JP6280444B2 - 電力変換装置の冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は、電力変換装置の冷却装置に関する。

エンジンとモータを併用して走行するハイブリッドカーや、モータのみを用いて走行する電気自動車、燃料電池車などには、バッテリの電力を所定電圧に制御するインバータなどの、電力変換装置が搭載されている。

ここで、電力変換装置とは、例えば、燃料電池やバッテリから直流電圧を受けて、その直流電圧を交流電圧に変換して、モータなどに駆動電圧として供給することができる装置のことである。
また、エネルギの回生システムを搭載している場合には、例えば減速時に回生モータなどが発電した交流電圧を、直流電圧に変換してバッテリを充電することもできる。

このような電力変換の過程で、一部の電気エネルギが熱に変換されてしまい、電力変換装置が発熱して、高温となることが知られている。ゆえに、車両用の冷却装置、とりわけ電力変換装置を効率的に冷却できる冷却装置の開発が望まれている。

特許文献１には、エアコン冷媒でパワーユニットの冷却水を冷却する熱交換器が開示されている。この文献によれば、パワーユニットの冷却水とエアコン冷媒とを熱交換させることで、外気と熱交換する場合と比較して、パワーユニットの冷却水を、効率的に冷却できることが示されている。

また、特許文献２には、冷凍システムの圧縮冷媒を冷却するための水冷放熱器を２重管構造として、内側に冷却水流路、外側に冷媒流路、外側の流路配管の外周に１枚の空冷フィンを備えたものが開示されている。この文献によれば、外気温度が低いとき、冷却水流路を停止して、放熱器を空冷することが可能であると示されている。

特開２００５−０１２８９０号公報（段落００５７、図３など） 特開２００８−０５１３７０号公報（段落００４９、図２など）

しかしながら、特許文献１に記載の装置では、パワーユニットの冷却水を冷却するために、毎回エアコンを駆動してエアコン冷媒の温度を下げることになる。このため、消費電力を要し、省エネ効率が下がってしまう。

また、特許文献２に記載の装置は、空冷方式と水冷方式とを組み合わせて、冷凍システムの冷媒と熱交換させることによって、冷凍システムの冷媒の、いわゆるハイブリッド冷却を可能とするものである。

しかしながら、これはパワーユニットの冷却水を、車両用のエアコン冷媒で冷却させる技術ではない。このために、車両のエアコン（空気調和機）とどのように協調させるかについて、全く記載も示唆もなされていない。

そこで、本発明は、冷却効率をより一層向上させた、電力変換装置の冷却装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために本発明は、電力変換装置を冷却するための冷却水が通流する冷却水流路と、空気調和のための冷凍サイクルを構成するとともに、冷媒が通流する冷媒流路と、前記冷却水流路と前記冷媒流路とに接続される熱交換器と、外気の温度を検出する温度検出手段と、前記冷媒の温度を検出する温度検出手段と、前記冷却水の温度を検出する温度検出手段と、前記冷凍サイクルのエバポレータまたは前記熱交換器で熱交換した空気を排気するためのダクトと、前記空気調和を制御するための制御装置と、を備え、前記熱交換器は、前記冷却水流路と前記冷媒流路とが熱交換可能なように、前記冷媒流路の外側に前記冷却水流路を当接させた構造を有するとともに、前記エバポレータに風を供給するファンが起こす気流が当たる場所に配置され、前記制御装置は、前記温度検出手段で検出された温度の大小比較に基づいて、室内側に連通する全ての前記ダクトを閉じるとともに、前記外気を吸気して前記熱交換器で前記冷却水と熱交換させ、前記ダクトを介して前記外気へと排気させる制御を行うことを特徴とする。

本発明によれば、冷却効率をより一層向上させた、電力変換装置の冷却装置を提供することができる。

第１実施形態に係る電力変換装置の冷却装置に関する概略図であり、（ａ）はエアコンの熱交換サイクルにおけるエバポレータと、電力変換装置の冷却回路における熱交換器とを、直列に接続した場合の図である。（ｂ）は電力変換装置の冷却回路における熱交換器の内部構造を模式的に示す断面図である。 第１実施形態に係る電力変換装置の冷却装置の変形例に関する概略図であり、エアコンの熱交換サイクルにおけるエバポレータと、電力変換装置の冷却回路における熱交換器とを、並列に接続した場合の図である。 電力変換装置の冷却回路における熱交換器を、ＨＶＡＣへ組込んだ際の説明図である。 ＨＶＡＣへの組込み動作例（その１）を説明する図である。 ＨＶＡＣへの組込み動作例（その２）を説明する図である。 ＨＶＡＣへの組込み動作例（その３）を説明する図である。 ＨＶＡＣへの組込み動作例（その４）を説明する図である。 ＨＶＡＣへの組込み動作例（その５）を説明する図である。 ＨＶＡＣへの組込み動作例（その６）を説明する図である。 第１実施形態に係る電力変換装置の冷却回路における熱交換器を、ＨＶＡＣのエバポレータへ組込んだ際の動作を説明する図である。 第１実施形態に係る電力変換装置の冷却装置に関し、制御機構の構成を説明するブロック図である。 第１実施形態に係る電力変換装置の冷却装置に関し、電力変換装置用の冷却水を冷却するための制御フローを説明する図である。 第２実施形態に係る電力変換装置の冷却回路における熱交換器を、ＨＶＡＣのエバポレータへ組込んだ際の動作を説明する図である。

以下、本実施形態に係る電力変換装置の冷却装置について、図１ないし図１３を参照しながら説明する。
なお、以下では、自動車向けのパワーコントロールユニットである電力変換装置（以下、「ＰＣＵ：Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ」という。）を冷却する場合を例に挙げて説明するが、これに限らない。本発明は、自動車以外の機器、例えば産業機械、のＰＣＵを冷却する場合においても、適用することができる。同様にして、冷却対象物はＰＣＵに限らない。本発明は、冷却することが望まれるあらゆる発熱装置に対して、適用することができる。

また、以下ではエアコンが冷房で運転される場合を例に挙げて説明するが、これに限らない。本発明の各実施形態は、エアコンが暖房で運転されるような環境下であっても、同様にして適用することができる。

また、各図において、同一の装置には同一の符号を付し、重複する説明を省略するものとする。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る電力変換装置の冷却装置に関する概略図であり、（ａ）はエアコンの熱交換サイクルにおけるエバポレータと、電力変換装置の冷却回路における熱交換器とを、直列に接続した場合の図である。（ｂ）は電力変換装置の冷却回路における熱交換器の内部構造を模式的に示す断面図である。

図１（ａ）に示すように、本実施形態に係るＰＣＵの冷却装置においては、ＰＣＵ冷却系であるＰＣＵ冷却水流路１２０と、公知のエアコンの熱交換サイクル系である、エアコン冷媒が通流するエアコン冷媒流路１１０とを、組み合わせるように構成される。

