(57)【要約】【課題】熱源体の廃熱を有効利用しつつ暖房を安定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】空調側流路４２には、空調側ラジエータ５０とアキュムレータ５２との間の部分流路４２Ｐをバイパスする空調側バイパス流路５４と、部分流路４２Ｐと空調側バイパス流路５４に流す第２熱媒体の配分を調整する空調側調整弁５６と、が設けられる。車両用廃熱利用装置１０は、熱源体２６の下流側の冷却側流路２２と空調側バイパス流路５４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７０を備える。【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、を備え、
前記冷却側流路には、前記第１熱媒体を吐出する冷却側ポンプと、前記熱源体と、がその順で配置され、
前記空調側流路には、前記第２熱媒体を圧縮することにより昇温させて吐出する圧縮機と、前記ヒータコアと、前記第２熱媒体を減圧することにより降温させることができる減圧弁と、前記第２熱媒体と外気との間で熱交換を行う空調側ラジエータと、前記第２熱媒体を気液分離して気相の前記第２熱媒体を前記圧縮機側に流すアキュムレータと、がその順で配置され、更に、前記空調側ラジエータと前記アキュムレータとの間の部分流路をバイパスする空調側バイパス流路と、前記部分流路と前記空調側バイパス流路に流す前記第２熱媒体の配分を調整する空調側調整弁と、が設けられ、
前記熱源体の下流側の前記冷却側流路と前記空調側バイパス流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を更に備える
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、
前記アキュムレータから流出する前記第２熱媒体の圧力を検出する圧力センサと、
前記圧力が目標圧力を上回る場合には前記空調側ラジエータから流出する前記第２熱媒体が前記部分流路を流れるように前記空調側調整弁を制御する制御部と、を更に備える
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、
前記熱源体から流出する前記第１熱媒体の第１温度を検出する第１温度センサと、
前記空調側ラジエータから流出する前記第２熱媒体の第２温度を検出する第２温度センサと、
前記第２温度が前記第１温度を上回る場合には前記空調側ラジエータから流出する前記第２熱媒体が前記部分流路を流れるように前記空調側調整弁を制御する制御部と、を更に備える
ことを特徴とする車両用廃熱利用装置。
【請求項４】
請求項１に記載の車両用廃熱利用装置において、
前記アキュムレータから流出する前記第２熱媒体の圧力を検出する圧力センサと、
前記熱源体から流出する前記第１熱媒体の第１温度を検出する第１温度センサと、
前記空調側ラジエータから流出する前記第２熱媒体の第２温度を検出する第２温度センサと、
前記圧力が目標圧力を下回り、かつ、前記第１温度が前記第２温度を上回る場合には前記圧力と前記第１温度と前記第２温度に応じた流量の前記第２熱媒体が前記熱交換器を流れるように前記空調側調整弁を制御する制御部と、を更に備える
ことを特徴とする車両用廃熱利用装置。
【請求項５】
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、を備え、
前記冷却側流路には、前記第１熱媒体を吐出する冷却側ポンプと、前記熱源体と、がその順で配置され、更に、前記熱源体の下流側の部分流路をバイパスする冷却側バイパス流路と、前記部分流路と前記冷却側バイパス流路に流す前記第１熱媒体の配分を調整する冷却側調整弁と、が設けられ、
前記空調側流路には、前記第２熱媒体を圧縮することにより昇温させて吐出する圧縮機と、前記ヒータコアと、前記第２熱媒体を減圧することにより降温させることができる減圧弁と、前記第２熱媒体と外気との間で熱交換を行う空調側ラジエータと、前記第２熱媒体を気液分離して気相の前記第２熱媒体を前記圧縮機側に流すアキュムレータと、がその順で配置され、
前記冷却側バイパス流路と前記アキュムレータ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を更に備える
ことを特徴とする車両用廃熱利用装置。
【請求項６】
請求項５に記載の車両用廃熱利用装置において、
前記アキュムレータから流出する前記第２熱媒体の圧力を検出する圧力センサと、
前記圧力が目標圧力を上回る場合には前記熱源体から流出する前記第１熱媒体が前記部分流路を流れるように前記冷却側調整弁を制御する制御部と、を更に備える
ことを特徴とする車両用廃熱利用装置。
【請求項７】
請求項５に記載の車両用廃熱利用装置において、
前記熱源体から流出する前記第１熱媒体の第１温度を検出する第１温度センサと、
前記空調側ラジエータから流出する前記第２熱媒体の第２温度を検出する第２温度センサと、
前記第２温度が前記第１温度を上回る場合には前記熱源体から流出する前記第１熱媒体が前記部分流路を流れるように前記冷却側調整弁を制御する制御部と、を更に備える
ことを特徴とする車両用廃熱利用装置。
【請求項８】
請求項５に記載の車両用廃熱利用装置において、
前記アキュムレータから流出する前記第２熱媒体の圧力を検出する圧力センサと、
前記熱源体から流出する前記第１熱媒体の第１温度を検出する第１温度センサと、
前記空調側ラジエータから流出する前記第２熱媒体の第２温度を検出する第２温度センサと、
前記圧力が目標圧力を下回り、かつ、前記第１温度が前記第２温度を上回る場合には前記圧力と前記第１温度と前記第２温度に応じた流量の前記第１熱媒体が前記熱交換器を流れるように前記冷却側調整弁を制御する制御部と、を更に備える
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、熱媒体を圧縮機で昇温させた後に室内熱交換器（ヒータコア）で放熱させ、減圧弁で降温させた後に室外熱交換器（ラジエータ）で吸熱させるヒートポンプ回路を使用して車室内を暖房する空調装置が示される。この空調装置は、発電機やインバータ等の廃熱を利用する加熱器を有しており、減圧弁で降温させた熱媒体を加熱器で昇温させた後に分流し、一方をラジエータに流して除霜を行うと共に、他方を圧縮機で吸込むことにより、除霜と暖房を同時に行うことを可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−７６５８９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の空調装置では、減圧弁から流出する熱媒体は必ず加熱器を流れるため、熱源体である発電機やインバータ等の廃熱の影響を受ける。発電機やインバータの温度が安定しない場合、熱媒体の加熱温度も安定しなくなる。特に、車両の始動時等のように発電機やインバータの温度が低い場合は、熱媒体を暖められないだけでなく、熱媒体の熱が加熱器で奪われる可能性がある。このように、発電機やインバータの廃熱を利用しようとすると、却って暖房に悪影響が及ぶ場合がある。
