JP2022015471A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機の回転数を増減させることなく、冷凍機油を圧縮機に押し戻す。【解決手段】冷媒を圧縮して吐出する圧縮機１１と、圧縮機から吐出された冷媒を放熱させる放熱部４０、１２と、放熱部から流出した冷媒を減圧させ、開度を電気的機構によって調整する第１減圧部１４ｂと、冷媒の流れにおいて第１減圧部と並列に配置され、放熱部から流出した冷媒を減圧させる第２減圧部１４ｅ、１４ｃと、第１減圧部から流出した冷媒を蒸発させる第１蒸発部１８と、第２減圧部から流出した冷媒を蒸発させる第２蒸発部２３、１９と、第１減圧部の開度を制御する制御部６０とを備え、第２減圧部は、第２蒸発部の出口側冷媒の圧力が低下すると開度を増加させる機械的機構を有しており、制御部は、冷媒に混入されている冷凍機油が第２蒸発部に滞留したことを検知した場合、第１減圧部の開度を一時的に増加させるオイル戻し制御を行う。【選択図】図７

Description

本発明は、複数の蒸発部を有する冷凍サイクル装置に関する。

従来、特許文献１には、車両用空調装置に適用されて、空調対象空間である車室内へ送風される空気の温度を調整する冷凍サイクル装置が開示されている。

特許文献１の冷凍サイクル装置は、前席側蒸発器と後席側蒸発器とを備えている。前席側蒸発器は、車室内前席側へ送風される空気を冷却する。後席側蒸発器は、車室内後席側へ送風される空気を冷却する。

前席側蒸発器および後席側蒸発器は、冷媒の流れにおいて互いに並列に配置されている。そのため、前席側蒸発器および後席側蒸発器の両方に冷媒が流れる状態では、後席側蒸発器に流れる冷媒の流量が少なくなって後席側蒸発器や後席側蒸発器出口の低圧配管に潤滑オイル（換言すれば、冷凍機油）が溜まって、圧縮機へのオイル戻り量が不足しやすくなる。

そこで、特許文献１の冷凍サイクル装置は、前席側蒸発器および後席側蒸発器の両方に冷媒が流れる状態が所定時間継続されると、圧縮機の大吐出流量状態と小吐出流量状態とを強制的に切り替えて、サイクル内冷媒流量を増減する。

これにより、後席側蒸発器や後席側蒸発器出口の低圧配管に潤滑オイルが溜まっても、冷媒流量を急増させて停滞オイルを圧縮機に押し戻すことができる。

特開２００３－１６６７６４号公報

しかしながら、上記従来技術では、圧縮機の回転数を増減する際に圧縮機の作動音が変動して乗員に不快感を与える虞がある。

特に、電池を冷却する熱交換器が、冷媒の流れにおいて前席側蒸発器および後席側蒸発器と並列に配置されている冷凍サイクル装置においては、電池冷却負荷が高い場合、圧縮機が高回転で作動していても冷媒のほとんどが電池冷却用熱交換器へ流れ、後席側蒸発器に流れる冷媒の流量が少なくなることがある。高回転で作動している圧縮機の回転数を増減させると圧縮機の作動音の変動が許容できないレベルになりやすい。

本発明は、上記点に鑑み、圧縮機の回転数を増減させることなく、冷凍機油を圧縮機に押し戻すことのできる冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の冷凍サイクル装置は、
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
圧縮機から吐出された冷媒を放熱させる放熱部（４０、１２）と、
放熱部から流出した冷媒を減圧させ、開度を電気的機構によって調整する第１減圧部（１４ｂ）と、
冷媒の流れにおいて第１減圧部と並列に配置され、放熱部から流出した冷媒を減圧させる第２減圧部（１４ｅ、１４ｃ）と、
第１減圧部から流出した冷媒を蒸発させる第１蒸発部（１８）と、
第２減圧部から流出した冷媒を蒸発させる第２蒸発部（２３、１９）と、
第１減圧部の開度を制御する制御部（６０）とを備え、
第２減圧部は、第２蒸発部の出口側冷媒の圧力が低下すると開度を増加させる機械的機構を有しており、
制御部は、冷媒に混入されている冷凍機油が第２蒸発部に滞留したことを検知した場合、第１減圧部の開度を一時的に増加させるオイル戻し制御を行う。

これによると、第１減圧部の開度を一時的に増加させることによって、第１蒸発部の出口側冷媒圧力が上昇した後に低下するので、第２蒸発部の出口側冷媒圧力も上昇した後に低下する。第２蒸発部の出口側冷媒圧力が低下する際に第２減圧部の開度が増加するので、第２蒸発部での冷媒流量を増加させることができる。その結果、第２蒸発部に滞留した冷凍機油を圧縮機側へ戻すことができる。

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実施形態の車両用空調装置の全体構成図である。 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実施形態の制御プログラムの制御処理の一部を示すフローチャートである。 第１実施形態の制御プログラムの制御処理の一部を示すフローチャートである。 第１実施形態のデュアル冷房モードにおけるオイル戻し制御処理を示すフローチャートである。 第１実施形態のデュアル冷房モードにおける冷媒の状態の変化を示すモリエル線図である。 第１実施形態のデュアル冷房モードにおけるオイル戻し制御処理の結果を示すタイムチャートである。 第１実施形態のデュアル冷房モードにおけるオイル戻し制御処理時の第１冷房用膨張弁の開度増加量の決定に用いられる制御特性図である。 第２実施形態の車両用空調装置の全体構成図である。 第３実施形態の車両用空調装置の全体構成図である。

（第１実施形態）
図１～図８を用いて、第１実施形態を説明する。本実施形態では、本発明に係る冷凍サイクル装置１０を、電動モータから走行用の駆動力を得る電気自動車に搭載された車両用空調装置１に適用している。車両用空調装置１は、バッテリ温度調整機能付きの空調装置である。車両用空調装置１は、空調対象空間である車室内の空調を行うとともに、バッテリ８０の温度を調整する。

バッテリ８０は、電動モータ等の車載機器へ供給される電力を蓄える二次電池である。本実施形態のバッテリ８０は、リチウムイオン電池である。バッテリ８０は、複数の電池セルを積層配置し、これらの電池セルを電気的に直列あるいは並列に接続することによって形成された、いわゆる組電池である。

この種のバッテリは、低温になると出力が低下しやすく、高温になると劣化が進行しやすい。このため、バッテリの温度は、バッテリの充放電容量を充分に活用することができる適切な温度範囲内（本実施形態では、１５℃以上、かつ、５５℃以下）に維持されている必要がある。

そこで、車両用空調装置１では、冷凍サイクル装置１０によって生成された冷熱によってバッテリ８０を冷却することができるようになっている。本実施形態の冷凍サイクル装置１０における冷却対象物は、空気およびバッテリ８０である。

車両用空調装置１は、図１の全体構成図に示すように、冷凍サイクル装置１０、室内空調ユニット３０、高温側熱媒体回路４０、低温側熱媒体回路５０、後席側空調ユニット９０等を備えている。

冷凍サイクル装置１０は、車室内の空調を行うために、車室内へ送風される空気を冷却し、高温側熱媒体回路４０を循環する高温側熱媒体を加熱する。冷凍サイクル装置１０は、バッテリ８０を冷却するために、低温側熱媒体回路５０を循環する低温側熱媒体を冷却する。

冷凍サイクル装置１０は、車室内の空調を行うために、様々な運転モード用の冷媒回路を切替可能である。例えば、冷房モードの冷媒回路、除湿暖房モードの冷媒回路、暖房モードの冷媒回路等を切替可能である。冷凍サイクル装置１０は、空調用の各運転モードにおいて、バッテリ８０を冷却する運転モードとバッテリ８０の冷却を行わない運転モードとを切替可能である。

冷凍サイクル装置１０では、冷媒としてＨＦＯ系冷媒（具体的には、Ｒ１２３４ｙｆ）を採用しており、圧縮機１１から吐出された吐出冷媒の圧力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。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いる。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、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。圧縮機１１は、車室の前方に配置されて電動モータ等が収容される駆動装置室内に配置されている。圧縮機１１は、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回転駆動する電動圧縮機である。圧縮機１１は、図２に示すサイクル制御装置６０から出力される制御信号によって、回転数（すなわち、冷媒吐出能力）が制御される。

図１に示すように、圧縮機１１の吐出口には、水冷媒熱交換器１２の冷媒通路の入口側が接続されている。水冷媒熱交換器１２は、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒を流通させる冷媒通路と、高温側熱媒体回路４０を循環する高温側熱媒体を流通させる水通路とを有している。水冷媒熱交換器１２は、冷媒通路を流通する高圧冷媒と、水通路を流通する高温側熱媒体とを熱交換させて、高温側熱媒体を加熱する加熱用の熱交換器である。

水冷媒熱交換器１２の冷媒通路の出口には、互いに連通する３つの流入出口を有する第１三方継手１３ａの流入口側が接続されている。このような三方継手としては、複数の配管を接合して形成されたものや、金属ブロックや樹脂ブロックに複数の冷媒通路を設けることによって形成されたものを採用することができる。

冷凍サイクル装置１０は、第２～第８三方継手１３ｂ～１３ｈを備えている。これらの第２～第８三方継手１３ｂ～１３ｈ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の一方の流出口には、暖房用膨張弁１４ａの入口側が接続されている。第１三方継手１３ａの他方の流出口には、バイパス通路２２ａを介して、第２三方継手１３ｂの一方の流入口側が接続されている。バイパス通路２２ａには、除湿用開閉弁１５ａが配置されている。

除湿用開閉弁１５ａは、バイパス通路２２ａを開閉する電磁弁である。冷凍サイクル装置１０は、暖房用開閉弁１５ｂを備えている。暖房用開閉弁１５ｂの基本的構成は、除湿用開閉弁１５ａと同様である。

除湿用開閉弁１５ａおよび暖房用開閉弁１５ｂは、冷媒通路を開閉することで、各運転モードの冷媒回路を切り替えることができる。除湿用開閉弁１５ａおよび暖房用開閉弁１５ｂは、サイクルの冷媒回路を切り替える冷媒回路切替部である。除湿用開閉弁１５ａおよび暖房用開閉弁１５ｂは、サイクル制御装置６０から出力される制御電圧によって制御される。

暖房用膨張弁１４ａは、少なくとも車室内の暖房を行う運転モード時に、水冷媒熱交換器１２の冷媒通路から流出した高圧冷媒を減圧させるとともに、下流側へ流出させる冷媒の流量（質量流量）を調整する暖房用減圧部である。暖房用膨張弁１４ａは、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体の開度を変化させる電動アクチュエータ（換言すれば電気的機構）とを有して構成される電気式の可変絞り機構（換言すれば、電気式膨張弁）である。

冷凍サイクル装置１０は、第１冷房用膨張弁１４ｂおよび冷却用膨張弁１４ｃを備えている。第１冷房用膨張弁１４ｂおよび冷却用膨張弁１４ｃの基本的構成は、暖房用膨張弁１４ａと同様である。

暖房用膨張弁１４ａ、第１冷房用膨張弁１４ｂおよび冷却用膨張弁１４ｃは、弁開度を全開にすることで流量調整作用および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、および弁開度を全閉にすることで冷媒通路を閉塞する全閉機能を有している。

この全開機能および全閉機能によって、暖房用膨張弁１４ａ、第１冷房用膨張弁１４ｂおよび冷却用膨張弁１４ｃは、各運転モードの冷媒回路を切り替えることができる。暖房用膨張弁１４ａ、第１冷房用膨張弁１４ｂおよび冷却用膨張弁１４ｃは、冷媒回路切替部として機能する。暖房用膨張弁１４ａ、第１冷房用膨張弁１４ｂおよび冷却用膨張弁１４ｃは、サイクル制御装置６０から出力される制御信号（制御パルス）によって制御される。

暖房用膨張弁１４ａの出口には、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、暖房用膨張弁１４ａから流出した冷媒と図示しない冷却ファンにより送風された外気とを熱交換させる熱交換器である。室外熱交換器１６は、駆動装置室内の前方側に配置されている。このため、車両走行時には、室外熱交換器１６に走行風を当てることができる。

室外熱交換器１６の冷媒出口には、第３三方継手１３ｃの流入口側が接続されている。第３三方継手１３ｃの一方の流出口には、暖房用通路２２ｂを介して、第４三方継手１３ｄの一方の流入口側が接続されている。暖房用通路２２ｂには、この冷媒通路を開閉する暖房用開閉弁１５ｂが配置されている。

第３三方継手１３ｃの他方の流出口には、第２三方継手１３ｂの他方の流入口側が接続されている。第３三方継手１３ｃの他方の流出口側と第２三方継手１３ｂの他方の流入口側とを接続する冷媒通路には、逆止弁１７ａが配置されている。逆止弁１７ａは、第３三方継手１３ｃ側から第２三方継手１３ｂ側へ冷媒が流れることを許容し、第２三方継手１３ｂ側から第３三方継手１３ｃ側へ冷媒が流れることを禁止する。

第２三方継手１３ｂの流出口には、第５三方継手１３ｅの流入口側が接続されている。第５三方継手１３ｅの一方の流出口には、第７三方継手１３ｇの流入口側が接続されている。第７三方継手１３ｇの一方の流出口には、第１冷房用膨張弁１４ｂの入口側が接続されている。第７三方継手１３ｇの他方の流出口には、第２冷房用膨張弁１４ｅの第１入口側が接続されている。第５三方継手１３ｅの他方の流出口には、冷却用膨張弁１４ｃの入口側が接続されている。

第１冷房用膨張弁１４ｂは、少なくとも車室内の冷房を行う運転モード時に、室外熱交換器１６から流出した冷媒を減圧させるとともに、下流側へ流出させる冷媒の流量を調整する空調用減圧部である。第１冷房用膨張弁１４ｂは第１減圧部である。

