JP2015137778A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蒸発圧力調整弁を備える冷凍サイクル装置において、圧縮機の消費動力の不必要な増加を抑制する冷凍サイクル装置を提供する。【解決手段】蒸発圧力調整弁１９として、筒状弁体部９２の変位量Ｌの増加に対する冷媒通路面積の増加度合が変位量Ｌの増加に比例して線形的に増加する場合の増加度合よりも大きくなっているものを採用して、設定圧力が目標蒸発圧力よりも低くなるようにする。さらに、蒸発器における冷媒蒸発圧力が、設定圧力および目標蒸発圧力のうち高い方の値である目標蒸発圧力に近づくように、圧縮機の作動を制御する。これにより、蒸発圧力調整弁１９を用いることによって生じる制御干渉を抑制し、圧縮機の消費動力を不必要に増加させることなく、室内蒸発器に要求される冷却能力を発揮させることができる。【選択図】図２

Description

本発明は、蒸発圧力調整弁を備える冷凍サイクル装置に関する。

従来、車両用空調装置において車室内へ送風される送風空気を冷却する蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置として、蒸発圧力調整弁を備えるものが知られている。この種の蒸発圧力調整弁は、低圧冷媒と送風空気とを熱交換させて低圧冷媒を蒸発させる室内蒸発器の着霜（フロスト）を抑制するために、室内蒸発器における冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）を予め定めた基準蒸発圧力（基準蒸発温度）以上に維持する機能を果たす。

例えば、特許文献１には、室内蒸発器を流通する冷媒流量の増加に伴って、弁開度（冷媒通路面積）を増加させる蒸発圧力調整弁が開示されている。より詳細には、この特許文献１の蒸発圧力調整弁は、室内蒸発器の冷媒出口側に接続されて、室内蒸発器を流通する冷媒流量（蒸発圧力調整弁を流通する冷媒流量）の増加に伴う弁体の変位量の増加に比例して、設定圧力が上昇する構成になっている。

なお、基準蒸発温度とは、室内蒸発器の着霜（フロスト）を抑制するために、０℃よりも高い値に決定される定数である。また、蒸発圧力調整弁の設定圧力とは、全開状態となっている蒸発圧力調整弁が冷媒通路面積の縮小を開始させる際の蒸発圧力調整弁の入口側の冷媒圧力（室内蒸発器における冷媒蒸発圧力）であって、蒸発圧力調整弁を流通する冷媒流量によって変化する値である。

また、特許文献２には、室内蒸発器および蒸発圧力調整弁に加えて、圧縮機から吐出された高圧冷媒と室内蒸発器通過後の送風空気とを熱交換させる室内凝縮器、および室内蒸発器に対して冷媒流れが並列的に接続されて低圧冷媒と外気とを熱交換させて低圧冷媒を蒸発させる室外熱交換器を備える冷凍サイクル装置が開示されている。

この特許文献２の冷凍サイクル装置では、蒸発圧力調整弁の作用によって、室外熱交換器における冷媒蒸発圧力を室内蒸発器における冷媒蒸発圧力よりも低下させている。これにより、室内蒸発器の着霜を抑制するとともに、室外熱交換器にて冷媒が外気から吸熱する吸熱量を増加させて、室内蒸発器にて冷却して除湿された送風空気を室内凝縮器にて再加熱する除湿暖房運転時の暖房能力を向上させている。

実公昭５７−２３７４７号公報 特開２０１２−２２５６３７号公報

ところで、一般的な車両用空調装置では、冷房熱負荷が増加するに伴って、冷凍サイクル装置に高い冷房能力を発揮させるために、室内蒸発器における目標冷媒蒸発温度を低下させる。そして、室内蒸発器における実際の冷媒蒸発温度を目標冷媒蒸発温度に近づけるために、圧縮機の冷媒吐出能力（回転数）を増加させる。

ところが、特許文献１に開示されているような蒸発圧力調整弁を備える冷凍サイクル装置では、圧縮機の冷媒吐出能力を増加させて室内蒸発器を流通する冷媒流量を増加させると、蒸発圧力調整弁の設定圧力が上昇してしまうので、室内蒸発器における冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）も上昇してしまう。

その結果、圧縮機の冷媒吐出能力を増加させても蒸発器における冷媒蒸発温度を目標冷媒蒸発温度となるまで低下させることができなくなってしまうといった制御干渉が生じてしまう。さらに、このような制御干渉が生じると、室内蒸発器における冷媒蒸発温度を目標冷媒蒸発温度に近づけるために、圧縮機の回転数を不必要に上昇させてしまい、圧縮機の消費動力を増加させてしまう。

本発明は、上記点に鑑み、蒸発圧力調整弁を備える冷凍サイクル装置において、圧縮機の消費動力の不必要な増加を抑制することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために案出されたもので、請求項１に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、圧縮機（１１）から吐出された冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（１６）と、室外熱交換器（１６）から流出した冷媒を減圧させる減圧手段（１５ｂ）と、減圧手段（１５ｂ）にて減圧された低圧冷媒と熱交換対象流体とを熱交換させて低圧冷媒を蒸発させる蒸発器（１８）と、蒸発器（１８）における冷媒蒸発圧力（Ｐｅ）が予め定めた基準蒸発圧力以上となるように調整する蒸発圧力調整弁（１９）と、蒸発器（１８）における目標蒸発圧力（ＰＥＯ）を決定する目標蒸発圧力決定手段（Ｓ８）と、圧縮機（１１）の作動を制御する吐出能力制御手段（４０ａ）と、を備え、
目標蒸発圧力決定手段（Ｓ８）は、蒸発器（１８）に要求される熱交換対象流体の冷却能力の増加に伴って、目標蒸発圧力（ＰＥＯ）を低下させるように決定するものであり、蒸発圧力調整弁（１９）は、蒸発器（１８）を流通する冷媒流量の増加に伴って、設定圧力（Ｐｓｅｔ）が上昇する構成になっており、
吐出能力制御手段（４０ａ）が圧縮機（１１）の作動を制御した際に、冷媒蒸発圧力（Ｐｅ）が目標蒸発圧力（ＰＥＯ）および設定圧力（Ｐｓｅｔ）のうち高い方に近づくように調整される冷凍サイクル装置を特徴としている。

ここで、本請求項における設定圧力（Ｐｓｅｔ）とは、全開状態となっている蒸発圧力調整弁（１９）が、蒸発器（１８）における冷媒蒸発温度を基準蒸発温度以上に維持するために、冷媒通路面積の縮小を開始させる際の蒸発圧力調整弁（１９）入口側の冷媒圧力（蒸発器（１８）における冷媒蒸発圧力（Ｐｅ））である。さらに、この設定圧力（Ｐｓｅｔ）は、蒸発圧力調整弁（１９）を流通する冷媒流量によって変化する値である。

従って、本請求項に記載の発明によれば、目標蒸発圧力（ＰＥＯ）が設定圧力（Ｐｓｅｔ）よりも高くなっている場合には、冷媒蒸発圧力（Ｐｅ）が目標蒸発圧力（ＰＥＯ）に近づくように圧縮機（１１）の作動が制御される。これにより、圧縮機（１１）の消費動力を不必要に増加させることなく、蒸発器（１８）に要求される冷却能力を発揮させることができる。

また、設定圧力（Ｐｓｅｔ）が目標蒸発圧力（ＰＥＯ）よりも高くなっている場合には、冷媒蒸発圧力（Ｐｅ）が設定圧力（Ｐｓｅｔ）に近づくように圧縮機（１１）の作動が制御される。これにより、冷媒蒸発圧力（Ｐｅ）を目標蒸発圧力（ＰＥＯ）に近づけようとすることによって生じる制御干渉を回避することができる。従って、圧縮機（１１）の消費動力を不必要に増加させてしまうことを抑制できる。

なお、本請求項における蒸発器（１８）に要求される熱交換対象流体の冷却能力とは、蒸発器（１８）にて所望の流量の熱交換対象流体を所望の温度となるまで冷却する能力であり、具体的には、蒸発器（１８）出口側冷媒のエンタルピから入口側冷媒のエンタルピを減算したエンタルピ差（冷凍能力）と、蒸発器（１８）を流通する冷媒の流量（質量流量）とを積算した値等を用いて定義することができる。

さらに、上記特徴を有する冷凍サイクル装置において、蒸発圧力調整弁（１９）は、冷媒蒸発圧力（Ｐｅ）の上昇に伴って、その内部の冷媒通路面積が増加する構成になっており、冷媒蒸発圧力（Ｐｅ）の上昇に伴って冷媒通路面積が増加する際の増加度合は、冷媒蒸発圧力（Ｐｅ）の上昇に比例して線形的に冷媒通路面積が増加する際の増加度合よりも大きくなっていてもよい。

これによれば、後述する実施形態に説明するように、蒸発圧力調整弁（１９）の冷媒通路面積が、蒸発器（１８）を流通する冷媒流量の増加に比例して線形的に増加する場合に対して、蒸発器（１８）を流通する冷媒流量の増加に伴う設定圧力（Ｐｓｅｔ）の上昇度合を低下させることができる。

その結果、目標蒸発圧力（ＰＥＯ）が設定圧力（Ｐｓｅｔ）よりも高くなる冷媒流量の範囲を拡大して、圧縮機（１１）の消費動力を不必要に増加させることなく、蒸発器（１８）に要求される冷却能力を発揮させることのできる冷媒流量の範囲を拡大することができる。

