JP5929372B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

本発明は、空調対象空間に送風する送風空気を冷却して除湿し、除湿した送風空気を加熱する除湿運転を行う空調装置に適用される冷凍サイクル装置に関する。

従来、室内に配置された室内蒸発器および室内凝縮器を配置し、室内蒸発器にて室内へ送風する送風空気を冷却して除湿し、室内蒸発器にて除湿された送風空気を室内凝縮器にて再加熱して室内へ吹き出すことで、室内を除湿する空調装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。

特許文献１に記載の空調装置では、蒸気圧縮式の冷凍サイクルの冷媒流路を切り替えることで、室内暖房時に送風空気を除湿する暖房除湿運転と、室内冷房時に送風空気を除湿する弱冷房除湿運転を実行可能としている。

具体的には、暖房除湿運転時には、室内凝縮器の下流側において室内蒸発器、および冷媒を外気と熱交換させる室外熱交換器を並列に接続する冷媒流路に切り替えることで、室外熱交換器を吸熱器として機能させている。この場合、室内蒸発器にて送風空気から吸熱するとともに、室外熱交換器にて外気から吸熱することで、室内凝縮器における冷媒の放熱量を確保し、高温の送風空気を室内に吹き出すことができる。

一方、弱冷房除湿運転時には、圧縮機の下流側において室内凝縮器、および室外熱交換器を並列に接続する冷媒流路に切り替えることで、室外熱交換器を放熱器として機能させている。この場合、室内凝縮器にて送風空気に放熱するとともに、室外熱交換器にて外気に放熱することで、室内蒸発器における冷媒の吸熱量を確保し、低温の送風空気を室内へ吹き出すことができる。

また、特許文献２に記載の空調装置では、暖房除湿運転時には、特許文献１と同様の冷媒流路とし、弱冷房除湿運転時には、圧縮機の下流側において室内凝縮器、室外熱交換器、室内蒸発器を直列に接続する冷媒流路に切り替えて、室外熱交換器を放熱器として機能させている。この場合も、室内凝縮器および室外熱交換器の双方で冷媒を放熱させて室内蒸発器における冷媒の吸熱量を確保できる。

特許第３６４５３２４号公報 特開平６−３４１７３２号公報

ところで、特許文献１、２の暖房除湿運転の如く、室内蒸発器と室外熱交換器とを並列接続する冷媒流路とし、室外熱交換器を吸熱器として機能させる場合に、室内への吹出空気の温度を変化させるために室内蒸発器における冷媒の吸熱量を変化させようとしても、室外熱交換器における外気からの吸熱量を適切に調整することできない。その結果、室内への吹出空気の温度調整範囲が制限されてしまう。

その理由は、特許文献１、２のように室内蒸発器と室外熱交換器とを並列接続する冷媒流路では、室内蒸発器における冷媒蒸発温度と室外熱交換器における冷媒蒸発温度が一致してしまうからである。

例えば、室内への吹出空気の温度を上昇させるためには、室外熱交換器における冷媒蒸発温度を低下させ、室外熱交換器における冷媒の吸熱量を増加させればよい。ところが、室外熱交換器における冷媒蒸発温度を低下させてしまうと、室内蒸発器の冷媒蒸発温度も低下してしまうので、室内蒸発器に着霜（フロスト）が生じてしまう。

一方、室内への吹出空気の温度を低下させるためには、室外熱交換器における冷媒蒸発温度を上昇させ、室外熱交換器における冷媒の吸熱量を減少させればよい。ところが、室外熱交換器における冷媒蒸発温度を上昇させてしまうと、室内蒸発器の冷媒蒸発温度も上昇してしまうので、送風空気を充分に除湿することができなくなってしまう。

また、特許文献１の弱冷房除湿運転の如く、室内凝縮器と室外熱交換器とを並列接続する冷媒流路とする場合であっても、特許文献２の弱冷房除湿運転の如く、室内凝縮器と室外熱交換器とを直列接続する冷媒流路とする場合であっても、室外熱交換器を放熱器として機能させる場合には、室内への吹出空気を上昇させるために室内凝縮器における冷媒の放熱量を増加させようとしても、室外熱交換器における外気への放熱量を適切に減少させることができなければ、室内への吹出空気の高温側への温度調整範囲が制限されてしまう。

つまり、特許文献１、２に記載の空調装置では、除湿運転時において室外熱交換器の能力（放熱能力および吸熱能力）を適切に調整することができないために、図２５に示すように、室内への吹出空気の温度を調整できない範囲が存在してしまう。なお、図２５は、従来の空調装置における室内への吹出空気の温度調整範囲を説明する説明図である。

このように、特許文献１、２に記載の空調装置では、除湿運転時における室内への吹出空気の温度調整範囲が制限されることがあり、室内の快適な空調を実現できないおそれがある。

本発明は上記点に鑑みて、空調対象空間に送風する送風空気を冷却して除湿し、除湿した送風空気を加熱する除湿運転を行う空調装置に適用される冷凍サイクル装置において、除湿運転時に空調対象空間へ吹き出される吹出空気の温度調整範囲を拡大させることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、空調対象空間に送風する送風空気を冷却して除湿し、除湿した送風空気を加熱する除湿運転を行う空調装置に適用される冷凍サイクル装置であって、
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、圧縮機（１１）から吐出された吐出冷媒を送風空気と熱交換させて、吐出冷媒の有する熱量を放熱させる放熱器（１２）と、放熱器（１２）から流出した冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（１５）と、室外熱交換器（１５）から流出した冷媒と放熱器（１２）を通過前の送風空気とを熱交換させて、室外熱交換器（１５）から流出した冷媒を蒸発させる蒸発器（２０）と、放熱器（１２）から流出した冷媒を室外熱交換器（２０）の入口側へ導く第１冷媒通路（１３）と、第１冷媒通路（１３）に配置され、第１冷媒通路（１３）の開口面積を変更可能な第１絞り手段（１４）と、室外熱交換器（１５）から流出した冷媒を圧縮機（１１）の吸入側へ導く第２冷媒通路（１６）と、第２冷媒通路（１６）に配置され、第２冷媒通路（１６）を開閉する第１開閉手段（１７）と、室外熱交換器（１５）から流出した冷媒を蒸発器（２０）を介して圧縮機（１１）の吸入側へ導く第３冷媒通路（１８）と、第３冷媒通路（１８）における室外熱交換器（１５）と蒸発器（２０）との間に配置され、第３冷媒通路（１８）の開口面積を変更可能な第２絞り手段（１９）と、放熱器（１２）と第１絞り手段（１４）との間を流れる冷媒を第３冷媒通路（１８）における室外熱交換器（１５）と第２絞り手段（１９）との間へ導くバイパス通路（２２）と、バイパス通路（２２）に配置され、バイパス通路（２２）を開閉する第２開閉手段（２３）と、第３冷媒通路（１８）における蒸発器（２０）の出口側に配置され、蒸発器（２０）の出口側における冷媒の圧力を所定値に維持する定圧調整手段（２５）と、を備え、
第１除湿暖房モード時には、第１開閉手段（１７）にて第２冷媒通路（１６）が閉鎖されるとともに、第２開閉手段（２３）にてバイパス通路（２２）が閉鎖され、第２除湿暖房モード時には、第１開閉手段（１７）にて第２冷媒通路（１６）が開放されるとともに、第２開閉手段（２３）にて前記バイパス通路（２２）が開放され、
さらに、第１、第２除湿暖房モード時には、第１絞り手段（１４）が第１冷媒通路（１３）の開口面積を変化させ、第２絞り手段（１９）が第３冷媒通路（１８）の開口面積を変化させ、
第１絞り手段（１４）は、第１除湿暖房モード時に、空調対象空間に吹き出す吹出空気の目標温度の上昇に伴って第１冷媒通路（１３）の通路開度を減少させ、第２絞り手段（１９）は、第１除湿暖房モード時に、空調対象空間に吹き出す吹出空気の目標温度の上昇に伴って第３冷媒通路（１８）の通路開度を増加させることを特徴とする。

これによれば、第１、第２開閉手段（１７、２３）にて第２冷媒通路（１６）およびバイパス通路（２２）それぞれを閉鎖することで、冷媒流れに対して室外熱交換器（１５）と蒸発器（２０）とが直列に接続される冷媒流路とすることができる。

この場合、第１、第２絞り手段（１４、１９）にて第１冷媒通路（１３）および第３冷媒通路（１８）それぞれに開口面積を変更することで、室外熱交換器（１５）における冷媒と外気との熱交換能力（放熱能力および吸熱能力）を調整することが可能となる。

これにより、放熱器（１２）における冷媒の放熱量あるいは蒸発器（２０）における冷媒の吸熱量を調整することができ、蒸発器（２０）にて冷却して除湿された送風空気を放熱器（１２）にて低温域から高温域に亘る広範囲で温度調整することが可能となる。

また、第１、第２開閉手段（１７、２３）にて第２冷媒通路（１６）およびバイパス通路（２２）それぞれを開放することで、冷媒流れに対して室外熱交換器（１５）と蒸発器（２０）とが並列に接続される冷媒流路とすることができる。

この場合、放熱器（１２）から流出した冷媒が室外熱交換器（１５）および蒸発器（２０）に分岐して流れ、蒸発器（２０）への冷媒流量を減少させて、蒸発器（２０）における冷媒の吸熱量を減少させることができるので、蒸発器（２０）にて除湿された送風空気を放熱器（１２）にて高温域で温度調整することが可能となる。

従って、空調対象空間への吹出空気の温度調整可能範囲を拡大させることができる。

さらに、第１除湿暖房モード時には、第１開閉手段（１７）にて第２冷媒通路（１６）が閉鎖されるとともに、第２開閉手段（２３）にてバイパス通路（２２）が閉鎖され、第２除湿暖房モード時には、第１開閉手段（１７）にて第２冷媒通路（１６）が開放されるとともに、第２開閉手段（２３）にてバイパス通路（２２）が開放される。

これによれば、第１開閉弁（１７）、および第２開閉弁（２３）といった簡易な構成により、第１除湿暖房モードおよび第２除湿暖房モードを切り替えることができるので、空調対象空間への吹出空気の温度調整可能範囲を拡大させる構成を具体的かつ容易に実現することができる。
さらに、第３冷媒通路（１８）における蒸発器（２０）の出口側に配置され、蒸発器（２０）の出口側における冷媒の圧力を所定値に維持する定圧調整手段（２５）を備えている。
これによれば、冷媒流れに対して室外熱交換器（１５）と蒸発器（２０）とを並列接続する冷媒流路としても、蒸発器（２０）の冷媒圧力を一定の圧力に維持することができるので、室外熱交換器（１５）における冷媒の吸熱量と蒸発器（２０）における冷媒の吸熱量とを適切に変化させることが可能となる。

また、第１絞り手段（１４）は、第１除湿暖房モード時に、空調対象空間に吹き出す吹出空気の目標温度の上昇に伴って第１冷媒通路（１３）の通路開度を減少させ、第２絞り手段（１９）は、第１除湿暖房モード時に、空調対象空間に吹き出す吹出空気の目標温度の上昇に伴って第３冷媒通路（１８）の通路開度を増加させる。

これによれば、空調対象空間に吹き出す空気の目標温度の変化に応じて、室外熱交換器（１５）における外気との熱交換能力（放熱能力および吸熱能力）を変更することができるので、放熱器（１２）における冷媒の放熱量および蒸発器（２０）における冷媒の吸熱量を適切に調整することが可能となる。

ところで、第２除湿暖房モード時において、冷媒流れに対して室外熱交換器（１５）と蒸発器（２０）とを単に並列接続すると、室外熱交換器（１５）の冷媒蒸発温度と蒸発器（２０）の冷媒蒸発温度とを異なる値として各熱交換器における冷媒の吸熱量を変化させようとしても、室外熱交換器（１５）の冷媒圧力と蒸発器（２０）の冷媒圧力とが同等となってしまうので、室外熱交換器（１５）における冷媒の吸熱量と蒸発器（２０）における冷媒の吸熱量を適切に変化させることができない。

そこで、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の冷凍サイクル装置において、第１絞り手段（１４）は、第２除湿暖房モード時に、室外熱交換器（１５）の出口側における冷媒の過熱度が予め定められた目標過熱度となるように第１冷媒通路（１３）の通路面積を変更させることを特徴とする。

これによれば、室外熱交換器（１５）の出口側の過熱度が目標過熱度となるように第１絞り手段（１４）にて第１冷媒通路（１３）の通路開度を変更することで、室外熱交換器（２０）の冷媒圧力と蒸発器（２０）の冷媒圧力とが同等となっていたとしても、室外熱交換器（１５）の一部に気相冷媒が流通する領域が生ずるので、室外熱交換器（１５）の全域に液相冷媒だけが流通する場合に比べて、室外熱交換器（１５）における冷媒の吸熱量を減少させることができる。

従って、冷媒流れに対して室外熱交換器（１５）と蒸発器（２０）とを並列接続したとしても、室外熱交換器（１５）における冷媒の吸熱量と蒸発器（２０）における冷媒の吸熱量とを適切に変化させることが可能となる。

また、請求項３に記載の発明のように、請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置において、第３冷媒通路（１８）に室外熱交換器（２０）の出口側から第２絞り手段（１９）の入口側への冷媒の流れを許容し、第２絞り手段（１９）の入口側から室外熱交換器（２０）の出口側への冷媒の流れを禁止する逆流防止手段（２４）を配置する構成としてもよい。

請求項４に記載の発明では、空調対象空間に送風する送風空気を冷却して除湿し、除湿した送風空気を加熱する除湿運転を行う空調装置に適用される冷凍サイクル装置であって、
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、圧縮機（１１）から吐出された高圧冷媒を、送風空気と熱交換させて放熱させる放熱器（１２）と、放熱器（１２）から流出した冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（１５）と、その内部を通過する低圧冷媒を、放熱器（１２）通過前の送風空気と熱交換させて蒸発させる蒸発器（２０）と、室外熱交換器（１５）へ流入する冷媒を減圧させるとともに、絞り開度を変更可能に構成された第１絞り手段（１４）と、蒸発器（２０）へ流入する冷媒を減圧させるとともに、絞り開度を変更可能に構成された第２絞り手段（１９）と、蒸発器（２０）から流出した冷媒の圧力を予め定めた所定値に維持する定圧調整手段（２５）と、サイクルの冷媒流路を切り替える冷媒流路切替手段（１７、２３、５１〜５４）と、外気温（Ｔａｍ）を検出する外気温検出手段と、を備え、
冷媒流路切替手段（１７…５４）は、少なくとも放熱器（１２）から流出した冷媒を、第１絞り手段（１４）→室外熱交換器（１５）→第２絞り手段（１９）→蒸発器（２０）→定圧調整手段（２５）→圧縮機（１２）の吸入側の順に流す第１冷媒流路、および放熱器（１２）から流出した冷媒を、第１絞り手段（１４）→室外熱交換器（１５）→圧縮機（１１）の吸入側へ流すと同時に、放熱器（１２）から流出した冷媒を、第２絞り手段（１９）→蒸発器（２０）→定圧調整手段（２５）→圧縮機（１２）の吸入側の順に流す第２冷媒流路を切替可能に構成されており、
さらに、冷媒流路切替手段（１７…５４）が、第１、第２冷媒流路に切り替えた際に、第１絞り手段（１４）が絞り開度を変更し、第２絞り手段（１９）が絞り開度を変更し、冷媒流路切替手段（１７…５４）は、外気温（Ｔａｍ）が予め定めた外気基準温度（Ｔ１）よりも高くなっている際には第１冷媒流路に切り替え、外気温（Ｔａｍ）が外気基準温度（Ｔ１）より低くなっている際には第２冷媒流路に切り替えることを特徴とする。

これによれば、冷媒流路切替手段（１７…５４）が第１冷媒流路に切り替えた際には、放熱器（１２）、第１絞り手段（１４）、室外熱交換器（１５）、第２絞り手段（１９）、蒸発器（２０）が、冷媒流れに対してこの順に直列に接続される。さらに、この第１冷媒流路において、第１、第２絞り手段（１４、１９）が絞り開度を変化させると、室外熱交換器（１５）における冷媒の温度（圧力）を容易に変化させることができる。

従って、室外熱交換器（１５）を、冷媒を放熱させる放熱器として機能させることも、冷媒に吸熱させる蒸発器として機能させることも可能となり、室外熱交換器（１５）における冷媒の放熱量あるいは吸熱量を調整することができる。その結果、室外熱交換器（１５）を放熱器あるいは蒸発器のいずれか一方として機能させるサイクル構成よりも、放熱器（１２）における冷媒の放熱量を幅広い範囲で調整することができ、除湿運転時に空調対象空間へ吹き出される吹出空気の温度調整範囲を拡大させることができる。