【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、熱源体の廃熱を有効利用しつつ暖房を安定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】
第１発明に係る車両用廃熱利用装置は、
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、を備え、
前記冷却側流路には、前記第１熱媒体を吐出する冷却側ポンプと、前記熱源体と、がその順で配置され、
前記空調側流路には、前記第２熱媒体を圧縮することにより昇温させて吐出する圧縮機と、前記ヒータコアと、前記第２熱媒体を減圧することにより降温させることができる減圧弁と、前記第２熱媒体と外気との間で熱交換を行う空調側ラジエータと、前記第２熱媒体を気液分離して気相の前記第２熱媒体を前記圧縮機側に流すアキュムレータと、がその順で配置され、更に、前記空調側ラジエータと前記アキュムレータとの間の部分流路をバイパスする空調側バイパス流路と、前記部分流路と前記空調側バイパス流路に流す前記第２熱媒体の配分を調整する空調側調整弁と、が設けられ、
前記熱源体の下流側の前記冷却側流路と前記空調側バイパス流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を更に備える
ことを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、空調側調整弁により熱交換器に流す第２熱媒体の配分を調整することができるため、第１熱媒体と第２熱媒体との間の熱交換の実行と停止とを切り替えることができる。つまり、第１熱媒体から第２熱媒体への熱移動ができる場合には、第１熱媒体と第２熱媒体との間の熱交換を実行し、第１熱媒体から第２熱媒体への熱移動ができない場合には、第１熱媒体と第２熱媒体との間の熱交換を停止することができる。このため、第２熱媒体の熱が第１熱媒体に奪われることがなくなり、アキュムレータで分離する気相の第２熱媒体の量が低下することもなくなる。すると、圧縮機から吐出される第２熱媒体の量が所定量以上に維持され、暖房能力が低下することがなくなる。また、圧縮機前後の第２熱媒体の圧力比が大きくなることが抑制され、圧縮機から吐出される第２熱媒体の温度が過度に高温にならないため、圧縮機の回転動作を抑える必要がない。この点でも暖房能力が低下することがなくなる。従って、安定した暖房を行うことができる。
【０００９】
更に、上記構成によれば、空調側ラジエータとアキュムレータとの間に熱交換器が配置されるため、空調側ラジエータで第２熱媒体が外気から受け取る熱量が少ない場合であっても、第１熱媒体が熱源体から吸収した廃熱を第２熱媒体に放散することができる。このため、外気温が低い場合や空調側ラジエータに着霜が発生する場合等でもアキュムレータで第２熱媒体の乾き度が極度に低下することを防止することができる。従って、車室内の暖房を好適に行うことができるだけでなく、空調側ラジエータの除霜と車室内の暖房とを同時に行うことができる。
【００１０】
第１発明に係る車両用廃熱利用装置において、
前記アキュムレータから流出する前記第２熱媒体の圧力を検出する圧力センサと、
前記圧力が目標圧力を上回る場合には前記空調側ラジエータから流出する前記第２熱媒体が前記部分流路を流れるように前記空調側調整弁を制御する制御部と、を更に備えてもよい。
【００１１】
アキュムレータから流出する第２熱媒体の圧力が目標圧力を上回る場合は、圧縮機から吐出される第２熱媒体の量は所定以上に維持される。このため、熱源体の廃熱を利用してアキュムレータに流入する第２熱媒体を昇温させて乾き度を上げる必要はない。上記構成によれば、このような場合に第２熱媒体を部分流路に流し、熱交換器に流れないようにするため、第２熱媒体が熱源体の温度の影響を受けることがなくなり、空調側流路を流れる第２熱媒体の温度が安定する。従って、安定した暖房を行うことができる。
【００１２】
第１発明に係る車両用廃熱利用装置において、
前記熱源体から流出する前記第１熱媒体の第１温度を検出する第１温度センサと、
前記空調側ラジエータから流出する前記第２熱媒体の第２温度を検出する第２温度センサと、
前記第２温度が前記第１温度を上回る場合には前記空調側ラジエータから流出する前記第２熱媒体が前記部分流路を流れるように前記空調側調整弁を制御する制御部と、を更に備えてもよい。
【００１３】
空調側ラジエータから流出する第２熱媒体の第２温度が熱源体から流出する第１熱媒体の第１温度を上回る場合に、第１熱媒体と第２熱媒体との間で熱交換を行うと、第２熱媒体の熱が第１熱媒体に奪われて、アキュムレータに流入する第２熱媒体の乾き度が低下する。上記構成によれば、このような場合に第２熱媒体を部分流路に流し、熱交換器に流れないようにするため、第２熱媒体の熱が第１熱媒体に奪われることがなくなり、空調側流路を流れる第２熱媒体の温度が安定する。従って、安定した暖房を行うことができる。
【００１４】
第１発明に係る車両用廃熱利用装置において、
前記アキュムレータから流出する前記第２熱媒体の圧力を検出する圧力センサと、
前記熱源体から流出する前記第１熱媒体の第１温度を検出する第１温度センサと、
前記空調側ラジエータから流出する前記第２熱媒体の第２温度を検出する第２温度センサと、
前記圧力が目標圧力を下回り、かつ、前記第１温度が前記第２温度を上回る場合には前記圧力と前記第１温度と前記第２温度に応じた流量の前記第２熱媒体が前記熱交換器を流れるように前記空調側調整弁を制御する制御部と、を更に備えてもよい。
【００１５】
アキュムレータから流出する第２熱媒体の圧力が目標圧力を下回る場合は、熱源体の廃熱を利用してアキュムレータに流入する第２熱媒体を昇温させて乾き度を上げることが好ましい。また、熱源体から流出する第１熱媒体の第１温度が空調側ラジエータから流出する第２熱媒体の第２温度を上回る場合は、第１熱媒体と第２熱媒体との間で熱交換を行うことにより、第１熱媒体から第２熱媒体への熱移動を行うことができ、アキュムレータに流入する第２熱媒体の乾き度を上昇させることができる。上記構成によれば、このような場合に第２熱媒体の一部または全部を熱交換器に流すため、第２熱媒体を昇温させて乾き度を上昇させることができる。従って、安定した暖房を行うことができる。
【００１６】
第２発明に係る車両用廃熱利用装置は、
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、を備え、
