JP6295676B2 - ヒートポンプサイクル - Google Patents

Description

本発明は、冷媒回路を切り替えることによってガスインジェクションサイクルを構成可能なヒートポンプサイクルに関する。

従来、車両用空調装置に適用されて、車室内へ送風される送風空気の温度を調整するヒートポンプサイクル（蒸気圧縮式の冷凍サイクル）が知られている。

例えば、特許文献１には、冷媒回路を切り替えることによって、送風空気を冷却する冷房モードの冷媒回路、送風空気を冷却して除湿した後に再加熱する除湿暖房モードの冷媒回路、および送風空気を加熱する暖房モードの冷媒回路を切替可能に構成されたヒートポンプサイクルが開示されている。

より詳細には、この特許文献１のヒートポンプサイクルでは、暖房モード時に、圧縮機にて圧縮過程の冷媒にサイクル内で生成された中間圧気相冷媒を合流させる、いわゆるガスインジェクションサイクル（エコノマイザ式冷凍サイクル）を構成する冷媒回路に切り替えて、暖房運転時におけるサイクルの成績係数（ＣＯＰ）を向上させている。

さらに、特許文献１には、中間圧気相冷媒を圧縮機の中間圧ポート側へ導く中間圧冷媒通路を開閉して冷媒回路を切り替える冷媒回路切替手段として、高段側膨張弁の出口側の冷媒圧力と室外熱交換器の入口側の冷媒圧力との圧力差によって開閉作動する差圧弁を採用した例も記載されている。

特許文献１のヒートポンプサイクルでは、このような差圧弁を採用することにより、簡素な構成で冷媒回路の切り替えを実現しようとしている。また、このような差圧弁の具体的構成は、特許文献２にも開示されている。

特開２０１２−１８１００５号公報 特開２０１３−９２３５５号公報

ところで、ヒートポンプサイクルに冷媒を充填する際には、サイクル内の真空引きを行った後に冷媒の充填が行われる。さらに、一般的なヒートポンプサイクルでは、圧縮機の吐出ポートから減圧手段（例えば、特許文献１では高段側膨張弁）へ至る冷媒経路、および蒸発器として機能する熱交換器から圧縮機の吸入ポートへ至る冷媒経路等に、サイクル内の真空引きや冷媒の充填を行うためのチャージングポートが設けられている。

ところが、本発明者らが、特許文献１に記載された差圧弁を用いて冷媒回路を切り替えるヒートポンプサイクルに、一般的なヒートポンプサイクルと同様にチャージングポートを設けて冷媒を充填しようとしても、サイクル内の適切な真空引きを行うことができないことや、冷媒を充填した後に差圧弁が作動しないことがあった。つまり、ヒートポンプサイクルに適切に冷媒を充填できないことがあった。

そこで、本発明者らが、その原因について調査したところ、特許文献１に記載されたヒートポンプサイクルでは、差圧弁から中間圧ポートへ至る中間圧冷媒通路の真空引きができなくなってしまうことや、この中間圧冷媒通路へ冷媒を充填できなくなってしまうことが原因であると判った。

より詳細には、特許文献１のヒートポンプサイクルの真空引きを行う場合、高段側膨張弁の出口側の冷媒圧力と室外熱交換器の入口側の冷媒圧力との圧力差が生じないので、閉弁側に付勢するバネの荷重によって差圧弁が閉じてしまう。従って、差圧弁の上流側から中間圧冷媒通路の真空引きを行うことができない。

さらに、例えば、圧縮機として、スクロール型の圧縮機を採用し、可動スクロールが中間圧ポートを閉塞する位置に変位していると、圧縮機側からも中間圧冷媒通路の真空引きを行うことができず、いずれのチャージングポートからも中間圧冷媒通路の真空引きを行うことができなくなってしまう。

また、中間圧冷媒通路の真空引きを行うことができたとしても、チャージングポートから冷媒の充填を行う場合、真空引きを行う場合と同様にバネの荷重によって差圧弁が閉じてしまうので、差圧弁の上流側から中間圧冷媒通路へ冷媒を充填することができない。

さらに、ガスインジェクションサイクルに適用される圧縮機には、一般的に中間圧ポートから中間圧冷媒通路側へ冷媒が逆流してしまうことを防止する逆止弁が設けられているので、圧縮機側からも中間圧冷媒通路へ冷媒を充填することができず、いずれのチャージングポートからも中間圧冷媒通路へ冷媒の充填を行うことができなくなってしまう。

従って、中間圧冷媒通路内が真空となってしまい、サイクルの作動時に、高段側膨張弁の出口側の冷媒圧力と室外熱交換器の入口側の冷媒圧力との圧力差によって差圧弁に作用する力だけでは、差圧弁を開くことができなくなってしまう。その結果、特許文献１のサイクル構成では、ヒートポンプサイクルに適切に冷媒を充填できないことがあった。

本発明は、上記点に鑑み、冷媒回路を切り替えることによってガスインジェクションサイクルを構成するヒートポンプサイクルに、適切に冷媒を充填することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために案出されたもので、請求項１に記載の発明では、吸入ポート（１１ａ）から吸入した低圧冷媒を高圧冷媒となるまで圧縮して吐出ポート（１１ｃ）から吐出するとともに、サイクル内の中間圧冷媒を流入させて圧縮過程の冷媒に合流させる中間圧ポート（１１ｂ）を有する圧縮機（１１）と、吐出ポート（１１ｃ）から吐出された高圧冷媒と熱交換対象流体とを熱交換させる放熱器（１２）と、放熱器（１２）から流出した高圧冷媒を減圧させる第１減圧手段（１５）と、第１減圧手段（１５）にて中間圧冷媒となるまで減圧された冷媒の気液を分離する気液分離手段（１６）と、気液分離手段（１６）にて分離された気相冷媒を気液分離手段（１６）から中間圧ポート（１１ｂ）へ直接導く中間圧冷媒通路（１４ｂ）と、気液分離手段（１６）にて分離された液相冷媒を減圧させる第２減圧手段（１７）と、放熱器（１２）から流出した高圧冷媒を、第１減圧手段（１５）、気液分離手段（１６）および第２減圧手段（１７）を迂回させて流す迂回通路（１４ｃ）と、迂回通路（１４ｃ）を流通する高圧冷媒を減圧させる第３減圧手段（１９）と、第２減圧手段（１７）にて減圧された冷媒および第３減圧手段（１９）にて減圧された冷媒のうち一方の冷媒を、外気と熱交換させて、吸入ポート（１１ａ）の上流側へ流出させる室外熱交換器（２０）と、室外熱交換器（２０）側から第２減圧手段（１７）側へ冷媒が流れることを禁止する逆止弁（１８）と、サイクル内へ冷媒を充填するためのチャージングポート（ＣＰ１、ＣＰ２）と、を備え、
第１減圧手段（１５）および第３減圧手段（１９）は、冷媒通路を閉塞させる全閉機能を有し、熱交換対象流体を加熱する第１加熱モードでは、第１減圧手段（１５）が減圧作用を発揮する絞り状態となるとともに、第３減圧手段（１９）が全閉となることによって、気相冷媒を中間圧ポート（１１ｂ）に流入させる冷媒回路が形成され、熱交換対象流体を第１加熱モードとは異なる加熱能力で加熱する第２加熱モードでは、第１減圧手段（１５）が全閉となるとともに、第３減圧手段（１９）が減圧作用を発揮する絞り状態となることによって、気相冷媒を中間圧ポートに流入させない冷媒回路が形成され、第１減圧手段（１５）は、放熱器（１２）から流出した冷媒を気液分離手段（１６）の入口側へ導く気液分離器側通路（１４ａ）に配置され、第３減圧手段（１９）は、迂回通路（１４ｃ）に配置されていることを特徴とする。

これによれば、第１減圧手段（１５）および第３減圧手段（１９）のうち、いずれか一方を減圧作用を発揮する絞り状態とし、他方を全閉とすることで、サイクルの冷媒回路を切り替えることができる。

