(57)【要約】【課題】  複数の被冷却体を効率良く冷却することができる車両用冷却装置を得る。【解決手段】  自動車用冷却システム１０では、ウォータポンプ５２の作動によって、熱交換器３０の第１冷却水流出口４０Ａ、第１流路５０、第１の被冷却体であるエンジン１４、第２流路５４、熱交換器３０の冷却水流入口３８Ａの順に冷却水が循環する。また、ウォータポンプ５２の作動によって、熱交換器３０の第２冷却水流出口４６Ａ、第３流路５８、第２の被冷却体である熱電スタック１６、第４流路６０、エンジン１４、第２流路５４、熱交換器３０の冷却水流入口３８Ａの経路でも冷却水が循環する。第３流路５８から分岐した第５流路６２は、第１流路を経由して、第２冷却水流出口４６Ａからの冷却水をエンジン１４に供給することができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の被冷却体及び第２の被冷却体を冷却流体によって冷却する車両用冷却装置であって、
冷却流体入口から流入する冷却流体を、空気との熱交換よって冷却して第１出口及び第２出口から流出させる熱交換器と、
前記熱交換器の第１出口と、前記第１の被冷却体の冷却流体入口とを連通する第１流路と、
前記第１の被冷却体の冷却流体出口と、前記熱交換器の冷却流体入口とを連通する第２流路と、
前記熱交換器、第１流路、第１の被冷却体、第２流路の順に冷却流体を循環させる流体駆動装置と、
前記熱交換器の第２出口と、前記第２の被冷却体の冷却流体入口とを連通する第３流路と、
前記第２の被冷却体の冷却流体出口と、前記第１の被冷却体の冷却流体入口、又は前記熱交換器の冷却流体入口とを連通する第４流路と、
前記熱交換器の第２出口と、前記第１の被冷却体の冷却流体入口とを連通する第５流路と、
を備えた車両用冷却装置。
【請求項２】
前記流体駆動装置は、前記第１流路に設けられており、
前記第４流路及び第５流路の下流端が、前記第１流路における前記流体駆動装置の上流にそれぞれ合流している、
請求項１記載の車両用冷却装置。
【請求項３】
前記第３流路又は第５流路に設けられ、該第５流路を流れる冷却流体の流量を調節可能な流量調節装置をさらに備えた請求項１又は請求項２記載の車両用冷却装置。
【請求項４】
前記流量調節装置は、前記第３流路に設けられ、弁開度を全閉から最大開度までの範囲内の任意の開度に調節可能な調節弁である請求項３記載の車両用冷却装置。
【請求項５】
前記流量調節装置は、前記第１の被冷却体の冷却負荷に応じた情報が入力される制御装置によって、前記第１の被冷却体の冷却負荷が高い場合の方が低い場合よりも前記第５流路の冷却流体の流量が大きくなるように制御される、請求項３又は請求項４記載の車両用冷却装置。
【請求項６】
前記熱交換器は、前記第１出口から冷却流体を流出する第１熱交換部と、前記第２出口から冷却流体を流出する第２熱交換部とが互いに独立して冷却流体を冷却する構成であり、
前記制御装置は、前記第１の被冷却体の冷却負荷に対し前記第１熱交換部の冷却流体の冷却能力が不足する場合に、前記第５流路の冷却流体の流量が大きくなるように前記流量調節装置を制御する請求項５記載の車両用冷却装置。
【請求項７】
前記熱交換器は、冷却流体を空気との熱交換によって冷却する熱交換部と、前記第１流路及び第３流路とを連通する出口側ヘッダ部を有し、
前記出口側ヘッダ部は、前記第１出口と第２出口とを連通して前記第５流路として機能する、請求項１乃至請求項６の何れか１項記載の車両用冷却装置。
【請求項８】
前記熱交換器は、前記第１出口から冷却流体を流出する第１熱交換部と、前記第２出口から冷却流体を流出する第２熱交換部とが互いに独立して冷却流体を冷却する構成であり、
前記第２流路は、前記第１の被冷却体の冷却流体出口と、前記第１熱交換部の冷却流体入口とを連通しており、
かつ、前記第２流路から分岐して前記第２熱交換部の冷却流体入口に冷却流体を送る第６流路と、前記第２熱交換部を通過する冷却流体の流量を調節する流量調節装置とをさらに備えた、請求項１乃至請求項７の何れか１項記載の車両用冷却装置。
【請求項９】
前記熱交換器は、前記第２流路と前記第１熱交換部及び第２熱交換部とを連通する入口側ヘッダ部を有し、
前記入口側ヘッダ部は、前記第１熱交換部及び第２熱交換部の各冷却流体入口を連通して前記第６流路として機能する、請求項８記載の車両用冷却装置。
【請求項１０】
高温側と低温側との温度差によって発電を行なう熱発電装置の前記低温側を、前記高温側との温度差を確保するために冷媒によって冷却する車両用冷却装置であって、
圧縮機、凝縮器、減圧手段、及び蒸発器に冷媒を循環させて冷凍サイクルを行なうための冷媒循環路と、
前記冷媒循環路における前記減圧手段の下流側部分と前記熱発電装置の低温側の冷媒入口とを連通する発電用冷媒流入路と、
前記熱発電装置の低温側の冷媒出口と前記冷媒循環路における前記蒸発器の下流部分とを連通する発電用冷媒流出路と、
を備えた車両用冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車のエンジン等の被冷却体を冷却するための車両用冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両において、エンジンの排熱を利用して発電を行なう排熱発電装置を搭載したものがある（例えば、特許文献１参照）。この技術では、一方の面が排気管の中に設けられた触媒の外壁に当接された熱電発電素子の他方の面に、エンジン冷却水が流れる冷却室を当接させており、熱発電素子は、両面の温度差に基づく熱起電力を発生する。エンジン冷却水は、ラジエータ、排熱発電装置（冷却室）、エンジン、ラジエータの順に循環するようになっている。
【特許文献１】実開平７−３１５６号公報
【特許文献２】実開昭６４−２２５１０号公報
【特許文献３】特開２００１−５９４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の如き従来の技術では、常に排熱発電装置を冷却してある程度加熱された冷却水がエンジンを冷却するため、エンジンの冷却効率が悪い。
【０００４】
本発明は、上記事実を考慮して、複数の被冷却体を効率良く冷却することができる車両用冷却装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために請求項１記載の発明に係る車両用冷却装置は、第１の被冷却体及び第２の被冷却体を冷却流体によって冷却する車両用冷却装置であって、第１の被冷却体及び第２の被冷却体を冷却流体によって冷却する車両用冷却装置であって、冷却流体入口から流入する冷却流体を、空気との熱交換よって冷却して第１出口及び第２出口から流出させる熱交換器と、前記熱交換器の第１出口と、前記第１の被冷却体の冷却流体入口とを連通する第１流路と、前記第１の被冷却体の冷却流体出口と、前記熱交換器の冷却流体入口とを連通する第２流路と、前記熱交換器、第１流路、第１の被冷却体、第２流路の順に冷却流体を循環させる流体駆動装置と、前記熱交換器の第２出口と、前記第２の被冷却体の冷却流体入口とを連通する第３流路と、前記第２の被冷却体の冷却流体出口と、前記第１の被冷却体の冷却流体入口、又は前記熱交換器の冷却流体入口とを連通する第４流路と、前記熱交換器の第２出口と、前記第１の被冷却体の冷却流体入口とを連通する第５流路と、を備えている。
