to Step 8 and the Rankine cycle 31 is not driven. While the cooling water temperature Tw is lower than the Rankine cycle activation permission temperature Tal1, the operation of Step 8 is repeated. Eventually, when the coolant temperature Tw becomes equal to or higher than the Rankine cycle activation permission temperature Tal1, the process proceeds from Step 9 to Step 10, and the Rankine cycle 31 is activated by switching the expander clutch 35 from the disconnected state to the connected state. That is, at the cold start, the Rankine cycle start permission temperature Tal1 is set higher than the valve opening temperature T0 of the thermostat valve 15 by the target hysteresis mHys1, and the Rankine cycle 31 is started.

一方、ステップ2で冷却水温度Twがサーモスタットバルブ15の開弁温度T0に到達したのがトリップ中に初めてでなく2度目以降であるときには、ホットリスタート時であると判断し、ステップ11に進んで膨張機クラッチ35を接続することによってランキンサイクル31を即座に起動する。つまり、ホットリスタート時にはランキンサイクル起動許可温度をサーモスタットバルブ15の開弁温度T0として、ランキンサイクル31を起動する。   On the other hand, when the cooling water temperature Tw reaches the valve opening temperature T0 of the thermostat valve 15 in step 2 not for the first time during the trip but for the second time or later, it is determined that it is a hot restart time, and the process proceeds to step 11. The Rankine cycle 31 is started immediately by connecting the expander clutch 35. That is, at the time of hot restart, the Rankine cycle activation permission temperature is set to the valve opening temperature T0 of the thermostat valve 15, and the Rankine cycle 31 is activated.

ここで、本実施形態の作用効果を説明する。   Here, the effect of this embodiment is demonstrated.

本実施形態では、冷却水によりエンジンを冷却する冷却水通路13、14と、冷却水と熱交換を行い冷媒(作動媒体)を加熱する熱交換器36(蒸発器)と、熱交換器36を通過した冷媒を膨張させて動力を発生する膨張機37と、膨張機37を通過した冷媒を冷却する凝縮器38と、凝縮器38を通過した冷媒を熱交換器38に送り出す冷媒ポンプ32(ポンプ)とを有するランキンサイクル31において、冷却水の温度を検出する水温センサ74(冷却水温度検出手段)と、冷却水温度がランキンサイクル起動許可温度Tal1(起動許可温度)に到達したか否かでランキンサイクル31の起動を許可するか否かを判定するエンジンコントローラ71(起動許可判定手段)とを備え、エンジンコントローラ71は、ランキンサイクル起動許可温度Tal1をコールドスタート時(冷間状態でのエンジン始動時)とホットリスタート時(エンジンの暖機完了状態でのエンジン再始動時)とで相違させ、コールドスタート時のランキンサイクル起動許可温度をホットリスタート時のランキンサイクル起動許可温度より高く設定している(図11のステップ1〜8、ステップ1〜3、9、8、ステップ1〜3、9、10参照)。コールドスタート時に冷却水温度Twが上昇した直後は、エンジン2の部品全てが平衡温度に至っている状態でなく、冷却水温度Twの変化の感度が高い。そのような状態でランキンサイクル31を起動して冷却水より熱を奪うと、冷却水温度Twの変化が大きく、ランキンサイクル31が十分に機能せず、むしろポンプ損失が大きくなることが懸念される。本実施形態によれば、冷却水温度Twが不安定なコールドスタート時には、ランキンサイクル起動許可水温Tal1を冷却水温度Twが安定しているホットリスタート時よりも高く設定するので、ランキンサイクル31から安定して動力を取り出すことができる。   In the present embodiment, the cooling water passages 13 and 14 that cool the engine with cooling water, the heat exchanger 36 (evaporator) that heats the coolant (working medium) by exchanging heat with the cooling water, and the heat exchanger 36 are provided. An expander 37 that generates power by expanding the refrigerant that has passed, a condenser 38 that cools the refrigerant that has passed through the expander 37, and a refrigerant pump 32 (pump that sends the refrigerant that has passed through the condenser 38 to the heat exchanger 38 ) In the Rankine cycle 31, the water temperature sensor 74 (cooling water temperature detecting means) for detecting the temperature of the cooling water, and whether or not the cooling water temperature has reached the Rankine cycle activation permission temperature Tal1 (activation permission temperature). An engine controller 71 (starting permission determining means) for determining whether or not to allow the start of the Rankine cycle 31 is provided. Allowable temperature Tal1 is differentiated between cold start (when the engine is started in the cold state) and hot restart (when the engine is restarted when the engine is warmed up), and the Rankine cycle start permission temperature at the cold start Is set higher than the Rankine cycle start permission temperature at the time of hot restart (see Steps 1 to 8, Steps 1 to 3, 9, 8, Steps 1 to 3, 9, and 10 in FIG. 11). Immediately after the coolant temperature Tw rises at the cold start, not all the components of the engine 2 reach the equilibrium temperature, and the sensitivity of the change in the coolant temperature Tw is high. If Rankine cycle 31 is started in such a state and heat is taken away from the cooling water, the change in cooling water temperature Tw is large, Rankine cycle 31 does not function sufficiently, and there is a concern that pump loss will increase. . According to the present embodiment, at the cold start when the cooling water temperature Tw is unstable, the Rankine cycle activation permission water temperature Tal1 is set higher than that at the time of the hot restart where the cooling water temperature Tw is stable. Power can be taken out stably.

その一方で、エンジンの暖機が完了し、エンジン2の部品全てが平衡温度に至っている状態ではエンジン2の構造部品が熱源となり、冷却水温度Twの変化の感度は小さくなる。このような状態でエンジン2を再始動するのであれば、冷却水温度Twが大きく変化することがなくランキンサイクル31を効率の良い状態で駆動することができる。本実施形態によれば、ホットリスタート時であれば、コールドスタート時のランキンサイクル起動許可温度より低い冷却水温度で速やかにランキンサイクル31の起動を許可するので、ランキンサイクル31の運転領域を広げることができる。   On the other hand, when the engine has been warmed up and all the components of the engine 2 have reached the equilibrium temperature, the structural components of the engine 2 serve as a heat source, and the sensitivity of changes in the coolant temperature Tw is reduced. If the engine 2 is restarted in such a state, the Rankine cycle 31 can be driven in an efficient state without the coolant temperature Tw changing significantly. According to the present embodiment, during the hot restart, the Rankine cycle 31 is quickly activated at a coolant temperature lower than the Rankine cycle activation permission temperature at the cold start, so the operating range of the Rankine cycle 31 is expanded. be able to.

外気温が低いほど、エンジン表面などから放熱され、エンジンの局所温度と冷却水温度Twとの乖離が大きくなり、冷却水温度の変化の感度がその分高くなる。これに対応して、本実施形態によれば、コールドスタート時(冷間状態でのエンジン始動時)のランキンサイクル起動許可温度Tal1(起動許可温度)は、外気温Tairが低いほど高くするので(図11のステップ4、5、6、図12参照)、外気温Tairが低いときでもランキンサイクル31から安定して動力を取り出すことができる。   The lower the outside air temperature, the more heat is radiated from the engine surface and the like, and the difference between the local temperature of the engine and the cooling water temperature Tw increases, and the sensitivity of the change in the cooling water temperature increases accordingly. Correspondingly, according to the present embodiment, the Rankine cycle start permission temperature Tal1 (start permission temperature) at the cold start (when the engine is started in the cold state) is increased as the outside air temperature Tair is lower ( Steps 4, 5, 6 and FIG. 12 in FIG. 11) and power can be stably taken out from the Rankine cycle 31 even when the outside air temperature Tair is low.

(第2実施形態)
図13は第2実施形態のランキンサイクル31のシステム全体を表した概略構成図で、第1実施形態の図1と置き換わるものである。第1実施形態の図1と同一部分には同一の符号を付している。
(Second Embodiment)
FIG. 13 is a schematic configuration diagram showing the entire system of the Rankine cycle 31 of the second embodiment, which replaces FIG. 1 of the first embodiment. The same parts as those in FIG. 1 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

第1実施形態は、サーモスタットバルブ15の開弁温度T0が一定である場合を対象とするものであった。つまり、第1実施形態のサーモスタットバルブ15は、閉弁状態で冷却水をラジエータ11に流さずバイパス冷却水通路14に流し、開弁状態では冷却水をラジエータ11に流すものであった。一方、第2実施形態は、第1実施形態のサーモスタットバルブ15に代えて、電制のサーモスタットバルブ15’を備える場合を対象とするものである。エンジンコントローラ71からの信号を受ける電制のサーモスタットバルブ15’は、閉弁状態で冷却水をラジエータ11に流さずバイパス冷却水通路14に流し、開弁状態では冷却水をラジエータ11に流すと共に、開弁温度を任意に変更し得るバルブである。   The first embodiment is intended for the case where the valve opening temperature T0 of the thermostat valve 15 is constant. That is, the thermostat valve 15 of the first embodiment flows the cooling water to the bypass cooling water passage 14 without flowing to the radiator 11 when the valve is closed, and flows the cooling water to the radiator 11 when the valve is opened. On the other hand, the second embodiment is directed to the case where an electric controlled thermostat valve 15 ′ is provided instead of the thermostat valve 15 of the first embodiment. The electrically controlled thermostat valve 15 ′ that receives a signal from the engine controller 71 does not flow cooling water to the radiator 11 in the closed state but flows to the bypass cooling water passage 14, and flows the cooling water to the radiator 11 in the opened state. This valve can arbitrarily change the valve opening temperature.

ここでは、電制のサーモスタットバルブ15’にエンジンコントローラ71からOFF信号を与えているとき、開弁温度が第1温度となり、ON信号を与えたときに開弁温度が第1温度よりも高い第2温度となるものとする。具体的には第1温度は第1実施形態と同じ80℃程度、第2温度はたとえば90℃程度とする。このように電制のサーモスタットバルブ15’では開弁温度を任意に変更し得るので、この変更し得る開弁温度を「開弁温度目標」というものとする。電制のサーモスタットバルブ15’の構成そのものは公知であるので、詳述しない。なお、電制のサーモスタットバルブ15’に限定されるものでない。サーモスタットバルブがなく電磁弁によってサーモスタットの代わりをさせるエンジンがある。こうしたサーモスタットの代わりをする電磁弁であってもかまわない。   Here, when the OFF signal is given from the engine controller 71 to the electrically controlled thermostat valve 15 ′, the valve opening temperature becomes the first temperature, and when the ON signal is given, the valve opening temperature is higher than the first temperature. It shall be 2 temperatures. Specifically, the first temperature is about 80 ° C. as in the first embodiment, and the second temperature is about 90 ° C., for example. Thus, since the valve opening temperature can be arbitrarily changed in the electrically controlled thermostat valve 15 ′, the valve opening temperature that can be changed is referred to as a “valve opening temperature target”. Since the configuration of the electric thermostat valve 15 'itself is known, it will not be described in detail. The electric control thermostat valve 15 'is not limited. There is an engine that does not have a thermostat valve and uses a solenoid valve instead of a thermostat. A solenoid valve may be used instead of such a thermostat.

さて、電制サーモスタットバルブ15’を設けて開弁温度目標を相対的に高くする目的は、ランキンサイクル31を効率よく運転することにある。すなわち、開弁温度目標を80℃より90℃へと高くすると、エンジンフリクション及び冷却損失を低減することができる。しかもこのときランキンサイクル31を運転すれば開弁温度目標を高くした分だけ、熱交換器で36で回収できる熱量が大きくなり、熱交換器36を出る冷媒がより高温・高圧となり、膨張機37の熱回収効率を向上させることができるのである。   Now, the purpose of providing the electric control thermostat valve 15 'to relatively increase the valve opening temperature target is to operate the Rankine cycle 31 efficiently. That is, when the valve opening temperature target is increased from 80 ° C. to 90 ° C., engine friction and cooling loss can be reduced. In addition, if the Rankine cycle 31 is operated at this time, the amount of heat that can be recovered by the heat exchanger 36 increases by the amount that the valve opening temperature target is increased, and the refrigerant that exits the heat exchanger 36 becomes higher temperature and pressure, and the expander 37 Thus, the heat recovery efficiency can be improved.

なお、図13に示した第2実施形態のシステムにおいては、次の点も第1実施形態のシステムと相違している。第1実施形態のシステムは、図1に示したように熱交換器36にエンジン出口の冷却水だけでなく、廃熱回収器22で昇温させた冷却水をも導いてランキンサイクル31の冷媒の温度を上昇させるものであった。また、ランキンサイクル31と冷凍サイクル51と統合し、各サイクルで凝縮器38を共用するものであった。一方、第2実施形態のシステムは、図13に示したようにエンジン出口の冷却水だけを導いてランキンサイクル31の冷媒の温度を上昇させる熱交換器91(蒸発器)を設けている。また、ランキンサイクル31と冷凍サイクル51とを統合せず、冷凍サイクル51にも専用の凝縮器92を備えている。   In the system of the second embodiment shown in FIG. 13, the following points are also different from the system of the first embodiment. As shown in FIG. 1, the system of the first embodiment guides not only the cooling water at the engine outlet but also the cooling water raised in temperature by the waste heat recovery unit 22 to the heat exchanger 36 so that the refrigerant of the Rankine cycle 31 is used. The temperature was increased. Moreover, it integrated with Rankine cycle 31 and the refrigerating cycle 51, and shared the condenser 38 in each cycle. On the other hand, the system of the second embodiment is provided with a heat exchanger 91 (evaporator) that guides only the cooling water at the engine outlet and raises the temperature of the refrigerant in the Rankine cycle 31 as shown in FIG. Further, the Rankine cycle 31 and the refrigeration cycle 51 are not integrated, and the refrigeration cycle 51 is also provided with a dedicated condenser 92.

図14は第2実施形態のエンジン冷間始動時の冷却水温度Twの変化を示すタイミングチャートである。   FIG. 14 is a timing chart showing a change in the coolant temperature Tw when the engine is cold started according to the second embodiment.

図14において、電制サーモスタットバルブ15’を備えるコンベンショナルエンジンで、電制サーモスタットバルブ15’の開弁温度目標を80℃したときにはコールドスタート時の冷却水温度Twの変化が細実線で示したようになる。一方、電制サーモスタットバルブ15’を備えるコンベンショナルエンジンで、開弁温度目標を90℃へと変更したときにはコールドスタート時の冷却水温度Twの変化が太実線で重ねて示したようになる。すなわち、開弁温度目標を80℃したときには冷却水温度Twは80℃を中心にして、開弁温度目標を90℃したときには冷却水温度Twは90℃を中心にして上下に振れることとなる。   In FIG. 14, when the valve opening temperature target of the electric control thermostat valve 15 ′ is 80 ° C. in a conventional engine including the electric control thermostat valve 15 ′, the change in the cooling water temperature Tw at the cold start is shown by a thin solid line. Become. On the other hand, when the valve opening temperature target is changed to 90 ° C. in the conventional engine including the electric control thermostat valve 15 ′, the change in the coolant temperature Tw at the cold start is shown by the bold solid line. That is, when the valve opening temperature target is 80 ° C., the cooling water temperature Tw is centered on 80 ° C., and when the valve opening temperature target is 90 ° C., the cooling water temperature Tw is swung up and down around 90 ° C.

第2実施形態では、開弁温度目標を90℃へと高くしたとき、高くした開弁温度目標にヒステリシス分を加算した値をコールドスタート時のランキンサイクル起動許可温度として設定する。そして、冷却水温度Twがこのコールドスタート時のランキンサイクル起動許可温度に到達するt22のタイミングでランキンサイクル31を起動する。冷却水温度Twが、高くした開弁温度目標の90℃に到達するt21のタイミングでランキンサイクル31を起動するのではない。   In the second embodiment, when the valve opening temperature target is increased to 90 ° C., a value obtained by adding a hysteresis component to the increased valve opening temperature target is set as the Rankine cycle activation permission temperature at the cold start. And the Rankine cycle 31 is started at the timing of t22 when the coolant temperature Tw reaches the Rankine cycle start permission temperature at the time of cold start. The Rankine cycle 31 is not started at the timing t21 when the coolant temperature Tw reaches 90 ° C., which is the target valve opening temperature.