前記冷却側流路には、前記第１熱媒体を吐出する冷却側ポンプと、前記熱源体と、がその順で配置され、更に、前記熱源体の下流側の部分流路をバイパスする冷却側バイパス流路と、前記部分流路と前記冷却側バイパス流路に流す前記第１熱媒体の配分を調整する冷却側調整弁と、が設けられ、
前記空調側流路には、前記第２熱媒体を圧縮することにより昇温させて吐出する圧縮機と、前記ヒータコアと、前記第２熱媒体を減圧することにより降温させることができる減圧弁と、前記第２熱媒体と外気との間で熱交換を行う空調側ラジエータと、前記第２熱媒体を気液分離して気相の前記第２熱媒体を前記圧縮機側に流すアキュムレータと、がその順で配置され、
前記冷却側バイパス流路と前記アキュムレータ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を更に備える
ことを特徴とする。
【００１７】
上記構成によれば、冷却側調整弁により熱交換器に流す第１熱媒体の配分を調整することができるため、第１熱媒体と第２熱媒体との間の熱交換の実行と停止とを切り替えることができる。つまり、第１熱媒体から第２熱媒体への熱移動ができる場合には、第１熱媒体と第２熱媒体との間の熱交換を実行し、第１熱媒体から第２熱媒体への熱移動ができない場合には、第１熱媒体と第２熱媒体との間の熱交換を停止することができる。このため、第２熱媒体の熱が第１熱媒体に奪われることがなくなり、アキュムレータで分離する気相の第２熱媒体の量が低下することもなくなる。すると、圧縮機から吐出される第２熱媒体の量が所定量以上に維持され、暖房能力が低下することがなくなる。また、圧縮機前後の第２熱媒体の圧力比が大きくなることが抑制され、圧縮機から吐出される第２熱媒体の温度が過度に高温にならないため、圧縮機の回転動作を抑える必要がない。この点でも暖房能力が低下することがなくなる。従って、安定した暖房を行うことができる。
【００１８】
更に、上記構成によれば、アキュムレータに熱交換器が設けられるため、空調側ラジエータで第２熱媒体が外気から受け取る熱量が少ない場合であっても、第１熱媒体が熱源体から吸収した廃熱を第２熱媒体に放散することができる。このため、外気温が低い場合や空調側ラジエータに着霜が発生する場合等でもアキュムレータで第２熱媒体の乾き度が極度に低下することを防止することができる。従って、車室内の暖房を好適に行うことができるだけでなく、空調側ラジエータの除霜と車室内の暖房とを同時に行うことができる。
【００１９】
第２発明に係る車両用廃熱利用装置において、
前記アキュムレータから流出する前記第２熱媒体の圧力を検出する圧力センサと、
前記圧力が目標圧力を上回る場合には前記熱源体から流出する前記第１熱媒体が前記部分流路を流れるように前記冷却側調整弁を制御する制御部と、を更に備えてもよい。
【００２０】
アキュムレータから流出する第２熱媒体の圧力が目標圧力を上回る場合は、圧縮機から吐出される第２熱媒体の量は所定以上に維持される。このため、熱源体の廃熱を利用してアキュムレータに流入する第２熱媒体を昇温させて乾き度を上げる必要はない。上記構成によれば、このような場合に第１熱媒体を部分流路に流し、熱交換器に流れないようにするため、第２熱媒体が熱源体の温度の影響を受けることがなくなり、空調側流路を流れる第２熱媒体の温度が安定する。従って、安定した暖房を行うことができる。
【００２１】
第２発明に係る車両用廃熱利用装置において、
前記熱源体から流出する前記第１熱媒体の第１温度を検出する第１温度センサと、
前記空調側ラジエータから流出する前記第２熱媒体の第２温度を検出する第２温度センサと、
前記第２温度が前記第１温度を上回る場合には前記熱源体から流出する前記第１熱媒体が前記部分流路を流れるように前記冷却側調整弁を制御する制御部と、を更に備えてもよい。
【００２２】
空調側ラジエータから流出する第２熱媒体の第２温度が熱源体から流出する第１熱媒体の第１温度を上回る場合に、第１熱媒体と第２熱媒体との間で熱交換を行うと、第２熱媒体の熱が第１熱媒体に奪われて、アキュムレータに流入する第２熱媒体の乾き度が低下する。上記構成によれば、このような場合に第１熱媒体を部分流路に流し、熱交換器に流れないようにするため、第２熱媒体の熱が第１熱媒体に奪われることがなくなり、空調側流路を流れる第２熱媒体の温度が安定する。従って、安定した暖房を行うことができる。
【００２３】
第２発明に係る車両用廃熱利用装置において、
前記アキュムレータから流出する前記第２熱媒体の圧力を検出する圧力センサと、
前記熱源体から流出する前記第１熱媒体の第１温度を検出する第１温度センサと、
前記空調側ラジエータから流出する前記第２熱媒体の第２温度を検出する第２温度センサと、
前記圧力が目標圧力を下回り、かつ、前記第１温度が前記第２温度を上回る場合には前記圧力と前記第１温度と前記第２温度に応じた流量の前記第１熱媒体が前記熱交換器を流れるように前記冷却側調整弁を制御する制御部と、を更に備えてもよい。
【００２４】
アキュムレータから流出する第２熱媒体の圧力が目標圧力を下回る場合は、熱源体の廃熱を利用してアキュムレータに流入する第２熱媒体を昇温させて乾き度を上げることが好ましい。また、熱源体から流出する第１熱媒体の第１温度が空調側ラジエータから流出する第２熱媒体の第２温度を上回る場合は、第１熱媒体と第２熱媒体との間で熱交換を行うことにより、第１熱媒体から第２熱媒体への熱移動を行うことができ、アキュムレータに流入する第２熱媒体の乾き度を上昇させることができる。上記構成によれば、このような場合に第１熱媒体の一部または全部を熱交換器に流すため、第２熱媒体を昇温させて乾き度を上昇させることができる。従って、安定した暖房を行うことができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、暖房能力を低下させることなく、安定した暖房を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は第１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は第１実施形態において第１暖房運転時に第１熱媒体および第２熱媒体が流れる流路を示す図である。
【図５】図５は第１実施形態において第２暖房運転時に第１熱媒体および第２熱媒体が流れる流路を示す図である。
【図６】図６は第１実施形態において除霜運転時に第１熱媒体および第２熱媒体が流れる流路を示す図である。
【図７】図７は第２実施形態に係る車両用廃熱利用装置の構成図である。
【図８】図８は第２実施形態において第１暖房運転時に第１熱媒体および第２熱媒体が流れる流路を示す図である。
【図９】図９は第２実施形態において第２暖房運転時に第１熱媒体および第２熱媒体が流れる流路を示す図である。
【図１０】図１０は第２実施形態において除霜運転時に第１熱媒体および第２熱媒体が流れる流路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