さらに、上記特徴を有する冷凍サイクル装置において、吐出能力制御手段（４０ａ）は、蒸発圧力調整弁（１９）が内部の冷媒通路面積を減少させることを抑制するように、圧縮機（１１）の作動を制御するものであってもよい。これによれば、設定圧力（Ｐｓｅｔ）が目標蒸発圧力（ＰＥＯ）よりも高くなっている際に、冷媒蒸発圧力（Ｐｅ）を容易に設定圧力（Ｐｓｅｔ）に近づけることができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

第１実施形態に係る車両用空調装置の全体構成図である。 第１実施形態の蒸発圧力調整弁の軸方向断面図である。 第１実施形態の蒸発圧力調整弁の筒状弁体部の側面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。 第１実施形態の蒸発圧力調整弁における筒状弁体部の変位量と冷媒通路面積との関係を示すグラフである。 第１実施形態の蒸発圧力調整弁における冷媒流量と設定圧力との関係を示すグラフである。 第１実施形態の車両用空調装置の電気制御部を示すブロック図である。 第１実施形態の車両用空調装置の制御処理を示すフローチャートである。 第１実施形態の車両用空調装置の制御処理のうち、運転モードを決定するためのフローチャートである 第１実施形態の各運転モードにおける各種空調制御機器の作動状態を示す図表である。 第２実施形態の車両用空調装置の制御処理の要部を説明するためのフローチャートである。 第２実施形態の蒸発圧力調整弁における冷媒流量と設定圧力との関係を示すグラフである。

（第１実施形態）
図１〜図１０を用いて、本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態では、本発明に係る冷凍サイクル装置１０を、走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得る電気自動車の車両用空調装置１に適用している。この冷凍サイクル装置１０は、車両用空調装置１において、空調対象空間である車室内へ送風される送風空気を冷却あるいは加熱する機能を果たす。従って、本実施形態の熱交換対象流体は、送風空気である。

さらに、本実施形態の冷凍サイクル装置１０は、送風空気を加熱して車室内を暖房する暖房モードの冷媒回路、冷却して除湿された送風空気を再加熱して車室内の除湿暖房を行う除湿暖房モードの冷媒回路、および送風空気を冷却して車室内を冷房する冷房モードの冷媒回路に切替可能に構成されている。

なお、図１では、暖房モードの冷媒回路における冷媒の流れを黒塗り矢印で示し、除湿暖房モードの冷媒回路における冷媒の流れを斜線ハッチング付き矢印で示し、さらに、冷房モードの冷媒回路における冷媒の流れを白抜き矢印で示している。

また、この冷凍サイクル装置１０では、冷媒としてＨＦＣ系冷媒（具体的には、Ｒ１３４ａ）を採用しており、高圧側冷媒圧力Ｐｄが冷媒の臨界圧力を超えない蒸気圧縮式の亜臨界冷凍サイクルを構成している。もちろん、冷媒としてＨＦＯ系冷媒（例えば、Ｒ１２３４ｙｆ）等を採用してもよい。さらに、冷媒には圧縮機１１を潤滑するための冷凍機油が混入されており、冷凍機油の一部は冷媒とともにサイクルを循環している。

冷凍サイクル装置１０の構成機器のうち、圧縮機１１は、車両ボンネット内に配置されて、冷凍サイクル装置１０において冷媒を吸入し、圧縮して吐出するもので、吐出容量が固定された固定容量型の圧縮機構を電動モータにて駆動する電動圧縮機として構成されている。この圧縮機構としては、具体的に、スクロール型圧縮機構、ベーン型圧縮機構等の各種圧縮機構を採用することができる。

電動モータは、後述する空調制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動（回転数）が制御されるもので、交流モータ、直流モータのいずれの形式を採用してもよい。そして、空調制御装置４０が電動モータの回転数を制御することによって、圧縮機構の冷媒吐出能力が変更される。従って、本実施形態では、電動モータが圧縮機構の吐出能力変更手段を構成している。

圧縮機１１の吐出口側には、室内凝縮器１２の冷媒入口側が接続されている。室内凝縮器１２は、後述する室内空調ユニット３０のケーシング３１内に配置されて、圧縮機１１から吐出された吐出冷媒（高圧冷媒）と後述する室内蒸発器１８を通過した送風空気とを熱交換させて、送風空気を加熱する加熱用熱交換器（放熱器）である。

室内凝縮器１２の冷媒出口側には、除湿暖房モード時に室内凝縮器１２から流出した冷媒の流れを分岐する第１三方継手１３ａの１つの冷媒流入出口が接続されている。このような三方継手は、管径の異なる配管を接合して形成してもよいし、金属ブロックや樹脂ブロックに複数の冷媒通路を設けて形成してもよい。なお、後述する第２〜第４三方継手１３ｂ〜１３ｄについても、その基本的構成は第１三方継手１３ａと同様である。

第１三方継手１３ａの別の冷媒流入出口には、室内凝縮器１２から流出した冷媒を、室外熱交換器１６の冷媒入口側へ導く第１冷媒通路１４ａが接続されている。また、第１三方継手１３ａのさらに別の冷媒流入出口には、室内凝縮器１２から流出した冷媒を、後述する第３冷媒通路１４ｃに配置された第２膨張弁１５ｂの入口側（具体的には、第３三方継手１３ｃの１つの冷媒流入出口）へ導く第２冷媒通路１４ｂが接続されている。

第１冷媒通路１４ａには、暖房モード時および除湿暖房モード時に、室内凝縮器１２から流出した冷媒を減圧させる室外器用減圧手段としての第１膨張弁１５ａが配置されている。第１膨張弁１５ａは、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体の絞り開度を変化させるステッピングモータからなる電動アクチュエータとを有して構成される可変絞り機構である。

さらに、第１膨張弁１５ａは、絞り開度を全開にすることによって、冷媒減圧作用を殆ど発揮することなく単なる冷媒通路として機能する全開機能付きの可変絞り機構として構成されている。なお、第１膨張弁１５ａは、空調制御装置４０から出力される制御信号（制御パルス）によって、その作動が制御される。

第１膨張弁１５ａの出口側には、室外熱交換器１６の冷媒入口側が接続されている。室外熱交換器１６は、車両ボンネット内の車両前方側に配置されて、内部を流通する冷媒と図示しない送風ファンから送風された車室外空気（外気）とを熱交換させるものである。送風ファンは、空調制御装置４０から出力される制御電圧によって回転数（送風能力）が制御される電動送風機である。

室外熱交換器１６の冷媒出口側には、第２三方継手１３ｂの１つの冷媒流入出口が接続されている。第２三方継手１３ｂの別の冷媒流入出口には、室外熱交換器１６から流出した冷媒を、室内蒸発器１８の冷媒入口側へ導く第３冷媒通路１４ｃが接続されている。また、第２三方継手１３ｂのさらに別の冷媒流入出口には、室外熱交換器１６から流出した冷媒を、後述するアキュムレータ２０の入口側（具体的には、第４三方継手１３ｄの１つの冷媒流入出口）へ導く第４冷媒通路１４ｄが接続されている。

第３冷媒通路１４ｃには、第２三方継手１３ｂ側から室内蒸発器１８側へ冷媒が流れることのみを許容する逆止弁１７、前述した第２冷媒通路１４ｂが接続される第３三方継手１３ｃ、並びに、除湿暖房モード時および冷房モード時に、室外熱交換器１６から流出して、室内蒸発器１８へ流入する冷媒を減圧させる減圧手段としての第２膨張弁１５ｂが、冷媒流れに対してこの順に配置されている。

第２膨張弁１５ｂの基本的構成は、第１膨張弁１５ａと同様である。さらに、本実施形態の第２膨張弁１５ｂは、絞り開度を全開した際に室外熱交換器１６から室内蒸発器１８へ至る冷媒通路を全開する全開機能のみならず、絞り開度を全閉した際に当該冷媒通路を閉塞する全閉機能付きの可変絞り機構で構成されている。

従って、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、第２膨張弁１５ｂを全閉として第３冷媒通路１４ｃを閉じることによって、冷媒回路を切り替えることができる。換言すると、第２膨張弁１５ｂは、冷媒減圧手段としての機能を果たすとともに、サイクルを循環する冷媒の冷媒回路を切り替える冷媒回路切替手段としての機能を兼ね備えている。

室内蒸発器１８は、室内空調ユニット３０のケーシング３１内のうち、室内凝縮器１２の送風空気流れ上流側に配置され、冷房モード時および除湿暖房モード時に、内部を流通する低圧冷媒を室内凝縮器１２通過前の送風空気と熱交換させて蒸発させ、冷媒に吸熱作用を発揮させることにより送風空気を冷却する冷却用熱交換器（蒸発器）である。

室内蒸発器１８の冷媒出口側には、蒸発圧力調整弁１９の流入口側が接続されている。蒸発圧力調整弁１９は、室内蒸発器１８の着霜（フロスト）を抑制するために、室内蒸発器１８における冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）を予め定めた基準蒸発圧力（基準蒸発温度）以上に維持する機能を果たすものである。

なお、本実施形態では、冷媒としてＲ１３４ａを採用し、基準蒸発温度を０℃よりも僅かに高い値に決定しているので、基準蒸発圧力は、０．２９３ＭＰａより僅かに高い値となる。この蒸発圧力調整弁１９の詳細構成については後述する。

蒸発圧力調整弁１９の出口側には、前述した第４冷媒通路１４ｄが接続される第４三方継手１３ｄが接続されている。さらに、第４三方継手１３ｄの別の冷媒流入出口には、アキュムレータ２０の入口側が接続されている。

また、第２三方継手１３ｂと第４三方継手１３ｄとを接続する第４冷媒通路１４ｄには、第４冷媒通路１４ｄを開閉する第１開閉弁２１が配置されている。この第１開閉弁２１は、空調制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動が制御される電磁弁であって、冷媒回路切替手段としての機能を果たす。