公知のエアコンの熱交換サイクル系である、エアコン冷媒流路１１０は、コンプレッサ１０、フィルタドライヤ２０、コンデンサ３０、膨張弁４０、エバポレータ５０を含んで、この順で環状に接続するようにして構成される。

ここで、車室外側はコンプレッサ１０、フィルタドライヤ２０、コンデンサ３０を含んでこの順に配置され、車室内側には、膨張弁４０、エバポレータ５０を含んで、この順に配置される。

コンプレッサ１０は、圧縮機であり、吸込側から流入したエアコン冷媒を圧縮して、吐出側から吐出すものである。

コンプレッサ１０の吐出側の流路には、フィルタドライヤ２０が配置される。フィルタドライヤ２０は、循環するエアコン冷媒のなかに含まれる異物などを除去し、特にコンプレッサ１０や膨張弁４０を保護するものである。

コンデンサ３０は車室外側に設けられた熱交換器で、凝縮器とも呼ばれる。コンプレッサ１０で圧縮されて高温高圧となった冷媒と、送風機６０によって通気される外気と、がコンデンサ３０で熱交換され、冷媒が凝縮され、中温高圧となる。

膨張弁４０は、中温高圧状態の冷媒を減圧させて断熱膨張させるバルブである。断熱膨張過程では、温度が下がる。これにより、冷媒は低温低圧の冷えた冷媒となって、エバポレータ５０に供給される。膨張弁４０は車室内側に設けられる。

エバポレータ５０は、車室内側に設けられた熱交換器であり、蒸発器とも呼ばれる。エバポレータ５０は、熱交換を促進するために、細い冷媒配管が幾重にも折り重ねられた構造となっている。

なお、エバポレータ５０では、膨張弁４０を通過した低温低圧の冷えた冷媒と、ブロアファン４１５によって通気される外気または内気の空気とが熱交換される。ここで、外気または内気のいずれと熱交換するかについては、ユーザによるエアコンの設定が、外気導入となっているか、内気循環となっているか、のいずれの設定になっているかに依存する。

この際、ブロアファン４１５によって吸気された暖かい空気は、冷えた冷媒の熱を吸熱して、冷気となり、室内に供給される（冷房運転）。また、冷たい冷媒は、暖かい空気の熱を吸熱して気化し、蒸発する。

気化した高温低圧の冷媒は、車室外へと導かれ、再びコンプレッサ１０の入口側、すなわち吸込側、に供給される。

次に、ＰＣＵ冷却系であるＰＣＵ冷却水流路１２０は、車室外側に電動水ポンプ９０、ＰＣＵ１００、車室内側にＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０を含んで、この順で接続されている。

ＰＣＵ１００は、例えばインバータなどの電力変換装置が収容される。なお、ＰＣＵ１００は冷却することが望まれる発熱装置であり、本実施形態における冷却対象物である。

ＰＣＵ冷却水用電動水ポンプ９０は、ＰＣＵ冷却水を循環させるための水ポンプである。なお、本実施形態におけるＰＣＵ冷却水には、例えば内燃機関を冷却するための冷却液として用いられる不凍液の、ＬＬＣ（ロングライフクーラント）を用いてもよい。

図１（ｂ）に示すように、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０は、例えばエアコン冷媒流路１１０の配管の周囲に当接するようにして、ＰＣＵ冷却水流路１２０が配置されている。つまり、エアコン冷媒流路１１０と、ＰＣＵ冷却水流路１２０とは、２重管構造の関係になっている。更に、ＰＣＵ冷却水流路１２０の配管のうち、エアコン冷媒流路１１０とは反対側の外装には、空冷フィン８５が設けられている。

すなわち、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０のイメージは、例えばエアコン冷媒流路１１０とＰＣＵ冷却水流路１２０とを重ねた２重管構造となっており、これに加えて、その外周に空冷フィン８５を加工したフィンアンドチューブの熱交換器となっている。

また、この例では、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０は、ブロアファン４１５が作り出す空気流れの下流側に設けられる。より好適には、エバポレータ５０の下流側となるように配置する。この場合、ブロアファン４１５によってエバポレータ５０に送り込まれた空気が、熱交換して冷気となって空冷フィン８５に当たり、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０の冷却がより一層促進される。または、後記するように、エバポレータ５０の一部にＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０が備わるようにしてもよい。

このように、ＰＣＵ冷却水流路１２０と、エアコン冷媒流路１１０とを当接させる構成とすることで、ＰＣＵ冷却水と、エアコン冷媒と、の間の熱交換効率を高めることができる。

また、ＰＣＵ冷却水流路１２０を、２重管構造でエアコン冷媒流路１１０よりも外側に設けるとともに、その外周に空冷フィン８５を設け、ブロアファン４１５よりも下流位置に配置させる構成とすることで、ＰＣＵ冷却水を、空冷フィン８５と、エアコン冷媒流路１１０とで挟み込むようにして両側から冷却するとともに、空冷フィン８５で冷気を捉えることができ、冷却効率をさらに向上させることができる。

（ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０の変形例）
なお、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０は、例えばエアコン冷媒流路１１０の配管の両側に当接するようにしてＰＣＵ冷却水流路１２０，１２０の配管が配置されるようにしてもよい（サンドイッチ構造）。さらに、ＰＣＵ冷却水流路１２０，１２０の配管のうち、エアコン冷媒流路１１０とは反対側の外装には、空冷フィン８５，８５を設けるようにしてもよい。

つまり、ＰＣＵ冷却水流路１２０を、エアコン冷媒流路１１０よりも外側に設けるとともに、その外周に空冷フィン８５を設け、ブロアファン４１５よりも下流位置に配置させる構成とする。これにより、ＰＣＵ冷却水を、空冷フィン８５と、エアコン冷媒流路１１０とでサンドイッチのように挟み込むようにして両側から冷却するとともに、空冷フィン８５で冷気を捉える。このように構成しても、冷却効率を向上させることができる。

なお、空冷フィン８５は、通常複数備えられる。また、フィンの方向は、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０の長手方向と平行な方向となるように設置してもよいし、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０の長手方向と直交する方向に設置してもよい。

なお、本実施形態においては、エバポレータ５０と、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０とは、直列に接続されている。

また、エアコンの運転およびＰＣＵ冷却水の冷却を統合制御するために、例えばオートエアコンなどの公知のエアコンシステムに加えて、ＰＣＵ冷却水の水温制御を行うための制御装置と、フィン温度センサ２７０、ＰＣＵ冷却水用水温センサ２８０と、が備えられている。
なお、制御線や通信線は、図の煩雑を避けるために適宜省略している。

なお、以下では、本実施形態におけるＰＣＵ冷却水の水温制御を行うための制御装置は、エアコンＥＣＵ３００と一体の構成物であるとして説明するが、これに限定するものではない。すなわち、エアコンＥＣＵ３００とは別体となるように、別途制御装置を設けてもよい。

本実施形態におけるエアコンＥＣＵ３００は、オートエアコンが停止している間でも、常時センシングにより温度検出手段であるフィン温度センサ２７０、ＰＣＵ冷却水用水温センサ２８０の温度データを含むデータを取得して、例えば公知のエアコンシステムに備えられた、車室内に連通するドア（詳細後記）などを開閉制御可能に構成されている。