【０００６】
請求項１記載の車両用冷却装置では、流体駆動装置の作動によって、熱交換器の第１出口、第１流路、第１の冷却体、第２流路、熱交換器の冷却流体入口の順で冷却流体が循環する。また、熱交換器の第２出口、第３流路、第２の冷却体、第４流路（、第１の被冷却体、第２流路）、熱交換器の冷却流体入口の順で冷却流体が循環する。上記括弧内の循環経路は、第４流路が第１の被冷却体に冷却流体を送る構成（冷却流体が合流する構成）のものである。以上により、熱交換器において空気との熱交換によって冷却された冷却流体は、第１及び第２の被冷却体にそれぞれ直接的に供給されてこれらを冷却する。すなわち、一方の被冷却体に、他方の被冷却体を冷却した後の冷却流体のみが常に供給されることがない。
【０００７】
そして、熱交換器の第２出口と第１の被冷却体の冷却流体入口とを（第３流路及び第１流路の一方又は双方を経由して）連通する第５流路を設けたため、第２出口から流出した冷却流体の一部又は全部を第２の被冷却体に送ることなく第１の被冷却体に送ることが可能になる。これにより、第１の被冷却体の冷却負荷が大きい場合には、熱交換器の能力を主に第１の被冷却体の冷却に用いることができ、第１の被冷却体の冷却負荷が比較的小さい場合には、熱交換器の能力を第１及び第２の被冷却体の双方を冷却するために用いることができる。
【０００８】
このように、請求項１記載の車両用冷却装置では、複数の被冷却体を効率良く冷却することができる。
【０００９】
請求項２記載の発明に係る車両用冷却装置は、請求項１記載の車両用冷却装置において、前記流体駆動装置は、前記第１流路に設けられており、前記第４流路及び第５流路の下流端が、前記第１流路における前記流体駆動装置の冷却流体入口の上流にそれぞれ合流している。
【００１０】
請求項２記載の車両用冷却装置では、第１流路に設けた流体駆動装置の作動によって、第１の冷却体、第２流路、熱交換器（第１出口）、第１流路の順で冷却流体が循環する。また、流体駆動装置の作動によって、第１の冷却体、第２流路、熱交換器（第２出口）、第３流路、第２の冷却体、第４流路、第１流路の順で冷却流体が循環する。すなわち、第２の被冷却体も、流体駆動装置の作動によって循環する冷却流体によって冷却され、また第２の被冷却体を冷却した冷却流体がさらに第１の被冷却流体を冷却するのに用いられる。これにより、本構成では、複数の被冷却体を一層効率良く冷却することができる。
【００１１】
さらに、本車両用冷却装置では、流体駆動装置の作動によって、熱交換器の第２出口を出た冷却流体の一部又は全部を、第１流路に設けた第５流路を通じて第１の被冷却体に導くことができる。これにより、第２の被冷却体に冷却流体を循環するための流体駆動装置に頼ることなく、第２出口から第２の被冷却体及び第１の被冷却体の一方又は双方に冷却流体を送ることが可能である。
【００１２】
請求項３記載の発明に係る車両用冷却装置は、請求項１又は請求項２記載の車両用冷却装置において、前記第３流路又は第５流路に設けられ、該第５流路を流れる冷却流体の流量を調節可能な流量調節装置をさらに備えた。
【００１３】
請求項３記載の車両用冷却装置では、第５流路を流れる冷却流体の流量、すなわち熱交換器の第２出口から第１の被冷却体に導く冷却流体の流量を、第１の被冷却体の冷却負荷に応じて調節することができる。
【００１４】
請求項４記載の発明に係る車両用冷却装置は、請求項３記載の車両用冷却装置において、前記流量調節装置は、前記第３流路に設けられ、弁開度を全閉から最大開度までの範囲内の任意の開度に調節可能な調節弁である。
【００１５】
請求項４記載の車両用冷却装置では、第３流路に設けた調節弁の弁開度に応じて、第２の被冷却体側に流れる冷却流体流量が０から所定流量までの範囲で変化する。調節弁が全閉（第２の被冷却体への冷却流体流量が０）である場合には、熱交換器で冷却された全ての冷却流体が第１の被冷却体に送られる。すなわち、熱交換器の全能力が第１の被冷却体の冷却に用いられる。また、調節弁の開度を調整することで、第２の被冷却体に供給する冷却流体量を適正化することも可能である。
【００１６】
請求項５記載の発明に係る車両用冷却装置は、請求項３又は請求項４記載の車両用冷却装置において、前記流量調節装置は、前記第１の被冷却体の冷却負荷に応じた情報が入力される制御装置によって、前記第１の被冷却体の冷却負荷が高い場合の方が低い場合よりも前記第５流路の冷却流体の流量が大きくなるように制御される。
【００１７】
請求項５記載の車両用冷却装置では、第１の被冷却体の冷却負荷に応じた情報が入力された制御装置は、この情報に基づいて第５流路を経由した第１の被冷却体への冷却流体の流量を調節する。第１の被冷却体の冷却負荷が大きい場合には、第１の被冷却体すなわち第５流路の流量を増し、第１の被冷却体の冷却負荷が比較的小さい場合には、第５流路の流量を減じる。これにより、複数の被冷却体が効率良く冷却される。
【００１８】
請求項６記載の発明に係る車両用冷却装置は、請求項５記載の車両用冷却装置において、前記熱交換器は、前記第１出口から冷却流体を流出する第１熱交換部と、前記第２出口から冷却流体を流出する第２熱交換部とが互いに独立して冷却流体を冷却する構成であり、前記制御装置は、前記第１の被冷却体の冷却負荷に対し前記第１熱交換部の冷却流体の冷却能力が不足する場合に、流量調節装置を調節して前記第５流路を流れる冷却流体の流量を大きくする。
【００１９】
請求項６記載の車両用冷却装置では、第１の被冷却体を冷却する冷却流体は第１熱交換部にて冷却され、第２の被冷却体を冷却する冷却流体は第２熱交換部にて冷却される。そして、制御装置は、第１の熱交換部による冷却流体の冷却能力が第１の被冷却体の冷却負荷に対し不足する場合に、この不足を補うように流量調節装置を調節して、第２熱交換部で冷却された冷却流体の一部又は全部を第５流路を経由して第１の被冷却体に送る。第１の熱交換部による冷却流体の冷却能力が第１の被冷却体の冷却負荷に対し余裕がある場合には、特に流量調節装置を調節しなくても良く、第２の被冷却体の冷却要求に応じて流量調節装置を調節しても良い。
【００２０】
請求項７記載の発明に係る車両用冷却装置は、請求項１乃至請求項６の何れか１項記載の車両用冷却装置において、冷却流体を空気との熱交換によって冷却する熱交換部と、前記第１流路及び第３流路とを連通する出口側ヘッダ部を有し、前記出口側ヘッダ部は、前記第１出口と第２出口とを連通して前記第５流路として機能する。
【００２１】
請求項７記載の車両用冷却装置では、熱交換器の熱交換部における冷却流体の出口側に設けられたヘッダ部を経由して、第１流路、第３流路へ冷却流体が送り込まれる。このヘッダ部が第１出口と第２出口とを連通して第５流路の機能を果たすため、換言すれば、ヘッダ部に第１出口及び第２出口を設けることができるため、第５流路を配管等で構成する場合と比較して部品点数の削減を図ることができる。
【００２２】
請求項８記載の発明に係る車両用冷却装置は、請求項１乃至請求項７の何れか１項記載の車両用冷却装置において、前記熱交換器は、前記第１出口を有する前記第１の被冷却体用の第１熱交換部と、前記第２出口を有する前記第２の被冷却体用の第２熱交換部とが互いに独立して冷却流体を冷却する構成であり、前記第２流路は、前記第１の被冷却体の冷却流体出口と、前記第１熱交換部の冷却流体入口とを連通しており、かつ、前記第２流路から分岐して前記第２熱交換部の冷却流体入口に冷却流体を送る第６流路と、前記第２熱交換部を通過する冷却流体の流量を調節する流量調節装置とをさらに備えた。