第１冷房用膨張弁１４ｂの出口には、室内蒸発器１８の冷媒入口側が接続されている。室内蒸発器１８は、室内空調ユニット３０の空調ケース３１内に配置されている。室内蒸発器１８は、第１冷房用膨張弁１４ｂにて減圧された低圧冷媒と送風機３２から送風された空気とを熱交換させて低圧冷媒を蒸発させ、低圧冷媒に吸熱作用を発揮させることによって空気を冷却する空調用蒸発部である。室内蒸発器１８は第１蒸発部である。室内蒸発器１８の冷媒出口には、蒸発圧力調整弁２０の入口側が接続されている。蒸発圧力調整弁２０は、室内蒸発器１８の着霜を抑制するために、室内蒸発器１８における冷媒蒸発圧力を、予め定めた基準圧力以上に維持する。蒸発圧力調整弁２０は、室内蒸発器１８の出口側冷媒の圧力の上昇に伴って、弁開度を増加させる機械式の可変絞り機構である。

これにより、蒸発圧力調整弁２０は、室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度を、室内蒸発器１８の着霜を抑制可能な着霜抑制温度（本実施形態では、１℃）以上に維持している。

蒸発圧力調整弁２０の出口には、第８三方継手１３ｈの一方の流入口側が接続されている。第８三方継手１３ｈの流出口には、第６三方継手１３ｆの一方の流入口側が接続されている。

第２冷房用膨張弁１４ｅは、少なくとも車室内後席側空間の冷房を行う運転モード時に、室外熱交換器１６から流出した冷媒を減圧させるとともに、下流側へ流出させる冷媒の流量を調整する空調用減圧部である。第２冷房用膨張弁１４ｅは第２減圧部である。第２冷房用膨張弁１４ｅの第１出口には、後席側蒸発器２３の冷媒入口側が接続されている。後席側蒸発器２３は、後席側空調ユニット９０の後席側空調ケース９１内に配置されている。後席側蒸発器２３は、第２冷房用膨張弁１４ｅにて減圧された低圧冷媒と後席側送風機９２から送風された空気とを熱交換させて低圧冷媒を蒸発させ、低圧冷媒に吸熱作用を発揮させることによって空気を冷却する空調用蒸発部である。後席側蒸発器２３は第２蒸発部である。後席側蒸発器２３の冷媒出口には、第２冷房用膨張弁１４ｅの第２入口側が接続されている。第２冷房用膨張弁１４ｅの第２出口には、第８三方継手１３ｈの他方の流入口側が接続されている。

第２冷房用膨張弁１４ｅは、機械式膨張弁である。第２冷房用膨張弁１４ｅは、電力の供給を必要としない機械的機構によって絞り開度を変化させる可変絞り機構を有している。

具体的には、第２冷房用膨張弁１４ｅは、後席側蒸発器２３の出口側冷媒の温度および圧力に応じて変形する変形部材（具体的には、ダイヤフラム）を有する感温部と、変形部材の変形に応じて変位して絞り開度を変化させる弁体部とを有している温度式膨張弁である。このような第２冷房用膨張弁１４ｅは、後席側蒸発器２３の出口側冷媒の過熱度が予め定めた基準過熱度（換言すれば、目標過熱度）に近づくように、絞り開度を変化させることとなる。第２冷房用膨張弁１４ｅは、後席側蒸発器２３の出口側冷媒の圧力が低下すると絞り開度を増加させることとなる。

後席用開閉弁１５ｃは、第７三方継手１３ｇの他方の流出口側と第２冷房用膨張弁１４ｅの第１入口側とを接続する冷媒通路を開閉する電磁弁である。後席用開閉弁１５ｃの基本的構成は、除湿用開閉弁１５ａと同様である。

冷却用膨張弁１４ｃは、少なくともバッテリ８０の冷却を行う運転モード時に、室外熱交換器１６から流出した冷媒を減圧させるとともに、下流側へ流出させる冷媒の流量を調整する電池用減圧部である。

冷却用膨張弁１４ｃの出口には、チラー１９の冷媒通路の入口側が接続されている。チラー１９は、冷却用膨張弁１４ｃにて減圧された低圧冷媒を流通させる冷媒通路と、低温側熱媒体回路５０を循環する低温側熱媒体を流通させる水通路とを有している。チラー１９は、冷媒通路を流通する低圧冷媒と、水通路を流通する低温側熱媒体とを熱交換させて、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる蒸発部である。チラー１９の冷媒通路の出口には、第６三方継手１３ｆの他方の流入口側が接続されている。

第６三方継手１３ｆの流出口には、第４三方継手１３ｄの他方の流入口側が接続されている。第４三方継手１３ｄの流出口には、アキュムレータ２１の入口側が接続されている。アキュムレータ２１は、内部に流入した冷媒の気液を分離して、サイクル内の余剰液相冷媒を蓄える気液分離部である。アキュムレータ２１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。

アキュムレータ２１には、分離された液相冷媒中に混在する冷凍機油を圧縮機１１に戻すオイル戻し穴が形成されている。アキュムレータ２１内の冷凍機油は、少量の液相冷媒とともに圧縮機１１へ戻される。

本実施形態の第５三方継手１３ｅは、室外熱交換器１６から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部である。第６三方継手１３ｆは、室内蒸発器１８から流出した冷媒の流れとチラー１９から流出した冷媒の流れとを合流させて、圧縮機１１の吸入側へ流出させる合流部である。

室内蒸発器１８およびチラー１９は、冷媒流れに対して互いに並列的に接続されている。さらに、バイパス通路２２ａは、水冷媒熱交換器１２の冷媒通路から流出した冷媒を、分岐部の上流側へ導いている。暖房用通路２２ｂは、室外熱交換器１６から流出した冷媒を、圧縮機１１の吸入口側へ導いている。

高温側熱媒体回路４０は、高温側熱媒体を循環させる熱媒体循環回路である。高温側熱媒体としては、エチレングリコール、ジメチルポリシロキサン、あるいはナノ流体等を含む溶液、不凍液等を採用することができる。高温側熱媒体回路４０には、水冷媒熱交換器１２の水通路、高温側熱媒体ポンプ４１、ヒータコア４２、電気ヒータ４３等が配置されている。

高温側熱媒体ポンプ４１は、高温側熱媒体を水冷媒熱交換器１２の水通路の入口側へ圧送する水ポンプである。高温側熱媒体ポンプ４１は、サイクル制御装置６０から出力される制御電圧によって、回転数（すなわち、圧送能力）が制御される電動ポンプである。

水冷媒熱交換器１２の水通路の出口には、ヒータコア４２の熱媒体入口側が接続されている。ヒータコア４２は、水冷媒熱交換器１２にて加熱された高温側熱媒体と室内蒸発器１８を通過した空気とを熱交換させて、空気を加熱する熱交換器である。ヒータコア４２は、室内空調ユニット３０の空調ケース３１内に配置されている。ヒータコア４２の熱媒体出口には、高温側熱媒体ポンプ４１の吸入口側が接続されている。

従って、高温側熱媒体回路４０では、高温側熱媒体ポンプ４１が、ヒータコア４２へ流入する高温側熱媒体の流量を調整することによって、ヒータコア４２における高温側熱媒体の空気への放熱量（すなわち、ヒータコア４２における空気の加熱量）を調整することができる。

水冷媒熱交換器１２および高温側熱媒体回路４０の各構成機器は、圧縮機１１から吐出された冷媒を熱源として、空気を加熱する加熱部である。

電気ヒータ４３は、例えば、ＰＴＣ素子（即ち、正特性サーミスタ）を有するＰＴＣヒータである。電気ヒータ４３は、サイクル制御装置６０から出力される制御電圧によって、高温側熱媒体を加熱するための熱量を任意に調整することができる。

低温側熱媒体回路５０は、低温側熱媒体を循環させる熱媒体循環回路である。低温側熱媒体としては、高温側熱媒体と同様の流体を採用することができる。低温側熱媒体回路５０には、チラー１９の水通路、低温側熱媒体ポンプ５１、冷却用熱交換部５２、三方弁５３、低温側ラジエータ５４等が配置されている。

低温側熱媒体ポンプ５１は、低温側熱媒体をチラー１９の水通路の入口側へ圧送する水ポンプである。低温側熱媒体ポンプ５１の基本的構成は、高温側熱媒体ポンプ４１と同様である。

チラー１９の水通路の出口には、冷却用熱交換部５２の入口側が接続されている。冷却用熱交換部５２は、バッテリ８０の複数の電池セルに接触するように配置された金属製の複数の熱媒体流路を有している。冷却用熱交換部５２は、熱媒体流路を流通する低温側熱媒体と電池セルとを熱交換させることによって、バッテリ８０を冷却する熱交換部である。

冷却用熱交換部５２は、積層配置された電池セル同士の間に熱媒体流路を配置することによって形成されている。冷却用熱交換部５２は、バッテリ８０に一体的に形成されていてもよい。例えば、積層配置された電池セルを収容する専用ケースに熱媒体流路を設けることによって、バッテリ８０に一体的に形成されていてもよい。

冷却用熱交換部５２の出口には、三方弁５３の流入口側が接続されている。三方弁５３は、１つの流入口と、２つの流出口とを有し、２つの流出口の通路面積比を連続的に調整可能な電気式の三方流量調整弁である。三方弁５３は、サイクル制御装置６０から出力される制御信号によって制御される。

三方弁５３の一方の流出口には、低温側ラジエータ５４の熱媒体入口側が接続されている。三方弁５３の他方の流出口には、低温側熱媒体ポンプ５１の吸入口側が接続されている。三方弁５３は、低温側熱媒体回路５０において、冷却用熱交換部５２から流出した低温側熱媒体のうち、低温側ラジエータ５４へ流入させる低温側熱媒体の流量を連続的に調整する。

低温側ラジエータ５４は、冷却用熱交換部５２から流出した冷媒と図示しない外気ファンにより送風された外気とを熱交換させて、低温側熱媒体の有する熱を外気に放熱させる熱交換器である。

低温側ラジエータ５４は、駆動装置室内の前方側に配置されている。このため、車両走行時には、低温側ラジエータ５４に走行風を当てることができる。低温側ラジエータ５４は、室外熱交換器１６等と一体的に形成されていてもよい。低温側ラジエータ５４の熱媒体出口には、低温側熱媒体ポンプ５１の吸入口側が接続されている。

低温側熱媒体回路５０では、低温側熱媒体ポンプ５１が、冷却用熱交換部５２へ流入する低温側熱媒体の流量を調整することによって、冷却用熱交換部５２における低温側熱媒体がバッテリ８０から奪う吸熱量を調整することができる。チラー１９および低温側熱媒体回路５０の各構成機器は、冷却用膨張弁１４ｃから流出した冷媒を蒸発させて、バッテリ８０を冷却する電池冷却部である。

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空気を車室内へ吹き出すためのものである。室内空調ユニット３０は、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。

室内空調ユニット３０は、図１に示すように、その外殻を形成する空調ケース３１内に形成された空気通路内に送風機３２、室内蒸発器１８、ヒータコア４２等を収容したものである。

空調ケース３１は、車室内に送風される空気の空気通路を形成している。空調ケース３１は、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。

空調ケース３１の空気流れ最上流側には、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、空調ケース３１内へ内気（すなわち車室内空気）と外気（すなわち車室外空気）とを切替導入するものである。

内外気切替装置３３は、空調ケース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、内気の導入風量と外気の導入風量との導入割合を変化させる。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る。内外気切替ドア用の電動アクチュエータは、サイクル制御装置６０から出力される制御信号によって制御される。

内外気切替装置３３の空気流れ下流側には、送風機３２が配置されている。送風機３２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。送風機３２は、遠心多翼ファンを電動モータにて駆動する電動送風機である。送風機３２は、サイクル制御装置６０から出力される制御電圧によって、回転数（すなわち、送風能力）が制御される。

送風機３２の空気流れ下流側には、室内蒸発器１８、ヒータコア４２が、空気流れに対して、この順に配置されている。室内蒸発器１８は、ヒータコア４２よりも、空気流れ上流側に配置されている。

空調ケース３１内には、室内蒸発器１８通過後の空気を、ヒータコア４２を迂回して流す冷風バイパス通路３５が設けられている。空調ケース３１内の室内蒸発器１８の空気流れ下流側、かつヒータコア４２の空気流れ上流側には、エアミックスドア３４が配置されている。

エアミックスドア３４は、室内蒸発器１８通過後の空気のうち、ヒータコア４２側を通過する空気の風量と冷風バイパス通路３５を通過させる空気の風量との風量割合を調整する風量割合調整部である。エアミックスドア３４は、エアミックスドア用の電動アクチュエータによって駆動される。この電動アクチュエータは、サイクル制御装置６０から出力される制御信号によって制御される。

空調ケース３１内のヒータコア４２および冷風バイパス通路３５の空気流れ下流側には、混合空間が配置されている。混合空間は、ヒータコア４２にて加熱された空気と冷風バイパス通路３５を通過して加熱されていない空気とを混合させる空間である。

空調ケース３１の空気流れ下流部には、混合空間にて混合された空気（すなわち、空調風）を、空調対象空間である車室内へ吹き出すための開口穴が配置されている。

この開口穴としては、フェイス開口穴、フット開口穴、およびデフロスタ開口穴（いずれも図示せず）が設けられている。フェイス開口穴は、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すための開口穴である。フット開口穴は、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すための開口穴である。デフロスタ開口穴は、車両前面窓ガラス内側面に向けて空調風を吹き出すための開口穴である。

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。

エアミックスドア３４が、ヒータコア４２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る。これにより、各吹出口から車室内へ吹き出される空気（空調風）の温度が調整される。

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

これらのフェイスドア、フットドア、デフロスタドアは、吹出口モードを切り替える吹出口モード切替装置を構成するものである。これらのドアは、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。この電動アクチュエータも、サイクル制御装置６０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。

吹出口モード切替装置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、フェイスモード、バイレベルモード、フットモード等がある。

フェイスモードは、フェイス吹出口を全開と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吹出口モードである。バイレベルモードは、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吹出口モードである。フットモードは、フット吹出口を全開と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吹出口モードである。

乗員が、図２に示す操作パネル７０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、デフロスタモードに切り替えることもできる。デフロスタモードは、デフロスタ吹出口を全開としてデフロスタ吹出口からフロント窓ガラス内面に空気を吹き出す吹出口モードである。

図１に示す後席側空調ユニット９０は、冷凍サイクル装置１０によって温度調整された空気を車室内後席側空間へ吹き出すためのものである。後席側空調ユニット９０は、車室内後方側に配置されている。

