(57)【要約】【課題】調整弁のイニシャライズ処理において生じる弁体の位置ずれを、簡単な構成において防止することのできる冷却システムを提供する。【解決手段】冷却システム１０は、ステップモータ２５０によって内部の弁体２２０を動作させることにより、ラジエータ１３０を流れる冷却液の流量と、バイパス配管１５０を流れる冷却液の流量と、の比率を調整する調整弁２００と、往路配管１１０及び復路配管１２０を冷却液が循環するように、冷却液を送り出すポンプ１４０と、調整弁２００及びポンプ１４０の動作を制御する制御部１８０と、を備える。制御部１８０は、起動時において、弁体２２０の位置が初期位置となるまでステップモータ２５０を動作させるイニシャライズ処理を、ポンプ１４０を動作させた状態で行うように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却液を循環させることにより発熱体（ＣＳ）を冷却する冷却システム（１０）であって、
冷却液からの放熱を行う放熱器（１３０）と、
前記放熱器を通った冷却液を前記発熱体に導く往路配管（１１０）と、
前記発熱体を通った冷却液を前記放熱器に導く復路配管（１２０）と、
前記往路配管の途中と前記復路配管の途中との間を繋ぐバイパス配管（１５０）と、
ステップモータ（２５０）によって内部の弁体（２２０）を動作させることにより、前記放熱器を流れる冷却液の流量と、前記バイパス配管を流れる冷却液の流量と、の比率を調整する調整弁（２００）と、
前記往路配管及び前記復路配管を冷却液が循環するように、冷却液を送り出すポンプ（１４０）と、
前記調整弁及び前記ポンプの動作を制御する制御部（１８０）と、を備え、
前記制御部は、
起動時において、前記弁体の位置が初期位置となるまで前記ステップモータを動作させるイニシャライズ処理を、前記ポンプを動作させた状態で行うように構成されている冷却システム。
【請求項２】
前記初期位置とは、前記調整弁を通った冷却液の全てが前記バイパス配管を流れる状態となる位置である、請求項１に記載の冷却システム。
【請求項３】
前記初期位置とは、前記調整弁を通った冷却液の全てが前記放熱器を流れる状態となる位置である、請求項１に記載の冷却システム。
【請求項４】
前記制御部は、
前記ポンプから送り出される冷却液の流量を、通常動作時において前記ポンプから送り出される冷却液の流量よりも大きくした状態で、前記イニシャライズ処理を行う、請求項１に記載の冷却システム。
【請求項５】
前記発熱体は燃料電池システムに設けられたセルスタック（ＣＳ）である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却液を循環させることにより発熱体を冷却する冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムにおいては、発電に伴ってセルスタックが発熱する。発電が効率よく行われている状態を維持するためには、セルスタックを冷却してその温度を適切な温度に保つ必要がある。そこで、燃料電池システムには、発熱体であるセルスタックを冷却するための冷却システムが設けられる。
【０００３】
下記特許文献１に記載された冷却システムは、ラジエータとセルスタック（燃料電池）との間において冷却液（冷媒）を循環させる構成となっている。また、当該冷却システムには、ラジエータを迂回するように冷却液を流すための配管であるバイパス流路が設けられている。バイパス流路の端部には、バイパス流路を流れる冷却液の流量を調整するための調整弁（制御弁）が設けられている。当該調整弁は、ステップモータによって内部の弁体を動作させ、これによりバイパス流路を流れる冷却液の流量を調整するものである。
【０００４】
尚、このような冷却システムによる冷却の対象は、上記のような燃料電池システムのセルスタックに限定されない。例えば車両には、内燃機関を冷却しその温度を適温に保つためのシステムとして、同様の冷却システムが設けられる。この場合には、内燃機関が上記の「発熱体」に該当する。
【０００５】
