(57)【要約】【課題】冷却回路側の暖房効率を向上させることができる車両用廃熱利用装置を提供する。【解決手段】冷却側流路２２には、冷却側ポンプ３０と、流量制御弁３４と、高温熱源体３６と、熱交換器１１０と、がその順で配置される。空調側流路５２には、空調側ポンプ６０と、熱交換器１１０と、ヒータコア６４と、がその順で配置される。空調制御部１０２は、熱交換器１１０に流入する第１熱媒体の第１温度Ｔ１２が熱交換器１１０に流入する第２熱媒体の第２温度Ｔ２１よりも高くなるように流量制御弁３４を作動させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却側流路に第１熱媒体を還流させて熱源体から熱を吸収する冷却回路と、
空調側流路に第２熱媒体を還流させてヒータコアで熱を放散する空調回路と、
前記冷却回路と前記空調回路とに跨って設けられて、前記第１熱媒体と前記第２熱媒体との間で熱交換を行う熱交換器と、を備える車両用廃熱利用装置であって、
前記冷却側流路には、前記第１熱媒体を吸込口から吸込んで吐出口から吐出する冷却側ポンプと、上流側から流入する前記第１熱媒体の流量を調整して下流側に流す流量制御弁と、前記熱源体と、前記熱交換器と、がその順で配置され、
前記空調側流路には、前記第２熱媒体を吸込口から吸込んで吐出口から吐出する空調側ポンプと、前記熱交換器と、前記ヒータコアと、がその順で配置され、
更に、前記熱交換器に流入する前記第１熱媒体の温度が前記熱交換器に流入する前記第２熱媒体の温度よりも高くなるように前記流量制御弁を作動させる制御部を備える
ことを特徴とする車両用廃熱利用装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用廃熱利用装置において、
前記空調側流路には、前記熱交換器の上流側流路と下流側流路に接続される空調側バイパス流路が設けられ、更に、前記上流側流路を流れる前記第２熱媒体の温度が前記下流側流路を流れる前記第２熱媒体の温度を上回る場合に前記空調側バイパス流路を開放し、前記上流側流路を流れる前記第２熱媒体の温度が前記下流側流路を流れる前記第２熱媒体の温度を下回る場合に前記空調側バイパス流路を閉塞する弁が配置される
ことを特徴とする車両用廃熱利用装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車両用廃熱利用装置において、
前記ヒータコアで空気を暖めて車室内または車室外に送風する空調装置を更に備え、
前記制御部は、
前記空調装置に対する暖房動作の要求があり、かつ、前記熱交換器から流出する前記第１熱媒体の温度が所定の冷却回路上限温度を上回る場合に、前記ヒータコアで暖められた前記空気が前記車室外に送風されるように前記空調装置を制御する
ことを特徴とする車両用廃熱利用装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両に設けられる駆動モータ等の熱源体の廃熱を利用して車室内を暖房する車両用廃熱利用装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンを搭載する車両はエンジンの廃熱を熱媒体で吸収してエンジンを冷却すると共に、熱媒体の熱をヒータコアで放散することにより車室内を暖房する。一方、エンジンを搭載しない電動車両は熱媒体を駆動モータの廃熱や電気ヒータで暖めて、熱媒体の熱をヒータコアで放散することにより車室内を暖房する。
【０００３】
特許文献１には、冷却水（第１熱媒体）を用いて駆動用モータを冷却する冷却回路と、暖房水（第２熱媒体）を用いて車室内を暖房する空調回路と、冷却水と暖房水との間で熱交換を行う熱交換器と、を備える車両用廃熱利用装置が示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２１６２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の車両用廃熱利用装置のように、冷却用の第１熱媒体から暖房用の第２熱媒体に熱移動させる場合、第１熱媒体から第２熱媒体への熱移動量を大きくして暖房効率を向上することが望まれる。