後席側空調ユニット９０は、図１に示すように、その外殻を形成する後席側空調ケース９１内に形成された空気通路内に後席側送風機９２、後席側蒸発器２３、後席側ヒータコア４５等を収容したものである。

後席側空調ケース９１は、車室内後席側空間に送風される空気の空気通路を形成している。後席側空調ケース９１は、空調ケース３１と同様の材質にて成形されている。

後席側送風機９２は、車室内空気を吸入して、後席側空調ケース９１内の空気通路へ向けて送風する。後席側送風機９２は、送風機３２と同様の電動送風機である。後席側送風機９２は、サイクル制御装置６０から出力される制御電圧によって、回転数（すなわち、送風能力）が制御される。

後席側送風機９２の空気流れ下流側には、後席側蒸発器２３、後席側ヒータコア４５が、空気流れに対して、この順に配置されている。後席側蒸発器２３は、後席側ヒータコア４５よりも、空気流れ上流側に配置されている。

後席側空調ケース９１内には、後席側蒸発器２３通過後の空気を、後席側ヒータコア４５を迂回して流す後席側冷風バイパス通路９５が設けられている。後席側空調ケース９１内の後席側蒸発器２３の空気流れ下流側、かつ後席側ヒータコア４５の空気流れ上流側には、後席側エアミックスドア９４が配置されている。

後席側エアミックスドア９４は、後席側蒸発器２３通過後の空気のうち、後席側ヒータコア４５側を通過する空気の風量と後席側冷風バイパス通路９５を通過させる空気の風量との風量割合を調整する風量割合調整部である。後席側エアミックスドア９４は、エアミックスドア用の電動アクチュエータによって駆動される。この電動アクチュエータは、サイクル制御装置６０から出力される制御信号によって制御される。

後席側空調ケース９１内の後席側ヒータコア４５および後席側冷風バイパス通路９５の空気流れ下流側には、後席側混合空間が配置されている。後席側混合空間は、後席側ヒータコア４５にて加熱された空気と後席側冷風バイパス通路９５を通過して加熱されていない空気とを混合させる空間である。

後席側空調ケース９１の空気流れ下流部には、後席側混合空間にて混合された空気（すなわち、空調風）を、空調対象空間である車室内へ吹き出すための開口穴が配置されている。

この開口穴は、空気通路を形成するダクトを介して、車室内後席側空間に設けられた後席側吹出口（図示せず）に接続されている。

後席側エアミックスドア９４が、後席側ヒータコア４５を通過させる風量と後席側冷風バイパス通路９５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、後席側混合空間にて混合される空調風の温度が調整される。これにより、後席側吹出口から車室内後席側空間へ吹き出される空気（空調風）の温度が調整される。

次に、本実施形態の電気制御部の概要について説明する。サイクル制御装置６０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各種制御対象機器１１、１４ａ～１４ｃ、１５ａ～１５ｃ、３２、４１、５１、５３、９２等の作動を制御する。

サイクル制御装置６０の入力側には、図２のブロック図に示すように、内気温センサ６１、外気温センサ６２、日射センサ６３、第１～第５冷媒温度センサ６４ａ～６４ｅ、蒸発器温度センサ６４ｆ、第１冷媒圧力センサ６５ａ、第２冷媒圧力センサ６５ｂ、高温側熱媒体温度センサ６６ａ、第１低温側熱媒体温度センサ６７ａ、第２低温側熱媒体温度センサ６７ｂ、空調風温度センサ６８、バッテリ温度センサ６９、後席側内気温センサ７５、車室内湿度センサ７６、後席側蒸発器温度センサ７７等が接続されている。そして、サイクル制御装置６０には、これらのセンサ群の検出信号が入力される。

内気温センサ６１は、内気温Ｔｒ（すなわち車室内温度）を検出する内気温検出部である。外気温センサ６２は、外気温Ｔａｍ（すなわち車室外温度）を検出する外気温検出部である。日射センサ６３は、車室内へ照射される日射量Ｔｓを検出する日射量検出部である。

第１冷媒温度センサ６４ａは、圧縮機１１から吐出された冷媒の温度Ｔ１を検出する吐出冷媒温度検出部である。第２冷媒温度センサ６４ｂは、水冷媒熱交換器１２の冷媒通路から流出した冷媒の温度Ｔ２を検出する第２冷媒温度検出部である。第３冷媒温度センサ６４ｃは、室外熱交換器１６から流出した冷媒の温度Ｔ３を検出する第３冷媒温度検出部である。

第４冷媒温度センサ６４ｄは、室内蒸発器１８から流出した冷媒の温度Ｔ４を検出する第４冷媒温度検出部である。第５冷媒温度センサ６４ｅは、チラー１９の冷媒通路から流出した冷媒の温度Ｔ５を検出する第５冷媒温度検出部である。

蒸発器温度センサ６４ｆは、室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度である蒸発器温度Ｔｅｆｉｎを検出する蒸発器温度検出部である。本実施形態の蒸発器温度センサ６４ｆは、室内蒸発器１８の熱交換フィン温度を検出している。

第１冷媒圧力センサ６５ａは、水冷媒熱交換器１２の冷媒通路から流出した冷媒の圧力Ｐ１を検出する第１冷媒圧力検出部である。第２冷媒圧力センサ６５ｂは、チラー１９の冷媒通路から流出した冷媒の圧力Ｐ２を検出する第２冷媒圧力検出部である。

高温側熱媒体温度センサ６６ａは、水冷媒熱交換器１２の水通路から流出した高温側熱媒体の温度である高温側熱媒体温度ＴＷＨを検出する高温側熱媒体温度検出部である。

第１低温側熱媒体温度センサ６７ａは、チラー１９の水通路から流出した低温側熱媒体の温度である第１低温側熱媒体温度ＴＷＬ１を検出する第１低温側熱媒体温度検出部である。第２低温側熱媒体温度センサ６７ｂは、冷却用熱交換部５２から流出した低温側熱媒体の温度である第２低温側熱媒体温度ＴＷＬ２を検出する第２低温側熱媒体温度検出部である。

空調風温度センサ６８は、混合空間から車室内へ送風される空気温度ＴＡＶを検出する空調風温度検出部である。

バッテリ温度センサ６９は、バッテリ温度ＴＢ（すなわち、バッテリ８０の温度）を検出するバッテリ温度検出部である。本実施形態のバッテリ温度センサ６９は、複数の温度センサを有し、バッテリ８０の複数の箇所の温度を検出している。このため、サイクル制御装置６０では、バッテリ８０の各部の温度差を検出することもできる。バッテリ温度ＴＢとしては、複数の温度センサの検出値の平均値を採用している。

後席側内気温センサ７５は、後席側内気温Ｔｒｒ（すなわち後席側空間の車室内温度）を検出する内気温検出部である。車室内湿度センサ７６は、車室内の湿度を検出する湿度検出部である。

後席側蒸発器温度センサ７７は、後席側蒸発器２３における冷媒蒸発温度である後席側蒸発器温度Ｔｅｒｆｉｎを検出する蒸発器温度検出部である。本実施形態の後席側蒸発器温度センサ７７は、後席側蒸発器２３の熱交換フィン温度を検出している。

図２に示すように、サイクル制御装置６０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７０が接続され、この操作パネル７０に設けられた各種操作スイッチからの操作信号が入力される。

操作パネル７０に設けられた各種操作スイッチとしては、具体的に、車両用空調装置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、室内蒸発器１８で空気の冷却を行うことを要求する前席側エアコンスイッチ、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、後席側蒸発器２３で空気の冷却を行うことを要求する後席側エアコンスイッチ、車室内後席側空間の目標温度Ｔｓｅｔｒを設定する後席側温度設定スイッチ等がある。

なお、本実施形態のサイクル制御装置６０は、その出力側に接続された各種制御対象機器を制御する制御部が一体に構成されたものである。サイクル制御装置６０のうちそれぞれの制御対象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）は、それぞれの制御対象機器の作動を制御する制御部である。

例えば、サイクル制御装置６０のうち、圧縮機１１の冷媒吐出能力（具体的には、圧縮機１１の回転数）を制御する構成は、圧縮機制御部６０ａである。また、暖房用膨張弁１４ａ、第１冷房用膨張弁１４ｂおよび冷却用膨張弁１４ｃの作動を制御する構成は、膨張弁制御部６０ｂである。除湿用開閉弁１５ａ、暖房用開閉弁１５ｂおよび後席用開閉弁１５ｃの作動を制御する構成は、冷媒回路切替制御部６０ｃである。

さらに、高温側熱媒体ポンプ４１の高温側熱媒体の圧送能力を制御する構成は、高温側熱媒体ポンプ制御部６０ｄである。低温側熱媒体ポンプ５１の低温側熱媒体の圧送能力を制御する構成は、低温側熱媒体ポンプ制御部６０ｅである。

次に、上記構成における本実施形態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、車室内の空調を行うとともに、バッテリ８０の温度を調整する。冷凍サイクル装置１０では、冷媒回路を切り替えて、以下の８種類の運転モードでの運転を行うことができる。

（１）シングル冷房モード：シングル冷房モードは、バッテリ８０の冷却を行うことなく、空気を冷却して車室内へ吹き出すことによって車室内の冷房を行う運転モードである。

（２）デュアル冷房モード：デュアル冷房モードは、バッテリ８０の冷却を行うことなく、空気を冷却して車室内へ吹き出すことによって車室内の冷房を行う運転モードである。
車室内後席側空間の冷房も行う運転モードである。

（３）直列除湿暖房モード：直列除湿暖房モードは、バッテリ８０の冷却を行うことなく、冷却されて除湿された空気を再加熱して車室内へ吹き出すことによって車室内の除湿暖房を行う運転モードである。

（４）並列除湿暖房モード：並列除湿暖房モードは、バッテリ８０の冷却を行うことなく、冷却されて除湿された空気を直列除湿暖房モードよりも高い加熱能力で再加熱して車室内へ吹き出すことによって車室内の除湿暖房を行う運転モードである。

（５）暖房モード：暖房モードは、バッテリ８０の冷却を行うことなく、空気を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運転モードである。

（６）シングル冷房冷却モード：冷房冷却モードは、バッテリ８０の冷却を行うとともに、空気を冷却して車室内へ吹き出すことによって車室内の冷房を行う運転モードである。

（７）デュアル冷房冷却モード：冷房冷却モードは、バッテリ８０の冷却を行うとともに、空気を冷却して車室内へ吹き出すことによって車室内の冷房を行う運転モードである。
車室内後席側空間の冷房も行う運転モードである。

（８）冷却モード：車室内の空調を行うことなく、バッテリ８０の冷却を行う運転モードである。

これらの運転モードの切り替えは、制御プログラムが実行されることによって行われる。制御プログラムは、車両のイグニッションスイッチが投入（ＯＮ）された際に実行される。図３および図４を用いて、制御プログラムについて説明する。また、図３等のフローチャートに示す各制御ステップは、サイクル制御装置６０が有する機能実現部である。

まず、図３のステップＳ１０では、上述したセンサ群の検出信号、および操作パネル７０の操作信号を読み込む。続くステップＳ２０では、ステップＳ１０にて読み込んだ検出信号および操作信号に基づいて、バッテリ８０の冷却が必要であるか否かが判定される。具体的には、本実施形態では、バッテリ温度センサ６９によって検出されたバッテリ温度ＴＢが予め定めた基準冷却温度ＫＴＢ（本実施形態では、３５℃）以上となっている際に、バッテリ８０の冷却が必要であると判定する。また、バッテリ温度ＴＢが基準冷却温度ＫＴＢより低くなっている際に、バッテリ８０の冷却は必要でないと判定する。

ステップＳ２０にて、バッテリ８０の冷却が必要でないと判定された場合は、ステップＳ３０へ進む。ステップＳ２０にて、バッテリ８０の冷却が必要であると判定された場合は、図４のステップＳ１５０へ進む。

ステップＳ３０では、空調ＯＮ要求が有るか否かが判定される。具体的には、操作パネル７０に設けられた各種操作スイッチの乗員による操作状態が、空調を要求する操作状態である場合、空調ＯＮ要求が有ると判定される。例えば、乗員の操作によって操作パネル７０のオートスイッチが投入（ＯＮ）されている場合、空調ＯＮ要求が有ると判定される。

ステップＳ３０にて空調ＯＮ要求がないと判定された場合、ステップＳ４０へ進み、停止モードが選択される。停止モードは、送風機３２を停止させて空調を行わない運転モードである。

ステップＳ３０にて空調ＯＮ要求が有ると判定された場合、ステップＳ５０へ進み、外気温度Ｔａｍが、予め定めた暖房基準温度Ｔｈｔ未満であるか否かが判定される。外気温度Ｔａｍは、外気温センサ６２によって検出された車室外温度である。

ステップＳ５０にて外気温度Ｔａｍが暖房基準温度Ｔｈｔ未満であると判定された場合、ステップＳ６０へ進み、暖房モードが選択される。

ステップＳ５０にて外気温度Ｔａｍが暖房基準温度Ｔｈｔ未満でないと判定された場合、ステップＳ７０へ進み、室内蒸発器１８での除湿要求が有るか否かが判定される。具体的には、操作パネル７０に設けられた前席側エアコンスイッチが投入（ＯＮ）されている場合、室内蒸発器１８での除湿要求が有ると判定される。

ステップＳ７０にて室内蒸発器１８での除湿要求がないと判定された場合、ステップＳ６０へ進み、暖房モードが選択される。ステップＳ７０にて室内蒸発器１８での除湿要求が有ると判定された場合、ステップＳ８０へ進み、後席側蒸発器２３での除湿要求があり、かつ後席側目標吹出温度ＲｒＴＡＯが後席側内気温Ｔｒｒ未満であるか否かが判定される。具体的には、操作パネル７０に設けられた後席側エアコンスイッチが投入（ＯＮ）されている場合、後席側蒸発器２３での除湿要求が有ると判定される。