一方、冷媒流路切替手段（１７…５４）が第２冷媒流路に切り替えた際には、室外熱交換器（１５）および蒸発器（２０）が、放熱器（１２）の出口側と圧縮機（１１）の吸入側との間で、冷媒流れに対して並列的に配置されるものの、蒸発器（２０）と圧縮機（１１）との間に定圧調整手段（２５）が配置されているので、蒸発器（２０）における冷媒蒸発温度と室外熱交換器（１５）における冷媒蒸発温度とを異なる温度にすることができる。

従って、室外熱交換器（１５）における冷媒蒸発温度を蒸発器（２０）における冷媒蒸発温度よりも低下させて、室外熱交換器（１５）における冷媒の吸熱量を増大させることができる。その結果、蒸発器（２０）における冷媒蒸発温度を蒸発器（２０）に着霜を生じさせない所定値に維持しつつ、放熱器（１２）における冷媒の放熱量を増加させて、除湿運転時に空調対象空間へ吹き出される吹出空気の温度調整範囲を拡大させることができる。

さらに、外気温（Ｔａｍ）を検出する外気温検出手段を備え、冷媒流路切替手段（１７…５４）は、外気温（Ｔａｍ）が予め定めた外気基準温度（Ｔ１）よりも高くなっている際には第１冷媒流路に切り替え、外気温（Ｔａｍ）が外気基準温度（Ｔ１）より低くなっている際には第２冷媒流路に切り替える。

ここで、第２冷媒流路に切り替えた際には、定圧調整手段（２５）の作用によって室外熱交換器（１５）における冷媒蒸発温度を蒸発器（２０）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、第１冷媒流路に切り替えた際よりも室外熱交換器（１５）における冷媒の吸熱量を増大させることができる。従って、外気温（Ｔａｍ）が低下した際に、第１冷媒流路から第２冷媒流路へ切り替えることで空調対象空間へ吹き出される吹出空気の温度を上昇させることができる。
さらに、請求項５に記載の発明のように、請求項４に記載の冷凍サイクル装置において、具体的に、放熱器（１２）から流出した冷媒を、第１絞り手段（１４）および室外熱交換器（１５）を迂回させて、第２絞り手段（１９）の入口側へ導くバイパス通路（２２）と、室外熱交換器（１５）から流出した冷媒を、定圧調整手段（２５）の冷媒出口側であって、かつ、圧縮機（１１）の吸入側へ導く第２冷媒通路（１６）と、室外熱交換器（１５）から流出した冷媒を、蒸発器（２０）を介して圧縮機（１１）の吸入側へ導く第３冷媒通路（１８）と、第３冷媒通路（１８）に配置され、室外熱交換器（２０）の出口側から蒸発器（２０）の入口側への冷媒の流れを許容し、蒸発器（２０）の入口側から室外熱交換器（２０）の出口側への冷媒の流れを禁止する逆流防止手段（２４）とを備え、
冷媒流路切替手段として、第２冷媒通路（１６）を開閉する第１開閉手段（１７）およびバイパス通路（２２）を開閉する第２開閉手段（２３）が設けられていてもよい。

請求項６に記載の発明では、請求項４または５に記載の冷凍サイクル装置において、空調対象空間に吹き出される送風空気の吹出温度（ＴＡＶ）を検出する吹出温度検出手段と、空調対象空間に吹き出される送風空気の目標吹出温度（ＴＡＯ）を決定する目標吹出温度決定手段（Ｓ２０）とを備え、冷媒流路切替手段（１７…５４）は、吹出温度（ＴＡＶ）から目標吹出温度（ＴＡＯ）を減算した温度差（ＴＡＶ−ＴＡＯ）が予め定めた基準値（β）よりも低くなっている際には第１冷媒流路に切り替え、温度差（ＴＡＶ−ＴＡＯ）が基準値（β）よりも高くなっている際には第２冷媒流路に切り替えることを特徴とする。

前述の如く、第２冷媒流路に切り替えた際には、第１冷媒流路に切り替えた際よりも室外熱交換器（１５）における冷媒の吸熱量を増大させることができる。従って、吹出温度（ＴＡＶ）と目標吹出温度（ＴＡＯ）との乖離、すなわち温度差（ＴＡＶ−ＴＡＯ）が基準値（β）よりも拡大した際に、第１冷媒流路から第２冷媒流路へ切り替えることで、空調対象空間へ吹き出される吹出空気の温度を上昇させることができる。

請求項７に記載の発明では、請求項４ないし６のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置において、空調対象空間に吹き出される送風空気の吹出温度（ＴＡＶ）を検出する吹出温度検出手段と、空調対象空間に吹き出される送風空気の目標吹出温度（ＴＡＯ）を決定する目標吹出温度決定手段（Ｓ２０）と、蒸発器（２０）から吹き出される送風空気の蒸発器吹出温度（Ｔｅ）を検出する蒸発器吹出温度検出手段と、蒸発器（２０）から吹き出される送風空気の目標蒸発器吹出温度（ＴＥＯ）を決定する目標蒸発器吹出温度決定手段とを備え、
冷媒流路切替手段（１７…５４）が第１冷媒流路に切り替えている際に、吹出温度（ＴＡＶ）が目標吹出温度（ＴＡＯ）に近づくように、第１、第２絞り手段（１４、１９）および圧縮機（１１）のうち一方を作動させ、蒸発器吹出温度（Ｔｅ）が目標蒸発器吹出温度（ＴＥＯ）に近づくように、第１、第２絞り手段（１４、１９）および圧縮機（１１）のうち他方を作動させることを特徴とする。

これによれば、第１、第２絞り手段（１４、１９）および圧縮機（１１）のうち一方の作動制御によって、蒸発器（２０）における送風空気の冷却能力（除湿能力）が確実に確保される。さらに、他方の作動制御によって、室外熱交換器（１５）における冷媒の放熱量あるいは吸熱量を調整して、除湿運転時に空調対象空間へ吹き出される吹出空気の温度調整範囲を拡大させることができる。

請求項８に記載の発明では、請求項４ないし７のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置において、空調対象空間に吹き出される送風空気の吹出温度（ＴＡＶ）を検出する吹出温度検出手段と、空調対象空間に吹き出される送風空気の目標吹出温度（ＴＡＯ）を決定する目標吹出温度決定手段（Ｓ２０）と、放熱器（１２）出口側冷媒の過冷却度（Ｓ
Ｃ）に相関を有する物理量を検出する過冷却度検出手段（４３、４４）と、放熱器（１２）出口側冷媒の目標過冷却度（ＳＣＯ）を決定する目標過冷却度決定手段と、蒸発器（２０）出口側冷媒の過熱度（ＳＨ）に相関を有する物理量を検出する過熱度検出手段（４０、４５）と、蒸発器（２０）出口側冷媒の目標過冷却度（ＳＨＯ）を算出する目標過熱度決定手段とを備え、
冷媒流路切替手段（１７…５４）が第２冷媒流路に切り替えている際に、吹出温度（ＴＡＶ）が目標吹出温度（ＴＡＯ）に近づくように、圧縮機（１１）の作動を制御し、過冷却度（ＳＣ）が目標過冷却度（ＳＣＯ）に近づくように、第１絞り手段（１４）の作動を制御し、過熱度（ＳＨ）が目標過冷却度（ＳＨＯ）に近づくように、第２絞り手段（１９）の作動を制御することを特徴とする。

これによれば、第２冷媒流路に切り替えられている際に、蒸発器（２０）出口側冷媒が過熱度を有するように第１絞り手段（１４）の作動が制御される。従って、蒸発器（２０）に対して並列に接続される室外熱交換器（１５）出口側冷媒を気液二相状態としてサイクルをバランスさせることができる。

そして、このようにバランスさせることにより、室外熱交換器（１５）の全熱交換領域にて冷媒に吸熱作用を発揮させることができ、室外熱交換器（１５）における冷媒の吸熱量を増大できる。その結果、除湿運転時に空調対象空間へ吹き出される吹出空気の温度を上昇させる側に温度調整範囲を拡大させることができる。

請求項９に記載の発明によれば、請求項４ないし７のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置において、空調対象空間に吹き出される送風空気の吹出温度（ＴＡＶ）を検出する吹出温度検出手段と、空調対象空間に吹き出される送風空気の目標吹出温度（ＴＡＯ）を決定する目標吹出温度決定手段（Ｓ２０）と、蒸発器（２０）から吹き出される送風空気の蒸発器吹出温度（Ｔｅ）を検出する蒸発器吹出温度検出手段と、蒸発器（２０）から吹き出される送風空気の目標蒸発器吹出温度（ＴＥＯ）を決定する目標蒸発器吹出温度決定手段と、放熱器（１２）出口側冷媒の過冷却度（ＳＣ）に相関を有する物理量を検出する過冷却度検出手段（４３、４４）と、放熱器（１２）出口側冷媒の目標過冷却度（ＳＣＯ）を算出する目標過冷却度決定手段とを備え、
冷媒流路切替手段（１７…５４）が第２冷媒流路に切り替えている際に、吹出温度（ＴＡＶ）が目標吹出温度（ＴＡＯ）に近づくように、圧縮機（１１）の作動を制御し、過冷却度（ＳＣ）が目標過冷却度（ＳＣＯ）に近づくように、第１絞り手段（１４）および第２絞り手段（１９）のうち一方の作動を制御し、蒸発器吹出温度（Ｔｅ）が目標蒸発器吹出温度（ＴＥＯ）に近づくように、第１絞り手段（１４）および第２絞り手段（１９）のうち他方の作動を制御することを特徴とする。

これによれば、第２冷媒流路に切り替えられている際に、蒸発器吹出温度（Ｔｅ）が目標蒸発器吹出温度（ＴＥＯ）に近づくように第１絞り手段（１４）および第２絞り手段（１９）のうち一方の作動を制御して、蒸発器（２０）出口側冷媒を気液二相状態とすることができる。従って、蒸発器（２０）に対して並列に接続される室外熱交換器（１５）出口側冷媒を過熱度を有する気相状態としてサイクルをバランスさせることができる。

そして、このようにバランスさせることにより室外熱交換器（１５）の一部に気相冷媒が流通する領域を生じさせることができるので、室外熱交換器（１５）の全域に液相冷媒が流通する場合に比べて、室外熱交換器（１５）における冷媒の吸熱量を減少させることができる。その結果、除湿運転時に空調対象空間へ吹き出される吹出空気の温度を低下させる側に温度調整範囲を拡大させることができる。

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概略構成図である。 第１実施形態に係る車両用空調装置の制御装置が実行する制御処理の流れを示すフローチャートである。 第１実施形態に係る冷凍サイクル装置における第１除湿暖房モード時（第１モード時）の冷媒の状態を示すモリエル線図である。 第１実施形態に係る冷凍サイクル装置における第１除湿暖房モード時（第２モード時）の冷媒の状態を示すモリエル線図である。 第１実施形態に係る冷凍サイクル装置における第１除湿暖房モード時（第３モード時）の冷媒の状態を示すモリエル線図である。 第１実施形態に係る冷凍サイクル装置における第１除湿暖房モード時（第４モード時）の冷媒の状態を示すモリエル線図である。 第１実施形態に係る冷凍サイクル装置における第２除湿暖房モード時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。 第２除湿暖房モード時の車両用空調装置における室内への吹出空気の温度調整可能範囲を説明する説明図である。 第２実施形態に係る車両用空調装置の概略構成図である。 第２実施形態に係る冷凍サイクル装置における第２除湿暖房モード時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。 第３実施形態に係る車両用空調装置の概略構成図である。 第３実施形態に係る定圧弁の軸方向断面図である。 第３実施形態に係る冷凍サイクル装置における第２除湿暖房モード時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。 第４実施形態に係る車両用空調装置の概略構成図である。 第５実施形態に係る車両用空調装置の概略構成図である。 第６実施形態に係る車両用空調装置の概略構成図である。 第７実施形態に係る車両用空調装置の概略構成図である。 第８実施形態に係る車両用空調装置の概略構成図である。 第８実施形態に係る四方弁の作動状態を説明するための説明図である。 第８実施形態に係る四方弁の別の作動状態を説明するための説明図である。 第９実施形態に係る第１、第２膨張弁の制御特性図である。 第１０実施形態に係る車両用空調装置の概略構成図である。 第１０実施形態に係る冷凍サイクル装置における第２除湿暖房モード時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。 第１、第２除湿暖房モード時の室内への吹出空気の温度調整可能範囲を説明する説明図である。 従来の空調装置における室内への吹出空気の温度調整可能範囲を説明する説明図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態のうち、第３〜第１１実施形態が特許請求の範囲に記載した発明の実施形態であり、第１、第２実施形態は本発明の前提となる形態である。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１〜図７に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る車両用空調装置１の概略構成図である。

本実施形態では、本発明の冷凍サイクル装置１０を内燃機関（エンジン）および走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得るハイブリッド車両の車両用空調装置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車室内送風空気を冷却あるいは加熱する機能を果たす。

このため、冷凍サイクル装置１０は、車室内を冷房する冷房モード（冷房運転）の冷媒流路、車室内を除湿しながら暖房する除湿暖房モード（除湿運転）の冷媒流路、車室内を暖房する暖房モード（暖房運転）の冷媒流路を切替可能に構成されている。

さらに、この冷凍サイクル装置１０では、後述するように除湿暖房モードとして、通常時に実行される第１除湿暖房モード、および外気温が極低温時等に実行される第２除湿暖房モードを実行することができる。

また、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、冷媒として通常のフロン系冷媒を採用しており、高圧冷媒の圧力が冷媒の臨界圧力を越えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。この冷媒には、後述する圧縮機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。

圧縮機１１は、エンジンルーム（図示略）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１１ａを電動モータ１１ｂにて駆動する電動圧縮機である。圧縮機構１１ａ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１１ｂは、後述する制御装置（図示略）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、この回転数制御によって、圧縮機構１１ａ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１１ｂが圧縮機構１１ａの吐出能力変更手段を構成する。

圧縮機１１の吐出口側には、室内凝縮器１２の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）を放熱させて、後述する室内蒸発器２０を通過した車室内送風空気を加熱する放熱器である。

室内凝縮器１２の出口側には、室内凝縮器１２から流出した冷媒を後述する室外熱交換器１５へ導く第１冷媒通路１３が接続されている。この第１冷媒通路１３には、第１冷媒通路１３の通路面積（絞り開度）を変更可能に構成された第１膨張弁（第１絞り手段）１４が配置されている。

より具体的には、この第１膨張弁１４は、第１冷媒通路１３の通路開度（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電気式の可変絞り機構である。

本実施形態の第１膨張弁１４は、絞り開度を全開した際に第１冷媒通路１３を全開する全開機能付きの可変絞り機構で構成されている。つまり、第１膨張弁１４は、第１冷媒通路１３を全開にすることで冷媒の減圧作用を発揮させないようにすることができる。また、第１膨張弁１４は、制御装置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。

第１膨張弁１４の出口側には、室外熱交換器１５の入口側が接続されている。室外熱交換器１５は、その内部を流通する冷媒と送風ファン（図示略）から送風された外気とを熱交換させるものである。この室外熱交換器１５は、後述する暖房モード時等には、冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる蒸発器として機能し、冷房モード時等には、冷媒を放熱させる放熱器として機能する。

室外熱交換器１５の出口側には、室外熱交換器１５から流出した冷媒を後述するアキュムレータ２１を介して圧縮機１１の吸入側へ導く第２冷媒通路１６、および室外熱交換器１５から流出した冷媒を後述する室内蒸発器２０およびアキュムレータ２１を介して圧縮機１１の吸入側へ導く第３冷媒通路１８が接続されている。

この第２冷媒通路１６には、第１開閉弁（第１開閉手段）１７が配置されている。この第１開閉弁１７は、第２冷媒通路１６を開閉する電磁弁であり、制御装置から出力される制御信号により、その作動が制御される。

なお、第１開閉弁１７が開いている場合、冷媒が第２冷媒通路１６を通過する際に生ずる圧力損失は、冷媒が第３冷媒通路１８を通過する際に生ずる圧力損失に対して小さい。その理由は、第３冷媒通路１８には、後述する逆止弁２４および第２膨張弁１９が配置されているからである。従って、室外熱交換器１５から流出した冷媒は、第１開閉弁１７が開いている場合には、第２冷媒通路１６側に流れ、第１開閉弁１７が閉じている場合には、第３冷媒通路１８側に流れる。

このように第１開閉弁１７は、第２冷媒通路１６を開閉することによって、サイクル構成（冷媒流路）を切り替える機能を果たす。従って、第１開閉弁１７は、サイクルを循環する冷媒の冷媒流路を切り替える冷媒流路切替手段を構成している。