【０００６】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、暖房効率を向上させることができる車両用廃熱利用装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、
冷却側流路に第１熱媒体を還流させて熱源体から熱を吸収する冷却回路と、
空調側流路に第２熱媒体を還流させてヒータコアで熱を放散する空調回路と、
前記冷却回路と前記空調回路とに跨って設けられて、前記第１熱媒体と前記第２熱媒体との間で熱交換を行う熱交換器と、を備える車両用廃熱利用装置であって、
前記冷却側流路には、前記第１熱媒体を吸込口から吸込んで吐出口から吐出する冷却側ポンプと、上流側から流入する前記第１熱媒体の流量を調整して下流側に流す流量制御弁と、前記熱源体と、前記熱交換器と、がその順で配置され、
前記空調側流路には、前記第２熱媒体を吸込口から吸込んで吐出口から吐出する空調側ポンプと、前記熱交換器と、前記ヒータコアと、がその順で配置され、
更に、前記熱交換器に流入する前記第１熱媒体の温度が前記熱交換器に流入する前記第２熱媒体の温度よりも高くなるように前記流量制御弁を作動させる制御部を備える
ことを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、熱源体に流す第１熱媒体の流量を流量制御弁で調整することができるため、熱交換器を流れる第１熱媒体の温度を調整することができる。熱源体を流れる第１熱媒体の流量を低減することにより、単位量あたりの第１熱媒体が熱源体から受ける熱量は大きくなり、第１熱媒体は高温になる。すると、熱交換器において第１熱媒体から第２熱媒体への熱移動量が増加して第２熱媒体は昇温する。このように、上記構成によれば、熱源体の廃熱を効率的に利用して第２熱媒体を昇温することができるため、暖房効率は向上する。
【０００９】
本発明において、
前記空調側流路には、前記熱交換器の上流側流路と下流側流路に接続される空調側バイパス流路が設けられ、更に、前記上流側流路を流れる前記第２熱媒体の温度が前記下流側流路を流れる前記第２熱媒体の温度を上回る場合に前記空調側バイパス流路を開放し、前記上流側流路を流れる前記第２熱媒体の温度が前記下流側流路を流れる前記第２熱媒体の温度を下回る場合に前記空調側バイパス流路を閉塞する弁が配置されてもよい。
【００１０】
熱交換器に流入する第２熱媒体の温度が熱交換器に流入する第１熱媒体の温度よりも高いと、第２熱媒体から第１熱媒体に熱移動することになる。上記構成によれば、第２熱媒体から第１熱媒体に熱移動している状況で、熱交換器に流入する第２熱媒体を低減するため、第２熱媒体の温度低下を抑制することができる。
【００１１】
本発明において、
前記ヒータコアで空気を暖めて車室内または車室外に送風する空調装置を更に備え、
前記制御部は、
前記空調装置に対する暖房動作の要求があり、かつ、前記熱交換器から流出する前記第１熱媒体の温度が所定の冷却回路上限温度を上回る場合に、前記ヒータコアで暖められた前記空気が前記車室外に送風されるように前記空調装置を制御してもよい。
【００１２】
上記構成によれば、熱交換器から流出する第１熱媒体の第１温度が冷却回路上限温度を上回る場合、すなわち、熱源体が過熱している場合に、熱源体の廃熱を車室外に放散することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、熱源体の廃熱を効率的に利用して第２熱媒体を昇温することができるため、暖房作動時の消費エネルギーが少なくなる。つまり、暖房効率は向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は本実施形態に係る車両用廃熱利用装置の構成図である。