後席側目標吹出温度ＲｒＴＡＯは、車室内後席側空間へ送風される空気の目標温度である。後席側目標吹出温度ＲｒＴＡＯは、以下数式Ｆ１によって算出される。
ＲｒＴＡＯ＝Ｋｓｅｔｒ×Ｔｓｅｔｒ－Ｋｒｒ×Ｔｒｒ－Ｋａｍ×Ｔａｍ－Ｋｓ×Ｔｓ＋Ｃ…（Ｆ１）
なお、Ｔｓｅｔｒは温度設定スイッチによって設定された後席側車室内設定温度である。Ｔｒｒは後席側内気温センサ７５によって検出された車室内後席側空間温度である。Ｔａｍは外気温センサ６２によって検出された車室外温度である。Ｔｓは日射センサ６３によって検出された日射量である。Ｋｓｅｔｒ、Ｋｒｒ、Ｋａｍ、Ｋｓは制御ゲインであり、Ｃは補正用の定数である。

ステップＳ８０にて後席側蒸発器２３での除湿要求があり、かつ後席側目標吹出温度ＲｒＴＡＯが後席側内気温Ｔｒｒ未満であると判定された場合、ステップＳ９０へ進み、デュアル冷房モードが選択される。

すなわち、後席側蒸発器２３で空気の冷却が必要である場合のみ、後席側蒸発器２３で空気を冷却する作動モードが選択される。換言すると、後席側目標吹出温度ＲｒＴＡＯが後席側内気温Ｔｒｒ以上である場合は後席側蒸発器２３での空気の冷却を行わない。

これは、後席側目標吹出温度ＲｒＴＡＯが高い場合に後席側蒸発器２３を作動させると、除湿暖房を行うこととなるので、吸い込んだ空気を一度冷却したのちに再加熱する必要があり、大きな加熱熱量が必要で消費電力が増加してしまうという点に鑑みて、後席側目標吹出温度ＲｒＴＡＯが低い場合のみに後席側蒸発器２３を作動させることで消費電力を低減させるためである。

なお、前席側においては、前面窓ガラスの曇り防止のために除湿暖房作動が必要となるので、前席側目標吹出温度ＦｒＴＡＯが高い場合に室内蒸発器１８を作動させる必要が有る。

ステップＳ８０にて後席側蒸発器２３での除湿要求がない、または後席側目標吹出温度ＲｒＴＡＯが後席側内気温Ｔｒｒ未満でないと判定された場合、ステップＳ１００へ進み、前席側目標吹出温度ＦｒＴＡＯが、予め定めた除湿基準温度Ｔｄｈを上回っているか否かが判定される。

前席側目標吹出温度ＦｒＴＡＯは、車室内前席側空間へ送風される空気の目標温度である。具体的には、前席側目標吹出温度ＦｒＴＡＯは、以下数式Ｆ２によって算出される。
ＦｒＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ－Ｋｒ×Ｔｒ－Ｋａｍ×Ｔａｍ－Ｋｓ×Ｔｓ＋Ｃ…（Ｆ２）
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である。Ｔｒは内気温センサ６１によって検出された車室内温度である。Ｔａｍは外気温センサ６２によって検出された車室外温度である。Ｔｓは日射センサ６３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。

ステップＳ１００にて前席側目標吹出温度ＦｒＴＡＯが除湿基準温度Ｔｄｈを上回っていると判定された場合、ステップＳ１１０へ進み、並列除湿暖房モードが選択される。ステップＳ１００にて前席側目標吹出温度ＦｒＴＡＯが除湿基準温度Ｔｄｈを上回っていないと判定された場合、ステップＳ１２０へ進み、前席側目標吹出温度ＦｒＴＡＯが、予め定めた冷房基準温度Ｔｃｌを上回っているか否かが判定される。

ステップＳ１２０にて前席側目標吹出温度ＦｒＴＡＯが冷房基準温度Ｔｃｌを上回っていると判定された場合、ステップＳ１３０へ進み、直列除湿暖房モードが選択される。ステップＳ１２０にて前席側目標吹出温度ＦｒＴＡＯが冷房基準温度Ｔｃｌを上回っていないと判定された場合、ステップＳ１４０へ進み、シングル冷房モードが選択される。

図４のステップＳ１５０では、ステップＳ３０と同様に、空調ＯＮ要求が有るか否かが判定される。ステップＳ１５０にて空調ＯＮ要求がないと判定された場合、ステップＳ１６０へ進み、冷却モードが選択される。

ステップＳ１５０にて空調ＯＮ要求が有ると判定された場合、ステップＳ１７０へ進み、ステップＳ７０と同様に、室内蒸発器１８での除湿要求が有るか否かが判定される。ステップＳ１７０にて室内蒸発器１８での除湿要求がないと判定された場合、ステップＳ１６０へ進み、冷却モードが選択される。ステップＳ１７０にて室内蒸発器１８での除湿要求が有ると判定された場合、ステップＳ１８０へ進み、ステップＳ８０と同様に、後席側蒸発器２３での除湿要求があり、かつ後席側目標吹出温度ＲｒＴＡＯが後席側内気温Ｔｒｒ未満であるか否かが判定される。

ステップＳ１８０にて後席側蒸発器２３での除湿要求がない、または後席側目標吹出温度ＲｒＴＡＯが後席側内気温Ｔｒｒ未満でないと判定された場合、ステップＳ１９０へ進み、シングル冷房冷却モードが選択される。

ステップＳ１８０にて後席側蒸発器２３での除湿要求があり、かつ後席側目標吹出温度ＲｒＴＡＯが後席側内気温Ｔｒｒ未満であると判定された場合、ステップＳ２００へ進み、デュアル冷房冷却モードが選択される。

本実施形態の制御プログラムでは、以上の如く、冷凍サイクル装置１０の運転モードの切り替えを行う。さらに、この制御プログラムでは、冷凍サイクル装置１０の各構成機器の作動のみならず、加熱部を構成する高温側熱媒体回路４０の高温側熱媒体ポンプ４１、並びに、電池冷却部を構成する低温側熱媒体回路５０の低温側熱媒体ポンプ５１および三方弁５３の作動も制御している。

具体的には、サイクル制御装置６０は、上述した冷凍サイクル装置１０の運転モードによらず、予め定めた各運転モード毎の基準圧送能力を発揮するように、高温側熱媒体ポンプ４１の作動を制御する。

従って、高温側熱媒体回路４０では、水冷媒熱交換器１２の水通路にて、高温側熱媒体が加熱されると、加熱された高温側熱媒体がヒータコア４２へ圧送される。ヒータコア４２へ流入した高温側熱媒体は、空気と熱交換する。これにより、空気が加熱される。ヒータコア４２から流出した高温側熱媒体は、高温側熱媒体ポンプ４１に吸入されて、水冷媒熱交換器１２へ圧送される。

また、サイクル制御装置６０は、上述した冷凍サイクル装置１０の運転モードによらず、予め定めた各運転モード毎の基準圧送能力を発揮するように、低温側熱媒体ポンプ５１の作動を制御する。

さらに、サイクル制御装置６０は、第２低温側熱媒体温度センサ６７ｂによって検出された第２低温側熱媒体温度ＴＷＬ２が外気温Ｔａｍ以上となっている場合には、冷却用熱交換部５２から流出した低温側熱媒体を低温側ラジエータ５４へ流入させるように三方弁５３の作動を制御する。

第２低温側熱媒体温度ＴＷＬ２が外気温Ｔａｍ以上となっていない場合には、冷却用熱交換部５２から流出した低温側熱媒体を低温側熱媒体ポンプ５１の吸入口へ吸入させるように三方弁５３の作動を制御する。

従って、低温側熱媒体回路５０では、チラー１９の水通路にて、低温側熱媒体が冷却されると、冷却された低温側熱媒体が冷却用熱交換部５２へ圧送される。冷却用熱交換部５２へ流入した低温側熱媒体は、バッテリ８０から吸熱する。これにより、バッテリ８０が冷却される。冷却用熱交換部５２から流出した低温側熱媒体は三方弁５３へ流入する。

この際、第２低温側熱媒体温度ＴＷＬ２が外気温Ｔａｍ以上となっている場合には、冷却用熱交換部５２から流出した低温側熱媒体は、低温側ラジエータ５４へ流入して外気に放熱する。これにより、低温側熱媒体は外気温Ｔａｍと同等となるまで冷却される。低温側ラジエータ５４から流出した低温側熱媒体は、低温側熱媒体ポンプ５１に吸入されて、チラー１９へ圧送される。

一方、第２低温側熱媒体温度ＴＷＬ２が外気温Ｔａｍより低くなっている場合には、冷却用熱交換部５２から流出した低温側熱媒体は、低温側熱媒体ポンプ５１に吸入されて、チラー１９へ圧送される。このため、低温側熱媒体ポンプ５１に吸入される低温側熱媒体の温度は、外気温Ｔａｍ以下となる。

以下に、各運転モードにおける車両用空調装置１の作動について説明する。各運転モードでは、サイクル制御装置６０が、各運転モードの制御フローを実行する。

（１）シングル冷房モード
シングル冷房モードの制御フローでは、最初のステップで目標蒸発器温度ＴＥＯを決定する。目標蒸発器温度ＴＥＯは、前席側目標吹出温度ＦｒＴＡＯに基づいて、サイクル制御装置６０に記憶された制御マップを参照して決定される。本実施形態の制御マップでは、前席側目標吹出温度ＦｒＴＡＯの上昇に伴って、目標蒸発器温度ＴＥＯが上昇するように決定される。

次のステップでは、圧縮機１１の回転数の増減量ΔＩＶＯを決定する。増減量ΔＩＶＯは、目標蒸発器温度ＴＥＯと蒸発器温度センサ６４ｆによって検出された蒸発器温度Ｔｅｆｉｎとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法により、蒸発器温度Ｔｅｆｉｎが目標蒸発器温度ＴＥＯに近づくように決定される。

次のステップでは、室外熱交換器１６から流出した冷媒の目標過冷却度ＳＣＯ１を決定する。目標過冷却度ＳＣＯ１は、例えば、外気温Ｔａｍに基づいて、制御マップを参照して決定される。本実施形態の制御マップでは、サイクルの成績係数（ＣＯＰ）が極大値に近づくように、目標過冷却度ＳＣＯ１を決定する。

次のステップでは、第１冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度の増減量ΔＥＶＣを決定する。増減量ΔＥＶＣは、目標過冷却度ＳＣＯ１と室外熱交換器１６の出口側冷媒の過冷却度ＳＣ１との偏差に基づいて、フィードバック制御手法により、室外熱交換器１６の出口側冷媒の過冷却度ＳＣ１が目標過冷却度ＳＣＯ１に近づくように決定される。

室外熱交換器１６の出口側冷媒の過冷却度ＳＣ１は、第３冷媒温度センサ６４ｃによって検出された温度Ｔ３および第１冷媒圧力センサ６５ａによって検出された圧力Ｐ１に基づいて算出される。

次のステップでは、以下数式Ｆ３を用いて、エアミックスドア３４の開度ＳＷを算定する。
ＳＷ＝｛ＴＡＯ－（Ｔｅｆｉｎ＋Ｃ２）｝／｛ＴＷＨ－（Ｔｅｆｉｎ＋Ｃ２）｝…（Ｆ３）
なお、ＴＷＨは、高温側熱媒体温度センサ６６ａによって検出された高温側熱媒体温度である。Ｃ２は制御用の定数である。

次のステップでは、冷凍サイクル装置１０を冷房モードの冷媒回路に切り替えるために、暖房用膨張弁１４ａを全開状態とし、第１冷房用膨張弁１４ｂを冷媒減圧作用を発揮する絞り状態とし、冷却用膨張弁１４ｃを全閉状態とし、除湿用開閉弁１５ａを閉じ、暖房用開閉弁１５ｂを閉じ、後席用開閉弁１５ｃを閉じる。さらに、上述のステップで決定された制御状態が得られるように、各制御対象機器に対して制御信号あるいは制御電圧を出力して、ステップＳ１０へ戻る。

従って、冷房モードの冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１、水冷媒熱交換器１２、暖房用膨張弁１４ａ、室外熱交換器１６、逆止弁１７ａ、第１冷房用膨張弁１４ｂ、室内蒸発器１８、蒸発圧力調整弁２０、アキュムレータ２１、圧縮機１１の順に冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。

つまり、冷房モードの冷凍サイクル装置１０では、水冷媒熱交換器１２および室外熱交換器１６が圧縮機１１から吐出された冷媒を放熱させる放熱器（換言すれば放熱部）として機能し、第１冷房用膨張弁１４ｂが冷媒を減圧させる減圧部として機能し、室内蒸発器１８が蒸発器として機能する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。

これによれば、室内蒸発器１８にて、空気を冷却することができるとともに、水冷媒熱交換器１２にて、高温側熱媒体を加熱することができる。

従って、冷房モードの車両用空調装置１では、エアミックスドア３４の開度調整によって、室内蒸発器１８にて冷却された空気の一部をヒータコア４２にて再加熱し、前席側目標吹出温度ＦｒＴＡＯに近づくように温度調整された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。

（２）デュアル冷房モード
デュアル冷房モードの制御フローでは、シングル冷房モードと同様の制御フローを実施する。さらに、後席側エアミックスドア９４の開度ＳＷｒｒを、エアミックスドア３４の開度と同様に、後席側目標吹出温度ＲｒＴＡＯ、後席側蒸発器温度Ｔｅｒｆｉｎ、高温側熱媒体温度ＴＷＨに基づいて算定するとともに、後席用開閉弁１５ｃを開ける。

これによれば、室内蒸発器１８にて空気を冷却することができるとともに、水冷媒熱交換器１２にて、高温側熱媒体を加熱することができる。

従って、デュアル冷房モードの車両用空調装置１では、エアミックスドア３４の開度調整によって、室内蒸発器１８にて冷却された空気の一部をヒータコア４２にて再加熱し、前席側目標吹出温度ＦｒＴＡＯに近づくように温度調整された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。

また、後席側蒸発器２３にて空気を冷却することができるとともに、水冷媒熱交換器１２にて、高温側熱媒体を加熱することができる。

従って、デュアル冷房モードの車両用空調装置１では、後席側エアミックスドア９４の開度調整によって、後席側蒸発器２３にて冷却された空気の一部を後席側ヒータコア４５にて再加熱し、後席側目標吹出温度ＲｒＴＡＯに近づくように温度調整された空気を車室内後席側空間へ吹き出すことによって、車室内後席側空間の冷房を行うことができる。