また、第３冷媒通路１８には、第３冷媒通路１８の通路面積（絞り開度）を変更可能に構成された第２膨張弁（第２絞り手段）１９が配置されている。より具体的には、この第２膨張弁１９は、第３冷媒通路１８の通路開度（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電気式の可変絞り機構である。

本実施形態の第２膨張弁１９は、絞り開度を全開した際に第３冷媒通路１８を全開する全開機能、および絞り開度を全閉した際に第３冷媒通路１８を閉鎖する全閉機能付きの可変絞り機構で構成されている。つまり、第２膨張弁１９は、冷媒の減圧作用を発揮させないようにすることができるようにすること、および第３冷媒通路１８を開閉することができる。なお、第２膨張弁１９は、制御装置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。

第２膨張弁１９の出口側には、室内蒸発器２０の入口側が接続されている。室内蒸発器２０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の車室内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等にその内部を流通する冷媒を、室内凝縮器１２通過前の車室内送風空気と熱交換させて蒸発させ、吸熱作用を発揮させることにより車室内送風空気を冷却する蒸発器である。

室内蒸発器２０の出口側には、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、その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器である。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。従って、アキュムレータ２１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。

また、本実施形態では、第１冷媒通路１３における室内凝縮器１２の出口側から第１膨張弁１４の入口側へ至る範囲の冷媒を、第３冷媒通路１８における室外熱交換器１５の出口側から第２膨張弁１９の入口側へ至る範囲へ導くバイパス通路２２が設けられている。換言すると、このバイパス通路２２は、室内凝縮器１２から流出した冷媒を、第１膨張弁１４および室外熱交換器１５を迂回させて第２膨張弁１９の入口側へ導く冷媒通路である。

このバイパス通路２２には、第２開閉弁（第２開閉手段）２３が配置されている。この第２開閉弁２３は、バイパス通路２２を開閉する電磁弁であり、制御装置から出力される制御信号により、その作動が制御される。

なお、第２開閉弁２３は、バイパス通路２２を開閉することによって、サイクル構成（冷媒流路）を切り替える機能を果たす。従って、第２開閉弁２３は、第１開閉弁１７とともにサイクルを循環する冷媒の冷媒流路を切り替える冷媒流路切替手段を構成している。

さらに、本実施形態では、第３冷媒通路１８における室外熱交換器１５の出口側とバイパス通路２２および第３冷媒通路１８の合流部との間に、逆止弁（逆流防止手段）２４が配置されている。この逆止弁２４は、室外熱交換器１５の出口側から第２膨張弁１９の入口側への冷媒の流れを許容し、第２膨張弁１９の入口側から室外熱交換器１５の出口側への冷媒の流れを禁止するもので、この逆止弁２４によってバイパス通路２２から第３冷媒通路１８に合流した冷媒が室外熱交換器１５側へ流れることを防止することができる。

次に、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、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、その外殻を形成するケーシング３１内に送風機３２、上述の室内凝縮器１２、および室内蒸発器２０、ヒータコア３４等を収容したものである。

ケーシング３１は、車室内送風空気の空気通路を形成しており、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。ケーシング３１内の送風空気流れ最上流側には、車室内空気（内気）と外気とを切替導入する内外気切替装置３３が配置されている。

内外気切替装置３３には、ケーシング３１内に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が形成されている。さらに、内外気切替装置３３の内部には、内気導入口および外気導入口の開口面積を連続的に調整して、内気の風量と外気の風量との風量割合を変化させる内外気切替ドアが配置されている。

内外気切替装置３３の空気流れ下流側には、内外気切替装置３３を介して導入された空気を車室内に向けて送風する送風機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）３２ａを電動モータ３２ｂにて駆動する電動送風機であって、後述する制御装置から出力される制御信号（制御電圧）によって回転数（送風量）が制御される。なお、遠心式多翼ファン３２ａは、車室内へ空気を送風する送風手段としての機能を果たす。

送風機３２の空気流れ下流側には、室内蒸発器２０、ヒータコア３４、および室内凝縮器１２が、車室内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２０は、室内凝縮器１２およびヒータコア３４に対して、車室内送風空気の流れ方向上流側に配置されている。

ここで、ヒータコア３４は、車両走行用の駆動力を出力するエンジンの冷却水と車室内送風空気とを熱交換させる加熱用熱交換器である。なお、本実施形態のヒータコア３４は、室内凝縮器１２に対して車室内送風空気の流れ方向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２０を通過した空気を室内凝縮器１２およびヒータコア３４を迂回させて流す冷風バイパス通路３５が形成されている。

室内蒸発器２０の空気流れ下流側であって、かつ、室内凝縮器１２およびヒータコア３４の空気流れ上流側には、室内蒸発器２０通過後の空気のうち、室内凝縮器１２およびヒータコア３４を通過させる空気と冷風バイパス通路３５を通過させる空気との風量割合を調整するエアミックスドア３６が配置されている。また、室内凝縮器１２の空気流れ下流側および冷風バイパス通路３５の空気流れ下流側には、室内凝縮器１２を通過した空気と冷風バイパス通路３５を通過した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側には、混合空間にて混合された空調風を、空調対象空間である車室内へ吹き出す吹出口（図示略）が配置されている。具体的には、吹出口としては、車室内の乗員の上半身へ空調風を吹き出すフェイス吹出口、乗員の足元へ空調風を吹き出すフット吹出口、および車両前面窓ガラス内側面へ空調風を吹き出すデフロスタ吹出口が設けられている。

従って、エアミックスドア３６が室内凝縮器１２を通過させる空気と冷風バイパス通路３５を通過させる空気との風量割合を調整することで、混合空間にて混合された空調風の温度が調整され、各吹出口から吹き出される空調風の温度が調整される。なお、エアミックスドア３６は、制御装置から出力される制御信号によって作動するサーボモータ（図示略）によって駆動される。

さらに、フェイス吹出口、フット吹出口、およびデフロスタ吹出口の送風空気流れ上流側には、フェイス吹出口の開口面積を調整するフェイスドア（図示略）、フット吹出口の開口面積を調整するフットドア（図示略）、およびデフロスタ吹出口の開口面積を調整するデフロスタドア（図示略）が配置されている。

これらのフェイスドア、フットドア、およびデフロスタドアは、吹出口モードを切り替える吹出口モード切替手段を構成するものであって、リンク機構等を介して、後述する制御装置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サーボモータ（図示略）によって駆動される。

次に、本実施形態の電気制御部について説明する。制御装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、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、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、出力側に接続された各種制御機器の作動を制御する。

また、制御装置の入力側には、車室内温度Ｔｒを検出する内気センサ、外気温Ｔａｍを検出する外気センサ、車室内の日射量Ｔｓを検出する日射センサ、室内蒸発器２０からの吹出空気温度（蒸発器温度）Ｔｅを検出する蒸発器吹出温度検出手段としての蒸発器温度センサ、圧縮機１１から吐出された冷媒の温度を検出する吐出温度センサＴｄ、車室内へ吹き出す吹出空気温度（車室内吹出空気温度）ＴＡＶを検出する吹出温度検出手段としての吹出空気温度センサ等の種々の空調制御用のセンサ群が接続されている。

さらに、制御装置の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された操作パネル（図示略）が接続され、操作パネル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。この操作パネルに設けられた各種操作スイッチとしては、具体的に、室内空調ユニット３０にて車室内送風空気の冷却を行うか否かを設定するエアコンスイッチ（Ａ／Ｃスイッチ）、車室内の設定温度を設定する温度設定スイッチ等が設けられている。

なお、制御装置は、その出力側に接続された各種制御機器の作動を制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、それぞれ制御機器の作動を制御する構成（ソフトウェアおよびハードウェア）が、それぞれの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、圧縮機１１の電動モータを制御する構成が吐出能力制御手段を構成し、第１膨張弁１４を制御する構成が第１絞り制御手段を構成し、第２膨張弁１９を制御する構成が第２絞り制御手段を構成し、第１、第２開閉弁１７、２３を制御する構成が流路切替制御手段を構成している。

次に、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では、前述の如く、車室内を冷房する冷房モード、車室内を暖房する暖房モード、車室内を除湿しながら暖房する除湿暖房モードに切り替えることができる。

各運転モードの切替制御処理について図２に基づいて説明する。図２は、本実施形態の車両用空調装置１の制御装置が実行する制御処理の流れを示すフローチャートである。なお、図２のフローチャートは図示しない空調制御のメインルーチンのサブルーチンとして実行される。また、図２の各制御ステップは、制御装置が有する各種の機能実現手段を構成している。

まず、制御装置が上述のセンサ群の検出信号および操作パネルの操作信号を読み込み（Ｓ１０）、読み込んだ検出信号および操作信号の値に基づいて車室内へ吹き出す吹出空気の目標温度である目標吹出温度ＴＡＯを、以下の数式Ｆ１に基づいて算出する（Ｓ２０）。従って、本実施形態の制御ステップＳ２０は、目標吹出温度決定手段を構成している。
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ｔｓ＋Ｃ…（Ｆ１）
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は内気センサによって検出された車室内温度（内気温）、Ｔａｍは外気センサによって検出された外気温、Ｔｓは日射センサ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、操作パネルのＡ／Ｃスイッチがオンされているか否かを判定する（Ｓ３０）。その結果、Ａ／Ｃスイッチがオフと判定された場合（Ｓ３０：ＮＯ）には、運転モードを室内空調ユニット３０にて車室内送風空気を冷却しない暖房モードに決定し（Ｓ４０）、Ａ／Ｃスイッチがオンと判定された場合（Ｓ３０：ＹＥＳ）には、ステップＳ５０へ移行する。

ステップＳ５０では、目標吹出温度ＴＡＯが予め定められた冷房基準温度αより小さいか否かを判定する。この結果、目標吹出温度ＴＡＯが冷房基準温度αよりも低いと判定された場合（Ｓ５０：ＹＥＳ）には、車室内の冷房を実行するために、運転モードを冷房モードに決定し（Ｓ６０）、目標吹出温度ＴＡＯが冷房基準温度α以上であると判定された場合（Ｓ５０：ＹＥＳ）には、ステップＳ７０へ移行する。

ステップＳ７０では、外気センサの検出値（外気温）が予め定めた外気基準温度Ｔ１より高いか否かを判定する。この結果、外気センサの検出値が外気基準温度Ｔ１よりも高いと判定された場合（Ｓ７０：ＹＥＳ）には、さらに、吹出空気温度センサの検出値（車室内吹出空気温度ＴＡＶ）と目標吹出温度ＴＡＯとの温度差（＝ＴＡＶ−ＴＡＯ）が予め定めた基準値β（以下、閾値βという。）よりも小さいか否かを判定する（Ｓ８０）。

ステップＳ８０の判定処理の結果、車室内吹出空気温度Ｔと目標吹出温度ＴＡＯとの温度差が閾値βよりも小さいと判定された場合（Ｓ８０：ＹＥＳ）には、車室内への吹出空気の温度調整可能範囲が低温域から高温域の広範囲となる通常時の除湿暖房モードである第１除湿暖房モードに決定する（Ｓ９０）。

一方、外気センサの検出値が外気基準温度Ｔ１以下と判定された場合（Ｓ７０：ＮＯ）、または、車室内吹出空気温度ＴＡＶと目標吹出温度ＴＡＯとの温度差が閾値β以上と判定された場合（Ｓ８０：ＮＯ）には、車室内への吹出空気の温度調整可能範囲が第１除湿暖房モードに比べて高温域となる第２除湿暖房モードに決定する（Ｓ１００）。

このようにして、各運転モードを、車両用空調装置１の運転環境に応じて、暖房モード、冷房モード、第１除湿暖房モード、および第２除湿暖房モードを適切に切り替えることができる。

次に、暖房モード、冷房モード、第１除湿暖房モード、および第２除湿暖房モードにおける作動について説明する。

（Ａ）暖房モード
暖房モードでは、制御装置が、第１開閉弁１７にて第２冷媒通路１６を開くとともに、第２開閉弁２３にてバイパス通路２２を閉じる（閉塞する）。さらに、第２膨張弁１９にて第３冷媒通路１８を閉じる（全閉）。これにより、冷凍サイクル装置１０では、図１の黒塗矢印で示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。

この冷媒流路の構成で、制御装置が、目標吹出温度ＴＡＯ、センサ群の検出信号等に基づいて、制御装置に接続された各種制御機器の作動状態（各種制御機器へ出力する制御信号）を決定する。

例えば、圧縮機１１の冷媒吐出能力、すなわち圧縮機１１の電動モータ１１ｂに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、予め制御装置に記憶された制御マップを参照して、室内凝縮器１２の目標凝縮器温度ＴＣＯを決定する。

そして、この目標凝縮器温度ＴＣＯと吐出温度センサの検出値との偏差に基づいて、フィードバック制御手法を用いて、車室内へ吹き出される吹出空気温度が目標吹出温度ＴＡＯに近づくように圧縮機１１の電動モータ１１ｂに出力される制御信号が決定される。

また、第１膨張弁１４へ出力される制御信号については、第１膨張弁１４へ流入する冷媒の過冷却度が、サイクルの成績係数（ＣＯＰ）を最大値に近づけるように予め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、エアミックスドア３６のサーボモ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３６が冷風バイパス通路３５を閉塞し、室内蒸発器２０を通過後の送風空気の全流量がヒータコア３４および室内凝縮器１２の空気通路を通過するように決定される。

そして、上記の如く決定された制御信号等を各種制御機器へ出力する。その後、操作パネルによって車両用空調装置１の作動停止が要求されるまで、所定の周期毎に運転モードの決定処理→各種制御機器の作動状態の決定→制御信号等の出力といった制御ルーチンが繰り返される。なお、このような制御ルーチンの繰り返しは、他の運転モード時にも同様に行われる。

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２０を通過した車室内送風空気と熱交換して放熱する。これにより、車室内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１冷媒通路１３を介して第１膨張弁１４に流入し、第１膨張弁１４にて低圧冷媒となるまで減圧膨張される。そして、第１膨張弁１４にて減圧された低圧冷媒は、室外熱交換器１５に流入して、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１５から流出した冷媒は、第２冷媒通路１６を介して、アキュムレータ２１へ流入して気液分離される。

そして、アキュムレータ２１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。なお、アキュムレータ２１にて分離された液相冷媒は、サイクルが要求されている冷凍能力を発揮するために必要としていない余剰冷媒としてアキュムレータ２１の内部に蓄えられる。なお、第３冷媒通路１８は、第２膨張弁１９にて閉鎖されているため、室内蒸発器２０には冷媒が流入しない。

以上の如く、暖房モードでは、室内凝縮器１２にて圧縮機１１から吐出された高圧冷媒の有する熱を車室内送風空気に放熱させるとともに、ヒータコア３４にて冷却水が有する熱を車室内送風空気に放熱させて、加熱された車室内送風空気を車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の暖房を実現することができる。

（Ｂ）冷房モード
冷房モードでは、制御装置が、第１開閉弁１７にて第２冷媒通路１６を閉じるとともに、第２開閉弁２３にてバイパス通路２２を閉じる。さらに、第１膨張弁１４にて第１冷媒通路１３を全開状態とする。これにより、冷凍サイクル装置１０では、図１の白抜矢印で示すように冷媒が流れる第１冷媒流路に切り替えられる。

この冷媒流路の構成で、制御装置が、目標吹出温度ＴＡＯ、センサ群の検出信号等に基づいて、制御装置に接続された各種制御機器の作動状態（各種制御機器へ出力する制御信号）を決定する。

例えば、圧縮機１１の冷媒吐出能力、すなわち圧縮機１１の電動モータ１１ｂに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、予め制御装置に記憶された制御マップを参照して、室内蒸発器２０から吹き出される送風空気の目標蒸発器吹出温度ＴＥＯを決定する。従って、制御装置が実行する制御ルーチンのうち、この目標蒸発器吹出温度ＴＥＯを決定する制御ステップが目標蒸発器吹出温度決定手段を構成する。

そして、この目標蒸発器吹出温度ＴＥＯと蒸発器温度センサの検出値との偏差に基づいて、フィードバック制御手法を用いて室内蒸発器２０を通過した空気の温度が、目標吹出温度ＴＡＯに近づくように圧縮機１１の電動モータ１１ｂに出力される制御信号が決定される。

また、第２膨張弁１９へ出力される制御信号については、第２膨張弁１９へ流入する冷媒の過冷却度が、ＣＯＰを最大値に近づくように予め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、エアミックスドア３６のサーボモ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３６がヒータコア３４および室内凝縮器１２の空気通路を閉塞し、室内蒸発器２０を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。