【図２】図２Ａおよび図２Ｂは熱交換器の構成図である。
【図３】図３は車両用廃熱利用装置で行われる処理のフローチャートである。
【図４】図４は流量制御処理のフローチャートである。
【図５】図５は別実施形態の車両用廃熱利用装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る車両用廃熱利用装置について、好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
［１．車両用廃熱利用装置１０の構成］
図１に示される車両用廃熱利用装置１０は、バッテリやジェネレータから供給される電力により駆動モータを作動させて走行する電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両に設けられる。車両用廃熱利用装置１０は、冷却回路２０と、空調回路５０と、空調装置７０と、駆動系制御部１００と、空調制御部１０２と、を備え、更に冷却回路２０と空調回路５０に跨る熱交換器１１０を備える。
【００１７】
冷却回路２０は、水等の第１熱媒体を還流させる環状の冷却側流路２２を有し、第１熱媒体で低温熱源体３２および高温熱源体３６から熱を吸収することにより低温熱源体３２および高温熱源体３６を冷却する。冷却側流路２２には、冷却側ポンプ３０と、低温熱源体３２と、流量制御弁３４と、高温熱源体３６と、熱交換器１１０と、冷却側サーモスタット３８と、ラジエータ４０と、が第１熱媒体の還流方向（矢線Ｘ）に沿って、その順で配置される。冷却側流路２２のうち、ラジエータ４０の上流側流路と下流側流路の間には冷却側バイパス流路２４が接続される。また、流量制御弁３４の第３ポート３４ｃと冷却側ポンプ３０の吸込口３０ａは連絡流路２６で連通する。また、冷却回路２０には、流量制御弁３４の第１ポート３４ａに流入する第１熱媒体の第１温度Ｔ１１を検出する低温温度センサ４４と、熱交換器１１０に流入する第１熱媒体の第１温度Ｔ１２を検出する第１上流温度センサ４６と、熱交換器１１０から流出する第１熱媒体の第１温度Ｔ１３を検出する第１下流温度センサ４８と、が設けられる。
【００１８】
冷却側ポンプ３０は、第１熱媒体を吸込口３０ａで吸込んで吐出口３０ｂから吐出する。低温熱源体３２は、駆動モータの駆動回路やバッテリのような冷却が必要な冷却対象物である。低温熱源体３２には、第１熱媒体の流路が近接して設けられる。低温熱源体３２の熱は第１熱媒体に吸収される。流量制御弁３４は、上流側の冷却側流路２２に接続される第１ポート３４ａと、下流側の冷却側流路２２に接続される第２ポート３４ｂと、連絡流路２６に接続される第３ポート３４ｃと、を有する。流量制御弁３４は、第１ポート３４ａに流入する第１熱媒体を第２ポート３４ｂおよび第３ポート３４ｃから流し、その際に、第２ポート３４ｂから流す流量と第３ポート３４ｃから流す流量を調整する。高温熱源体３６は、走行用の駆動モータのような冷却が必要な冷却対象物である。高温熱源体３６には、第１熱媒体の流路が近接して設けられる。例えば、駆動モータはその周囲をケースで覆われ、そのケースには第１熱媒体を流す流路が形成される。駆動モータの熱はケースを介して第１熱媒体に吸収される。熱交換器１１０に関しては後述する。
【００１９】
冷却側サーモスタット３８は、冷却側流路２２と冷却側バイパス流路２４との分岐部分に設けられており、第１熱媒体の第１温度Ｔ１３が所定温度未満の場合に開弁し、第１熱媒体の第１温度Ｔ１３が所定温度以上の場合に閉弁する。冷却側サーモスタット３８が開弁すると、ラジエータ４０の上流側と下流側とが冷却側流路２２および冷却側バイパス流路２４で連通し、冷却側サーモスタット３８が閉弁すると、ラジエータ４０の上流側と下流側とが冷却側流路２２のみで連通する。ラジエータ４０は、第１熱媒体を流す流路を備える熱交換装置であり、第１熱媒体と車室外の空気との間で熱交換を行い、第１熱媒体の熱を車室外に放散する。なお、ラジエータ４０による放熱を効率的に行うために、ラジエータ４０の対向位置にはファン４２が設けられる。