具体的には、第１減圧手段（１５）を絞り状態とし、第３減圧手段（１９）を全閉とすることで、圧縮機（１１）の吐出ポート（１１ｃ）→放熱器（１２）→第１減圧手段（１５）→気液分離手段（１６）→第２減圧手段（１７）→室外熱交換器（２０）→圧縮機（１１）の吸入ポート（１１ａ）の順で冷媒が循環するとともに、気液分離手段（１６）にて分離された中間圧気相冷媒を圧縮機（１１）の中間圧ポート（１１ｂ）へ流入させて圧縮過程の冷媒に合流させるガスインジェクションサイクルを構成することができる。

一方、第１減圧手段（１５）を全閉とし、第３減圧手段（１９）を絞り状態とすることで、圧縮機（１１）の吐出ポート（１１ｃ）→放熱器（１２）→第３減圧手段（１５）→室外熱交換器（２０）→圧縮機（１１）の吸入ポート（１１ａ）の順で冷媒が循環する冷凍サイクルを構成することができる。

さらに、従来技術のような差圧弁を必須の構成としていないので、第１減圧手段（１５）および第３減圧手段（１９）の双方を開くことによって、各構成機器同士間の冷媒経路のいずれの部位にチャージングポート（ＣＰ１、ＣＰ２）を配置したとしても、チャージングポート（ＣＰ１、ＣＰ２）をサイクル内の全域と連通させることができる。

従って、いずれの部位にチャージングポート（ＣＰ１、ＣＰ２）を設けてもサイクル内の全域の真空引きを行った後にサイクル内の全域に冷媒を充填することができる。すなわち、本請求項に記載の発明によれば、冷媒回路を切り替えることによってガスインジェクションサイクルを構成するヒートポンプサイクルに、適切に冷媒を充填することができる。

さらに、請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載のヒートポンプサイクルにおいて、室外熱交換器（２０）から流出した冷媒を減圧させる第４減圧手段（２１）と、第４減圧手段（２１）にて減圧された冷媒と熱交換対象流体とを熱交換させて、吸入ポート（１１ａ）の上流側へ流出させる蒸発器（２２）と、室外熱交換器（２０）から流出した冷媒を第４減圧手段（２１）および蒸発器（２２）を迂回させて吸入ポート（１１ａ）の上流側へ導く低圧側迂回通路（１４ｅ）と、低圧側迂回通路（１４ｅ）を開閉する低圧側開閉手段（２４）と、を備え、
第１、第２加熱モードでは、低圧側開閉手段（２４）が低圧側迂回通路（１４ｅ）を開くようにし、熱交換対象流体を冷却する冷却モードでは、第１減圧手段（１５）が全閉となるとともに、第３減圧手段（１９）が全開となり、低圧側開閉手段（２４）が低圧側迂回通路（１４ｅ）を閉じるようにしてもよい

これによれば、熱交換対象流体を加熱することができるだけでなく、冷却することもできる。さらに、熱交換対象流体を空調対象空間へ送風される送風空気とし、蒸発器（２２）にて冷却されて除湿された送風空気を放熱器（１２）にて再加熱する構成とすることで、空調対象空間の暖房、冷房に加えて、除湿暖房を行うこともできる。

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一例である。

第１実施形態のヒートポンプサイクルの冷房モード時および除湿暖房モード時の冷媒流れを示す全体構成図である。 第１実施形態のヒートポンプサイクルの第１暖房モード時の冷媒流れを示す全体構成図である。 第１実施形態のヒートポンプサイクルの第２暖房モード時の冷媒流れを示す全体構成図である。 第１実施形態のヒートポンプサイクルの冷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実施形態のヒートポンプサイクルの第１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実施形態のヒートポンプサイクルの第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実施形態のヒートポンプサイクルの第１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実施形態のヒートポンプサイクルの第２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実施形態のヒートポンプサイクルの全体構成図である。 第２実施形態の統合弁の模式的な断面図である。 第３実施形態の統合弁の模式的な断面図である。 第３実施形態の統合弁の作動状態を説明するための説明図である。 第４実施形態のヒートポンプサイクルの全体構成図である。 第４実施形態の気液分離器一体型熱交換器の一部断面図である。 他の実施形態のヒートポンプサイクルの全体構成図である。

（第１実施形態）
図１〜図８を用いて、本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態では、本発明に係るヒートポンプサイクル１０を、走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得る電気自動車の車両用空調装置１に適用している。このヒートポンプサイクル１０は、車両用空調装置１において、空調対象空間である車室内へ送風される送風空気を冷却あるいは加熱する機能を果たす。従って、本実施形態の熱交換対象流体は、送風空気である。

さらに、本実施形態のヒートポンプサイクル１０は、図１〜図３の全体構成図に示すように、送風空気を冷却して車室内を冷房する冷房モードの冷媒回路、冷却して除湿された送風空気を再加熱して車室内を除湿暖房する除湿暖房モードの冷媒回路、およびそれぞれ送風空気を加熱して車室内を暖房する第１、第２暖房モードの冷媒回路を切替可能に構成されている。

より詳細には、第１暖房モードは、外気温が極低温時（例えば、０℃以下の時）等に実行される運転モードであり、第２暖房モードは、通常の暖房が実行される運転モードである。つまり、第２暖房モードは、第１暖房モードよりも低い加熱能力で送風空気を加熱する運転モードである。なお、図１では、冷房モードおよび除湿暖房モードにおける冷媒の流れを実線矢印で示し、図２では、第１暖房モードにおける冷媒の流れを実線矢印で示し、図３では、第２暖房モードにおける冷媒の流れを実線矢印で示している。

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

ヒートポンプサイクル１０の構成機器のうち、圧縮機１１は、車両のボンネット内に配置され、ヒートポンプサイクル１０において冷媒を吸入し、圧縮して吐出するものである。この圧縮機１１は、その外殻を形成するハウジングの内部に、固定容量型の圧縮機構からなる低段側圧縮機構と高段側圧縮機構との２つの圧縮機構、および双方の圧縮機構を回転駆動する電動モータを収容して構成された二段昇圧式の電動圧縮機である。

圧縮機１１のハウジングには、ハウジングの外部から低段側圧縮機構へ低圧冷媒を吸入させる吸入ポート１１ａ、ハウジングの外部からハウジングの内部へ中間圧冷媒を流入させて圧縮過程の冷媒に合流させる中間圧ポート１１ｂ、および高段側圧縮機構から吐出された高圧冷媒をハウジングの外部へ吐出させる吐出ポート１１ｃが設けられている。

より具体的には、中間圧ポート１１ｂは、低段側圧縮機構の冷媒吐出口側（すなわち、高段側圧縮機構の冷媒吸入口側）に連通している。また、低段側圧縮機構および高段側圧縮機は、それぞれスクロール型圧縮機構、ベーン型圧縮機構、ローリングピストン型圧縮機構等の各種形式のものを採用することができる。

電動モータは、後述する空調制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動（回転数）が制御されるもので、交流モータ、直流モータのいずれの形式を採用してもよい。そして、この回転数制御によって、圧縮機１１の冷媒吐出能力が変更される。従って、本実施形態では、電動モータが圧縮機１１の吐出能力変更手段を構成している。

なお、本実施形態では、２つの圧縮機構を１つのハウジング内に収容した圧縮機１１を採用しているが、圧縮機の形式はこれに限定されない。つまり、中間圧ポート１１ｂから中間圧冷媒を流入させて低圧から高圧へ圧縮過程の冷媒に合流させることが可能であれば、ハウジングの内部に、１つの固定容量型の圧縮機構、およびこの圧縮機構を回転駆動する電動モータを収容して構成された電動圧縮機であってもよい。

さらに、２つの圧縮機を直列に接続して、低段側に配置される低段側圧縮機の吸入ポートを二段昇圧式の圧縮機全体としての吸入ポート１１ａとし、高段側に配置される高段側圧縮機の吐出ポートを二段昇圧式の圧縮機全体としての吐出ポート１１ｃとし、低段側圧縮機の吐出ポートと高段側圧縮機との吸入ポートとを接続する接続部に中間圧ポート１１ｂを設け、低段側圧縮機と高段側圧縮機との２つの圧縮機によって、１つの二段昇圧式の圧縮機を構成してもよい。