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３６がヒータコア３４および室内凝縮器１２の空気通路を閉塞しているので、室内凝縮器１２に流入した冷媒は、殆ど車室内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１冷媒通路１３を介して第１膨張弁１４に流入する。この際、第１膨張弁１４が第１冷媒通路１３を全開状態としているので、室内凝縮器１２から流出した冷媒は、第１膨張弁１４にて減圧されることなく、室外熱交換器１５に流入する。そして、室外熱交換器１５に流入した冷媒は、室外熱交換器１５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１５から流出した冷媒は、第３冷媒通路１８を介して、第２膨張弁１９へ流入して、第２膨張弁１９にて低圧冷媒となるまで減圧膨張される。第２膨張弁１９にて減圧された低圧冷媒は、室内蒸発器２０に流入し、送風機３２から送風された車室内送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、車室内送風空気が冷却される。

室内蒸発器２０から流出した冷媒は、アキュムレータ２１へ流入して気液分離される。そして、アキュムレータ２１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。なお、アキュムレータ２１にて分離された液相冷媒は、サイクルが要求されている冷凍能力を発揮するために必要としていない余剰冷媒としてアキュムレータ２１の内部に蓄えられる。

以上の如く、冷房モードでは、エアミックスドア３６にて室内凝縮器１２およびヒータコア３４の空気通路を閉塞しているので、室内蒸発器２０にて冷却された車室内送風空気を車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の冷房を実現することができる。

（Ｃ）第１除湿暖房モード
第１除湿暖房モードでは、制御装置が第１開閉弁１７にて第２冷媒通路１６を閉じるとともに、第２開閉弁２３にてバイパス通路２２を閉じる。そして、第１、第２膨張弁１４、１９を絞り状態または全開状態とする。これにより、冷凍サイクル装置１０は、冷房モードと同様に、図１の白抜横線矢印に示すように冷媒が流れる第１冷媒流路に切り替えられる。なお、第１除湿暖房モード（第１冷媒流路）では、冷媒流れに対して室外熱交換器１５と室内蒸発器２０とが直列に接続されることとなる。

この冷媒流路の構成で、制御装置が、目標吹出温度ＴＡＯ、センサ群の検出信号等に基づいて、制御装置に接続された各種制御機器の作動状態（各種制御機器へ出力する制御信号）を決定する。

例えば、圧縮機１１の電動モータ１１ｂに出力される制御信号については、冷房モードと同様に決定される。また、エアミックスドア３６のサーボモ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３６が冷風バイパス通路３５を閉塞し、室内蒸発器２０を通過後の送風空気の全流量がヒータコア３４および室内凝縮器１２の空気通路を通過するように決定される。

また、第１膨張弁１４および第２膨張弁１９については、車室内へ吹き出す吹出空気の目標温度である目標吹出温度ＴＡＯに応じて変更している。具体的には、制御装置は、車室内へ吹き出す吹出空気の目標温度である目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、第１膨張弁１４にて第１冷媒通路１３の通路面積を減少させるとともに、第２膨張弁１９にて第３冷媒通路１８の通路面積を増大させる。これにより、第１除湿暖房モードでは、第１モードから第４モードの４段階のモードを実行する。

（Ｃ−１）第１モード
第１モードは、第１除湿暖房モード時に、目標吹出温度ＴＡＯが冷房基準温度α以上、かつ、予め定めた第１基準温度以下となった場合に実行される。

第１モードでは、第１膨張弁１４にて第１冷媒通路１３を全開状態とし、第２膨張弁１９を絞り状態とする。従って、サイクル構成（冷媒流路）については、冷房モードと全く同じ冷媒流路となるものの、エアミックスドア３６が室内凝縮器１２およびヒータコア３４側の空気通路を全開状態としているので、サイクルを循環する冷媒の状態については、図３のモリエル線図に示すように変化する。

すなわち、図３に示すように、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒（ａ１点）は、室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器２０にて冷却されて除湿された車室内送風空気と熱交換して放熱する（図３のａ１点→ａ２点）。これにより、車室内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１冷媒通路１３を介して第１膨張弁１４に流入する。この際、第１膨張弁１４が第１冷媒通路１３を全開状態としているので、室内凝縮器１２から流出した冷媒は、第１膨張弁１４にて減圧されることなく、室外熱交換器１５に流入する。そして、室外熱交換器１５に流入した冷媒は、室外熱交換器１５にて送風ファンから送風された外気へ放熱する（図３のａ２点→ａ３点）。

室外熱交換器１５から流出した冷媒は、第３冷媒通路１８を介して、第２膨張弁１９へ流入して、第２膨張弁１９にて低圧冷媒となるまで減圧膨張される（図３のａ３点→ａ４点）。第２膨張弁１９にて減圧された低圧冷媒は、室内蒸発器２０に流入し、送風機３２から送風された車室内送風空気から吸熱して蒸発する（図３のａ４点→ａ５点）。これにより、車室内送風空気が冷却される。そして、室内蒸発器２０から流出した冷媒は、冷房モードと同様に、アキュムレータ２１→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、第１除湿暖房モードの第１モード時には、室内蒸発器２０にて冷却され除湿された車室内送風空気を、室内凝縮器１２にて加熱して車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の除湿暖房を実現することができる。

（Ｃ−２）第２モード
第２モードは、目標吹出温度ＴＡＯが第１基準温度より高く、かつ、予め定めた第２基準温度以下となった場合に実行される。第２モードでは、第１膨張弁１４を絞り状態とし、第２膨張弁１９の絞り開度（第３冷媒通路１８の通路面積）を第１モード時よりも増加させた絞り状態とする。従って、第２モードでは、サイクルを循環する冷媒の状態については、図４のモリエル線図に示すように変化する。

すなわち、図４に示すように、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒（ｂ１点）は、室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器２０にて冷却されて除湿された車室内送風空気と熱交換して放熱する（図４のｂ１点→ｂ２点）。これにより、車室内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１冷媒通路１３を介して第１膨張弁１４に流入し、中間圧冷媒となるまで減圧される（図４のｂ２点→ｂ３点）。そして、第１膨張弁１４にて減圧された中間圧冷媒は、室外熱交換器１５に流入して、送風ファンから送風された外気へ放熱する（図４のｂ３点→ｂ４点）。

室外熱交換器１５から流出した冷媒は、第３冷媒通路１８を介して、第２膨張弁１９へ流入して、第２膨張弁１９にて低圧冷媒となるまで減圧膨張される（図４のｂ４点→ｂ５点）。第２膨張弁１９にて減圧された低圧冷媒は、室内蒸発器２０に流入し、送風機３２から送風された車室内送風空気から吸熱して蒸発する（図４のｂ５点→ｂ６点）。これにより、車室内送風空気が冷却される。そして、室内蒸発器２０から流出した冷媒は、冷房モードと同様に、アキュムレータ２１→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、第１除湿暖房モードの第２モード時には、第１モードと同様に、室内蒸発器２０にて冷却され除湿された車室内送風空気を、室内凝縮器１２にて加熱して車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の除湿暖房を実現することができる。

この際、第２モードでは、第１膨張弁１４を絞り状態としているので、第１モードに対して、室外熱交換器１５へ流入する冷媒の温度を低下させることができる。従って、室外熱交換器１５における冷媒の温度と外気温との温度差を縮小して、室外熱交換器１５における冷媒の放熱量を減少させることができる。

この結果、第１モード時に対してサイクルを循環する冷媒循環流量を増加させることなく、室内凝縮器１２における冷媒の放熱量を増加させることができ、第１モードよりも室内凝縮器１２から吹き出される吹出空気の温度を上昇させることができる。

（Ｃ−３）第３モード
第３モードは、目標吹出温度ＴＡＯが第２基準温度より高く、かつ、予め定めた第３基準温度以下となった場合に実行される。第３モードでは、第１膨張弁１４の絞り開度（第１冷媒通路１３の通路面積）を第２モード時よりも減少させた絞り状態とし、第２膨張弁１９の絞り開度（第３冷媒通路１８の通路面積）を第２モード時よりも増加させた絞り状態とする。従って、第３モードでは、サイクルを循環する冷媒の状態については、図５のモリエル線図に示すように変化する。

すなわち、図５に示すように、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒（ｃ１点）は、室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器２０にて冷却されて除湿された車室内送風空気と熱交換して放熱する（図５のｃ１点→ｃ２点）。これにより、車室内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１冷媒通路１３を介して第１膨張弁１４に流入し、外気温よりも温度の低い中間圧冷媒となるまで減圧される（図５のｃ２点→ｃ３点）。そして、第１膨張弁１４にて減圧された中間圧冷媒は、室外熱交換器１５に流入して、送風ファンから送風された外気から吸熱する（図５のｃ３点→ｃ４点）。

室外熱交換器１５から流出した冷媒は、第３冷媒通路１８を介して、第２膨張弁１９へ流入して、第２膨張弁１９にて低圧冷媒となるまで減圧膨張される（図５のｃ４点→ｃ５点）。第２膨張弁１９にて減圧された低圧冷媒は、室内蒸発器２０に流入し、送風機３２から送風された車室内送風空気から吸熱して蒸発する（図５のｃ５点→ｃ６点）。これにより、車室内送風空気が冷却される。そして、室内蒸発器２０から流出した冷媒は、冷房モードと同様に、アキュムレータ２１→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、第１除湿暖房モードの第３モード時には、第１、第２モードと同様に、室内蒸発器２０にて冷却され除湿された車室内送風空気を、室内凝縮器１２にて加熱して車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の除湿暖房を実現することができる。

この際、第３モードでは、第１膨張弁１４の絞り開度を減少させることによって、室外熱交換器１５を吸熱器（蒸発器）として機能させているので、第２モードよりも室内凝縮器１２から吹き出される温度を上昇させることができる。

この結果、第２モードに対して、圧縮機１１の吸入冷媒密度を上昇させることができ、圧縮機１１の回転数（冷媒吐出能力）を増加させることなく、室内凝縮器１２における冷媒の放熱量を増加させることができ、第２モードよりも室内凝縮器１２から吹き出される吹出空気の温度を上昇させることができる。

（Ｃ−４）第４モード
第４モードは、目標吹出温度ＴＡＯが第３基準温度より高くなった場合に実行される。第４モードでは、第１膨張弁１４の絞り開度（第１冷媒通路１３の通路面積）を第３モード時よりも減少させた絞り状態とし、第２膨張弁１９にて第３冷媒通路１８を全開状態とする。従って、第４モードでは、サイクルを循環する冷媒の状態については、図６のモリエル線図に示すように変化する。

すなわち、図６に示すように、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒（ｄ１点）は、室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器２０にて冷却されて除湿された車室内送風空気と熱交換して放熱する（図６のｄ１点→ｄ２点）。これにより、車室内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１冷媒通路１３を介して第１膨張弁１４に流入し、低圧冷媒となるまで減圧される（図６のｄ２点→ｄ３点）。そして、第１膨張弁１４にて減圧された低圧冷媒は、室外熱交換器１５に流入して、送風ファンから送風された外気から吸熱する（図６のｄ３点→ｄ４点）。

室外熱交換器１５から流出した冷媒は、第３冷媒通路１８を介して、第２膨張弁１９へ流入する。この際、第２膨張弁１９が第３冷媒通路１８を全開状態としているので、室外熱交換器１５から流出した冷媒は、第２膨張弁１９にて減圧されることなく、室内蒸発器２０に流入する。

室内蒸発器２０に流入した低圧冷媒は、送風機３２から送風された車室内送風空気から吸熱して蒸発する（図６のｄ４点→ｄ５点）。これにより、車室内送風空気が冷却される。そして、室内蒸発器２０から流出した冷媒は、冷房モードと同様に、アキュムレータ２１→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、第１除湿暖房モードの第４モード時には、第１〜第３モードと同様に、室内蒸発器２０にて冷却され除湿された車室内送風空気を、室内凝縮器１２にて加熱して車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の除湿暖房を実現することができる。

この際、第４モードでは、第３モードと同様に、室外熱交換器１５を吸熱器（蒸発器）として機能させることができるとともに、第３モードよりも第１膨張弁１４の絞り開度を縮小させているので、室外熱交換器１５における冷媒蒸発温度を低下させることができる。従って、第３モードよりも室外熱交換器１５における冷媒の温度と外気温との温度差を拡大させて、室外熱交換器１５における冷媒の吸熱量を増加させることができる。

この結果、第３モードに対して、圧縮機１１の吸入冷媒密度を上昇させることができ、圧縮機１１の回転数（冷媒吐出能力）を増加させることなく、室内凝縮器１２における冷媒の放熱量を増加させることができ、第３モードよりも室内凝縮器１２から吹き出される吹出空気の温度を上昇させることができる。

このように、第１除湿暖房モードでは、目標吹出温度ＴＡＯに応じて第１膨張弁１４、第２膨張弁１９の絞り開度を変更することで、車室内へ吹き出す吹出空気の温度を低温域から高温域までの広範囲（例えば、図２５に示す中間温度領域を含む範囲）に亘って調整することができる。

換言すると、第１除湿暖房モードでは、室外熱交換器１５を、冷媒を放熱させる放熱器として機能させる状態から冷媒に吸熱させる蒸発器として機能させる状態へ切り替えながら、室外熱交換器１５における冷媒の放熱量あるいは吸熱量を調整することができる。

従って、室外熱交換器１５を放熱器あるいは蒸発器のいずれか一方として機能させるサイクル構成よりも、室内凝縮器１２における冷媒の放熱量を幅広い範囲で調整することができ、除湿運転時に空調対象空間へ吹き出される吹出空気の温度調整範囲を拡大させることができる。

（Ｄ）第２除湿暖房モード
第２除湿暖房モードでは、制御装置が第１開閉弁１７にて第２冷媒通路１６を開くとともに、第２開閉弁２３にてバイパス通路２２を開く。そして、第１、第２膨張弁１４、１９それぞれを絞り状態とする。従って、冷凍サイクル装置１０は、図１の白抜斜線矢印に示すように冷媒が流れる第２冷媒流路に切り替えられる。なお、第２除湿暖房モード（第２冷媒流路）では、冷媒流れに対して室外熱交換器１５と室内蒸発器２０とが並列に接続されることとなる。

この冷媒流路の構成で、制御装置が、目標吹出温度ＴＡＯ、センサ群の検出信号等に基づいて、制御装置に接続された各種制御機器の作動状態（各種制御機器へ出力する制御信号）を決定する。

例えば、圧縮機１１の電動モータ１１ｂに出力される制御信号については、冷房モードと同様に決定される。また、エアミックスドア３６のサーボモ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３６が冷風バイパス通路３５を閉塞し、室内蒸発器２０を通過後の送風空気の全流量がヒータコア３４および室内凝縮器１２の空気通路を通過するように決定される。

また、第１膨張弁１４および第２膨張弁１９へ出力される制御信号については、予め定めた第２除湿暖房モード用の所定開度となるように決定される。

従って、第２除湿暖房モード時の冷凍サイクル装置１０では、図７のモリエル線図に示すように、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒（ｅ１点）は、室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器２０にて冷却されて除湿された車室内送風空気と熱交換して放熱する（図７のｅ１点→ｅ２点）。これにより、車室内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１冷媒通路１３を介して第１膨張弁１４に流入するとともに、バイパス通路２２を介して第２膨張弁１９に流入する。第１膨張弁１４に流入した高圧冷媒は、低圧冷媒となるまで減圧される（図７のｅ２点→ｅ３点）。そして、第１膨張弁１４にて減圧された低圧冷媒は、室外熱交換器１５に流入して、送風ファンから送風された外気から吸熱する（図７のｅ３点→ｅ５点）。

一方、第２膨張弁１９に流入した高圧冷媒は、低圧冷媒となるまで減圧される（図７のｅ２点→ｅ４点）。そして、第２膨張弁１９にて減圧された低圧冷媒は、室内蒸発器２０に流入して、送風機３２から送風された車室内送風空気から吸熱して蒸発する（図７のｅ４点→ｅ６点）。これにより、車室内送風空気が冷却される。

室外熱交換器１５から流出した冷媒および室内蒸発器２０から流出した冷媒は、アキュムレータ２１→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。なお、本実施形態では、室外熱交換器１５から流出した低圧冷媒の圧力、および室内蒸発器２０から流出した低圧冷媒の圧力が同等の圧力となる。また、第３冷媒通路１８には、逆止弁２４が設けられているので、バイパス通路２２から室外熱交換器１５の出口側へ冷媒が逆流しない。