フィン温度センサ２７０は、例えばＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０のうち、エアコン冷媒流路１１０の最下流の位置に設けられた空冷フィン８５の先端部分に設けられている。

このフィン温度センサ２７０は、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０のうち、エアコン冷媒流路１１０の最も温度が高くなる部分の温度を計測するものである。

また、ＰＣＵ冷却水用水温センサ２８０は、ＰＣＵ冷却水流路１２０のうち、例えばＰＣＵ１００の出口付近に設置される。ＰＣＵ冷却水用水温センサ２８０は、ＰＣＵ冷却水が、ＰＣＵ１００の排熱を吸熱し、最も温度が高くなっている部分に設置され、ＰＣＵ冷却水の水温を計測するものである。

フィン温度センサ２７０、ＰＣＵ冷却水用水温センサ２８０はともに、例えばサーミスタなどの温度センサを使用してもよい。例えば、フィン温度センサ２７０に関しては、温度センサを空冷フィン８５の先端部分に接触などさせたものを使用することができる。また、ＰＣＵ冷却水用水温センサ２８０に関しては、温度センサを配管表面に接触などさせたものを使用してもよい。また、温度センサは例えばサーミスタに限定されず、直接エアコンの冷媒ガス温度やＰＣＵ冷却水の冷却水温を計測できるような装置を用いてもよい。

送風機６０は、コンデンサ３０の冷媒配管中を流れるエアコン冷媒と空気と、を熱交換するためのものである。また、ブロアファン４１５は、エバポレータ５０の冷媒配管中を流れるエアコン冷媒と空気（気流）とを熱交換するためのものである。
これとあわせて、ブロアファン４１５は、空気流れから見てエバポレータ５０の下流に置かれたＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０において、ＰＣＵ冷却水流路１２０の熱が伝導された空冷フィン８５と、空気（気流）とを熱交換するためのものである。

（図１（ａ）の変形例）
次に、図２を参照しながら、本実施形態に係る変形例を説明する。なお、図１（ａ）と同様の構成においては、同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
図２は、第１実施形態に係る電力変換装置のその他の冷却装置に関する概略図であり、エアコンの熱交換サイクルにおけるエバポレータと、ＰＣＵの冷却回路における熱交換器とを、並列に接続した場合の図である。

前記の図１では、エアコンの熱交換サイクルにおけるエバポレータ５０と、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０とを、直列の位置関係となるように接続していた。本変形例では、この部分を並列の位置関係となるように接続した。さらに、エバポレータ５０と並列するＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０側のエアコン冷媒流路１１０には、流量調整のためのバルブ４５を備えた。

バルブ４５は、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０側に流れ込むエアコン冷媒の流量を調整するためのものであり、例えば電動弁である。このバルブを設けることで、例えば、エアコン冷媒のＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０側への流れ込み量を絞ったり、全開にしたり、といった調節が可能になる。それゆえ、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０での熱交換の温度管理を行いやすくなるというメリットを生む。

（第１実施形態続き）
次に、図３を参照しながら、本実施形態に係るＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０（図１、図２参照）の、公知の車載のエアコンシステムを構成するＨＶＡＣへの組込例を説明する。
図３は、ＰＣＵ冷却水流路１２０上に設けられるＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０を、ＨＶＡＣへ組込んだ際の説明図である。ちなみに、この図３の例では、一例としてＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０が、エバポレータ５０に内蔵されるようにして組み込まれている。

なお、一般に車両用のエアコンは、家庭用のエアコンと比較して、余剰能力を有している。本実施形態ではその余剰分を利用するものである。

ここで、ＨＶＡＣとは、Ｈｅａｔｉｎｇ，Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ，ａｎｄ Ａｉｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇの略称である。ここで一般的な、ＨＶＡＣの概要を説明する。まず換気切替ドアモータ４２０によって、換気切替ドア４２５の回動角θ１を切り換えることで、外気を導入するのか、内気を取り込むのかが決定される。

次に、ブロアファンモータ４１０を動かすことで、ブロアファン４１５が回転し、内気または外気が吸い込まれ、エバポレータ５０に向けて吐き出される。

次に、エバポレータ５０において、エアコン冷媒と空気が熱交換されて冷気となる。その後、設定温度となるようにエアミックスドア４４５の回動角θ３がエアミックスドアモータ４４０によって調整されて、一部の冷気がヒータコア１３０に取り込まれる。
なお、以下では説明の便宜上、ブロアファン４１５からエアミックスドア４４５までの流路を第１流路と呼ぶ。

ヒータコア１３０では、例えば内燃機関を有する自動車であれば内燃機関の燃焼熱が導かれ、また電気自動車であれば例えば電気ヒータなどを設けるなどの適宜の方法によって、熱源が供給されている。それゆえに、取り込まれた冷気は、このヒータコア１３０の熱源と熱交換して暖気となる。

エバポレータ５０をそのまま通過した冷気は、ヒータコア１３０を通過した暖気と混ざって所望の温度に調整され、デフロスタダクト４５７、フェースダクト４６７、フットダクト４７７など、適宜のダクトを介して車室内に供給される。

この際、例えばデフロスタダクト４５７へと通気する場合は、デフロスタドアモータ４５０を作動させ、デフロスタドア４５５を開くように回動角θ４を調整すればよい。

また、例えばフェースダクト４６７へと通気する場合は、フェースドアモータ４６０を作動させ、フェースドア４６５を開くように回動角θ５を調整すればよい。

また、例えばフットダクト４７７へと通気する場合は、フットドアモータ４７０を作動させ、フットドア４７５を開くように回動角θ６を調整すればよい。

なお、以下では説明の便宜上、エアミックスドア４４５からデフロスタドア４５５、またはエアミックスドア４４５からフェースドア４６５までの流路を第２流路、ヒータコア１３０からフットドア４７５までの流路を第３流路と呼ぶ。

このような公知のＨＶＡＣにおいて、さらに本実施形態では、図１、図２におけるＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０を、例えば、エバポレータ５０の内部に組み込み、両者の装置を一体化させることを考える。

ただし、これはあくまで一例であって、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０を、例えばブロアファン４１５による空気流れから見て、エバポレータ５０の下流側近傍に別体で配置するような構成とすることもできる。

ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０を、エバポレータ５０の内部に組み込み、両者の装置を一体化させた場合には、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０を設置するスペースを省き、装置全体を小型化することができる。

この際、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０の、エバポレータ５０への組み込み位置は、なるべくＰＣＵ１００から離れた位置、すなわち、エバポレータ５０の最上部（紙面上）でかつ、空気流れから見て下流寄り（紙面右）の位置とすることが望ましい。

なぜならば、エバポレータ５０の最上部（紙面上）の位置とすれば、ＰＣＵ冷却水がエバポレータ５０内を通って、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０に達するまでの間の距離が延び、その間にＰＣＵ冷却水がエバポレータ５０で生成された冷気と熱交換して放熱することで、冷却がより一層促進されるからである。