【００２３】
請求項８記載の車両用冷却装置では、熱交換器は、それぞれ冷却流体入口及び出口を有し独立して冷却流体を冷却する第１熱交換部、第２熱交換部を備えて構成され、第２熱交換部の冷却流体入口には、第２流路から分岐した第６流路から冷却流体が流入する。そして、第２熱交換部を通過する冷却流体の流量を調節する流量調節装置を設けたため、例えば第２の熱交換部の容量が小さい場合であっても、第２熱交換部を通過する流量を絞ることで、十分に冷えた冷却流体を得ることができる。このため、第２の被冷却体が熱量（冷量）よりも温度を優先する用途である場合に好適である。なお、請求項３記載の流量調節装置（請求項４記載の調節弁）を備えるにおいては、該請求項３記載の流量調節装置が本請求項８における流量調節装置を兼ねても良い。
【００２４】
請求項９記載の発明に係る車両用冷却装置は、請求項８記載の車両用冷却装置において、前記熱交換器は、前記第２流路と前記第１熱交換部及び第２熱交換部とを連通する入口側ヘッダ部を有し、前記入口側ヘッダ部は、前記第１熱交換部及び第２熱交換部の各冷却流体入口を連通して前記第６流路として機能する。
【００２５】
請求項９記載の車両用冷却装置では、熱交換器の第１及び第２熱交換部は、冷却流体入口側に設けられたヘッダ部を経由して、第１流路、第３流路から冷却流体が送り込まれる。このヘッダ部が第１熱交換部に冷却流体を送り込む第２流路から分岐して、冷却流体を第２熱交換部にそれぞれ送り込む第２及び第６流路の機能を果たすため、第６流路を配管等で構成する場合と比較して部品点数が削減される。
【００２６】
請求項１０記載の発明に係る車両用冷却装置は、高温側と低温側との温度差によって発電を行なう熱発電装置の前記低温側を、前記高温側との温度差を確保するために冷媒によって冷却する車両用冷却装置であって、圧縮機、凝縮器、減圧手段、及び蒸発器に冷媒を循環させて冷凍サイクルを行なうための冷媒循環路と、前記冷媒循環路における前記減圧手段の下流側部分と前記熱発電装置の低温側の冷媒入口とを連通する発電用冷媒流入路と、前記熱発電装置の低温側の冷媒出口と前記冷媒循環路における前記蒸発器の下流部分とを連通する発電用冷媒流出路と、を備えている。
【００２７】
請求項１０記載の車両用冷却装置では、冷凍サイクルを行なう冷媒が循環する冷媒循環路上の蒸発器に対し、熱発電装置の低温側が並列に配置されている。このため、冷凍サイクルの減圧弁を通過した低温冷媒を熱発電装置に流入させて、該熱発電装置の低温側と高温側との温度差を確保し又は増大し、良好な発電効率を得ることができる。また、冷媒に水を用いる構成と比較すると、熱発電装置の低温側の温度を大きく下げることが可能であり、高温側との温度差を一層増大することができる。特に、冷媒が蒸発器に流入する状態と冷媒が熱発電装置に流れる状態とを選択的に切り替える流路切替装置、又は蒸発器に流入する冷媒量と熱発電装置に流入する冷媒量とを調節する流量調節装置を設ける構成とすれば、冷凍サイクルによる冷却（冷房や冷蔵）性能を維持しつつ、冷却負荷が小さい場合等に、冷凍サイクルの不使用能力又は余剰能力を利用して熱発電装置を冷却することができる。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明したように本発明に係る車両用冷却装置は、複数の被冷却体を効率良く冷却することができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の第１の実施形態に係る車両用冷却装置を自動車に適用した自動車用冷却システム１０について、図１乃至図３に基づいて説明する。
【００３０】
図１には、自動車用冷却システム１０の概略全体構成がブロック図にて示されている。この図に示される如く、自動車用冷却システム１０が適用された自動車は、動力源としてエンジン及び電気モータを備えた所謂ハイブリッドカーとされている。この自動車は、被冷却体として、モータやインバータから構成されるハイブリッド用モータ駆動部（以下、ＨＶモータ駆動部という）１２、内燃機関であるエンジン１４、及び熱電スタック１６を備えている。
【００３１】
この実施形態では、ＨＶモータ駆動部１２は、専用のＨＶラジエータ１８にて冷却されるようになっている。ＨＶラジエータ１８は、図示しない冷却水ポンプによって送り配管２０、ＨＶモータ駆動部１２、戻し配管２２の順で循環する冷却水を、空気との熱交換によって冷却する熱交換器である。このＨＶラジエータ１８は、空調装置を構成するコンデンサ２４に、一体的に取扱可能に固定されている。空調装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器の順に空調用冷媒を循環して冷凍サイクルを行なう装置であり、コンデンサ２４は、流入管２６を通じて圧縮機からの冷媒が流入し、流出管２８を通じて膨張弁へ冷媒を流出する凝縮器である。空調装置の冷媒循環路とＨＶラジエータ１８の冷却水循環路とは互いに独立している。
【００３２】
熱電スタック１６は、内蔵する熱発電素子（熱電変換素子）の両面に温度差を与えてゼーベック効果等による発電を行なう排熱発電装置であり、熱源としてエンジン１４から排出されるの高温の排出ガス（排熱）を利用し、冷源としてエンジン冷却水をそれぞれ利用する構成とされている。これにより、自動車の廃熱を有効に利用して発電を行なうようになっており、発電した電力は蓄電池に蓄えられるようになっている。
【００３３】
そして、自動車用冷却システムは、エンジン１４及び熱電スタック１６（の熱発電素子の一方の面）を冷却する熱交換器３０を備えている。熱交換器３０は、主にエンジン１４を冷却するための冷却水を冷却する第１熱交換部としての第１ラジエータ３２と、熱電スタック１６又はエンジン１４を冷却するための冷却水を冷却する第２熱交換部としての第２ラジエータ３４とを備えて構成されている。この実施形態では、エンジン１４が本発明における第１の被冷却体に、熱電スタック１６が本発明における第２の被冷却体にそれぞれ相当する。
【００３４】
これらの第１ラジエータ３２及び第２ラジエータ３４は、共にエンジン冷却水（ＬＬＣ）を空気との熱交換によって冷却する構成とされている。具体的には図２に示される如く、第１ラジエータ３２は、多数の第１ラジエータチューブ（から成る冷却コア）３６と、各第１ラジエータチューブ３６の長手方向一端部のそれぞれに連通する入口側ヘッダ部としての第１流入側タンク３８と、各第１ラジエータチューブ３６の長手方向他端部のそれぞれに連通する出口側ヘッダ部としての第１流出側タンク４０とを有して構成されている。第１流入側タンク３８には、冷却流体入口としての冷却水流入口３８Ａが設けられており、第１流出側タンク４０には、第１出口としての第１冷却水流出口４０Ａが設けられている。
【００３５】