以上の如く、第２除湿暖房モード時には、第１除湿暖房モード時と異なり、冷媒流れに対して室外熱交換器１５と室内蒸発器２０とが並列接続される冷媒流路となるので、室内蒸発器２０への冷媒流量を減少させることができる。従って、室内蒸発器２０における冷媒の吸熱量を減少させることができ、第１除湿暖房モードよりも、室内蒸発器２０にて除湿された送風空気を室内凝縮器１２にて高温域で温度調整することができる。なお、室内蒸発器２０への冷媒流量を減少させる際には、車室内送風空気の充分な除湿を行うことができる範囲で減少させることが望ましい。

以上説明した本実施形態の車両用空調装置１では、上記の如く、冷凍サイクル装置１０の冷媒流路を切り替えることによって、車室内の適切な冷房、暖房、および除湿暖房を実行することで、車室内の快適な空調を実現することができる。

特に、本実施形態の車両用空調装置１では、除湿暖房モードとして、室外熱交換器１５における熱交換能力（放熱能力および吸熱能力）を調整して車室内へ吹き出す吹出空気を低温域から高温域に亘る広範囲で温度調整可能な第１除湿暖房モードと、第１除湿暖房モードよりも車室内へ吹き出す吹出空気を高温域で温度調整可能な第２除湿暖房モードとを切り替えることできる。

従って、空調対象空間である車室内への吹出空気の温度調整可能範囲を拡大させることができる。

また、第１開閉弁１７、および第２開閉弁２３といった簡易な構成により、第１除湿暖房モードおよび第２除湿暖房モードを切り替えることができるので、車室内への吹出空気の温度調整可能範囲を拡大させる構成を具体的かつ容易に実現することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図８〜図１０に基づいて説明する。図８は、第２除湿暖房モード時の車両用空調装置１における室内への吹出空気の温度調整可能範囲を説明する説明図である。

上述の第１実施形態における第２除湿暖房モード時の冷媒流路では、室外熱交換器１５の出口側と室内蒸発器２０の出口側とを合流させる冷媒流路となるため、室外熱交換器１５における冷媒の圧力と室内蒸発器２０における冷媒の圧力とが同等となってしまう。従って、室外熱交換器１５の冷媒蒸発温度と室内蒸発器２０の冷媒蒸発温度とを異なる値として各熱交換器における冷媒の吸熱量を適切に変化させることが難しい。

そのため、例えば、外気温が１０℃で、室内蒸発器２０における冷媒の蒸発温度を１℃に調整しつつ、車室内への吹出空気の温度を５０℃に調整する運転条件Ａ（図８のＡ点）から、外気温が１０℃で、室内蒸発器２０における冷媒の蒸発温度を１℃に調整しつつ、車室内への吹出空気の温度を４０℃に調整する運転条件Ｂ（図８のＢ点）へ適切に移行させることが難しい。

つまり、本実施形態の運転条件Ａでは、室内蒸発器２０における冷媒蒸発圧力および室外熱交換器１５における冷媒蒸発圧力を０．３ＭＰａ程度とすることで、車室内への吹出空気の温度を５０℃に調整することができるが、運転条件Ｂでは、車室内への吹出空気の温度を４０℃へ低下させるために、室外熱交換器１５における冷媒の吸熱量を減少させて室内凝縮器１２における冷媒の放熱量を減少させる必要がある。

ところが、車室内への吹出空気の温度を４０℃へ低下させるために、室外熱交換器１５における冷媒蒸発圧力が０．３５ＭＰａ程度まで上昇させると、室内蒸発器２０における冷媒蒸発圧力も０．３５ＭＰａ程度まで上昇してしまう。その結果、室内蒸発器２０にて送風空気を所望の温度（例えば、１℃）まで冷却することができなくなり、送風空気を充分に除湿することができなくなってしまう。

これに対して、本実施形態では、第２除湿暖房モード時に、室外熱交換器１５の出口側における冷媒の過熱度が予め定められた目標過熱度となるように制御するようにして運転条件Ａから運転条件Ｂへの移行を実現する例を説明する。

まず、本実施形態の冷凍サイクル装置１０の構成について図９に基づいて説明する。図９は、本実施形態に係る車両用空調装置１の概略構成図である。なお、図９では、第１実施形態と同一もしくは均等部分に同一の符号を付している。このことは以下の図面においても同様である。さらに、本実施形態では、第１実施形態と同様の内容については、その説明を省略または簡略化している。

図９に示すように、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、室外熱交換器１５の出口側に、室外熱交換器１５出口側冷媒の圧力を検出する室外熱交換器出口側圧力センサ４１、および室外熱交換器１５出口側冷媒の温度を検出する室外熱交換器出口側温度センサ４２を配置している。なお、各センサ４１、４２は、制御装置の入力側に接続されており、各センサ４１、４２の検出信号が制御装置に入力される。

さらに、本実施形態では、制御装置が、空調制御のメインルーチンのサブルーチンとして、第２除湿暖房モード時に、室外熱交換器１５出口側冷媒の過熱度を室外器出口側目標過熱度に近づけるように第１膨張弁１４の作動を制御する制御フローを実行する。

これにより、本実施形態の第２除湿暖房モードでは、サイクルを循環する冷媒の状態については、図１０のモリエル線図に示すように変化する。すなわち、図１０に示すように、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒（ｆ１点）は、室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器２０にて冷却されて除湿された車室内送風空気と熱交換して放熱する（図１０のｆ１点→ｆ２点）。これにより、車室内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１冷媒通路１３を介して第１膨張弁１４に流入するとともに、バイパス通路２２を介して第２膨張弁１９に流入する。第１膨張弁１４に流入した高圧冷媒は、室外熱交換器１５の出口側冷媒の過熱度が室外器出口側目標過熱度に近づくように低圧冷媒となるまで減圧される（図１０のｆ２点→ｆ３点）。そして、第１膨張弁１４にて減圧された低圧冷媒は、室外熱交換器１５に流入して、送風ファンから送風された外気から吸熱する（図１０のｆ３点→ｆ５点）。

一方、第２膨張弁１９に流入した高圧冷媒は、低圧冷媒となるまで減圧される（図１０のｆ２点→ｆ４点）。そして、第２膨張弁１９にて減圧された低圧冷媒は、室内蒸発器２０に流入して、送風機３２から送風された車室内送風空気から吸熱して蒸発する（図１０のｆ４点→ｆ６点）。これにより、車室内送風空気が冷却される。

室外熱交換器１５から流出した冷媒および室内蒸発器２０から流出した冷媒は、アキュムレータ２１の入口側で合流し（図１０のｆ５点→ｆ７点、ｆ６点→ｆ７点）、アキュムレータ２１→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。なお、本実施形態では、室外熱交換器１５から流出した低圧冷媒の圧力、および室内蒸発器２０から流出した低圧冷媒の圧力が同等の圧力となっている。その他の運転モードにおける作動は第１実施形態と同様である。

以上説明したように、本実施形態の第２除湿暖房モード時には、室外熱交換器１５の出口側冷媒の過熱度が室外器出口側目標過熱度となるように第１膨張弁１４の絞り開度を調整している。このため、室外熱交換器１５の冷媒圧力と室内蒸発器２０の冷媒圧力とが同等となっていたとしても、室外熱交換器１５の一部に気相冷媒が流通する領域が生ずるので、室外熱交換器１５の全域に液相冷媒だけが流通する場合に比べて、室外熱交換器１５における冷媒の吸熱量を減少させることができる。すなわち、室外熱交換器１５の熱交換部位において、冷媒が相変化して潜熱分を吸熱する部位の面積を縮小することで、室外熱交換器１５における冷媒の吸熱量を減少させることができる。

従って、冷媒流れに対して室外熱交換器１５と室内蒸発器２０とを並列接続する第２除湿暖房モード時において、室外熱交換器１５における冷媒の吸熱量と室内蒸発器２０における冷媒の吸熱量とを適切に変化させて、室内凝縮器１２における冷媒の放熱量を調整することができる。

つまり、室内蒸発器２０における冷媒蒸発温度を変化させることなく、室外熱交換器１５における冷媒の吸熱量を減少させて、室内凝縮器１２における冷媒の放熱量を減少させることができる。その結果、第２除湿暖房モード時に車室内へ吹き出す吹出空気の温度の低下させる側に温度調整範囲を拡大させることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図８、図１１〜図１３に基づいて説明する。上述の第２実施形態では、第２除湿暖房モード時に室外熱交換器１５における冷媒の吸熱量を減少させる例について説明したが、第２除湿暖房モード時に車室内へ吹き出す吹出空気の温度調整範囲をより一層拡大させるためには、室外熱交換器１５における冷媒の吸熱量を増加させる必要もある。

例えば、外気温が１０℃で、室内蒸発器２０における冷媒の蒸発温度を１℃に調整しつつ、車室内への吹出空気の温度を５０℃に調整する運転条件Ａ（図８のＡ点）から、外気温が５℃に低下した際に、室内蒸発器２０における冷媒の蒸発温度を１℃に調整しつつ、車室内への吹出空気の温度を５５℃に調整する運転条件Ｃ（図８のＣ点）へ移行させる必要もある。

なお、本実施形態の運転条件Ａでは、室内蒸発器２０における冷媒蒸発圧力および室外熱交換器１５における冷媒蒸発圧力を０．３ＭＰａ程度とすれば、車室内への吹出空気の温度を５０℃に調整することができるが、運転条件Ｃでは、車室内への吹出空気の温度を５５℃へ上昇させるために、室外熱交換器１５における冷媒の吸熱量を増大させて室内凝縮器１２における冷媒の放熱量を増大させる必要がある。

ところが、車室内への吹出空気の温度を５５℃へ上昇させるために、室外熱交換器１５における冷媒蒸発圧力を０．２４ＭＰａ程度まで低下させると、室内蒸発器２０における冷媒蒸発圧力も０．２４ＭＰａ程度まで低下してしまう。その結果、室内蒸発器２０の冷媒蒸発温度が氷点下以下（本実施形態では、−５℃）に低下して着霜（フロスト）が生じてしまう。

これに対して、本実施形態では、図１１の概略構成図に示すように、第２実施形態に対して、室内蒸発器２０の出口側に定圧弁２５を配置する構成としている。この定圧弁２５は、第３冷媒通路１８における室内蒸発器２０の出口側に配置され、室内蒸発器２０の出口側における冷媒の圧力を所定値（本実施形態では、０．３ＭＰａ）に維持する定圧調整手段である。

定圧弁２５の詳細構成は、図１２の断面図を用いて説明する。まず、定圧弁２５は、複数の部材を組み合わせて形成された筒状のボデー２５１を有し、このボデー２５１の内部に形成された冷媒通路内に、プレート部材２５２、ベローズ２５３、スプリング２５４、弁体２５５等を配置して構成されている。

ボデー２５１の内部に形成された冷媒通路は、室内蒸発器２０から流出した冷媒をアキュムレータ２１の入口側へ導く通路であり、略円柱状の空間で形成されている。プレート部材２５２は、冷媒通路の軸方向に対して垂直な方向に広がる円板状部材であり、その最外周側が冷媒通路に固定されている。また、プレート部材２５２には、冷媒通路を流れる冷媒を流通させる貫通穴２５２ａが形成されている。

ベローズ２５３は、冷媒通路の軸方向に伸縮自在に形成された中空の筒状部材であり、ベローズ２５３の軸方向一端側はプレート部材２５２の内周側に固定され、軸方向他端側は弁体２５５に連結されている。さらに、ベローズ２５３の内部空間には、スプリング２５４が配置されている。

スプリング２５４は、冷媒通路の軸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２５３とともに、弁体２５５をシート２５５ａに押しつける方向（すなわち、閉弁方向）に付勢する荷重をかけている。なお、スプリング２５４が弁体２５５に付勢する荷重は、調整ネジ２５４ａによって調整することができる。

従って、定圧弁２５では、以下数式Ｆ２を満足するように、弁体２５５のリフト量ΔＬが決定される。
Ｐ１×Ａｐ＝Ｐ２×（Ａｐ−Ａｂ）＋Ｆ０＋Ｋ×ΔＬ…（Ｆ２）
ここで、Ｐ１は定圧弁２５の冷媒通路入口側の冷媒圧力（すなわち、室内蒸発器２０出口側の冷媒圧力）であり、Ｐ２は定圧弁２５の冷媒通路出口側の冷媒圧力（すなわち、アキュムレータ２１入口側の冷媒圧力）であり、Ａｐは弁体２５５の受圧面積であり、Ａｂはベローズ断面積であり、Ｆ０はベローズ２５３とスプリング２５４が弁体２５５に付勢する初期荷重であり、Ｋはベローズ２５３とスプリング２５４の総合バネ定数である。

上記Ｆ２から明らかなように、ＡｐとＡｂとの差が小さく設定することで、冷媒通路入口側の冷媒圧力Ｐ１とリフト量ΔＬが比例する関係となり、例えば、Ｐ１が低下すると、ΔＬが低下してＰ１の低下が抑制される。これにより、Ｐ１が予め定めた所定値を下回らないように維持することができる。

つまり、本実施形態の定圧弁２５は、室内蒸発器２０の出口側における冷媒の圧力が所定値を下回ると冷媒通路の通路面積を減少（絞り開度を減少）させ、室内蒸発器２０の出口側における冷媒の圧力が所定値を超えると冷媒通路の通路面積を増加（絞り開度を増加）させる機械式の可変絞り機構で構成されている。

次に、本実施形態の第２除湿暖房モード時におけるサイクルを循環する冷媒の状態について図１３のモリエル線図に基づいて説明する。図１３に示すように、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒（ｇ１点）は、室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器２０にて冷却されて除湿された車室内送風空気と熱交換して放熱する（図１３のｇ１点→ｇ２点）。これにより、車室内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１冷媒通路１３を介して第１膨張弁１４に流入するとともに、バイパス通路２２を介して第２膨張弁１９に流入する。第１膨張弁１４に流入した高圧冷媒は、室外熱交換器１５の出口側の過熱度が目標過熱度に近づくように低圧冷媒となるまで減圧される（図１３のｇ２点→ｇ３点）。そして、第１膨張弁１４にて減圧された低圧冷媒は、室外熱交換器１５に流入して、送風ファンから送風された外気から吸熱する（図１３のｇ３点→ｇ５点）。

一方、第２膨張弁１９に流入した高圧冷媒は、低圧冷媒となるまで減圧される（図１３のｇ２点→ｇ４点）。そして、第２膨張弁１９にて減圧された低圧冷媒は、室内蒸発器２０に流入して、送風機３２から送風された車室内送風空気から吸熱して蒸発する（図１３のｇ４点→ｇ６点）。これにより、車室内送風空気が冷却される。なお、室内蒸発器２０における冷媒の圧力は、定圧弁２５によって、一定圧力に調整される。

室外熱交換器１５から流出した冷媒および室内蒸発器２０から流出した冷媒は、アキュムレータ２１の入口側で合流し（図１３のｇ５点→ｇ７点、ｇ６点→ｇ７点）、アキュムレータ２１→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。その他の運転モードにおける作動は第１実施形態と同様である。

以上説明したように、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、室内蒸発器２０の出口側に定圧弁２５を配置しているので、第２除湿暖房モード時のように、冷媒流れに対して室外熱交換器１５と室内蒸発器２０とを並列に接続する冷媒流路とする場合であっても、図１３に示すように、室外熱交換器１５における冷媒蒸発圧力を室内蒸発器２０における冷媒蒸発圧力よりも低下させることができる。

従って、室内蒸発器２０における冷媒蒸発圧力を予め定めた所定値以上に維持して、室内蒸発器２０に着霜（フロスト）が生じてしまうことを抑制しつつ、室外熱交換器１５における冷媒の吸熱量を増大させて室内凝縮器１２における冷媒の放熱量を増大させることができる。その結果、第２除湿暖房モード時に車室内へ吹き出す吹出空気の温度を上昇させる側に温度調整範囲を拡大させることができる。

（第４実施形態）
第３実施形態では、第１開閉弁１７および第２開閉弁２３の２つの開閉弁（二方弁）によって冷媒流路切替手段を構成した例を説明したが、本実施形態では、図１４の概略構成図に示すように、第２開閉弁２３および逆止弁２４を廃止して、三方弁５１を追加している。そして、この三方弁５１と第１開閉弁１７によって冷媒流路切替手段を構成している。

三方弁５１は、制御装置から出力される制御電圧によって、その作動が制御される電気式三方弁である。さらに、三方弁５１は、室外熱交換器１５の出口側と第２膨張弁１９の入口側とを接続する冷媒流路、およびバイパス通路２２の出口側と第２膨張弁１９の入口側とを接続する冷媒流路を切り替える機能を果たす。その他の構成は第３実施形態と同様である。