また、開弁温度目標が80℃であるときには、第1実施形態のサーモスタットバルブ15を備えるコンベンショナルエンジンの場合と同様である。すなわち、開弁温度目標が80℃であるとき、第2実施形態では開弁温度目標の80℃にヒステリシス分を加算した値をコールドスタート時のランキンサイクル起動許可温度として設定する。そして、冷却水温度Twがこのコールドスタート時のランキンサイクル起動許可温度に到達するt11のタイミングでランキンサイクル31を起動する。冷却水温度Twが、開弁温度目標の80℃に到達するt1のタイミングでランキンサイクル31を起動するのではない。   Further, when the valve opening temperature target is 80 ° C., it is the same as in the case of the conventional engine including the thermostat valve 15 of the first embodiment. That is, when the valve opening temperature target is 80 ° C., in the second embodiment, a value obtained by adding a hysteresis component to the valve opening temperature target 80 ° C. is set as the Rankine cycle activation permission temperature at the cold start. And the Rankine cycle 31 is started at the timing of t11 when the coolant temperature Tw reaches the Rankine cycle start permission temperature at the time of this cold start. The Rankine cycle 31 is not started at the timing t1 when the cooling water temperature Tw reaches the valve opening temperature target of 80 ° C.

エンジンコントローラ71で実行されるこの制御を図15のフローチャートを参照して説明する。図15のフローは第2実施形態のランキンサイクル31を起動するためのもので、一定時間毎(たとえば10ms毎)に実行する。第1実施形態の図11と同一部分には同一の符号を付している。     This control executed by the engine controller 71 will be described with reference to the flowchart of FIG. The flow in FIG. 15 is for starting the Rankine cycle 31 of the second embodiment, and is executed at regular time intervals (for example, every 10 ms). The same parts as those in FIG. 11 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

第1実施形態と相違する部分を主に説明すると、ステップ21〜23は電制サーモスタットバルブ15’の開弁温度目標T1を切換える部分である。ステップ21では、電制サーモスタットバルブ15’への信号をみる。この信号がON信号であるときにはステップ22に進み、90℃を開弁温度目標T1[℃]に入れる。一方、OFF信号であるときにはステップ21よりステップ23に進み、80℃を開弁温度目標T1[℃]に入れる。第2実施形態では、開弁温度目標T1がホットリスタート時のランキンサイクル起動許可温度である。   A description will be given mainly of portions different from the first embodiment. Steps 21 to 23 are portions for switching the valve opening temperature target T1 of the electric thermostat valve 15 '. In step 21, the signal to the electric thermostat valve 15 'is observed. When this signal is an ON signal, the routine proceeds to step 22 where 90 ° C. is set to the valve opening temperature target T1 [° C.]. On the other hand, when the signal is an OFF signal, the process proceeds from step 21 to step 23, where 80 ° C. is set to the valve opening temperature target T1 [° C.]. In the second embodiment, the valve opening temperature target T1 is the Rankine cycle activation permission temperature at the time of hot restart.

ステップ24では、水温センサ74により検出されるエンジンの冷却水温度Twと開弁温度目標T1を比較する。エンジンの冷却水温度Twが開弁温度目標T1以下であるときにはそのまま今回の処理を終了する。   In step 24, the engine coolant temperature Tw detected by the water temperature sensor 74 is compared with the valve opening temperature target T1. When the engine coolant temperature Tw is equal to or lower than the valve opening temperature target T1, the current process is terminated.

ステップ24でエンジンの冷却水温度Twが開弁温度目標T1を超えたときにホットリスタート時であればステップ11に進んで、ランキンサイクル31を起動する必要がある。このため、ステップ2以降に進み、ホットリスタート時であるのかコールドスター時であるのかをみる。ステップ2は、冷却水温度Twが開弁温度目標T1に到達したのがトリップ中に初めであるか否かをみることにより、ホットリスタート時であるのかコールドスター時であるのかを判定する部分である。冷却水温度Twが開弁温度目標T1に到達したのがトリップ中に初めてあるときには、コールドスタート時に冷却水温度Twが開弁温度目標T1に到達したと判断し、ステップ3、4、5からステップ25に進む。   If it is during hot restart when the engine coolant temperature Tw exceeds the valve opening temperature target T1 in step 24, it is necessary to proceed to step 11 and start the Rankine cycle 31. For this reason, the process proceeds to step 2 and subsequent steps to see whether it is hot restart time or cold star time. Step 2 is a part for determining whether it is a hot restart time or a cold star time by checking whether or not the coolant temperature Tw has reached the valve opening temperature target T1 during the trip. It is. When the cooling water temperature Tw has reached the valve opening temperature target T1 for the first time during the trip, it is determined that the cooling water temperature Tw has reached the valve opening temperature target T1 at the cold start. Proceed to 25.

ステップ25では、目標ヒステリシス分mHys1を開弁温度目標T1[℃]に加算した値を、コールドスタート時のランキンサイクル起動許可温度Tal1[℃]として、つまり次式によりTal1を算出する。   In step 25, the value obtained by adding the target hysteresis mHys1 to the valve opening temperature target T1 [° C.] is used as Rankine cycle start permission temperature Tal1 [° C.] at the cold start, that is, Tal1 is calculated by the following equation.

Tal1=T1+mHys1 …(3)
(3)式よりコールドスタート時に開弁温度目標T1が80℃であるときには80℃より目標ヒステリシス分mHys1だけ高い温度がランキンサイクル起動許可温度Tal1となる。コールドスタート時に開弁温度目標T1が90℃に変更されたときには90℃より目標ヒステリシス分mHys1だけ高い温度がランキンサイクル起動許可温度Tal1となる。
Tal1 = T1 + mHys1 (3)
From the equation (3), when the valve opening temperature target T1 is 80 ° C. at the cold start, the temperature higher than the 80 ° C. by the target hysteresis mHys1 becomes the Rankine cycle start permission temperature Tal1. When the valve opening temperature target T1 is changed to 90 ° C. at the cold start, the temperature higher than the 90 ° C. by the target hysteresis mHys1 becomes the Rankine cycle start permission temperature Tal1.

これでコールドスタート時のランキンサイクル起動許可温度Tal1を算出したので、ステップ7でTal1算出済みフラグ=1とし、ステップ8では膨張機クラッチ35を切断状態とすることによってランキンサイクル31を非起動とする。   Since the Rankine cycle activation permission temperature Tal1 at the cold start is calculated, the Tal1 calculated flag = 1 is set in Step 7 and the Rankine cycle 31 is deactivated by setting the expander clutch 35 in the disconnected state in Step 8. .

ステップ7でのTal1算出済みフラグ=1より、次回以降はステップ3よりステップ9に進み、冷却水温度Twとランキンサイクル起動許可温度Tal1を比較する。冷却水温度Twがランキンサイクル起動許可温度Tal1以上となったときにはステップ10に進み、膨張機クラッチ35を切断状態から接続状態に切換えることによってランキンサイクル31を起動する。   From the Tal1 calculated flag = 1 in step 7, the next and subsequent steps proceed to step 9 from step 3 to compare the coolant temperature Tw with the Rankine cycle activation permission temperature Tal1. When the cooling water temperature Tw becomes equal to or higher than the Rankine cycle start permission temperature Tal1, the process proceeds to Step 10, and the Rankine cycle 31 is started by switching the expander clutch 35 from the disconnected state to the connected state.

一方、ステップ2で冷却水温度Twが開弁温度目標T1に到達したのがトリップ中に初めてでなく2度目以降であるときには、ホットリスタート時であると判断し、ステップ11に進んで膨張機クラッチ35を接続することによってランキンサイクル31を即座に起動する。つまり、ホットリスタート時にはランキンサイクル起動許可温度を開弁温度目標T1として、ランキンサイクル31を起動する。ここで、ホットリスタート時に開弁温度目標T1が80℃であるときには80℃がホットリスタート時のランキンサイクル起動許可温度となる。ホットリスタート時に開弁温度目標T1が90℃であるときには90℃がホットリスタート時のランキンサイクル起動許可温度となる。   On the other hand, when the coolant temperature Tw has reached the valve opening temperature target T1 in step 2 not the first time during the trip but the second time or later, it is determined that it is a hot restart, and the procedure proceeds to step 11 to expand the expander By connecting the clutch 35, the Rankine cycle 31 is immediately started. That is, at the time of hot restart, the Rankine cycle activation permission temperature is set as the valve opening temperature target T1, and the Rankine cycle 31 is activated. Here, when the valve opening temperature target T1 is 80 ° C. at the time of hot restart, 80 ° C. becomes the Rankine cycle start permission temperature at the time of hot restart. When the valve opening temperature target T1 is 90 ° C. at the time of hot restart, 90 ° C. becomes the Rankine cycle start permission temperature at the time of hot restart.

このように第2実施形態によれば、エンジン2を冷却して昇温した冷却水をラジエータ11に供給する第1冷却水通路(13)と、ラジエータ11からの冷却水をエンジン2に戻す第2冷却水通路(13)と、第1冷却水通路(13)から分岐しラジエータ11をバイパスして第2冷却水通路(13)に合流するバイパス冷却水通路(14)と、閉弁状態では冷却水をラジエータ11に流さずバイパス冷却水通路(14)に流し、開弁状態では冷却水をラジエータ11に流すと共に、開弁温度を任意に変更し得る電制のサーモスタットバルブ15’(バルブ)とを冷却水通路に備え、コールドスタート時(冷間状態でのエンジン始動時)にランキンサイクル31を起動するときには電制のサーモスタットバルブ15’の開弁温度目標T1を、ホットリスタート時(エンジン暖機完了状態でのエンジン再始動時)にランキンサイクル31を起動するときより高く設定するので(図15のステップ21〜24、2〜5、25、7、8、ステップ3、9、10参照)、電制のサーモスタットバルブ15’を備え、電制のサーモスタットバルブ15’の開弁温度目標T1を変更した場合においても、冷却水温度が不安定なコールドスタート時にランキンサイクル31から安定して動力を取り出すことができると共に、ホットリスタート時であれば、速やかにランキンサイクル31の起動を許可しランキンサイクル31の運転領域を広げることができる。   As described above, according to the second embodiment, the first cooling water passage (13) for supplying the cooling water heated by cooling the engine 2 to the radiator 11 and the cooling water from the radiator 11 for returning the cooling water to the engine 2 are provided. Two cooling water passages (13), a bypass cooling water passage (14) branched from the first cooling water passage (13), bypassing the radiator 11 and joining the second cooling water passage (13), and in a closed state Cooling water does not flow to the radiator 11 but flows to the bypass cooling water passage (14). When the valve is open, the cooling water flows to the radiator 11 and the valve opening temperature can be arbitrarily changed. And when the Rankine cycle 31 is started during a cold start (when the engine is started in a cold state), the valve opening temperature target T1 of the electric thermostat valve 15 ′ is 15 is set higher than when the Rankine cycle 31 is started at the time of engine restart (when the engine is restarted when the engine is warmed up) (Steps 21 to 24, 2 to 5, 25, 7, 8, Step 3, FIG. 15). 9 and 10), even if the thermostat valve 15 'is electrically controlled and the valve opening temperature target T1 of the electrically controlled thermostat valve 15' is changed, the cooling water temperature is changed from the Rankine cycle 31 at the cold start when the cooling water temperature is unstable. Power can be taken out stably, and at the time of a hot restart, the Rankine cycle 31 can be quickly activated to widen the operating range of the Rankine cycle 31.

さらに述べると、ランキンサイクル起動許可温度Tal1を相対的に高く設定するには、エンジン冷却装置が目標とする温度目標よりも高い温度に設定することが望ましい。その場合、エンジン冷却装置の例えばラジエータ11などが有る一定の温度に上昇するまで待つ必要がある。一方、第2実施形態のように開弁温度を任意に変更可能な電制のサーモスタットバルブ15’を備える場合には、コールドスタート時の開弁温度目標を、ホットリスタート時の開弁温度目標より高く設定することで、ラジエータ11を通過する流量を増やすより前にランキンサイクル31の駆動を開始することができる。   More specifically, in order to set the Rankine cycle start permission temperature Tal1 relatively high, it is desirable to set the temperature higher than the target temperature targeted by the engine cooling device. In that case, it is necessary to wait until the temperature of the engine cooling device such as the radiator 11 rises to a certain temperature. On the other hand, when the electronically controlled thermostat valve 15 ′ capable of arbitrarily changing the valve opening temperature is provided as in the second embodiment, the valve opening temperature target at the cold start is set as the valve opening temperature target at the hot restart. By setting it higher, the driving of the Rankine cycle 31 can be started before the flow rate passing through the radiator 11 is increased.

(第3実施形態)
図16のフローは第3実施形態のランキンサイクル31を再起動するためのもので、一定時間毎(たとえば10ms毎)に実行する。
(Third embodiment)
The flow of FIG. 16 is for restarting the Rankine cycle 31 of the third embodiment, and is executed at regular time intervals (for example, every 10 ms).

第1実施形態では、図1に示したランキンサイクル31を備えるエンジンをエンジン車両に適用したときのものであった。一方、第3実施形態は、図1に示したランキンサイクル31を備えるエンジンをエンジン車両であって当該車両がアイドルストップを行う車両である場合を対象とするものである。   In the first embodiment, the engine including the Rankine cycle 31 shown in FIG. 1 is applied to an engine vehicle. On the other hand, the third embodiment is directed to the case where the engine including the Rankine cycle 31 shown in FIG. 1 is an engine vehicle, and the vehicle is a vehicle that performs idle stop.

アイドルストップを行う車両では、アイドルストップからのエンジン再始動時のランキンサイクル起動許可温度を、初回のコールドスタート時のランキンサイクル起動許可温度とは別に考える必要がある。「初回のコールドスタート時」とは、車両を運転するに際してイグニッションスイッチをOFFよりONとしスタータを起動して冷間状態にあるエンジンを始動するが、このときの初めてのエンジン始動時のことである。ここで、初回のコールドスタート時のランキンサイクル起動許可温度を「初回ランキンサイクル起動許可温度」という。この初回ランキンサイクル起動許可温度は、サーモスタットバルブ15の開弁温度T0にヒステリシス分を加算した値である。   In a vehicle that performs idle stop, it is necessary to consider the Rankine cycle start permission temperature at the time of engine restart from the idle stop separately from the Rankine cycle start permission temperature at the time of the first cold start. “At the first cold start” means that when the vehicle is driven, the ignition switch is turned on from OFF and the starter is started to start the engine in the cold state. At this time, the engine is started for the first time. . Here, the Rankine cycle start permission temperature at the time of the first cold start is referred to as “first Rankine cycle start permission temperature”. This initial Rankine cycle activation permission temperature is a value obtained by adding a hysteresis component to the valve opening temperature T0 of the thermostat valve 15.

アイドルストップ中にランキンサイクル31の運転を停止している場合に、アイドルストップからのエンジン再始動時にランキンサイクル31を起動するに際しては、コールドスタート時とエンジンの状態が相違する。従って、アイドルストップからのエンジン再始動時にランキンサイクル31を起動する際には、そのときのエンジン状態を考慮すべきである。すなわち、エンジンを再始動する直前のアイドルストップ時間が相対的に短いときには、エンジンを再始動する直前のアイドルストップ時間が相対的に長いときよりエンジン2が暖まった状態にある、つまりホットリスタート時に近い状態となる。エンジン暖機完了後であれば多少冷却水温が低下しても、エンジンの燃費は殆ど変わらない。従って、ホットリスタート時に近い、アイドルストップからのエンジン再始動時には直ぐにランキンサイクル31を起動しても問題ないのである。このため、アイドルストップ時間が相対的に短いときのランキンサイクル起動許可温度はアイドルストップ時間が相対的に長いときより低くてもかまわない。そこで第3実施形態では、アイドルストップ(エンジン強制的停止)からのエンジン再始動のときには、初回ランキンサイクル起動許可温度(T0+ヒステリシス分)よりも低いランキンサイクル起動許可温度でランキンサイクル31を再起動する。たとえば、図10上段の右側に、アイドルストップからのエンジン再始動時に、冷却水温度がホットリスタート時のランキンサイクル起動許可温度(=T0)に到達するt8のタイミングでランキンサイクル31を再起動する場合を示している。これは、エンジン再始動直前のアイドルストップ時間がt6からt7までと短く、ホットリスタート時に近い状態であるとみなせるためである。   When the operation of the Rankine cycle 31 is stopped during the idle stop, when the Rankine cycle 31 is started when the engine is restarted from the idle stop, the engine state is different from that at the cold start. Therefore, when the Rankine cycle 31 is started when the engine is restarted from the idle stop, the engine state at that time should be taken into consideration. That is, when the idle stop time immediately before restarting the engine is relatively short, the engine 2 is warmer than when the idle stop time immediately before restarting the engine is relatively long, that is, during hot restart. Close state. Even after the engine warm-up is completed, the fuel efficiency of the engine will hardly change even if the cooling water temperature is somewhat lowered. Therefore, there is no problem even if the Rankine cycle 31 is started immediately after the engine is restarted from the idle stop, which is close to the hot restart. For this reason, the Rankine cycle start permission temperature when the idle stop time is relatively short may be lower than when the idle stop time is relatively long. Therefore, in the third embodiment, at the time of engine restart from the idle stop (engine forced stop), the Rankine cycle 31 is restarted at a Rankine cycle start permission temperature lower than the initial Rankine cycle start permission temperature (T0 + hysteresis). . For example, the Rankine cycle 31 is restarted at the timing t8 when the coolant temperature reaches the Rankine cycle start permission temperature (= T0) at the time of hot restart when the engine is restarted from the idle stop. Shows the case. This is because the idle stop time immediately before the engine restart is short from t6 to t7, and can be regarded as being close to the time of hot restart.