下記特許文献１に記載されているような構成のシステムが起動された直後においては、調整弁の状態（弁体の位置）を制御部が把握することができない。そこで、弁体の位置が初期位置となるように、ステップモータに対して一定数のパルスを送信するイニシャライズ処理が行われる。イニシャライズ処理が完了すると、弁体は、物理的に動作し得る範囲の限界位置、すなわち初期位置に到達した状態となっている。このため、以降においては弁体の位置が制御部によって把握される。
【０００６】
ところで、ステップモータで弁体を動作させる装置のイニシャライズ処理においては、弁体の位置が初期位置となった後においても、ステップモータの駆動力がしばらくの間は弁体に加えられてしまう。このような状態でステップモータの駆動力が０とされると、弁体やこれに当接しているストッパ等の歪が開放されることに起因して、弁体の位置が初期位置からずれてしまうことがある。このような位置ずれが生じると、弁体の正確な現在位置が制御部によって把握されないこととなるので、好ましくない。
【０００７】
上記のような位置ずれの発生を防止するために、下記特許文献２に記載された補助空気調節弁では、イニシャライズ処理を行う際においては駆動電圧を低く抑えることとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−２９３８６９号公報
【特許文献２】特開２００４−２４５２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、駆動電圧を調整可能とすると、ステップモータに駆動電圧を供給するための電源回路の構成が複雑なものとなってしまう。電源回路の複雑化は、冷却システムのコスト上昇に繋がるので好ましくない。
【００１０】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、調整弁のイニシャライズ処理において生じる弁体の位置ずれを、簡単な構成において防止することのできる冷却システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明に係る冷却システムは、冷却液を循環させることにより発熱体（ＣＳ）を冷却する冷却システム（１０）であって、冷却液からの放熱を行う放熱器（１３０）と、放熱器を通った冷却液を発熱体に導く往路配管（１１０）と、発熱体を通った冷却液を放熱器に導く復路配管（１２０）と、往路配管の途中と復路配管の途中との間を繋ぐバイパス配管（１５０）と、ステップモータ（２５０）によって内部の弁体を動作させることにより、放熱器を流れる冷却液の流量と、バイパス配管を流れる冷却液の流量と、の比率を調整する調整弁（２００）と、往路配管及び復路配管を冷却液が循環するように、冷却液を送り出すポンプ（１４０）と、調整弁及びポンプの動作を制御する制御部（１８０）と、を備える。制御部は、起動時において、弁体の位置が初期位置となるまでステップモータを動作させるイニシャライズ処理を、ポンプを動作させた状態で行うように構成されている。
【００１２】
このような冷却システムでは、弁体の位置が初期位置となるまでステップモータを動作させるイニシャライズ処理が、ポンプを動作させた状態、すなわち、冷却液が調整弁を通って流れている状態において行われる。ポンプが動作しているときにおいては、冷却液の流れの影響により、弁体が他の構造物に押さえつけられた状態となる。その結果、弁体を動作させるために必要な力（弁体が回転する場合にはトルク）が大きくなるので、イニシャライズ処理が完了した時点における弁体の位置ずれが生じにくくなる。このように、本発明に係る冷却システムでは、ステップモータの駆動電圧を可変とするような複雑な構成を要することなく、弁体の位置ずれを防止することができる。
【００１３】
尚、内部で弁体が回転するような構成の調整弁の場合には、上記における「弁体の位置」とは弁体の回転角度のことである。また、弁体が並進運動するような構成の調整弁の場合には、上記における「弁体の位置」とは弁体の移動方向に沿った座標位置のことである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、調整弁のイニシャライズ処理において生じる弁体の位置ずれを、簡単な構成において防止することのできる冷却システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る冷却システムの構成を示す図である。