同様に、第１三方継手１３ａと第３三方継手１３ｃとを接続する第２冷媒通路１４ｂには、第２冷媒通路１４ｂを開閉する第２開閉弁２２が配置されている。この第２開閉弁２２の基本的構成は、第１開閉弁２１と同様である。さらに、第２開閉弁２２は、第２膨張弁１５ｂおよび第１開閉弁２１とともに冷媒回路切替手段としての機能を果たす。

アキュムレータ２０は、内部に流入した冷媒の気液を分離して、サイクル内の余剰冷媒を蓄える気液分離手段である。アキュムレータ２０の気相冷媒出口には、圧縮機１１の吸入口側が接続されている。従って、アキュムレータ２０は、圧縮機１１に液相冷媒が吸入されることを抑制し、圧縮機１１における液圧縮を防止する機能を果たす。

次に、図２〜図６を用いて、蒸発圧力調整弁１９の詳細構成について説明する。蒸発圧力調整弁１９は、純機械的機構で構成されている。具体的には、蒸発圧力調整弁１９は、複数の金属部材を組み合わせることによって構成されたボデー９１を有し、このボデー９１の内部に形成された冷媒通路内に、筒状弁体部９２、ベローズ９３、スプリング９４等を配置することによって構成されている。

ボデー９１は、蒸発圧力調整弁１９の外殻を形成するもので、筒状に形成されている。筒状に形成されたボデー９１の軸方向一端側には、室内蒸発器１８の冷媒出口側に接続される流入口９１ａが設けられ、軸方向他端側には、アキュムレータ２０の入口側に接続される流出口９１ｂが設けられている。

さらに、ボデー９１の流入口９１ａの冷媒流れ下流側には、シリンダ部９１ｃが形成されている。シリンダ部９１ｃの内部には円柱状の空間が形成されており、この円柱状の空間には、筒状弁体部９２の円筒状部９２ａが軸方向に摺動可能に嵌め込まれている。つまり筒状弁体部９２の円筒状部９２ａの外径寸法とシリンダ部９１ｃの内径寸法は、隙間バメの寸法関係となっている。

筒状弁体部９２は、図２〜図４に示すように、有底円筒状（カップ状）の金属部材で形成されており、軸方向他端側（流出口９１ｂ側）に配置される底面には軸方向に垂直に広がる鍔部９２ｂが設けられている。鍔部９２ｂは、シリンダ部９１ｃの最下流側端部に当接して筒状弁体部９２の変位を規制する部位である。さらに、筒状弁体部９２の円筒状部９２ａの側面には、その内周側と外周側とを連通させる複数（本実施形態では６つ）の連通穴９２ｃが形成されている。

そして、筒状弁体部９２が軸方向一端側（流入口９１ａ側）へ変位して鍔部９２ｂがシリンダ部９１ｃの最下流側端部に当接している状態では、連通穴９２ｃがシリンダ部９１ｃの内周壁面によって閉塞され、流入口９１ａと流出口９１ｂとの連通が遮断される。この状態から筒状弁体部９２が軸方向他端側へ変位して変位量Ｌが増加すると、連通穴９２ｃがシリンダ部９１ｃから露出して、流出口９１ｂと流出口９１ｂが連通穴９２ｃを介して連通する。

さらに、筒状弁体部９２の変位量Ｌの増加に伴って、連通穴９２ｃのうちシリンダ部９１ｃから露出する部位の面積が増加する。本実施形態では、このように筒状弁体部９２を変位させることによって、蒸発圧力調整弁１９内の冷媒通路面積を変化させている。つまり、本実施形態のシリンダ部９１ｃおよび筒状弁体部９２は、いわゆるスライド弁を構成している。

ベローズ９３は、筒状弁体部９２の変位方向（ボデー９１の軸方向）に伸縮自在に形成された金属製の中空筒状部材であり、筒状弁体部９２の冷媒流れ下流側に配置されている。さらに、ベローズ９３の軸方向一端側は、筒状弁体部９２に連結されており、ベローズ９３の軸方向他端側は、ボデー９１側に固定されている。

ベローズ９３の内部空間には、スプリング９４が配置されている。スプリング９４は、筒状弁体部９２の変位方向に伸びる円筒コイルバネで構成されており、ベローズ９３とともに、筒状弁体部９２を閉弁方向（流入口９１ａ側へ向かう方向）に付勢する荷重をかけている。なお、ベローズ９３およびスプリング９４が筒状弁体部９２に付勢する荷重は、調整ネジ９４ａによって調整することができる。

従って、本実施形態の筒状弁体部９２は、流入口９１ａ側の冷媒圧力（室内蒸発器１８における冷媒蒸発圧力）、流出口９１ｂ側の冷媒圧力（圧縮機１１の吸入側冷媒圧力、すなわちアキュムレータ２０内の冷媒圧力）、さらに、ベローズ９３およびスプリング９４による荷重を受ける。

そして、筒状弁体部９２が、これらの荷重が釣り合う位置に変位することによって、蒸発圧力調整弁１９内の冷媒通路面積が調整される。より具体的には、筒状弁体部９２が受ける荷重の釣り合いは、以下数式Ｆ１で表すことができる。
Ｐ１×Ａ１＋Ｐ２×Ａ２＝Ｋ×Ｌ＋Ｐ２×Ａ１＋Ｆ０…（Ｆ１）
ここで、Ｐ１は流入口９１ａ側の冷媒圧力であり、Ｐ２は流出口９１ｂ側の冷媒圧力、Ａ１は筒状弁体部９２の受圧面積、Ａ２はベローズ９３の受圧面積、Ｋはベローズ９３およびスプリング９４の合計バネ定数、Ｌは筒状弁体部９２の変位量、Ｆ０は調整ネジ９４ａによって調整されたベローズ９３およびスプリング９４の初期荷重である。

さらに、本実施形態の蒸発圧力調整弁１９では、Ａ１≒Ａ２となっているので、数式Ｆ１は、以下数式Ｆ２の如く変形することができる。
Ｐ１＝Ｋ／Ａ１×Ｌ＋Ｆ０／Ａ１…（Ｆ２）
この数式Ｆ２によれば、流入口９１ａ側の冷媒圧力Ｐ１は、変位量Ｌの増加に伴って増加することが判る。また、前述の如く、変位量Ｌの増加に伴って蒸発圧力調整弁１９内の冷媒通路面積が増加し、室内蒸発器１８を流通する冷媒流量も増加する。

従って、本実施形態の蒸発圧力調整弁１９は、室内蒸発器１８を流通する冷媒流量（蒸発圧力調整弁１９を流通する冷媒流量）の増加に伴って、流入口９１ａ側の冷媒圧力Ｐ１を上昇させる構成になっている。つまり、本実施形態の蒸発圧力調整弁１９は、流入口９１ａ側の冷媒圧力Ｐ１の上昇に比例して変位量Ｌが増加し、流入口９１ａ側の冷媒圧力Ｐ１の上昇に伴って蒸発圧力調整弁１９内の冷媒通路面積が増加する構成になっている。

さらに、本実施形態の複数の連通穴９２ｃは、図３の側面図から明らかなように、それぞれ流出口９１ｂ側に頂点を有する二等辺三角形状に形成されている。つまり、連通穴９２ｃは、筒状弁体部９２の開弁方向（流出口９１ｂ側へ向かう方向）に向かって、徐々に縮小する形状に形成されている。

換言すると、筒状弁体部９２の閉弁方向（流入口９１ａ側へ向かう方向）に向かって、図４に示す軸方向垂直断面における連通穴９２ｃの周方向ＬＣの長さが徐々に長くなる形状に形成されている。より具体的には、本実施形態では、筒状弁体部９２の変位量Ｌと冷媒通路面積の平方根が比例して変化する関係になるように、連通穴９２ｃの形状が決定されている。

このため、本実施形態の蒸発圧力調整弁１９では、図５の太実線で示す筒状弁体部９２の変位量Ｌの増加（すなわち、流入口９１ａ側の冷媒圧力Ｐ１の上昇）に伴う冷媒通路面積の増加度合が、図５の太破線に示す筒状弁体部９２の変位量Ｌの増加に比例して線形的に冷媒通路面積を増加させるもの（以下、比較例という。）の増加度合よりも、全域に亘って大きくなっている。

従って、本実施形態の蒸発圧力調整弁１９では、図６の太実線に示すように、室内蒸発器１８を流通する冷媒流量の増加に伴う設定圧力Ｐｓｅｔの上昇度合が、図６の太破線に示す比較例の設定圧力Ｐｓｅｔの上昇度合よりも。全域に亘って小さくなる。

なお、本実施形態の設定圧力Ｐｓｅｔとは、全開状態となっている（変位量Ｌが最大変位量となっている）蒸発圧力調整弁１９が、室内蒸発器１８における冷媒蒸発圧力を基準蒸発圧力以上に維持するために、冷媒通路面積の縮小を開始させる際（筒状弁体部９２の閉弁方向への変位を開始させる際）の流入口９１ａ側の冷媒圧力（室内蒸発器１８における冷媒蒸発圧力）である。

より具体的に説明すると、この蒸発圧力調整弁１９では、冷凍サイクル装置１０を冷房モードや除湿暖房モードで作動させると、作動開始直後に筒状弁体部９２の変位量Ｌが最大変位量となる。

その後、圧縮機１１の回転数の増加に伴って、流出口９１ｂ側の冷媒圧力Ｐ２が低下すると、流入口９１ａ側の冷媒圧力Ｐ１が基準蒸発圧力以上に維持されるように、ベローズ９３およびスプリング９４の荷重によって筒状弁体部９２を閉弁方向（流入口９１ａ側へ向かう方向）へ変位させる。