デュアル冷房モードにおいて、蒸発器温度Ｔｅｆｉｎが所定値（例えば０℃）以下になる場合は圧縮機１１を停止させる。室内蒸発器１８に付着した凝縮水が凍結し、その際の体積膨張に室内蒸発器１８が破損することを防止するための保護制御である。

後席側蒸発器２３の温度については、所定値（例えば０℃）以下に低下しないよう、後席側蒸発器２３の温度が所定値に近づくにつれて回転数を徐々に低下させるよう圧縮機１１の回転数を調整する。すなわち、後席側蒸発器２３に対しては、室内蒸発器１８のような保護制御（すなわち、凍結防止のために圧縮機１１を停止させる制御）を適用しない。圧縮機１１の制御対象は基本的には室内蒸発器１８の温度であり、後席側蒸発器２３の温度は成り行きとなるので、後席側蒸発器２３にも室内蒸発器１８と同様の保護制御を適用すると、条件によっては何度も停止を繰り返すことになり安定した空調温度制御ができなくなるからである。

つまり、圧縮機１１の回転数は、蒸発器温度Ｔｅｆｉｎが目標蒸発器温度ＴＥＯとなる回転数、および後席側蒸発器２３の温度が所定値以上となる回転数のうち小さい方の回転数に決定されることとなる。

（３）直列除湿暖房モード
直列除湿暖房モードの制御フローでは、最初のステップで、冷房モードと同様に、目標蒸発器温度ＴＥＯを決定する。次のステップでは、冷房モードと同様に、圧縮機１１の回転数の増減量ΔＩＶＯを決定する。

次のステップでは、ヒータコア４２にて空気を加熱できるように、高温側熱媒体の目標高温側熱媒体温度ＴＷＨＯを決定する。目標高温側熱媒体温度ＴＷＨＯは、前席側目標吹出温度ＦｒＴＡＯおよびヒータコア４２の効率に基づいて、制御マップを参照して決定される。本実施形態の制御マップでは、前席側目標吹出温度ＦｒＴＡＯの上昇に伴って、目標高温側熱媒体温度ＴＷＨＯが上昇するように決定される。

次のステップでは、開度パターンＫＰＮ１の変化量ΔＫＰＮ１を決定する。開度パターンＫＰＮ１は、暖房用膨張弁１４ａの絞り開度および第１冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度の組合せを決定するためのパラメータである。

具体的には、直列除湿暖房モードでは、前席側目標吹出温度ＦｒＴＡＯが上昇するに伴って、開度パターンＫＰＮ１が大きくなる。そして、開度パターンＫＰＮ１が大きくなるに伴って、暖房用膨張弁１４ａの絞り開度が小さくなり、第１冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度が大きくなる。

次のステップでは、冷房モードと同様に、エアミックスドア３４の開度ＳＷを算定する。ここで、直列除湿暖房モードでは、冷房モードよりも前席側目標吹出温度ＦｒＴＡＯが高くなるので、エアミックスドア３４の開度ＳＷが１００％に近づく。このため、直列除湿暖房モードでは、室内蒸発器１８通過後の空気のほぼ全流量がヒータコア４２を通過するように、エアミックスドア３４の開度が決定される。

次のステップでは、冷凍サイクル装置１０を直列除湿暖房モードの冷媒回路に切り替えるために、暖房用膨張弁１４ａを絞り状態とし、第１冷房用膨張弁１４ｂを絞り状態とし、冷却用膨張弁１４ｃを全閉状態とし、除湿用開閉弁１５ａを閉じ、暖房用開閉弁１５ｂを閉じる。さらに、上述のステップで決定された制御状態が得られるように、各制御対象機器に対して制御信号あるいは制御電圧を出力して、ステップＳ１０へ戻る。

従って、直列除湿暖房モードの冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１、水冷媒熱交換器１２、暖房用膨張弁１４ａ、室外熱交換器１６、逆止弁１７ａ、第１冷房用膨張弁１４ｂ、室内蒸発器１８、蒸発圧力調整弁２０、アキュムレータ２１、圧縮機１１の順に冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。

つまり、直列除湿暖房モードの冷凍サイクル装置１０では、水冷媒熱交換器１２が圧縮機１１から吐出された冷媒を放熱させる放熱器（換言すれば放熱部）として機能し、暖房用膨張弁１４ａおよび第１冷房用膨張弁１４ｂが減圧部として機能し、室内蒸発器１８が蒸発器として機能する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。

さらに、室外熱交換器１６における冷媒の飽和温度が、外気温Ｔａｍよりも高くなっている際には、室外熱交換器１６が放熱器（換言すれば放熱部）として機能するサイクルが構成される。室外熱交換器１６における冷媒の飽和温度が、外気温Ｔａｍよりも低くなっている際には、室外熱交換器１６が蒸発器として機能するサイクルが構成される。

これによれば、室内蒸発器１８にて、空気を冷却することができるとともに、水冷媒熱交換器１２にて、高温側熱媒体を加熱することができる。従って、直列除湿暖房モードの車両用空調装置１では、室内蒸発器１８にて冷却されて除湿された空気を、ヒータコア４２にて再加熱して車室内へ吹き出すことによって、車室内の除湿暖房を行うことができる。

（４）並列除湿暖房モード
並列除湿暖房モードの制御フローの最初のステップでは、ヒータコア４２にて空気を加熱できるように、直列除湿暖房モードと同様に、高温側熱媒体の目標高温側熱媒体温度ＴＷＨＯが決定される。

次のステップでは、圧縮機１１の回転数の増減量ΔＩＶＯを決定する。並列除湿暖房モードでは、増減量ΔＩＶＯは、目標高温側熱媒体温度ＴＷＨＯと高温側熱媒体温度ＴＷＨとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法により、高温側熱媒体温度ＴＷＨが目標高温側熱媒体温度ＴＷＨＯに近づくように決定される。

次のステップでは、室内蒸発器１８の出口側冷媒の目標過熱度ＳＨＥＯを決定する。目標過熱度ＳＨＥＯとしては、予め定めた定数（本実施形態では、５℃）を採用することができる。

次のステップでは、開度パターンＫＰＮ１の変化量ΔＫＰＮ１を決定する。並列除湿暖房モードでは、目標過熱度ＳＨＥＯと室内蒸発器１８の出口側冷媒の過熱度ＳＨＥとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法により、過熱度ＳＨＥが目標過熱度ＳＨＥＯに近づくように決定される。

室内蒸発器１８の出口側冷媒の過熱度ＳＨＥは、第４冷媒温度センサ６４ｄによって検出された温度Ｔ４および蒸発器温度Ｔｅｆｉｎに基づいて算出される。

また、並列除湿暖房モードでは、開度パターンＫＰＮ１が大きくなるに伴って、暖房用膨張弁１４ａの絞り開度が小さくなり、第１冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度が大きくなる。従って、開度パターンＫＰＮ１が大きくなると、室内蒸発器１８へ流入する冷媒流量が増加し、室内蒸発器１８の出口側冷媒の過熱度ＳＨＥが低下する。

次のステップでは、冷房モードと同様に、エアミックスドア３４の開度ＳＷを算定する。ここで、並列除湿暖房モードでは、冷房モードよりも前席側目標吹出温度ＦｒＴＡＯが高くなるので、直列除湿暖房モードと同様に、エアミックスドア３４の開度ＳＷが１００％に近づく。このため、並列除湿暖房モードでは、室内蒸発器１８通過後の空気のほぼ全流量がヒータコア４２を通過するように、エアミックスドア３４の開度が決定される。

次のステップでは、冷凍サイクル装置１０を並列除湿暖房モードの冷媒回路に切り替えるために、暖房用膨張弁１４ａを絞り状態とし、第１冷房用膨張弁１４ｂを絞り状態とし、冷却用膨張弁１４ｃを全閉状態とし、除湿用開閉弁１５ａを開き、暖房用開閉弁１５ｂを開く。さらに、上述のステップで決定された制御状態が得られるように、各制御対象機器に対して制御信号あるいは制御電圧を出力して、ステップＳ１０へ戻る。

従って、並列除湿暖房モードの冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１、水冷媒熱交換器１２、暖房用膨張弁１４ａ、室外熱交換器１６、暖房用通路２２ｂ、アキュムレータ２１、圧縮機１１の順に冷媒が循環するとともに、圧縮機１１、水冷媒熱交換器１２、バイパス通路２２ａ、第１冷房用膨張弁１４ｂ、室内蒸発器１８、蒸発圧力調整弁２０、アキュムレータ２１、圧縮機１１の順に冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。

つまり、並列除湿暖房モードの冷凍サイクル装置１０では、水冷媒熱交換器１２が圧縮機１１から吐出された冷媒を放熱させる放熱器（換言すれば放熱部）として機能し、暖房用膨張弁１４ａが減圧部として機能し、室外熱交換器１６が蒸発器として機能するとともに、暖房用膨張弁１４ａおよび室外熱交換器１６に対して並列的に接続された第１冷房用膨張弁１４ｂが減圧部として機能し、室内蒸発器１８が蒸発器として機能する冷凍サイクルが構成される。

これによれば、室内蒸発器１８にて空気を冷却することができるとともに、水冷媒熱交換器１２にて、高温側熱媒体を加熱することができる。従って、並列除湿暖房モードの車両用空調装置１では、室内蒸発器１８にて冷却されて除湿された空気を、ヒータコア４２にて再加熱して車室内へ吹き出すことによって、車室内の除湿暖房を行うことができる。

（５）暖房モード
暖房モードの制御フローの最初のステップでは、並列除湿暖房モードと同様に、高温側熱媒体の目標高温側熱媒体温度ＴＷＨＯが決定される。次のステップでは、並列除湿暖房モードと同様に、圧縮機１１の回転数の増減量ΔＩＶＯを決定する。

次のステップでは、水冷媒熱交換器１２の冷媒通路から流出した冷媒の目標過冷却度ＳＣＯ２を決定する。目標過冷却度ＳＣＯ２は、室内蒸発器１８へ流入する空気の吸込温度あるいは外気温Ｔａｍに基づいて、制御マップを参照して決定される。本実施形態の制御マップでは、サイクルの成績係数（ＣＯＰ）が極大値に近づくように、目標過冷却度ＳＣＯ２を決定する。

次のステップでは、暖房用膨張弁１４ａの絞り開度の増減量ΔＥＶＨを決定する。増減量ΔＥＶＨは、目標過冷却度ＳＣＯ２と水冷媒熱交換器１２の冷媒通路から流出した冷媒の過冷却度ＳＣ２との偏差に基づいて、フィードバック制御手法により、水冷媒熱交換器１２の冷媒通路から流出した冷媒の過冷却度ＳＣ２が目標過冷却度ＳＣＯ２に近づくように決定される。

水冷媒熱交換器１２の冷媒通路から流出した冷媒の過冷却度ＳＣ２は、第２冷媒温度センサ６４ｂによって検出された温度Ｔ２および第１冷媒圧力センサ６５ａによって検出された圧力Ｐ１に基づいて算出される。

次のステップでは、冷房モードと同様に、エアミックスドア３４の開度ＳＷを算定する。ここで、暖房モードでは、冷房モードよりも前席側目標吹出温度ＦｒＴＡＯが高くなるので、エアミックスドア３４の開度ＳＷが１００％に近づく。このため、暖房モードでは、室内蒸発器１８通過後の空気のほぼ全流量がヒータコア４２を通過するように、エアミックスドア３４の開度が決定される。

次のステップでは、冷凍サイクル装置１０を暖房モードの冷媒回路に切り替えるために、暖房用膨張弁１４ａを絞り状態とし、第１冷房用膨張弁１４ｂを全閉状態とし、冷却用膨張弁１４ｃを全閉状態とし、除湿用開閉弁１５ａを閉じ、暖房用開閉弁１５ｂを開く。さらに、上述のステップで決定された制御状態が得られるように、各制御対象機器に対して制御信号あるいは制御電圧を出力して、ステップＳ１０へ戻る。

従って、暖房モードの冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１、水冷媒熱交換器１２、暖房用膨張弁１４ａ、室外熱交換器１６、暖房用通路２２ｂ、アキュムレータ２１、圧縮機１１の順に冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。

つまり、暖房モードの冷凍サイクル装置１０では、水冷媒熱交換器１２が圧縮機１１から吐出された冷媒を放熱させる放熱器（換言すれば放熱部）として機能し、暖房用膨張弁１４ａが減圧部として機能し、室外熱交換器１６が蒸発器として機能する冷凍サイクルが構成される。

これによれば、水冷媒熱交換器１２にて、高温側熱媒体を加熱することができる。従って、暖房モードの車両用空調装置１では、ヒータコア４２にて加熱された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。

（６）シングル冷房冷却モード
冷房冷却モードの制御フローの最初のステップでは、冷房モードと同様に、目標蒸発器温度ＴＥＯ、圧縮機１１の回転数の増減量ΔＩＶＯ、第１冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度の増減量ΔＥＶＣ、エアミックスドア３４の開度ＳＷを決定する。

次のステップでは、チラー１９の冷媒通路の出口側冷媒の目標過熱度ＳＨＣＯを決定する。目標過熱度ＳＨＣＯとしては、予め定めた定数（本実施形態では、５℃）を採用することができる。

次のステップでは、冷却用膨張弁１４ｃの絞り開度の増減量ΔＥＶＢを決定する。冷房冷却モードでは、増減量ΔＥＶＢは、目標過熱度ＳＨＣＯとチラー１９の冷媒通路から流出した冷媒の過熱度ＳＨＣとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法により、チラー１９の冷媒通路から流出した冷媒の過熱度ＳＨＣが目標過熱度ＳＨＣＯに近づくように決定される。

チラー１９の冷媒通路から流出した冷媒の過熱度ＳＨＣは、第５冷媒温度センサ６４ｅによって検出された温度Ｔ５および第２冷媒圧力センサ６５ｂによって検出された圧力Ｐ２に基づいて算出される。