圧縮機１１の吐出ポート１１ｃには、室内凝縮器１２の冷媒入口側が接続されている。室内凝縮器１２は、後述する車両用空調装置１の室内空調ユニット３０の空調ケース３１内に配置されて、圧縮機１１（具体的には、高段側圧縮機構）から吐出された吐出冷媒（高圧冷媒）と、後述する室内蒸発器２２を通過した送風空気とを熱交換させて、送風空気を加熱する放熱器である。

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

第１三方継手１３ａの別の冷媒流入出口には、室内凝縮器１２から流出した冷媒を、気液分離器１６の入口側へ導く気液分離器側通路１４ａが接続されている。さらに、この気液分離器側通路１４ａには、第１暖房モード時に、室内凝縮器１２から流出した高圧冷媒を減圧させる第１減圧手段としての第１暖房用膨張弁１５が配置されている。

第１暖房用膨張弁１５は、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体の絞り開度を変化させるステッピングモータからなる電動アクチュエータとを有して構成される可変絞り機構である。

さらに、第１暖房用膨張弁１５は、絞り開度を全開にすることによって冷媒減圧作用を殆ど発揮することなく単なる冷媒通路として機能する全開機能、および絞り開度を全閉にすることによって冷媒通路を閉塞させる全閉機能を有している。なお、第１暖房用膨張弁１５は、空調制御装置４０から出力される制御信号（制御パルス）によって、その作動が制御される。

気液分離器１６は、第１暖房モード時に、第１暖房用膨張弁１５にて中間圧冷媒となるまで減圧された冷媒の気液を分離する気液分離手段である。

本実施形態では、気液分離器１６として、円筒状の本体部の内部空間へ流入した冷媒を旋回させることで生じる遠心力の作用によって冷媒の気液を分離する遠心分離方式のものを採用している。さらに、気液分離器１６の内容積は、サイクルに負荷変動が生じてサイクルを循環する冷媒循環流量が変動しても、実質的に余剰冷媒を溜めることができない程度の容積になっている。

気液分離器１６の気相冷媒流出口には、中間圧冷媒通路１４ｂを介して、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂが接続されている。

一方、気液分離器１６の液相冷媒流出口には、気液分離器１６にて分離された液相冷媒を減圧させる第２減圧手段としての中間圧固定絞り１７の入口側が接続されている。このような中間圧固定絞り１７としては、絞り開度が固定されたノズル、オリフィス、キャピラリチューブ等を採用することができる。

中間圧固定絞り１７の出口側には、暖房用逆止弁１８の入口側が接続されている。暖房用逆止弁１８の出口側には、第２三方継手１３ｂを介して、室外熱交換器２０の冷媒入口側が接続されている。暖房用逆止弁１８は、中間圧固定絞り１７側から第２三方継手１３ｂ側へ冷媒が流れることのみを許容するものである。

また、前述した第１三方継手１３ａのさらに別の冷媒流入出口には、室内凝縮器１２から流出した冷媒を、第１暖房用膨張弁１５、気液分離器１６、中間圧固定絞り１７および暖房用逆止弁１８を迂回させて流す迂回通路１４ｃの入口側が接続されている。迂回通路１４ｃの出口側には、第２三方継手１３ｂの別の冷媒流入出口が接続されている。

さらに、この迂回通路１４ｃには、少なくとも第２暖房モード時に、室内凝縮器１２から流出した高圧冷媒を減圧させる第３減圧手段としての第２暖房用膨張弁１９が配置されている。第２暖房用膨張弁１９の基本的構成は、第１暖房用膨張弁１５と同様である。従って、第２暖房用膨張弁１９も全開機能および全閉機能を有している。

第２三方継手１３ｂの別の冷媒流入出口には、室外熱交換器２０の冷媒入口側が接続されている。室外熱交換器２０は、車両ボンネット内の車両前方側に配置されて、内部を流通する冷媒と図示しない送風ファンから送風された車室外空気（外気）とを熱交換させる熱交換器である。送風ファンは、空調制御装置４０から出力される制御電圧によって回転数（送風能力）が制御される電動送風機である。

室外熱交換器２０の冷媒出口側には、第３三方継手１３ｃの１つの冷媒流入出口が接続されている。さらに、第３三方継手１３ｃの別の冷媒流入出口には、室外熱交換器２０から流出した冷媒を、室内蒸発器２２の冷媒入口側へ導く冷房用冷媒通路１４ｄが接続されている。

この冷房用冷媒通路１４ｄには、冷房モード時および除湿暖房モード時に、室外熱交換器２０から流出して室内蒸発器２２へ流入する冷媒を減圧させる第４減圧手段としての冷房用膨張弁２１が配置されている。冷房用膨張弁２１の基本的構成は、第１、第２暖房用膨張弁１５、１９と同様である。

冷房用膨張弁２１の出口側には、室内蒸発器２２の冷媒入口側が接続されている。室内蒸発器２２は、室内空調ユニット３０の空調ケース３１内のうち、室内凝縮器１２の送風空気流れ上流側に配置され、冷房モード時および除湿暖房モード等にその内部を流通する冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させることにより送風空気を冷却する蒸発器である。

室内蒸発器２２の冷媒出口側には、第４三方継手１３ｄを介して、アキュムレータ２３の入口側が接続されている。アキュムレータ２３は、その内部に流入した冷媒の気液を分離して余剰冷媒を蓄える低圧側気液分離手段である。アキュムレータ２３の気相冷媒出口には、圧縮機１１の吸入ポート１１ａが接続されている。従って、アキュムレータ２３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、前述した第３三方継手１３ｃのさらに別の冷媒流入出口には、室外熱交換器２０から流出した冷媒を、冷房用膨張弁２１および室内蒸発器２２を迂回させてアキュムレータ２３の入口側（具体的には、第４三方継手１３ｄの１つの冷媒流入出口）へ導く低圧側迂回通路１４ｅが接続されている。

この低圧側迂回通路１４ｅには、低圧側迂回通路１４ｅを開閉する低圧側開閉手段としての低圧側開閉弁２４が配置されている。低圧側開閉弁２４は、空調制御装置４０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電磁弁であり、サイクルを循環する冷媒の冷媒回路を切り替える冷媒回路切替手段を構成している。

ここで、本実施形態の第１、第２暖房用膨張弁１５、１９および冷房用膨張弁２１は、いずれも全閉機能を有しているので、内部の冷媒通路を閉塞することによって、冷媒回路を切り替えることができる。従って、第１、第２暖房用膨張弁１５、１９および冷房用膨張弁２１は、冷媒減圧手段としての機能を果たすとともに、冷媒回路切替手段としての機能も兼ね備えている。

また、本実施形態のヒートポンプサイクル１０では、サイクル内の真空引きや冷媒の充填を行うためのチャージングポートが高圧側と低圧側の２箇所に設けられている。

具体的には、高圧側チャージングポートＣＰ１は、室内凝縮器１２の出口側から第１三方継手１３ａへ至る冷媒経路（すなわち、室内凝縮器１２と第１三方継手１３ａとを接続する冷媒配管）に設けられており、低圧側チャージングポートＣＰ２は、アキュムレータ２３の出口側から圧縮機１１の吸入ポート１１ａへ至る冷媒経路（すなわち、アキュムレータ２３と圧縮機１１とを接続する冷媒配管）に設けられている。

なお、高圧側チャージングポートＣＰ１は、サイクル内の真空引きの後に、予め加圧されて液化された冷媒を充填するために適したチャージングポートであり、低圧側チャージングポートＣＰ２は、サイクル内の真空引きの後に、圧縮機１１を作動させながら低圧冷媒を充填するために適したチャージングポートである。

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、ヒートポンプサイクル１０によって温度調整された送風空気を車室内へ吹き出すためのもので、車室内最前部の計器盤（インストルメントパネル）の内側に配置されている。さらに、室内空調ユニット３０は、その外殻を形成するケーシング３１内に送風機３２、室内蒸発器２２、室内凝縮器１２等を収容することによって構成されている。

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

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

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

送風機３２の送風空気流れ下流側には、室内蒸発器２２および室内凝縮器１２が、送風空気の流れに対して、この順に配置されている。換言すると、室内蒸発器２２は、室内凝縮器１２よりも送風空気流れ上流側に配置されている。また、ケーシング３１内には、室内蒸発器２２を通過した送風空気を、室内凝縮器１２を迂回させて下流側へ流す冷風バイパス通路３５が形成されている。