一方、エンジン2が冷えて冷間状態と変わらなくなるほどアイドルストップ時間が長くなるときには、アイドルストップからのエンジン再始動時のランキンサイクル起動許可温度は、コールドスタート時のランキンサイクル起動許可温度と同じでよいこととなる。そこで第3実施形態では、アイドルストップからのエンジン再始動時のランキンサイクル起動許可温度をエンジンを再始動する直前のアイドルストップ時間(エンジン強制的停止時間)が長いほど高くする。   On the other hand, when the engine 2 is cooled and the idle stop time becomes so long that it does not change from the cold state, the Rankine cycle start permission temperature at the time of engine restart from the idle stop is the same as the Rankine cycle start permission temperature at the cold start. It will be good. Therefore, in the third embodiment, the Rankine cycle activation permission temperature at the time of engine restart from the idle stop is increased as the idle stop time (engine forced stop time) immediately before the engine is restarted is longer.

エンジンコントローラ71で実行されるこの制御を図16のフローを参照して具体的に説明する。図16において、ステップ31では、アイドルストップ(図では「IS」で略記。)からのエンジン再始動時であるか否かをみる。アイドルストップからのエンジン再始動時でないときには今回の処理をそのまま終了する。   This control executed by the engine controller 71 will be specifically described with reference to the flow of FIG. In FIG. 16, in step 31, it is determined whether or not the engine is restarting from an idle stop (abbreviated as “IS” in the figure). If it is not at the time of engine restart from the idle stop, the current process is terminated as it is.

アイドルストップからのエンジン再始動時であるときにステップ31よりステップ32に進み、ランキンサイクル再起動許可温度Tal2を算出済みであるか否かをみる。ステップ37で後述するように、アイドルストップからのエンジン再始動時にランキンサイクル再起動許可温度Tal2を算出したとき、Tal2算出済みフラグ=1となる。ここでは、Tal2算出済みフラグ=0、つまりアイドルストップからのエンジン再始動時にランキンサイクル再起動許可温度Tal2を算出済みでないとしてステップ33に進む。   When the engine is restarted from the idle stop, the routine proceeds from step 31 to step 32, where it is determined whether or not the Rankine cycle restart permission temperature Tal2 has been calculated. As will be described later in step 37, when the Rankine cycle restart permission temperature Tal2 is calculated when the engine is restarted from the idle stop, the Tal2 calculated flag is set to 1. Here, it is determined that the Tal2 calculated flag = 0, that is, the Rankine cycle restart permission temperature Tal2 has not been calculated when the engine is restarted from the idle stop, and the process proceeds to step 33.

ステップ33〜36はランキンサイクル再起動許可温度Tal2を算出する部分である。まずステップ33ではエンジンを再始動する直前のアイドルストップ時間より図17を内容とするテーブルを検索することにより、基本ヒステリシス分Hys2[℃]を算出する。図17に示したように基本ヒステリシス分Hys2はアイドルストップ時間が所定値IS0まではゼロである。所定値IS0はエンジン2が暖機完了状態にあるとみなせる時間の上限である。これは、このエンジン暖機完了状態にあるとみなせるエンジン状態からのエンジン再始動時にランキンサイクル31を起動するに際してはヒステリシス分を与えなくても、冷却水温度Twが落ち込むことがないためである。   Steps 33 to 36 are parts for calculating Rankine cycle restart permission temperature Tal2. First, in step 33, a basic hysteresis Hys2 [° C.] is calculated by searching a table having the contents shown in FIG. 17 from the idle stop time immediately before restarting the engine. As shown in FIG. 17, the basic hysteresis amount Hys2 is zero until the idle stop time reaches a predetermined value IS0. The predetermined value IS0 is an upper limit of the time during which the engine 2 can be regarded as being in a warm-up completion state. This is because the cooling water temperature Tw does not drop even if hysteresis is not given when starting the Rankine cycle 31 when the engine is restarted from the engine state that can be regarded as being in the engine warm-up completion state.

図17に示したように基本ヒステリシス分Hys2は、所定値IS0から所定値IS1までの間で徐々に大きくなり、所定値IS1で4℃に到達し、所定値IS1以上になると4℃を維持する値である。これは、次の理由による。すなわち、アイドルストップ時間が所定値IS1以上ではエンジンが冷間状態にあるとみなせる。エンジンが冷間状態にあるとみなせる状態からのエンジン再始動時にランキンサイクル31を起動するに際しては、コールドスタート時にランキンサイクル31を起動するときと同じになる。冷間状態にあるとみなせる状態からのエンジン再始動時にヒステリシス分を与えることなくランキンサイクル31を起動したのでは、冷却水温度Twが落ち込むので、これを避けるためである。   As shown in FIG. 17, the basic hysteresis amount Hys2 gradually increases between the predetermined value IS0 and the predetermined value IS1, reaches 4 ° C. at the predetermined value IS1, and maintains 4 ° C. when the predetermined value IS1 is exceeded. Value. This is due to the following reason. That is, when the idle stop time is equal to or greater than the predetermined value IS1, it can be considered that the engine is in a cold state. When the Rankine cycle 31 is started when the engine is restarted from a state in which the engine can be regarded as being in a cold state, it is the same as when the Rankine cycle 31 is started during a cold start. This is to avoid this because the Rankine cycle 31 is started without giving hysteresis when the engine is restarted from a state that can be regarded as being in the cold state, because the cooling water temperature Tw falls.

なお、図17では所定値IS0より所定値IS1までHys2を一次遅れで4℃に近づけているが、簡単には直線で近似してもかまわない(図17の破線参照)。   In FIG. 17, Hys2 is approximated to 4 ° C. with a first-order lag from predetermined value IS0 to predetermined value IS1, but it may be approximated by a straight line (see the broken line in FIG. 17).

ステップ34では、外気温センサ75により検出される外気温Tairから図18を内容とするテーブルを検索することにより、外気温補正係数Htair2[無名数]を算出する。ステップ35では、この外気温補正係数Htair2を基本ヒステリシス分Hys2に乗算した値を目標ヒステリシス分mHys2[℃]として、つまり次式によりmHys2を算出する。   In step 34, the outside air temperature correction coefficient Htair2 [anonymous number] is calculated by searching a table having the contents shown in FIG. 18 from the outside air temperature Tair detected by the outside air temperature sensor 75. In step 35, the value obtained by multiplying the outside air temperature correction coefficient Htar2 by the basic hysteresis value Hys2 is set as the target hysteresis value mHys2 [° C.], that is, mHys2 is calculated by the following equation.

mHys2=Hys2×Htair2 …(4)
ステップ36では、目標ヒステリシス分mHys2をサーモスタットバルブ15の開弁温度T0に加算した値をアイドルストップからのエンジン再始動時のランキンサイクル再起動許可温度Tal2[℃]として、つまり次式によりTal2を算出する。
mHys2 = Hys2 × Htail2 (4)
In step 36, the value obtained by adding the target hysteresis amount mHys2 to the valve opening temperature T0 of the thermostat valve 15 is set as the Rankine cycle restart permission temperature Tal2 [° C.] at the time of engine restart from the idle stop, that is, Tal2 is calculated by the following equation. To do.

Tal2=T0+mHys2 …(5)
図18に示したように外気温補正係数Htair2は外気温Tairが適合時の外気温Tair0のときに1.0である。外気温Tairが適合時の外気温Tair0より高いときに外気温補正係数Htair2が1.0より小さくなり、上記(4)式より目標ヒステリシス分mHys2が基本ヒステリシス分Hys2より小さくなる。これによって上記(5)式よりランキンサイクル再起動許可温度Tal2が適合時の外気温Tair0のときより低くなる。これは、適合時の外気温より実際の外気温が高いときのほうがランキンサイクル31を起動した際の冷却水温度Twの落ち込みが大きくないので、ランキンサイクル再起動許可温度Tal2は適合時より低くて良いためである。
Tal2 = T0 + mHys2 (5)
As shown in FIG. 18, the outside air temperature correction coefficient Hair2 is 1.0 when the outside air temperature Tair is the outside air temperature Tair0 at the time of adaptation. When the outside air temperature Tair is higher than the adapted outside air temperature Tair0, the outside air temperature correction coefficient Hair2 becomes smaller than 1.0, and the target hysteresis amount mHys2 becomes smaller than the basic hysteresis amount Hys2 from the above equation (4). As a result, the Rankine cycle restart permission temperature Tal2 is lower than that in the case of the outside air temperature Tair0 at the time of adaptation from the above equation (5). This is because when the actual outside air temperature is higher than the outside air temperature at the time of adaptation, the cooling water temperature Tw does not drop significantly when the Rankine cycle 31 is activated, so the Rankine cycle restart permission temperature Tal2 is lower than that at the time of adaptation. Because it is good.

一方、外気温Tairが適合時の外気温Tair0より低いときに外気温補正係数Htair2が1.0より大きくなり、上記(4)式より目標ヒステリシス分mHys2が基本ヒステリシス分Hys2より大きくなる。これによって上記(5)式よりランキンサイクル再起動許可温度Tal2が適合時の外気温Tair0のときより高くなる。これは、適合時の外気温より実際の外気温が低いときのほうがランキンサイクル31を起動した際の冷却水温度Twの落ち込みが大きくなるので、ヒステリシス分を大きくしてランキンサイクル再起動許可温度Tal2を高くする必要があるためである。   On the other hand, when the outside air temperature Tair is lower than the adapted outside air temperature Tair0, the outside air temperature correction coefficient Htair2 becomes larger than 1.0, and the target hysteresis amount mHys2 becomes larger than the basic hysteresis amount Hys2 from the above equation (4). Accordingly, the Rankine cycle restart permitting temperature Tal2 is higher than that in the case of the outside air temperature Tair0 at the time of adaptation from the above equation (5). This is because when the actual outside air temperature is lower than the adapted outside air temperature, the cooling water temperature Tw drops when the Rankine cycle 31 is started. Therefore, the hysteresis is increased and the Rankine cycle restart permission temperature Tal2 is increased. This is because it is necessary to increase the height.

これでアイドルストップからのエンジン再始動時のランキンサイクル再起動許可温度Tal2を算出したので、ステップ37でTal2算出済みフラグ=1とする。   Since the Rankine cycle restart permission temperature Tal2 at the time of engine restart from the idle stop is calculated, the Tal2 calculated flag is set to 1 in step 37.

ステップ38では膨張機クラッチ35を切断状態とすることによってランキンサイクル31を非起動とする。   In step 38, the Rankine cycle 31 is deactivated by disengaging the expander clutch 35.

ステップ37でのTal2算出済みフラグ=1より、次回以降はステップ32よりステップ39に進み、冷却水温度Twとランキンサイクル再起動許可温度Tal2を比較する。ランキンサイクル再起動許可温度Tal2を算出した当初は冷却水温度Twがランキンサイクル再起動許可温度Tal2より低いので、ステップ38に進み、ランキンサイクル31を非駆動とする。冷却水温度Twがランキンサイクル再起動許可温度Tal2より低い間はステップ38の操作を繰り返す。やがて、冷却水温度Twがランキンサイクル再起動許可温度Tal2以上となったときにはステップ39よりステップ40に進み、膨張機クラッチ35を切断状態から接続状態に切換えることによってランキンサイクル31を再起動する。   Since the Tal2 calculated flag = 1 in step 37, the process proceeds from step 32 to step 39 from the next time, and the coolant temperature Tw and Rankine cycle restart permission temperature Tal2 are compared. Since the coolant temperature Tw is initially lower than the Rankine cycle restart permission temperature Tal2 when the Rankine cycle restart permission temperature Tal2 is calculated, the routine proceeds to step 38 and the Rankine cycle 31 is not driven. While the cooling water temperature Tw is lower than the Rankine cycle restart permission temperature Tal2, the operation of step 38 is repeated. Eventually, when the coolant temperature Tw becomes equal to or higher than the Rankine cycle restart permission temperature Tal2, the routine proceeds from Step 39 to Step 40, where the Rankine cycle 31 is restarted by switching the expander clutch 35 from the disconnected state to the connected state.

直前のアイドルストップ時間が短くてエンジン暖機完了状態とみなせる状態でエンジンを再始動するときには、ホットリスタート時に近いものとなる。これを受けて、第3実施形態によれば、アイドル状態で所定の条件が成立したときアイドルストップを行う車両(エンジンを強制的に停止する車両)を備え、アイドルストップ(エンジン強制的停止)からのエンジン再始動のときには、初回ランキンサイクル起動許可温度(初回の冷間状態でのエンジン始動時の起動許可温度)よりも低いランキンサイクル起動許可温度(起動許可温度)でランキンサイクル31を再起動するので(図16のステップ31、33、35、36、図17参照)、ランキンサイクル31の運転領域を広げることができる。   When the engine is restarted in a state where the immediately preceding idle stop time is short and can be regarded as the engine warm-up completion state, it is close to a hot restart. In response, according to the third embodiment, the vehicle includes a vehicle (a vehicle that forcibly stops the engine) that performs an idle stop when a predetermined condition is satisfied in the idle state. When the engine is restarted, the Rankine cycle 31 is restarted at a Rankine cycle start permission temperature (start permission temperature) lower than the first Rankine cycle start permission temperature (start permission temperature when starting the engine in the first cold state). Therefore (see steps 31, 33, 35, 36 and FIG. 17 in FIG. 16), the operating range of the Rankine cycle 31 can be expanded.

アイドルストップ時間が長くなるほどエンジンが冷える。つまり、直前のアイドルストップ時間が長くて冷間状態とみなせる状態でエンジンを再始動するときには、コールドスタート時に近いものとなる。これを受けて、第3実施形態によれば、初回ランキンサイクル起動許可温度(初回の冷間状態でのエンジン始動時の起動許可温度)より低い起動許可温度を、アイドルストップ時間(エンジン強制的停止時間)が長いほど高くするので(図16のステップ33、35、36、図17参照)、アイドルストップが長引いた後のアイドルストップからのエンジン再始動のときでもランキンサイクル31から安定して動力を取り出すことができる。   The longer the idle stop time, the colder the engine. That is, when the engine is restarted in a state where the immediately preceding idle stop time is long and can be regarded as a cold state, it is close to a cold start. In response, according to the third embodiment, the start permission temperature lower than the initial Rankine cycle start permission temperature (start permission temperature when starting the engine in the first cold state) is set to the idle stop time (engine forced stop). The longer the time is) (see steps 33, 35, 36, and FIG. 17 in FIG. 16), the power is stably supplied from the Rankine cycle 31 even when the engine is restarted from the idle stop after the idle stop is prolonged. It can be taken out.

(第4実施形態)
図19のフローは第4実施形態のランキンサイクル31を再起動するためのもので、一定時間毎(たとえば10ms毎)に実行する。
(Fourth embodiment)
The flow of FIG. 19 is for restarting the Rankine cycle 31 of the fourth embodiment, and is executed at regular time intervals (for example, every 10 ms).

第3実施形態は、図1に示したランキンサイクル31を備えるエンジンをエンジン車両であって当該車両がアイドルストップを行う車両である場合を対象とするものであった。一方、第4実施形態は、図1に示したランキンサイクル31を備えるエンジンをエンジン2とモータ(モータジェネレータ81)を駆動源とするハイブリッド車両を対象とするものである。   The third embodiment is directed to the case where the engine including the Rankine cycle 31 shown in FIG. 1 is an engine vehicle, and the vehicle is a vehicle that performs idle stop. On the other hand, the fourth embodiment is directed to a hybrid vehicle in which the engine including the Rankine cycle 31 shown in FIG.