【図２】図１の冷却システムのうち、調整弁の内部構造を示す断面図である。
【図３】図２に示される調整弁のIII−III断面図である。
【図４】図２に示される調整弁のIV−IV断面図である。
【図５】弁体の回転角度が変化した後における、図２に示される調整弁のIII−III断面図である。
【図６】弁体の回転角度が変化した後における、図２に示される調整弁のIV−IV断面図である。
【図７】冷却システムの制御部によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】調整弁を通過する冷却液の流量と、弁体を駆動させるために必要なトルクとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００１７】
本発明の実施形態に係る冷却システム１０は、燃料電池システム（全体構成は不図示）が備えるセルスタックＣＳを冷却するための装置として構成されている。燃料電池システムは、複数のセルの集合体であるセルスタックＣＳに燃料ガス及び酸化剤ガスを供給し、これらの化学エネルギーを電気エネルギーに変換して取り出す（つまり発電を行う）装置である。
【００１８】
セルスタックＣＳは固体高分子形燃料電池として構成されているのであるが、他の態様の燃料電池であってもよい。例えば、リン酸形燃料電池や、溶融炭酸塩形燃料電池として構成されていてもよい。セルスタックＣＳ及びこれを備える燃料電池システムの構成は公知のものと同じであるから、その具体的な説明や図示は省略する。
【００１９】
燃料電池システムの動作中においては、発電に伴ってセルスタックＣＳでは熱が生じる。冷却システム１０は、このような発熱体であるセルスタックＣＳを、冷却液を循環させることによって冷却し、セルスタックＣＳの温度を発電に適した温度（９０℃程度）に維持するための装置として設けられている。冷却システム１０は、往路配管１１０と、復路配管１２０と、ラジエータ１３０と、ポンプ１４０と、バイパス配管１５０と、調整弁２００と、制御部１８０と、を備えている。
【００２０】
往路配管１１０は、後述のラジエータ１３０を通った冷却液を、発熱体であるセルスタックＣＳに導くための配管である。冷却液は、往路配管１１０を通ってセルスタックＣＳに供給され、セルスタックＣＳに沿って形成された不図示の流路を通る。セルスタックＣＳは、冷却液から熱を奪われることによって冷却される。一方、冷却液はセルスタックＣＳの熱を奪ってその温度を上昇させる。その後、高温となった冷却液は復路配管１２０に流入する。尚、本実施形態では、冷却液としてエチレングリコールと水との混合溶液が用いられている。これにより、低温時における冷却液の凍結が防止されている。
【００２１】
復路配管１２０は、発熱体であるセルスタックＣＳを通った冷却液を、ラジエータ１３０に導くための配管である。冷却液は、復路配管１２０を通ってラジエータ１３０に供給される。
【００２２】
ラジエータ１３０は、内部を流れる冷却液と、外部の空気との熱交換を行うための熱交換器である。つまり、ラジエータ１３０は、冷却液から空気への放熱を行う放熱器として機能する。復路配管１２０からラジエータ１３０に供給された冷却液は、空気との熱交換によって熱を奪われて、その温度を低下させる。ラジエータ１３０において低温となった冷却液は、往路配管１１０に流入し、再びセルスタックＣＳに向かって流れる。
【００２３】
ポンプ１４０は、往路配管１１０及び復路配管１２０を冷却液が循環するように、冷却液を送り出す装置である。ポンプ１４０は、往路配管１１０の一部に設けられており、当該位置からセルスタックＣＳに向けて冷却液を送り出す。これにより、冷却液は、ラジエータ１３０とセルスタックＣＳとの間を循環して流れる。ポンプ１４０の動作（回転数等）は、後述の制御部１８０によって制御される。
【００２４】
バイパス配管１５０は、往路配管１１０の途中と、復路配管１２０の途中との間を繋ぐように設けられた配管である。このようなバイパス配管１５０が設けられていることにより、セルスタックＣＳを通った冷却液の一部又は全部を、ラジエータ１３０を迂回するような経路（つまり、バイパス配管１５０を通るような経路）で循環させることが可能となっている。