【００２０】
空調回路５０は、フロン等の第２熱媒体を還流させる環状の空調側流路５２を有し、ヒータコア６４で第２熱媒体の熱を放散する。空調側流路５２には、空調側ポンプ６０と、熱交換器１１０と、電気ヒータ６２と、ヒータコア６４と、が第２熱媒体の還流方向（矢線Ｙ）に沿って、その順で配置される。また、空調回路５０には、熱交換器１１０に流入する第２熱媒体の第２温度Ｔ２１を検出する第２上流温度センサ６６と、熱交換器１１０から流出する第２熱媒体の第２温度Ｔ２２を検出する第２下流温度センサ６８と、が設けられる。
【００２１】
空調側ポンプ６０は、第２熱媒体を吸込口６０ａで吸込んで吐出口６０ｂから吐出する。熱交換器１１０に関しては後述する。電気ヒータ６２は、空調制御部１０２の指令電流に応じて作動と停止を切り替え、作動時に第２熱媒体に対して加熱する。ヒータコア６４は、第２熱媒体を流す流路を備える熱交換装置であり、第２熱媒体と空調装置７０の空調ダクト７６内の空気との間で熱交換を行い、第２熱媒体の熱を空調ダクト７６内に放散する。
【００２２】
空調装置７０は、外気導入ダクト７２と、内気循環ダクト７４と、空調ダクト７６と、送風ダクト８０と、排気ダクト７８と、ブロア８２と、第１ドア８４と、第２ドア８６と、第３ドア８８と、第４ドア９０と、を備える。空調ダクト７６は、内部にブロア８２とヒータコア６４とが配置され、上流側が外気導入ダクト７２および内気循環ダクト７４に接続され、下流側が排気ダクト７８および送風ダクト８０に接続される。外気導入ダクト７２は、車室外と空調ダクト７６の上流側とを連通する。内気循環ダクト７４は、車室内と空調ダクト７６の上流側とを連通する。排気ダクト７８は、車室外と空調ダクト７６の下流側とを連通する。送風ダクト８０は、車室内と空調ダクト７６の下流側とを連通する。
【００２３】
ブロア８２は、車室外から外気導入ダクト７２を介して、または、車室内から内気循環ダクト７４を介して空調ダクト７６に空気を取り入れ、排気ダクト７８を介して車室外に、または、送風ダクト８０を介して車室内に空気を送り出すように作動する。ヒータコア６４は、ブロア８２と排気ダクト７８および送風ダクト８０との間に配置される。
【００２４】
第１ドア８４は、空調ダクト７６と外気導入ダクト７２および内気循環ダクト７４との接続位置に設けられる。第１ドア８４は、空調ダクト７６に対して、外気導入ダクト７２を閉塞しかつ内気循環ダクト７４を開放する状態と、外気導入ダクト７２を開放しかつ内気循環ダクト７４を閉塞する状態と、を切り替える。第２ドア８６は、ヒータコア６４の上流側に設けられる。第２ドア８６は、ブロア８２から送り出される風のうちヒータコア６４に流す風量を調節するエアミックスドアである。第３ドア８８は、空調ダクト７６と排気ダクト７８との接続位置に設けられる。第３ドア８８は、空調ダクト７６に対して排気ダクト７８を開放する状態と閉塞する状態とを切り替える。第４ドア９０は、空調ダクト７６と送風ダクト８０との接続位置に設けられる。第４ドア９０は、空調ダクト７６に対して送風ダクト８０を開放する状態と閉塞する状態とを切り替える。第１ドア８４〜第４ドア９０の開閉動作は、図示しない駆動モータが行う。
【００２５】
駆動系制御部１００と空調制御部１０２は、共にＥＣＵにより構成され、プロセッサ等の演算装置と、ＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置と、を備える。駆動系制御部１００と空調制御部１０２は、演算装置が記憶装置に記憶されるプログラムを実行することにより各種機能を実現する。駆動系制御部１００は、低温熱源体３２としての駆動回路および高温熱源体３６としての駆動モータを制御する。空調制御部１０２は、車室内に設けられる操作パネル１０４で指示される暖房要求に応じて、空調装置７０の各種作動部の動作、例えば、ブロア８２の回転動作や第１ドア８４〜第４ドア９０の開閉動作を制御する。また、空調制御部１０２は、流量制御弁３４に対して指令電流を出力して第２ポート３４ｂから出力される第１熱媒体の流量を調整する。