次に、本実施形態の車両用空調装置１の作動を説明する。本実施形態の車両用空調装置においても、第１実施形態の図２で説明したように、暖房モード、冷房モード、第１、第２除湿暖房モードの運転を切り替えることができる。

具体的には、暖房モードでは、制御装置が、第１開閉弁１７にて第２冷媒通路１６を開くとともに、室外熱交換器１５の出口側と第２膨張弁１９の入口側とを接続するように三方弁５１を作動させ、第１膨張弁１４を絞り状態とし、第２膨張弁１９を全閉状態とする。これにより、暖房モードでは、図１４の黒塗矢印で示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えることができ、車室内の暖房を実現することができる。

また、冷房モードでは、制御装置が、第１開閉弁１７にて第２冷媒通路１６を閉じるとともに、室外熱交換器１５の出口側と第２膨張弁１９の入口側とを接続するように三方弁５１を作動させ、第１膨張弁１４を全開状態として、第２膨張弁１９を絞り状態とする。これにより、冷房モードでは、図１４の白抜矢印で示すように冷媒が流れる第１冷媒流路に切り替えることができ、車室内の冷房を実現することができる。

また、第１除湿暖房モードでは、制御装置が、第１開閉弁１７にて第２冷媒通路１６を閉じるとともに、室外熱交換器１５の出口側と第２膨張弁１９の入口側とを接続するように三方弁５１を作動させ、第１、第２膨張弁１４、１９を絞り状態または全開状態とする。これにより、第１除湿暖房モードでは、冷房モードと同様に、図１４の白抜横線矢印に示すように冷媒が流れる第１冷媒流路に切り替えることができ、車室内の除湿暖房を実現できるとともに、車室内吹出空気温度ＴＡＶを幅広い温度範囲に調整することができる。

また、第２除湿暖房モードでは、制御装置が、第１開閉弁１７にて第２冷媒通路１６を開くとともに、バイパス通路２２の出口側と第２膨張弁１９の入口側とを接続するように三方弁５１を作動させ、第１、第２膨張弁１４、１９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１４の白抜斜線矢印に示すように冷媒が流れる第２冷媒流路に切り替えることができ、第３実施形態と同様に、車室内の除湿暖房を実現できるとともに、車室内吹出空気温度ＴＡＶを幅広い温度範囲に調整することができる。

以上説明したように、冷媒流路切替手段を第１開閉弁１７および三方弁５１にて構成しても、第３実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第５実施形態）
本実施形態では、図１５の概略構成図に示すように、第３実施形態に対して、第１開閉弁１７および逆止弁２４を廃止して、三方弁５２を追加している。そして、この三方弁５２および第２開閉弁２３によって冷媒流路切替手段を構成している。

三方弁５２の基本的構成は、第４実施形態の三方弁５１と同様であり、室外熱交換器１５の出口側とアキュムレータ２１の入口側とを接続する冷媒流路、および室外熱交換器１５の出口側と第２膨張弁１９の入口側とを接続する冷媒流路を切り替える機能を果たす。その他の構成は第３実施形態と同様である。

次に、本実施形態の車両用空調装置１の作動を説明する。本実施形態の車両用空調装置においても、第１実施形態の図２で説明したように、暖房モード、冷房モード、第１、第２除湿暖房モードの運転を切り替えることができる。

具体的には、暖房モードでは、制御装置が、第２開閉弁２３にてバイパス通路２２を閉じるとともに、室外熱交換器１５の出口側とアキュムレータ２１の入口側とを接続するように三方弁５２を作動させ、第１膨張弁１４を絞り状態とし、第２膨張弁１９を全閉状態とする。これにより、暖房モードでは、図１５の黒塗矢印で示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えることができ、車室内の暖房を実現することができる。

また、冷房モードでは、制御装置が、第２開閉弁２３にてバイパス通路２２を閉じるとともに、室外熱交換器１５の出口側と第２膨張弁１９の入口側とを接続するように三方弁５２を作動させ、第１膨張弁１４を全開状態として、第２膨張弁１９を絞り状態とする。これにより、冷房モードでは、図１５の白抜矢印で示すように冷媒が流れる第１冷媒流路に切り替えることができ、車室内の冷房を実現することができる。

また、第１除湿暖房モードでは、制御装置が、第２開閉弁２３にてバイパス通路２２を閉じるとともに、室外熱交換器１５の出口側と第２膨張弁１９の入口側とを接続するように三方弁５２を作動させ、第１、第２膨張弁１４、１９を絞り状態または全開状態とする。これにより、第１除湿暖房モードでは、冷房モードと同様に、図１５の白抜横線矢印に示すように冷媒が流れる第１冷媒流路に切り替えることができ、車室内の除湿暖房を実現できるとともに、車室内吹出空気温度ＴＡＶを幅広い温度範囲に調整することができる。

また、第２除湿暖房モードでは、制御装置が、第２開閉弁２３にてバイパス通路２２を開くとともに、室外熱交換器１５の出口側とアキュムレータ２１の入口側とを接続するように三方弁５２を作動させ、第１、第２膨張弁１４、１９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１５の白抜斜線矢印に示すように冷媒が流れる第２冷媒流路に切り替えることができ、第３実施形態と同様に、車室内の除湿暖房を実現できるとともに、車室内吹出空気温度ＴＡＶを幅広い温度範囲に調整することができる。

以上説明したように、冷媒流路切替手段を第２開閉弁２３および三方弁５２にて構成しても、第３実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第６実施形態）
本実施形態では、図１６の概略構成図に示すように、第３実施形態に対して、第１開閉弁１７および逆止弁２４を廃止して、四方弁５３を追加している。そして、この四方弁５３および第２開閉弁２３によって冷媒流路切替手段を構成している。

四方弁５３は、制御装置から出力される制御電圧によって、その作動が制御される電気式四方弁であって、室外熱交換器１５の出口側と第２膨張弁１９の入口側と接続すると同時にバイパス通路２２の出口側とアキュムレータ２１の入口側とを接続する冷媒流路、および室外熱交換器１５の出口側とアキュムレータ２１の入口側とを接続すると同時にバイパス通路２２の出口側と第２膨張弁１９の入口側とを接続する冷媒流路を切り替える機能を果たす。その他の構成は第３実施形態と同様である。

次に、本実施形態の車両用空調装置１の作動を説明する。本実施形態の車両用空調装置においても、第１実施形態の図２で説明したように、暖房モード、冷房モード、第１、第２除湿暖房モードの運転を切り替えることができる。

具体的には、本実施形態の暖房モードでは、制御装置が、第２開閉弁２３にてバイパス通路２２を閉じるとともに、室外熱交換器１５の出口側とアキュムレータ２１の入口側とを接続すると同時にバイパス通路２２の出口側と第２膨張弁１９の入口側とを接続するように四方弁５３を作動させ、第１膨張弁１４を絞り状態とし、第２膨張弁１９を全閉状態とする。これにより、暖房モードでは、図１６の黒塗矢印で示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えることができ、車室内の暖房を実現することができる。

また、冷房モードでは、制御装置が、第２開閉弁２３にてバイパス通路２２を閉じるとともに、室外熱交換器１５の出口側と第２膨張弁１９の入口側と接続すると同時にバイパス通路２２の出口側とアキュムレータ２１の入口側とを接続するように四方弁５３を作動させ、第１膨張弁１４を全開状態として、第２膨張弁１９を絞り状態とする。これにより、冷房モードでは、図１６の白抜矢印で示すように冷媒が流れる第１冷媒流路に切り替えることができ、車室内の冷房を実現することができる。

また、第１除湿暖房モードでは、制御装置が、第２開閉弁２３にてバイパス通路２２を閉じるとともに、室外熱交換器１５の出口側と第２膨張弁１９の入口側と接続すると同時にバイパス通路２２の出口側とアキュムレータ２１の入口側とを接続するように四方弁５３を作動させ、第１、第２膨張弁１４、１９を絞り状態または全開状態とする。これにより、第１除湿暖房モードでは、冷房モードと同様に、図１６の白抜横線矢印に示すように冷媒が流れる第１冷媒流路に切り替えることができ、車室内の除湿暖房を実現できるとともに、車室内吹出空気温度ＴＡＶを幅広い温度範囲に調整することができる。

また、第２除湿暖房モードでは、制御装置が、第２開閉弁２３にてバイパス通路２２を開くとともに、室外熱交換器１５の出口側とアキュムレータ２１の入口側とを接続すると同時にバイパス通路２２の出口側と第２膨張弁１９の入口側とを接続するように四方弁５３を作動させ、第１、第２膨張弁１４、１９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１６の白抜斜線矢印に示すように冷媒が流れる第２冷媒流路に切り替えることができ、第３実施形態と同様に、車室内の除湿暖房を実現できるとともに、車室内吹出空気温度ＴＡＶを幅広い温度範囲に調整することができる。

以上説明したように、冷媒流路切替手段を第２開閉弁２３および四方弁５３にて構成しても、第３実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第７実施形態）
本実施形態では、図１７の概略構成図に示すように、第３実施形態に対して、第２開閉弁２３および逆止弁２４を廃止して、四方弁５３を追加している。そして、この四方弁５３および第１開閉弁１７によって冷媒流路切替手段を構成している。

四方弁５３は、第６実施形態と全く同様の構成であり、室外熱交換器１５の出口側と第２膨張弁１９の入口側と接続すると同時にバイパス通路２２の出口側と第１開閉弁１７の入口側（すなわち、アキュムレータ２１の入口側）とを接続する冷媒流路、および室外熱交換器１５の出口側と第１開閉弁１７の入口側とを接続すると同時にバイパス通路２２の出口側と第２膨張弁１９の入口側とを接続する冷媒流路を切り替える機能を果たす。その他の構成は第３実施形態と同様である。

次に、本実施形態の車両用空調装置１の作動を説明する。本実施形態の車両用空調装置においても、第１実施形態の図２で説明したように、暖房モード、冷房モード、第１、第２除湿暖房モードの運転を切り替えることができる。

具体的には、本実施形態の暖房モードでは、制御装置が、第１開閉弁１７にて第２冷媒通路１６を開くとともに、室外熱交換器１５の出口側と第１開閉弁１７の入口側とを接続すると同時にバイパス通路２２の出口側と第２膨張弁１９の入口側とを接続するように四方弁５３を作動させ、第１膨張弁１４を絞り状態とし、第２膨張弁１９を全閉状態とする。これにより、暖房モードでは、図１７の黒塗矢印で示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えることができ、車室内の暖房を実現することができる。

また、冷房モードでは、制御装置が、第１開閉弁１７にて第２冷媒通路１６を閉じるとともに、室外熱交換器１５の出口側と第２膨張弁１９の入口側と接続すると同時にバイパス通路２２の出口側と第１開閉弁１７の入口側とを接続するように四方弁５３を作動させ、第１膨張弁１４を全開状態として、第２膨張弁１９を絞り状態とする。これにより、冷房モードでは、図１７の白抜矢印で示すように冷媒が流れる第１冷媒流路に切り替えることができ、車室内の冷房を実現することができる。

また、第１除湿暖房モードでは、制御装置が、第１開閉弁１７にて第２冷媒通路１６を閉じるとともに、室外熱交換器１５の出口側と第２膨張弁１９の入口側と接続すると同時にバイパス通路２２の出口側と第１開閉弁１７の入口側とを接続するように四方弁５３を作動させ、第１、第２膨張弁１４、１９を絞り状態または全開状態とする。これにより、第１除湿暖房モードでは、冷房モードと同様に、図１７の白抜横線矢印に示すように冷媒が流れる第１冷媒流路に切り替えることができ、車室内の除湿暖房を実現できるとともに、車室内吹出空気温度ＴＡＶを幅広い温度範囲に調整することができる。

また、第２除湿暖房モードでは、制御装置が、第１開閉弁１７にて第２冷媒通路１６を開くとともに、室外熱交換器１５の出口側と第１開閉弁１７の入口側とを接続すると同時にバイパス通路２２の出口側と第２膨張弁１９の入口側とを接続するように四方弁５３を作動させ、第１、第２膨張弁１４、１９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１７の白抜斜線矢印に示すように冷媒が流れる第２冷媒流路に切り替えることができ、第３実施形態と同様に、車室内の除湿暖房を実現できるとともに、車室内吹出空気温度ＴＡＶを幅広い温度範囲に調整することができる。

以上説明したように、冷媒流路切替手段を第１開閉弁１７および四方弁５３にて構成しても、第３実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第８実施形態）
本実施形態では、図１８の概略構成図に示すように、第３実施形態に対して、第１、第２開閉弁１７、２３および逆止弁２４を廃止して、四方弁５４によって冷媒流路切替手段を構成した例を説明する。

四方弁５４は、制御装置から出力される制御電圧によって、その作動が制御される電気式四方弁であって、室外熱交換器１５の出口側と第２膨張弁１９の入口側とを接続する冷媒流路、および室外熱交換器１５の出口側とアキュムレータ２１の入口側とを接続すると同時に室内凝縮器１２の出口側（すなわち、バイパス通路２２の出口側）と第２膨張弁１９の入口側とを接続する冷媒流路を切り替える機能を果たす。

このような冷媒流路の切り替えを実現する四方弁５４の具体的構成については、図１９、図２０を用いて説明する。四方弁５４は、本体部５４０および圧力導入弁５５０を有して構成されている。まず、本体部５４０は、複数の部材を組み合わせて形成された筒状のボデー５４１を有し、このボデー５４１の内部に形成された筒状空間内に、スライド弁５４２を配置したものである。

ボデー５４１の側壁面には、その内外を貫通する４つの第１貫通穴５４１ａ〜第４貫通穴５４１ｄが設けられている。具体的には、第１貫通穴５４１ａは室内凝縮器１２の出口側に接続され、第２貫通穴５４１ｂは室外熱交換器１５の出口側に接続され、第３貫通穴５４１ｃは第２膨張弁１９の入口側（すなわち、室内蒸発器２０の入口側）に接続され、第４貫通穴５４１ｄはアキュムレータ２１の入口側に接続されている。

さらに、第３貫通穴５４１ｃおよび第４貫通穴５４１ｄは、第２貫通穴５４１ｂを挟んでボデー５４１の軸方向に等間隔に配置されている。換言すると、第３貫通穴５４１ｃ、第２貫通穴５４１ｂおよび第４貫通穴５４１ｄは、この順にボデー５４１の軸方向に等間隔に配置されている。また、第１貫通穴５４１ａ〜第４貫通穴５４１ｄは、いずれも後述する中央圧力室Ｓ３内で開口している。

スライド弁５４２は、ボデー５４１の軸方向に伸びるシャフト５４３、ボデー５４１の内部空間を仕切る第１、第２仕切板５４４、５４５、ボデー５４１に形成された第２〜第４貫通穴５４１ｂ〜５４１ｄの連通状態を変化させる弁体プレート５４６を有して構成されている。第１、第２仕切板５４４、５４５は、シャフト５４３の軸方向に対して垂直に広がるプレート状部材であって、それぞれシャフト５４３の軸方向両端部に連結されている。

そして、ボデー５４１の内部空間は、第１、第２仕切板５４４、５４５によって、第１仕切板５４４よりも軸方向外側に形成される第１圧力室Ｓ１、第２仕切板５４５よりも軸方向外側に形成される第２圧力室Ｓ２、第１、第２仕切板５４４、５４５との間に形成される中央圧力室Ｓ３に区画される。なお、第１、第２仕切板５４４、５４５の外周面とボデー５４１の内壁面との間には、スライド弁５４２をボデー５４１の内部にて変位可能とする隙間が形成されている。

弁体プレート５４６はシャフト５４３の軸方向中間部に連結されており、ボデー５４１の内側に凹んで内部に冷媒通路を形成する湾曲部５４６ａと、第４貫通穴５４１ｄを開閉する平坦部５４６ｂを有している。

次に、圧力導入弁５５０は、電力を供給されて変位する電磁機構（電磁石）５５１、電磁機構５５１によって変位するスプール弁５５２、スプール弁５５２を収容するシリンダ５５３を有して構成されている。シリンダ５５３の壁面には、その内外を貫通する３つの第１貫通穴５５３ａ〜第３貫通穴５５３ｃが設けられている。

具体的には、第１貫通穴５５３ａ、第３貫通穴５５３ｃおよび第２貫通穴５５３ｂは、この順にスプール弁５５２の変位方向に等間隔に配置されている。さらに、第１貫通穴５５３ａは本体部５４０の第１圧力室Ｓ１に接続され、第２貫通穴５５３ｂは本体部５４０の第２圧力室Ｓ２に接続され、さらに、第３貫通穴５５３ｃは室外熱交換器１５の出口側に接続されている。