そして、筒状弁体部９２が閉弁方向に変位を開始する際の流入口９１ａ側の冷媒圧力Ｐ１が、設定圧力Ｐｓｅｔとなる。さらに、この設定圧力Ｐｓｅｔは、図６に示すように、室内蒸発器１８を流通する冷媒流量の増加に伴って上昇する。

次に、図１に示す室内空調ユニット３０について説明する。室内空調ユニット３０は、冷凍サイクル装置１０によって温度調整された送風空気を車室内へ吹き出すためのもので、車室内最前部の計器盤（インストルメントパネル）の内側に配置されている。さらに、室内空調ユニット３０は、その外殻を形成するケーシング３１内に送風機３２、室内蒸発器１８、室内凝縮器１２等を収容することによって構成されている。

ケーシング３１は、車室内に送風される送風空気の空気通路を形成するもので、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂（例えば、ポリプロピレン）にて成形されている。このケーシング３１内の送風空気流れ最上流側には、ケーシング３１内へ内気（車室内空気）と外気（車室外空気）とを切替導入する内外気切替手段としての内外気切替装置３３が配置されている。

内外気切替装置３３は、ケーシング３１内へ内気を導入させる内気導入口および外気を導入させる外気導入口の開口面積を、内外気切替ドアによって連続的に調整して、内気の風量と外気の風量との風量割合を連続的に変化させるものである。内外気切替ドアは、内外気切替ドア用の電動アクチュエータによって駆動され、この電動アクチュエータは、空調制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。

内外気切替装置３３の送風空気流れ下流側には、内外気切替装置３３を介して吸入した空気を車室内へ向けて送風する送風手段としての送風機（ブロワ）３２が配置されている。この送風機３２は、遠心多翼ファン（シロッコファン）を電動モータにて駆動する電動送風機であって、空調制御装置４０から出力される制御電圧によって回転数（送風量）が制御される。

送風機３２の送風空気流れ下流側には、室内蒸発器１８および室内凝縮器１２が、送風空気の流れに対して、この順に配置されている。換言すると、室内蒸発器１８は、室内凝縮器１２よりも送風空気流れ上流側に配置されている。また、ケーシング３１内には、室内蒸発器１８を通過した送風空気を、室内凝縮器１２を迂回させて下流側へ流す冷風バイパス通路３５が形成されている。

室内蒸発器１８の送風空気流れ下流側であって、かつ、室内凝縮器１２の送風空気流れ上流側には、室内蒸発器１８通過後の送風空気のうち、室内凝縮器１２を通過させる風量割合を調整するエアミックスドア３４が配置されている。

また、室内凝縮器１２の送風空気流れ下流側には、室内凝縮器１２にて加熱された送風空気と冷風バイパス通路３５を通過して室内凝縮器１２にて加熱されていない送風空気とを混合させる混合空間が設けられている。さらに、ケーシング３１の送風空気流れ最下流部には、混合空間にて混合された送風空気（空調風）を、空調対象空間である車室内へ吹き出す開口穴が配置されている。

具体的には、この開口穴としては、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すフェイス開口穴、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すフット開口穴、および車両前面窓ガラス内側面に向けて空調風を吹き出すデフロスタ開口穴（いずれも図示せず）が設けられている。これらのフェイス開口穴、フット開口穴およびデフロスタ開口穴の送風空気流れ下流側は、それぞれ空気通路を形成するダクトを介して、車室内に設けられたフェイス吹出口、フット吹出口およびデフロスタ吹出口（いずれも図示せず）に接続されている。

従って、エアミックスドア３４が、室内凝縮器１２を通過させる風量と冷風バイパス通路３５を通過させる風量との風量割合を調整することによって、混合空間にて混合される空調風の温度が調整されて、各吹出口から車室内へ吹き出される送風空気（空調風）の温度が調整されることになる。

つまり、エアミックスドア３４は、車室内へ送風される空調風の温度を調整する温度調整手段を構成している。なお、エアミックスドア３４は、エアミックスドア駆動用の電動アクチュエータによって駆動され、この電動アクチュエータは、空調制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。

また、フェイス開口穴、フット開口穴、およびデフロスタ開口穴の送風空気流れ上流側には、それぞれ、フェイス開口穴の開口面積を調整するフェイスドア、フット開口穴の開口面積を調整するフットドア、デフロスタ開口穴の開口面積を調整するデフロスタドア（いずれも図示せず）が配置されている。

これらのフェイスドア、フットドア、デフロスタドアは、開口穴モードを切り替える開口穴モード切替手段を構成するものであって、リンク機構等を介して、吹出口モードドア駆動用の電動アクチュエータに連結されて連動して回転操作される。なお、この電動アクチュエータも、空調制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。

吹出口モード切替手段によって切り替えられる吹出口モードとしては、具体的に、フェイス吹出口を全開してフェイス吹出口から車室内乗員の上半身に向けて空気を吹き出すフェイスモード、フェイス吹出口とフット吹出口の両方を開口して車室内乗員の上半身と足元に向けて空気を吹き出すバイレベルモード、フット吹出口を全開するとともにデフロスタ吹出口を小開度だけ開口して、フット吹出口から主に空気を吹き出すフットモード、およびフット吹出口およびデフロスタ吹出口を同程度開口して、フット吹出口およびデフロスタ吹出口の双方から空気を吹き出すフットデフロスタモードがある。

さらに、乗員が操作パネル６０に設けられた吹出モード切替スイッチをマニュアル操作することによって、デフロスタ吹出口を全開してデフロスタ吹出口から車両フロント窓ガラス内面に空気を吹き出すデフロスタモードとすることもできる。

次に、図７を用いて、本実施形態の電気制御部について説明する。空調制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。そして、そのＲＯＭ内に記憶された空調制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、その出力側に接続された、圧縮機１１、第１膨張弁１５ａ、第２膨張弁１５ｂ、第１開閉弁２１、第２開閉弁２２、送風機３２等の各種空調制御機器の作動を制御する。

また、空調制御装置４０の入力側には、車室内温度（内気温）Ｔｒを検出する内気温検出手段としての内気センサ５１、車室外温度（外気温）Ｔａｍを検出する外気温検出手段としての外気センサ５２、車室内へ照射される日射量Ａｓを検出する日射量検出手段としての日射センサ５３、圧縮機１１吐出冷媒の吐出冷媒温度Ｔｄを検出する吐出温度センサ５４、室内凝縮器１２の出口側冷媒圧力（高圧側冷媒圧力）Ｐｄを検出する高圧側圧力センサ５５、室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度（蒸発器温度）Ｔｅｆｉｎを検出する蒸発器温度センサ５６、室内蒸発器１８の出口側冷媒圧力（低圧側冷媒圧力）Ｐｅを検出する低圧側圧力センサ５７、混合空間から車室内へ送風される送風空気温度ＴＡＶを検出する送風空気温度センサ５８等の空調制御用のセンサ群の検出信号が入力される。

なお、本実施形態の高圧側冷媒圧力Ｐｄは、例えば、暖房モード等では、圧縮機１１の吐出口側から第１膨張弁１５ａの入口側へ至るサイクルの高圧側冷媒圧力となり、冷房モードでは、圧縮機１１の吐出口側から第２膨張弁１５ｂの入口側へ至るサイクルの高圧側冷媒圧力となる。

また、本実施形態の低圧側冷媒圧力Ｐｅは、冷房モードおよび除湿暖房モードでは、室内蒸発器１８における実際の冷媒蒸発圧力に相当する値となる。

また、本実施形態の蒸発器温度センサ５６は、室内蒸発器１８の熱交換フィン温度を検出しているが、蒸発器温度センサ５６として、室内蒸発器１８のその他の部位の温度を検出する温度検出手段を採用してもよいし、室内蒸発器１８を流通する冷媒自体の温度を直接検出する温度検出手段を採用してもよい。

また、本実施形態では、送風空気温度ＴＡＶを検出する送風空気温度センサを設けているが、この送風空気温度ＴＡＶとして、蒸発器温度Ｔｅｆｉｎ、吐出冷媒温度Ｔｄ等に基づいて算出された値を採用してもよい。

さらに、空調制御装置４０の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された操作パネル６０に設けられた各種空調操作スイッチからの操作信号が入力される。この操作パネル６０に設けられた各種空調操作スイッチとしては、具体的に、車両用空調装置１の自動制御運転を設定あるいは解除するオートスイッチ、車室内の冷房を行うことを要求する冷房スイッチ（Ａ／Ｃスイッチ）、送風機３２の風量をマニュアル設定する風量設定スイッチ、車室内の目標温度である車室内設定温度Ｔｓｅｔを設定する温度設定スイッチ、吹出モードをマニュアル設定する吹出モード切替スイッチ等がある。

なお、空調制御装置４０は、その出力側に接続された各種空調制御機器を制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、それぞれの空調制御機器の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が、それぞれの空調制御機器の作動を制御する制御手段を構成している。

例えば、本実施形態では、圧縮機１１の作動を制御する構成が吐出能力制御手段４０ａを構成し、冷媒回路切替手段を構成する第２膨張弁１５ｂ、第１開閉弁２１および第２開閉弁２２の作動を制御する構成が冷媒回路制御手段４０ｂを構成している。もちろん、吐出能力制御手段、冷媒回路制御手段等を空調制御装置４０に対して別体の制御装置で構成してもよい。

次に、図８、図９を用いて、上記構成における本実施形態の車両用空調装置１の作動について説明する。本実施形態の車両用空調装置１は、冷房モード、暖房モード、および除湿暖房モードでの運転を切り替えることができる。そして、これらの各運転モードの切り替えは、予め空調制御装置４０に記憶された空調制御プログラムが実行されることによって行われる。