【００２６】
空調制御部１０２の記憶装置には、第１熱媒体および第２熱媒体に関する所定温度が記憶される。第１熱媒体に関しては、第１熱媒体が冷媒として連続的に機能するために必要な温度範囲の上限温度である冷却回路上限温度Ｔ１ｍａｘが記憶される。
【００２７】
更に、空調制御部１０２の記憶装置には、第１熱媒体の流量に関する情報が記憶される。例えば、冷却回路２０を維持するために最低限流さなければならない第１熱媒体の流量Ｑｍｍが記憶される。また、高温熱源体３６としての駆動モータの機能および強度を維持するために必要な第１熱媒体の温度をＴｍとすると、温度Ｔｍを維持するために必要な第１熱媒体の流量Ｑｍｔは、駆動モータの発熱量Ｃと、第１熱媒体の第１温度Ｔ１１と、に基づいて算出可能である。本実施形態では、駆動モータの発熱量Ｃと第１熱媒体の第１温度Ｔ１１との組と、流量Ｑｍｔと、を対応付けるマップＭが設定される。マップＭは、予め行われる実験またはシミュレーションにより求められる。空調制御部１０２の記憶装置には、温度Ｔｍに対応するマップＭが記憶される。
【００２８】
［２．熱交換器１１０の構成］
図２Ａ、図２Ｂに示されるように、熱交換器１１０は、冷却側流路２２を流れる第１熱媒体と空調側流路５２を流れる第２熱媒体との間で熱交換を行う回路間熱交換装置である。熱交換器１１０は、冷却回路側熱交換器１１２と、空調回路側熱交換器１１４と、を備える。冷却回路側熱交換器１１２は、熱伝導率の高い金属、例えばアルミニウムで形成されており、その内部に第１熱媒体が流れる流路が形成される。空調回路側熱交換器１１４は、熱伝導率の高い金属、例えばアルミニウムで形成されており、その内部に第２熱媒体が流れる流路が形成される。
【００２９】
図２Ａに示されるように、冷却回路側熱交換器１１２と空調回路側熱交換器１１４は、互いに直接接続されてもよい。また、図２Ｂに示されるように、冷却回路側熱交換器１１２と空調回路側熱交換器１１４は、ヒートパイプ１１６やペルチェ素子１１８を介して互いに接続されてもよい。
【００３０】
［３．車両用廃熱利用装置１０の動作］
図３を用いて車両用廃熱利用装置１０の動作を説明する。以下で説明する一連の処理は、電動車両の電源が投入されている間に所定時間間隔で繰り返し実行される。ステップＳ２の処理は、冬季等、暖房が使用されるときに低温熱源体３２および高温熱源体３６の廃熱を車室内の暖房に利用する処理である。一方、ステップＳ３〜ステップＳ５の処理は、夏季等、暖房が使用されないときに低温熱源体３２および高温熱源体３６の廃熱を車室外に放散する処理である。
【００３１】
図３のステップＳ１において、空調制御部１０２は、空調装置７０の暖房要求があるか否かを判定する。電動車両の乗員が操作パネル１０４を操作すると、操作パネル１０４から空調制御部１０２に対して暖房作動信号または暖房停止信号が出力される。空調制御部１０２は、暖房作動信号を入力すると、暖房停止信号を入力するまで暖房要求があるものと判定する。暖房要求がある場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２に移行する。一方、暖房要求がない場合（ステップＳ１：ＮＯ）、処理はステップＳ３に移行する。
【００３２】