第２ラジエータ３４は、多数の第２ラジエータチューブ（から成る冷却コア）４２と、各第２ラジエータチューブ４２の長手方向一端部のそれぞれに連通する入口側ヘッダ部としての第２流入側タンク４４と、各第２ラジエータチューブ４２の長手方向他端部のそれぞれに連通する出口側ヘッダ部としての第２流出側タンク４６とを有して構成されている。第２ラジエータ３４を構成する第２ラジエータチューブ４２の数は、第１ラジエータチューブの数よりも少とされている。また、第２流出側タンク４６には、第２出口としての第２冷却水流出口４６Ａが設けられている。一方、第２流入側タンク４４は、第１流入側タンク３８と連通（一体に形成）されており、第１流入側タンク３８から冷却水が流入してくるようになっている。第２流入側タンク４４と第１流入側タンク３８との連通部分には調節弁４８が配設されている。この調節弁４８については後述する。
【００３６】
図１に示される如く、第１ラジエータ３２の第１冷却水流出口４０Ａには、第１流路５０の一端部が連通している。第１流路５０は、チューブやホース等の配管材にて構成されており、その他端部がウォータポンプ５２の吸込部（サクション）に連通している。ウォータポンプ５２は、作動することで吸込部から吸い込んだ冷却水を吐出部（ディスチャージ）から圧送する構成である。ウォータポンプ５２は、エンジン１４の駆動力で作動するようになっており、その吐出部は、エンジン１４の冷却水入口に連通している。
【００３７】
エンジン１４の冷却水出口１４Ａには、第２流路５４の一端部が連通している。第２流路５４は、チューブやホース等の配管材にて構成されており、その他端部が第１ラジエータ３２の冷却水流入口３８Ａに連通している。これにより、走行中又は充電中等のエンジン１４の運転中には、ウォータポンプ５２が駆動され、エンジン冷却水が第１ラジエータ３２、ウォータポンプ５２、エンジン１４、第１ラジエータ３２の順に循環するようになっている。また、第１流路５０には、サーモスタット５６が配設されてており、冷却水温度に応じて上記の如く循環する冷却水流量を調節する構成とされている。
【００３８】
図１に示す分岐部５４Ａにおいて第２流路５４から分岐した流路は第６流路５５であり、この実施形態における第６流路５５は互いに連通する第１流入側タンク３８と第２流入側タンク４４とによって構成されている。そして、上記した調節弁４８が第６流路５５上に配設されている。調節弁４８は、絞り可変型のバルブであり、絞り開度に応じて第２ラジエータ３４に流入する冷却水量を調節する構成である。この調節弁４８は、後述する冷却系ＥＣＵ６６に制御されて絞り開度を変化させる構成である。
【００３９】
第２ラジエータ３４の第２冷却水流出口４６Ａには、第３流路５８の一端部が連通している。第３流路５８は、チューブやホース等の配管材にて構成されており、その他端部が熱電スタック１６の冷却水入口１６Ａに連通している。この熱電スタック１６の冷却水出口１６Ｂには、第４流路６０の一端部が連通している。第４流路６０は、チューブやホース等の配管材にて構成されており、その他端部が第１流路５０におけるサーモスタット５６（第１ラジエータ）とウォータポンプ５２の吸込部との間の合流部５０Ａで合流している。
【００４０】
これにより、ウォータポンプ５２が作動すると、上記した第１ラジエータ３２、ウォータポンプ５２、エンジン１４、第１ラジエータ３２の順に循環する経路に対し、分岐部５４Ａで分岐して合流部５０Ａで合流する第２ラジエータ３４経由の循環経路が形成される構成である。すなわち、ウォータポンプ５２の作動によって一部の冷却水が、熱電スタック１６、合流部５０Ａ、ウォータポンプ５２、エンジン１４、分岐部５４Ａ、第２ラジエータ３４の順に循環するようになっており、熱電スタック１６の冷却に用いられた冷却水がエンジン１４の冷却に再度利用される構成である。
【００４１】
また、第３流路５８からは、合流部５０Ｂにおいて第１流路５０に合流する第５流路６２が分岐している。合流部５０Ｂは、サーモスタット５６の上流に位置している。第３流路５８と第５流路６２との分岐部には、調節弁６４が配設されている。調節弁６４は三方弁とされており、上流から流入した冷却水の一部又は全部を第５流路６２に流出し、この流出量を変更可能な構成とされている。具体的には、調節弁６４は、熱電スタック１６側出口の弁開度を全閉から最大開度まで連続的に変化させるようになっており、全閉のときには上流から流入した冷却水をすべて第５流路６２（経由で第１流路５０）に送り、全閉以外の弁開度では、下流の圧力（ΔＰ）バランスで熱電スタック１６、第１流路５０への各流出流量が決まる構成とされている。この調節弁６４も冷却系ＥＣＵ６６にて制御される構成である。
【００４２】
さらに、第２流路５４における分岐部５４Ａよりも上流の分岐部５４Ｂから分岐したバイパス流路６５は、サーモスタット５６に接続されている。サーモスタット５６は、エンジン冷却水温が所定温度に達するまで、エンジン１４を通過したエンジン冷却水がバイパス流路６５を通過するように作動するようになっている。これにより、自動車用冷却システム１０は、エンジン冷却水が熱交換器３０（第２ラジエータ３４）をバイパスするように流れる（循環する）ため、エンジン始動時などに低温のエンジン冷却水による熱電スタック１６の過冷却を抑制することができる構成とされている。
【００４３】
図１に示される如く、自動車用冷却システム１０は、制御装置としての冷却系ＥＣＵ６６を備えている。冷却系ＥＣＵ６６は、自動車に設けている各種センサや他のＥＣＵ等から少なくともエンジン冷却水の温度を含む各種の車両情報が入力されるようになっており、これらの情報に基づいてエンジン１４の冷却負荷（エンジン１４を所定温度範囲に保つために必要な冷却水温度及び流量に相当）を算出するようになっている。そして、冷却系ＥＣＵ６６は、算出した冷却負荷を第１ラジエータ３２の冷却能力と比較し、冷却負荷に対し第１ラジエータ３２の冷却能力が不足する場合には、第５流路６２を経由して第１流路５０に合流しエンジン１４に流れ込む冷却水流量を増加させる制御を行なう構成とされている。
【００４４】
具体的には、冷却系ＥＣＵ６６は、エンジン１４の冷却負荷が上記第１ラジエータ３２の冷却能力よりも大きい場合には、調節弁４８の開度を大きくして第２ラジエータ３４へ流入する冷却水流量を増加すると共に、調節弁６４の弁開度（熱電スタック１６への供給流量）を小さくして第５流路６２の通過流量を増加する制御を行なう構成である。これにより、自動車用冷却システム１０は、第１ラジエータ３２及び第２ラジエータ３４にて冷却され、かつ熱電スタック１６の冷却には用いられずにエンジン１４に供給される冷却水量が増加する構成とされている。なお、第１ラジエータ３２の冷却能力は、予め記憶していても良く、第１ラジエータ３２の出入口の冷却水温度から算出しても良い。
【００４５】
そして、熱交換器３０は、第１ラジエータ３２と第２ラジエータ３４とを合わせた冷却水冷却能力（各ラジエータチューブ３６、４２と空気との接触面積）が、エンジン１４の最大負荷に対応して決められている。換言すれば、熱交換器３０は、エンジン１４の最大負荷時に必要な１つの熱交換器を、第１ラジエータ３２と第２ラジエータ３４とに分割して構成されている。
【００４６】