ハイブリッド車両においても、EV走行からのエンジン再始動時のランキンサイクル起動許可温度を、初回のコールドスタート時のランキンサイクル起動許可温度とは別に考える必要がある。「初回のコールドスタート時」とは、車両を運転するに際してイグニッションスイッチをOFFよりONとしスタータを起動して冷間状態にあるエンジンを始動するが、このときの初めてのエンジン始動時のことである。第4実施形態でも、初回のコールドスタート時のランキンサイクル起動許可温度を「初回ランキンサイクル起動許可温度」という。この初回ランキンサイクル起動許可温度は、サーモスタットバルブ15の開弁温度T0にヒステリシス分を加算した値である。上記の「EV走行」とは、ハイブリッド車両においてモータのみで車両を走行することをいう。   Even in a hybrid vehicle, it is necessary to consider the Rankine cycle start permission temperature at the time of engine restart from EV traveling separately from the Rankine cycle start permission temperature at the time of the first cold start. “At the first cold start” means that when the vehicle is driven, the ignition switch is turned on from OFF and the starter is started to start the engine in the cold state. At this time, the engine is started for the first time. . Also in the fourth embodiment, the Rankine cycle activation permission temperature at the first cold start is referred to as “initial Rankine cycle activation permission temperature”. This initial Rankine cycle activation permission temperature is a value obtained by adding a hysteresis component to the valve opening temperature T0 of the thermostat valve 15. The above-mentioned “EV traveling” refers to traveling a vehicle with only a motor in a hybrid vehicle.

さて、ハイブリッド車両においては、EV走行時にエンジン2を停止しており、必要なときに限ってエンジン2を再始動している。EV走行時にはランキンサイクル31の運転が中止されるので、EV走行からのエンジン再始動時にランキンサイクル31を起動するに際しては、アイドルストップからのエンジン再始動時と同じに考えることができる。すなわち、エンジンを再始動する直前までのエンジン停止時間が相対的に短いときには、エンジンを再始動する直前までのエンジン停止時間が相対的に長いときよりエンジンが暖まった状態にある、つまりホットリスタート時に近い状態となる。エンジン暖機完了後であれば多少冷却水温が低下しても、エンジンの燃費は殆ど変わらない。従って、ホットリスタート時に近い、エンジン停止状態からのエンジン再始動時には直ぐにランキンサイクル31を起動しても問題ない。このため、エンジンを再始動する直前までのエンジン停止時間が相対的に短いときのランキンサイクル起動許可温度はエンジンを再始動する直前までのエンジン停止時間が相対的に長いときより低くてもかまわない。そこで第4実施形態では、EV走行からのエンジン再始動のときには、初回ランキンサイクル起動許可温度(T0+ヒステリシス分)よりも低いランキンサイクル起動許可温度でランキンサイクル31を再起動する。   In the hybrid vehicle, the engine 2 is stopped during EV travel, and the engine 2 is restarted only when necessary. Since the operation of the Rankine cycle 31 is stopped during the EV travel, when the Rankine cycle 31 is started during the engine restart from the EV travel, it can be considered the same as during the engine restart from the idle stop. That is, when the engine stop time until the engine is restarted is relatively short, the engine is warmer than when the engine stop time until the engine is restarted is relatively long, that is, hot restart. Close to time. Even after the engine warm-up is completed, the fuel efficiency of the engine will hardly change even if the cooling water temperature is somewhat lowered. Therefore, there is no problem even if the Rankine cycle 31 is started immediately after the engine is restarted from the engine stop state, which is close to the hot restart. For this reason, the Rankine cycle start permission temperature when the engine stop time until the engine is restarted is relatively short may be lower than when the engine stop time until the engine is restarted is relatively long. . Therefore, in the fourth embodiment, when the engine is restarted from EV traveling, the Rankine cycle 31 is restarted at a Rankine cycle start permission temperature lower than the initial Rankine cycle start permission temperature (T0 + hysteresis).

一方、エンジンが冷えて冷間状態と変わらなくなるほどエンジンを再始動する直前までのエンジン停止時間が長くなるときには、EV走行からのエンジン再始動時のランキンサイクル起動許可温度は、コールドスタート時のランキンサイクル起動許可温度と同じでよい。そこで第3実施形態では、EV走行からのエンジン再始動時のランキンサイクル起動許可温度をエンジンを再始動する直前までのエンジン停止時間(エンジン強制的停止時間)が長いほど高くする。   On the other hand, when the engine stop time until the engine restarts so long as the engine cools and does not change from the cold state becomes long, the Rankine cycle start permission temperature at the time of engine restart after EV traveling is the Rankine cycle start permission temperature at the cold start. It may be the same as the cycle start permission temperature. Therefore, in the third embodiment, the Rankine cycle activation permission temperature at the time of engine restart from EV traveling is increased as the engine stop time (engine forced stop time) until the engine is restarted is longer.

エンジンコントローラ71で実行されるこの制御を図19のフローを参照して具体的に説明する。図19において、ステップ51では、EV走行からのエンジン再始動時であるか否かをみる。EV走行からのエンジン再始動時でないときには今回の処理をそのまま終了する。   This control executed by the engine controller 71 will be specifically described with reference to the flowchart of FIG. In FIG. 19, in step 51, it is determined whether or not the engine is restarted from EV traveling. If it is not at the time of engine restart from EV running, the current process is terminated as it is.

EV走行からのエンジン再始動時であるときにステップ51よりステップ52に進み、ランキンサイクル再起動許可温度Tal3を算出済みであるか否かをみる。ステップ57で後述するように、EV走行からのエンジン再始動時にランキンサイクル再起動許可温度Tal3を算出したとき、Tal3算出済みフラグ=1となる。ここでは、Tal3算出済みフラグ=0、つまりエンジン再始動時にランキンサイクル再起動許可温度Tal3を算出済みでないとしてステップ53に進む。   When the engine is restarted from EV travel, the routine proceeds from step 51 to step 52, where it is determined whether or not the Rankine cycle restart permission temperature Tal3 has been calculated. As will be described later in step 57, when the Rankine cycle restart permission temperature Tal3 is calculated when the engine is restarted from EV travel, the Tal3 calculated flag = 1. Here, Tal3 calculated flag = 0, that is, the Rankine cycle restart permission temperature Tal3 has not been calculated at the time of engine restart, and the routine proceeds to step 53.

ステップ53〜56はランキンサイクル再起動許可温度Tal3を算出する部分である。まずステップ53ではエンジンを再始動する直前までのエンジン停止時間より図20を内容とするテーブルを検索することにより、基本ヒステリシス分Hys3[℃]を算出する。図20に示したように基本ヒステリシス分Hys3はエンジンを再始動する直前までのエンジン停止時間が所定値ES0まではゼロである。所定値IS0はエンジン2が暖機完了状態にあるとみなせる時間の上限である。これは、このエンジン暖機完了状態にあるとみなせるエンジン状態からのエンジン再始動時にランキンサイクル31を起動するに際してはヒステリシス分を与えなくても、冷却水温度Twが落ち込むことがないためである。   Steps 53 to 56 are parts for calculating Rankine cycle restart permission temperature Tal3. First, at step 53, a basic hysteresis amount Hys3 [° C.] is calculated by searching a table having the contents shown in FIG. 20 from the engine stop time immediately before the engine is restarted. As shown in FIG. 20, the basic hysteresis Hys3 is zero until the engine stop time until the predetermined value ES0 until immediately before the engine is restarted. The predetermined value IS0 is an upper limit of the time during which the engine 2 can be regarded as being in a warm-up completion state. This is because the cooling water temperature Tw does not drop even if hysteresis is not given when starting the Rankine cycle 31 when the engine is restarted from the engine state that can be regarded as being in the engine warm-up completion state.

図20に示したように基本ヒステリシス分Hys3は、所定値ES0から所定値ES1までの間で徐々に大きくなり、所定値ES1で4℃に到達し、所定値ES1以上になると4℃を維持する値である。これは、次の理由による。すなわち、エンジンを再始動する直前までのエンジン停止時間が所定値ES1以上ではエンジンが冷間状態あるとみなせる。エンジンが冷間状態にあるとみなせる状態からのエンジン再始動時にランキンサイクル31を起動するに際しては、コールドスタート時にランキンサイクル31を起動するときと同じになる。冷間状態にあるとみなせる状態からのエンジン再始動時にヒステリシス分を与えることなくランキンサイクル31を起動したのでは、冷却水温度Twが落ち込むので、これを避けるためである。   As shown in FIG. 20, the basic hysteresis amount Hys3 gradually increases from the predetermined value ES0 to the predetermined value ES1, reaches 4 ° C. at the predetermined value ES1, and maintains 4 ° C. when the value exceeds the predetermined value ES1. Value. This is due to the following reason. That is, when the engine stop time until immediately before restarting the engine is equal to or greater than the predetermined value ES1, it can be considered that the engine is in a cold state. When the Rankine cycle 31 is started when the engine is restarted from a state in which the engine can be regarded as being in a cold state, it is the same as when the Rankine cycle 31 is started during a cold start. This is to avoid this because the Rankine cycle 31 is started without giving hysteresis when the engine is restarted from a state that can be regarded as being in the cold state, because the cooling water temperature Tw falls.

なお、図20では所定値IS0より所定値IS1までHys3を一次遅れで4℃に近づけているが、簡単には直線で近似してもかまわない(破線参照)。   In FIG. 20, Hys3 is approximated to 4 ° C. with a first-order lag from predetermined value IS0 to predetermined value IS1, but it may be approximated by a straight line (see broken line).

ステップ54では、外気温センサ75により検出される外気温Tairから図21を内容とするテーブルを検索することにより、外気温補正係数Htair3[無名数]を算出する。ステップ55では、この外気温補正係数Htair3を基本ヒステリシス分Hys3に乗算した値を目標ヒステリシス分mHys3[℃]として、つまり次式によりmHys3を算出する。   In step 54, the outside air temperature correction coefficient Htair3 [anonymous number] is calculated by searching a table having the contents shown in FIG. 21 from the outside air temperature Tair detected by the outside air temperature sensor 75. In step 55, the value obtained by multiplying the outside air temperature correction coefficient Htar3 by the basic hysteresis value Hys3 is set as the target hysteresis value mHys3 [° C.], that is, mHys3 is calculated by the following equation.

mHys3=Hys3×Htair3 …(6)
ステップ56では、目標ヒステリシス分mHys3をサーモスタットバルブ15の開弁温度T0に加算した値をEV走行からのエンジン再始動時のランキンサイクル再起動許可温度Tal3[℃]として、つまり次式によりTal3を算出する。
mHys3 = Hys3 × Htail3 (6)
In step 56, the value obtained by adding the target hysteresis amount mHys3 to the valve opening temperature T0 of the thermostat valve 15 is set as the Rankine cycle restart permission temperature Tal3 [° C.] at the time of engine restart from EV traveling, that is, Tal3 is calculated by the following equation. To do.

Tal3=T0+mHys3 …(7)
図21に示したように外気温補正係数Htair3は外気温Tairが適合時の外気温Tair0のときに1.0である。外気温Tairが適合時の外気温Tair0より高いときに外気温補正係数Htair3が1.0より小さくなり、上記(6)式より目標ヒステリシス分mHys3が基本ヒステリシス分Hys3より小さくなる。これによって上記(7)式よりランキンサイクル再起動許可温度Tal3が適合時の外気温Tair0のときより低くなる。これは、適合時の外気温より実際の外気温が高いときのほうがランキンサイクル31を起動した際の冷却水温度Twの落ち込みが大きくないので、ランキンサイクル再起動許可温度Tal2は適合時より低くて良いためである。
Tal3 = T0 + mHys3 (7)
As shown in FIG. 21, the outside air temperature correction coefficient Htair3 is 1.0 when the outside air temperature Tair is the outside air temperature Tair0 at the time of adaptation. When the outside air temperature Tair is higher than the adapted outside air temperature Tair0, the outside air temperature correction coefficient Hair3 becomes smaller than 1.0, and the target hysteresis amount mHys3 becomes smaller than the basic hysteresis amount Hys3 from the above equation (6). As a result, the Rankine cycle restart permitting temperature Tal3 is lower than that when the outside air temperature Tair0 at the time of adaptation is lower than the above equation (7). This is because when the actual outside air temperature is higher than the outside air temperature at the time of adaptation, the cooling water temperature Tw does not drop significantly when the Rankine cycle 31 is activated, so the Rankine cycle restart permission temperature Tal2 is lower than that at the time of adaptation. Because it is good.

一方、外気温Tairが適合時の外気温Tair0より低いときに外気温補正係数Htair3が1.0より大きくなり、上記(6)式より目標ヒステリシス分mHys3が基本ヒステリシス分Hys3より大きくなる。これによって上記(7)式よりランキンサイクル再起動許可温度Tal3が適合時の外気温Tair0のときより高くなる。これは、適合時の外気温より実際の外気温が低いときのほうがランキンサイクル31を起動した際の冷却水温度Twの落ち込みが大きくなるので、ヒステリシス分を大きくしてランキンサイクル再起動許可温度Tal3を高くする必要があるためである。   On the other hand, when the outside air temperature Tair is lower than the adapted outside air temperature Tair0, the outside air temperature correction coefficient Htair3 becomes larger than 1.0, and the target hysteresis amount mHys3 becomes larger than the basic hysteresis amount Hys3 from the above equation (6). As a result, the Rankine cycle restart permission temperature Tal3 is higher than that when the outside air temperature Tair0 at the time of adaptation is higher than the above equation (7). This is because when the actual outside air temperature is lower than the adapted outside air temperature, the cooling water temperature Tw drops when the Rankine cycle 31 is started. Therefore, the hysteresis amount is increased and the Rankine cycle restart permission temperature Tal3 is increased. This is because it is necessary to increase the height.

これでエンジン再始動時のランキンサイクル再起動許可温度Tal3を算出したので、ステップ57でTal3算出済みフラグ=1とする。   Since the Rankine cycle restart permission temperature Tal3 at the time of engine restart is calculated, the Tal3 calculated flag is set to 1 in step 57.

ステップ58では膨張機クラッチ35を切断状態とすることによってランキンサイクル31を非起動とする。   In step 58, the Rankine cycle 31 is deactivated by disengaging the expander clutch 35.

ステップ57でのTal3算出済みフラグ=1より、次回以降はステップ52よりステップ59に進み、冷却水温度Twとランキンサイクル再起動許可温度Tal3を比較する。ランキンサイクル再起動許可温度Tal3を算出した当初は冷却水温度Twがランキンサイクル再起動許可温度Tal3より低いので、ステップ58に進み、ランキンサイクル31を非駆動とする。冷却水温度Twがランキンサイクル再起動許可温度Tal3より低い間はステップ58の操作を繰り返す。やがて、冷却水温度Twがランキンサイクル再起動許可温度Tal3以上となったときにはステップ59よりステップ60に進み、膨張機クラッチ35を切断状態から接続状態に切換えることによってランキンサイクル31を再起動する。   Since the Tal3 calculated flag = 1 in step 57, the process proceeds from step 52 to step 59 from the next time, and the coolant temperature Tw and Rankine cycle restart permission temperature Tal3 are compared. Since the coolant temperature Tw is initially lower than the Rankine cycle restart permission temperature Tal3 when the Rankine cycle restart permission temperature Tal3 is calculated, the process proceeds to step 58 and the Rankine cycle 31 is not driven. While the cooling water temperature Tw is lower than the Rankine cycle restart permission temperature Tal3, the operation of step 58 is repeated. Eventually, when the coolant temperature Tw becomes equal to or higher than the Rankine cycle restart permission temperature Tal3, the routine proceeds from Step 59 to Step 60, where the Rankine cycle 31 is restarted by switching the expander clutch 35 from the disconnected state to the connected state.

直前のエンジン停止時間が短くてエンジン暖機完了状態とみなせる状態でエンジンを再始動するときには、ホットリスタート時に近いものとなる。これを受けて、第4実施形態によれば、所定の条件が成立したときエンジンを強制的に停止させるハイブリッド車両を備え、EV走行(エンジン強制的停止)からのエンジン再始動のときには、初回ランキンサイクル起動許可温度(初回の冷間状態でのエンジン始動時の起動許可温度)よりも低いランキンサイクル起動許可温度(起動許可温度)でランキンサイクル31を再起動するので(図19のステップ51、53、55、56、図20参照)、ランキンサイクル31の運転領域を広げることができる。   When the engine is restarted in a state in which the engine stop time just before is short and the engine warm-up can be regarded as being completed, it is close to the hot restart. In response, according to the fourth embodiment, a hybrid vehicle is provided that forcibly stops the engine when a predetermined condition is satisfied. When the engine is restarted from EV travel (forced engine stop), the initial Rankine is provided. Since the Rankine cycle 31 is restarted at a Rankine cycle start permission temperature (start permission temperature) lower than the cycle start permission temperature (start permission temperature when starting the engine in the first cold state) (steps 51 and 53 in FIG. 19). 55, 56, see FIG. 20), the operating range of Rankine cycle 31 can be expanded.