ステップＳ１からステップＳ２に移行すると、空調制御部１０２は、ブロア８２および空調側ポンプ６０を駆動状態にする。このとき、未だブロア８２および空調側ポンプ６０を駆動させていない場合は駆動させ、既にブロア８２および空調側ポンプ６０を駆動させている場合は駆動状態を維持する。空調制御部１０２は、ブロア８２からヒータコア６４に対して送風されるように、第２ドア８６の位置を調整する。また、ヒータコア６４で暖められた空気が車室内に送風されるように、第４ドア９０の位置を調整して送風ダクト８０を開放すると共に、第３ドア８８の位置を調整して排気ダクト７８を閉塞する。空調制御部１０２は、ブロア駆動時に流量制御弁３４を適宜制御する。流量制御処理に関しては下記［４］で説明する。
【００３３】
ステップＳ１からステップＳ３に移行すると、空調制御部１０２は、第１下流温度センサ４８で検出される第１温度Ｔ１３と冷却回路上限温度Ｔ１ｍａｘとを比較する。Ｔ１３＞Ｔ１ｍａｘである場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、低温熱源体３２および／または高温熱源体３６が過熱して第１熱媒体の第１温度Ｔ１１〜Ｔ１３が過度に上昇している状態であり、処理はステップＳ４に移行する。一方、Ｔ１３≦Ｔ１ｍａｘである場合（ステップＳ３：ＮＯ）、低温熱源体３２および高温熱源体３６の温度は許容範囲内にあり第１熱媒体の第１温度Ｔ１１〜Ｔ１３がそれほど上昇していない状態であり、処理はステップＳ６に移行する。
【００３４】
ステップＳ３からステップＳ４に移行すると、空調制御部１０２は、車室外に対して空調ダクト７６を開放する。このとき、空調制御部１０２は、第１ドア８４および第３ドア８８の位置を調整して空調ダクト７６と車室外とを連通する。また、ブロア８２からヒータコア６４に対して送風されるように、第２ドア８６の位置を調整する。また、第４ドア９０の位置を調整して送風ダクト８０を閉塞する。
【００３５】
ステップＳ５において、空調制御部１０２は、ブロア８２および空調側ポンプ６０を駆動状態にする。このとき、未だブロア８２および空調側ポンプ６０を駆動させていない場合は駆動させ、既にブロア８２および空調側ポンプ６０を駆動させている場合は駆動状態を維持する。空調制御部１０２は、ブロア駆動時に流量制御弁３４を適宜制御する。流量制御処理に関しては下記［４］で説明する。
【００３６】
ステップＳ３からステップＳ６に移行すると、空調制御部１０２は、ブロア８２および空調側ポンプ６０を停止状態にする。このとき、未だブロア８２および空調側ポンプ６０を停止させていない場合は停止させ、既にブロア８２および空調側ポンプ６０を停止させている場合は停止状態を維持する。ここで一連の処理を一旦終了し、次の一連の処理を実行するタイミングまで待機する。
【００３７】
［４．流量制御処理］
図４を用いて車両用廃熱利用装置１０の動作を説明する。以下で説明する処理は、暖房（図３のステップＳ２）および車室外への排熱（図３のステップＳ５）の処理と共に繰り返し実行される。
【００３８】
ステップＳ１１において、空調制御部１０２は、高温熱源体３６（駆動モータ）から流出する第１熱媒体の第１温度Ｔ１２と温度Ｔｍとを比較する。Ｔ１２＜Ｔｍである場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、高温熱源体３６（駆動モータ）はその機能および強度を維持できない温度まで昇温していない状態であり、処理はステップＳ１２に移行する。一方、Ｔ１２≧Ｔｍである場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、高温熱源体３６（駆動モータ）はその機能および強度を維持できない温度まで昇温している状態であるため、ここで一連の処理を一旦終了し、次の一連の処理を実行するタイミングまで待機する。このとき、空調制御部１０２は、流量制御弁３４の第１ポート３４ａに流入する第１熱媒体のうちの大部分を第２ポート３４ｂから流すように流量制御弁３４を制御する。
【００３９】