また、エバポレータ５０の最上部（紙面上）でかつ、下流寄り（紙面右）の位置にＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０を組み込むと、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０の直近であって、かつ空気流れから見て下流にあたる位置に、外気と連通する強制排気ダクト４３７を設けることによって、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０を通過した空気を、強制的かつ効率的に外気へと排気させることができるようになる。

この際は、例えば強制排気ドアモータ４３０を作動させ、強制排気ドア４３５を開くように回動角θ２を調整するようにすればよい。

なお、エバポレータ５０の最上部（紙面上）でかつ、気流すなわち空気流れの上流寄り（紙面左）の位置にＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０を組み込む場合と比べて、空気流れの下流寄り（紙面右）の位置に組み込めば、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０に到達する前に、エバポレータ５０によって空気が冷却され、その冷却された空気がＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０に到達することになるので、より好適である。

図４〜図９に、このような構成とした場合の、ＨＶＡＣの動作の一例を簡単に紹介する。
なお、図３と同様の構成については同一の符号を付している。また、空気の流れを示す矢印は、実線の場合は実際に空気流れが存在することを模式的に示したものである。また、破線の場合は、実際には空気流れが存在しないことを模式的に示したものである。

まず、図４を参照しながら、ＨＶＡＣへの組込み動作例（その１）を紹介する。
この動作例ではそれぞれ、換気切替ドア４２５が外気導入、強制排気ドア４３５が開、エアミックスドア４４５が閉、デフロスタドア４５５が閉、フェースドア４６５が開、フットドア４７５が閉の位置となっている。

この状態でブロアファン４１５を作動させると、ファンの旋回に伴う負圧で外気が吸い込まれ、この外気がエバポレータ５０に向けて吐き出される（第１流路）。

そして、その空気流れ、すなわち気流の一部はＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０を通過する際に、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０に備えられた空冷フィン８５と熱交換を行って、ＰＣＵ冷却水を冷却する。

また、ＰＣＵ冷却水は、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０の内部を通流する際に、前記のとおりエアコン冷媒とも直接熱交換を行い、冷却される。なぜならば、例えば、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０が前記の２重管構造であれば、外側にＰＣＵ冷却水が流れ、内側にエアコン冷媒が流れているからである。

このようにして冷却されたＰＣＵ冷却水は、ＰＣＵ冷却水流路１２０を通流してＰＣＵ１００へと供給され、ＰＣＵ１００を冷却することができる。

また、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０を通過する際に、空冷フィン８５と熱交換し、ＰＣＵ冷却水の熱を吸熱した空気は、例えば、強制排気ドア４３５を経由して、強制排気ダクト４３７から外気中に全て排気され、車室内のエアコンの空気調和に全く影響が及ばないようにすることができる。

また、第１流路を通過した残りの冷気は、全てが第２流路へと流れ込み、開状態となっているフェースドア４６５を経由して、フェースダクト４６７から車室内に供給される。

本件は、例えばエアコンが効いた夏場の車内のように、車外が暑くて、車内が涼しいような場合の動作例である。このように本実施形態を適用し、ＰＣＵ１００を冷却させてもよい。

次に、図５を参照しながら、ＨＶＡＣへの組込み動作例（その２）を紹介する。
この動作例ではそれぞれ、換気切替ドア４２５が内気循環、強制排気ドア４３５が閉、エアミックスドア４４５が閉、デフロスタドア４５５が閉、フェースドア４６５が開、フットドア４７５が閉の位置となっている。

この状態でブロアファン４１５を作動させると、開いた換気切替ドア４２５を介して、ファンの旋回に伴う負圧で車室内の内気が吸い込まれ、この内気がエバポレータ５０に向けて吐き出される（第１流路）。

そして、その一部はＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０を通過する際に、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０に備えられた空冷フィン８５と熱交換を行って、ＰＣＵ冷却水を冷却する。

また、ＰＣＵ冷却水は、動作例（その１）と同様、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０の内部を通流する際に、前記のとおりエアコン冷媒とも直接熱交換を行い、冷却される。

このようにして冷却されたＰＣＵ冷却水は、ＰＣＵ冷却水流路１２０を通流してＰＣＵ１００へと供給され、ＰＣＵ１００を冷却することができる。

また、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０を通過する際に、空冷フィン８５と熱交換し、ＰＣＵ冷却水の熱を吸熱した空気と、第１流路を通過した残りの冷気とが混ざって第２流路へと流れ込み、開状態となっているフェースドア４６５を経由して、フェースダクト４６７から車室内に供給される。

本件は、例えばエアコンが効いた夏場の車内のうち、図４で示した条件よりも、更に車外が暑いような場合の動作例である。このように本実施形態を適用し、ＰＣＵ１００を冷却させてもよい。

次に、図６を参照しながら、ＨＶＡＣへの組込み動作例（その３）を紹介する。
この動作例ではそれぞれ、換気切替ドア４２５が外気導入、強制排気ドア４３５が閉、エアミックスドア４４５が開、デフロスタドア４５５が閉、フェースドア４６５が開、フットドア４７５が開の位置となっている。

この状態でブロアファン４１５を作動させると、ファンの旋回に伴う負圧で外気が吸い込まれ、この外気がエバポレータ５０に向けて吐き出される（第１流路）。

そして、その空気流れ、すなわち気流の一部はＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０を通過する際に、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０に備えられた空冷フィン８５と熱交換を行って、ＰＣＵ冷却水を冷却する。

また、ＰＣＵ冷却水は、動作例（その１）と同様、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０の内部を通流する際に、前記のとおりエアコン冷媒とも直接熱交換を行い、冷却される。ちなみに、後記のように秋から冬にかけての日射の少ない日を想定した場合、エアコン冷媒は流れが停止していることがあり得る。

このようにして冷却されたＰＣＵ冷却水は、ＰＣＵ冷却水流路１２０を通流してＰＣＵ１００へと供給され、ＰＣＵ１００を冷却することができる。

また、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０を通過する際に、空冷フィン８５と熱交換し、ＰＣＵ冷却水の熱を吸熱した空気は、第２流路を進み、開状態となっているフェースドア４６５を経由して、フェースダクト４６７から車室内に供給されるようにすることができる。

また、第１流路からヒータコア１３０を介して暖気となり、第３流路に流れた空気は、開状態となっているフットドア４７５を経由して、フットダクト４７７から車室内に供給される。

本件は、例えば秋から冬にかけての日射が少ない日の場合の動作例である。このように本実施形態を適用し、ＰＣＵ１００を冷却させてもよい。

次に、図７を参照しながら、ＨＶＡＣへの組込み動作例（その４）を紹介する。
この動作例ではそれぞれ、換気切替ドア４２５が内気循環、強制排気ドア４３５が閉、エアミックスドア４４５が開、デフロスタドア４５５が閉、フェースドア４６５が開、フットドア４７５が開の位置となっている。