【００２５】
本実施形態では、往路配管１１０のうちバイパス配管１５０が接続されている部分（以下、当該部分のことを「接続部ＪＣ」とも表記する）が、ポンプ１４０よりも上流側の位置となっている。
【００２６】
調整弁２００は、ラジエータ１３０を流れる冷却液の流量と、バイパス配管１５０を流れる冷却液の流量と、の比率を調整するために設けられた三方弁である。調整弁２００は、流路が形成された弁体２２０（図２を参照）を内部で回転させ、これにより上記の比率を調整するように構成されている。調整弁２００の具体的な構造や動作については後に説明する。
【００２７】
冷却システム１０には温度センサ１７２が設けられている。温度センサ１７２は、循環する冷却液の温度を測定するための温度センサであって、復路配管１２０のうちセルスタックＣＳの近傍となる位置に設けられている。つまり、温度センサ１７２は、発熱体であるセルスタックＣＳから排出された冷却液の温度を測定するためのセンサである。温度センサ１７２によって測定された冷却液の温度は、制御部１８０に伝達される。
【００２８】
制御部１８０は、冷却システム１０の全体の動作、具体的にはポンプ１４０や調整弁２００の動作を制御するための装置である。制御部１８０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータシステムとして構成されている。尚、このような制御部１８０は、冷却システム１０の動作を制御するための専用の装置として構成されていてもよいのであるが、他の装置（例えば燃料電池システム）の動作を制御する制御装置の一部として構成されていてもよい。
【００２９】
燃料電池システムの動作中において、制御部１８０は、温度センサ１７２で測定された冷却液の温度や、セルスタックＣＳの発電量等に基づいて、調整弁２００の動作（開度）を制御する。例えば、セルスタックＣＳから引き出される電流が大きくなり、セルスタックＣＳでの発熱量が大きくなっているときには、ラジエータ１３０を流れる冷却液の流量が大きくなるように調整弁２００の開度を調整する。また、セルスタックＣＳから引き出される電流が小さくなり、セルスタックＣＳでの発熱量が小さくなっているときには、ラジエータ１３０を流れる冷却液の流量が小さくなるように調整弁２００の開度を調整する。このような制御が行われることにより、セルスタックＣＳの温度は発電に適した温度に維持される。
【００３０】
図２乃至４を参照しながら、調整弁２００の具体的な構成について説明する。図２は、調整弁２００の内部構造を示す断面図である。図２には、弁体２２０の中心軸を含む面で調整弁２００を切断した場合における断面が示されている。図３は、図２のIII−III断面を示す断面図である。図４は、図２のIV−IV断面を示す断面図である。調整弁２００は、ハウジング２１０と、弁体２２０と、ステップモータ２５０と、を有している。
【００３１】
ハウジング２１０は、冷却液の流れる流路が内部に形成された容器である。ハウジング２１０の内部には、後述の弁体２２０が収容されている。ハウジング２１０には、入口部２１１と、第１出口部２１３と、第２出口部２１５と、が形成されている。
【００３２】
入口部２１１は、図２では下側に向かって伸びるように形成された円管状の部分である。入口部２１１の端部には開口２１２が形成されている。入口部２１１には、復路配管１２０のうちセルスタックＣＳ側から伸びる部分が接続される。このため、セルスタックＣＳから排出され調整弁２００に到達する冷却液は、開口２１２から入口部２１１の内部に流入する。
【００３３】
第１出口部２１３は、図２では左側に向かって伸びるように形成された円管状の部分である。第１出口部２１３の端部には開口２１４が形成されている。第１出口部２１３には、復路配管１２０のうちラジエータ１３０側から伸びる部分が接続される。このため、調整弁２００からラジエータ１３０側に向かう冷却液は、第１出口部２１３を通って開口２１４から排出される。第１出口部２１３の中心軸は、入口部２１１の中心部に対して垂直に交差している。
【００３４】