図８は、この空調制御プログラムのメインルーチンとしての制御処理を示すフローチャートである。この制御処理は、操作パネル６０のオートスイッチが投入（ＯＮ）された際に実行される。なお、図８、図９に示すフローチャートの各制御ステップは、空調制御装置４０が有する各種の機能実現手段を構成している。

まず、ステップＳ１では、空調制御装置４０の記憶回路によって構成されるフラグ、タイマ等の初期化、および上述した各種電動アクチュエータを構成するステッピングモータの初期位置合わせ等のイニシャライズが行われる。なお、ステップＳ１のイニシャライズでは、フラグや演算値のうち、前回の車両用空調装置の停止時や車両システム終了時に記憶された値が読み出されるものもある。

次に、ステップＳ２では、空調制御用のセンサ群５１〜５８等の検出信号および操作パネル６０の操作信号等を読み込む。続くステップＳ３では、ステップＳ２にて読み込まれた検出信号および操作信号に基づいて、車室内へ吹き出す送風空気の目標温度である目標吹出温度ＴＡＯを算出する。

具体的には、目標吹出温度ＴＡＯは、以下数式Ｆ３によって算出される。
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ａｓ＋Ｃ…（Ｆ３）
なお、Ｔｓｅｔは温度設定スイッチによって設定された車室内設定温度、Ｔｒは内気センサ５１によって検出された車室内温度（内気温）、Ｔａｍは外気センサ５２によって検出された外気温、Ａｓは日射センサ５３によって検出された日射量である。Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓは制御ゲインであり、Ｃは補正用の定数である。

次に、ステップＳ４では、運転モードの決定がなされる。より詳細には、ステップＳ４では、図９に示すサブルーチンが実行される。まず、ステップＳ４１では、操作パネル６０の冷房スイッチが投入されているか否かが判定される。ステップＳ４１にて冷房スイッチが投入されている（ＯＮになっている）と判定された際には、ステップＳ４２へ進む。

一方、ステップＳ４１にて冷房スイッチが投入されていない（ＯＦＦになっている）と判定された際には、ステップＳ４５へ進み、運転モードが暖房モードに決定されて、ステップＳ５へ進む。

ステップＳ４２では、目標吹出温度ＴＡＯから外気温Ｔａｍを減算した値（ＴＡＯ−Ｔａｍ）が予め定めた基準冷房温度α（本実施形態では、α＝０）より低くなっているか否かが判定される。

ステップＳ４２にて、（ＴＡＯ−Ｔａｍ）＜αとなっている場合には、ステップＳ４３へ進み、運転モードが冷房モードに決定されて、ステップＳ５へ戻る。一方、ステップＳ４２にて、（ＴＡＯ−Ｔａｍ）＜αとなっていない場合には、ステップＳ４４へ進み、運転モードが除湿暖房モードに決定されて、ステップＳ５へ戻る。

続くステップＳ５では、ステップ４で決定された運転モードに応じて、第１、第２開閉弁２１、２２の開閉状態が決定される。ステップＳ６では、ステップ４で決定された運転モードに応じて、エアミックスドア３４の開度が決定される。さらに、ステップＳ７では、ステップ４で決定された運転モードに応じて、第１、第２膨張弁１５ａ、１５ｂの作動状態が決定される。

より具体的には、ステップＳ５〜Ｓ７では、図１０の図表に示すように、第１、第２開閉弁２１、２２の開閉状態、エアミックスドア３４の開度、さらに、第１、第２膨張弁１５ａ、１５ｂの作動状態が決定される。続くステップＳ８では、後述する各運転モードの詳細に記載するように、圧縮機１１の冷媒吐出能力が決定される。

そして、ステップＳ９では、ステップＳ５〜Ｓ８で決定された各種空調制御機器の作動状態が得られるように、空調制御装置４０から各種空調制御機器に対して、制御信号あるいは制御電圧が出力される。続くステップＳ１０では、制御周期τの間待機し、制御周期τの経過を判定するとステップＳ２へ戻る。

本実施形態の車両用空調装置１では、上記の如く、運転モードが決定されて、各運転モードでの運転を実行する。以下に各運転モードにおける作動を説明する。

（ａ）暖房モード
暖房モードでは、図１０の図表に示すように、空調制御装置４０が、第１開閉弁２１を開き、第２開閉弁２２を閉じ、第１膨張弁１５ａを減圧作用を発揮する絞り状態とし、第２膨張弁１５ｂを全閉状態とする。

これにより、暖房モードでは、図１の黒塗り矢印に示すように、圧縮機１１→室内凝縮器１２→第１膨張弁１５ａ→室外熱交換器１６→（第１開閉弁２１→）アキュムレータ２０→圧縮機１１の順に冷媒を循環させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。

さらに、この冷媒回路の構成で、上述のステップＳ６〜Ｓ８にて説明したように、空調制御装置４０が、暖房モード時における各種空調制御機器の作動状態（各種空調制御機器へ出力する制御信号）を決定する。

例えば、ステップＳ６にて決定されるエアミックスドア３４の電動アクチュエータへ出力される制御信号については、エアミックスドア３４が冷風バイパス通路３５を全閉とし、室内蒸発器１８通過後の送風空気の全流量が室内凝縮器１２側の空気通路を通過するように決定される。

また、ステップＳ７にて決定される第１膨張弁１５ａへ出力される制御信号については、第１膨張弁１５ａへ流入する冷媒の過冷却度が、サイクルの成績係数（ＣＯＰ）が略最大値となるように定められた目標過冷却度に近づくように決定される。

また、ステップＳ８にて決定される圧縮機１１の電動モータへ出力される制御信号については、以下のように決定される。まず、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置４０に記憶された制御マップを参照して、室内凝縮器１２における目標凝縮圧力ＰＣＯを決定する。

そして、この目標凝縮圧力ＰＣＯと高圧側圧力センサ５５によって検出された高圧側冷媒圧力Ｐｄとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法を用いて高圧側冷媒圧力Ｐｄが目標凝縮圧力ＰＣＯに近づくように、圧縮機１１の電動モータに出力される制御信号が決定される。

従って、暖房モード時の冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が室内凝縮器１２に流入する。室内凝縮器１２に流入した冷媒は、送風機３２から送風されて室内蒸発器１８を通過した送風空気と熱交換して放熱する。これにより、送風空気が加熱される。

室内凝縮器１２から流出した冷媒は、第２開閉弁２２が閉じているので、第１三方継手１３ａから第１冷媒通路１４ａ側へ流出し、第１膨張弁１５ａにて低圧冷媒となるまで減圧される。そして、第１膨張弁１５ａにて減圧された低圧冷媒は、室外熱交換器１６へ流入して、送風ファンから送風された外気から吸熱する。

室外熱交換器１６から流出した冷媒は、第１開閉弁２１が開き、第２膨張弁１５ｂが全閉状態となっているので、第２三方継手１３ｂから第４冷媒通路１４ｄ側へ流出し、アキュムレータ２０へ流入して気液分離される。そして、アキュムレータ２０にて分離された気相冷媒が圧縮機１１の吸入側から吸入されて再び圧縮機１１にて圧縮される。

以上の如く、暖房モードでは、室内凝縮器１２にて加熱された送風空気を車室内へ吹き出すことによって、車室内の暖房を行うことができる。

（ｂ）除湿暖房モード
除湿暖房モードでは、図１０の図表に示すように、空調制御装置４０が、第１開閉弁２１を開き、第２開閉弁２２を開き、第１膨張弁１５ａを絞り状態とし、第２膨張弁１５ｂを絞り状態とする。

これにより、第２除湿暖房モードでは、図１の網掛けハッチング付き矢印に示すように、圧縮機１１→室内凝縮器１２→第１膨張弁１５ａ→室外熱交換器１６→（第１開閉弁２１→）アキュムレータ２０→圧縮機１１の順に冷媒を循環させるとともに、圧縮機１１→室内凝縮器１２→（第２開閉弁２２→）第２膨張弁１５ｂ→室内蒸発器１８→蒸発圧力調整弁１９→アキュムレータ２０→圧縮機１１の順に冷媒を循環させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。

つまり、除湿暖房モードでは、室内凝縮器１２から流出した冷媒を第１膨張弁１５ａ→室外熱交換器１６→圧縮機１１の順に流すとともに、第２膨張弁１５ｂ→室内蒸発器１８→蒸発圧力調整弁１９→圧縮機１１の順に並列的に流す冷媒回路に切り替えられる。従って、除湿暖房モードの冷媒回路は、特許請求の範囲に記載された第２冷媒回路に対応している。

さらに、この冷媒回路の構成で、上述のステップＳ６〜Ｓ８にて説明したように、空調制御装置４０が、除湿暖房モード時における各種空調制御機器の作動状態を決定する。

例えば、ステップＳ６にて決定されるエアミックスドア３４の電動アクチュエータへ出力される制御信号については、暖房モードと同様に、エアミックスドア３４が冷風バイパス通路３５を全閉とし、室内蒸発器１８通過後の送風空気の全流量が室内凝縮器１２側の空気通路を通過するように決定される。

また、ステップＳ７にて決定される第１膨張弁１５ａへ出力される制御信号については、暖房モードと同様に、第１膨張弁１５ａへ流入する冷媒の過冷却度が、サイクルの成績係数（ＣＯＰ）が略最大値となるように定められた目標過冷却度に近づくように決定される。

一方、第２膨張弁１５ｂへ出力される制御信号については、室内蒸発器１８を流通する冷媒流量が適切な流量となるように決定される。具体的には、室内蒸発器１８出口側冷媒の過熱度が予め定めた基準過熱度（例えば、５℃）となるように、第２膨張弁１５ｂの絞り開度が調整される。