一方、冷却系ＥＣＵ６６は、エンジン１４冷却負荷が上記第１ラジエータ３２の冷却能力を上回らない場合には、熱電スタック１６に流入する冷却水温度を該熱電スタック１６による発電に適した温度にするように各調節弁４８、６４を制御するようになっている。熱電スタック１６は、熱発電素子の両面の温度差が大きいほど発電効率が良くなり、この温度差を大きくするには、熱電スタック１６に流入する冷却水流量が所定の下限以上である範囲では、冷却水流量を増すよりも冷却水温度を低下する方が有利である（流量よりも温度対し感度が高い）ことから、冷却系ＥＣＵ６６は、熱電スタック１６に流入する冷却水流量を下限近くに抑える制御を行なう構成とされている。具体的には、第２ラジエータ３４上流側の調節弁４８を大きく絞り第２ラジエータ３４の冷却水流量すなわち流速を抑えることで、空気との熱交換量（接触時間）を増し、第２ラジエータ３４出口の冷却水温度を低下する構成とされている。
【００４７】
そして、この実施形態では、エンジン１４の冷却水出口１４Ａ近傍に図示しない温度センサが設けられており、この温度センサの出力信号がエンジン１４の冷却負荷に対応する信号として、冷却系ＥＣＵ６６に入力されるようになっている。冷却系ＥＣＵ６６は、図４に示される如く、温度センサからの入力信号に基づいてエンジン出口冷却水温が所定温度Ｔａよりも低い場合には、調節弁４８を絞りつつ調節弁６４の開度を大きくして熱伝スタック１６に低温のエンジン冷却水を供給するようになっている。また、冷却系ＥＣＵ６６は、エンジン出口冷却水温が上記所定温度Ｔａを超えたと判断すると、エンジン出口冷却水温に比例するように調節弁４８の開度を大きくすると共に、該エンジン出口冷却水温に反比例するように調節弁６４の開度を小さくし、第２ラジエータ３４にて冷却され熱電スタック１６を通過しないエンジン冷却水のエンジン１４への供給量を増加させるようになっている。冷却系ＥＣＵ６６は、エンジン冷却水温が別途所定温度Ｔｂ（＞Ｔａ）に至ると、調節弁４８の弁開度が最大にすると共に、調節弁６４の開度を最小にするように設定されている。この所定温度Ｔｂは、エンジン冷却水の許容最高温度Ｔｍよりも低く設定されている。これらの所定温度Ｔａ、Ｔｂは、エンジン１４の最大冷却負荷と、熱交換器３０における第１ラジエータ３２、第２ラジエータ３４の各冷却水冷却能力に応じて予め設定されている。すなわち、エンジン出口冷却水温が所定温度Ｔａを超えた判断することは、エンジン１４の冷却負荷に対し第１ラジエータ３２の冷却能力が不足すると判断することに対応している。また、別途所定温度Ｔｂは、熱交換器３０の冷却水冷却能力を全て用いることでエンジン冷却水温が許容温度Ｔｍを上回らないように設定されている。なお、冷却系ＥＣＵ６６は、調節弁４８の弁開度を、所定温度Ｔｂよりも低い温度で全開にするように構成されても良い。
【００４８】
次に、本実施形態の作用を図３に示す模式図を参照しつつ説明する。なお、図３における各黒塗りの流路（矢印）の幅は、概念的には、その流路の冷却水流量に対応している。
【００４９】
上記構成の自動車用冷却システム１０では、例えば、ハイブリッドカーである自動車の高速走行時や軽負荷時等、エンジン１４の冷却負荷が第１ラジエータ３２の冷却能力に対し小さい場合、すなわちエンジン出口冷却水温が所定温度Ｔａ以下である場合には、エンジン１４によって駆動されているウォータポンプ５２によって、図３（Ａ）に示される如く、エンジン１４には主に第１ラジエータ３２にて冷却された冷却水が送り込まれる。
【００５０】
具体的には、熱交換器３０の第１冷却水流入口３８Ａから流入した冷却水は、調節弁４８の絞り開度に応じたバランスで、第１ラジエータ３２、第２ラジエータ３４に分配される。これにより、第１冷却水流出口４０Ａから第１流路５０へはエンジン１４を冷却する冷却水が流出し、第２冷却水流出口４６Ａから第３流路５８へは主に熱電スタック１６を冷却する冷却水が流出する。そして、熱電スタック１６に供給する冷却水温度を低下するために、冷却系ＥＣＵ６６は、調節弁４８の絞り開度を小とする。このときの第１ラジエータ３２の冷却水流量をＶ１ａ、第１ラジエータ３２を通過した冷却水の温度をＴ１ａとし、第２ラジエータ３４の冷却水流量をＶ２ａ、第２ラジエータ３４を通過した冷却水の温度をＴ２ａとした場合に、冷却系ＥＣＵ６６は、流量Ｖ１ａ＞＞Ｖ２ａとなるように調節弁４８を絞り開度を小さくする。
【００５１】
例えば、第２ラジエータ３４の冷却水流量Ｖ２ａを、第１ラジエータ３２の冷却水流量の１／１０とする。そして、第２ラジエータ３４の冷却能力（第２ラジエータチューブ４２の本数）が第１ラジエータの１／２であれば、第２ラジエータ３４の第２ラジエータチューブ４２内の冷却水流量すなわち流速は、第１ラジエータ３２の第１ラジエータチューブ３６内の流速の１／５となり、冷却水は第１ラジエータ３２においてよりも、第２ラジエータ３４において良く冷却され、冷却水温度Ｔ２ａはＴ１ａよりも低温（Ｔ２ａ＜Ｔ１ａ）になる。
【００５２】
また、冷却系ＥＣＵ６６は、調節弁６４の開度を最大開度とし、調節弁４８の開度に対する最大流量で、かつ温度Ｔ２ａの冷却水を熱電スタック１６に送り込む。これにより、熱電スタック１６では、冷却水とエンジン１４の排出ガスとの温度差によって熱発電素子が効率良く発電を行なう。このとき、第５流路６２を通じて第１流路５０に流れ込む冷却水は僅かである。さらに、熱電スタック１６から流出した冷却水は、第４流路６０から第１流路５０に流れ込み、エンジン１４冷却に利用される。エンジン１４の過冷却はサーモスタット５６によって防止される。
【００５３】
一方、例えば、夏場の渋滞時や登坂時等、エンジン１４の冷却負荷が第１ラジエータ３２の冷却能力によりも大である場合、すなわちエンジン出口冷却水温が所定温度Ｔａよりも高い場合には、エンジン１４によって駆動されているウォータポンプ５２によって、図３（Ｂ）に示される如く、エンジン１４には第１ラジエータ３２及び第２ラジエータ３４にて冷却された冷却水が送り込まれる。
【００５４】
具体的には、冷却系ＥＣＵ６６は、調節弁４８の開度を大きくする。すると、第２ラジエータ３４に流れ込む冷却水が増える。このときの第１ラジエータ３２の冷却水流量をＶ１ｂ、第１ラジエータ３２を通過した冷却水の温度をＴ１ｂとし、第２ラジエータ３４の冷却水流量をＶ２ｂ、第２ラジエータ３４を通過した冷却水の温度をＴ２ｂとすると、流量Ｖ１ｂ＜Ｖ１ａ、流量Ｖ２ｂ＞Ｖ２ａとなる。このため、冷却水温度は、温度Ｔ１ｂ＜Ｔ１ａ、温度Ｔ２ｂ＞Ｔ２ａで、かつＴ２ｂ≒Ｔ１ｂとなる。すなわち、第１ラジエータ３２及び第２ラジエータ３４にはそれぞれの冷却能力に応じたバランスに近い割合で冷却水が流入することとなり、温度Ｔ１ｂ、Ｔ２ｂは、熱交換器３０を１つのラジエータとして構成した場合のラジエータ出口温度にほぼ一致する。
【００５５】
また同時に、冷却系ＥＣＵ６６は、調節弁６４の開度を小さくする。すると、第２ラジエータ３４から流出して熱電スタック１６に流れ込む冷却水が減少し、第５流路６２を通じて第１流路５０に流れ込む冷却水が増える。これにより、エンジン１４には、第１ラジエータ３２及び第２ラジエータ３４すなわち２つの熱交換器にて上記温度Ｔ１ａよりも低温まで冷却され、かつ上記流量Ｖ１ａよりも大量（流量Ｖ１ｂ）の冷却水が流れ込む。したがって、冷却負荷の大きいエンジン１４が効果的に冷却される。また、熱電スタック１６を経由して合流部５０Ａから合流してくる冷却水流量は僅かであり、これが合流してもエンジン１４の上流で冷却水温度が全体として上昇してしまうことはない。