室内蒸発器２２の送風空気流れ下流側であって、かつ、室内凝縮器１２の送風空気流れ上流側には、室内蒸発器２２通過後の送風空気のうち、室内凝縮器１２を通過させる風量割合を調整するエアミックスドア３４が配置されている。

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

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

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

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

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

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

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

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

次に、本実施形態の電気制御部について説明する。空調制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成され、ＲＯＭ内に記憶された空調制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された各種空調制御機器（圧縮機１１、第１、第２暖房用膨張弁１５、１９、冷房用膨張弁２１、低圧側開閉弁２４、送風機３２等）の作動を制御する。

また、空調制御装置４０の入力側には、車室内温度（内気温）Ｔｒを検出する内気温検出手段としての内気センサ、車室外温度（外気温）Ｔａｍを検出する外気温検出手段としての外気センサ、車室内へ照射される日射量Ａｓを検出する日射量検出手段としての日射センサ、室内凝縮器１２の出口側冷媒圧力（高圧側冷媒圧力）Ｐｄを検出する高圧側圧力センサ、室内蒸発器２２における冷媒蒸発温度（蒸発器温度）Ｔｅｆｉｎを検出する蒸発器温度センサ、混合空間から車室内へ送風される送風空気温度ＴＡＶを検出する送風空気温度センサ等の空調制御用のセンサ群が接続され、これらのセンサ群の検出信号が入力される。

さらに、空調制御装置４０の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された図示しない操作パネルが接続され、この操作パネルに設けられた各種空調操作スイッチからの操作信号が入力される。操作パネルに設けられた各種空調操作スイッチとしては、具体的に、車両用空調装置１の作動スイッチ、車室内の設定温度Ｔｓｅｔを設定する車室内温度設定スイッチ、冷房モードおよび暖房モードを選択するモード選択スイッチ等が設けられている。

なお、空調制御装置４０は、その出力側に接続された各種空調制御機器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）が、それぞれの制御対象機器の作動を制御する制御手段を構成している。

例えば、本実施形態では、圧縮機１１の電動モータの作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が吐出能力制御手段を構成し、冷媒回路切替手段（第１、第２暖房用膨張弁１５、１９、冷房用膨張弁２１、および低圧側開閉弁２４）の作動を制御する構成が冷媒回路制御手段を構成している。もちろん、吐出能力制御手段、冷媒回路制御手段等を空調制御装置４０に対して別体の制御装置として構成してもよい。

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、および、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。以下に各運転モードにおける作動を説明する。

（ａ）冷房モード
冷房モードは、操作パネルの作動スイッチが投入（ＯＮ）された状態で、選択スイッチによって冷房モードが選択されると実行される。冷房モードでは、空調制御装置４０が、第１暖房用膨張弁１５を全閉とし、第２暖房用膨張弁１９を全開とし、冷房用膨張弁２１を減圧作用を発揮する絞り状態とし、低圧側開閉弁２４を閉じる。従って、冷房モードは、特許請求の範囲に記載された冷却モードに対応する運転モードである。

これにより、冷房モードのヒートポンプサイクル１０では、図１の実線矢印に示すように、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃ→室内凝縮器１２→（第２暖房用膨張弁１９→）室外熱交換器２０→冷房用膨張弁２１→室内蒸発器２２→アキュムレータ２３→圧縮機１１の吸入ポート１１ａの順で冷媒が循環する冷凍サイクルが構成される。

この冷房モードの冷媒回路では、気液分離器１６内に冷媒が流入しない。従って、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂから中間圧冷媒が吸入されることがなく、圧縮機１１は単段昇圧式の圧縮機として機能する。このことは、後述する除湿暖房モードおよび第２暖房モードにおいても同様である。

さらに、この冷媒回路の構成で、空調制御装置４０が上述の空調制御用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む。そして、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空気の目標温度である目標吹出温度ＴＡＯを算出する。

具体的には、目標吹出温度ＴＡＯは、以下数式Ｆ１によって算出される。
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ａｓ＋Ｃ…（Ｆ１）
なお、Ｔｓｅｔは操作パネルの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、Ａｓ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。

さらに、算出された目標吹出温度ＴＡＯおよびセンサ群の検出信号に基づいて、空調制御装置４０の出力側に接続された各種空調制御機器の作動状態を決定する。

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、予め空調制御装置４０に記憶された制御マップを参照して、室内蒸発器２２の目標蒸発器吹出温度ＴＥＯを決定する。

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を用いて蒸発器温度Ｔｅｆｉｎが目標蒸発器吹出温度ＴＥＯに近づくように、圧縮機１１の電動モータに出力される制御信号が決定される。

また、冷房用膨張弁２１へ出力される制御信号については、冷房用膨張弁２１へ流入する冷媒の過冷却度が、サイクルの成績係数（ＣＯＰ）が略最大値に近づくように決定さ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３４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３４が室内凝縮器１２の空気通路を閉塞し、室内蒸発器２３通過後の送風空気の全流量がバイパス通路３５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空調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の作動停止が要求されるまで、所定の制御周期毎に、上述の検出信号および操作信号の読み込み→目標吹出温度ＴＡＯの算出→各種空調制御機器の作動状態決定→制御電圧および制御信号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、冷房モードのヒートポンプサイクル１０では、図４のモリエル線図に示すように冷媒の状態が変化する。つまり、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒（図４のａ４点）が室内凝縮器１２へ流入する。この際、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２側の空気通路を閉塞しているので、室内凝縮器１２へ流入した冷媒は殆ど送風空気へ放熱することなく、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暖房用膨張弁１５が全閉となっているので、第２暖房用膨張弁１９へ流入する。この際、第２暖房用膨張弁１９が全開となっているので、第２暖房用膨張弁１９へ流入した冷媒は殆ど減圧されることなく第２暖房用膨張弁１９から流出して、第２三方継手１３ｂを介して、室外熱交換器２０へ流入する。

室外熱交換器２０へ流入した冷媒は、送風ファンから送風された外気と熱交換して放熱する（図４のａ４点→ｄ４点）。室外熱交換器２０から流出した冷媒は、低圧側開閉弁２４が閉じているので、絞り状態となっている冷房用膨張弁２１へ流入して低圧冷媒となるまで、等エンタルピ的に減圧される（図４のｄ４点→ｅ４点）。

そして、冷房用膨張弁２１にて減圧された低圧冷媒は、室内蒸発器２２へ流入し、送風機３２から送風された送風空気から吸熱して蒸発する（図４のｅ４点→ｆ４点）。これにより、送風空気が冷却される。

室内蒸発器２２から流出した冷媒は、アキュムレータ２３へ流入して気液分離される。そして、分離された気相冷媒が圧縮機１１の吸入ポート１１ａ（図４のｇ４点）から吸入されて低段側圧縮機構→高段側圧縮機構の順に再び圧縮される（図４のｇ４点→ａ’４点→ａ４点）。一方、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２３内に蓄えられる。

なお、図４においてｆ４点とｇ４点が異なっている理由は、アキュムレータ２３から圧縮機１１の吸入ポート１１ａへ至る冷媒配管を流通する気相冷媒には圧力損失が生じるからである。従って、理想的なサイクルでは、ｆ４点とｇ４点が一致していることが望ましい。このことは、以下に説明するモリエル線図においても同様である。

以上の如く、冷房モードでは、室内蒸発器２２にて冷却された送風空気を車室内へ吹き出すことによって、車室内の冷房を行うことができる。

（ｂ）除湿暖房モード
次に、除湿暖房モードについて説明する。除湿暖房モードは、冷房モード時に車室内温度設定スイッチによって設定された設定温度Ｔｓｅｔが外気温Ｔａｍよりも高い温度に設定された際に実行される。

除湿暖房モードでは、空調制御装置４０が、第１暖房用膨張弁１５を全閉とし、第２暖房用膨張弁１９を全開あるいは絞り状態とし、冷房用膨張弁２１を絞り状態あるいは全開とし、低圧側開閉弁２４を閉じる。従って、除湿暖房モードは、特許請求の範囲に記載された冷却モードに対応する運転モードである。