また、ステップＳ８にて決定される圧縮機１１の電動モータへ出力される制御信号については、暖房モードと同様に決定される。

従って、除湿暖房モード時の冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が、室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器１８にて冷却されて除湿された送風空気と熱交換して放熱する。これにより、送風空気が加熱される。

室内凝縮器１２から流出した冷媒の流れは、第２開閉弁２２が開いているので、第１三方継手１３ａにて分岐される。第１三方継手１３ａにて分岐された一方の冷媒は、第１冷媒通路１４ａ側へ流出し、第１膨張弁１５ａにて低圧冷媒となるまで減圧される。第１膨張弁１５ａにて減圧された低圧冷媒は、室外熱交換器１６へ流入して、送風ファンから送風された外気から吸熱する。

一方、第１三方継手１３ａにて分岐された他方の冷媒は、第２冷媒通路１４ｂ側へ流出する。第２冷媒通路１４ｂ側へ流出した冷媒は、逆止弁１７の作用によって、室外熱交換器１６側へ流出することはなく、第２開閉弁２２および第３三方継手１３ｃを介して第２膨張弁１５ｂへ流入する。

第２膨張弁１５ｂへ流入した冷媒は、低圧冷媒となるまで減圧される。そして、第２膨張弁１５ｂにて減圧された低圧冷媒は、室内蒸発器１８へ流入し、送風機３２から送風された送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、送風空気が冷却される。

さらに、室内蒸発器１８から流出した冷媒は、蒸発圧力調整弁１９にて減圧されて、室外熱交換器１６から流出した冷媒と同等の圧力となる。蒸発圧力調整弁１９から流出した冷媒は第４三方継手１３ｄへ流入して、室外熱交換器１６から流出した冷媒と合流する。第４三方継手１３ｄにて合流した冷媒は、アキュムレータ２０→圧縮機１１の吸入側へと流れて再び圧縮機１１にて圧縮される。

以上の如く、除湿暖房モードでは、室内蒸発器１８にて冷却されて除湿された送風空気を、室内凝縮器１２にて加熱して車室内へ吹き出すことによって、車室内の暖房を行うことができる。

この際、蒸発圧力調整弁１９の作用によって、室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度が基準蒸発温度（本実施形態では、０℃より高い値）以上に維持されるので、室内蒸発器１８の着霜を抑制することができる。

さらに、室外熱交換器１６における冷媒蒸発温度を、室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度よりも低下させることができるので、室外熱交換器１６における冷媒蒸発温度と外気温との温度差を拡大させて、室外熱交換器１６における冷媒の吸熱量を増加させることができる。

その結果、室外熱交換器１６における冷媒蒸発温度が、室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度と同様に基準蒸発温度以上となってしまうサイクル構成よりも、室内凝縮器１２における送風空気の加熱能力を増加させることができる。

（ｃ）冷房モード
冷房モードでは、図１０の図表に示すように、空調制御装置４０が、第１開閉弁２１を閉じ、第２開閉弁２２を閉じ、第１膨張弁１５ａを全開状態とし、第２膨張弁１５ｂを絞り状態とする。

これにより、冷房モードでは、図１の白抜き矢印に示すように、圧縮機１１→室内凝縮器１２→（第１膨張弁１５ａ→）室外熱交換器１６→（逆止弁１７→）第２膨張弁１５ｂ→室内蒸発器１８→蒸発圧力調整弁１９→アキュムレータ２０→圧縮機１１の順に冷媒を循環させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。従って、冷房モードの冷媒回路は、特許請求の範囲に記載された第１冷媒回路に対応している。

さらに、この冷媒回路の構成で、上述のステップＳ６〜Ｓ８にて説明したように、空調制御装置４０が、冷房モード時における各種空調制御機器の作動状態を決定する。

例えば、ステップＳ６にて決定されるエアミックスドア３４の電動アクチュエータへ出力される制御信号については、エアミックスドア３４が冷風バイパス通路３５を全開とし、室内蒸発器１８通過後の送風空気の全流量が冷風バイパス通路３５を通過するように決定される。なお、冷房モードでは、送風空気温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯに近づくようにエアミックスドア３４の開度を制御してもよい。

また、ステップＳ７にて決定される第２膨張弁１５ｂへ出力される制御信号については、第２膨張弁１５ｂへ流入する冷媒の過冷却度が、サイクルの成績係数（ＣＯＰ）が略最大値となるように定められた目標過冷却度に近づくように決定される。

また、ステップＳ８にて決定される圧縮機１１の電動モータへ出力される制御信号については、以下のように決定される。まず、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置４０に記憶された制御マップを参照して、室内蒸発器１８における目標蒸発圧力ＰＥＯを決定する。

具体的には、この制御マップでは、目標吹出温度ＴＡＯの低下に伴って、目標蒸発圧力ＰＥＯが低下するように決定する。さらに、目標蒸発圧力ＰＥＯは、室内蒸発器１８の着霜を抑制可能に決定された最低目標蒸発圧力（例えば、０．３１５Ｍｐａ、すなわち冷媒蒸発温度が２℃に相当）以上となるように決定される。従って、本実施形態では、制御ステップＳ８が、特許請求の範囲に記載された目標蒸発圧力決定手段を構成している。

そして、この目標蒸発圧力ＰＥＯと低圧側圧力センサ５７によって検出された低圧側冷媒圧力Ｐｅとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法を用いて低圧側冷媒圧力Ｐｅが目標蒸発圧力ＰＥＯに近づくように、圧縮機１１の電動モータに出力される制御信号が決定される。

ここで、上述した目標吹出温度ＴＡＯは、車室内温度を、乗員の所望の温度に相当する車室内設定温度Ｔｓｅｔに保つために決定される値である。従って、本実施形態の冷房モードのように室内蒸発器１８にて送風空気を冷却する冷凍サイクル装置１０では、目標吹出温度ＴＡＯの低下に伴って、サイクルの冷房熱負荷が増加することになる。

換言すると、目標吹出温度ＴＡＯの低下に伴って、室内蒸発器１８に要求される送風空気の冷却能力が増加することになる。つまり、本実施形態の目標蒸発圧力決定手段は、室内蒸発器１８に要求される送風空気の冷却能力の増加に伴って、目標蒸発圧力ＰＥＯを低下させるように決定している。

従って、冷房モード時の冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が室内凝縮器１２に流入する。この際、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２側の空気通路を全閉としているので、室内凝縮器１２に流入した冷媒は、殆ど送風空気と熱交換することなく、室内凝縮器１２から流出する。

室内凝縮器１２から流出した冷媒は、第２開閉弁２２が閉じているので、第１三方継手１３ａから第１冷媒通路１４ａ側へ流出し、第１膨張弁１５ａに流入する。この際、第１膨張弁１５ａが全開状態となっているので、室内凝縮器１２から流出した冷媒は、第１膨張弁１５ａにて減圧されることなく、室外熱交換器１６に流入する。

室外熱交換器１６に流入した冷媒は、室外熱交換器１６にて送風ファンから送風された外気へ放熱する。室外熱交換器１６から流出した冷媒は、第１開閉弁２１が閉じているので、第２三方継手１３ｂを介して第３冷媒通路１４ｃ側へ流入し、第２膨張弁１５ｂにて低圧冷媒となるまで減圧される。

第２膨張弁１５ｂにて減圧された低圧冷媒は、室内蒸発器１８へ流入し、送風機３２から送風された送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、送風空気が冷却される。室内蒸発器１８から流出した冷媒は、蒸発圧力調整弁１９を介してアキュムレータ２０へ流入して気液分離される。そして、アキュムレータ２０にて分離された気相冷媒が圧縮機１１の吸入側から吸入されて再び圧縮機１１にて圧縮される。

以上の如く、冷房モードでは、室内蒸発器１８にて冷却された送風空気を車室内へ吹き出すことによって、車室内の冷房を行うことができる。

従って、本実施形態の車両用空調装置１によれば、暖房モード、除湿暖房モード、および冷房モードの運転を切り替えることによって、車室内の適切な空調を実現することができる。

ここで、本実施形態の冷凍サイクル装置１０のように、冷房モード時に、室内蒸発器１８に要求される送風空気の冷却能力の増加に伴って、目標蒸発圧力ＰＥＯを低下させる構成では、室内蒸発器１８に要求される送風空気の冷却能力の増加に伴って、圧縮機１１の冷媒吐出能力（回転数）を増加させる。

ところが、蒸発圧力調整弁１９を備える冷凍サイクル装置では、図６にて説明したように、圧縮機１１の冷媒吐出能力を増加させて室内蒸発器１８を流通する冷媒流量を増加させると、蒸発圧力調整弁１９の設定圧力Ｐｓｅｔが上昇してしまうため、室内蒸発器１８における冷媒蒸発圧力（低圧側冷媒圧力Ｐｅ）も上昇してしまう。

この際、設定圧力Ｐｓｅｔが目標蒸発圧力ＰＥＯを上回っていると、圧縮機１１の冷媒吐出能力を増加させても冷媒蒸発圧力Ｐｅを目標蒸発圧力ＰＥＯとなるまで低下させることができなくなってしまうといった、いわゆる制御干渉が生じてしまう。

このような制御干渉が生じると、室内蒸発器１８における冷媒蒸発圧力Ｐｅを目標蒸発圧力ＰＥＯに近づけるために、圧縮機１１の回転数を不必要に上昇させてしまうので、圧縮機１１の消費動力を増加させてしまう。さらに、圧縮機１１の回転数の不必要な上昇は、圧縮機１１の耐久寿命に悪影響を及ぼしてしまう。