ステップＳ１１からステップＳ１２に移行すると、空調制御部１０２は、流量Ｑｍｔを算出する。先ず、空調制御部１０２は、高温熱源体３６（駆動モータ）の発熱量Ｃを、モータトルクとモータ回転情報（単位時間あたりの回転数）を入力パラメータとする損失マップを使用して算出する。または、測位装置で電動車両の走行位置を計測すると共に、地図情報から道路情報を取得して、駆動モータの発熱量Ｃが高くなる領域（上り坂等）に対応する発熱量Ｃを算出または記憶装置から読み出すようにしてもよい。次に、空調制御部１０２は、駆動モータの発熱量Ｃと低温温度センサ４４で検出される第１温度Ｔ１１をマップＭの入力パラメータとして流量Ｑｍｔを求める。
【００４０】
ステップＳ１３において、空調制御部１０２は、冷却回路２０を維持するために最低限流さなければならない第１熱媒体の流量ＱｍｍとステップＳ１２で算出した流量Ｑｍｔとを比較する。Ｑｍｍ＜Ｑｍｔである場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、高温熱源体３６（駆動モータ）に供給する第１熱媒体の流量を減らす余地がある状態であり、処理はステップＳ１４に移行する。一方、Ｑｍｍ≧Ｑｍｔである場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、高温熱源体３６（駆動モータ）に供給する第１熱媒体の流量を減らす余地がない状態であるため、ここで一連の処理を一旦終了し、次の一連の処理を実行するタイミングまで待機する。このとき、空調制御部１０２は、流量制御弁３４の第１ポート３４ａに流入する第１熱媒体のうちの大部分を第２ポート３４ｂから流すように流量制御弁３４を制御する。
【００４１】
ステップＳ１３からステップＳ１４に移行すると、空調制御部１０２は、流量制御弁３４の第１ポート３４ａに流入する第１熱媒体のうちの流量Ｑｍｔ分を第２ポート３４ｂから流すように流量制御弁３４を制御する。このとき、第２ポート３４ｂから流出して高温熱源体３６（駆動モータ）に流入する第１熱媒体の流量は減少するため、単位量あたりの第１熱媒体が駆動モータから受ける熱量は大きくなる。すると、駆動モータから流出して冷却回路側熱交換器１１２に流入する第１熱媒体は高温になる。その結果、熱交換器１１０において第１熱媒体から第２熱媒体への熱移動量が増加して第２熱媒体は昇温する。
【００４２】
［５．別実施形態］
図５に示されるように、空調側流路５２のうち、熱交換器１１０の上流側流路と下流側流路の間に空調側バイパス流路５４が接続され、また、空調側バイパス流路５４を開放／閉塞する弁、例えば流量制御弁９２が配置されてもよい。流量制御弁９２は、図５に示されるように空調側バイパス流路５４と空調側流路５２との合流部分に設けられてもよいし、分岐部分に設けられてもよい。空調制御部１０２は、第２温度Ｔ２１と第２温度Ｔ２２に基づいて流量制御弁９２の開閉を制御する。例えば、第２温度Ｔ２１が第２温度Ｔ２２を上回る場合に、流量制御弁９２を制御して空調側バイパス流路５４を開放する。このとき、第２熱媒体は熱交換器１１０を流れずに空調側バイパス流路５４を流れる。また、第２温度Ｔ２２が第２温度Ｔ２１を上回る場合に、流量制御弁９２を制御して空調側バイパス流路５４を閉塞する。このとき、第２熱媒体は空調側バイパス流路５４を流れずに熱交換器１１０を流れる。
【００４３】
図１、図５に示される冷却回路２０と空調回路５０は基本的な構成部品のみを有する。冷却回路２０および／または空調回路５０は、本実施形態の機能を損なわない範囲で他の構成部品や流路を有していてもよい。例えば、空調側ポンプ６０の代わりに圧縮機が設けられていてもよい。この場合、ヒータコア６４の上流側に圧縮機が設けられ、更に、ヒータコア６４と熱交換器１１０の間に減圧弁が設けられてもよい。
【００４４】
［６．実施形態のまとめ］