さらに、本実施形態の圧力導入弁５５０では、電磁機構５５１に電力が供給されていない場合は、図１９に示すように、スプリング５５４の荷重によって、スプール弁５５２が第１貫通穴５５３ａと第３貫通穴５５３ｃとを連通させる位置に変位する。従って、電磁機構５５１に電力が供給されていない場合は、本体部５４０の第１圧力室Ｓ１の冷媒圧力が、室内凝縮器１２出口側の冷媒圧力よりも低い室外熱交換器１５出口側の冷媒圧力となる。

その結果、図１９に示すように、本体部５４０のスライド弁５４２が第１仕切板５４４側へ変位して、弁体プレート５４６の湾曲部５４６ａによって形成された冷媒通路を介して室外熱交換器１５の出口側とアキュムレータ２１の入口側が接続されると同時に、中央圧力室Ｓ３を介して室内凝縮器１２の出口側と第２膨張弁１９の入口側が接続される。

一方、圧力導入弁５５０の電磁機構５５１に電力が供給されると、図２０に示すように、電磁力の作用によってスプール弁５５２が、第２貫通穴５５３ｂと第３貫通穴５５３ｃとを連通させる位置に変位する。従って、電磁機構５５１に電力が供給された場合は、本体部５４０の第２圧力室Ｓ２の冷媒圧力が、室内凝縮器１２出口側の冷媒圧力よりも低い室外熱交換器１５出口側の冷媒圧力となる。

その結果、図２０に示すように、本体部５４０のスライド弁５４２が第２仕切板５４５側へ変位して、弁体プレート５４６の湾曲部５４６ａによって形成された冷媒通路を介して室外熱交換器１５の出口側と第２膨張弁１９の入口側が接続される。また、弁体プレート５４６の平坦部５４６ｂによって第４貫通穴５４１ｄが閉塞される。

次に、本実施形態の車両用空調装置１の作動を説明する。本実施形態の車両用空調装置においても、第１実施形態の図２で説明したように、暖房モード、冷房モード、第１、第２除湿暖房モードの運転を切り替えることができる。

具体的には、本実施形態の暖房モードでは、制御装置が、四方弁５４に電力を供給せず、第１膨張弁１４を絞り状態とし、第２膨張弁１９を全閉状態とする。これにより、暖房モードでは、図１８の黒塗矢印で示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えることができ、車室内の暖房を実現することができる。

また、冷房モードでは、制御装置が、四方弁５４に電力を供給し、第１膨張弁１４を全開状態として、第２膨張弁１９を絞り状態とする。これにより、冷房モードでは、図１８の白抜矢印で示すように冷媒が流れる第１冷媒流路に切り替えることができ、車室内の冷房を実現することができる。

また、第１除湿暖房モードでは、制御装置が、四方弁５４に電力を供給し、第１、第２膨張弁１４、１９を絞り状態または全開状態とする。これにより、第１除湿暖房モードでは、冷房モードと同様に、図１８の白抜横線矢印に示すように冷媒が流れる第１冷媒流路に切り替えることができ、車室内の除湿暖房を実現できるとともに、車室内吹出空気温度ＴＡＶを幅広い温度範囲に調整することができる。

また、第２除湿暖房モードでは、制御装置が、四方弁５４に電力を供給せず、第１、第２膨張弁１４、１９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１８の白抜斜線矢印に示すように冷媒が流れる第２冷媒流路に切り替えることができ、第３実施形態と同様に、車室内の除湿暖房を実現できるとともに、車室内吹出空気温度ＴＡＶを幅広い温度範囲に調整することができる。

以上説明したように、冷媒流路切替手段を四方弁５４にて構成しても、第３実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、本実施形態では、第２膨張弁１９が第３冷媒通路１８を閉じることによって暖房モードと第２除湿暖房モードとを切り替えている。従って、本実施形態の第２膨張弁１９は冷媒流路切替手段としての機能も兼ね備えている。

（第９実施形態）
第１実施形態の第１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〜第４モードを段階的に切り替える例について説明したが、本実施形態では、第１除湿暖房モードの第１〜第４モードを連続的に切り替える例を説明する。

まず、本実施形態の第１除湿暖房モードでは、制御装置が、室内蒸発器２０からの吹出空気温度Ｔｅが目標蒸発器吹出温度ＴＥＯに近づくように圧縮機１１の回転数（冷媒吐出能力）を制御する。具体的には、吹出空気温度Ｔｅを低下させる際には圧縮機１１の回転数（冷媒吐出能力）を増加させ、吹出空気温度Ｔｅを上昇させる際には圧縮機１１の回転数（冷媒吐出能力）を減少させる。

さらに、制御装置が、車室内吹出空気温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯに近づくように第１、第２膨張弁１４、１９の絞り開度を制御する。なお、第１、第２膨張弁１４、１９の絞り開度は、図２１の制御特性図に示すように決定される。具体的には、車室内吹出空気温度ＴＡＶを上昇させる際には、開度パターン値を増加させる（すなわち、第１膨張弁１４の絞り開度を減少させて、第２膨張弁１９の絞り開度を増加させる）。一方、車室内吹出空気温度ＴＡＶを低下させる際には、開度パターン値を減少させる（すなわち、第１膨張弁１４の絞り開度を増加させて、第２膨張弁１９の絞り開度を減少させる）。

このように、第１、第２膨張弁１４、１９の絞り開度を連続的に変化させることで、室外熱交換器１５における冷媒の圧力（温度）を連続的に調整することができるので、室外熱交換器１５における冷媒の温度が外気温よりも高い時には冷媒の放熱量を調整することができ、室外熱交換器１５における冷媒の温度が外気温よりも高い時には冷媒の吸熱量を調整することができる。

従って、本実施形態によれば、圧縮機１１の作動制御によって室内蒸発器２０における送風空気の冷却能力（除湿能力）が確実に確保される。さらに、第１、第２膨張弁１４、１９の作動制御によって室外熱交換器１５における冷媒の放熱量あるいは吸熱量を連続的に調整できるので、第１除湿暖房モードに空調対象空間へ吹き出される吹出空気の温度調整範囲を拡大させることができる。

また、本実施形態とは逆に、制御装置が、室内蒸発器２０からの吹出空気温度Ｔｅが目標蒸発器吹出温度ＴＥＯに近づくように第１、第２膨張弁１４、１９の絞り開度を決定し、さらに、車室内吹出空気温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯに近づくように圧縮機１１の回転数（冷媒吐出能力）を決定してもよい。

（第１０実施形態）
本実施形態では、第３実施形態に対して図２２の概略構成図に示すように、室内凝縮器１２の出口側に、室内凝縮器１２出口側冷媒の圧力ＰＨを検出する室内凝縮器出口側圧力センサ４３、室内凝縮器１２出口側冷媒の温度ＴＨを検出する室内凝縮器出口側温度センサ４４、室内蒸発器２０出口側冷媒の温度Ｔｅｏｕｔを検出する室内蒸発器出口側温度センサ４５を配置している。

なお、各センサ４３〜４５は、制御装置の入力側に接続されており、各センサ４３〜４５の検出信号が制御装置に入力される。さらに、図２２では、第１実施形態にて説明した蒸発器温度センサに符号４０を付して示している。

さらに、本実施形態では、制御装置が、空調制御のメインルーチンのサブルーチンとして、第２除湿暖房モード時に、車室内吹出空気温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯに近づくように圧縮機１１の作動を制御し、室内凝縮器１２出口側冷媒の過冷却度ＳＣが目標過冷却度ＳＣＯに近づくように第１膨張弁１４の作動を制御し、室内蒸発器２０出口側冷媒の過熱度ＳＨが目標過熱度ＳＨＯに近づくように第２膨張弁１９の作動を制御する制御フローを実行する。

より具体的には、この制御フローでは、車室内吹出空気温度ＴＡＶを上昇させる際には、圧縮機１１の回転数（冷媒吐出能力）を増加させ、車室内吹出空気温度ＴＡＶを低下させる際には、圧縮機１１の回転数を減少させる。

また、室内凝縮器１２出口側冷媒の過冷却度ＳＣを上昇させる際には、第１膨張弁１４の絞り開度を減少させ、室内凝縮器１２出口側冷媒の過冷却度ＳＣを低下させる際には、第１膨張弁１４の絞り開度を増加させる。

なお、室内凝縮器１２出口側冷媒の過冷却度ＳＣは、前述した室内凝縮器出口側圧力センサ４３の検出値ＰＨおよび室内凝縮器出口側温度センサ４４の検出値ＴＨから算出される。従って、本実施形態の室内凝縮器出口側圧力センサ４３および室内凝縮器出口側温度センサ４４は、過冷却度検出手段を構成している。

さらに、目標過冷却度ＳＣＯは、予め定めた値（例えば、５℃）に決定される。もちろん、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め制御装置に記憶された制御マップを参照して決定してもよい。従って、制御装置が実行する制御ルーチンのうち、この目標過冷却度ＳＣＯを決定する制御ステップが目標過冷却度決定手段を構成している。

また、室内蒸発器２０出口側冷媒の過熱度ＳＨを上昇させる際には、第２膨張弁１９の絞り開度を減少させ、室内蒸発器２０出口側冷媒の過熱度ＳＨを低下させる際には、第２膨張弁１９の絞り開度を増加させる。

なお、室内蒸発器２０出口側冷媒の過熱度ＳＨは、前述した室内蒸発器出口側温度センサ４５の検出値Ｔｅｏｕｔおよび蒸発器温度センサ４０の検出値Ｔｅから算出される。従って、本実施形態の室内蒸発器出口側温度センサ４５および蒸発器温度センサ４０は、過熱度検出手段を構成している。

さらに、目標過熱度ＳＨＯは、予め定めた値（例えば、５℃）に決定される。もちろん、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め制御装置に記憶された制御マップを参照して決定してもよい。従って、制御装置が実行する制御ルーチンのうち、この目標過熱度ＳＨＯを決定する制御ステップが目標過熱度決定手段を構成している。

次に、本実施形態の第２除湿暖房モード時におけるサイクルを循環する冷媒の状態について図２３のモリエル線図を用いて説明する。

図２３に示すように、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒（図２３のｈ１点）は、室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器２０にて冷却されて除湿された車室内送風空気と熱交換して放熱する（図２３のｈ１点→ｈ２点）。これにより、車室内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２３が開いているので、第１膨張弁１４へ流入する流れと、第２膨張弁１９へ流入する流れに分流される。

第１膨張弁１４へ流入した冷媒は低圧冷媒となるまで減圧されて室外熱交換器１５へ流入する（図２３のｈ２点→ｈ３点）。この際、第１膨張弁１４の絞り開度は、室内凝縮器１２出口側冷媒の過冷却度ＳＣ（図２３のｈ２点）が目標過冷却度ＳＣＯに近づくように制御される。室外熱交換器１５へ流入した冷媒は、送風ファンから送風された外気から吸熱する（図２３のｈ３点→ｈ５点）。

一方、第２膨張弁１９へ流入した冷媒は低圧冷媒となるまで減圧されて室内蒸発器２０へ流入する（図２３のｈ２点→ｈ４点）。この際、第２膨張弁１９の絞り開度は、室内蒸発器２０出口側冷媒の過熱度ＳＨ（図２３のｈ６点）が目標過熱度ＳＨＯに近づくように制御される。室内蒸発器２０へ流入した冷媒は、送風機３２から送風された車室内送風空気から吸熱して蒸発する（図２３のｈ４点→ｈ６点）。これにより、車室内送風空気が冷却される。

なお、室内蒸発器２０における冷媒の圧力は、定圧弁２５によって、一定圧力に調整される。室外熱交換器１５から流出した冷媒および室内蒸発器２０から流出した冷媒は、アキュムレータ２１の入口側で合流し（図２３のｈ５点→ｈ７点、ｈ６点→ｈ７点）、アキュムレータ２１→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。その他の運転モードにおける作動は第１実施形態と同様である。

従って、本実施形態においても、図２３に示すように、室外熱交換器１５における冷媒蒸発圧力を室内蒸発器２０における冷媒蒸発圧力よりも低下させることができ、第３実施形態と同様に、第２除湿暖房モード時に、車室内へ吹き出す吹出空気の温度を上昇させる側に温度調整範囲を拡大させることができる。

さらに、本実施形態では、第２除湿暖房モード時に、室内蒸発器２０出口側冷媒の過熱度ＳＨが目標過熱度ＳＨＯに近づくように第１膨張弁１４の絞り開度が制御されるので、室内蒸発器２０に対して並列に接続される室外熱交換器１５出口側冷媒（図２３のｈ５点）を気液二相状態としてサイクルをバランスさせることができる。

そして、このようにバランスさせることにより、室外熱交換器１５の全熱交換領域にて冷媒に吸熱作用を発揮させることができ、室外熱交換器１５における冷媒の吸熱量を確実に増大させることができる。その結果、第２除湿暖房モード時に空調対象空間へ吹き出される吹出空気の温度を上昇させる側に温度調整範囲を拡大させることができる。

（第１１実施形態）
第１０実施形態では、第２除湿暖房モード時に空調対象空間へ吹き出される吹出空気の温度を上昇させる側に温度調整範囲を拡大させた例を説明したが、本実施形態では、第１０実施形態の図２２の構成で、第２除湿暖房モード時に空調対象空間へ吹き出される吹出空気の温度を低下させる側に温度調整範囲を拡大させる例を説明する。

本実施形態では、制御装置が、空調制御のメインルーチンのサブルーチンとして、第２除湿暖房モード時に、車室内吹出空気温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯに近づくように圧縮機１１の作動を制御し、室内凝縮器１２出口側冷媒の過冷却度ＳＣが目標過冷却度ＳＣＯに近づくように第１膨張弁１４の作動を制御し、蒸発器温度センサ４０によって検出された室内蒸発器２０からの吹出空気温度Ｔｅが目標蒸発器吹出温度ＴＥＯに近づくように第２膨張弁１９の作動を制御する制御フローを実行する。

より具体的には、この制御フローでは、第１０実施形態と同様に、圧縮機１１の回転数（冷媒吐出能力）および第１膨張弁１４の絞り開度が制御され、さらに、室内蒸発器２０からの吹出空気温度Ｔｅを低下させる際には、第２膨張弁１４の絞り開度を増加させ、室内蒸発器２０からの吹出空気温度Ｔｅを上昇させる際には、第２膨張弁１４の絞り開度を減少させる。これにより、本実施形態の第２除湿暖房モードでは、第２実施形態の図１０のモリエル線図と同様に冷媒の状態が変化する。

ここで、本実施形態の如く、室内蒸発器２０の出口側に定圧弁２５が配置されているサイクル構成では、定圧弁２５の作用によって冷媒蒸発圧力が所定値に維持される。従って、室内蒸発器２０からの吹出空気温度Ｔｅを低下させるためには、第２膨張弁１４の絞り開度を増加させて室内蒸発器２０へ流入する冷媒流量を増加させることによって、室内蒸発器２０の全熱交換領域にて冷媒に吸熱作用を発揮させればよい。

さらに、第２膨張弁１４の絞り開度を増加させて室内蒸発器２０へ流入する冷媒流量を増加させることによって、室内蒸発器２０出口側冷媒を気液二相状態とすることができ、室内蒸発器２０に対して並列に接続される室外熱交換器１５出口側冷媒を過熱度を有する気相状態としてサイクルをバランスさせることができる。

そして、このようにバランスさせることにより室外熱交換器１５の一部に気相冷媒が流通する領域を生じさせることができるので、室外熱交換器１５の全域に液相冷媒が流通する場合に比べて、室外熱交換器１５における冷媒の吸熱量を減少させることができる。その結果、除湿運転時に空調対象空間へ吹き出される吹出空気の温度を低下させる側に温度調整範囲を拡大させることができる。

また、本実施形態とは逆に、制御装置が、室内凝縮器１２出口側冷媒の過冷却度ＳＣが目標過冷却度ＳＣＯに近づくように第２膨張弁１９の作動を制御し、蒸発器温度センサ４０によって検出された室内蒸発器２０からの吹出空気温度Ｔｅが目標蒸発器吹出温度ＴＥＯに近づくように第１膨張弁１４の作動を制御してもよい。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、各請求項の記載文言に限定されず、当業者がそれらから容易に置き換えられる範囲にも及び、かつ、当業者が通常有する知識に基づく改良を適宜付加することができる。例えば、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、暖房モードと冷房モードおよび除湿暖房モードをＡ／Ｃスイッチの操作信号によって切り替える例について説明したが、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。

（２）上述の各実施形態では、暖房モード、冷房モード、および除湿暖房モードの各運転モード時に、制御装置が、室内凝縮器１２およびヒータコア３４の空気通路、および冷風バイパス通路３５のいずれか一方を閉塞するようにエアミックスドア３６を作動させる例について説明したが、エアミックスドア３６の作動はこれに限定されない。