これに対して、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、蒸発圧力調整弁１９として、図５に示すように、筒状弁体部９２の変位量Ｌの増加に対する冷媒通路面積の増加度合が比較例よりも大きくなっているものを採用している。これにより、図６に示すように、室内蒸発器１８を流通する冷媒流量が増加した際の設定圧力Ｐｓｅｔの上昇度合を低下させて、設定圧力Ｐｓｅｔが目標蒸発圧力ＰＥＯよりも低くなるようにしている。

そして、冷媒蒸発圧力Ｐｅが、設定圧力Ｐｓｅｔおよび目標蒸発圧力ＰＥＯのうち高い方の値である目標蒸発圧力ＰＥＯに近づくように、圧縮機１１の作動を制御している。従って、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、上述した制御干渉が生じない。その結果、圧縮機１１の消費動力を不必要に増加させることなく、室内蒸発器１８に要求される冷却能力を発揮させることができる。

つまり、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、蒸発圧力調整弁１９における冷媒流量の増加に対する設定圧力Ｐｓｅｔの上昇特性を変化させることによって、圧縮機１１の消費動力の不必要な上昇を抑制している。また、本実施形態では、圧縮機１１の消費動力の不必要な増加を抑制可能に構成された蒸発圧力調整弁１９を備える冷凍サイクル装置を開示していると表現することもできる。

また、本実施形態の蒸発圧力調整弁１９では、シリンダ部９１ｃおよび筒状弁体部９２によってシリンダ弁を形成し、筒状弁体部９２の側面に形成された連通穴９２ｃの形状を、開弁方向へ向かって徐々に縮小する形状にしている。従って、図５の実線で示すような冷媒通路面積の増加度合を容易に実現することができる。

（第２実施形態）
第１実施形態では、室内蒸発器１８を流通する冷媒流量が増加しても、設定圧力Ｐｓｅｔが目標蒸発圧力ＰＥＯよりも低い値になる蒸発圧力調整弁１９を採用した例を説明したが、例えば、蒸発圧力調整弁１９の大きさ等に制約がある場合等には、室内蒸発器１８を流通する冷媒流量が増加した際に、設定圧力Ｐｓｅｔが目標蒸発圧力ＰＥＯを上回ってしまうおそれがある。

そこで、本実施形態では、蒸発圧力調整弁１９として、筒状弁体部９２の変位量Ｌの増加に比例して線形的に冷媒通路面積を増加させるもの（第１実施形態の比較例に相当するもの）を採用し、さらに、第１実施形態に対して、冷房モード時の制御ステップＳ８における圧縮機１１の作動状態の決定を変更している。

具体的には、本実施形態の冷房モード時の制御ステップＳ８では、図１１のフローチャートに示すように、ステップＳ８１にて、運転モードの判定を行う。ステップＳ８１にて、運転モードが暖房モードになっていると判定された場合には、ステップＳ８２へ進み、第１実施形態の暖房モードと同様に圧縮機１１の冷媒吐出能力（作動状態）が決定されて、ステップＳ９へ進む。

また、ステップＳ８１にて、運転モードが除湿暖房モードになっていると判定された場合には、ステップＳ８３へ進み、第１実施形態の除湿暖房モードと同様に圧縮機１１の冷媒吐出能力（作動状態）が決定されて、ステップＳ９へ進む。さらに、ステップＳ８１にて、運転モードが冷房モードになっていると判定された場合には、ステップＳ８４へ進む。

ステップＳ８４では、第１実施形態と同様に目標蒸発圧力ＰＥＯを決定し、続くステップＳ８５では、冷媒蒸発圧力Ｐｅが目標蒸発圧力ＰＥＯよりも高くなっているか否かが判定される。ステップＳ８５にて、冷媒蒸発圧力Ｐｅが目標蒸発圧力ＰＥＯよりも高くなっていると判定された場合は、ステップＳ８６へ進み、冷媒蒸発圧力Ｐｅが目標蒸発圧力ＰＥＯよりも高くなっていないと判定された場合は、ステップＳ８７へ進む。

ステップＳ８６では、蒸発圧力調整弁１９が作動しているか否かが判定される。ステップＳ８６にて、蒸発圧力調整弁１９が作動していると判定された場合には、ステップＳ８７へ進み、圧縮機１１の回転数を予め定めた所定量分減少させて、ステップＳ９へ進む。一方、ステップＳ８６にて、蒸発圧力調整弁１９が作動していないと判定された場合には、ステップＳ８８へ進み、圧縮機１１の回転数を予め定めた所定量分増加させて、ステップＳ９へ進む。

ここで、「蒸発圧力調整弁１９が作動している」とは、図１２において、室内蒸発器１８を流通する冷媒流量と冷媒蒸発圧力Ｐｅによって決定される点が、斜線ハッチングで示す領域にある状態を意味している。より詳細には、蒸発圧力調整弁１９が、室内蒸発器１８における冷媒蒸発圧力Ｐｅを基準蒸発圧力以上に維持するために、冷媒通路面積を最大値よりも縮小させている状態を意味している。

また、制御ステップＳ８６における判定は、図１２に示すような蒸発圧力調整弁１９における冷媒流量と設定圧力Ｐｓｅｔとの関係を予め空調制御装置４０に記憶させておくことで実現することができる。なお、本実施形態では、第１実施形態の比較例に相当する蒸発圧力調整弁１９を採用しているので、図１２の太実線で示す設定圧力Ｐｓｅｔは、図６の太破線で示す設定圧力Ｐｓｅｔと同等となっている。

その他の構成および作動は、第１実施形態と同様である。従って、本実施形態の車両用空調装置１では、第１実施形態と同様に、暖房モード、除湿暖房モード、および冷房モードの運転を切り替えることによって、車室内の空調を実現することができる。

さらに、本実施形態の冷房モードでは、冷媒蒸発圧力Ｐｅが、目標蒸発圧力ＰＥＯおよび設定圧力Ｐｓｅｔのうち高い方に近づくように圧縮機１１の作動が制御されるので、圧縮機１１の消費動力の不必要な増加を抑制することができる。

このことをより詳細に説明すると、本実施形態では、制御ステップＳ８５にて、室内蒸発器１８における冷媒蒸発圧力Ｐｅが目標蒸発圧力ＰＥＯより高くなっていると判定され、かつ、制御ステップＳ８６にて、蒸発圧力調整弁１９が作動していないと判定された際に、制御ステップＳ８８にて、圧縮機１１の回転数（冷媒吐出能力）を増加させている。

これによれば、目標蒸発圧力ＰＥＯが設定圧力Ｐｓｅｔよりも高くなっている場合には、冷媒蒸発圧力Ｐｅが目標蒸発圧力ＰＥＯに近づくように圧縮機１１の作動を制御することができる。従って、圧縮機１１の消費動力を不必要に増加させることなく、室内蒸発器１８に要求される冷却能力を発揮させることができる。

一方、制御ステップＳ８５にて、室内蒸発器１８における冷媒蒸発圧力Ｐｅが目標蒸発圧力ＰＥＯより高くなっていると判定され、かつ、制御ステップＳ８６にて、蒸発圧力調整弁１９が作動していると判定された際に、制御ステップＳ８７にて、圧縮機１１の回転数（冷媒吐出能力）を減少させている。

ここで、前述の如く、蒸発圧力調整弁１９は、室内蒸発器１８における冷媒蒸発圧力Ｐｅを基準蒸発圧力以上に維持する機能を果たすものである。従って、冷媒蒸発圧力Ｐｅが目標蒸発圧力ＰＥＯより高くなっており、かつ、蒸発圧力調整弁１９が作動している運転条件では、蒸発圧力調整弁１９の設定圧力Ｐｓｅｔが目標蒸発圧力ＰＥＯよりも高くなっていることになる。

このような運転条件では、本実施形態のように圧縮機１１の回転数を低下させることで、冷媒蒸発圧力Ｐｅを上昇させてしまうものの、室内蒸発器１８を流通する冷媒流量を低下させて、設定圧力Ｐｓｅｔを低下させることができる。さらに、蒸発圧力調整弁１９を作動していない状態（冷媒通路面積が最大となっている状態）として、冷媒蒸発圧力Ｐｅを設定圧力Ｐｓｅｔに近づけることができる。

つまり、本実施形態の冷房モードでは、設定圧力Ｐｓｅｔが目標蒸発圧力ＰＥＯよりも高くなっている場合には、蒸発圧力調整弁１９が非作動状態となるように、すなわち、蒸発圧力調整弁１９が内部の冷媒通路面積を減少させることを抑制するように、圧縮機１１の作動を制御して、冷媒蒸発圧力Ｐｅを設定圧力Ｐｓｅｔに近づけている。

従って、冷媒蒸発圧力Ｐｅを目標蒸発圧力ＰＥＯに近づけようとすることによって生じる制御干渉を回避することができ、圧縮機１１の消費動力を不必要に増加させてしまうことを容易に抑制できる。

（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。

（１）上述の各実施形態では、本発明の冷凍サイクル装置１０を、電気自動車に搭載される車両用空調装置１に適用した例を説明したが、本発明の適用はこれに限定されない。例えば、車両走行用の駆動力を内燃機関（エンジン）から得る通常の車両に搭載される車両用空調装置に適用してもよいし、走行用電動モータおよび内燃機関の双方から走行用の駆動力を得るハイブリッド車両に搭載される車両用空調装置に適用してもよい。

また、内燃機関を有する車両に適用する場合は、送風空気の補助加熱手段として内燃機関の冷却水を熱源として送風空気を加熱するヒータコアを設けてもよい。さらに、本発明の冷凍サイクル装置１０は、車両用に限定されることなく、据え置き型の空調装置等に適用してもよい。