車両用廃熱利用装置１０は、冷却側流路２２に第１熱媒体を還流させて高温熱源体３６から熱を吸収する冷却回路２０と、空調側流路５２に第２熱媒体を還流させてヒータコア６４で熱を放散する空調回路５０と、冷却回路２０と空調回路５０とに跨って設けられて、第１熱媒体と第２熱媒体との間で熱交換を行う熱交換器１１０と、を備える。冷却側流路２２には、第１熱媒体を吸込口３０ａから吸込んで吐出口３０ｂから吐出する冷却側ポンプ３０と、上流側から流入する第１熱媒体の流量を調整して下流側に流す流量制御弁３４と、高温熱源体３６と、熱交換器１１０と、がその順で配置される。空調側流路５２には、第２熱媒体を吸込口６０ａから吸込んで吐出口６０ｂから吐出する空調側ポンプ６０と、熱交換器１１０と、ヒータコア６４と、がその順で配置される。更に、車両用廃熱利用装置１０は、熱交換器１１０に流入する第１熱媒体の第１温度Ｔ１２が熱交換器１１０に流入する第２熱媒体の第２温度Ｔ２１よりも高くなるように流量制御弁３４を作動させる空調制御部１０２を備える。
【００４５】
上記構成によれば、高温熱源体３６に流す第１熱媒体の流量を流量制御弁３４で調整することができるため、熱交換器１１０を流れる第１熱媒体の第１温度Ｔ１２を調整することができる。高温熱源体３６を流れる第１熱媒体の流量を低減することにより、単位量あたりの第１熱媒体が高温熱源体３６から受ける熱量は大きくなり、第１熱媒体は高温になる。すると、熱交換器１１０において第１熱媒体から第２熱媒体への熱移動量が増加して第２熱媒体は昇温する。このように、上記構成によれば、高温熱源体３６の廃熱を効率的に利用して第２熱媒体を昇温することができるため、暖房効率は向上する。
【００４６】
空調側流路５２には、熱交換器１１０の上流側流路と下流側流路に接続される空調側バイパス流路５４が設けられ、更に、上流側流路を流れる第２熱媒体の第２温度Ｔ２１が下流側流路を流れる第２熱媒体の第２温度Ｔ２２を上回る場合に空調側バイパス流路５４を開放し、上流側流路を流れる第２熱媒体の第２温度Ｔ２１が下流側流路を流れる第２熱媒体の第２温度Ｔ２２を下回る場合に空調側バイパス流路５４を閉塞する弁、例えば流量制御弁９２が配置される。
【００４７】
熱交換器１１０に流入する第２熱媒体の第２温度Ｔ２１が熱交換器１１０に流入する第１熱媒体の第１温度Ｔ１２よりも高いと、第２熱媒体から第１熱媒体に熱移動することになる。上記構成によれば、第２熱媒体から第１熱媒体に熱移動している状況で、熱交換器１１０に流入する第２熱媒体を低減するため、第２熱媒体の温度低下を抑制することができる。
【００４８】
車両用廃熱利用装置１０は、ヒータコア６４で空気を暖めて車室内または車室外に送風する空調装置７０を更に備える。空調制御部１０２は、空調装置７０に対する暖房動作の要求があり、かつ、熱交換器１１０から流出する第１熱媒体の第１温度Ｔ１３が所定の冷却回路上限温度Ｔ１ｍａｘを上回る場合に、ヒータコア６４で暖められた空気が車室外に送風されるように空調装置７０を制御する。
【００４９】
上記構成によれば、熱交換器１１０から流出する第１熱媒体の第１温度Ｔ１３が冷却回路上限温度Ｔ１ｍａｘを上回る場合、すなわち、高温熱源体３６が過熱している場合に、高温熱源体３６の廃熱を車室外に放散することができる。
【００５０】
なお、本発明に係る車両用廃熱利用装置は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００５１】
１０…車両用廃熱利用装置              ２２…冷却側流路
３０…冷却側ポンプ                    ３０ａ、６０ａ…吸込口
３０ｂ、６０ｂ…吐出口                ３４…流量制御弁
３６…高温熱源体                      ５０…空調回路
５２…空調側流路                      ６０…空調側ポンプ
６４…ヒータコア                      １０２…空調制御部
１１０…熱交換器
【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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