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。
【００２８】
［１．第１実施形態］
［１．１．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４０と、制御部８０と、を備え、更に冷却回路２０と空調回路４０に跨る熱交換器７０を備える。
【００２９】
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熱媒体で熱源体２６から熱を吸収することにより熱源体２６を冷却する。冷却側流路２２には、冷却側ポンプ２４と、熱源体２６と、熱交換器７０と、冷却側ラジエータ２８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。また、冷却回路２０には、熱源体２６から流出する第１熱媒体の第１温度Ｔ１を検出する第１温度センサ３６が設けられる。
【００３０】
冷却側ポンプ２４は、第１熱媒体を冷却側ラジエータ２８側から吸込んで熱源体２６側に吐出する。熱源体２６は、走行用の駆動モータや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。熱源体２６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７０に関しては後述する。冷却側ラジエータ２８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。
【００３１】
空調回路４０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４２を有し、ヒータコア４６で第２熱媒体の熱を放散する。空調側流路４２には、圧縮機４４と、ヒータコア４６と、減圧弁４８と、空調側ラジエータ５０と、アキュムレータ５２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、空調側流路４２には、空調側ラジエータ５０の下流側とアキュムレータ５２の上流側との間の部分流路４２Ｐをバイパスする空調側バイパス流路５４が設けられる。空調側バイパス流路５４は、空調側流路４２に配置される空調側第１接続部４２ｂと空調側第２接続部４２ｃに接続される。空調側第１接続部４２ｂには空調側調整弁５６が設けられる。空調側バイパス流路５４には熱交換器７０が配置される。また、空調回路４０には、空調側ラジエータ５０から流出する第２熱媒体の第２温度Ｔ２を検出する第２温度センサ５８と、アキュムレータ５２から流出する第２熱媒体の第３温度Ｔ３を検出する第３温度センサ５９と、アキュムレータ５２から流出する第２熱媒体の圧力Ｐを検出する圧力センサ６０と、が設けられる。なお、第３温度センサ５９と圧力センサ６０の代わりに乾き度センサが設けられてもよい。
【００３２】
圧縮機４４は、アキュムレータ５２側から気相の第２熱媒体を吸込み、吸込んだ第２熱媒体を圧縮し、圧縮に伴い昇温した第２熱媒体をヒータコア４６側に吐出する。ヒータコア４６は、図示しない空調装置の内部に設けられる。ヒータコア４６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熱媒体と空調装置内の空気との間で熱交換を行い、第２熱媒体の熱を空調装置内に放散する。なお、空調装置には、ヒータコア４６に送風するブロア６２が設けられる。減圧弁４８は、上流側から流入する第２熱媒体を減圧することができ、減圧時には降温／膨張した第２熱媒体を下流側に流し、非減圧時には等温／等圧の第２熱媒体を下流側に流す。減圧弁４８は、制御部８０の指令信号に応じて弁の開度を変えて、第２熱媒体を減圧（降温／膨張）して下流側に流す状態と減圧せずに下流側に流す状態とを切り替える。空調側ラジエータ５０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熱媒体と車室外の空気との間で熱交換を行い、車室外の空気から熱を吸収する。アキュムレータ５２は、第２熱媒体を気液分離して、気相の第２熱媒体を圧縮機４４側に流す。
【００３３】
空調側調整弁５６は、制御部８０から出力される指令信号に従い、第２熱媒体の配分率を調整して部分流路４２Ｐと空調側バイパス流路５４に流すことができる。配分率は０〜１００％の間で変えることができる。つまり、部分流路４２Ｐと空調側バイパス流路５４の一方を開放し他方を閉塞することができ、また、一方に流す第２熱媒体を所望の流量に調整することができる。熱交換器７０に関しては後述する。
【００３４】
制御部８０は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。制御部８０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。制御部８０は、車室内に設けられる操作パネル８２で指示される暖房要求に応じて空調装置を制御する。この際、各温度センサ３６、５８、５９から各種温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を入力すると共に圧力センサ６０から圧力Ｐを入力し、減圧弁４８、空調側調整弁５６に対して指令信号を出力する。
【００３５】
制御部８０の記憶装置には、各種のプログラムや数値が記憶される。数値としては、例えば、第２熱媒体の目標圧力Ｐｔａｒ、目標乾き度Ｘｔａｒおよび目標温度Ｔ２ｔａｒが記憶される。また、空調側ラジエータ５０に着霜が発生したか否かを判定するための閾値Ｔ２ｆｒｏおよび除霜することができたか否かを判定するための閾値Ｔ２ｄｅｆ（＞Ｔ２ｆｒｏ）が記憶される。また、圧力Ｐと、第３温度Ｔ３と、を入力パラメータとして、圧縮機４４に流入する第２熱媒体の乾き度Ｘを求めるためのマップＭ１が記憶される。また、第１温度Ｔ１と、第２温度Ｔ２と、乾き度Ｘと、を入力パラメータとして、熱交換器７０に流す第２熱媒体の流量Ｑを求めるためのマップＭ２が記憶される。
【００３６】
［１．２．熱交換器７０の構成］
図２Ａ、図２Ｂに示されるように、熱交換器７０は、冷却回路２０の冷却側流路２２と空調回路４０の空調側バイパス流路５４とに跨って設けられる。熱交換器７０は、冷却側流路２２を流れる第１熱媒体と空調側バイパス流路５４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７０は、冷却回路側熱交換器７２と、空調回路側熱交換器７４と、を備える。冷却回路側熱交換器７２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７４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。