第２出口部２１５は、図２では右側に向かって伸びるように形成された円管状の部分である。第２出口部２１５の端部には開口２１６が形成されている。第２出口部２１５には、バイパス配管１５０のうち接続部ＪＣとは反対側の端部が接続される。このため、調整弁２００からバイパス配管１５０側に向かう冷却液は、第２出口部２１５を通って開口２１６から排出される。第２出口部２１５の中心軸は、第１出口部２１３の中心部と一致している。
【００３５】
弁体２２０は、略円柱形状の部材であって、その中心軸周りに回転可能な状態でハウジング２１０の内部に収納されている。弁体２２０の中心軸は、入口部２１１の中心軸と一致している。図２に示されるように、入口部２１１の下流側端部（図２では上端）は弁体２２０の底面側に繋がっており、第１出口部２１３の下流側端部（図２では右端）は弁体２２０の側面側に繋がっており、第２出口部２１５の下流側端部（図２では左端）は弁体２２０の側面側に繋がっている。
【００３６】
弁体２２０の内部には、冷却液の流路となる空間が形成されている。また、弁体２２０の底面には、当該空間に繋がる開口２２３が形成されている。これにより、弁体２２０の内部空間と、入口部２１１の内部空間とは互いに連通している。
【００３７】
弁体２２０の側面には、弁体２２０の内部空間に繋がる開口２２１が形成されている。図３に示されるように、開口２２１は、弁体２２０の側面のうち概ね１８０°の範囲に亘って形成されている。開口２２１のうち周方向の中央となる位置には、弁体２２０の剛性を保つための支柱２２２が設けられている。
【００３８】
図２及び図３の状態においては、弁体２２０の内部空間と第２出口部２１５の内部空間とが、開口２２１を介して互いに連通している。このため、入口部２１１から弁体２２０の内部に冷却液が流入すると、当該冷却液は開口２２１及び第２出口部２１５を通りバイパス配管１５０に向かって流れる。一方、弁体２２０の内部空間と第１出口部２１３の内部空間との間は弁体２２０によって遮断されているので、調整弁２００からラジエータ１３０側には冷却液は流れない。
【００３９】
図３の状態から、弁体２２０が反時計回りに１８０°回転した状態（図５）においては、弁体２２０の内部空間と第１出口部２１３の内部空間とが、開口２２１を介して互いに連通している。このため、入口部２１１から弁体２２０の内部に冷却液が流入すると、当該冷却液は開口２２１及び第１出口部２１３を通りラジエータ１３０に向かって流れる。一方、弁体２２０の内部空間と第２出口部２１５の内部空間との間は弁体２２０によって遮断されているので、調整弁２００からバイパス配管１５０側には冷却液は流れない。
【００４０】
調整弁２００からラジエータ１３０側に流れる冷却液の流量は、弁体２２０の位置（具体的には、図３に示される状態からの回転角度）に応じて変化する。当該流量は、図３に示される状態において最も小さく、図５に示される状態において最も大きい。このように、調整弁２００は、後述のステップモータ２５０によって内部の弁体２２０を動作させることにより、ラジエータ１３０を流れる冷却液の流量と、バイパス配管１５０を流れる冷却液の流量と、の比率を調整するものとして構成されている。
【００４１】
図３に示されるように、弁体２２０は、ハウジング２１０の内部に形成された矩形の空間内に収容されている。第１出口部２１３が形成されている部分の内壁面と、弁体２２０との間には、パッキン２６１が設けられている。パッキン２６１は板状のゴムであって、その中央部には円形の貫通穴ＨＬ１が形成されている。第１出口部２１３の中心軸に沿って見た場合において、貫通穴ＨＬ１と開口２１４とは互いに重なっている。このため、冷却液の流れがパッキン２６１により妨げられてしまうことは無い。弁体２２０は、パッキン２６１のうち貫通穴ＨＬ１の縁及びその周辺部分に対して押し当てられた状態となっている。
【００４２】
また、第２出口部２１５が形成されている部分の内壁面と、弁体２２０との間には、パッキン２６２が設けられている。パッキン２６２は板状のゴムであって、その中央部には円形の貫通穴ＨＬ２が形成されている。第２出口部２１５の中心軸に沿って見た場合において、貫通穴ＨＬ２と開口２１６とは互いに重なっている。このため、冷却液の流れがパッキン２６１により妨げられてしまうことは無い。弁体２２０は、パッキン２６２のうち貫通穴ＨＬ２の縁及びその周辺部分に対して押し当てられた状態となっている。