例えば、エアミックスドア３６が室内凝縮器１２およびヒータコア３４の空気通路、および冷風バイパス通路３５の双方を開放するようにしてもよい。そして、室内凝縮器１２およびヒータコア３４の空気通路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で、車室内への吹出空気の温度を調整するようにしてもよい。このような、温度調整は、車室内送風空気の温度を微調整し易い点で有効である。

（３）上述の各実施形態では、室内空調ユニット３０の内部にヒータコア３４を配置する構成としているが、エンジン等の外部熱源が不足するような場合には、ヒータコア３４の廃止、あるいは電気ヒータ等へ置き換えるようにしてもよい。

（４）上述の第２実施形態では、室外熱交換器１５の出口側に圧力センサ４１、温度センサ４２を設け、各センサ４１、４２の検出値に基づいて、第２除湿暖房モード時における室外熱交換器１５出口側の過熱度を調整するようにしているが、これ限定されない。例えば、室外熱交換器１５の入口側および出口側それぞれに温度センサを設け、各温度センサの検出値に基づいて、第２除湿暖房モード時における室外熱交換器１５出口側の過熱度を調整するようにしてもよい。

（５）上述の第３実施形態では、定圧調整手段として、機械式の制御弁で構成される定圧弁２５を採用する例を説明したが、これに限定されず、例えば、定圧調整手段として電気式の制御弁（電磁弁）を採用してもよい。この場合、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め制御装置に記憶された制御マップを参照して、室内蒸発器２０の目標蒸発器吹出温度ＴＥＯを決定し、この目標値となるように電気式の制御弁を制御すればよい。

（６）上述の第３実施形態のように、定圧弁２５を配置するとともに、第２除湿暖房モード時における室外熱交換器１５出口側の過熱度を調整することが好ましいが、定圧弁２５を配置して、第２除湿暖房モード時における室外熱交換器１５出口側の過熱度の調整を行わないようにしてもよい。

（７）上述の各実施形態では、車両用空調装置１に本発明の冷凍サイクル装置１０を適用する例を説明したが、これに限定されず、例えば、据え置き型の空調装置等に適用してもよい。

（８）上述の各実施形態で説明した第１除湿暖房モード時の制御態様と第２除湿暖房モード時の制御態様によれば、図２４の網ハッチングで示すように、第１除湿暖房モード時の温度調整可能範囲と第２除湿暖房モード時の温度調整可能範囲とをオーバーラップさせることができる。そして、このオーバーラップ部をヒステリシスとして用いることにより、第１除湿暖房モードと第２除湿暖房モードとを切り替える際の制御ハンチングを防止できる。

換言すると、上述の各実施形態で説明した冷凍サイクル装置１０では、冷媒流路切替手段（１７…５４）が第１冷媒流路に切り替えた際に放熱器（１２）通過後の送風空気がとり得る温度範囲と冷媒流路切替手段（１７…５４）が第２冷媒流路に切り替えた際に放熱器（１２）通過後の送風空気がとり得る温度範囲の少なくとも一部が重合していることも特徴としている。

（９）上述の第９〜第１１実施形態にて説明した圧縮機１１、第１、第２膨張弁１４、１９等の制御は、第４〜第８実施形態にて説明した各冷凍サイクル装置１０に適用してもよい。

１１ 圧縮機
１２ 室内凝縮器（放熱器）
１３ 第１冷媒通路
１４ 第１膨張弁（第１絞り手段）
１５ 室外熱交換器
１６ 第２冷媒通路
１７ 第１開閉弁（第１開閉手段）
１８ 第３冷媒通路
１９ 第２膨張弁（第２絞り手段）
２０ 室内蒸発器（蒸発器）
２２ バイパス通路
２３ 第２開閉弁（第２開閉手段）
２４ 逆止弁（逆流防止手段）
２５ 定圧弁（定圧調整手段）

Claims (9)

1. 空調対象空間に送風する送風空気を冷却して除湿し、除湿した前記送風空気を加熱する除湿運転を行う空調装置に適用される冷凍サイクル装置であって、
   冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
   前記圧縮機（１１）から吐出された吐出冷媒を前記送風空気と熱交換させて、前記吐出冷媒の有する熱量を放熱させる放熱器（１２）と、
   前記放熱器（１２）から流出した冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（１５）と、
   前記室外熱交換器（１５）から流出した冷媒と前記放熱器（１２）を通過前の前記送風空気とを熱交換させて、前記室外熱交換器（１５）から流出した冷媒を蒸発させる蒸発器（２０）と、
   前記放熱器（１２）から流出した冷媒を前記室外熱交換器（２０）の入口側へ導く第１冷媒通路（１３）と、
   前記第１冷媒通路（１３）に配置され、前記第１冷媒通路（１３）の開口面積を変更可能な第１絞り手段（１４）と、
   前記室外熱交換器（１５）から流出した冷媒を前記圧縮機（１１）の吸入側へ導く第２冷媒通路（１６）と、
   前記第２冷媒通路（１６）に配置され、前記第２冷媒通路（１６）を開閉する第１開閉手段（１７）と、
   前記室外熱交換器（１５）から流出した冷媒を前記蒸発器（２０）を介して前記圧縮機（１１）の吸入側へ導く第３冷媒通路（１８）と、
   前記第３冷媒通路（１８）における前記室外熱交換器（１５）と前記蒸発器（２０）との間に配置され、前記第３冷媒通路（１８）の開口面積を変更可能な第２絞り手段（１９）と、
   前記放熱器（１２）と前記第１絞り手段（１４）との間を流れる冷媒を前記第３冷媒通路（１８）における前記室外熱交換器（１５）と前記第２絞り手段（１９）との間へ導くバイパス通路（２２）と、
   前記バイパス通路（２２）に配置され、前記バイパス通路（２２）を開閉する第２開閉手段（２３）と、
   前記第３冷媒通路（１８）における前記蒸発器（２０）の出口側に配置され、前記蒸発器（２０）の出口側における冷媒の圧力を所定値に維持する定圧調整手段（２５）と、を備え、
   第１除湿暖房モード時には、前記第１開閉手段（１７）にて前記第２冷媒通路（１６）が閉鎖されるとともに、前記第２開閉手段（２３）にて前記バイパス通路（２２）が閉鎖され、
   第２除湿暖房モード時には、前記第１開閉手段（１７）にて前記第２冷媒通路（１６）が開放されるとともに、前記第２開閉手段（２３）にて前記バイパス通路（２２）が開放され、
   さらに、前記第１、第２除湿暖房モード時には、前記第１絞り手段（１４）が前記第１冷媒通路（１３）の開口面積を変化させ、前記第２絞り手段（１９）が前記第３冷媒通路（１８）の開口面積を変化させ、
   前記第１絞り手段（１４）は、前記第１除湿暖房モード時に、前記空調対象空間に吹き出す吹出空気の目標温度の上昇に伴って前記第１冷媒通路（１３）の通路開度を減少させ、
   前記第２絞り手段（１９）は、前記第１除湿暖房モード時に、前記空調対象空間に吹き出す吹出空気の目標温度の上昇に伴って前記第３冷媒通路（１８）の通路開度を増加させることを特徴とする冷凍サイクル装置。
2. 前記第１絞り手段（１４）は、前記第２除湿暖房モード時に、前記室外熱交換器（１５）の出口側における冷媒の過熱度が予め定められた目標過熱度となるように前記第１冷媒通路（１３）の通路面積を変更させ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. 前記第３冷媒通路（１８）に配置され、前記室外熱交換器（２０）の出口側から前記第２絞り手段（１９）の入口側への冷媒の流れを許容し、前記第２絞り手段（１９）の入口側から前記室外熱交換器（２０）の出口側への冷媒の流れを禁止する逆流防止手段（２４）を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
4. 空調対象空間に送風する送風空気を冷却して除湿し、除湿した前記送風空気を加熱する除湿運転を行う空調装置に適用される冷凍サイクル装置であって、
   冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
   前記圧縮機（１１）から吐出された高圧冷媒を、前記送風空気と熱交換させて放熱させる放熱器（１２）と、
   前記放熱器（１２）から流出した冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（１５）と、
   その内部を通過する低圧冷媒を、前記放熱器（１２）通過前の前記送風空気と熱交換させて蒸発させる蒸発器（２０）と、
   前記室外熱交換器（１５）へ流入する冷媒を減圧させるとともに、絞り開度を変更可能に構成された第１絞り手段（１４）と、
   前記蒸発器（２０）へ流入する冷媒を減圧させるとともに、絞り開度を変更可能に構成された第２絞り手段（１９）と、
   前記蒸発器（２０）から流出した冷媒の圧力を予め定めた所定値に維持する定圧調整手段（２５）と、
   サイクルの冷媒流路を切り替える冷媒流路切替手段（１７、２３、５１〜５４）と、
   外気温（Ｔａｍ）を検出する外気温検出手段と、を備え、
   前記冷媒流路切替手段（１７…５４）は、少なくとも
   前記放熱器（１２）から流出した冷媒を、前記第１絞り手段（１４）→前記室外熱交換
   器（１５）→前記第２絞り手段（１９）→前記蒸発器（２０）→前記定圧調整手段（２５）→前記圧縮機（１２）の吸入側の順に流す第１冷媒流路、
   および前記放熱器（１２）から流出した冷媒を、前記第１絞り手段（１４）→前記室外熱交換器（１５）→前記圧縮機（１１）の吸入側へ流すと同時に、前記放熱器（１２）から流出した冷媒を、前記第２絞り手段（１９）→前記蒸発器（２０）→前記定圧調整手段（２５）→前記圧縮機（１２）の吸入側の順に流す第２冷媒流路を切替可能に構成されており、
   さらに、前記冷媒流路切替手段（１７…５４）が、前記第１、第２冷媒流路に切り替えた際に、前記第１絞り手段（１４）が絞り開度を変更し、前記第２絞り手段（１９）が絞り開度を変更し、
   前記冷媒流路切替手段（１７…５４）は、前記外気温（Ｔａｍ）が予め定めた外気基準温度（Ｔ１）よりも高くなっている際には前記第１冷媒流路に切り替え、前記外気温（Ｔａｍ）が前記外気基準温度（Ｔ１）より低くなっている際には前記第２冷媒流路に切り替えることを特徴とする冷凍サイクル装置。
5. 前記放熱器（１２）から流出した冷媒を、前記第１絞り手段（１４）および前記室外熱交換器（１５）を迂回させて、前記第２絞り手段（１９）の入口側へ導くバイパス通路（２２）と、
   前記室外熱交換器（１５）から流出した冷媒を、前記定圧調整手段（２５）の冷媒出口側であって、かつ、前記圧縮機（１１）の吸入側へ導く第２冷媒通路（１６）と、
   前記室外熱交換器（１５）から流出した冷媒を、前記蒸発器（２０）を介して前記圧縮機（１１）の吸入側へ導く第３冷媒通路（１８）と、
   前記第３冷媒通路（１８）に配置され、前記室外熱交換器（２０）の出口側から前記蒸発器（２０）の入口側への冷媒の流れを許容し、前記前記蒸発器（２０）の入口側から前記室外熱交換器（２０）の出口側への冷媒の流れを禁止する逆流防止手段（２４）とを備え、
   さらに、前記冷媒流路切替手段として、前記第２冷媒通路（１６）を開閉する第１開閉手段（１７）および前記バイパス通路（２２）を開閉する第２開閉手段（２３）が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
6. 前記空調対象空間に吹き出される前記送風空気の吹出温度（ＴＡＶ）を検出する吹出温度検出手段と、
   前記空調対象空間に吹き出される前記送風空気の目標吹出温度（ＴＡＯ）を決定する目標吹出温度決定手段（Ｓ２０）とを備え、
   前記冷媒流路切替手段（１７…５４）は、前記吹出温度（ＴＡＶ）から前記目標吹出温度（ＴＡＯ）を減算した温度差（ＴＡＶ−ＴＡＯ）が予め定めた基準値（β）よりも低くなっている際には前記第１冷媒流路に切り替え、前記温度差（ＴＡＶ−ＴＡＯ）が前記基準値（β）よりも高くなっている際には前記第２冷媒流路に切り替えることを特徴とする請求項４または５に記載の冷凍サイクル装置。
7. 前記空調対象空間に吹き出される前記送風空気の吹出温度（ＴＡＶ）を検出する吹出温度検出手段と、
   前記空調対象空間に吹き出される前記送風空気の目標吹出温度（ＴＡＯ）を決定する目標吹出温度決定手段（Ｓ２０）と、
   前記蒸発器（２０）から吹き出される前記送風空気の蒸発器吹出温度（Ｔｅ）を検出する蒸発器吹出温度検出手段と、
   前記蒸発器（２０）から吹き出される前記送風空気の目標蒸発器吹出温度（ＴＥＯ）を決定する目標蒸発器吹出温度決定手段とを備え、
   前記冷媒流路切替手段（１７…５４）が前記第１冷媒流路に切り替えている際に、
   前記吹出温度（ＴＡＶ）が前記目標吹出温度（ＴＡＯ）に近づくように、前記第１、第２絞り手段（１４、１９）および前記圧縮機（１１）のうち一方を作動させ、
   前記蒸発器吹出温度（Ｔｅ）が前記目標蒸発器吹出温度（ＴＥＯ）に近づくように、前記第１、第２絞り手段（１４、１９）および前記圧縮機（１１）のうち他方を作動させることを特徴とする請求項４ないし６のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
8. 前記空調対象空間に吹き出される前記送風空気の吹出温度（ＴＡＶ）を検出する吹出温度検出手段と、
   前記空調対象空間に吹き出される前記送風空気の目標吹出温度（ＴＡＯ）を決定する目標吹出温度決定手段（Ｓ２０）と、
   前記放熱器（１２）出口側冷媒の過冷却度（ＳＣ）に相関を有する物理量を検出する過冷却度検出手段（４３、４４）と、
   前記放熱器（１２）出口側冷媒の目標過冷却度（ＳＣＯ）を決定する目標過冷却度決定手段と、
   前記蒸発器（２０）出口側冷媒の過熱度（ＳＨ）に相関を有する物理量を検出する過熱度検出手段（４０、４５）と、
   前記蒸発器（２０）出口側冷媒の目標過冷却度（ＳＨＯ）を算出する目標過熱度決定手段とを備え、
   前記冷媒流路切替手段（１７…５４）が前記第２冷媒流路に切り替えている際に、
   前記吹出温度（ＴＡＶ）が前記目標吹出温度（ＴＡＯ）に近づくように、前記圧縮機（１１）の作動を制御し、
   前記過冷却度（ＳＣ）が前記目標過冷却度（ＳＣＯ）に近づくように、前記第１絞り手段（１４）の作動を制御し、
   前記過熱度（ＳＨ）が前記目標過冷却度（ＳＨＯ）に近づくように、前記第２絞り手段（１９）の作動を制御することを特徴とする請求項４ないし７のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
9. 前記空調対象空間に吹き出される前記送風空気の吹出温度（ＴＡＶ）を検出する吹出温度検出手段と、
   前記空調対象空間に吹き出される前記送風空気の目標吹出温度（ＴＡＯ）を決定する目標吹出温度決定手段（Ｓ２０）と、
   前記蒸発器（２０）から吹き出される前記送風空気の蒸発器吹出温度（Ｔｅ）を検出する蒸発器吹出温度検出手段と、
   前記蒸発器（２０）から吹き出される前記送風空気の目標蒸発器吹出温度（ＴＥＯ）を決定する目標蒸発器吹出温度決定手段と、
   前記放熱器（１２）出口側冷媒の過冷却度（ＳＣ）に相関を有する物理量を検出する過冷却度検出手段（４３、４４）と、
   前記放熱器（１２）出口側冷媒の目標過冷却度（ＳＣＯ）を算出する目標過冷却度決定手段とを備え、
   前記冷媒流路切替手段（１７…５４）が前記第２冷媒流路に切り替えている際に、
   前記吹出温度（ＴＡＶ）が前記目標吹出温度（ＴＡＯ）に近づくように、前記圧縮機（１１）の作動を制御し、
   前記過冷却度（ＳＣ）が前記目標過冷却度（ＳＣＯ）に近づくように、前記第１絞り手段（１４）および前記第２絞り手段（１９）のうち一方の作動を制御し、
   前記蒸発器吹出温度（Ｔｅ）が前記目標蒸発器吹出温度（ＴＥＯ）に近づくように、前記第１絞り手段（１４）および前記第２絞り手段（１９）のうち他方の作動を制御することを特徴とする請求項４ないし７のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。

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