これにより、除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、図１の実線矢印に示すように、冷房モードと同様の順で冷媒が循環する冷凍サイクルが構成される。さらに、この冷媒回路の構成で、空調制御装置４０が上述の空調制御用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、冷房モードと同様に算出された目標吹出温度ＴＡＯおよびセンサ群の検出信号に基づいて、各種空調制御機器の作動状態を決定する。

例えば、圧縮機１１の電動モータ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３４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３４がバイパス通路３５を閉塞し、室内蒸発器２２通過後の送風空気の全流量が室内凝縮器１２側を通過するように決定される。

さらに、本実施形態の除湿暖房モードでは、目標吹出温度ＴＡＯに応じて、第２暖房用膨張弁１９および冷房用膨張弁２１の作動状態を変化させて、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ている。

（ｂ−１）第１除湿暖房モード
第１除湿暖房モードは、目標吹出温度ＴＡＯが予め定めた基準除湿暖房温度以下となっている際に実行される。第１除湿暖房モードでは、第２暖房用膨張弁１９を全開とし、冷房用膨張弁２１を絞り状態とする。なお、冷房用膨張弁２１の絞り開度は、冷房用膨張弁２１へ流入する冷媒の過冷却度が、ＣＯＰが略最大値に近づくように決定された目標過冷却度に近づくように決定される。

従って、第１除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、図５のモリエル線図に示すように冷媒の状態が変化する。なお、図５のモリエル線図における各符号は、冷房モードで説明した図４のモリエル線図に対して、サイクル構成上同等の箇所の冷媒の状態を示すものは同一のアルファベットを用いて示し、添字のみ変更している。このことは、以下のモリエル線図においても同様である。

具体的には、第１除湿暖房モードでは、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２側の空気通路を全開にしているので、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒（図５のａ５点）が室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器２２にて冷却されて除湿された送風空気と熱交換して放熱する（図５のａ５点→ｂ５点）。これにより、除湿された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暖房用膨張弁１５が全閉となっているので、第２暖房用膨張弁１９へ流入する。この際、第２暖房用膨張弁１９が全開となっているので、第２暖房用膨張弁１９へ流入した冷媒は殆ど減圧されることなく第２暖房用膨張弁１９から流出して、第２三方継手１３ｂを介して、室外熱交換器２０へ流入する。

室外熱交換器２０へ流入した冷媒は、送風ファンから送風された外気と熱交換して放熱する（図５のｂ５点→ｄ５点）。室外熱交換器２０から流出した冷媒は、低圧側開閉弁２４が閉じているので、絞り状態となっている冷房用膨張弁２１へ流入して低圧冷媒となるまで、等エンタルピ的に減圧される（図５のｄ５点→ｅ５点）。

そして、冷房用膨張弁２１にて減圧された低圧冷媒は、室内蒸発器２２へ流入し、送風機３２から送風された送風空気から吸熱して蒸発する（図５のｅ５点→ｆ５点）。これにより、送風空気が冷却されて除湿される。以降の作動は冷房モードと同様である。

以上の如く、第１除湿暖房モードでは、室内蒸発器２２にて冷却されて除湿された送風空気を室内凝縮器１２にて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。

（ｂ−２）第２除湿暖房モード
第２除湿暖房モードは、目標吹出温度ＴＡＯが予め定めた基準除湿暖房温度より高くなっている際に実行される。第２除湿暖房モードでは、第２暖房用膨張弁１９を絞り状態とし、冷房用膨張弁２１を全開とする。なお、第２暖房用膨張弁１９の絞り開度は、第２暖房用膨張弁１９へ流入する冷媒の過冷却度が、ＣＯＰが略最大値に近づくように決定された目標過冷却度に近づくように決定される。

従って、第２除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、図６のモリエル線図に示すように冷媒の状態が変化する。

具体的には、第２除湿暖房モードでは、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２側の空気通路を全開にしているので、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒（図６のａ６点）が室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器２２にて冷却されて除湿された送風空気と熱交換して放熱する（図６のａ６点→ｂ６点）。これにより、除湿された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暖房用膨張弁１５が全閉となっているので、絞り状態となっている第２暖房用膨張弁１９へ流入して低圧冷媒となるまで、等エンタルピ的に減圧される（図６のｂ６点→ｃ６点）。第２暖房用膨張弁１９にて減圧された冷媒は室外熱交換器２０へ流入する。

室外熱交換器２０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して蒸発する（図６のｃ６点→ｄ６点）。室外熱交換器２０から流出した冷媒は、低圧側開閉弁２４が閉じているので、全開となっている冷房用膨張弁２１を介して、室内蒸発器２２へ流入する。

室内蒸発器２２へ流入した冷媒は、送風機３２から送風された送風空気から吸熱して、さらに蒸発する（図６のｄ６点→ｆ６点）。これにより、送風空気が冷却されて除湿される。以降の作動は冷房モードと同様である。

以上の如く、第２除湿暖房モードでは、室内蒸発器２２にて冷却されて除湿された送風空気を室内凝縮器１２にて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。

さらに、第２除湿暖房モードでは、第２暖房用膨張弁１９を絞り状態として室外熱交換器２０を蒸発器として機能させているので、室外熱交換器２０においても冷媒が外気から熱を吸熱することができる。

従って、第１除湿暖房モード時に対して、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の回転数を増加させることなく、室内凝縮器１２における冷媒圧力を上昇させることができる。その結果、第１除湿暖房モードよりも室内凝縮器１２から吹き出される送風空気の温度を上昇させることができる。

（ｃ）暖房モード
次に、暖房モードについて説明する。暖房モードは、操作パネルの作動スイッチが投入（ＯＮ）された状態で、選択スイッチによって暖房モードが選択されると実行される。

暖房モードでは、空調制御装置４０が、冷房モードと同様に算出された目標吹出温度ＴＡＯおよびセンサ群の検出信号に基づいて、圧縮機１１の冷媒吐出能力（圧縮機１１の回転数）を決定する。具体的には、まず、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置４０に記憶された制御マップを参照して、室内凝縮器１２における目標凝縮圧力ＰＣＯを決定する。

そして、この目標凝縮圧力ＰＣＯと高圧側圧力センサによって検出された高圧側冷媒圧力Ｐｄとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法を用いて高圧側冷媒圧力Ｐｄが目標凝縮圧力ＰＣＯに近づくように、圧縮機１１の回転数（圧縮機１１の電動モータに出力される制御信号）が決定される。さらに、決定された回転数に応じて、第１暖房モードあるいは第２暖房モード時を実行する。

（ｃ−１）第１暖房モード
第１暖房モードでは、空調制御装置４０が、第１暖房用膨張弁１５を絞り状態とし、第２暖房用膨張弁１９を全閉とし、冷房用膨張弁２１を全閉とし、低圧側開閉弁２４を開く。従って、第１暖房モードは、特許請求の範囲に記載された第１加熱モードに対応する運転モードである。

これにより、第１暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、図２の実線矢印に示すように、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃ→室内凝縮器１２→第１暖房用膨張弁１５→気液分離器１６→中間圧固定絞り１７→（暖房用逆止弁１８→）室外熱交換器２０→アキュムレータ２３→圧縮機１１の吸入ポート１１ａの順で冷媒が循環するとともに、気液分離器１６にて分離された中間圧気相冷媒を圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂへ流入させるガスインジェクションサイクルが構成される。

さらに、この冷媒回路の構成で、空調制御装置４０が、目標吹出温度ＴＡＯおよびセンサ群の検出信号に基づいて、各種空調制御機器の作動状態を決定する。

例えば、第１暖房用膨張弁１５へ出力される制御信号については、第１暖房用膨張弁１５の絞り開度が予め定めた第１暖房モード用の所定開度となるように決定される。また、エアミックスドア３４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３４がバイパス通路３５を閉塞し、室内蒸発器２２通過後の送風空気の全流量が室内凝縮器１２を通過するように決定される。

従って、第１暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、図７のモリエル線図に示すように、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒（図７のａ７点）が室内凝縮器１２へ流入する。室内凝縮器１２へ流入した冷媒は、送風機３２から送風されて室内蒸発器２２を通過した送風空気と熱交換して放熱する（図７のａ７→ｂ７点）。これにより、送風空気が加熱される。