エンジン強制的停止時間が長くなるほどエンジンが冷える。つまり、直前のエンジン停止時間が長くて冷間状態とみなせる状態でエンジンを再始動するときには、コールドスタート時に近くなる。これを受けて、第4実施形態によれば、初回ランキンサイクル起動許可温度(初回の冷間状態でのエンジン始動時の起動許可温度)より低い起動許可温度を、エンジン停止時間(エンジン強制的停止時間)が長いほど高くするので(図19のステップ53、55、56、図20参照)、EV走行が長引いた後のエンジン再始動のときでもランキンサイクル31から安定して動力を取り出すことができる。   The longer the engine forced stop time, the colder the engine. That is, when the engine is restarted in a state in which the engine stop time just before is long and can be regarded as a cold state, it is close to the cold start. In response to this, according to the fourth embodiment, the start permission temperature lower than the initial Rankine cycle start permission temperature (start permission temperature when starting the engine in the first cold state) is set to the engine stop time (engine forced stop). The longer the time is, the higher the time is (see steps 53, 55, 56, and FIG. 20 in FIG. 19), so that power can be stably extracted from the Rankine cycle 31 even when the engine is restarted after the EV travel has been prolonged. .

(第5、第6の実施形態)
図22、図24のフローは第5、第6の実施形態のランキンサイクル31を起動するためのもので、一定時間毎(たとえば10ms毎)に実行する。図22のフローは第1実施形態の図11と、図24のフローは第2実施形態の図15と置き換わるものである。第1、第2の実施形態の図11、図15と同一部分には同一の符号を付している。
(Fifth and sixth embodiments)
The flow in FIGS. 22 and 24 is for starting the Rankine cycle 31 of the fifth and sixth embodiments, and is executed at regular intervals (for example, every 10 ms). The flow of FIG. 22 replaces FIG. 11 of 1st Embodiment, and the flow of FIG. 24 replaces FIG. 15 of 2nd Embodiment. The same parts as those in FIGS. 11 and 15 of the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals.

第1、第2の実施形態では、開弁温度T0、開弁温度目標T1にヒステリシス分を加算した値をコールドスタート時のランキンサイクル起動許可温度とし、冷却水温度がこのランキンサイクル起動許可温度に到達するタイミングでランキンサイクル31を起動した。これは、コールドスタート時に冷却水温度TwがT0、T1に到達したタイミングを起点としてそのタイミングより冷却水温度Twがさらに所定の温度幅(ヒステリシス分)上昇したタイミングでランキンサイクル31を起動する、とする考え方である。これは見方を変えると、冷却水温度TwがT0、T1に到達したタイミングを起点としてそのタイミングより所定の遅れ時間が経過したタイミングでランキンサイクル31を起動してもよいこととなる。そこで、第5、第6の実施形態は、コールドスタート時に冷却水温度TwがT0、T1に到達したタイミングを起点としてそのタイミングより所定の遅れ時間が経過したタイミングでランキンサイクル31を起動する。第5、第6の実施形態の基本遅れ時間は、第1、第2の実施形態の基本ヒステリシス分に対応して設定する。ランキンサイクル31を起動するタイミングを起動許可温度で判定するのではなく、起動許可時間で判定するのである。以下では、第5、第6の実施形態をまとめて説明する。   In the first and second embodiments, a value obtained by adding a hysteresis component to the valve opening temperature T0 and the valve opening temperature target T1 is used as the Rankine cycle activation permission temperature at the cold start, and the cooling water temperature is equal to the Rankine cycle activation permission temperature. The Rankine cycle 31 was started at the arrival timing. This is because the Rankine cycle 31 is started at the timing when the cooling water temperature Tw further rises by a predetermined temperature width (hysteresis) from the timing when the cooling water temperature Tw reaches T0, T1 at the cold start. It is an idea to do. In other words, the Rankine cycle 31 may be started at a timing when a predetermined delay time has elapsed from the timing when the cooling water temperature Tw reaches T0, T1. Therefore, in the fifth and sixth embodiments, the Rankine cycle 31 is started at a timing when a predetermined delay time has elapsed from the timing when the coolant temperature Tw reaches T0 and T1 at the cold start. The basic delay times of the fifth and sixth embodiments are set corresponding to the basic hysteresis amount of the first and second embodiments. The timing for starting the Rankine cycle 31 is determined not by the start permission temperature but by the start permission time. Hereinafter, the fifth and sixth embodiments will be described together.

第1、第2の実施形態と相違する部分を主に説明すると、図22、図24において、ステップ2では冷却水温度TwがT0、T1に到達したのがトリップ中に初めであるか否かをみる。冷却水温度TwがT0、T1に到達したのがトリップ中に初めてあるときには、コールドスタート時に冷却水温度TwがT0、T1に到達したと判断し、ステップ71に進む。   The difference from the first and second embodiments will be mainly described. In FIG. 22 and FIG. 24, it is determined whether or not the cooling water temperature Tw has reached T0 and T1 during the trip in step 2 at the beginning. See. When the cooling water temperature Tw has reached T0, T1 for the first time during the trip, it is determined that the cooling water temperature Tw has reached T0, T1 at the cold start, and the routine proceeds to step 71.

ステップ71では、コールドスタート時に目標遅れ時間mΔtdly1を算出済みであるか否かをみる。ステップ75で後述するように、コールドスタート時に目標遅れ時間mΔtdly1を算出したとき、mΔtdly1算出済みフラグ=1となる。ここでは、mΔtdly1算出済みフラグ=0、つまりエンジン冷間状態でのエンジン始動時に目標遅れ時間mΔtdly1を算出済みでないとしてステップ72に進む。   In step 71, it is checked whether or not the target delay time mΔtdly1 has been calculated at the cold start. As will be described later in step 75, when the target delay time mΔtdly1 is calculated at the cold start, the mΔtdly1 calculated flag = 1. Here, mΔtdly1 calculated flag = 0, that is, the target delay time mΔtdly1 has not been calculated at the time of engine start in the engine cold state, and the routine proceeds to step 72.

ステップ72では、外気温センサ75(図1、図13参照)により検出される外気温Tair[℃]から図23を内容とするテーブルを検索することにより、外気温補正係数Htair4[無名数]を算出する。ステップ73では、この外気温補正係数Htair4を基本遅れ時間Δtdly0[秒]に乗算した値を目標遅れ時間mΔtdly1[秒]として、つまり次式によりmΔtdly1を算出する。   In step 72, the outside air temperature correction coefficient Htair4 [anonymous number] is obtained by searching a table having the contents shown in FIG. 23 from the outside air temperature Tair [° C.] detected by the outside air temperature sensor 75 (see FIGS. 1 and 13). calculate. In step 73, a value obtained by multiplying the outside air temperature correction coefficient Htair4 by the basic delay time Δtdly0 [seconds] is set as a target delay time mΔtdly1 [seconds], that is, mΔtdly1 is calculated by the following equation.

mΔtdly1=Δtdly0×Htair4 …(8)
上記(8)式の基本遅れ時間Δtdly0が長いほど、ランキンサイクル起動温度が高くなり、ランキンサイクル31の起動に伴う冷却水温度Twの落ち込みを抑制できる。その一方で、上記(8)式の基本遅れ時間Δtdly0が長過ぎるときにはランキンサイクル31の起動タイミングが遅れ、ランキンサイクル31の運転領域を狭めてしまう。従って、基本遅れ時間Δtdly0としては、冷却水温度Twの落ち込みを抑制する一方でランキンサイクル31の起動タイミングがそれほど遅れないように設定すべきである。Δtdly0の値は、エンジン2やランキンサイクル31の各仕様に依存する値であり、エンジン2及びランキンサイクル31の各仕様が定まれば適合により設定する。Δtdly0の適合値は正の一定値で、たとえば外気温が適合時の外気温である場合に、冷却水温度がT0、T1となったタイミングを起点として冷却水温度がさらに第1、第2の実施形態の基本ヒステリシス分である4℃上昇するまでの時間に対応する値である。
mΔtdly1 = Δtdly0 × Htail4 (8)
The longer the basic delay time Δtdly0 in the above equation (8), the higher the Rankine cycle start temperature, and the lowering of the coolant temperature Tw accompanying the start of the Rankine cycle 31 can be suppressed. On the other hand, when the basic delay time Δtdly0 in the above equation (8) is too long, the start timing of the Rankine cycle 31 is delayed, and the operating range of the Rankine cycle 31 is narrowed. Therefore, the basic delay time Δtdly0 should be set so that the start-up timing of the Rankine cycle 31 is not so delayed while suppressing the drop in the coolant temperature Tw. The value of Δtdly0 is a value that depends on the specifications of the engine 2 and Rankine cycle 31, and is set by conformance if the specifications of the engine 2 and Rankine cycle 31 are determined. The adaptation value of Δtdly0 is a positive constant value. For example, when the outside air temperature is the outside air temperature at the time of adaptation, the cooling water temperature is further increased from the timing when the cooling water temperature becomes T0 and T1 to the first and second cooling water temperatures. It is a value corresponding to the time until the temperature rises by 4 ° C., which is the basic hysteresis amount of the embodiment.

図23に示したように外気温補正係数Htair4は外気温Tairが適合時の外気温Tair0のときに1.0である。外気温Tairが適合時の外気温Tair0より高いときに外気温補正係数Htair4が1.0より小さくなり、上記(8)式より目標遅れ時間mΔtdly1が基本遅れ時間Δtdly0より小さくなる。これによってランキンサイクル起動許可タイミングが適合時の外気温Tair0のときより早くなる。これは、適合時の外気温より実際の外気温が高いときのほうがランキンサイクル31を起動した際の冷却水温度Twの落ち込みが大きくないので、ランキンサイクル起動許可タイミングが早くて良いためである。   As shown in FIG. 23, the outside air temperature correction coefficient Hair4 is 1.0 when the outside air temperature Tair is the outside air temperature Tair0 at the time of adaptation. When the outside air temperature Tair is higher than the adapted outside air temperature Tair0, the outside air temperature correction coefficient Hair4 becomes smaller than 1.0, and the target delay time mΔtdly1 becomes smaller than the basic delay time Δtdly0 from the above equation (8). As a result, the Rankine cycle activation permission timing becomes earlier than that when the outside air temperature Tair0 is met. This is because when the actual outside air temperature is higher than the outside air temperature at the time of adaptation, the cooling water temperature Tw does not drop when the Rankine cycle 31 is started, so that the Rankine cycle start permission timing may be earlier.

一方、外気温Tairが適合時の外気温Tair0より低いときに外気温補正係数Htair4が1.0より大きくなり、上記(8)式より目標遅れ時間mΔtdly1が基本遅れ時間Δtdly0より大きくなる。これによってランキンサイクル起動許可タイミングが適合時の外気温Tair0のときより遅くなる。これは、適合時の外気温より実際の外気温が低いときのほうがランキンサイクル31を起動した際の冷却水温度Twの落ち込みが大きくなるので、ランキンサイクル起動許可タイミングを遅くしてランキンサイクル起動温度を高くする必要があるためである。   On the other hand, when the outside air temperature Tair is lower than the adapted outside air temperature Tair0, the outside air temperature correction coefficient Hair4 becomes larger than 1.0, and the target delay time mΔtdly1 becomes larger than the basic delay time Δtdly0 from the above equation (8). As a result, the Rankine cycle activation permission timing becomes later than the outside air temperature Tair0 at the time of adaptation. This is because when the actual outside air temperature is lower than the adapted outside air temperature, the cooling water temperature Tw drops when the Rankine cycle 31 is started. Therefore, the Rankine cycle starting permission timing is delayed and the Rankine cycle starting temperature is increased. This is because it is necessary to increase the height.

これでコールドスタート時の目標遅れ時間mΔtdly1を算出したので、ステップ74でタイマを起動する(タイマ値Δt1=0)。タイマ値Δt1[秒]は、冷却水温度TwがT0、T1に到達してからの経過時間を計測するためのものである。ステップ75ではmΔtdly1算出済みフラグ=1とする。   Since the target delay time mΔtdly1 at the cold start is calculated, the timer is started at step 74 (timer value Δt1 = 0). The timer value Δt1 [seconds] is for measuring an elapsed time after the coolant temperature Tw reaches T0 and T1. In step 75, m.DELTA.tdly1 calculated flag = 1.

ステップ8では膨張機クラッチ35を切断状態とすることによってランキンサイクル31を非起動とする。   In Step 8, the Rankine cycle 31 is deactivated by disengaging the expander clutch 35.

ステップ75でのmΔtdly1算出済みフラグ=1より、次回以降はステップ71よりステップ76に進み、タイマ値Δt1と目標遅れ時間mΔtdly1を比較する。目標遅れ時間mΔtdly1を算出した当初はタイマ値Δt1が目標遅れ時間mΔtdly1より小さいので、ステップ75に進み、ランキンサイクル31を非駆動とする。タイマ値Δt1が目標遅れ時間mΔtdly1より小さい間はステップ75の操作を繰り返す。やがて、タイマ値Δt1が目標遅れ時間mΔtdly1以上となったときにはステップ76よりステップ10に進み、膨張機クラッチ35を切断状態から接続状態に切換えることによってランキンサイクル31を起動する。つまりコールドスタート時にはランキンサイクル起動許可タイミングを冷却水温度TwがT0、T1に到達したタイミングより目標遅れ時間mΔtdly1だけ遅らせたタイミンミングとして、ランキンサイクル31を起動するのである。   Since the mΔtdly1 calculated flag = 1 in step 75, the process proceeds from step 71 to step 76 from the next time, and the timer value Δt1 is compared with the target delay time mΔtdly1. Since the timer value Δt1 is initially smaller than the target delay time mΔtdly1 when the target delay time mΔtdly1 is calculated, the process proceeds to step 75 and the Rankine cycle 31 is not driven. While the timer value Δt1 is smaller than the target delay time mΔtdly1, the operation of step 75 is repeated. Eventually, when the timer value Δt1 becomes equal to or greater than the target delay time mΔtdly1, the routine proceeds from step 76 to step 10, and the Rankine cycle 31 is started by switching the expander clutch 35 from the disconnected state to the connected state. That is, at the time of cold start, the Rankine cycle start permission timing is set as a timing that is delayed by the target delay time mΔtdly1 from the timing when the coolant temperature Tw reaches T0 and T1, and the Rankine cycle 31 is started.

一方、ステップ2で冷却水温度TwがT0、T1に到達したのがトリップ中に初めてでなく2度目以降であるときには、ホットリスタート時であると判断し、ステップ11に進んで膨張機クラッチ35を接続することによってランキンサイクル31を即座に起動する。つまり、ホットリスタート時には冷却水温度TwがT0、T1に到達したタイミングをランキンサイクル起動許可タイミングとして、ランキンサイクル31を起動する。   On the other hand, when the cooling water temperature Tw has reached T0, T1 in step 2 not the first time during the trip but the second time or later, it is determined that it is a hot restart time, and the process proceeds to step 11 to proceed to the expander clutch 35. The Rankine cycle 31 is started immediately by connecting. That is, at the time of hot restart, the Rankine cycle 31 is activated with the timing at which the coolant temperature Tw reaches T0 and T1 as the Rankine cycle activation permission timing.

ここで、第5、第6の実施形態の作用効果を説明する。   Here, the operational effects of the fifth and sixth embodiments will be described.