（２）上述の各実施形態では、暖房モード、除湿暖房モード、および冷房モードの冷媒回路に切替可能な冷凍サイクル装置１０について説明したが、少なくとも上述の実施形態の冷房モードと同様の構成で、同様に作動する冷凍サイクル装置であれば、圧縮機１１の消費動力抑制効果を得ることができる。

また、上述の各実施形態で説明した冷凍サイクル装置１０において、第１、第２開閉弁２１、２２を閉じて冷房モードと同様の冷媒回路に切り替え、さらに、目標吹出温度ＴＡＯに応じて、第１膨張弁１５ａおよび第２膨張弁１５ｂの絞り開度を変更することによって、車室内の除湿暖房を行う補助除湿暖房モードの運転を行うようにしてもよい。

具体的には、補助除湿暖房モードでは、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、第１膨張弁１５ａの絞り開度を減少させるとともに、第２膨張弁１５ｂの絞り開度を増加させる。これにより、室外熱交換器１６を放熱器として機能させる状態から蒸発器として機能させる状態へ切り替えて、室内凝縮器１２における送風空気の加熱能力を変化させてもよい。

（３）上述の各実施形態では、冷房モード時に、低圧側冷媒圧力Ｐｅが目標蒸発圧力ＰＥＯに近づくように、圧縮機１１の作動を制御した例を説明したが、もちろん、冷媒圧力の検出値に代えて、冷媒温度の検出値を用いて圧縮機１１の作動を制御してもよい。

例えば、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置４０に記憶された制御マップを参照して、室内蒸発器１８における目標蒸発温度ＴＥＯを決定し、蒸発器温度センサ５６によって検出された冷媒蒸発温度（蒸発器温度）Ｔｅｆｉｎが目標蒸発温度ＴＥＯに近づくように圧縮機の作動を制御してもよい。なお、目標蒸発温度ＴＥＯは、目標吹出温度ＴＡＯの低下に伴って、低下するように決定すればよい。

また、上述の第２実施形態の制御ステップＳ８６では、蒸発圧力調整弁１９における冷媒流量と設定圧力Ｐｓｅｔとの関係を予め空調制御装置４０に記憶させておくことによって、蒸発圧力調整弁１９が作動しているか否かを判定した例を説明したが、蒸発圧力調整弁１９が作動しているか否かを判定はこれに限定されない。

例えば、蒸発圧力調整弁１９の出口側冷媒圧力Ｐｓｏを検出する出口側低圧圧力センサを設けて、低圧側冷媒圧力Ｐｅと出口側冷媒圧力Ｐｓｏとの圧力差（Ｐｅ−Ｐｅｏ）が予め定めた基準圧力差以上となっている際に、蒸発圧力調整弁１９が作動していると判定してもよい。

（４）上述の各実施形態では、暖房モード時および除湿暖房モード時に、室内凝縮器１２にて高圧冷媒と送風空気とを熱交換させることによって、送風空気を加熱した例を説明したが、室内凝縮器１２に代えて、例えば、熱媒体を循環させる熱媒体循環回路を設け、この熱媒体循環回路に高圧冷媒と熱媒体とを熱交換させる水−冷媒熱交換器、および水−冷媒熱交換器にて加熱された熱媒体と送風空気とを熱交換させて送風空気を加熱する加熱用熱交換器等を配置してもよい。

つまり、特許請求の範囲に記載された放熱器として水−冷媒熱交換器を採用し、高圧冷媒と送風空気とを熱媒体を介して間接的に熱交換させてもよい。さらに、内燃機関を有する車両に適用する場合は、内燃機関の冷却水を熱媒体として、熱媒体循環回路を流通させるようにしてもよい。また、電気自動車においては、バッテリや電気機器を冷却する冷却水を熱媒体として、熱媒体循環回路を流通させるようにしてもよい。

（５）上述の各実施形態では、圧縮機１１として電動圧縮機を採用した例を説明した、内燃機関等から回転駆動力を得る可変容量型の圧縮機を採用してもよい。また、上述の各実施形態では、各構成部材を金属で形成した蒸発圧力調整弁１９を採用した例を説明したが、例えば、筒状弁体部９２が樹脂にて形成されたものを採用してもよいし、ベローズ９３に代えて、有底円筒状（カップ状）のゴムにて形成されたベロフラムを備えるものを採用してもよい。

（６）上述の各実施形態では、制御ステップＳ８にて目標蒸発圧力決定手段を構成した例を説明したが、もちろん、別の制御ステップにて目標蒸発圧力決定手段を構成してもよい。例えば、制御ステップＳ３において、目標吹出温度ＴＡＯとともに、目標蒸発圧力ＰＥＯを決定してもよい。この場合は、制御ステップＳ３によって、目標蒸発圧力決定手段が構成されることになる。

（７）上述の各実施形態では、空調制御プログラムを実行することによって、各運転モードを切り替えた例を説明したが、各運転モードの切り替えはこれに限定されない。例えば、操作パネルに各運転モードを設定する運転モード設定スイッチを設け、当該運転モード設定スイッチの操作信号に応じて、暖房モードと冷房モードおよび除湿暖房モードを切り替えるようにしてもよい。

１１ 圧縮機
１２ 室内凝縮器（放熱器）
１５ａ 第１膨張弁（室外器用減圧手段）
１５ｂ 第２膨張弁（減圧手段）
１６ 室外熱交換器
１８ 室内蒸発器（蒸発器）
１９ 蒸発圧力調整弁
４０ａ 吐出能力制御手段

Claims (6)

1. 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
   前記圧縮機（１１）から吐出された冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（１６）と、
   前記室外熱交換器（１６）から流出した冷媒を減圧させる減圧手段（１５ｂ）と、
   前記減圧手段（１５ｂ）にて減圧された低圧冷媒と熱交換対象流体とを熱交換させて前記低圧冷媒を蒸発させる蒸発器（１８）と、
   前記蒸発器（１８）における冷媒蒸発圧力（Ｐｅ）が予め定めた基準蒸発圧力以上となるように調整する蒸発圧力調整弁（１９）と、
   前記蒸発器（１８）における目標蒸発圧力（ＰＥＯ）を決定する目標蒸発圧力決定手段（Ｓ８）と、
   前記圧縮機（１１）の作動を制御する吐出能力制御手段（４０ａ）と、を備え、
   前記目標蒸発圧力決定手段（Ｓ８）は、前記蒸発器（１８）に要求される前記熱交換対象流体の冷却能力の増加に伴って、前記目標蒸発圧力（ＰＥＯ）を低下させるように決定するものであり、
   前記蒸発圧力調整弁（１９）は、前記蒸発器（１８）を流通する冷媒流量の増加に伴って、設定圧力（Ｐｓｅｔ）が上昇する構成になっており、
   前記吐出能力制御手段（４０ａ）が前記圧縮機（１１）の作動を制御した際に、前記冷媒蒸発圧力が前記目標蒸発圧力（ＰＥＯ）および前記設定圧力（Ｐｓｅｔ）のうち高い方に近づくように調整されることを特徴とする冷凍サイクル装置。
2. 前記蒸発圧力調整弁（１９）は、前記冷媒蒸発圧力（Ｐｅ）の上昇に伴って、内部の冷媒通路面積が増加する構成になっており、
   前記冷媒蒸発圧力（Ｐｅ）の上昇に伴って前記冷媒通路面積が増加する際の増加度合は、前記冷媒蒸発圧力（Ｐｅ）の上昇に比例して線形的に前記冷媒通路面積が増加する際の増加度合よりも大きくなっていることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 前記蒸発圧力調整弁（１９）は、筒状に形成されたシリンダ部（９１ｃ）、および有底筒状に形成されて前記シリンダ部（９１ｃ）の内部に摺動可能に配置された筒状弁体部（９２）を有し、
   前記筒状弁体部（９２）の筒状部（９２ａ）の側面には、内周側と外周側とを連通させる連通穴（９２ｃ）が形成されており、
   前記連通穴（９２ｃ）の形状は、前記筒状弁体部（９２）が前記冷媒通路面積を増加させる側に変位する方向に向かって、徐々に縮小する形状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
4. 前記吐出能力制御手段（４０ａ）は、前記蒸発圧力調整弁（１９）が、内部の冷媒通路面積を減少させることを抑制するように、前記圧縮機（１１）の作動を制御するものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
5. 前記圧縮機（１１）から吐出された高圧冷媒と前記熱交換対象流体とを熱交換させる放熱器（１２）と、
   前記室外熱交換器（１６）へ流入する冷媒を減圧させる室外器用減圧手段（１５ａ）と、を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
6. サイクルの冷媒回路を切り替える冷媒回路切替手段（２１、２２）を備え、
   前記放熱器（１２）は、前記高圧冷媒と前記蒸発器（１８）通過後の前記熱交換対象流体とを熱交換させるものであり、
   前記冷媒回路切替手段（２１、２２）は、少なくとも前記圧縮機（１１）→前記室外熱交換器（１６）→前記減圧手段（１５ｂ）→前記蒸発器（１８）→前記蒸発圧力調整弁（１９）→前記圧縮機（１１）の順に冷媒を循環させる第１冷媒回路、および前記圧縮機（１１）→前記放熱器（１２）→前記減圧手段（１５ｂ）→前記蒸発器（１８）→前記蒸発圧力調整弁（１９）→前記圧縮機（１１）の順に冷媒を循環させるとともに、前記圧縮機（１１）→前記放熱器（１２）→前記室外器用減圧手段（１５ａ）→前記室外熱交換器（１６）→前記圧縮機（１１）の順に冷媒を循環させる第２冷媒回路を切替可能に構成されていることを特徴とする請求項５に記載の冷凍サイクル装置。

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