室内凝縮器１２から流出した冷媒は、第２暖房用膨張弁１９が全閉となっているので、絞り状態となっている第１暖房用膨張弁１５にて中間圧冷媒となるまで等エンタルピ的に減圧される（図７のｂ７→ｈ７点）。そして、第１暖房用膨張弁１５にて減圧された中間圧冷媒は、気液分離器１６にて気液分離される（図７のｈ７→ｉ７点、ｈ７→ｊ７点）。

気液分離器１６にて分離された気相冷媒は、中間圧冷媒通路１４ｂを介して、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂへ流入する。そして、低段側圧縮機構から吐出された冷媒と合流して、高段側圧縮機構へ吸入される（図７のｉ７→ａ”７点）。

一方、気液分離器１６にて分離された液相冷媒は、中間圧固定絞り１７へ流入して低圧冷媒となるまで等エンタルピ的に減圧される（図７のｊ７→ｃ７点）。中間圧固定絞り１７から流出した冷媒は、暖房用逆止弁１８等を介して、室外熱交換器２０へ流入し、送風ファンから送風された外気と熱交換して吸熱する（図７のｃ７点→ｄ７点）。

室外熱交換器２０から流出した冷媒は、低圧側開閉弁２４が開き、冷房用膨張弁２１が全閉状態となっているので、低圧側迂回通路１４ｅを介して、アキュムレータ２３へ流入して気液分離される。そして、分離された気相冷媒が圧縮機１１の吸入ポート１１ａ（図７のｇ７点）から吸入されて再び圧縮される。一方、分離された液相冷媒は余剰冷媒としてアキュムレータ２３内に蓄えられる。

以上の如く、第１暖房モードでは、室内凝縮器１２にて加熱された送風空気を車室内へ吹き出すことによって、車室内の暖房を行うことができる。

さらに、第１暖房モードでは、ヒートポンプサイクル１０がガスインジェクションサイクル（エコノマイザ式冷凍サイクル）を構成している。

従って、高段側圧縮機構に、温度の低い混合冷媒を吸入させることができ、高段側圧縮機構の圧縮効率を向上させることができるとともに、低段側圧縮機構および高段側圧縮機構の双方の吸入冷媒圧力と吐出冷媒圧力との圧力差を縮小させて、双方の圧縮機構の圧縮効率を向上させることができる。その結果、ヒートポンプサイクル１０全体としてのＣＯＰを効果的に向上させることができる。

（ｃ−２）第２暖房モード
第２暖房モードでは、空調制御装置４０が、第１暖房用膨張弁１５を全閉とし、第２暖房用膨張弁１９を絞り状態とし、冷房用膨張弁２１を全閉とし、低圧側開閉弁２４を開く。従って、第２暖房モードは、特許請求の範囲に記載された第２加熱モードに対応する運転モードである。

これにより、第２暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、図３の実線矢印に示すように、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃ→室内凝縮器１２→第２暖房用膨張弁１９→室外熱交換器２０→アキュムレータ２３→圧縮機１１の吸入ポート１１ａの順で冷媒が循環する冷凍サイクルが構成される。

さらに、この冷媒回路の構成で、空調制御装置４０が、目標吹出温度ＴＡＯおよびセンサ群の検出信号に基づいて、各種空調制御機器の作動状態を決定する。

例えば、第２暖房用膨張弁１９へ出力される制御信号については、第２暖房用膨張弁１９へ流入する冷媒の過冷却度が、ＣＯＰが略最大値に近づくように決定さ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３４のサーボモータへ出力される制御信号については、第１暖房モードと同様に決定される。

従って、第２暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、図８のモリエル線図に示すように、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒（図８のａ８点）が室内凝縮器１２へ流入し、第２暖房モード時と同様に、送風空気と熱交換して放熱する（図８のａ８→ｂ８点）。これにより、送風空気が加熱される。

室内凝縮器１２から流出した冷媒は、第１暖房用膨張弁１５が全閉となっているので、絞り状態となっている第２暖房用膨張弁１９にて低圧冷媒となるまで等エンタルピ的に減圧されて（図８のｂ８→ｃ８点）、室外熱交換器２０へ流入する。そして、室外熱交換器２０へ流入した低圧冷媒は、送風ファンから送風された外気と熱交換して吸熱する（図８のｃ８点→ｄ８点）。以降の作動は第１暖房モードと同様である。

第２暖房モードでは、以上の如く、第１暖房モードと同様に、室内凝縮器１２にて加熱された送風空気を車室内へ吹き出すことによって、車室内の暖房を行うことができる。

ここで、第２暖房モード時を、第１暖房モードに対して、外気温が高い場合（すなわち、暖房負荷が比較的低い場合）に実行することの効果を説明する。第１暖房モードでは、上述の如く、ガスインジェクションサイクルを構成することができるので、ヒートポンプサイクル１０全体としてのＣＯＰを向上させることができる。

つまり、圧縮機１１の回転数が同一であれば、第１暖房モードは、第２暖房モード時よりも高い暖房性能（送風空気の加熱能力）を発揮することができる。換言すると、同一の暖房性能を発揮させるために必要な圧縮機１１の回転数（冷媒吐出能力）は、第２暖房モードよりも第１暖房モード時の方が低くなる。

ところが、圧縮機構には、圧縮効率が最大（ピーク）となる最大効率回転数があり、最大効率回転数よりも回転数が低くなってしまうと、圧縮効率が大きく低下してしまうという特性がある。このため、暖房負荷が比較的低い場合に圧縮機１１を最大効率回転数よりも低い回転数で作動させると、第１暖房モードでは、却ってＣＯＰが低下してしまうことがある。

そこで、本実施形態では、上述の最大効率回転数を基準回転数として、第１暖房モードの実行中に、圧縮機１１の回転数が基準回転数以下となってしまう場合に第２暖房モードへ切り替え、第２暖房モードの実行中に基準回転数に対して予め定めた所定量を加えた回転数以上となった際に第１暖房モードへ切り替えるようにしている。

これにより、第１暖房モードおよび第２暖房モードのうち高いＣＯＰを発揮できる運転モードを選択している。従って、第１暖房モードの実行中に、圧縮機１１の回転数が基準回転数以下となってしまう場合であっても、第２暖房モードへ切り替えることにより、ヒートポンプサイクル１０全体としてのＣＯＰを向上させることができる。

従って、本実施形態の車両用空調装置１によれば、ヒートポンプサイクル１０の冷媒流路を切り替えることによって、種々のサイクル構成を実現して、車室内の適切な冷房、除湿暖房、および暖房を行うことができる。

さらに、本実施形態のように電気自動車に適用される車両用空調装置１では、内燃機関（エンジン）を搭載する車両のようにエンジンの廃熱を車室内の暖房のために利用できない。このように車室内の暖房用の熱源を確保しにくい車両においては、本実施形態のヒートポンプサイクル１０のように、暖房モード時に暖房負荷によらず高いＣＯＰを発揮できることは、極めて有効である。

次に、本実施形態のヒートポンプサイクル１０における冷媒の充填について説明する。前述の如く、本実施形態のヒートポンプサイクル１０には、高圧側チャージングポートＣＰ１および低圧側チャージングポートＣＰ２が設けられている。

そして、実際にヒートポンプサイクル１０に冷媒を充填する際には、第１、第２暖房用膨張弁１５、１９、冷房用膨張弁２１を全開とするとともに、低圧側開閉弁２４を開いた状態で、高圧側チャージングポートＣＰ１および低圧側チャージングポートＣＰ２の少なくとも一方から、ヒートポンプサイクル１０内の真空引きを行う。

この真空引きは、ヒートポンプサイクル１０内部の大気を除去するために行われる。その理由は、ヒートポンプサイクル１０内部に大気が残っていると、大気中の水分が、サイクル内部で凍結して、冷媒の循環を妨げるおそれがあるからである。

さらに、ヒートポンプサイクル１０内の真空引きの後、第１、第２暖房用膨張弁１５、１９、冷房用膨張弁２１を全開とするとともに、低圧側開閉弁２４を開いた状態で、高圧側チャージングポートＣＰ１および低圧側チャージングポートＣＰ２の少なくとも一方から、サイクル内に冷媒を充填する。