第5実施形態では、冷却水によりエンジンを冷却する冷却水通路13、14と、冷却水と熱交換を行い冷媒(作動媒体)を加熱する熱交換器36(蒸発器)と、熱交換器36を通過した冷媒を膨張させて動力を発生する膨張機37と、膨張機37を通過した冷媒を冷却する凝縮器38と、凝縮器38を通過した冷媒を熱交換器38に送り出す冷媒ポンプ32(ポンプ)とを有するランキンサイクル31において、冷却水の温度を検出する水温センサ74(冷却水温度検出手段)と、冷却水温度がサーモスタットバルブ15の開弁温度T0(一定温度)に到達してから基本遅れ時間Δtdly0(所定時間)が経過したか否かでランキンサイクル31の起動を許可するか否かを判定するエンジンコントローラ71(起動許可判定手段)とを備え、エンジンコントローラ71は、基本遅れ時間Δtdly0をコールドスタート時(冷間状態でのエンジン始動時)とホットリスタート時(エンジン暖機完了状態でのエンジン再始動時)とで相違させ、コールドスタート時の基本遅れ時間Δtdly0をホットリスタート時の基本遅れ時間Δtdly0より長く設定している(図22のステップ1、2、71〜75、8、ステップ1、2、71、76、8、ステップ1、2、71、76、10参照)。すなわち、コールドスタート時の基本遅れ時間Δtdly0は正の一定値である。一方、ホットリスタート時には冷却水温度TwがT0、T1に到達したタイミングがランキンサイクル起動許可タイミングであるので、ホットリスタート時の基本遅れ時間Δtdly0はゼロである。このように、コールドスタート時の基本遅れ時間Δtdly0をホットリスタート時の基本遅れ時間Δtdly0より長く設定している。第5実施形態は、第1実施形態の基本ヒステリシス分Hys0に代えて基本遅れ時間Δtdly0を導入するので、第5実施形態によっても、第1実施形態と同様の作用効果を奏する。すなわち、冷却水温度が不安定なコールドスタート時には、基本遅れ時間Δtdly0を冷却水温度が安定しているホットリスタート時よりも長く設定することで、ランキンサイクル31から安定して動力を取り出すことができると共に、ホットリスタート時であれば、速やかにランキンサイクル31の起動を許可するので、ランキンサイクル31の運転領域を広げることができる。   In the fifth embodiment, the cooling water passages 13 and 14 that cool the engine with the cooling water, the heat exchanger 36 (evaporator) that exchanges heat with the cooling water and heats the refrigerant (working medium), and the heat exchanger 36. The expander 37 that expands the refrigerant that has passed through the generator 37 generates power, the condenser 38 that cools the refrigerant that has passed through the expander 37, and the refrigerant pump 32 that sends the refrigerant that has passed through the condenser 38 to the heat exchanger 38 ( In the Rankine cycle 31 having a pump), a water temperature sensor 74 (cooling water temperature detecting means) for detecting the temperature of the cooling water, and after the cooling water temperature reaches the valve opening temperature T0 (a constant temperature) of the thermostat valve 15. An engine controller 71 (startup permission determination means) that determines whether or not to allow the start of the Rankine cycle 31 based on whether or not the basic delay time Δtdly0 (predetermined time) has elapsed; The engine controller 71 makes the basic delay time Δtdly0 different between a cold start (when the engine is started in a cold state) and a hot restart (when the engine is restarted when the engine is warmed up). The basic delay time Δtdly0 is set longer than the basic delay time Δtdly0 at the time of hot restart (Steps 1, 2, 71 to 75, 8, Steps 1, 2, 71, 76, 8, Steps 1, 2 in FIG. 22). 71, 76, 10). That is, the basic delay time Δtdly0 at the cold start is a positive constant value. On the other hand, at the time of hot restart, the timing at which the coolant temperature Tw reaches T0, T1 is the Rankine cycle activation permission timing, so the basic delay time Δtdly0 at the time of hot restart is zero. Thus, the basic delay time Δtdly0 at the cold start is set longer than the basic delay time Δtdly0 at the hot restart. Since the fifth embodiment introduces the basic delay time Δtdly0 instead of the basic hysteresis component Hys0 of the first embodiment, the fifth embodiment also exhibits the same operational effects as the first embodiment. That is, at the cold start when the cooling water temperature is unstable, the basic delay time Δtdly0 is set longer than that at the hot restart when the cooling water temperature is stable, so that power can be stably taken out from the Rankine cycle 31. In addition, since the start of the Rankine cycle 31 is permitted promptly during hot restart, the operating range of the Rankine cycle 31 can be expanded.

また、第6実施形態によれば、第2実施形態と同様の作用効果を奏する。   Moreover, according to 6th Embodiment, there exists an effect similar to 2nd Embodiment.

第6実施形態によれば、コールドスタート時(冷間状態でのエンジン始動時)の起動許可タイミングは、外気温度Tairが低いほど遅くするので(図22のステップ72、図23参照)、外気温Tairが低いときでもランキンサイクル31から安定して動力を取り出すことができる。   According to the sixth embodiment, the start permission timing at the time of cold start (when the engine is started in the cold state) is delayed as the outside air temperature Tair is lower (see step 72 in FIG. 22, FIG. 23). Power can be stably taken out from the Rankine cycle 31 even when Tair is low.

(第7実施形態)
図25のフローは第7実施形態のランキンサイクル31を再起動するためのもので、一定時間毎(たとえば10ms毎)に実行する。図25のフローは第3実施形態の図16のフローと置き換わるものである。第3実施形態の図16と同一部分には同一の符号を付している。
(Seventh embodiment)
The flow of FIG. 25 is for restarting the Rankine cycle 31 of the seventh embodiment, and is executed at regular time intervals (for example, every 10 ms). The flow of FIG. 25 replaces the flow of FIG. 16 of the third embodiment. The same parts as those in FIG. 16 of the third embodiment are denoted by the same reference numerals.

第3実施形態は、図1に示したランキンサイクル31を備えるエンジンをエンジン車両であって当該車両がアイドルストップを行う車両である場合を対象とするものであった。一方、第7実施形態も、図1に示したランキンサイクル31を備えるエンジンをエンジン車両であって当該車両がアイドルストップを行う車両である場合を対象とするものである。   The third embodiment is directed to the case where the engine including the Rankine cycle 31 shown in FIG. 1 is an engine vehicle, and the vehicle is a vehicle that performs idle stop. On the other hand, the seventh embodiment is also intended for the case where the engine including the Rankine cycle 31 shown in FIG. 1 is an engine vehicle, and the vehicle is a vehicle that performs idle stop.

アイドルストップを行う車両では、アイドルストップからのエンジン再始動時のランキンサイクル起動許可タイミングを、初回のコールドスタート時のランキンサイクル起動許可タイミングとは別に考える必要がある。「初回のコールドスタート時」とは、車両を運転するに際してイグニッションスイッチをOFFよりONとしスタータを起動して冷間状態にあるエンジンを始動するが、このときの初めてのエンジン始動時のことであることを前述した。ここで、初回のコールドスタート時のランキンサイクル起動許可タイミングを「初回ランキンサイクル起動許可タイミング」という。この初回ランキンサイクル起動許可タイミングは、冷却水温度Twがサーモスタットバルブ15の開弁温度T0に到達したタイミングより所定の遅れ時間が経過したタイミングである。   In a vehicle that performs idle stop, it is necessary to consider the Rankine cycle activation permission timing at the time of engine restart from the idle stop separately from the Rankine cycle activation permission timing at the time of the first cold start. “At the first cold start” means that when the vehicle is driven, the ignition switch is turned on from OFF and the starter is started to start the engine in the cold state. At this time, the engine is started for the first time. As mentioned above. Here, the Rankine cycle activation permission timing at the first cold start is referred to as “initial Rankine cycle activation permission timing”. The initial Rankine cycle activation permission timing is a timing at which a predetermined delay time has elapsed from the timing at which the coolant temperature Tw reaches the valve opening temperature T0 of the thermostat valve 15.

第3実施形態では、アイドルストップからのエンジン再始動時に、初回ランキンサイクル起動許可温度(T0+ヒステリシス分)よりも低いランキンサイクル起動許可温度でランキンサイクル31を再起動した。また、第3実施形態では、アイドルストップからのエンジン再始動時のランキンサイクル起動許可温度を、エンジンを再始動する直前のアイドルストップ時間が長いほど高くした。一方、第7実施形態は、アイドルストップからのエンジン再始動時に、初回ランキンサイクル起動許可タイミングよりも早いランキンサイクル起動許可タイミングでランキンサイクル31を再起動する。また、第7実施形態では、アイドルストップからのエンジン再始動時のランキンサイクル起動許可タイミングを、エンジンを再始動する直前のアイドルストップ時間が長いほど長くする。   In the third embodiment, the Rankine cycle 31 is restarted at a Rankine cycle start permission temperature lower than the initial Rankine cycle start permission temperature (T0 + hysteresis) when the engine is restarted from the idle stop. In the third embodiment, the Rankine cycle activation permission temperature at the time of engine restart from the idle stop is increased as the idle stop time immediately before the engine is restarted is longer. On the other hand, 7th Embodiment restarts Rankine cycle 31 at the Rankine cycle starting permission timing earlier than the initial Rankine cycle starting permission timing at the time of engine restart from idle stop. In the seventh embodiment, the Rankine cycle activation permission timing at the time of engine restart from the idle stop is increased as the idle stop time immediately before the engine is restarted is longer.

エンジンコントローラ71で実行されるこの制御を図25のフローを参照して具体的に説明する。ここでは、第3実施形態と相違する部分を主に説明する。図25において、アイドルストップからのエンジン再始動時であるときにステップ31よりステップ81に進み、目標遅れ時間mΔtdly2を算出済みであるか否かをみる。ステップ86で後述するように、アイドルストップからのエンジン再始動時に目標遅れ時間mΔtdly2を算出したとき、mΔtdly2算出済みフラグ=1となる。ここでは、mΔtdly2算出済みフラグ=0、つまりアイドルストップからのエンジン再始動時に目標遅れ時間mΔtdly2を算出済みでないとしてステップ82に進む。   This control executed by the engine controller 71 will be specifically described with reference to the flow of FIG. Here, the difference from the third embodiment will be mainly described. In FIG. 25, when the engine is restarted from the idle stop, the routine proceeds from step 31 to step 81, where it is determined whether or not the target delay time mΔtdly2 has been calculated. As will be described later in Step 86, when the target delay time mΔtdly2 is calculated when the engine is restarted from the idle stop, the mΔtdly2 calculated flag = 1. Here, mΔtdly2 calculated flag = 0, that is, the target delay time mΔtdly2 has not been calculated at the time of engine restart from the idle stop, and the routine proceeds to step 82.

ステップ82〜84は目標遅れ時間mΔtdly2を算出する部分である。まずステップ82ではエンジンを再始動する直前のアイドルストップ時間より図26を内容とするテーブルを検索することにより、基本遅れ時間Δtdly1[秒]を算出する。図26に示したように基本遅れ時間Δtdly1はアイドルストップ時間が所定値IS0まではゼロである。所定値IS0はエンジン2が暖機完了状態にあるとみなせる時間の上限である。これは、このエンジン暖機完了状態にあるとみなせるエンジン状態からのエンジン再始動時にランキンサイクル31を起動するに際しては遅れ時間を与えなくても、冷却水温度Twが落ち込むことがないためである。   Steps 82 to 84 are parts for calculating the target delay time mΔtdly2. First, in step 82, a basic delay time Δtdly1 [second] is calculated by searching a table having the contents shown in FIG. 26 from the idle stop time immediately before restarting the engine. As shown in FIG. 26, the basic delay time Δtdly1 is zero until the idle stop time reaches a predetermined value IS0. The predetermined value IS0 is an upper limit of the time during which the engine 2 can be regarded as being in a warm-up completion state. This is because the coolant temperature Tw does not drop even if a delay time is not given when starting the Rankine cycle 31 when the engine is restarted from an engine state that can be regarded as being in the engine warm-up completion state.

図26に示したように基本遅れ時間Δtdly1は、所定値IS0から所定値IS1までの間で徐々に大きくなり、所定値IS1で所定値D[秒]に到達し、所定値IS1以上になると所定値Dを維持する値である。これは、次の理由による。すなわち、アイドルストップ時間が所定値IS1以上では冷間状態にあるとみなせる。エンジンが冷間状態にあるとみなせる状態からのエンジン再始動時にランキンサイクル31を起動するに際しては、コールドスタート時にランキンサイクル31を起動するときと同じになる。冷間状態にあるとみなせる状態からのエンジン再始動時に遅れ時間を与えることなくランキンサイクル31を起動したのでは、冷却水温度Twが落ち込むので、これを避けるためである。   As shown in FIG. 26, the basic delay time Δtdly1 gradually increases from the predetermined value IS0 to the predetermined value IS1, reaches the predetermined value D [seconds] at the predetermined value IS1, and reaches a predetermined value IS1 or more. It is a value that maintains the value D. This is due to the following reason. That is, when the idle stop time is equal to or greater than the predetermined value IS1, it can be regarded as being in a cold state. When the Rankine cycle 31 is started when the engine is restarted from a state in which the engine can be regarded as being in a cold state, it is the same as when the Rankine cycle 31 is started during a cold start. This is to avoid this because the Rankine cycle 31 is started without giving a delay time when the engine is restarted from a state that can be regarded as being in the cold state, because the cooling water temperature Tw falls.

なお、図26では所定値IS0より所定値IS1までΔtdly1を一次遅れで所定値Dに近づけているが、簡単には直線で近似してもかまわない(図26の破線参照)。   In FIG. 26, Δtdly1 is approximated to the predetermined value D with a first order delay from the predetermined value IS0 to the predetermined value IS1, but it may be approximated by a straight line (see the broken line in FIG. 26).

ステップ83では、外気温センサ75により検出される外気温Tairから図27を内容とするテーブルを検索することにより、外気温補正係数Htair5[無名数]を算出する。ステップ84では、この外気温補正係数Htair5を基本遅れ時間Δtdly1に乗算した値を目標遅れ時間mΔtdly2[秒]として、つまり次式によりmΔtdly2を算出する。   In step 83, an outside air temperature correction coefficient Htair5 [anonymous number] is calculated by searching a table having the contents shown in FIG. 27 from the outside air temperature Tair detected by the outside air temperature sensor 75. In step 84, the value obtained by multiplying the outside air temperature correction coefficient Htair5 by the basic delay time Δtdly1 is set as the target delay time mΔtdly2 [seconds], that is, mΔtdly2 is calculated by the following equation.

mΔtdly2=Δtdly1×Htair5 …(9)
図27に示したように外気温補正係数Htair5は外気温Tairが適合時の外気温Tair0のときに1.0である。外気温Tairが適合時の外気温Tair0より高いときに外気温補正係数Htair5が1.0より小さくなり、上記(9)式より目標遅れ時間mΔtdly2が基本遅れ時間Δtdly1より短くなる。これは、適合時の外気温より実際の外気温が高いときのほうがランキンサイクル31を起動した際の冷却水温度Twの落ち込みが大きくないので、目標遅れ時間mΔtdly2は適合時より短くて良いためである。
mΔtdly2 = Δtdly1 × Htail5 (9)
As shown in FIG. 27, the outside air temperature correction coefficient Hair5 is 1.0 when the outside air temperature Tair is the outside air temperature Tair0 at the time of adaptation. When the outside air temperature Tair is higher than the adapted outside air temperature Tair0, the outside air temperature correction coefficient Hair5 becomes smaller than 1.0, and the target delay time mΔtdly2 becomes shorter than the basic delay time Δtdly1 from the above equation (9). This is because when the actual outside air temperature is higher than the outside air temperature at the time of adaptation, the cooling water temperature Tw does not drop when the Rankine cycle 31 is started, so the target delay time mΔtdly2 may be shorter than that at the time of adaptation. is there.

一方、外気温Tairが適合時の外気温Tair0より低いときに外気温補正係数Htair5が1.0より大きくなり、上記(9)式より目標遅れ時間mΔtdly2が基本遅れ時間Δtdly1より長くなる。これは、適合時の外気温より実際の外気温が低いときのほうがランキンサイクル31を起動した際の冷却水温度Twの落ち込みが大きくなるので、目標遅れ時間を長くしてランキンサイクル起動許可タイミングを遅くする必要があるためである。   On the other hand, when the outside air temperature Tair is lower than the adapted outside air temperature Tair0, the outside air temperature correction coefficient Hair5 becomes larger than 1.0, and the target delay time mΔtdly2 becomes longer than the basic delay time Δtdly1 from the above equation (9). This is because when the actual outside air temperature is lower than the adapted outside air temperature, the cooling water temperature Tw drops when the Rankine cycle 31 is started, so the target delay time is lengthened and the Rankine cycle start permission timing is set. This is because it is necessary to slow down.

これでアイドルストップからのエンジン再始動時の目標遅れ時間mΔtdly2を算出したので、ステップ85でタイマを起動する(タイマ値Δt2=0)。タイマ値Δt2[秒]は、アイドルストップの解除タイミングからの経過時間を計測するためのものである。ステップ86ではmΔtdly2算出済みフラグ=1とする。   Since the target delay time mΔtdly2 at the time of engine restart from the idle stop is calculated, the timer is started in step 85 (timer value Δt2 = 0). The timer value Δt2 [seconds] is for measuring the elapsed time from the idle stop release timing. In step 86, m.DELTA.tdly2 calculated flag = 1.

ステップ38では膨張機クラッチ35を切断状態とすることによってランキンサイクル31を非起動とする。   In step 38, the Rankine cycle 31 is deactivated by disengaging the expander clutch 35.