次のステップでは、チラー１９の水通路から流出した低温側熱媒体の目標低温側熱媒体温度ＴＷＬＯが決定される。目標低温側熱媒体温度ＴＷＬＯは、バッテリ８０の発熱量および外気温Ｔａｍに基づいて、制御マップを参照して決定される。本実施形態の制御マップでは、バッテリ８０の発熱量の増加および外気温Ｔａｍの上昇に伴って、目標低温側熱媒体温度ＴＷＬＯが低下するように決定される。

次のステップでは、冷凍サイクル装置１０を冷房冷却モードの冷媒回路に切り替えるために、暖房用膨張弁１４ａを全開状態とし、第１冷房用膨張弁１４ｂを絞り状態とし、冷却用膨張弁１４ｃを絞り状態とし、除湿用開閉弁１５ａを閉じ、暖房用開閉弁１５ｂを閉じる。さらに、上述のステップで決定された制御状態が得られるように、各制御対象機器に対して制御信号あるいは制御電圧を出力して、ステップＳ１０へ戻る。

従って、冷房冷却モードの冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１、水冷媒熱交換器１２、暖房用膨張弁１４ａ、室外熱交換器１６、逆止弁１７ａ、第１冷房用膨張弁１４ｂ、室内蒸発器１８、蒸発圧力調整弁２０、アキュムレータ２１、圧縮機１１の順に冷媒が循環するとともに、圧縮機１１、水冷媒熱交換器１２、暖房用膨張弁１４ａ、室外熱交換器１６、逆止弁１７ａ、冷却用膨張弁１４ｃ、チラー１９、蒸発圧力調整弁２０、アキュムレータ２１、圧縮機１１の順に冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。

つまり、冷房冷却モードの冷凍サイクル装置１０では、水冷媒熱交換器１２および室外熱交換器１６が圧縮機１１から吐出された冷媒を放熱させる放熱器として機能し、第１冷房用膨張弁１４ｂが減圧部として機能し、室内蒸発器１８が蒸発器として機能するとともに、第１冷房用膨張弁１４ｂおよび室内蒸発器１８に対して並列的に接続された冷却用膨張弁１４ｃが減圧部として機能し、チラー１９が蒸発器として機能する冷凍サイクルが構成される。

これによれば、室内蒸発器１８にて空気を冷却することができるとともに、水冷媒熱交換器１２にて、高温側熱媒体を加熱することができる。さらに、チラー１９にて低圧側熱媒体を冷却することができる。

従って、冷房冷却モードの車両用空調装置１では、エアミックスドア３４の開度調整によって、室内蒸発器１８にて冷却された空気の一部をヒータコア４２にて再加熱し、目標吹出温度ＴＡＯに近づくように温度調整された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。

さらに、チラー１９にて冷却された低温側熱媒体を冷却用熱交換部５２へ流入させることによって、バッテリ８０の冷却を行うことができる。

（７）デュアル冷房冷却モード
デュアル冷房冷却モードの制御フローでは、シングル冷房冷却モードと同様の制御フローを実施する。さらに、後席側エアミックスドア９４の開度ＳＷｒｒを、エアミックスドア３４の開度と同様に、後席側目標吹出温度ＲｒＴＡＯ、後席側蒸発器温度Ｔｅｒｆｉｎ、高温側熱媒体温度ＴＷＨに基づいて算定するとともに、後席用開閉弁１５ｃを開ける。

これによれば、室内蒸発器１８にて空気を冷却することができるとともに、水冷媒熱交換器１２にて、高温側熱媒体を加熱することができる。さらに、チラー１９にて低圧側熱媒体を冷却することができる。

従って、デュアル冷房冷却モードの車両用空調装置１では、エアミックスドア３４の開度調整によって、室内蒸発器１８にて冷却された空気の一部をヒータコア４２にて再加熱し、前席側目標吹出温度ＦｒＴＡＯに近づくように温度調整された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。

また、後席側蒸発器２３にて空気を冷却することができるとともに、水冷媒熱交換器１２にて、高温側熱媒体を加熱することができる。

従って、デュアル冷房モードの車両用空調装置１では、後席側エアミックスドア９４の開度調整によって、後席側蒸発器２３にて冷却された空気の一部を後席側ヒータコア４５にて再加熱し、後席側目標吹出温度ＲｒＴＡＯに近づくように温度調整された空気を車室内後席側空間へ吹き出すことによって、車室内後席側空間の冷房を行うことができる。

さらに、チラー１９にて冷却された低温側熱媒体を冷却用熱交換部５２へ流入させることによって、バッテリ８０の冷却を行うことができる。

（８）冷却モード
冷却モードの制御フローの最初のステップでは、冷却用熱交換部５２にてバッテリ８０を冷却できるように、冷房冷却モードと同様に、低温側熱媒体の目標低温側熱媒体温度ＴＷＬＯが決定される。

次のステップでは、圧縮機１１の回転数の増減量ΔＩＶＯを決定する。冷却モードでは、増減量ΔＩＶＯは、目標低温側熱媒体温度ＴＷＬＯと第１低温側熱媒体温度ＴＷＬ１との偏差に基づいて、フィードバック制御手法により、第１低温側熱媒体温度ＴＷＬ１が目標低温側熱媒体温度ＴＷＬＯに近づくように決定される。

次のステップでは、室外熱交換器１６から流出した冷媒の目標過冷却度ＳＣＯ１を決定する。冷却モードの目標過冷却度ＳＣＯ１は、外気温Ｔａｍに基づいて、制御マップを参照して決定される。本実施形態の制御マップでは、サイクルの成績係数（ＣＯＰ）が極大値に近づくように、目標過冷却度ＳＣＯ１を決定する。

次のステップでは、冷却用膨張弁１４ｃの絞り開度の増減量ΔＥＶＢを決定する。増減量ΔＥＶＢは、目標過冷却度ＳＣＯ１と室外熱交換器１６の出口側冷媒の過冷却度ＳＣ１との偏差に基づいて、フィードバック制御手法により、室外熱交換器１６の出口側冷媒の過冷却度ＳＣ１が目標過冷却度ＳＣＯ１に近づくように決定される。過冷却度ＳＣ１は、冷房モードと同様に算出される。

次のステップでは、冷凍サイクル装置１０を冷却モードの冷媒回路に切り替えるために、暖房用膨張弁１４ａを全開状態とし、第１冷房用膨張弁１４ｂを全閉状態とし、冷却用膨張弁１４ｃを絞り状態とし、除湿用開閉弁１５ａを閉じ、暖房用開閉弁１５ｂを閉じる。さらに、上述のステップで決定された制御状態が得られるように、各制御対象機器に対して制御信号あるいは制御電圧を出力して、ステップＳ１０へ戻る。

従って、冷却モードの冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１、水冷媒熱交換器１２、暖房用膨張弁１４ａ、室外熱交換器１６、逆止弁１７ａ、冷却用膨張弁１４ｃ、チラー１９、蒸発圧力調整弁２０、アキュムレータ２１、圧縮機１１の順に冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。

つまり、冷却モードの冷凍サイクル装置１０では、室外熱交換器１６が圧縮機１１から吐出された冷媒を放熱させる放熱器（換言すれば放熱部）として機能し、冷却用膨張弁１４ｃが減圧部として機能し、チラー１９が蒸発器として機能する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。

これによれば、チラー１９にて、低温側熱媒体を冷却することができる。従って、冷却モードの車両用空調装置１では、チラー１９にて冷却された低温側熱媒体を冷却用熱交換部５２へ流入させることによって、バッテリ８０の冷却を行うことができる。

以上の如く、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、各種運転モードを切り替えることができる。これにより、車両用空調装置１では、バッテリ８０の温度を適切に調整しつつ、車室内の快適な空調を実現することができる。

さらに、デュアル冷房モードまたはデュアル冷房冷却モードでは、後席側蒸発器２３に滞留した冷凍機油を圧縮機１１に戻すために、図５に示す制御プログラムが実行される。

まず、図５のステップＳ２３０では、後席側蒸発器２３での冷媒流量Ｇｒｒが最低流量Ｇｒｍｉｎよりも小さいか否かが判定される。後席側蒸発器２３での冷媒流量Ｇｒｒが最低流量Ｇｒｍｉｎよりも小さいと判定された場合、ステップＳ２１０へ進み、後席側オイル寝込みタイマが加算されてステップＳ２２０へ進む。すなわち、後席側蒸発器２３でオイル寝込みが発生していることが検知されて後席側オイル寝込みタイマが加算される。オイル寝込みとは、冷凍機油が滞留する現象のことである。

後席側蒸発器２３での冷媒流量Ｇｒｒが最低流量Ｇｒｍｉｎよりも小さくないと判定された場合、ステップＳ２６０へ進み、後席側オイル寝込みタイマが減算されてステップＳ１０へ戻る。すなわち、後席側蒸発器２３でオイル寝込みが発生していることが検知されず後席側オイル寝込みタイマが減算される。

本実施形態では、後席側蒸発器２３での冷媒流量Ｇｒｒは、以下数式Ｆ４によって算出することができる。
Ｇｒｒ＝Ｑｒｒ／（ｉｏｕｔ－ｉｉｎ）…（Ｆ４）
数式Ｆ４は、以下の数式Ｆ５～Ｆ７から導出できる。すなわち、数式Ｆ４に示すように、後席側蒸発器２３での冷媒の吸熱却量Ｑｒｒと後席側蒸発器２３での空気の冷却量Ｑａｒとが等しいという関係があり、後席側蒸発器２３での冷媒の吸熱却量Ｑｒｒは数式Ｆ６のように計算でき、後席側蒸発器２３での空気の冷却量Ｑａｒは数式Ｆ７のように計算できる。
Ｑｒｒ＝Ｑａｒ…（Ｆ５）
Ｑｒｒ＝Ｇｒｒ・（ｉｏｕｔ－ｉｉｎ）…（Ｆ６）
Ｑａｒ＝Ｇａｒ・（ｈｉｎ－ｈｏｕｔ）…（Ｆ７）
数式Ｆ６において、Ｑｒｒは、後席側蒸発器２３での冷媒の吸熱却量である。Ｑａｒは、後席側蒸発器２３での空気の冷却量である。ｉｏｕｔは、後席側蒸発器２３出口冷媒のエンタルピであり、ｉｉｎ、後席側蒸発器２３入口冷媒のエンタルピである（図６に示すモリエル線図を参照）。

後席側蒸発器２３出口冷媒のエンタルピｉｏｕｔは、出口冷媒の過熱度を１０Ｋと仮定して後席側蒸発器温度センサ７７の検出温度（すなわち、冷媒の飽和温度）から算出することができる。

室内蒸発器１８と後席側蒸発器２３の冷媒温度を同等と仮定して、出口冷媒の仮定の過熱度）と室内蒸発器１８の冷媒温度とから後席側蒸発器２３出口冷媒のエンタルピｉｏｕｔを算出してもよい。

後席側蒸発器２３の出口冷媒圧力を検出するセンサを設けて、その圧力値から後席側蒸発器２３出口冷媒のエンタルピｉｏｕｔを算出してもよい。

後席側蒸発器２３入口冷媒のエンタルピｉｉｎは、室外熱交換器１６出口冷媒のエンタルピｉｏｕｔと同じであるので、サイクルの高圧圧力値（例えば、室外熱交換器１６での冷媒圧力値や水冷媒熱交換器１２の冷媒圧力値）と室外熱交換器１６出口冷媒の温度とに基づいて算出することができる。

室外熱交換器１６出口冷媒の過冷却度を１０Ｋと仮定して室外熱交換器１６出口冷媒の温度から算出することもできる。

数式Ｆ７において、Ｇａｒは、後席側送風機９２の風量であり、ｈｉｎは、後席側蒸発器２３入口空気のエンタルピであり、ｈｏｕｔは、後席側蒸発器２３出口空気のエンタルピである（図６を参照）。

後席側送風機９２の風量Ｇａｒは、後席側送風機９２の電動モータに印加されている電圧値に基づいて、サイクル制御装置６０に記憶された風量特性マップを参照して算出される。風量特性マップは、吹出モード毎に設定されていてもよい。

後席側蒸発器２３入口空気のエンタルピｈｉｎは、後席側内気温センサ７５の検出温度と、車室内湿度センサ７６の検出湿度とから算出することができる。車室内湿度センサ７６の検出湿度を用いる代わりに、車室内空間の湿度値を、冷房作動時の車室内空間の一般的な相対湿度である３０％と仮定してもよい。

後席側蒸発器２３出口空気のエンタルピｈｏｕｔは、後席側蒸発器２３出口空気の湿度を１００％と仮定して後席側蒸発器温度センサ７７の検出温度から算出することが出来る。後席側蒸発器２３で除湿を行う場合は後席側蒸発器２３出口空気の相対湿度はほぼ１００％と考えることができるからである。

ステップＳ２２０では、後席側オイル寝込みタイマが所定値を上回っているか否かが判定される。ステップＳ２２０にて後席側オイル寝込みタイマが所定値を上回っていると判定された場合、ステップＳ２３０へ進み、オイル戻し制御が実行される。オイル戻し制御は、後席側蒸発器２３に滞留した冷凍機油を圧縮機１１に戻すために実行される制御である。すなわち、後席側オイル寝込みタイマが所定値を上回った場合、後席側蒸発器２３に滞留している冷凍機油を圧縮機１１に戻す必要があると判断されてオイル戻し制御が実行される。

ステップＳ２２０にて後席側オイル寝込みタイマが所定値を上回っていないと判定された場合、ステップＳ２００へ戻る。

ステップＳ２３０のオイル戻し制御では、図７のタイムチャートに示すように、第１冷房用膨張弁１４ｂの開度が通常制御時の開度よりも増加され、一定時間後に再度通常制御の開度に戻される。本実施形態では、オイル戻し制御を行う時の第１冷房用膨張弁１４ｂの開度を一時的に増加させる時間が５秒以上、１５秒以下の時間に設定されている。

これにより、サイクルの低圧圧力が上昇した後、低下するので、第２冷房用膨張弁１４ｅの開度が減少した後、増加する。第２冷房用膨張弁１４ｅの開度が増加することによって、後席側蒸発器２３に流入する冷媒流量が増加するので、後席側蒸発器２３に滞留した冷凍機油を圧縮機１１に戻す作用が生じる。