【００３７】
図２Ａに示されるように、冷却回路側熱交換器７２と空調回路側熱交換器７４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７２と空調回路側熱交換器７４は、ヒートパイプ７６やペルチェ素子７８を介して互いに接続されてもよい。
【００３８】
［１．３．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。
【００３９】
図３のステップＳ１において、制御部８０は、空調装置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８２を操作すると、操作パネル８２から制御部８０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。制御部８０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Ｓ３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Ｓ２に移行する。
【００４０】
ステップＳ１からステップＳ２に移行すると、制御部８０は、暖房運転を停止状態にする。具体的には、制御部８０は、圧縮機４４およびブロア６２を停止状態にする。このとき、圧縮機４４およびブロア６２を駆動させている場合は停止させ、既に圧縮機４４およびブロア６２を停止させている場合は停止状態を維持する。そして、一連の処理は一旦終了し、次の一連の処理に備える。
【００４１】
ステップＳ１からステップＳ３に移行すると、制御部８０は、圧力Ｐと第３温度Ｔ３とをマップＭ１の入力パラメータとして、圧縮機４４に流入する第２熱媒体の乾き度Ｘを求める。そして、制御部８０は、乾き度Ｘと目標乾き度Ｘｔａｒとを比較する。また、圧力センサ６０で検出される第２熱媒体の圧力Ｐと目標圧力Ｐｔａｒとを比較する。また、第２温度センサ５８で検出される第２温度Ｔ２と目標温度Ｔ２ｔａｒとを比較する。また、第１温度センサ３６で検出される第１温度Ｔ１と第２温度Ｔ２とを比較する。Ｘｔａｒ＜Ｘ、または、Ｐｔａｒ＜Ｐ、または、Ｔ２≧Ｔ２ｔａｒ、または、Ｔ１≦Ｔ２である場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、熱交換器７０で熱交換を行う必要がないか、または熱交換を行うと第２熱媒体が降温するため、処理はステップＳ４に移行する。一方、Ｘｔａｒ≧Ｘ、かつ、Ｐｔａｒ≧Ｐ、かつ、Ｔ２＜Ｔ２ｔａｒ、かつ、Ｔ１＞Ｔ２である場合（ステップＳ３：ＮＯ）、熱交換を行うことが好ましく、かつ、熱交換を行うと熱媒体が昇温するため、処理はステップＳ５に移行する。
【００４２】
ステップＳ３からステップＳ４に移行すると、制御部８０は、第１暖房運転を行う。第１暖房運転というのは、車室内に送風する空気の温度調整可能範囲が、後述する第２暖房運転と比較して低い暖房のことをいう。制御部８０は、減圧弁４８に対して、第２熱媒体を減圧（降温／膨張）する指令信号を出力する。減圧弁４８は指令信号に応じて第２熱媒体を減圧する。また、制御部８０は、空調側調整弁５６に対して第１暖房運転の指令信号を出力する。空調側調整弁５６は、指令信号に応じて上流側流路と部分流路４２Ｐとを連通すると共に上流側流路と空調側バイパス流路５４とを遮断する。すると、図４に示されるように、空調側ラジエータ５０から流出する全ての第２熱媒体は部分流路４２Ｐを流れる。一方、熱交換器７０に第２熱媒体は流れない。なお、図４では、第１および第２熱媒体が流れる流路が実線で示され、第１および第２熱媒体が流れない流路が破線で示される。以下の説明で使用する図５、図６、図８〜図１０も同様である。全ての第２熱媒体を部分流路４２Ｐに流す代わりに、部分流路４２Ｐを流れる第２熱媒体の流量を、熱交換器７０を流れる第２熱媒体の流量よりも多くするようにしてもよい。
【００４３】
ステップＳ３からステップＳ５に移行すると、制御部８０は、第２暖房運転を行う際に空調側バイパス流路５４に流す第２熱媒体の流量Ｑを求める。制御部８０は、乾き度Ｘと第１温度Ｔ１と第２温度Ｔ２とをマップＭ２の入力パラメータとして、流量Ｑを求める。
【００４４】
ステップＳ６において、制御部８０は、第２暖房運転を行う。第２暖房運転というのは、車室内に送風する空気の温度調整可能範囲が、前述した第１暖房運転と比較して高い暖房のことをいう。第２暖房運転は、電動車両が冷えているとき、例えば寒冷地のように外気と第２熱媒体との間で熱交換することができる熱量が小さいときに使用される。制御部８０は、減圧弁４８に対して、第２熱媒体を減圧（降温／膨張）する指令信号を出力する。減圧弁４８は指令信号に応じて第２熱媒体を減圧する。また、制御部８０は、空調側調整弁５６に対して第２暖房運転の指令信号を出力する。空調側調整弁５６は、指令信号に応じて上流側流路と空調側バイパス流路５４を連通し、空調側バイパス流路５４に流れる第２熱媒体を流量Ｑにする。すると、図５に示されるように、空調側ラジエータ５０から流出する第２熱媒体は空調側バイパス流路５４または熱交換器７０を流れる。このとき、空調側ラジエータ５０から流出する第２熱媒体のうち流量Ｑを除いた分は部分流路４２Ｐを流れる。
【００４５】
ステップＳ４またはステップＳ６が行われる場合、ステップＳ７において、制御部８０は、空調側ラジエータ５０の除霜が必要か否かを判定する。空調側ラジエータ５０に着霜が発生すると、空調側ラジエータ５０における第２熱媒体の吸熱量が低下し、暖房効率が悪化する。このため除霜を行い、暖房効率の低下を抑制する必要がある。制御部８０は、第２温度Ｔ２と閾値Ｔ２ｆｒｏとを比較する。Ｔ２＜Ｔ２ｆｒｏである場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、除霜が必要であり、処理はステップＳ８に移行する。一方、Ｔ２≧Ｔ２ｆｒｏである場合（ステップＳ７：ＮＯ）、除霜は不要である。このため、一連の処理は一旦終了し、次の一連の処理に備える。
【００４６】
ステップＳ７からステップＳ８に移行すると、制御部８０は、除霜運転を行う。制御部８０は、減圧弁４８に対して、第２熱媒体を減圧（降温／膨張）しないことを示す指令信号を出力する。減圧弁４８は指令信号に応じて第２熱媒体を減圧せずに流す。すると、減圧弁４８から流出する第２熱媒体は減圧されず降温しない。また、制御部８０は、空調側調整弁５６に対して除霜運転の指令信号を出力する。空調側調整弁５６は、指令信号に応じて上流側流路と空調側バイパス流路５４とを連通すると共に上流側流路と部分流路４２Ｐとを遮断する。すると、図６に示されるように、空調側ラジエータ５０から流出する全ての第２熱媒体は空調側バイパス流路５４および熱交換器７０を流れる。一方、部分流路４２Ｐに第２熱媒体は流れない。全ての第２熱媒体を熱交換器７０に流す代わりに、熱交換器７０を流れる第２熱媒体の流量を、部分流路４２Ｐを流れる第２熱媒体の流量よりも多くするようにしてもよい。