本実施形態のヒートポンプサイクル１０では、従来技術のような差圧弁を備えていないので、第１、第２暖房用膨張弁１５、１９、冷房用膨張弁２１を全開とするとともに、低圧側開閉弁２４を開くことによって、各構成機器同士間の冷媒経路のいずれの部位にチャージングポートを配置したとしても、チャージングポートをサイクル内の全域と連通させることができる。

従って、いずれの部位にチャージングポートを設けてもサイクル内の全域の真空引きを行った後にサイクル内の全域に冷媒を充填することができる。すなわち、本実施形態に記載のヒートポンプサイクル１０によれば、冷媒回路を切り替えることによってガスインジェクションサイクルを構成可能なヒートポンプサイクルであっても、適切に冷媒を充填することができる。

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に対して、第１三方継手１３ａ、気液分離器側通路１４ａの少なくとも一部、第１暖房用膨張弁１５、迂回通路１４ｃの少なくとも一部、および第２暖房用膨張弁１９（すなわち、図９の一点鎖線で囲まれた範囲内のサイクル構成機器および構成部材）を統合弁１００として一体に構成した例を説明する。

なお、図９では、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。このことは、以下の図面でも同様である。

具体的には、本実施形態の統合弁１００は、図１０の模式的な断面図に示すように、第１暖房用膨張弁１５側の絞り開度を変化させる第１弁体部１５ａ、および第２暖房用膨張弁１９側の絞り開度を変化させる第２弁体部１９ａの双方を、同一のハウジング１０１の内部に収容している。

さらに、ハウジング１０１の外部には、それぞれの第１、第２弁体部１５ａ、１９ａを駆動変位させるステッピングモータからなる第１、第２駆動部１５ｂ、１９ｂが取り付けられている。

ハウジング１０１は、統合弁１００の外殻を形成するもので、複数の金属製の構成部材を組み合わせることによって構成されている。ハウジング１０１には、室内凝縮器１２の冷媒出口側に接続される冷媒流入口１０１ａ、気液分離器１６の入口側に接続される第１冷媒流出口１０１ｂ、室外熱交換器２０の冷媒入口側（具体的には、第２三方継手１３ｂ）に接続される第２冷媒流出口１０１ｃが形成されている。

さらに、ハウジング１０１の内部は、第１、第２板状部材１０２、１０３によって３つの空間に仕切られており、それぞれの空間は、冷媒流入口１０１ａ、第１冷媒流出口１０１ｂ、および第２冷媒流出口１０１ｃに連通している。より詳細には、冷媒流入口１０１ａに連通する第１空間Ｓ１は、第１冷媒流出口１０１ｂに連通する第２空間Ｓ２および第２冷媒流出口１０１ｃに連通する第３空間Ｓ３に挟まれた位置に配置されている。

また、第１、第２板状部材１０２、１０３のそれぞれには、その表裏を貫通する円形状の第１、第２連通穴１０２ａ、１０３ａが形成されており、第１連通穴１０２ａを介して第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２が連通し、第２連通穴１０３ａを介して第１空間Ｓ１と第３空間Ｓ３が連通している。

そして、第２空間Ｓ２内に配置された円錐状の第１弁体部１５ａが第１駆動部１５ｂからの駆動力を受けて変位することで、第１連通穴１０２ａの開口面積（絞り通路面積）が変化する。また、第１弁体部１５ａが第１板状部材１０２に当接することによって、第１連通穴１０２ａが閉塞される。

従って、本実施形態では、第１弁体部１５ａ、ハウジング１０１の第１板状部材１０２側、および第１駆動部１５ｂによって、第１実施形態の第１暖房用膨張弁１５に対応する構成（すなわち、特許請求の範囲に記載された第１減圧手段）が構成されている。

一方、第３空間Ｓ３に配置された円錐状の第２弁体部１９ａが第２駆動部１９ｂからの駆動力によって変位することで、第２連通穴１０３ａの開口面積（絞り通路面積）が変化する。また、第２弁体部１９ａが第２板状部材１０３に当接することによって、第２連通穴１０３ａが閉塞される。

従って、本実施形態では、第２弁体部１９ａ、ハウジング１０１内の第２板状部材１０３、および第２駆動部１９ｂによって、第１実施形態の第２暖房用膨張弁１９に対応する構成（すなわち、特許請求の範囲に記載された第３減圧手段）が構成されている。

なお、図１０では、第１実施形態で説明した第１暖房モード時のように、第１暖房用膨張弁１５が絞り状態となり、第２暖房用膨張弁１９が全閉状態になっている状態を模式的に図示している。その他の構成および作動は、第１実施形態と同様である。

従って、本実施形態の車両用空調装置１を作動させても、第１実施形態と同様に、ヒートポンプサイクル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、除湿暖房、および暖房を行うことができる。さらに、第１実施形態と同様に、いずれの部位にチャージングポートを配置しても、適切に冷媒を充填することができる。

また、本実施形態では、第１三方継手１３ａ、第１暖房用膨張弁１５および第２暖房用膨張弁１９を、統合弁１００として一体化させているので、これらのサイクル構成機器の小型化を図り、ヒートポンプサイクル１０へ搭載する際の搭載性を向上させることができる。

（第３実施形態）
本実施形態では、第２実施形態と同様に、図９の一点鎖線で囲まれた範囲内のサイクル構成機器等を統合弁１１０として一体に構成した例を説明する。本実施形態の統合弁１１０は、図１１の模式的な断面図に示すように、第２実施形態に対して、第１弁体部１５ａおよび第２弁体部１９ａの双方を共通する駆動部１１０ａ（駆動手段）によって駆動変位させる構成になっている。

本実施形態の統合弁１１０では、第１板状部材１０２および第２板状部材１０３が、その板面同士が互いに平行となるように配置されており、第１連通穴１０２ａおよび第２連通穴１０３ａが同軸上に配置されている。また、円錐状に形成された第１弁体部１５ａおよび第２弁体部１９ａも、第１連通穴１０２ａおよび第２連通穴１０３ａに対して同軸上に配置されている。

さらに、本実施形態の第１弁体部１５ａおよび第２弁体部１９ａには、中心軸に沿って延びる貫通穴が形成されており、この貫通穴にステッピングモータからなる駆動部１１０ａのシャフト１１０ｂが軸方向に摺動可能に嵌挿されている。従って、シャフト１１０ｂも第１弁体部１５ａおよび第２弁体部１９ａ等と同軸上に配置されている。

また、シャフト１１０ｂには、第１弁体部１５ａに対して第１連通穴１０２ａ側へ付勢する荷重をかける第１スプリング１５ｃが当接する第１鍔部１１０ｃが設けられているとともに、第１弁体部１５ａがシャフト１１０ｂに対して第１連通穴１０２ａ側へ変位することを規制する第１ストッパ１１０ｄが設けられている。

同様に、シャフト１１０ｂには、第２弁体部１９ａに対して第２連通穴１０３ａ側へ付勢する荷重をかける第２スプリング１９ｃが当接する第２鍔部１１０ｅが設けられているとともに、第２弁体部１９ａがシャフト１１０ｂに対して第２連通穴１０３ａ側へ変位することを規制する第２ストッパ１１０ｆが設けられている。その他の構成は、第２実施形態と同様である。

従って、本実施形態の統合弁１１０では、図１２に示すように、駆動部１１０ａのステップ数（変位量）を増加させるに伴って、第１暖房用膨張弁１５側の状態を、全開状態→絞り状態→全閉状態の順で移行させることができるとともに、第２暖房用膨張弁１９側の状態を、全閉状態→絞り状態→全開状態の順で移行させることができる。

より具体的には、ステップ数が初期値Ａ０になっている際には、第１弁体部１５ａは、第１板状部材１０２の第１連通穴１０２ａから最も離れた位置へ変位する。これにより、第１暖房用膨張弁１５側が全開状態となる。この際、第１弁体部１５ａは、第１スプリング１５ｃの作用によって第１ストッパ１１０ｄに当接している。