【００５６】
以上説明したように、エンジン１４に冷却水を送る第１流路５０と熱電スタック１６に冷却水を送る第３流路とを設けたため、熱交換器３０からの冷却水をエンジン１４及び熱電スタック１６にそれぞれ直接的に送り、エンジン１４及び熱電スタック１６をそれぞれ独立して冷却することができる。このため、エンジン１４の冷却負荷が比較的小さい場合には、第２ラジエータ３４から熱電スタック１６に供給する冷却水によって該熱電スタック１６において発電が行なわれる。
【００５７】
そして、熱交換器３０の第２冷却水流出口４６Ａ（すなわち、第２ラジエータ３４の冷却水出口）からエンジン１４に冷却水を送るための第５流路６２を設けたため、第２ラジエータ３４から流出した冷却水の一部又は全部を熱電スタック１６に供給することなくエンジン１４に供給することができる。これにより、エンジン１４の冷却負荷が大きい場合に、第１ラジエータ３２及び第２ラジエータ３４を用いて良く冷却された冷却水をエンジン１４に供給してエンジン１４を十分に冷却することができる。第１ラジエータ３２及び第２ラジエータ３４の冷却能力（熱交換器３０の全冷却能力）はエンジン１４の最大負荷に対応して決められているため、第５流路６０に第２ラジエータ３４からの冷却水を流すことによってエンジン１４を冷却する能力が不足することはない。そして、自動車の定速走行時等のエンジン１４低負荷時に余剰となる熱交換器３０の冷却能力は、上記の通り熱電スタック１６による発電に有効に供される。
【００５８】
このように、第１の実施形態に係る自動車用冷却システム１０では、複数の被冷却体であるエンジン１４及び熱電スタック１６を効率良く冷却することができる。そして、熱交換器３０の冷却能力の一部を利用して熱電スタック１６を冷却するため、換言すれば、熱交換器３０と同等の冷却能力を有する従来のエンジン冷却用ラジエータの一部を、第２ラジエータ３４として熱電スタック１６の冷却に利用可能に第１ラジエータ３２から分離して構成したため、熱電スタック１６専用の熱交換器を設ける必要がない。このため、専用の熱交換器を設ける場合と比較して、部品点数が削減され、またエンジンルーム内の占有空間が小さくなる。すなわち、専用の熱交換器は、通常、空調装置のコンデンサ、エンジン冷却用のラジエータと並列にエンジンルーム内に配置されるが、この３枚並ぶ熱交換器の１つ（熱電スタック１６専用の熱交換器）が不要となるので、自動車の前後方向における占有空間削減効果が大きい。
【００５９】
また、自動車用冷却システム１０では、第１流路５０の合流部５０Ａ、５０Ｂに第４流路６０、第５流路６２がそれぞれ合流しているため、単一のウォータポンプ５２によってエンジン１４、熱電スタック１６に冷却水を循環させることができる。このため、上記の如く熱電スタック１６専用の熱交換器を設けた場合に要求される冷却水循環用の電動ポンプの設置を不要とすることができ、自動車用冷却システム１０の軽量化、低コスト化、低消費エネルギ化（ポンプ駆動のための電力を０とすること）に寄与する。さらに、熱電スタック１６から流出された冷却水が第４流路６０、合流部５０Ａ、第１流路を経由してエンジン１４に供給されるため、熱電スタック１６を冷却した後の冷却水をエンジン１４の冷却にさらに用いることができる。すなわち、第５流路６２を通過する冷却水の流量に依らず、エンジン１４の冷却には全流量の冷却水が用いられる。
【００６０】
これらにより、自動車用冷却システム１０は、熱電スタック１６を冷却した冷却水をエンジン１４の冷却に利用しない構成（第４流路を、第２ラジエータ３４の冷却水流入口に戻したり、第２流路に合流させたりする構成）と比較して、ポンプ数の削減が図られると共に熱交換器３０の小型化が図られる。
【００６１】
さらに、第３流路５８（における第５流路６２の分岐部）に調節弁６４を設けたため、エンジン１４の冷却負荷が大きい場合に第５流路６２の冷却水流量（熱電スタック１６を通過することなくエンジン１４に供給される冷却水流量）を容易に増加することができる。すなわち、単に調節弁６４の弁開度を小さくして熱電スタック１６への冷却水流量を減じることで、第５流路６２の冷却水流量を増加することができる。しかも、エンジン１４の冷却負荷が比較的小さい場合には、調節弁６４の弁開度を調節することで、熱電スタック１６への冷却水流量を適正化することができる。
【００６２】
特に、第２ラジエータ３４の冷却水入口側に調節弁４８を設けているため、第２ラジエータ３４への冷却水流入量Ｖ２ａ（冷却水温度Ｔ２ａ）を調節弁４８にて、熱電スタック１６への冷却水流入量（すなわち第５流路６２の冷却水流量）を調節弁６４にて調節することができる。また、調節弁４８が配設される第６流路５５が、第１ラジエータ３２、第２及びラジエータ３４の流入側ヘッダ部を構成する第１流入側タンク３８と第２流入側タンク４４とで構成されているため、チューブやホースといった配管材を用いる構成と比較して部品点数が削限される。
【００６３】
そして、自動車用冷却システム１０では、冷却系ＥＣＵ６６が算出（推定）したエンジン１４の冷却負荷に基づき調節弁４８、６４を制御することで、第５流路６２の冷却水流量が自動的に調節されるため、複数の被冷却体であるエンジン１４及び熱電スタック１６を一層効率良く冷却することができる。また、冷却系ＥＣＵ６６が第１ラジエータ３２の冷却能力を基準にしてエンジン１４の冷却負荷の大小を判断し、該冷却負荷が第１ラジエータ３２の冷却能力よりも大である場合に第５流路６２の冷却水流量を増やすため、エンジン１４の高負荷時の冷却性能を犠牲にすることなく、エンジン１４の低負荷時に熱交換器３０の能力の一部（第２ラジエータ３４）を熱電スタック１６の冷却に利用することが実現された。
【００６４】
なお、上記第１の実施形態では、自動車用冷却システム１０が熱電スタック１６からの冷却水を第１流路５０すなわちエンジン１４に送る第４流路６０を備える構成としたが、本発明はこれに限定されず、例えば、図５に示される第１変形例に係る構成としても良い。第１変形例に係る自動車用冷却システム７０は、第４流路６０に代えて、分岐部５４Ａよりも上流の合流部５４Ｃにおいて第２流路５４に合流し、熱電スタック１６から流出した冷却水を、エンジン１４を通さずに熱交換器３０に戻す第４流路７２を備えている。また、第３流路５８における調節弁６４の下流には、ウォータポンプ７４が配設されている。自動車用冷却システム７０では、ウォータポンプ７４に作動によって、第２ラジエータ３４から熱電スタック１６へ冷却水を駆動するようになっている。
【００６５】
本第１変形例に係る自動車用冷却システム７０では、熱電スタック１６の冷却した後の冷却水がエンジン１４を冷却しない点、ウォータポンプ５２の他にウォータポンプ７４を備える点を除き、上記第１の実施形態に係る自動車用冷却システム１０と同様の作用効果を奏する。なお、エンジン１４の冷却負荷が高い場合には、ほぼ全量の冷却水をエンジン１４に供給する（循環させる）ことができるため、エンジン冷却能力が不足することはない。また、自動車用冷却システム７０では、２つのウォータポンプ５２、７４を備えるため、例えば、調節弁４８、６４を設けることなく第５流路６２の冷媒流量を調整する構成とすることも可能である。ウォータポンプ７４は、エンジン１４に駆動されるものであっても良く、電動ポンプであっても良い。さらに、第４流路７２を合流部５４Ｃで第２流路５４に合流する構成に代えて、第４流路７２を第１ラジエータ３２の冷却水入口に直接的に連通することも可能である。この構成では、第５流路６２における冷却水の流れを除き、熱電スタック１６冷却用の冷却水が、エンジン１４冷却用の冷却水の循環路とは独立した循環路を循環することになる。