【００４３】
図２に示されるように、弁体２２０の上面、すなわち入口部２１１側とは反対側の面には、駆動軸２３１が形成されている。駆動軸２３１は弁体２２０の上面から更に上方側に向けて突出しており、その形状は円柱形状となっている。駆動軸２３１の中心軸は、入口部２１１の中心軸と一致している。駆動軸２３１は、ハウジング２１０の上壁２１７に形成された貫通穴を貫いている。当該貫通穴の内壁面と駆動軸２３１との間には、ＯリングＯＲが配置されている。
【００４４】
駆動軸２３１の先端部分には、出力ギア２３３を支持する支持部２３２が形成されている。駆動軸２３１の中心軸に沿って見た場合において、支持部２３２の形状は楕円形状となっている（図４参照）。
【００４５】
出力ギア２３３は、略円板形状の部材である。出力ギア２３３の中心軸は駆動軸２３１の中心軸と一致している。出力ギア２３３の中心部には楕円形状の貫通穴が形成されており、当該貫通穴に、先述の支持部２３２が下方側から嵌め込まれている。このため、出力ギア２３３がその中心軸周りに回転すると、これに伴って弁体２２０も回転する。出力ギア２３３の外周面には複数の歯２３４が形成されている。尚、図２及び図４においては、複数の歯２３４が簡略化して示されている。
【００４６】
ハウジング２１０の上壁２１７は、その上面側の全体がカバー２７０で覆われている。カバー２７０は、内部に空間が形成された矩形の箱であって、その下面側（上壁２１７側）が開放されている。出力ギア２３３は、カバー２７０の内部空間に収容されている。
【００４７】
カバー２７０の上壁２７１にはステップモータ２５０が取り付けられている。ステップモータ２５０は、電磁力によってその出力軸２５１を回転させる回転モータである。出力軸２５１の動作量、すなわち回転角度の変化量は、制御部１８０からステップモータ２５０に入力されるパルスの数に比例する。
【００４８】
ステップモータ２５０は、その出力軸２５１を下方側に向けた状態で、上壁２７１に対して固定されている。出力軸２５１は、上壁２７１に形成された貫通穴に上方側から挿通されている。当該貫通穴の内面と出力軸２５１との間にはブッシュ２５４が介在している。出力軸２５１は、ブッシュ２５４により回転自在な状態で支持されている。出力軸２５１の中心軸は、駆動軸２３１の中心軸と平行である。
【００４９】
出力軸２５１の下端には、入力ギア２５２が固定されている。入力ギア２５２は、略円板形状の部材である。入力ギア２５２の中心軸は出力軸２５１の中心軸と一致している。ステップモータ２５０が駆動され、駆動軸２３１がその中心軸周りに回転すると、これに伴って入力ギア２５２も回転する。図２に示されるように、入力ギア２５２は出力ギア２３３と同じ高さとなる位置に配置されている。入力ギア２５２の外周面には複数の歯２５３が形成されている。尚、図２及び図４においては、複数の歯２５３が簡略化して示されている。
【００５０】
図４に示されるように、カバー２７０の内部では、入力ギア２５２の歯２５３と、出力ギア２３３の歯２３４とが噛み合った状態となっている。このため、ステップモータ２５０が駆動されて入力ギア２５２が回転すると、これに伴って出力ギア２３３及び弁体２２０も回転する。このように、入力ギア２５２及び出力ギア２３３は、ステップモータ２５０の駆動力を弁体２２０に伝達するための機構を構成している。
【００５１】
図４に示されるように、ハウジング２１０の上壁２１７には、上方側（紙面手前側）に向けて突出する２つのストッパ２１８、２１９が形成されている。また、出力ギア２３３の外周面の一部には歯２３４が形成されておらず、代わりに突起２３５、２３６が外側に突出するように形成されている。
【００５２】
図２及び図４に示される状態、すなわち、調整弁２００からラジエータ１３０に向かう流路が全閉となっている状態においては、突起２３６がストッパ２１８に当接している。このため、出力ギア２３３をこれ以上時計回りに回転させることはできなくなっている。
【００５３】
図４に示される状態から、ステップモータ２５０の駆動によって出力ギア２３３を反時計回りに回転させて行くと、最終的には、突起２３５がストッパ２１９に当接した状態となる。図５は、このときにおける調整弁２００の状態を、図２のIII−III断面として示したものである。また、図６は、このときにおける調整弁２００の状態を、図２のIV−IV断面として示したものである。