オイル戻し制御における第１冷房用膨張弁１４ｂの開度の増加量は、サイクルの高圧圧力に基づいて、図８に示す制御特性図を参照して決定される。具体的には、第１冷房用膨張弁１４ｂの開度の増加量は、サイクルの高圧圧力が高いほど小さい値に決定される。第１冷房用膨張弁１４ｂにかかる差圧が大きいほど開度変更による流量変化、圧力変化が大きくなるという特性があるからである。

続くステップＳ２４０では、オイル戻し制御が完了したか否かが判定される。具体的には、第１冷房用膨張弁１４ｂの開度が通常制御の開度に戻された場合、オイル戻し制御が完了したと判定される。第１冷房用膨張弁１４ｂの開度の増減操作が所定複数回行われた場合、オイル戻し制御が完了したと判定されてもよい。

ステップＳ２４０にてオイル戻し制御が完了したと判定された場合、ステップＳ２５０へ進む。ステップＳ２５０では、後席側オイル寝込みタイマがリセットされてステップＳ１０へ戻る。

ステップＳ２４０にてオイル戻し制御が完了していないと判定された場合、ステップＳ２３０へ戻り、オイル戻し制御が継続される。

このように、本実施形態のデュアル冷房モードまたはデュアル冷房冷却モードでは、後席側蒸発器２３に冷凍機油が滞留していると推定される場合、オイル戻し制御を行うので、後席側蒸発器２３に滞留した冷凍機油を圧縮機１１に戻すことができる。

本実施形態では、サイクル制御装置６０は、冷凍機油が後席側蒸発器２３に滞留したことを検知した場合、オイル戻し制御を行う。オイル戻し制御では、第１冷房用膨張弁１４ｂの開度を一時的に増加させる。

これによると、第１冷房用膨張弁１４ｂの開度を一時的に増加させることによって、室内蒸発器１８の出口側冷媒圧力が上昇した後に低下するので、後席側蒸発器２３の出口側冷媒圧力も上昇した後に低下する。後席側蒸発器２３の出口側冷媒圧力が低下する際に第２冷房用膨張弁１４ｅの開度が増加するので、後席側蒸発器２３での冷媒流量を増加させることができる。その結果、後席側蒸発器２３に滞留した冷凍機油を圧縮機１１側へ戻すことができる。

本実施形態では、サイクル制御装置６０は、オイル戻し制御を行う時の第１冷房用膨張弁１４ｂの開度の一時的な増加量を、圧縮機１１から吐出された冷媒の圧力が高いほど小さくする。

これによると、室内蒸発器１８の能力変動を極力抑制しつつ、後席側蒸発器２３に滞留した冷凍機油を圧縮機１１側へ戻すことができる。

本実施形態では、サイクル制御装置６０は、オイル戻し制御を行う時の第１冷房用膨張弁１４ｂの開度を一時的に増加させる時間を５秒以上、１５秒以下にする。これによると、室内蒸発器１８の能力変動を抑制しつつ、後席側蒸発器２３に滞留した冷凍機油を圧縮機１１側へ効果的に戻すことができる。

本実施形態では、サイクル制御装置６０は、後席側蒸発器２３における空気側の能力と冷媒側の能力とに基づいて第２冷房用膨張弁１４ｅにおける冷媒の流量を算出し、第２冷房用膨張弁１４ｅにおける冷媒の流量に基づいて、後席側蒸発器２３に冷凍機油が滞留していることを検知する。これによると、後席側蒸発器２３に冷凍機油が滞留していることを良好に検知できる。

本実施形態では、サイクル制御装置６０は、圧縮機１１から吐出された冷媒の流量と、第１冷房用膨張弁１４ｂにおける冷媒の流量との差から第２冷房用膨張弁１４ｅにおける冷媒の流量を算出し、第２冷房用膨張弁１４ｅにおける冷媒の流量に基づいて、後席側蒸発器２３に冷凍機油が滞留していること検知する。これによると、後席側蒸発器２３に冷凍機油が滞留していることを良好に検知できる。

本実施形態では、サイクル制御装置６０は、後席側蒸発器２３の熱交換負荷が低い状態が所定時間以上継続した場合、後席側蒸発器２３に冷凍機油が滞留していることを検知する。これによると、後席側蒸発器２３に冷凍機油が滞留していることを良好に検知できる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、冷凍サイクル装置１０は、冷房と暖房が可能なヒートポンプサイクルであるが、本実施形態では、冷凍サイクル装置１０は、冷房が可能なクーラサイクルである。

図９に示すように、冷凍サイクル装置１０は、圧縮機１１、室外熱交換器１６、第５三方継手１３ｅ、第７三方継手１３ｇ、第１冷房用膨張弁１４ｂ、室内蒸発器１８、第２冷房用膨張弁１４ｅ、後席側蒸発器２３、冷却用膨張弁１４ｃ、チラー１９、第６三方継手１３ｆ、第８三方継手１３ｈを有しており、上記第１実施形態の水冷媒熱交換器１２を有していない。高温側熱媒体回路４０には、車両走行用のエンジン８５が配置されており、エンジン８５の廃熱によって高温側熱媒体回路４０の高温側熱媒体が加熱される。高温側熱媒体回路４０に、高温側熱媒体を加熱するための電気ヒータが配置されていてもよい。

室外熱交換器１６の出口側にはレシーバ２５が配置されている。レシーバ２５は、気液分離機能を有する貯液部である。レシーバ２５は、室外熱交換器１６から流出した冷媒の気液を分離する。そして、レシーバ２５は、分離された液相冷媒の一部を下流側に流出させ、残余の液相冷媒をサイクル内の余剰冷媒として蓄える。

本実施形態の冷凍サイクル装置１０は、上記第１実施形態と同様にシングル冷房モード、デュアル冷房モード、シングル冷房冷却モード、デュアル冷房冷却モードの冷媒回路を切替可能である。

本実施形態のようなクーラサイクルに対しても、上記第１実施形態と同様にオイル戻し制御を行うことができる。

（第３実施形態）
上記第１実施形態の冷凍サイクル装置１０は、アキュムレータ２１を備えるアキュムレータサイクルであるが、本実施形態の冷凍サイクル装置１０は、図１０に示すように、アキュムレータ２１の代わりにレシーバ２５を備えるレシーバサイクルである。

第１三方継手１３ａの一方の流出口には、除湿用開閉弁１５ａおよび第２三方継手１３ｂを介して、レシーバ２５の入口側が接続されている。第１三方継手１３ａの他方の流出口には、冷房用開閉弁１５ｄおよび第９三方継手１３ｉを介して、暖房用膨張弁１４ａの入口側が接続されている。

除湿用開閉弁１５ａは、第１三方継手１３ａの一方の流出口からレシーバ２５の入口へ至るバイパス通路２２ａを開閉する電磁弁である。暖房用膨張弁１４ａは、サイクル制御装置６０から出力される制御電圧によって、その開閉作動が制御される。

第２三方継手１３ｂの流出口は、レシーバ２５の入口側に接続されている。レシーバ２５は、気液分離機能を有する貯液部である。すなわち、レシーバ２５は、冷凍サイクル装置１０において冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する熱交換部から流出した冷媒の気液を分離する。そして、レシーバ２５は、分離された液相冷媒の一部を下流側に流出させ、残余の液相冷媒をサイクル内の余剰冷媒として蓄える。

冷房用開閉弁１５ｄは、第１三方継手１３ａの他方の流出口から第９三方継手１３ｉの一方の流入口へ至る冷媒通路を開閉する電磁弁である。第９三方継手１３ｉの他方の流入口には、レシーバ２５の冷媒出口側が接続されている。レシーバ２５の冷媒出口と第２三方継手１３ｂの他方の流入口とを接続する出口側通路２２ｄには、第６三方継手１３ｆおよび第２逆止弁１７ｂが配置されている。

第６三方継手１３ｆは、出口側通路２２ｄにおいて、流入口がレシーバ２５の冷媒出口側に接続されている。第６三方継手１３ｆは、出口側通路２２ｄにおいて、一方の流出口が第１逆止弁１７ａの入口側に接続されている。第６三方継手１３ｆの他方の流出口には、第５三方継手１３ｅの流入口側が接続されている。

バイパス通路２２ａにおいて、除湿用開閉弁１５ａと第２三方継手１３ｂの一方の流入口との間には、第１固定絞り２６ａが配置されている。

第３三方継手１３ｃの他方の流出口側と第２三方継手１３ｂの他方の流入口側とを接続する冷媒通路において、逆止弁１７ａと第２三方継手１３ｂの他方の流入口との間には、第２固定絞り２６ｂが配置されている。

第１固定絞り２６ａおよび第２固定絞り２６ｂは、冷媒を減圧させる減圧部であり、具体的には、オリフィスやキャピラリーチューブ等である。

次に、上記構成の本実施形態の車両用空調装置の作動について説明する。冷凍サイクル装置１０は、車室内の空調およびバッテリ８０の冷却を行うために、冷媒回路を切替可能に構成されている。

具体的には、冷凍サイクル装置１０は、車室内の空調を行うために、暖房モードの冷媒回路、シングル冷房モードの冷媒回路、デュアル冷房モードの冷媒回路、除湿暖房モードの冷媒回路を切り替えることができる。暖房モードは、加熱された空気を車室内へ吹き出す運転モードである。冷房モードは、冷却された空気を車室内へ吹き出す運転モードである。除湿暖房モードは、冷却されて除湿された空気を再加熱して車室内へ吹き出す運転モードである。

これらの運転モードの切り替えは、予めサイクル制御装置６０に記憶されている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。空調制御プログラムでは、各種制御用センサの検出信号および操作パネルの操作信号に基づいて、運転モードを切り替える。以下に各運転モードの作動について説明する。

暖房モードでは、サイクル制御装置６０が、除湿用開閉弁１５ａを開き、冷房用開閉弁１５ｄを閉じ、暖房用開閉弁１５ｂを開く。さらに、サイクル制御装置６０は、暖房用膨張弁１４ａを冷媒減圧作用を発揮する絞り状態として、第１冷房用膨張弁１４ｂおよび後席用開閉弁１５ｃを全閉状態とする。

これにより、暖房モードの冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１から吐出された冷媒が、室内凝縮器１２、レシーバ２５、暖房用膨張弁１４ａ、室外熱交換器１６、アキュムレータ２１、圧縮機１１の吸入口の順に循環する第１回路に切り替えられる。

従って、暖房モードでは、室内凝縮器１２にて加熱された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。

シングル冷房モードでは、サイクル制御装置６０が、除湿用開閉弁１５ａを閉じ、冷房用開閉弁１５ｄを開き、暖房用開閉弁１５ｂを閉じる。さらに、サイクル制御装置６０は、暖房用膨張弁１４ａを全開状態とし、第１冷房用膨張弁１４ｂを絞り状態とし、後席用開閉弁１５ｃを全閉状態とする。

これにより、シングル冷房モードの冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１から吐出された冷媒が、室内凝縮器１２、暖房用膨張弁１４ａ、室外熱交換器１６、レシーバ２５、第１冷房用膨張弁１４ｂ、室内蒸発器１８、アキュムレータ２１、圧縮機１１の吸入口の順に循環する第２回路に切り替えられる。

従って、シングル冷房モードでは、室内蒸発器１８にて冷却された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。

デュアル冷房モードでは、サイクル制御装置６０が、除湿用開閉弁１５ａを閉じ、冷房用開閉弁１５ｄを開き、暖房用開閉弁１５ｂを閉じる。さらに、サイクル制御装置６０は、暖房用膨張弁１４ａを全開状態とし、第１冷房用膨張弁１４ｂを絞り状態とし、後席用開閉弁１５ｃを全開状態とする。

これにより、デュアル冷房モードの冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１から吐出された冷媒が、室内凝縮器１２、暖房用膨張弁１４ａ、室外熱交換器１６、レシーバ２５の順に流れる。さらに、レシーバ２５、第１冷房用膨張弁１４ｂ、室内蒸発器１８、アキュムレータ２１、圧縮機１１の吸入口の順に循環するとともに、レシーバ２５、第２冷房用膨張弁１４ｅ、後席側蒸発器２３、アキュムレータ２１、圧縮機１１の吸入口の順に循環する第２回路に切り替えられる。

従って、デュアル冷房モードでは、室内蒸発器１８にて冷却された空気を車室内へ吹き出すとともに後席側蒸発器２３にて冷却された空気を車室内後席側空間へ吹き出すことによって、車室内後席側空間の冷房も行うことができる。

除湿暖房モードでは、サイクル制御装置６０が、除湿用開閉弁１５ａを開き、冷房用開閉弁１５ｄを閉じ、暖房用開閉弁１５ｂを開く。さらに、サイクル制御装置６０は、暖房用膨張弁１４ａを絞り状態とし、第１冷房用膨張弁１４ｂを絞り状態とし、後席用開閉弁１５ｃを全閉状態とする。

これにより、除湿暖房モードの冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１から吐出された冷媒が、室内凝縮器１２、レシーバ２５の順に流れる。さらに、レシーバ２５、暖房用膨張弁１４ａ、室外熱交換器１６、アキュムレータ２１、圧縮機１１の吸入口の順に循環するとともに、レシーバ２５、第１冷房用膨張弁１４ｂ、室内蒸発器１８、アキュムレータ２１、圧縮機１１の吸入口の順に循環する第３回路が構成される。

すなわち、除湿暖房モードの冷凍サイクル装置１０は、レシーバ２５から流出した冷媒の流れに対して、室外熱交換器１６と室内蒸発器１８が並列的に接続される回路に切り替えられる。

従って、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空気を室内凝縮器１２にて再加熱して車室内へ吹き出すことによって、車室内の除湿暖房を行うことができる。

以上の如く、本実施形態の車両用空調装置では、冷媒サイクル装置１０が各運転モードに応じて冷媒回路を切り替えることによって、車室内の快適な空調を実現することができる。さらに、本実施形態の車両用空調装置では、冷却モードを実行することによって、バッテリ８０を冷却することができる。