【００６６】
また、上記第１の実施形態及び第１変形例では、第６流路５５が第１流入側タンク３８と第２流入側タンク４４とで構成された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示される第２変形例の如く構成しても良い。この第２変形例では、第１流入側タンク３８と第２流入側タンク４４とは、別体とされ又は内部空間が仕切られており、第２流入側タンク４４には、配管材にて構成された第６流路５５から冷却水が流入する第２冷却水流入口４４Ａが設けられている。また、第２変形例では、調節弁４８に代えて、三方弁である調節弁７６が第２流路５４と第６流路５５との分岐部に設けられている。この第２変形例に係る構成によっても、第６流路をチューブやホース等の配管材を用いることなく構成することによる効果を除き、上記第１の実施形態又は第１変形例と全く同様の作用効果を奏する。
【００６７】
さらに、上記第１の実施形態及び各変形例では、第５流路６２が配管材にて構成された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、例えば、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示される第３変形例の如く構成しても良い。この第３変形例では、第５流路６２が、第１冷却水流出口４０Ａと第２冷却水流出口４６Ａを連通するように連通した第１流出側タンク４０と第２流出側タンク４６とで構成されている。また、調節弁６４に代えて２ポートの調節弁７８が第３流路５８に配設されている。調節弁７８は、開度に応じて熱電スタック１６への冷却水流量、すなわち第５流路６２の流量を調節する弁であり、調節弁６４と同様に機能する。したがって、この第３変形例に係る構成によっても、上記第１の実施形態又は各変形例と全く同様の作用効果を奏する。また、第５流路６２を配管材を用いて構成する場合と比較して部品点数を削減することができる。
【００６８】
さらにまた、上記第１の実施形態及び各変形例では、第２ラジエータ３４の上下流に調節弁４８、６４をそれぞれ設けた構成としたが、本発明はこれに限定されず、例えば、調節弁４８を廃止して調節弁６４のみを設ける構成としても良い（図示省略）。この場合、調節弁６４が、熱電スタック１６側への冷却水流量と、第５流路６２への冷却水流量とを独立して調整可能である構成とすれば、１つの調節弁６４で上記実施の形態と同様の制御（第２ラジエータ３４への冷却水量を調節する制御、及び熱電スタック１６への冷却水流量を調節する制御）を行なうことができる。また、第３流路５８と第５流路６２とにそれぞれ２ポートの調節弁７８の如き弁を設けた如き構成でも、同様の制御を行なうことができる。
【００６９】
また、上記第１の実施形態では、熱交換器３０がエンジン１４と熱電スタック１６とを冷却する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ＨＶモータ駆動部１２と熱電スタック１６とを冷却する熱交換器（ＨＶラジエータ１８と第２ラジエータ３４とを組み合わせた如き熱交換器）を備えた構成としても良い。
【００７０】
次に、本発明の第２の実施形態に係る車両用冷却装置としての自動車用冷却システム８０について、図８に基づいて説明する。なお、上記第１の実施形態と基本的に同一の部品・部分については上記第１の実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７１】
図８には、自動車用冷却システム８０の概略全体構成がブロック図にて示されている。この図に示される如く、自動車用冷却システム８０が適用された自動車は、動力源としてエンジン及び電気モータを備えた所謂ハイブリッドカーとされており、被冷却体として、ＨＶモータ駆動部１２、エンジン１４、及び熱電スタック１６を備えている。
【００７２】
この実施形態では、ＨＶモータ駆動部１２を冷却するためのＨＶラジエータ１８は、エンジン１４を冷却するためのラジエータ８２に一体的に取扱可能に固定されている。ラジエータ８２の冷却水流出側には、中間部にサーモスタット５６が配設された送り流路８４の一端側が連通されており、送り流路８４の他端側はウォータポンプ５２の吸込部に連通している。また、エンジン１４の冷却水出口には戻し流路８５の一端側が連通しており、戻し流路８５の他端側はラジエータ８２の冷却水流入側に連通している。これにより、ウォータポンプ５２の作動によって、冷却水がラジエータ８２、ウォータポンプ５２、エンジン１４、ラジエータ８２の順で循環することで、エンジン１４が冷却される構成である。
【００７３】
そして、自動車用冷却システム８０は、空調装置（冷凍サイクル）８６を含んで構成されている。空調装置８６は、圧縮機であるコンプレッサ８８、空気との熱交換によって冷媒を冷却・凝縮させる熱交換器としての凝縮器であるコンデンサ９０、膨張手段である膨張弁９２、蒸発器であるエバポレータ９４が、この順で冷媒循環路９６にて連通されており、この冷媒循環路９６に冷媒を循環させて冷凍サイクルを行なうようになっている。
【００７４】
冷媒循環路９６における膨張弁９２の下流からは、発電用冷媒流入路９８が分岐しており、この発電用冷媒流入路９８は熱電スタック１６における低温側を冷却するための発電用冷媒流路（以下、端に熱電スタック１６という）の冷媒入口１６Ａに連通している。一方、熱電スタック１６の冷媒出口１６Ｂには、発電用冷媒流出路１００の一端側が連通しており、発電用冷媒流出路１００の他端側は冷媒循環路９６におけるエバポレータ９４の下流（コンプレッサ８８との間）に合流している。すなわち、熱電スタック１６（の発電用冷媒流路）は、コンプレッサ８８の作動による冷媒の循環可能に、かつエバポレータ９４と並列に配設されている。
【００７５】
また、冷媒循環路９６には、発電用冷媒流入路９８の分岐部、及び発電用冷媒流出路１００の合流部にそれぞれ三方弁である調節弁１０２、１０４が配設されている。調節弁１０２は、その弁開度に応じて、膨張弁９２側から流入した冷媒流量に対するエバポレータ９４側に流出する冷媒の流量割合を０％から１００％までの範囲で、任意の割合に（連続的に）調節することができる構成とされている。したがって、調節弁１０２は、熱電スタック１６側への冷媒流量を、流入冷媒流量に対し０％から１００％の範囲で調節可能である。調節弁１０４は、調節弁１０２の弁開度に応じて、エバポレータ９４から流出された冷媒が発電用冷媒流出路１００を逆流しないように、また熱電スタック１６から流出された冷媒が冷媒循環路９６をエバポレータ側に逆流しないように冷媒流れを調節するように構成されている。なお、調節弁１０４に代えて、例えば、冷媒循環路９６及び発電用冷媒流出路１００に、これらの合流部に向けて順方向となるように逆止弁をそれぞれ設けるようにしても良い。
【００７６】