ステップ86でのmΔtdly2算出済みフラグ=1より、次回以降はステップ81よりステップ87に進み、タイマ値Δt2と目標遅れ時間mΔtdly2を比較する。目標遅れ時間mΔtdly2を算出した当初はタイマ値Δt2が目標遅れ時間mΔtdly2より短いので、ステップ38に進み、ランキンサイクル31を非駆動とする。タイマ値Δt2が目標遅れ時間mΔtdly2より短い間はステップ38の操作を繰り返す。やがて、タイマ値Δt2が目標遅れ時間mΔtdly2以上となったときにはステップ87よりステップ40に進み、膨張機クラッチ35を切断状態から接続状態に切換えることによってランキンサイクル31を再起動する。   Since the mΔtdly2 calculated flag = 1 in step 86, the process proceeds from step 81 to step 87 in the next time and compares the timer value Δt2 with the target delay time mΔtdly2. Since the timer value Δt2 is initially shorter than the target delay time mΔtdly2 when the target delay time mΔtdly2 is calculated, the routine proceeds to step 38 and the Rankine cycle 31 is not driven. While the timer value Δt2 is shorter than the target delay time mΔtdly2, the operation of step 38 is repeated. Eventually, when the timer value Δt2 becomes equal to or greater than the target delay time mΔtdly2, the routine proceeds from step 87 to step 40, where the Rankine cycle 31 is restarted by switching the expander clutch 35 from the disconnected state to the connected state.

直前のアイドルストップ時間が短くてエンジン暖機完了状態とみなせる状態でエンジンを再始動するときには、ホットリスタート時に近いものとなる。これを受けて、第7実施形態によれば、アイドル状態で所定の条件が成立したときアイドルストップを行う車両(エンジンを強制的に停止する車両)を備え、アイドルストップ(エンジン強制的停止)からのエンジン再始動のときには、初回ランキンサイクル起動許可タイミング(初回の冷間状態でのエンジン始動時の起動許可タイミング)よりも早いランキンサイクル起動許可タイミング(起動許可タイミング)でランキンサイクル31を再起動するので(図25のステップ31、82、84、図26参照)、ランキンサイクル31の運転領域を広げることができる。   When the engine is restarted in a state where the immediately preceding idle stop time is short and can be regarded as the engine warm-up completion state, it is close to a hot restart. In response to this, according to the seventh embodiment, the vehicle includes a vehicle (a vehicle that forcibly stops the engine) that performs an idle stop when a predetermined condition is established in the idle state. When the engine is restarted, the Rankine cycle 31 is restarted at a Rankine cycle start permission timing (start permission timing) earlier than the first Rankine cycle start permission timing (start permission timing at the time of engine start in the first cold state). Therefore (see steps 31, 82, 84 and FIG. 26 in FIG. 25), the operating range of the Rankine cycle 31 can be expanded.

アイドルストップ時間が長くなるほどエンジンが冷える。つまり、直前のアイドルストップ時間が長くて冷間状態とみなせる状態でエンジンを再始動するときには、コールドスタート時に近いものとなる。これを受けて、第7実施形態によれば、初回ランキンサイクル起動許可タイミング(初回の冷間状態でのエンジン始動時の起動許可タイミング)より早い起動許可タイミングを、アイドルストップ時間(エンジン強制的停止時間)が長いほど遅くするので(図25のステップ82、図26参照)、アイドルストップが長引いた後のアイドルストップからのエンジン再始動のときでもランキンサイクル31から安定して動力を取り出すことができる。   The longer the idle stop time, the colder the engine. That is, when the engine is restarted in a state where the immediately preceding idle stop time is long and can be regarded as a cold state, it is close to a cold start. In response, according to the seventh embodiment, the start permission timing earlier than the initial Rankine cycle start permission timing (start permission timing at the time of starting the engine in the first cold state) is set to the idle stop time (engine forced stop). The longer the time is) (see step 82 of FIG. 25, FIG. 26), the power can be stably extracted from the Rankine cycle 31 even when the engine is restarted from the idle stop after the idle stop is prolonged. .

第7実施形態は、図1に示したランキンサイクル31を備えるエンジンをエンジン車両であって当該車両がアイドルストップを行う車両である場合を対象とするものであったが、ハイブリッド車両である場合を対象として第7実施形態を適用することができる。この場合には、第4実施形態と同様の作用効果を奏する。   In the seventh embodiment, the engine including the Rankine cycle 31 shown in FIG. 1 is an engine vehicle, and the vehicle is a vehicle that performs idle stop. The seventh embodiment can be applied as a target. In this case, the same operational effects as those of the fourth embodiment are obtained.

(第8、第9の実施形態)
図28、図29は第8、第9の実施形態のランキンサイクル31のシステム全体を表した概略構成図で、図28は第1実施形態の図1と、図29は第2実施形態の図13と置き換わるものである。第1、第2の実施形態の図1、図13と同一部分には同一の符号を付している。
(Eighth and ninth embodiments)
28 and 29 are schematic configuration diagrams showing the entire system of the Rankine cycle 31 of the eighth and ninth embodiments, FIG. 28 is FIG. 1 of the first embodiment, and FIG. 29 is a diagram of the second embodiment. 13 is replaced. The same parts as those in FIGS. 1 and 13 of the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals.

第1、第2の実施形態の違いはサーモスタットバルブの開弁温度の違いにあった。すなわち、サーモスタットバルブ15の開弁温度が一定のT0であるのが第1実施形態、サーモスタットバルブ15’の開弁温度が80℃と90℃とに切換え得る(可変である)のが第2実施形態であった。一方、第8、第9の実施形態の違いもサーモスタットバルブの開弁温度の違いにある。すなわち、サーモスタットバルブ15の開弁温度が一定のT0であるのが第8実施形態、サーモスタットバルブ15’の開弁温度が80℃と90℃とに切換え得る(可変である)のが第9実施形態である。   The difference between the first and second embodiments is the difference in the opening temperature of the thermostat valve. That is, the first embodiment is that the opening temperature of the thermostat valve 15 is constant T0, and the opening temperature of the thermostat valve 15 ′ can be switched between 80 ° C. and 90 ° C. (variable) in the second embodiment. It was a form. On the other hand, the difference between the eighth and ninth embodiments is also the difference in the opening temperature of the thermostat valve. That is, the eighth embodiment is that the opening temperature of the thermostat valve 15 is constant T0, and the ninth embodiment is that the opening temperature of the thermostat valve 15 ′ can be switched between 80 ° C. and 90 ° C. (variable). It is a form.

さて、第1、第2の実施形態では、膨張機クラッチ35を切断状態から接続状態へと切換えることでエンジン2により冷媒ポンプ32を駆動し、これによってランキンサイクル31を起動した。一方、第8、第9の実施形態は、ランキンサイクル31の起動方法が第1、第2の実施形態と異なる。すなわち、第8、第9の実施形態では、第1、第2の実施形態と相違して膨張機クラッチ35を設けていない。これに代えて、冷媒ポンプ32をバイパスするバイパス冷媒通路101を設け、このバイパス冷媒通路101に、エンジンコントローラ71からの信号を受けてこのバイパス冷媒通路101を開閉する電磁式の開閉弁102を設けている。ここで、電磁式の開閉弁102は、エンジンコントローラ71よりOFF信号を与えたときに全開状態にあり、エンジンコントローラ71よりON信号を与えたときに全閉状態になるものとする。   In the first and second embodiments, the refrigerant pump 32 is driven by the engine 2 by switching the expander clutch 35 from the disconnected state to the connected state, thereby starting the Rankine cycle 31. On the other hand, the eighth and ninth embodiments differ from the first and second embodiments in the starting method of the Rankine cycle 31. That is, in the eighth and ninth embodiments, the expander clutch 35 is not provided unlike the first and second embodiments. Instead, a bypass refrigerant passage 101 that bypasses the refrigerant pump 32 is provided, and an electromagnetic on-off valve 102 that opens and closes the bypass refrigerant passage 101 in response to a signal from the engine controller 71 is provided in the bypass refrigerant passage 101. ing. Here, it is assumed that the electromagnetic on-off valve 102 is in a fully opened state when an OFF signal is given from the engine controller 71 and is fully closed when an ON signal is given from the engine controller 71.

第8、第9の実施形態のランキンサイクル31のシステムでは、エンジン2と冷媒ポンプ32とがベルト伝導装置を介して常時直結状態にある。またエンジン始動に際しては電磁式の開閉弁102は全開状態としてある。このため、エンジン2の始動と共に冷媒ポンプ32が駆動され冷媒を吐出するのであるが、冷媒ポンプ32からの冷媒は主に冷媒通路41、バイパス冷媒通路101、冷媒通路44、を循環するだけである(図28、図29の矢印参照)。冷媒ポンプ32からの冷媒が熱交換器91に向けて多少流れるかもしれないが、その量は微小であると考えられる。つまり、電磁式の開閉弁102は全開状態としてある限りランキンサイクル31は非運転状態となる。   In the Rankine cycle 31 system of the eighth and ninth embodiments, the engine 2 and the refrigerant pump 32 are always in a directly connected state via the belt transmission device. When the engine is started, the electromagnetic on-off valve 102 is fully open. For this reason, the refrigerant pump 32 is driven to discharge the refrigerant when the engine 2 is started, but the refrigerant from the refrigerant pump 32 mainly circulates in the refrigerant passage 41, the bypass refrigerant passage 101, and the refrigerant passage 44. (See arrows in FIGS. 28 and 29). Although the refrigerant from the refrigerant pump 32 may flow somewhat toward the heat exchanger 91, the amount is considered to be minute. That is, as long as the electromagnetic on-off valve 102 is fully opened, the Rankine cycle 31 is not operated.

一方、電磁式の開閉弁102を全開状態より全閉状態に切換えると、冷媒通路41、バイパス冷媒通路101、冷媒通路44を巡る冷媒の循環が遮断され、冷媒ポンプ32からの冷媒が熱交換器91に向けて流れる。つまり電磁式の開閉弁102を全開状態から全閉状態に切換えることによってランキンサイクル31が起動される。   On the other hand, when the electromagnetic on-off valve 102 is switched from the fully open state to the fully closed state, the refrigerant circulation around the refrigerant passage 41, the bypass refrigerant passage 101, and the refrigerant passage 44 is interrupted, and the refrigerant from the refrigerant pump 32 is exchanged with the heat exchanger. It flows toward 91. That is, the Rankine cycle 31 is started by switching the electromagnetic on-off valve 102 from the fully open state to the fully closed state.

このように構成した第8実施形態のシステムにおいても第1実施形態の図11のフロー、第5実施形態の図22のフローをそれぞれ適用することができ、第1、第5の実施形態と同様の作用効果を奏する。また、第9実施形態のシステムにおいても第2実施形態の図15のフロー、第6の実施形態の図24のフローをそれぞれ適用することができ、第1、第6の実施形態と同様の作用効果を奏する。   Also in the system of the eighth embodiment configured as described above, the flow of FIG. 11 of the first embodiment and the flow of FIG. 22 of the fifth embodiment can be applied, respectively, and the same as the first and fifth embodiments. Has the effect of. Also in the system of the ninth embodiment, the flow of FIG. 15 of the second embodiment and the flow of FIG. 24 of the sixth embodiment can be applied, respectively, and the same operation as the first and sixth embodiments. There is an effect.

ただし、第8実施形態としての図11、図22のフローでは、ランキンサイクル31の起動方法の違いに応じて、次の点を変更する必要がある。すなわち、図11、図22のステップ8では電磁式の開閉弁102をOFF状態とすることによってランキンサイクル31を非起動状態としておく。一方、図11、図22のステップ10、11では電磁式の開閉弁102をOFF状態からON状態へと切換えることによってランキンサイクル31を起動する。   However, in the flow of FIG. 11 and FIG. 22 as the eighth embodiment, the following points need to be changed according to the difference in the starting method of the Rankine cycle 31. That is, in Step 8 of FIGS. 11 and 22, the Rankine cycle 31 is set in a non-activated state by turning off the electromagnetic on-off valve 102. On the other hand, in steps 10 and 11 of FIGS. 11 and 22, the Rankine cycle 31 is started by switching the electromagnetic on-off valve 102 from the OFF state to the ON state.

また、第9実施形態としての図15、図24のフローでは、ランキンサイクル31の起動方法の違いに応じて、次の点を変更する必要がある。すなわち、図15、図24のステップ8では電磁式の開閉弁102をOFF状態とすることによってランキンサイクル31を非起動状態としておく。一方、図15、図24のステップ10、11では電磁式の開閉弁102をOFF状態からON状態へと切換えることによってランキンサイクル31を起動する。   Moreover, in the flow of FIG. 15 and FIG. 24 as 9th Embodiment, it is necessary to change the following points according to the difference in the starting method of Rankine cycle 31. FIG. That is, in step 8 of FIGS. 15 and 24, the Rankine cycle 31 is set in a non-activated state by turning off the electromagnetic on-off valve 102. On the other hand, in steps 10 and 11 of FIGS. 15 and 24, the Rankine cycle 31 is started by switching the electromagnetic on-off valve 102 from the OFF state to the ON state.

また、第8、第9の実施形態のランキンサイクル31を備えるエンジンをエンジン車両であってアイドルストップを行う車両に適用するときには、第3実施形態の図16のフロー、第7実施形態の図25のフローを適用することができ、第3、第7の実施形態と同様の作用効果を奏する。また、第8、第9の実施形態のランキンサイクル31を備えるエンジンをハイブリッド車両に適用するときには、第4実施形態の図19のフローを適用することができ、第4実施形態と同様の作用効果を奏する。   When the engine including the Rankine cycle 31 of the eighth and ninth embodiments is applied to a vehicle that is an engine vehicle and performs idle stop, the flow of FIG. 16 of the third embodiment and FIG. 25 of the seventh embodiment. This flow can be applied, and the same effect as the third and seventh embodiments can be obtained. Moreover, when applying the engine provided with Rankine cycle 31 of 8th, 9th embodiment to a hybrid vehicle, the flow of FIG. 19 of 4th Embodiment can be applied and the effect similar to 4th Embodiment. Play.

ただし、第8、第9の実施形態としての図16、図25、図19のフローでは、ランキンサイクル31の起動方法の違いに応じて、次の点を変更する必要がある。すなわち、図16、図25、図19のステップ38、58では電磁式の開閉弁102をOFF状態とすることによってランキンサイクル31を非起動状態としておく。一方、図16、図25、図19のステップ40、60では電磁式の開閉弁102をOFF状態からON状態へと切換えることによってランキンサイクル31を再起動する。   However, in the flow of FIGS. 16, 25, and 19 as the eighth and ninth embodiments, the following points need to be changed according to the difference in the starting method of the Rankine cycle 31. That is, in Steps 38 and 58 of FIGS. 16, 25, and 19, the Rankine cycle 31 is set in a non-activated state by turning off the electromagnetic on-off valve 102. On the other hand, in Steps 40 and 60 of FIGS. 16, 25, and 19, the Rankine cycle 31 is restarted by switching the electromagnetic on-off valve 102 from the OFF state to the ON state.

(第10、第11の実施形態)
図30、図31は第10、第11の実施形態のランキンサイクル31のシステム全体を表した概略構成図で、図30は第1実施形態の図1と、図31は第2実施形態の図13と置き換わるものである。第1、第2の実施形態の図1、図13と同一部分には同一の符号を付している。
(10th and 11th embodiments)
30 and 31 are schematic configuration diagrams showing the entire system of Rankine cycle 31 according to the tenth and eleventh embodiments. FIG. 30 is a diagram of FIG. 1 of the first embodiment, and FIG. 31 is a diagram of the second embodiment. 13 is replaced. The same parts as those in FIGS. 1 and 13 of the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals.

第10、第11の実施形態の違いもサーモスタットバルブの開弁温度の違いにある。すなわち、サーモスタットバルブ15の開弁温度が一定のT0であるのが第10実施形態、サーモスタットバルブ15’の開弁温度が80℃と90℃とに切換え得る(可変である)のが第11実施形態である。   The difference between the tenth and eleventh embodiments is also the difference in the opening temperature of the thermostat valve. That is, the tenth embodiment is that the opening temperature of the thermostat valve 15 is constant T0, and the eleventh embodiment is that the opening temperature of the thermostat valve 15 ′ can be switched between 80 ° C. and 90 ° C. (variable). It is a form.