冷却モードは、冷凍サイクル装置１０の作動時であれば、空調用の各運転モードと並行して実行することができる。すなわち、車室内の空調を行うと同時に、バッテリ８０の冷却を行うことができる。冷却モードは、バッテリ温度センサ６９によって検出されたバッテリ温度ＴＢが、予め定めた基準冷却温度ＫＴＢ以上となった際に実行される。以下、冷却モードの作動について説明する。

冷却モードでは、サイクル制御装置６０が、空調用の各運転モードと同様の制御対象機器を制御することに加えて、冷却用膨張弁１４ｃを絞り状態とする。

これにより、冷凍サイクル装置１０では、空調用の運転モードによらず、レシーバ２５から流出した冷媒が、冷却用膨張弁１４ｃ、チラー１９、圧縮機１１の吸入口の順に流れるバッテリ冷却用の回路が構成される。

すなわち、冷却モードと暖房モードが並行して実行される際には、冷凍サイクル装置１０は、レシーバ２５から流出した冷媒の流れに対して、室外熱交換器１６とチラー１９が並列的に接続される回路に切り替えられる。

冷却モードとシングル冷房モードが並行して実行される際には、冷凍サイクル装置１０は、レシーバ２５から流出した冷媒の流れに対して、室内蒸発器１８とチラー１９が並列的に接続される回路に切り替えられる。

冷却モードとデュアル冷房モードが並行して実行される際には、冷凍サイクル装置１０は、レシーバ２５から流出した冷媒の流れに対して、室内蒸発器１８、後席側蒸発器２３およびチラー１９が並列的に接続される回路に切り替えられる。

冷却モードと除湿暖房モードが並行して実行される際には、冷凍サイクル装置１０は、レシーバ２５から流出した冷媒の流れに対して、室外熱交換器１６、室内蒸発器１８およびチラー１９が並列的に接続される回路に切り替えられる。

冷凍サイクル装置１０では、レシーバ２５から流出した冷媒が、第６三方継手１３ｆおよび第５三方継手１３ｅを介して、冷却用膨張弁１４ｃへ流入する。レシーバ２５から冷却用膨張弁１４ｃへ流入した冷媒は、低圧冷媒となるまで減圧される。

冷却用膨張弁１４ｃにて減圧された低圧冷媒は、チラー１９へ流入する。チラー１９へ流入した冷媒は、バッテリ８０の有する熱（すなわち、バッテリ８０の廃熱）を吸熱して蒸発する。これにより、バッテリ８０が冷却される。チラー１９から流出した冷媒は、第６三方継手１３ｆおよび第４三方継手１３ｄを介して圧縮機１１へ吸入される。

以上の如く、本実施形態の車両用空調装置では、冷却モードを実行することによって、車室内の空調を行いながら、バッテリ８０を冷却することができる。

本実施形態のようなレシーバを使ったヒートポンプサイクルに対しても、上記第１実施形態と同様にオイル戻し制御を行うことができる。

（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。また、上記各実施形態に開示された手段は、実施可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。

（ａ）上述の実施形態では、複数の運転モードに切り替え可能な冷凍サイクル装置１０について説明したが、冷凍サイクル装置１０の運転モードの切り替えはこれに限定されない。少なくともオイル戻し制御の対象となる運転モードを実行可能であればよい。

（ｂ）冷凍サイクル装置の構成機器は、上述の実施形態に開示されたものに限定されない。上述した効果を発揮できるように、複数のサイクル構成機器を一体化等を行ってもよい。例えば、第２三方継手１３ｂと第５三方継手１３ｅとを一体化させた四方継手構造のものを採用してもよい。また、第１冷房用膨張弁１４ｂおよび冷却用膨張弁１４ｃとして、全閉機能を有しない電気式膨張弁と開閉弁とを直接的に接続したものを採用してもよい。

また、上述の実施形態では、冷媒としてＲ１２３４ｙｆを採用した例を説明したが、冷媒はこれに限定されない。例えば、Ｒ１３４ａ、Ｒ６００ａ、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０４Ａ、Ｒ３２、Ｒ４０７Ｃ、等を採用してもよい。または、これらの冷媒のうち複数種を混合させた混合冷媒等を採用してもよい。さらに、冷媒として二酸化炭素を採用して、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルを構成してもよい。

（ｃ）加熱部の構成は、上述の実施形態に開示されたものに限定されない。例えば、第１実施形態で説明した高温側熱媒体回路４０に対して、低温側熱媒体回路５０の三方弁５３および低温側ラジエータ５４と同様の三方弁および高温側ラジエータを追加し、余剰の熱を外気に放熱させるようにしてもよい。さらに、ハイブリッド車両のように内燃機関（エンジン）を備える車両では、高温側熱媒体回路４０にエンジン冷却水を循環させるようにしてもよい。

（ｄ）電池冷却部の構成は、上述の実施形態に開示されたものに限定されない。例えば、電池冷却部として、第１実施形態で説明した低温側熱媒体回路５０のチラー１９を凝縮部とし、冷却用熱交換部５２を蒸発部として機能させるサーモサイフォンを採用してもよい。これによれば、低温側熱媒体ポンプ５１を廃止することができる。

サーモサイフォンは、冷媒を蒸発させる蒸発部と冷媒を凝縮させる凝縮部とを有し、蒸発部と凝縮部とを閉ループ状に（すなわち、環状に）接続することによって構成されている。そして、蒸発部における冷媒の温度と凝縮部における冷媒の温度との温度差によって回路内の冷媒に比重差を生じさせ、重力の作用によって冷媒を自然循環させて、冷媒とともに熱を輸送する熱輸送回路である。

また、上述の実施形態では、電池冷却部にて冷却される冷却対象物がバッテリ８０である例を説明したが、冷却対象物はこれに限定されない。直流電流と交流電流とを変換するインバータ、バッテリ８０に電力を充電する充電器、電力を供給されることによって走行用の駆動力を出力するとともに、減速時等には回生電力を発生させるモータジェネレータのように作動時に発熱を伴う電気機器であってもよい。

（ｅ）上述の各実施形態では、本発明に係る冷凍サイクル装置１０を車両用空調装置１に適用したが、冷凍サイクル装置１０の適用はこれに限定されない。例えば、据置型バッテリの温度を適切に調整しつつ、室内の空調を行うバッテリ冷却機能付きの空調装置等に適用してもよい。

（ｆ）上記実施形態では、第１冷房用膨張弁１４ｂおよび冷却用膨張弁１４ｃが電気式膨張弁であり、第２冷房用膨張弁１４ｅが機械式膨張弁であるが、冷却用膨張弁１４ｃが機械式膨張弁で第２冷房用膨張弁１４ｅが電気式膨張弁であってもよい。冷却用膨張弁１４ｃおよび第２冷房用膨張弁１４ｅの両方が機械式膨張弁であってもよい。

すなわち、第１冷房用膨張弁１４ｂ、第２冷房用膨張弁１４ｅおよび冷却用膨張弁１４ｃのうち少なくとも１つが第１減圧部としての電気式膨張弁で、他の少なくとも１つが第２減圧部としての機械式膨張弁であればよい。

冷却用膨張弁１４ｃに機械式膨張弁を適用して、第２蒸発部としてのチラー１９に対してオイル戻し制御を実施する場合、チラー１９の冷媒流量を、チラー１９での低温側熱媒体の冷却量から算出すればよい。具体的には、低温側熱媒体ポンプ５１の出力に基づく低温側熱媒体の流量と、低温側熱媒体の物性に基づく比熱と、チラー１９の前後における低温側熱媒体の温度差からチラー１９の冷媒流量を算出可能である。

すなわち、冷却用膨張弁１４ｃに機械式膨張弁を適用してチラー１９に対してオイル戻し制御を実施する場合、サイクル制御装置６０は、チラー１９における低温側熱媒体側の能力と冷媒側の能力とに基づいて冷却用膨張弁１４ｃにおける冷媒の流量を算出し、冷却用膨張弁１４ｃにおける冷媒の流量に基づいて、チラー１９に冷凍機油が滞留していること検知すればよい。これによると、チラー１９に冷凍機油が滞留していることを良好に検知できる。

室内蒸発器１８の冷媒流量は、後席側蒸発器２３の冷媒流量と同様の方法にて算出可能である。

（ｇ）上記実施形態では、後席側蒸発器２３での冷媒流量が最低流量Ｇｒｍｉｎよりも小さい場合、後席側蒸発器２３にオイル寝込みが発生していることが検知されるが、後席側蒸発器２３にオイル寝込みが発生しているか否かの判定手法は、これに限定されない。

例えば、圧縮機１１の吐出冷媒流量から室内蒸発器１８およびチラー１９の冷媒流量を減じた差から後席側蒸発器２３の冷媒流量を推定し、後席側蒸発器２３において低流量状態が継続した場合にオイル寝込みが発生していると判定してもよい。

圧縮機１１の吐出冷媒流量は、圧縮機１１の効率、容積、回転数、冷媒密度から算出できる。冷媒密度は、圧縮機１１の吸入冷媒温度または吸入冷媒圧力から算出できる。

室内蒸発器１８の冷媒流量は、第１冷房用膨張弁１４ｂの前後差圧、第１冷房用膨張弁１４ｂの入口冷媒密度、第１冷房用膨張弁１４ｂの弁開度、および第１冷房用膨張弁１４ｂの流量係数から算出できる。第１冷房用膨張弁１４ｂの入口冷媒密度は、第１冷房用膨張弁１４ｂの入口冷媒圧力と第１冷房用膨張弁１４ｂの入口冷媒温度から算出できる。

チラー１９の冷媒流量は、冷却用膨張弁１４ｃの前後差圧、冷却用膨張弁１４ｃの入口冷媒密度、冷却用膨張弁１４ｃの弁開度、および冷却用膨張弁１４ｃの流量係数から算出できる。冷却用膨張弁１４ｃの入口冷媒密度は、冷却用膨張弁１４ｃの入口冷媒圧力と冷却用膨張弁１４ｃの入口冷媒温度から算出できる。

例えば、後席側蒸発器２３の冷媒流量が低下するような低負荷運転状態が所定時間以上継続した場合にオイル寝込みが発生していると判定してもよい。例えば、外気温度Ｔａｍが所定値以下、車室内温度Ｔｒが所定値以下、および後席側送風機９２の風量が所定値以下のうち少なくとも１つの条件を満たしている場合、後席側蒸発器２３の冷媒流量が低下するような低負荷運転状態であると判定すればよい。

（ｈ）本実施形態では、オイル戻し制御を行う時の第１冷房用膨張弁１４ｂの開度を一時的に増加させる時間が５秒以上、１５秒以下の時間に設定されているが、オイル戻し制御を行う時の第１冷房用膨張弁１４ｂの開度を一時的に増加させる時間が、圧縮機１１から吐出された冷媒の圧力が高いほど短くされてもよい。

これによると、室内蒸発器１８の能力変動を極力抑制しつつ、後席側蒸発器２３に滞留した冷凍機油を圧縮機１１側へ戻すことができる。

１１ 圧縮機
１２ 水冷媒熱交換器（放熱部）
１４ｂ 第１冷房用膨張弁（第１減圧部）
１４ｅ 第２冷房用膨張弁（第２減圧部）
１８ 室内蒸発器（第１蒸発部）
２３ 後席側蒸発器（第２蒸発部）
４０ 高温側熱媒体回路（放熱部）
６０ サイクル制御装置（制御部）

Claims (8)

1. 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
   前記圧縮機から吐出された前記冷媒を放熱させる放熱部（４０、１２）と、
   前記放熱部から流出した前記冷媒を減圧させ、開度を電気的機構によって調整する第１減圧部（１４ｂ）と、
   前記冷媒の流れにおいて前記第１減圧部と並列に配置され、前記放熱部から流出した前記冷媒を減圧させる第２減圧部（１４ｅ、１４ｃ）と、
   前記第１減圧部から流出した前記冷媒を蒸発させる第１蒸発部（１８）と、
   前記第２減圧部から流出した前記冷媒を蒸発させる第２蒸発部（２３、１９）と、
   前記第１減圧部の開度を制御する制御部（６０）とを備え、
   前記第２減圧部は、前記第２蒸発部の出口側冷媒の圧力が低下すると開度を増加させる機械的機構を有しており、
   前記制御部は、前記冷媒に混入されている冷凍機油が前記第２蒸発部に滞留したことを検知した場合、前記第１減圧部の開度を一時的に増加させるオイル戻し制御を行う冷凍サイクル装置。
2. 前記制御部は、前記オイル戻し制御を行う時の前記第１減圧部の開度の一時的な増加量を、前記圧縮機から吐出された前記冷媒の圧力が高いほど小さくする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 前記制御部は、前記オイル戻し制御を行う時の前記第１減圧部の開度を一時的に増加させる時間を、前記圧縮機から吐出された前記冷媒の圧力が高いほど短くする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
4. 前記制御部は、前記オイル戻し制御を行う時の前記第１減圧部の開度を一時的に増加させる時間を５秒以上、１５秒以下にする請求項１または３に記載の冷凍サイクル装置。
5. 前記第２蒸発部は、前記冷媒と空気とを熱交換させ、
   前記制御部は、前記第２蒸発部における前記空気側の能力と前記冷媒側の能力とに基づいて前記第２減圧部における前記冷媒の流量を算出し、前記第２減圧部における前記冷媒の流量に基づいて、前記第２蒸発部に冷凍機油が滞留していることを検知する請求項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. 前記第２蒸発部は、前記冷媒と熱媒体とを熱交換させ、
   前記制御部は、前記第２蒸発部における前記熱媒体側の能力と前記冷媒側の能力とに基づいて前記第２減圧部における前記冷媒の流量を算出し、前記第２減圧部における前記冷媒の流量に基づいて、前記第２蒸発部に冷凍機油が滞留していることを検知する請求項１ないし４のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
7. 前記制御部は、前記圧縮機から吐出された前記冷媒の流量と、前記第１減圧部における前記冷媒の流量との差から前記第２減圧部における前記冷媒の流量を算出し、前記第２減圧部における前記冷媒の流量に基づいて、前記第２蒸発部に冷凍機油が滞留していることを検知する請求項１ないし４のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
8. 前記制御部は、前記第２蒸発部の熱交換負荷が低い状態が所定時間以上継続した場合、前記第２蒸発部に冷凍機油が滞留していることを検知する請求項１ないし４のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。

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