本動作例は、前記した図６の動作例（その３）の、換気切替ドア４２５を、外気導入から内気循環の位置に変更したものであり、それ以外はすべて同一であるので、詳細な説明を省略する。

本件は、例えば秋から冬にかけての日射が少ない日のうち、図６で示した条件よりも気温が低い場合の動作例である。このように本実施形態を適用し、ＰＣＵ１００を冷却させてもよい。

次に、図８を参照しながら、ＨＶＡＣへの組込み動作例（その５）を紹介する。
この動作例ではそれぞれ、換気切替ドア４２５が外気導入、強制排気ドア４３５が閉、エアミックスドア４４５が全開、デフロスタドア４５５が閉、フェースドア４６５が開、フットドア４７５が開の位置となっている。

この状態でブロアファン４１５を作動させると、ファンの旋回に伴う負圧で外気が吸い込まれ、この外気がエバポレータ５０に向けて吐き出される（第１流路）。

そして、その一部はＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０を通過する際に、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０に備えられた空冷フィン８５と熱交換を行って、ＰＣＵ冷却水を冷却する。

また、ＰＣＵ冷却水は、前記のようにＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０の内部を通流する際に、前記のとおりエアコン冷媒とも直接熱交換を行い、冷却される。なお、冬場の気温の低い日なので、エアコン冷媒は止まっている可能性もある。

このようにして冷却されたＰＣＵ冷却水は、ＰＣＵ冷却水流路１２０を通流してＰＣＵ１００へと供給され、ＰＣＵ１００を冷却することができる。

また、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０を通過する際に、空冷フィン８５と熱交換し、ＰＣＵ冷却水の熱を吸熱した空気と、第１流路を通過した残りの空気は、エアミックスドア４４５を介して、全てがヒータコア１３０へと流れ込む。

そして、ヒータコア１３０を通過し、暖められた空気は、第３流路を通過して、開状態となっているフットドア４７５を経由して、フットダクト４７７から車室内に供給される。

本件は、例えば冬の気温が低い場合の動作例である。このように本実施形態を適用し、ＰＣＵ１００を冷却させてもよい。

次に、図９を参照しながら、ＨＶＡＣへの組込み動作例（その６）を紹介する。
この動作例ではそれぞれ、換気切替ドア４２５が内気循環、強制排気ドア４３５が閉、エアミックスドア４４５が全開、デフロスタドア４５５が閉、フェースドア４６５が開、フットドア４７５が開の位置となっている。

本動作例は、図８の動作例（その５）の、換気切替ドア４２５を、外気導入から内気循環の位置に変更したものであり、それ以外はすべて同一であるので、詳細な説明を省略する。なお、図８の例とは異なり、内気循環なので、図８の例よりもエアコンコンプレッサ１０が動いている可能性は高い。

本件は、例えば冬の気温が低い場合の動作例である。このように本実施形態を適用し、ＰＣＵ１００を冷却させてもよい。

次に、図１０を参照しながら、本実施形態に係るＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０を、ＨＶＡＣのエバポレータ５０へ組み込んだ際の特徴的な動作を説明する。

本実施形態ではそれぞれ、換気切替ドア４２５が外気導入、強制排気ドア４３５が開、エアミックスドア４４５が閉、デフロスタドア４５５が閉、フェースドア４６５が閉、フットドア４７５が閉の位置となっている。

つまり、ＨＶＡＣ内部において、外部空間と連通する開ドアが強制排気ドア４３５のみとなっている。つまり、車室内側への連通ドアである、デフロスタドア４５５、フェースドア４６５、フットドア４７５は、いずれも全て閉状態となっている。すなわち、第２流路および第３流路に、空気流れが発生しないようにされている。また、暖房を使用しない季節の場合、ヒータコア１３０への空気の流量調節を担うエアミックスドア４４５は閉となっている。

この状態でブロアファン４１５を作動させると、ファンの旋回に伴う負圧で外気が吸い込まれ、この外気がエバポレータ５０に向けて吐き出される（第１流路）。

そして、その一部はＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０を通過する際に、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０に備えられた空冷フィン８５と熱交換を行って、ＰＣＵ冷却水を冷却する。

また、ＰＣＵ冷却水は、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０の内部を通流する際に、前記のとおりエアコン冷媒とも直接熱交換を行い、冷却される。なお、エアコンのコンプレッサ１０が動いているとすれば、ＰＣＵ冷却水の冷却用のためである。

このようにして冷却されたＰＣＵ冷却水は、ＰＣＵ冷却水流路１２０を通流してＰＣＵ１００へと供給され、ＰＣＵ１００を冷却することができる。

また、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０を通過する際に、空冷フィン８５と熱交換し、ＰＣＵ冷却水の熱を吸熱して暖かくなった空気は、全てが強制排気ドア４３５を経由して、強制排気ダクト４３７から外気中に排気される。

本実施形態は、例えば、ユーザがエアコンをＯＦＦにして走行しているような場合でも、車室内側のドア４５５，４６５，４７５を全て閉じた状態でブロアファン４１５を作動させることで、車室内側にいる乗員から見た見かけ上は、エアコンＯＦＦ状態を維持できる。それゆえに、乗員に違和感を与えることなく、ＰＣＵ１００の冷却を実行できる。

次に、図１１を参照しながら、第１実施形態に係るＰＣＵ１００の冷却装置の、制御機構の構成を説明する。
本実施形態において、エアコンＥＣＵ３００は、冷却条件判定部３１０と、駆動指令部３２０と、表示部３３０とを含んで構成される。

冷却条件判定部３１０は、例えば計測された温度などの入力情報をもとにして、どのような方法でＰＣＵ冷却水を冷却させるのか、ＨＶＡＣのどのドアを開閉させるか、などを決定する。

また、駆動指令部３２０は、冷却条件判定部３１０において決定された内容に従って、各制御要素に駆動指令を送信する。

表示部３３０は、エアコンの設定温度などのユーザの選択を受け付けるとともに、ユーザの選択の有無に関係なく、エアコンに関する運転状態などに関する情報を、ユーザが視認可能な形で表示装置４００に表示させる。

以下、入力側の接続機器を説明する。
エアコンＥＣＵ３００の冷却条件判定部３１０には、例えば公知のエアコンシステムに付属の外気温センサ２１０、内気温センサ２２０、日射センサ２３０、エバポレータ温度センサ２４０、ヒータ温度センサ２５０、湿度センサ２６０（符号２１０〜２６０は公知のセンサのため図１〜図１０ではいずれも不図示）からの検出信号に加えて、フィン温度センサ２７０、ＰＣＵ冷却水用水温センサ２８０（図１・図２参照）などからの検出信号が入力される。

これらはそれぞれ一台ずつに限らない。これらはそれぞれ、複数の計測機器を用いて、所定箇所をセンシングするように構成してもよい。

また、表示部３３０には、公知のエアコンシステムに付属のコントロールパネル２００を介して、ユーザが選択した情報が入力される。これは、例えばエアコン自体のＯＮ／ＯＦＦに関する検出情報であったり、所望の設定温度に関する検出情報であったり、冷暖房や除湿といった運転形態、風向きや風量などに関する検出情報である。コントロールパネル２００は、例えばタッチパネルであってもよいし、ノブ状のスイッチなどであってもよい。