【００５４】
図５及び図６の状態においては、弁体２２０の内部空間と第１出口部２１３の内部空間とが、開口２２１を介して互いに連通している。一方、弁体２２０の内部空間と第２出口部２１５の内部空間との間は、弁体２２０によって遮断されている。つまり、突起２３５がストッパ２１９に当接して出力ギア２３３が停止したときには、調整弁２００からラジエータ１３０に向かう流路が全開となっており、調整弁２００からバイパス配管１５０に向かう流路が全閉となっている。このように、突起２３５、２３６、ストッパ２１８、２１９は、出力ギア２３３及び弁体２２０が回転し得る範囲を規制するものとなっている。
【００５５】
ところで、ステップモータ２５０には、その出力軸の絶対位置（回転角度）を検知するセンサが設けられていない。このため、冷却システム１０及び燃料電池システムが起動された直後においては、制御部１８０は、弁体２２０の回転角度（つまり、調整弁２００の内部における流路状態）を把握することができない。そこで、冷却システム１０が起動されると、弁体２２０の位置（回転角度）が初期位置となるまでステップモータ２５０を動作させるイニシャライズ処理が実行される。
【００５６】
図７を参照しながら、イニシャライズ処理の具体的な流れについて説明する。図７に示される一連の処理は、冷却システム１０が起動された直後において、制御部１８０により１回だけ実行される。
【００５７】
最初のステップＳ０１では、ポンプ１４０が駆動される。これにより、冷却システム１０では冷却液が循環し始める。調整弁２００では、入口部２１１の開口２１２から、ハウジング２１０の内部に冷却液が流入し、当該冷却液が開口２１４又は開口２１６のいずれか（または両方）から排出される状態となる。
【００５８】
ステップＳ０１に続くステップＳ０２では、ステップモータ２５０が駆動され始める。ここでは、図４のような上面視において入力ギア２５２が反時計回りに回転するように、制御部１８０からステップモータ２５０に複数のパルスが送信される。つまり、バイパス配管１５０に向かう流路が全開となる方向に弁体２２０が回転するよう、ステップモータ２５０が駆動され始める。尚、次のステップＳ０３に移行した後も、制御部１８０からステップモータ２５０へのパルスの送信は継続して行われる。
【００５９】
ステップＳ０２に続くステップＳ０３では、ステップモータ２５０に送信されたパルスのカウント値が、所定値以上となったか否かが判定される。この「所定値」は、起動時における弁体２２０の回転角度がどのような角度であったとしても、図４に示される状態まで移行し得るような十分なパルスの数、として予め設定されている。すなわち、調整弁２００からラジエータ１３０に向かう流路が全閉となるような弁体２２０の位置を「初期位置」としたときに、弁体２２０を初期位置まで動作させるために十分なパルスの数が、上記所定値として設定されている。
【００６０】
カウント値が初期値に満たない場合には、ステップＳ０２以降の処理が繰り返し実行される。つまり、ステップモータ２５０が駆動されている状態が継続される。カウント値が初期値以上となった場合には、ステップＳ０４に移行する。
【００６１】
ステップＳ０４に移行したということは、十分な数のパルスがステップモータ２５０に送信されたことにより、弁体２２０の位置が図４の初期位置になっているということである。このため、制御部１８０は、当該時点における弁体２２０の位置を正確に把握する。以降は、セルスタックＣＳの発電量や冷却液の温度等に基づいて、弁体２２０の回転角度を調整する通常制御が行われる。
【００６２】
ところで、ステップＳ０４に移行する前においては、ステップモータ２５０の駆動力により、突起２３６がストッパ２１８に押し付けられた状態となっている。このため、出力ギア２３３やストッパ２１８には歪が生じている。このような状態でイニシャライズ処理が終了し、ステップモータの駆動力が０とされると、上記の歪が開放される。
【００６３】