【００４７】
このとき、減圧弁４８で降温しない第２熱媒体は、ホットガスのまま空調側ラジエータ５０に流入する。このため、空調側ラジエータ５０の除霜が促進される。空調側ラジエータ５０から流出する第２熱媒体は除霜の際に降温するが、熱交換器７０で加熱されてアキュムレータ５２に流入する。このため、アキュムレータ５２において、第２熱媒体の乾き度Ｘが極度に低下することはなくなる。つまり、除霜運転と共に暖房運転が行われる。
【００４８】
ステップＳ９において、制御部８０は、空調側ラジエータ５０の除霜が終了したか否かを判定する。制御部８０は、第２温度Ｔ２と閾値Ｔ２ｄｅｆとを比較する。Ｔ２≧Ｔ２ｄｅｆである場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、空調側ラジエータ５０から霜が除かれた除霜終了状態であり、処理はステップＳ１０に移行する。一方、Ｔ２＜Ｔ２ｄｅｆである場合（ステップＳ９：ＮＯ）、空調側ラジエータ５０に霜が残っている除霜未終了状態であり、処理はステップＳ８に戻り除霜運転が継続される。
【００４９】
ステップＳ９からステップＳ１０に移行すると、制御部８０は、除霜運転を停止する。そして、次の一連の処理を行う。
【００５０】
［１．４．第１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熱源体２６から熱を吸収する冷却回路２０と、空調側流路４２に第２熱媒体を還流させてヒータコア４６で熱を放散する空調回路４０と、を備える。冷却側流路２２には、第１熱媒体を吐出する冷却側ポンプ２４と、熱源体２６と、がその順で配置される。空調側流路４２には、第２熱媒体を圧縮することにより昇温させて吐出する圧縮機４４と、ヒータコア４６と、第２熱媒体を減圧することにより降温させることができる減圧弁４８と、第２熱媒体と外気との間で熱交換を行う空調側ラジエータ５０と、第２熱媒体を気液分離して気相の第２熱媒体を圧縮機４４側に流すアキュムレータ５２と、がその順で配置される。空調側流路４２には、更に、空調側ラジエータ５０とアキュムレータ５２との間の部分流路４２Ｐをバイパスする空調側バイパス流路５４と、部分流路４２Ｐと空調側バイパス流路５４に流す第２熱媒体の配分を調整する空調側調整弁５６と、が設けられる。また、車両用廃熱利用装置１０は、熱源体２６の下流側の冷却側流路２２と空調側バイパス流路５４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７０を備える。
【００５１】
上記構成によれば、空調側調整弁５６により熱交換器７０に流す第２熱媒体の配分を調整することができるため、第１熱媒体と第２熱媒体との間の熱交換の実行と停止とを切り替えることができる。つまり、第１熱媒体から第２熱媒体への熱移動ができる場合には、第１熱媒体と第２熱媒体との間の熱交換を実行し、第１熱媒体から第２熱媒体への熱移動ができない場合には、第１熱媒体と第２熱媒体との間の熱交換を停止することができる。このため、第２熱媒体の熱が第１熱媒体に奪われることがなくなり、アキュムレータ５２で分離する気相の第２熱媒体の量が低下することもなくなる。すると、圧縮機４４から吐出される第２熱媒体の量が所定量以上に維持され、暖房能力が低下することがなくなる。また、圧縮機４４前後の第２熱媒体の圧力比が大きくなることが抑制され、圧縮機４４から吐出される第２熱媒体の温度が過度に高温にならないため、圧縮機４４の回転動作を抑える必要がない。この点でも暖房能力が低下することがなくなる。従って、安定した暖房を行うことができる。
【００５２】
更に、上記構成によれば、空調側ラジエータ５０とアキュムレータ５２との間に熱交換器７０が配置されるため、空調側ラジエータ５０で第２熱媒体が外気から受け取る熱量が少ない場合であっても、第１熱媒体が熱源体２６から吸収した廃熱を第２熱媒体に放散することができる。このため、外気温が低い場合や空調側ラジエータ５０に着霜が発生する場合等でもアキュムレータ５２で第２熱媒体の乾き度Ｘが極度に低下することを防止することができる。従って、車室内の暖房を好適に行うことができるだけでなく、空調側ラジエータ５０の除霜と車室内の暖房とを同時に行うことができる。
【００５３】
車両用廃熱利用装置１０は、アキュムレータ５２から流出する第２熱媒体の圧力Ｐを検出する圧力センサ６０と、圧力Ｐが目標圧力Ｐｔａｒを上回る場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）には空調側ラジエータ５０から流出する第２熱媒体が部分流路４２Ｐを流れるように空調側調整弁５６を制御する制御部８０と、を備える。
【００５４】
アキュムレータ５２から流出する第２熱媒体の圧力Ｐが目標圧力Ｐｔａｒを上回る場合は、圧縮機４４から吐出される第２熱媒体の量は所定以上に維持される。このため、熱源体２６の廃熱を利用してアキュムレータ５２に流入する第２熱媒体を昇温させて乾き度Ｘを上げる必要はない。上記構成によれば、このような場合に第２熱媒体を部分流路４２Ｐに流し、熱交換器７０に流れないようにするため、第２熱媒体が熱源体２６の温度の影響を受けることがなくなり、空調側流路４２を流れる第２熱媒体の温度が安定する。従って、安定した暖房を行うことができる。
【００５５】
車両用廃熱利用装置１０は、熱源体２６から流出する第１熱媒体の第１温度Ｔ１を検出する第１温度センサ３６と、空調側ラジエータ５０から流出する第２熱媒体の第２温度Ｔ２を検出する第２温度センサ５８と、を備える。また、制御部８０は、第２温度Ｔ２が第１温度Ｔ１を上回る場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）には空調側ラジエータ５０から流出する第２熱媒体が部分流路４２Ｐを流れるように空調側調整弁５６を制御する。
【００５６】
空調側ラジエータ５０から流出する第２熱媒体の第２温度Ｔ２が熱源体２６から流出する第１熱媒体の第１温度Ｔ１を上回る場合に、第１熱媒体と第２熱媒体との間で熱交換を行うと、第２熱媒体の熱が第１熱媒体に奪われて、アキュムレータ５２に流入する第２熱媒体の乾き度Ｘが低下する。上記構成によれば、このような場合に第２熱媒体を部分流路４２Ｐに流し、熱交換器７０に流れないようにするため、第２熱媒体の熱が第１熱媒体に奪われることがなくなり、空調側流路４２を流れる第２熱媒体の温度が安定する。従って、安定した暖房を行うことができる。
【００５７】
また、制御部８０は、圧力Ｐが目標圧力Ｐｔａｒを下回り、かつ、第１温度Ｔ１が第２温度Ｔ２を上回る場合（ステップＳ３：ＮＯ）には圧力Ｐと第１温度Ｔ１と第２温度Ｔ２に応じた流量Ｑの第２熱媒体が熱交換器７０を流れるように空調側調整弁５６を制御する。
【００５８】