次に、出力側の接続機器を説明する。
エアコンＥＣＵ３００の駆動指令部３２０には、出力側の機器として、例えばブロアファンモータ４１０、換気切替ドアモータ４２０、強制排気ドアモータ４３０、エアミックスドアモータ４４０、デフロスタドアモータ４５０、フェースドアモータ４６０、フットドアモータ４７０、ＰＣＵ冷却水用電動水ポンプモータ９５が接続される。

ここで、ブロアファンモータ４１０はブロアファン４１５を駆動させるモータである。換気切替ドアモータ４２０は、換気切替ドア４２５を駆動させるモータである。強制排気ドアモータ４３０は、強制排気ドア４３５を駆動させるモータである。エアミックスドアモータ４４０は、エアミックスドア４４５を駆動させるモータである。

また、デフロスタドアモータ４５０は、デフロスタドア４５５を駆動させるモータである。フェースドアモータ４６０は、フェースドア４６５を駆動させるモータである。フットドアモータ４７０は、フットドア４７５を駆動させるモータである。ＰＣＵ冷却水用電動水ポンプモータ９５は、ＰＣＵ冷却水を、ＰＣＵ冷却水流路１２０内で循環させるための電動水ポンプ９０を駆動させるモータである。

また、エアコンＥＣＵ３００の表示部３３０には、出力側の機器として、表示装置４００が接続される。

次に、図１２を参照しながら、本実施形態に係るＰＣＵ冷却水を冷却するための制御フローを説明する。

ステップＳ１０において、本実施形態に係るエアコンＥＣＵ３００は、ＰＣＵ冷却水用電動水ポンプモータ９５の出力を制御して、常時エアコンの運転状態に係らず、所定の出力となるように、ＰＣＵ冷却水の流量制御を行う。

次に、ステップＳ２０において、エアコンＥＣＵ３００の冷却条件判定部３１０は、オートエアコンが運転中か否かを判定する。ステップＳ２０においてＹｅｓ、つまり、オートエアコンが運転中であると判定した場合は、ステップＳ９０に進む。その一方、ステップＳ２０でＮｏ、すなわち、オートエアコンが運転中でないと判定された場合は、ステップＳ３０に進む。
なお、ステップＳ２０がＮｏの場合は、乗員はエアコンを作動させているという自覚がない。そこで、詳細は後記するが、ステップＳ７０において、各ドアを全て閉として、乗員に違和感を感じさせないようにしている。

ステップＳ３０において、冷却条件判定部３１０は、エアコン冷媒温度よりもＰＣＵ冷却水温度の方が高いか否かを判定する。
なお、エアコン冷媒温度は、例えば公知のエアコンシステムに付属の図示しないエバポレータ温度センサ２４０、またはフィン温度センサ２７０の各温度検出手段のいずれかの計測値を用いるか、一方の値を他方の値で補正するなどして、エアコン冷媒温度を推定するようにすればよい。
また、ＰＣＵ冷却水の温度は、例えばＰＣＵ冷却水用水温センサ２８０で計測した値を参照するようにすればよい。

ステップＳ３０でＹｅｓ、すなわち、ＰＣＵ冷却水温度のほうが、エアコン冷媒温度よりも高いと判定された場合は、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０において、ＰＣＵ冷却水からエアコン冷媒に対して放熱が起こり、自然とＰＣＵ冷却水が冷却される状態である。
ゆえに、この場合はそのままでも冷却の破綻はない状態と判定し、ステップＳ９０に進む。

ステップＳ３０でＮｏ、すなわち、エアコン冷媒温度のほうが、ＰＣＵ冷却水の温度よりも高いと判定された場合は、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０において、エアコン冷媒から、ＰＣＵ冷却水に向けて放熱が起こり、このままではＰＣＵ冷却水が吸熱して益々昇温していく状態であると考えられる。ゆえに、次に空冷フィン８５を介してＰＣＵ冷却水の熱を外気に放熱することが可能か否かを判定するために、ステップＳ４０に進む。

ステップＳ４０において、冷却条件判定部３１０は、外気温度よりもＰＣＵ冷却水温度の方が高いか否かを判定する。ここで、外気温度は、例えば公知のエアコンシステムに付属の図示しない外気温センサ２１０の値を参照するようにすればよい。また、ＰＣＵ冷却水の温度は、例えばＰＣＵ冷却水用水温センサ２８０で計測した値を参照するようにする。

ステップＳ４０でＹｅｓ、すなわち外気温度が、ＰＣＵ冷却水温度よりも低いと判定した場合は、空冷フィン８５を介してＰＣＵ冷却水の熱を外気に放熱することが可能な状態であると考えられる。

ゆえに、ステップＳ５０において、エアコンＥＣＵ３００の駆動指令部３２０は、換気切替ドアモータ４２０に指令を送り、換気切替ドア４２５の回動角θ１を外気導入の位置に変更させて、外気を導入するように制御する。

次に、ステップＳ６０に進み、駆動指令部３２０は、強制排気ドアモータ４３０に指令を送り、強制排気ドア４３５の回動角θ２を開の位置に変更させて、強制排気ダクトが開状態となるように制御する。

次に、ステップＳ７０に進み、駆動指令部３２０は、車室内側へ連通するダクトである、デフロスタダクト４５７、フェースダクト４６７、フットダクト４７７が全て閉状態となるように、各ドアモータに指令を送る。これは、乗員に違和感を感じさせないようにするためである。また、ステップＳ３０でＮｏ、すなわちエアコン冷媒温度が昇温する季節の場合であるので、ヒータコア１３０への空気流量を絞る目的で、エアミックスドア４４５も閉とする。

具体的には、デフロスタダクト４５７を閉状態とするために、駆動指令部３２０は、デフロスタドアモータ４５０に対して、デフロスタドア４５５が閉となるように、回動角θ４を変更させる。

同様にして、フェースダクト４６７を閉状態とするために、駆動指令部３２０は、フェースドアモータ４６０に対して、フェースドア４６５が閉となるように、回動角θ５を変更させる。

同様にして、フットダクト４７７を閉状態とするために、駆動指令部３２０は、フットドアモータ４７０に対して、フットドア４７５が閉となるように、回動角θ６を変更させる。

同様にして、エアミックスドア４４５を閉とするために、駆動指令部３２０は、エアミックスドアモータ４４０に対して、エアミックスドア４４５が閉となるように、回動角θ３を変更させる。

次に、ステップＳ８０に進み、駆動指令部３２０は、ブロアファン４１５を回転させるように、ブロアファンモータ４１０に指令を送ったのち、ステップＳ９０へと進む。

なお、ステップＳ５０〜ステップＳ８０までの処理は、この順で連続的に行ってもよいし、順序を問わず、一斉に、同時に行うようにしてもよい。
このようにすることで、図１０で説明したＨＶＡＣの動作図と同様の、各ドアの開閉状態およびＰＣＵ１００の冷却状態が実現される。