もし、歪の開放に起因して弁体２２０が僅かに回転してしまうと、イニシャライズ処理が終了した時点における弁体２２０の位置が、初期位置から外れた位置となってしまう。このような位置ずれが生じると、以降における弁体２２０の正確な現在位置が制御部１８０によって把握されないこととなるので、好ましくない。
【００６４】
本実施形態では、ポンプ１４０を動作させた状態でイニシャライズ処理を行うことにより、上記のような歪に起因した位置ずれの発生を防止している。
【００６５】
図３を再び参照しながら説明する。バイパス配管１５０に向かう流路が全開となっている状態でポンプ１４０が動作していると、冷却液は、弁体２２０の内部から第２出口部２１５側に向かう方向に流れる。このとき、弁体２２０は、冷却液の流れの影響により、第１出口部２１３側に向かう力を受ける。当該力は、弁体２２０の内部における冷却液の圧力が、第１出口部２１３の内部における冷却液の圧力よりも大きくなることにより生じるものである。図３では、当該力の方向が矢印ＡＲ１で示されている。
【００６６】
冷却液から受ける力によって、弁体２２０は、パッキン２６１に押し付けられる。パッキン２６１から受ける摺動抵抗の増加により、弁体２２０を回転させるために必要なトルクが上昇する。つまり、弁体２２０は、歪などの力を受けたとしても回転しにくい状態となっている。図３では、弁体２２０とパッキン２６１との間において摺動抵抗が増加する部分が、点線ＦＰにより示されている。
【００６７】
冷却液から弁体２２０が受ける力は、ポンプ１４０が動作している期間、すなわちイニシャライズ処理が行われている期間において常に弁体２２０に働いている。このため、本実施形態では、イニシャライズ処理が完了した後においてステップモータ２５０の駆動力が０とされた場合であっても、弁体２２０の位置が初期位置からずれてしまうことが防止される。このように、本発明に係る冷却システム１０では、ステップモータ２５０の駆動電圧を可変とするような複雑な構成を要することなく、弁体２２０の位置ずれを防止することが可能となっている。
【００６８】
図８に示されるように、調整弁２００を通過する冷却液の流量が大きくなるほど、弁体２２０を回転させるために必要な駆動トルクも大きくなる。そこで、イニシャライズ処理の際においてポンプ１４０から送り出される冷却液の流量が、イニシャライズ処理後の通常動作時においてポンプ１４０から送り出される冷却液の流量よりも大きくされるような態様としてもよい。このような態様であれば、イニシャライズ処理の直後における弁体２２０の位置ずれをより確実に防止することができる。
【００６９】
本実施形態では、図２乃至４に示される弁体２２０の初期位置が、調整弁２００を通った冷却液の全てがバイパス配管１５０を流れる状態となる位置、として設定されている。このような態様に替えて、調整弁２００を通った冷却液の全てがラジエータ１３０を流れる状態となる位置、すなわち図５及び図６に示されるような弁体２２０の位置が、弁体２２０の初期位置として設定されてもよい。
【００７０】
以上においては、冷却システム１０によって冷却される対象、すなわち発熱体が、燃料電池システムに設けられたセルスタックＣＳである場合の例について説明した。冷却システム１０は、他の発熱体を冷却するためのシステムとして構成されていてもよい。例えば、車両に設けられた内燃機関が、冷却システム１０による冷却の対象（発熱体）であってもよい。
【００７１】
また、調整弁２００の具体的な構造は、上記の例とは異なる構造を採用してもよい。例えば、ステップモータ２５０によって駆動される弁体２２０が回転運動を行うのではなく、並進運動を行うことによって流路が切り換えられるような構造を採用してもよい。
【００７２】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００７３】
ＣＳ：セルスタック（発熱体）
１０：冷却システム
１１０：往路配管
１２０：復路配管
１３０：ラジエータ
１４０：ポンプ
１５０：バイパス配管
２００：調整弁
２５０：ステップモータ
１８０：制御部
【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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