アキュムレータ５２から流出する第２熱媒体の圧力Ｐが目標圧力Ｐｔａｒを下回る場合は、熱源体２６の廃熱を利用してアキュムレータ５２に流入する第２熱媒体を昇温させて乾き度Ｘを上げることが好ましい。また、熱源体２６から流出する第１熱媒体の第１温度Ｔ１が空調側ラジエータ５０から流出する第２熱媒体の第２温度Ｔ２を上回る場合は、第１熱媒体と第２熱媒体との間で熱交換を行うことにより、第１熱媒体から第２熱媒体への熱移動を行うことができ、アキュムレータ５２に流入する第２熱媒体の乾き度Ｘを上昇させることができる。上記構成によれば、このような場合に第２熱媒体の一部または全部を熱交換器７０に流すため、第２熱媒体を昇温させて乾き度Ｘを上昇させることができる。従って、安定した暖房を行うことができる。
【００５９】
［２．第２実施形態］
［２．１．車両用廃熱利用装置１０の構成］
第１実施形態は、第２熱媒体の流れを制御して、第１熱媒体と第２熱媒体との間の熱交換の実行と停止とを切り替えるものである。一方、第２実施形態は、第１熱媒体の流れを制御して、第１熱媒体と第２熱媒体との間の熱交換の実行と停止とを切り替えるものである。後述する第２実施形態の説明では、第１実施形態と同じ構成に同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６０】
図７に示されるように、冷却側流路２２には、冷却側ポンプ２４と、熱源体２６と、冷却側ラジエータ２８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。また、冷却側流路２２には、熱源体２６の下流側と冷却側ラジエータ２８の上流側との間の部分流路２２Ｐをバイパスする冷却側バイパス流路３０が設けられる。冷却側バイパス流路３０は、冷却側流路２２に配置される冷却側第１接続部２２ｂと冷却側第２接続部２２ｃに接続される。冷却側第１接続部２２ｂには冷却側調整弁３２が設けられる。冷却側バイパス流路３０には熱交換器７０が配置される。
【００６１】
冷却側調整弁３２は、制御部８０から出力される指令信号に従い、第１熱媒体の配分率を調整して部分流路２２Ｐと冷却側バイパス流路３０に流すことができる。配分率は０〜１００％の間で変えることができる。つまり、部分流路２２Ｐと冷却側バイパス流路３０の一方を開放し他方を閉塞することができ、また、一方に流す第１熱媒体を所望の流量に調整することができる。
【００６２】
空調側流路４２には、圧縮機４４と、ヒータコア４６と、減圧弁４８と、空調側ラジエータ５０と、アキュムレータ５２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、アキュムレータ５２には熱交換器７０が設けられる。
【００６３】
熱交換器７０は、アキュムレータ５２の内部であって液相の第２熱媒体が貯留される区画または通過する通路の内壁に沿って第１熱媒体の流路が形成されてなる。
【００６４】
［２．２．車両用廃熱利用装置１０の動作］
第２実施形態に係る車両用廃熱利用装置１０では、第１実施形態に係る車両用廃熱利用装置１０と同様に、図３に示される一連の処理が行われる。以下では、第２実施形態に係る車両用廃熱利用装置１０の動作のうち、第１実施形態に係る車両用廃熱利用装置１０と異なる動作（ステップＳ４、ステップＳ６、ステップＳ８）についてのみ説明をする。
【００６５】
ステップＳ４において、制御部８０は、減圧弁４８に対して、第２熱媒体を減圧（降温／膨張）する指令信号を出力する。減圧弁４８は指令信号に応じて第２熱媒体を減圧する。また、制御部８０は、冷却側調整弁３２に対して、部分流路２２Ｐを開放しかつ冷却側バイパス流路３０を閉塞する指令信号を出力する。冷却側調整弁３２は、上流側流路と部分流路２２Ｐとを連通すると共に、上流側流路と冷却側バイパス流路３０とを遮断する。すると、図８に示されるように、熱源体２６から流出する全ての第１熱媒体は部分流路２２Ｐを流れる。一方、熱交換器７０に第１熱媒体は流れない。全ての第１熱媒体を部分流路２２Ｐに流す代わりに、部分流路２２Ｐを流れる第１熱媒体の流量を、熱交換器７０を流れる第１熱媒体の流量よりも多くするようにしてもよい。
【００６６】
ステップＳ６において、制御部８０は、減圧弁４８に対して、第２熱媒体を減圧（降温／膨張）する指令信号を出力する。減圧弁４８は指令信号に応じて第２熱媒体を減圧する。また、制御部８０は、冷却側調整弁３２に対して、冷却側バイパス流路３０に流量Ｑの第１熱媒体を流すように指令信号を出力する。冷却側調整弁３２は、上流側流路と冷却側バイパス流路３０を連通し、冷却側バイパス流路３０に流れる第１熱媒体を流量Ｑにする。すると、図９に示されるように、熱源体２６から流出する第１熱媒体は冷却側バイパス流路３０または熱交換器７０を流れる。このとき、熱源体２６から流出する第１熱媒体のうち流量Ｑを除いた分は部分流路２２Ｐを流れる。
【００６７】
ステップＳ８において、制御部８０は、減圧弁４８に対して、第２熱媒体を減圧（降温／膨張）しないことを示す指令信号を出力する。減圧弁４８は指令信号に応じて第２熱媒体を減圧せずに流す。また、制御部８０は、冷却側調整弁３２に対して、部分流路２２Ｐを閉塞しかつ冷却側バイパス流路３０を開放する指令信号を出力する。冷却側調整弁３２は、上流側流路と冷却側バイパス流路３０とを連通すると共に、上流側流路と部分流路２２Ｐとを遮断する。すると、図１０に示されるように、熱源体２６から流出する全ての第１熱媒体は冷却側バイパス流路３０および熱交換器７０を流れる。一方、部分流路２２Ｐに第１熱媒体は流れない。全ての第１熱媒体を熱交換器７０に流す代わりに、熱交換器７０を流れる第１熱媒体の流量を、部分流路２２Ｐを流れる第１熱媒体の流量よりも多くするようにしてもよい。
【００６８】
このとき、減圧弁４８で降温しない第２熱媒体は、ホットガスのまま空調側ラジエータ５０に流入する。このため、空調側ラジエータ５０の除霜が促進される。空調側ラジエータ５０から流出する第２熱媒体は除霜の際に降温してアキュムレータ５２に流入する。アキュムレータ５２に流入する第２熱媒体は、熱交換器７０で加熱されて昇温する。このため、アキュムレータ５２において、第２熱媒体の乾き度Ｘが極度に低下することはなくなる。つまり、除霜運転と共に暖房運転が行われる。
【００６９】
［２．３．第２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熱源体２６から熱を吸収する冷却回路２０と、空調側流路４２に第２熱媒体を還流させてヒータコア４６で熱を放散する空調回路４０と、を備える。冷却側流路２２には、第１熱媒体を吐出する冷却側ポンプ２４と、熱源体２６と、がその順で配置される。冷却側流路２２には、更に、熱源体２６の下流側の部分流路２２Ｐをバイパスする冷却側バイパス流路３０と、部分流路２２Ｐと冷却側バイパス流路３０に流す第１熱媒体の配分を調整する冷却側調整弁３２と、が設けられる。空調側流路４２には、第２熱媒体を圧縮することにより昇温させて吐出する圧縮機４４と、ヒータコア４６と、第２熱媒体を減圧することにより降温させることができる減圧弁４８と、第２熱媒体と外気との間で熱交換を行う空調側ラジエータ５０と、第２熱媒体を気液分離して気相の第２熱媒体を圧縮機４４側に流すアキュムレータ５２と、がその順で配置される。また、車両用廃熱利用装置１０は、冷却側バイパス流路３０とアキュムレータ５２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７０を備える。