ここで、ステップＳ７０でデフロスタドア４５５、フェースドア４６５、フットドア４７５を一斉に閉とする理由は、以下の通りである。
ステップＳ７０は、ステップＳ２０でＮｏ、すなわち、オートエアコンが停止中であるという環境下で行われるステップである。
このため、ステップＳ８０でブロアファン４１５を回した際に、もし、車室内に連通するデフロスタダクト４５７、フェースダクト４６７、フットダクト４７７のいずれかが、ひとつでも開状態となっているとすると、そこからブロアされた空気が吹き出すことになってしまい、乗員が違和感を感じてしまう可能性がある。つまり、ステップＳ２０でオートエアコンが停止中であるのに、開いているダクトから空気が吹き出して乗員に違和感を生じさせることがある。
それゆえに、そのような事態を避けるために、駆動指令部３２０は、ステップＳ７０において、車室内側へ連通する全てのダクト、具体的にはデフロスタダクト４５７、フェースダクト４６７、フットダクト４７７が閉状態となるように、各ドアモータに指令を送るのである。

ステップＳ４０でＮｏ、すなわち外気温度が、ＰＣＵ冷却水温度よりも高いと判定した場合は、空冷フィン８５を介してＰＣＵ冷却水の熱を外気に放熱することができない状態であると考えられる。

ゆえに、この場合は、エアコンのコンプレッサ１０を強制的に運転させ、エアコン冷媒を強制的に冷却させることにより、ＰＣＵ冷却水を冷却させるために、ステップＳ９０に進む。

ステップＳ９０において、冷却条件判定部３１０は、ＰＣＵ１００において、過熱保護温度の検出を行う。ここで、ＰＣＵ１００の過熱保護温度とは、ＰＣＵ１００の動作保証を超える温度である。

ＰＣＵ１００の温度は、例えば図示しない温度センサなどの温度検出手段を用いて、直接ＰＣＵ１００のチップ温度を計測してもよいし、ＰＣＵ冷却水の水温を、ＰＣＵ冷却水用水温センサ２８０で計測するようにしてもよい。

ステップＳ９０でＹｅｓ、すなわち、ＰＣＵ１００の過熱保護温度、つまり、ＰＣＵ１００の動作保証を超える温度を検出した場合は、ステップＳ１００に進む。

ステップＳ１００において、駆動指令部３２０は、エアコンのコンプレッサ１０に指令を送り、強制的にコンプレッサ１０を運転させる。これは、たとえユーザがエアコンをＯＦＦにしていたとしても、強制的に作動させるステップである。このようにすることで、エアコン冷媒が急速に冷却され、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０において、ＰＣＵ冷却水を強制的に冷却することができる。そして、ステップＳ１０に戻る。

ステップＳ９０でＮｏ、すなわち、ＰＣＵ１００の過熱保護温度、つまり、ＰＣＵ１００の動作保証を超えるような温度を検出しなかった場合は、特にＰＣＵ冷却水温に関し、何らかの処置を講じなければならないなどの、緊急性を要する状況ではないと判断し、本フローの最初である、ステップＳ１０にリターンする。

以上により、ＰＣＵ１００の効率的な冷却が実現される。

（作用・効果）
本実施形態の作用・効果を改めてまとめると、以下のようになる。
本実施形態では、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０を、例えばエバポレータ５０と一体もしくは別体として構成する。

ここで、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０は、ＰＣＵ冷却水流路１２０の配管が、エアコン冷媒流路１１０の配管を外側から当接するように挟み込み、更にＰＣＵ冷却水流路１２０の配管の外周に、空冷フィン８５を備えて構成される。つまり、２重管＋空冷フィン構造を備えている。

このようなＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０を、エバポレータ５０と一体として、その内部に組み込んだ場合には、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０を別途設けるためのスペースを、省くことができる。
この省スペース化により、他の機器配置のレイアウトなど、設計の自由度を高めることができる。

また、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０を、エバポレータ５０とは別体として配置した場合には、空気流れから見て、エバポレータ５０の下流近傍に配置することで、エバポレータ５０を通過した冷気を空冷フィン８５で捕らえ、熱交換効率を一層向上させることができる。

また、ＨＶＡＣには、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０の空冷フィン８５で熱交換された空気を排出するために、強制排気ダクト４３７、強制排気ドア４３５および強制排気ドアモータ４３０が備えられる。

このように構成することで、例えば、エアコンがＯＦＦとなっていて、かつエアコン冷媒温度の方が、ＰＣＵ冷却水温度よりも高いような環境下であっても、外気温度とＰＣＵ冷却水温度を比較して、ＰＣＵ冷却水温度の方が高い場合には、ＨＶＡＣの車室内側に連通するダクトを全閉状態で維持し、外気導入を行い、ブロアファン４１５を回し、空冷フィン８５を介して外気と熱交換させてそのまま外気へ排気することができる（ステップＳ４０でＹｅｓ〜ステップＳ８０）。

このようにすることで、乗員に違和感を与えずに、ＰＣＵ冷却水を効率的に冷却することができる。また、この際エアコンのコンプレッサ１０は作動させていないので、静粛性を向上させて、乗員のより快適な居住空間を確保することができる。また、省エネ効果を高めることで、燃費あるいは電費の向上および航続距離の拡大に貢献することができる。

また、その他の環境下、例えば外気温度よりもＰＣＵ冷却水温度の方が低い場合や、エアコン冷媒温度の方が、ＰＣＵ冷却水温度よりも低いような場合には、ＰＣＵ１００の過熱保護温度を検出し（ステップＳ９０）、過熱保護温度が検出された場合には、強制的にエアコンコンプレッサ１０を作動させ、エアコン冷媒を急速に冷却させて、これとＰＣＵ冷却水とを熱交換させることで、ＰＣＵ冷却水を冷却させる。

このように構成することで、外気温度を考慮した、空冷フィン８５による冷却と、エアコン冷媒による冷却とによって、ＰＣＵ冷却水のいわゆるハイブリッド冷却が可能となる。これにより、ＰＣＵ１００をより確実に、かつ効率的に熱保護し、かつ冷却することができるという効果を奏する。

（第２実施形態）
次に、図１３を参照しながら、第２実施形態に係る電力変換装置の冷却回路における熱交換器を、ＨＶＡＣのエバポレータへ組込んだ際の動作を説明する。
図１３は、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０，８０Ｂを、ＨＶＡＣのエバポレータへ組込んだ図である。
なお、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

第１実施形態では、エバポレータ５０に組み込まれるＰＣＵ冷却水の冷却用熱交換器は、符号８０で表される熱交換器１台のみであった。本実施形態においては、更に符号８０Ｂを追加し、２台体制となっている。なお、符号８０Ｂの構成は符号８０と全く同一であってもよいし、異なっていてもよい。本実施形態では同一であるとして説明する。

ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０，８０Ｂは、図１３に示すように、互いに直列つなぎで接続されている。また、それぞれが、エバポレータ５０に対して直列つなぎとなるようにして繋がれ、組み込まれている。これ以外の構成は、全て第１実施形態と同様である。

このように構成しても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。むしろ、このように構成すれば、ＰＣＵ冷却水が、ＰＣＵ冷却水流路１２０に沿って１周分、例えばＰＣＵ冷却水用電動水ポンプ９０→ＰＣＵ１００→エバポレータ５０→ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０→ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０Ｂ→ＰＣＵ１００というように、ループを循環する間に、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０，８０Ｂでそれぞれ１回ずつ、合計２回冷却されることになり、第１実施形態よりも効率がよく、より好適であるといえる。

なお、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０，８０Ｂは、互いに並列つなぎとなるように繋がれていてもよい。同様にして、エバポレータ５０に対するそれぞれの接続関係に関しても、図２に示すような、並列つなぎの関係で繋がれていてもよい。

また、ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器８０，８０Ｂはそれぞれ、エバポレータ５０内には組み込まれずに、空気流れから見てエバポレータ５０の下流近傍に、エバポレータ５０とは別体として、設置される構成であってもよい。

上記した実施形態は本発明を分かりやすくするために詳細に説明したものであり、必ずしも、説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

また、制御線や情報線、電源線は説明上必要と考えられるものを示しており、必ずしもすべての制御線や情報線、電源線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成機器が相互に接続されていると考えてもよい。

また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に、他の実施形態の構成の一部もしくは全てを加えることも可能である。

また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

具体的には例えば、上記実施形態はそれぞれ自動車に搭載する電力変換装置の冷却を例に挙げて説明したが、これに限らない。高電圧機器を使用するものであれば、あらゆるものに対して、適用することができる。

具体的には、例えば電車や電動の汎用機械、電動パワーショベルなどの産業機械、高度に電子化された船舶や航空機に適用して、搭載機器を冷却するようにしてもよい。

また、上記実施形態はエアコンの冷房運転時を例にあげて説明したが、暖房運転時であっても、同様にして適用できる。

具体的には、暖房運転時には、例えば強制排気ドア４３５とエアミックスドア４４５を互いに接する程度まで開くなどして、第１流路から、第２流路への空気の流れを遮断させる。そして、第１流路の空気のほぼ全量を第３流路へと導き、内燃機関などの熱源の熱が供給されるヒータコア１３０で熱交換を行って暖気を得る構成とすればよい。

つまり、エアコンの冷暖房の運転状態に関わらず、外気または内気の吸気から、ブロアファン４１５、エバポレータ５０に至る過程は同じであるので、冷房時の議論を、暖房時にそのまま適用することができるのである。

１０ コンプレッサ
２０ フィルタドライヤ
３０ コンデンサ
４０ 膨張弁
４５ バルブ
５０ エバポレータ
６０ 送風機
８０，８０Ｂ ＰＣＵ冷却水冷却用熱交換器（熱交換器）
８５ 空冷フィン
９０ ＰＣＵ冷却水用電動水ポンプ
９５ ＰＣＵ冷却水用電動水ポンプモータ
１００ ＰＣＵ（電力変換装置）
１１０ エアコン冷媒流路（冷媒流路）
１２０ ＰＣＵ冷却水流路（冷却水流路）
１３０ ヒータコア
２００ コントロールパネル
２１０ 外気温センサ（温度検出手段）
２２０ 内気温センサ（温度検出手段）
２３０ 日射センサ
２４０ エバポレータ温度センサ（温度検出手段）
２５０ ヒータ温度センサ（温度検出手段）
２６０ 湿度センサ
２７０ フィン温度センサ（温度検出手段）
２８０ ＰＣＵ冷却水用水温センサ（温度検出手段）
３００ エアコンＥＣＵ（制御装置）
３１０ 冷却条件判定部
３２０ 駆動指令部
３３０ 表示部
４００ 表示装置
４１０ ブロアファンモータ
４１５ ブロアファン
４２０ 換気切替ドアモータ
４２５ 換気切替ドア
４３０ 強制排気ドアモータ
４３５ 強制排気ドア
４３７ 強制排気ダクト（ダクト）
４４０ エアミックスドアモータ
４４５ エアミックスドア
４５０ デフロスタドアモータ
４５５ デフロスタドア
４５７ デフロスタダクト（ダクト）
４６０ フェースドアモータ
４６５ フェースドア
４６７ フェースダクト（ダクト）
４７０ フットドアモータ
４７５ フットドア
４７７ フットダクト（ダクト）
θ１，θ２，θ３，θ４，θ５，θ６ 回動角

Claims (6)

1. 電力変換装置を冷却するための冷却水が通流する冷却水流路と、
   空気調和のための冷凍サイクルを構成するとともに、冷媒が通流する冷媒流路と、
   前記冷却水流路と前記冷媒流路とに接続される熱交換器と、
   外気の温度を検出する温度検出手段と、
   前記冷媒の温度を検出する温度検出手段と、
   前記冷却水の温度を検出する温度検出手段と、
   前記冷凍サイクルのエバポレータまたは前記熱交換器で熱交換した空気を排気するためのダクトと、
   前記空気調和を制御するための制御装置と、を備え、
   前記熱交換器は、前記冷却水流路と前記冷媒流路とが熱交換可能なように、前記冷媒流路の外側に前記冷却水流路を当接させた構造を有するとともに、前記エバポレータに風を供給するファンが起こす気流が当たる場所に配置され、
   前記制御装置は、前記温度検出手段で検出された温度の大小比較に基づいて、室内側に連通する全ての前記ダクトを閉じるとともに、前記外気を吸気して前記熱交換器で前記冷却水と熱交換させ、前記ダクトを介して前記外気へと排気させる制御を行う
   ことを特徴とする、電力変換装置の冷却装置。
2. 前記熱交換器は、前記冷媒流路の外側に前記冷却水流路を当接させた２重管構造を有することを特徴とする、請求項１に記載の電力変換装置の冷却装置。
3. 前記熱交換器は、前記エバポレータに組み込まれてなる
   ことを特徴とする、請求項１に記載の電力変換装置の冷却装置。
4. 前記制御装置は、
   前記冷媒の温度と前記冷却水の温度とを比較して、前記冷媒の温度の方が前記冷却水の温度よりも低い場合は前記冷媒と前記冷却水とを熱交換させ、そうでない場合は、前記外気の温度と前記冷却水の温度とを比較して、前記外気の温度の方が前記冷却水の温度よりも低い場合は前記外気と前記冷却水とを熱交換させる制御を行う
   ことを特徴とする、請求項１に記載の電力変換装置の冷却装置。
5. 前記制御装置は、
   前記温度検出手段を介して前記電力変換装置の過熱保護温度を検出した場合には、前記冷凍サイクルのコンプレッサを強制的に運転させる制御を行う
   ことを特徴とする、請求項１に記載の電力変換装置の冷却装置。
6. 前記熱交換器の外周には空冷フィンが設けられている
   ことを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の電力変換装置の冷却装置。

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