調節弁１０２、１０４は、それぞれ冷却系ＥＣＵ１０６によって制御されるようになっている。冷却系ＥＣＵ１０６は、例えば空調装置８６の空調ＥＣＵ（図示省略）から冷房要求（暖気との混合用の冷気生成要求を含む）の有無に応じた信号が入力されるようになっており、冷房要求、具体的にはエバポレータ９４による空調空気の冷却要求がない場合には、冷媒を全量が熱電スタック１６に流入するように調節弁１０２の弁開度を調節する構成とされている。
【００７７】
また、冷却系ＥＣＵ１０６には、空調ＥＣＵが車室内外の気温や日射量等に基づき推定する冷房負荷に応じた信号が入力されるようになっている。そして、冷却系ＥＣＵ１０６は、例えば急速冷房（クールダウン）が要求されているときには、冷媒を全量がエバポレータ９４に流入するように調節弁１０２の弁開度を調節する構成とされている。さらに、冷却系ＥＣＵ１０６は、冷房要求がされているものの冷房負荷に対し冷房能力に余裕のある場合には、この余裕分に相当する量の冷媒が熱電スタック１６に流入するように調節弁１０２の弁開度を調節するようになっている。
【００７８】
次に、本第２の実施形態の作用を説明する。
【００７９】
上記構成の自動車用冷却システム８０では、エンジン１４の作動時（熱電スタック１６の高温側に排気ガスの熱が供給されている状態）であって、冷房要求がない（空調スイッチＯＦＦの場合等）又は冷房負荷が冷房能力に対し小さい場合には、冷却系ＥＣＵ１０６は、熱電スタック１６に冷媒を供給するように調節弁１０２の開度を調節する。これにより、熱電スタック１６の低温側が冷却され、熱電スタック１６は低温側と高温側との温度差によって発電を行なう。
【００８０】
一方、冷房負荷が冷房能力に対し大きい場合には、冷却系ＥＣＵ１０６は、全冷媒がエバポレータ９４に流入するように調節弁１０２の開度を調節する。これにより、エバポレータ９４内での冷媒蒸発によって空調空気が冷却され、この空調空気によって車室内が冷房される。
【００８１】
このように、自動車用冷却システム８０では、空調装置８６の冷凍サイクルを行なう冷媒をエバポレータ９４（空調用空気）のみならず熱電スタック１６の冷却（すなわち排熱発電）にも利用することができる。また、冷房負荷が冷房能力に対し大きい場合には、空調装置８６すなわちエバポレータ９４への冷媒流入を優先するため、乗員の快適性が損なわれることがない。
【００８２】
なお、上記第２の実施形態では、調節弁１０２が弁開度を連続的に調節可能である構成としたが、本発明はこれに限定されず、例えば、発電用冷媒流入路９８の冷媒循環路９６からの分岐部位と、エバポレータ９４又は熱電スタック１６との間に、調節弁１０２に代えて開閉弁を設けても良い。この構成では、例えば、冷房要求がある場合には全冷媒をエバポレータ９４に流入し、冷房要求がない場合に全冷媒を熱電スタック１６に流入する制御を行なう。また、この構成において、エバポレータ９４に冷媒を流入する状態と熱電スタック１６に冷媒を流入する状態とを所定周期又は不定周期で切り替えることで、冷房用の冷媒流量と発電用に冷媒流量とを調整するようにしても良い。
【００８３】
また、上記各実施形態では、本発明における車両用冷却装置がハイブリッドカーにである自動車に適用された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、動力源として内燃機関であるエンジンのみ又は電気モータのみを備えた自動車等の車両に本発明を適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る自動車用冷却システムの概略全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る自動車用冷却システムを構成する熱交換器を示す模式図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る自動車用冷却システムにおける冷却水の流量バランスを概念的に示す図であって、（Ａ）はエンジンの冷却負荷が比較的小さい場合の流量バランスを示す模式図、（Ｂ）はエンジンの冷却負荷が大きい場合の流量バランスを示す模式図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る自動車用冷却システムにおけるエンジン出口の冷却水温と調節弁の弁開度との関係を示す線図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の第１変形例に係る自動車用冷却システムの概略全体構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の第２変形例に係る自動車用冷却システムにおける冷却水の流量バランスを概念的に示す図であって、（Ａ）はエンジンの冷却負荷が比較的小さい場合の流量バランスを示す模式図、（Ｂ）はエンジンの冷却負荷が大きい場合の流量バランスを示す模式図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の第３変形例に係る自動車用冷却システムにおける冷却水の流量バランスを概念的に示す図であって、（Ａ）はエンジンの冷却負荷が比較的小さい場合の流量バランスを示す模式図、（Ｂ）はエンジンの冷却負荷が大きい場合の流量バランスを示す模式図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る自動車用冷却システムの概略全体構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００８５】
１０    自動車用冷却システム（車両用冷却装置）
１４    エンジン（第１の被冷却体）
１６    熱電スタック（第２の被冷却体、熱発電装置）
３０    熱交換器
３２    第１ラジエータ（第１熱交換部）
３４    第２ラジエータ（第２熱交換部）
３８    流入側タンク（入口側ヘッダ部）
３８Ａ  冷却水流入口（冷却流体入口）
４０    流出側タンク（出口側ヘッダ部）
４０Ａ  冷却水流出口（第１出口）
４４    流入側タンク（冷却流体入口）
４６    流出側タンク（出口側ヘッダ部）
４６Ａ  冷却水流出口（第２出口）
４８    調節弁（流量調節装置）
５０    第１流路
５２    ウォータポンプ（流体駆動装置）
５４    第２流路
５５    第６流路
５８    第３流路
６０    第４流路
６２    第５流路
６４    調節弁（流量調節装置）
６６    冷却系ＥＣＵ（制御装置）
７０    自動車用冷却システム（車両用冷却装置）
７２    第４流路
７６    調節弁（流量調節装置）
７８    調節弁（流量調節装置）
８０    自動車用冷却システム（車両用冷却装置）
８６    空調装置（冷凍サイクル）
８８    コンプレッサ（圧縮機）
９０    コンデンサ（凝縮器）
９２    膨張弁（減圧手段）
９４    エバポレータ（蒸発器）
９６    冷媒循環路
９８    発電用冷媒流入路
１００    発電用冷媒流出路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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