【００７０】
上記構成によれば、冷却側調整弁３２により熱交換器７０に流す第２熱媒体の配分を調整することができるため、第１熱媒体と第２熱媒体との間の熱交換の実行と停止とを切り替えることができる。つまり、第１熱媒体から第２熱媒体への熱移動ができる場合には、第１熱媒体と第２熱媒体との間の熱交換を実行し、第１熱媒体から第２熱媒体への熱移動ができない場合には、第１熱媒体と第２熱媒体との間の熱交換を停止することができる。このため、第２熱媒体の熱が第１熱媒体に奪われることがなくなり、アキュムレータ５２で分離する気相の第２熱媒体の量が低下することもなくなる。すると、圧縮機４４から吐出される第２熱媒体の量が所定量以上に維持され、暖房能力が低下することがなくなる。また、圧縮機４４前後の第２熱媒体の圧力比が大きくなることが抑制され、圧縮機４４から吐出される第２熱媒体の温度が過度に高温にならないため、圧縮機４４の回転動作を抑える必要がない。この点でも暖房能力が低下することがなくなる。従って、安定した暖房を行うことができる。
【００７１】
更に、上記構成によれば、アキュムレータ５２に熱交換器７０が設けられるため、空調側ラジエータ５０で第２熱媒体が外気から受け取る熱量が少ない場合であっても、第１熱媒体が熱源体２６から吸収した廃熱を第２熱媒体に放散することができる。このため、外気温が低い場合や空調側ラジエータ５０に着霜が発生する場合等でもアキュムレータ５２で第２熱媒体の乾き度Ｘが極度に低下することを防止することができる。従って、車室内の暖房を好適に行うことができるだけでなく、空調側ラジエータ５０の除霜と車室内の暖房とを同時に行うことができる。
【００７２】
車両用廃熱利用装置１０は、アキュムレータ５２から流出する第２熱媒体の圧力Ｐを検出する圧力センサ６０と、圧力Ｐが目標圧力Ｐｔａｒを上回る場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）には熱源体２６から流出する第１熱媒体が部分流路２２Ｐを流れるように冷却側調整弁３２を制御する制御部８０と、を備える。
【００７３】
アキュムレータ５２から流出する第２熱媒体の圧力Ｐが目標圧力Ｐｔａｒを上回る場合は、圧縮機４４から吐出される第２熱媒体の量は所定以上に維持される。このため、熱源体２６の廃熱を利用してアキュムレータ５２に流入する第２熱媒体を昇温させて乾き度Ｘを上げる必要はない。上記構成によれば、このような場合に第１熱媒体を部分流路２２Ｐに流し、熱交換器７０に流れないようにするため、第２熱媒体が熱源体２６の温度の影響を受けることがなくなり、空調側流路４２を流れる第２熱媒体の温度が安定する。従って、安定した暖房を行うことができる。
【００７４】
車両用廃熱利用装置１０は、熱源体２６から流出する第１熱媒体の第１温度Ｔ１を検出する第１温度センサ３６と、空調側ラジエータ５０から流出する第２熱媒体の第２温度Ｔ２を検出する第２温度センサ５８と、を備える。また、制御部８０は、第２温度Ｔ２が第１温度Ｔ１を上回る場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）には熱源体２６から流出する第１熱媒体が部分流路２２Ｐを流れるように冷却側調整弁３２を制御する。
【００７５】
空調側ラジエータ５０から流出する第２熱媒体の第２温度Ｔ２が熱源体２６から流出する第１熱媒体の第１温度Ｔ１を上回る場合に、第１熱媒体と第２熱媒体との間で熱交換を行うと、第２熱媒体の熱が第１熱媒体に奪われて、アキュムレータ５２に流入する第２熱媒体の乾き度Ｘが低下する。上記構成によれば、このような場合に第１熱媒体を部分流路２２Ｐに流し、熱交換器７０に流れないようにするため、第２熱媒体の熱が第１熱媒体に奪われることがなくなり、空調側流路４２を流れる第２熱媒体の温度が安定する。従って、安定した暖房を行うことができる。
【００７６】
また、制御部８０は、圧力Ｐが目標圧力Ｐｔａｒを下回り、かつ、第１温度Ｔ１が第２温度Ｔ２を上回る場合（ステップＳ３：ＮＯ）には圧力Ｐと第１温度Ｔ１と第２温度Ｔ２に応じた流量Ｑの第１熱媒体が熱交換器７０を流れるように冷却側調整弁３２を制御する。
【００７７】
アキュムレータ５２から流出する第２熱媒体の圧力Ｐが目標圧力Ｐｔａｒを下回る場合は、熱源体２６の廃熱を利用してアキュムレータ５２に流入する第２熱媒体を昇温させて乾き度Ｘを上げることが好ましい。また、熱源体２６から流出する第１熱媒体の第１温度Ｔ１が空調側ラジエータ５０から流出する第２熱媒体の第２温度Ｔ２を上回る場合は、第１熱媒体と第２熱媒体との間で熱交換を行うことにより、第１熱媒体から第２熱媒体への熱移動を行うことができ、アキュムレータ５２に流入する第２熱媒体の乾き度Ｘを上昇させることができる。上記構成によれば、このような場合に第１熱媒体の一部または全部を熱交換器７０に流すため、第２熱媒体を昇温させて乾き度Ｘを上昇させることができる。従って、安定した暖房を行うことができる。
【００７８】
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】
【００７９】
１０…車両用廃熱利用装置              ２０…冷却回路
２２…冷却側流路                      ２２Ｐ、４２Ｐ…部分流路
２４…冷却側ポンプ                    ２６…熱源体
３０…冷却側バイパス流路              ３２…冷却側調整弁
３６…第１温度センサ                  ４０…空調回路
４２…空調側流路                      ４４…圧縮機
４６…ヒータコア                      ４８…減圧弁
５０…空調側ラジエータ                ５２…アキュムレータ
５４…空調側バイパス流路              ５６…空調側調整弁
５８…第２温度センサ                  ６０…圧力センサ
７０…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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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