さて、第10、第11の実施形態も、ランキンサイクル31の起動方法が第1、第2の実施形態と異なるものである。すなわち、第10、第11の実施形態では、第1、第2の実施形態と相違して、ポンププーリ33、ベルト34、膨張機クラッチ35を設けていない。これに代えて、冷媒ポンプ32、モータジェネレータ111、膨張機37を同一の軸上に配置し、モータジェネレータ111とバッテリ113をインバータ112を介して接続している。インバータ112はモータジェネレータ111にバッテリ113からの電力を供給したりモータジェネレータ111で発生する電力を取り出してバッテリ113に蓄えたりするものである。   The tenth and eleventh embodiments are also different from the first and second embodiments in the starting method of the Rankine cycle 31. That is, in the tenth and eleventh embodiments, unlike the first and second embodiments, the pump pulley 33, the belt 34, and the expander clutch 35 are not provided. Instead, the refrigerant pump 32, the motor generator 111, and the expander 37 are arranged on the same shaft, and the motor generator 111 and the battery 113 are connected via an inverter 112. The inverter 112 supplies electric power from the battery 113 to the motor generator 111 or takes out electric power generated by the motor generator 111 and stores it in the battery 113.

第10、第11の実施形態のランキンサイクル31のシステムでは、エンジンコントローラ71からモータジェネレータ111に何の信号をも与えていないとき、冷媒ポンプ32は停止状態にあるものとする。つまり、モータジェネレータ111に何の信号をも与えていないとき、ランキンサイクル31は非運転状態にある。   In the Rankine cycle 31 system of the tenth and eleventh embodiments, the refrigerant pump 32 is in a stopped state when no signal is given from the engine controller 71 to the motor generator 111. That is, when no signal is given to the motor generator 111, the Rankine cycle 31 is in a non-operating state.

一方、エンジンコントローラ71からの信号でモータジェネレータ111をモータとして働かせると、モータによって冷媒ポンプ32が駆動され、冷媒ポンプ32からの冷媒が熱交換器91に向けて流れる。つまり、モータジェネレータ111をモータとして働かせることによってランキンサイクル31が起動される。   On the other hand, when the motor generator 111 is operated as a motor by a signal from the engine controller 71, the refrigerant pump 32 is driven by the motor, and the refrigerant from the refrigerant pump 32 flows toward the heat exchanger 91. That is, Rankine cycle 31 is started by making motor generator 111 work as a motor.

なお、膨張機37の発生する出力が冷媒ポンプ32の駆動力及び回転体が有するフリクションを上回る場合(予測膨張機トルクが正の場合)にモータジェネレータ111を発電機として働かせることで、膨張機37の発生する出力を電力として回収することができる。回収した電力をバッテリに蓄えることで、燃費を向上できる。   In addition, when the output generated by the expander 37 exceeds the driving force of the refrigerant pump 32 and the friction of the rotating body (when the predicted expander torque is positive), the motor generator 111 is caused to work as a generator, thereby expanding the expander 37. Can be recovered as electric power. Fuel efficiency can be improved by storing the collected power in a battery.

このように構成した第10実施形態のシステムにおいても第1実施形態の図11のフロー、第5実施形態の図22のフローをそれぞれ適用することができ、第1、第5の実施形態と同様の作用効果を奏する。また、第11実施形態のシステムにおいても第2実施形態の図15のフロー、第6実施形態の図24のフローをそれぞれ適用することができ、第1、第6の実施形態と同様の作用効果を奏する。   Also in the system of the tenth embodiment configured as described above, the flow of FIG. 11 of the first embodiment and the flow of FIG. 22 of the fifth embodiment can be applied, respectively, as in the first and fifth embodiments. Has the effect of. In the system of the eleventh embodiment, the flow of FIG. 15 of the second embodiment and the flow of FIG. 24 of the sixth embodiment can be applied, respectively, and the same effects as the first and sixth embodiments. Play.

ただし、第10実施形態としての図11、図22のフローでは、ランキンサイクル31の起動方法の違いに応じて、次の点を変更する必要がある。すなわち、図11、図22のステップ8ではモータジェネレータ111に何の信号も出力しないことによってランキンサイクル31を非起動状態としておく。一方、図11、図22のステップ10、11ではモータジェネレータ111をモータとして働かせることによってランキンサイクル31を起動する。   However, in the flow of FIG. 11 and FIG. 22 as the tenth embodiment, the following points need to be changed according to the difference in the starting method of the Rankine cycle 31. That is, in Step 8 of FIGS. 11 and 22, the Rankine cycle 31 is set in a non-starting state by not outputting any signal to the motor generator 111. On the other hand, in steps 10 and 11 of FIGS. 11 and 22, the Rankine cycle 31 is started by operating the motor generator 111 as a motor.

また、第11実施形態としての図15、図24のフローでは、ランキンサイクル31の起動方法の違いに応じて、次の点を変更する必要がある。すなわち、図15、図24のステップ8ではモータジェネレータ111に何の信号も出力しないことによってランキンサイクル31を非起動状態としておく。一方、図15、図24のステップ10、11ではモータジェネレータ111をモータとして働かせることによってランキンサイクル31を起動する。   Moreover, in the flow of FIG. 15 and FIG. 24 as 11th Embodiment, it is necessary to change the following points according to the difference in the starting method of Rankine cycle 31. FIG. That is, in Step 8 of FIGS. 15 and 24, no signal is output to the motor generator 111, so that the Rankine cycle 31 is set in a non-activated state. On the other hand, in steps 10 and 11 of FIGS. 15 and 24, the Rankine cycle 31 is started by causing the motor generator 111 to act as a motor.

また、第10、第11の実施形態のランキンサイクル31を備えるエンジンをエンジン車両であってアイドルストップを行う車両に適用するときには、第3実施形態の図16のフロー、第7実施形態の図25のフローを適用することができ、第3、第7の実施形態と同様の作用効果を奏する。また、第10、第11の実施形態のランキンサイクル31を備えるエンジンをハイブリッド車両に適用するときには、第4実施形態の図19のフローを適用することができ、第4実施形態と同様の作用効果を奏する。   When the engine including the Rankine cycle 31 of the tenth and eleventh embodiments is applied to an engine vehicle that performs idle stop, the flow of FIG. 16 of the third embodiment and FIG. 25 of the seventh embodiment. This flow can be applied, and the same effect as the third and seventh embodiments can be obtained. Further, when an engine including the Rankine cycle 31 of the tenth and eleventh embodiments is applied to a hybrid vehicle, the flow of FIG. 19 of the fourth embodiment can be applied, and the same effect as the fourth embodiment. Play.

ただし、第10、第11の実施形態としての図16、図25、図19のフローでは、ランキンサイクル31の起動方法の違いに応じて、次の点を変更する必要がある。すなわち、図16、図25、図19のステップ38、58ではモータジェネレータ111に何の信号も出力しないことによってランキンサイクル31を非起動状態としておく。一方、図16、図25、図19のステップ40、50ではモータジェネレータ111をモータとして働かせることによってランキンサイクル31を再起動する。   However, in the flows of FIGS. 16, 25, and 19 as the tenth and eleventh embodiments, the following points need to be changed according to the difference in the startup method of the Rankine cycle 31. That is, in Steps 38 and 58 of FIGS. 16, 25, and 19, no signal is output to the motor generator 111 so that the Rankine cycle 31 is in a non-activated state. On the other hand, in steps 40 and 50 of FIGS. 16, 25, and 19, the Rankine cycle 31 is restarted by causing the motor generator 111 to act as a motor.

1 ハイブリッド車両
2 エンジン
13 冷却水通路(第1冷却水通路、第2冷却水通路)
14 バイパス冷却水通路
15 サーモスタットバルブ
15’電制のサーモスタットバルブ(バルブ)
31 ランキンサイクル
32 冷媒ポンプ(ポンプ)
35 膨張機クラッチ
36 熱交換器(蒸発器)
37 膨張機
38 凝縮器
51 冷凍サイクル
52 コンプレッサ
54 コンプレッサクラッチ
71 エンジンコントローラ(起動許可判定手段)
74 水温センサ(冷却水温度検出手段)
91 熱交換器(蒸発器)
92 凝縮器
101 バイパス冷媒通路
102 電磁式開閉弁
111 モータジェネレータ
112 インバータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hybrid vehicle 2 Engine 13 Cooling water path (1st cooling water path, 2nd cooling water path)
14 Bypass cooling water passage 15 Thermostat valve 15 'Electric control thermostat valve (valve)
31 Rankine cycle 32 Refrigerant pump (pump)
35 expander clutch 36 heat exchanger (evaporator)
37 Expander 38 Condenser 51 Refrigeration cycle 52 Compressor 54 Compressor clutch 71 Engine controller (start-up permission judging means)
74 Water temperature sensor (cooling water temperature detection means)
91 Heat exchanger (evaporator)
92 Condenser 101 Bypass refrigerant passage 102 Electromagnetic on-off valve 111 Motor generator 112 Inverter

Claims (9)

冷却水によりエンジンを冷却する冷却水通路と、
前記冷却水と熱交換を行い作動媒体を加熱する蒸発器と、
前記蒸発器を通過した作動媒体を膨張させて動力を発生する膨張機と、
前記膨張機を通過した作動媒体を冷却する凝縮器と、
前記凝縮器を通過した作動媒体を前記蒸発器に送り出すポンプと
を有するランキンサイクルにおいて、
前記冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段と、
前記冷却水温度が起動許可温度に到達したか否かでランキンサイクルの起動を許可するか否かを判定する起動許可判定手段と
を備え、
前記起動許可判定手段は、前記起動許可温度を冷間状態でのエンジン始動時とエンジンの暖機完了状態でのエンジン再始動時とで相違させ、エンジン冷間状態でのエンジン始動時の起動許可温度をエンジン暖機完了状態でのエンジン再始動時の起動許可温度より高く設定することを特徴とするランキンサイクル。
A cooling water passage for cooling the engine with cooling water;
An evaporator that heats the working medium by exchanging heat with the cooling water;
An expander that generates power by expanding the working medium that has passed through the evaporator;
A condenser for cooling the working medium that has passed through the expander;
A Rankine cycle having a pump for pumping the working medium that has passed through the condenser to the evaporator,
Cooling water temperature detecting means for detecting the temperature of the cooling water;
Starting permission determination means for determining whether to permit starting of the Rankine cycle based on whether or not the cooling water temperature has reached the starting permission temperature,
The start permission determination means makes the start permission temperature different between when the engine is started in the cold state and when the engine is restarted when the engine is warmed up, and when the engine is started in the cold state. A Rankine cycle characterized in that the temperature is set to be higher than a start permission temperature at the time of restarting the engine in a state where the engine is warmed up.
エンジンを冷却して昇温した冷却水をラジエータに供給する第1冷却水通路と、
前記ラジエータからの冷却水をエンジンに戻す第2冷却水通路と、
前記第1冷却水通路から分岐し前記ラジエータをバイパスして前記第2冷却水通路に合流するバイパス冷却水通路と、
閉弁状態では冷却水を前記ラジエータに流さず前記バイパス冷却水通路に流し、開弁状態では冷却水を前記ラジエータに流すと共に、開弁温度を任意に変更し得るバルブと
を前記冷却水通路に備え、
前記冷間状態でのエンジン始動時に前記ランキンサイクルを起動するときには前記バルブの開弁温度目標を、前記エンジン暖機完了状態でのエンジン再始動時に前記ランキンサイクルを起動するときより高く設定することを特徴とする請求項1に記載のランキンサイクル。
A first cooling water passage for supplying cooling water heated by cooling the engine to the radiator;
A second cooling water passage for returning cooling water from the radiator to the engine;
A bypass cooling water passage that branches off from the first cooling water passage and bypasses the radiator and joins the second cooling water passage;
In the valve closing state, the cooling water does not flow to the radiator but to the bypass cooling water passage, and in the valve opening state, the cooling water flows to the radiator and a valve capable of arbitrarily changing the valve opening temperature is provided in the cooling water passage. Prepared,
When starting the Rankine cycle when starting the engine in the cold state, the valve opening temperature target of the valve is set higher than when starting the Rankine cycle when restarting the engine when the engine is warmed up. The Rankine cycle according to claim 1, characterized in that:
アイドル状態で所定の条件が成立したときエンジンを強制的に停止する車両または所定の条件が成立したときエンジンを強制的に停止させる車両を備え、
前記エンジン強制的停止からのエンジン再始動のときには、初回の前記冷間状態でのエンジン始動時の起動許可温度よりも低い起動許可温度でランキンサイクルを再起動することを特徴とする請求項1または2に記載のランキンサイクル。
A vehicle that forcibly stops the engine when a predetermined condition is satisfied in an idle state or a vehicle that forcibly stops the engine when a predetermined condition is satisfied;
The Rankine cycle is restarted at a start permission temperature lower than a start permission temperature at the time of starting the engine in the cold state for the first time when the engine is restarted from the forced engine stop. Rankine cycle of 2.
前記初回の前記冷間状態でのエンジン始動時の起動許可温度より低い起動許可温度を、前記エンジン強制的停止時間が長いほど高くすることを特徴とする請求項3に記載のランキンサイクル。   4. The Rankine cycle according to claim 3, wherein a start permission temperature lower than a start permission temperature at the time of starting the engine in the first cold state is increased as the engine forced stop time is longer. 前記冷間状態でのエンジン始動時の起動許可温度は、外気温が低いほど高くすることを特徴とする請求項1または2に記載のランキンサイクル。   The Rankine cycle according to claim 1 or 2, wherein the start permission temperature at the start of the engine in the cold state is higher as the outside air temperature is lower. 冷却水によりエンジンを冷却する冷却水通路と、
前記冷却水と熱交換を行い作動媒体を加熱する蒸発器と、
前記蒸発器を通過した作動媒体を膨張させて動力を発生する膨張機と、
前記膨張機を通過した作動媒体を冷却する凝縮器と、
前記凝縮器を通過した作動媒体を前記蒸発器に送り出すポンプと
を有するランキンサイクルにおいて、
前記冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段と、
前記冷却水温度が一定温度に到達してから所定時間が経過したか否かでランキンサイクルの起動を許可するか否かを判定する起動許可判定手段と
を備え、
前記起動許可判定手段は、前記所定時間を冷間状態でのエンジン始動時とエンジン暖機完了状態でのエンジン再始動時とで相違させ、冷間状態でのエンジン始動時の所定時間をエンジン暖機完了状態でのエンジン再始動時の所定時間より長く設定することを特徴とするランキンサイクル。
A cooling water passage for cooling the engine with cooling water;
An evaporator that heats the working medium by exchanging heat with the cooling water;
An expander that generates power by expanding the working medium that has passed through the evaporator;
A condenser for cooling the working medium that has passed through the expander;
A Rankine cycle having a pump for pumping the working medium that has passed through the condenser to the evaporator,
Cooling water temperature detecting means for detecting the temperature of the cooling water;
Starting permission determining means for determining whether or not to allow starting of the Rankine cycle based on whether or not a predetermined time has elapsed since the cooling water temperature reached a certain temperature,
The activation permission determining means makes the predetermined time different between when the engine is started in the cold state and when the engine is restarted when the engine is warmed up, and the predetermined time when the engine is started in the cold state. A Rankine cycle characterized in that it is set to be longer than a predetermined time when the engine is restarted in the machine complete state.
アイドル状態で所定の条件が成立したときエンジンを強制的に停止する車両または所定の条件が成立したときエンジンを強制的に停止させる車両を備え、
前記エンジン強制的停止からのエンジン再始動のときには、初回の前記冷間状態でのエンジン始動時の起動許可タイミングよりも早い起動許可タイミングでランキンサイクルを再起動することを特徴とする請求項6に記載のランキンサイクル。
A vehicle that forcibly stops the engine when a predetermined condition is satisfied in an idle state or a vehicle that forcibly stops the engine when a predetermined condition is satisfied;
The Rankine cycle is restarted at a start permission timing earlier than a start permission timing at the time of engine start in the cold state for the first time when the engine is restarted from the forced engine stop. The described Rankine cycle.
前記初回の前記冷間状態でのエンジン始動時の起動許可タイミングより早い起動許可タイミングを、前記エンジン強制的停止時間が長いほど遅くすることを特徴とする請求項6に記載のランキンサイクル。   The Rankine cycle according to claim 6, wherein the start permission timing that is earlier than the start permission timing at the time of starting the engine in the first cold state is delayed as the engine forced stop time is longer. 前記冷間状態でのエンジン始動時の起動許可タイミングは、外気温度が低いほど遅くすることを特徴とする請求項6に記載のランキンサイクル。   The Rankine cycle according to claim 6, wherein the start permission timing at the time of starting the engine in the cold state is delayed as the outside air temperature is lower.
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