また、ステップ数が初期値Ａ０になっている際には、第２弁体部１９ａは、第２板状部材１０３に当接して第２連通穴１０３ａを閉塞する位置に変位する。つまり、第２暖房用膨張弁１９側が全閉状態となる。さらに、ステップ数が初期値Ａ０となっている際には、第２鍔部１１０ｅが第２弁体部１９ａに最も近づいている。

そして、ステップ数が初期値Ａ０から増加するに伴って、第１弁体部１５ａは、第１板状部材１０２の第１連通穴１０２ａ側へ向かって変位する。これにより、第１暖房用膨張弁１５側が絞り状態となる。そして、ステップ数がＡ１に達すると、第１弁体部１５ａが第１板状部材１０２に当接して第１連通穴１０２ａを閉塞する。

つまり、第１暖房用膨張弁１５側では、ステップ数が初期値Ａ０からＡ１へ増加するに伴って、全開状態から絞り開度（冷媒通路面積）が小さくなり、さらに、全閉状態となる。

一方、第２暖房用膨張弁１９側では、ステップ数が初期値Ａ０から増加するに伴って、第２鍔部１１０ｅが第２弁体部１９ａから離れる方向へ変位するものの、第２ストッパ１１０ｆと第２弁体部１９ａが当接していないので、第２弁体部１９ａが第２連通穴１０３ａを閉塞した状態が維持される。そして、ステップ数がＡ１に達すると、第２ストッパ１１０ｆが第２弁体部１９ａに当接する。

つまり、ステップ数がＡ０からＡ１の範囲では、第１暖房用膨張弁１５側を全開状態→絞り状態→全閉状態とし、第２暖房用膨張弁１９側を全閉状態とすることができるので、第１実施形態で説明した、第１暖房モードを実現することができる。

次に、ステップ数がＡ１から増加するに伴って、第１暖房用膨張弁１５側では、第１鍔部１１０ｃが第１弁体部１５ａへ近づく方向へ変位し、第１弁体部１５ａが第１連通穴１０２ａを閉塞した状態が維持される。

また、ステップ数がＡ１から増加するに伴って、第２暖房用膨張弁１９側では、第２弁体部１９ａが第２連通穴１０３ａから離れる。これにより、第２暖房用膨張弁１９側が絞り状態となる。さらに、第２暖房用膨張弁１９側では、ステップ数がＡ２に達するまで、絞り開度（冷媒通路面積）が大きくなる。

つまり、ステップ数がＡ１からＡ２の範囲では、第１暖房用膨張弁１５側を全閉状態とし、第２暖房用膨張弁１９側を全閉状態→絞り状態→全開状態とすることができるので、第１実施形態で説明した、第２暖房モードおよび除湿暖房モードを実現することができる。

次に、ステップ数がＡ２より大きい場合は、第２暖房用膨張弁１９側では、第２弁体部１９ａが第２連通穴１０３ａから離れる方向に変位しても第２暖房用膨張弁１９側の絞り開度（冷媒通路面積）が変化せず、第２暖房用膨張弁１９側が全開状態となる。また、第１暖房用膨張弁１５側は全閉状態となる。

つまり、ステップ数がＡ２より大きい範囲では、第１暖房用膨張弁１５側を全閉状態とし、第２暖房用膨張弁１９側を全開状態とすることができるので、第１実施形態で説明した、冷房モードを実現することができる。

従って、本実施形態の車両用空調装置１を作動させても、第１実施形態と同様に、ヒートポンプサイクル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、除湿暖房、および暖房を行うことができる。さらに、第１実施形態と同様に、いずれの部位にチャージングポートを配置しても、適切に冷媒を充填することができる。

また、第２実施形態と同様に、統合弁１１０をヒートポンプサイクル１０へ搭載する際の搭載性を向上させることができる。さらに、本実施形態の統合弁１１０では、共通する駆動部１１０ａによって、第１、第２弁体部１５ａ、１９ａを変位させるので、統合弁１１０のより一層の小型化を図ることができるとともに、第１、第２弁体部１５ａ、１９ａを変位させる際の制御性を向上させることができる。

（第４実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に対して、気液分離器１６、中間圧固定絞り１７、暖房用逆止弁１８、および室外熱交換器２０（すなわち、図１３の一点鎖線で囲まれた範囲内のサイクル構成機器および構成部材）を、図１４に示すように、気液分離器一体型熱交換器２００として一体に構成した例を説明する。

なお、図１４における上下の各矢印は、気液分離器一体型熱交換器２００を車両に搭載した状態における上下の各方向を示している。

具体的には、本実施形態の室外熱交換器２０は、冷媒が流通する複数本のチューブ２０ａと、この複数本のチューブ２０ａの両端部に接続されて冷媒の集合あるいは分配を行う一対の分配集合用タンク２０ｂとを有して構成される、いわゆるタンクアンドチューブ型の熱交換器として構成されている。

さらに、複数本のチューブ２０ａは、略水平方向に延びており、上下方向に積層配置されている。従って、分配集合用タンク２０ｂは、チューブ２０ａの積層方向、すなわち上下方向に延びる形状に形成されている。また、隣り合うチューブ２０ａ同士の間には外気が流通する外気通路が形成されており、この外気通路には、冷媒と外気との熱交換を促進する波状に形成されたフィン２０ｃが配置されている。

なお、図１４では、フィン２０ｃを一部のみ図示しているが、フィン２０ｃは外気通路の略全域に配置されている。そして、チューブ２０ａとフィン２０ｃとの積層構造によって、冷媒と外気とを熱交換させる熱交換コア部が形成されている。

また、本実施形態の気液分離器１６の本体部１６ａは、分配集合用タンク２０ｂと同様に、略鉛直方向に延びる形状に形成されている。さらに、気液分離器１６の本体部１６ａの内部空間は、セパレータ１６ｂ〜１６ｄによって複数の空間に仕切られている。そして、最上方側に形成された空間によって、第１暖房用膨張弁１５にて減圧された冷媒の気液を分離する気液分離空間が形成されている。

気液分離器１６の本体部１６ａの内部のセパレータ１６ｂ〜１６ｄのうち、最も上方側（すなわち、気液分離空間の下方側）に配置される第１セパレータ１６ｂには、オリフィスからなる中間圧固定絞り１７が配置されている。さらに、第１セパレータ１６ｂの下方側に配置される第２セパレータ１６ｃと第３セパレータ１６ｄとの間には、暖房用逆止弁１８が配置されている。

そして、本実施形態では、チューブ２０ａ、分配集合用タンク２０ｂおよびフィン２０ｃをろう付け接合して室外熱交換器２０を製造する際に、同時に室外熱交換器２０の分配集合用タンク２０ｂと気液分離器１６の本体部１６ａとをろう付け接合している。換言すると、気液分離器１６および分配集合用タンク２０ｂがろう付け接合されていることによって、気液分離器１６および室外熱交換器２０が一体に構成されている。その他の構成および作動は、第１実施形態と同様である。

従って、本実施形態の車両用空調装置１を作動させても、第１実施形態と同様に、ヒートポンプサイクル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、除湿暖房、および暖房を行うことができる。さらに、第１実施形態と同様に、いずれの部位にチャージングポートを配置しても、適切に冷媒を充填することができる。

また、本実施形態では、気液分離器１６、中間圧固定絞り１７、暖房用逆止弁１８、および室外熱交換器２０を、気液分離器一体型熱交換器２００として一体化させているので、これらのサイクル構成機器等の小型化を図り、ヒートポンプサイクル１０へ搭載する際の搭載性を向上させることができる。

さらに、本実施形態の気液分離器一体型熱交換器２００、および第２、第３実施形態で説明した統合弁１００、１１０のいずれか一方を、同時に採用してヒートポンプサイクル１０を構成すれば、より一層効果的に搭載性を向上できるとともに、ヒートポンプサイクル１０全体として効果的な小型化を図ることができる。

（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。

（１）上述の実施形態では、本発明のヒートポンプサイクル１０を電気自動車用の車両用空調装置１に適用した例を説明したが、本発明のヒートポンプサイクル１０は、例えば、エンジン（内燃機関）および走行用電動モータから走行用の駆動力を得るハイブリッド車両のように、エンジン廃熱が暖房用熱源として不充分となることのある車両に適用して有効である。

さらに、本発明のヒートポンプサイクル１０は、例えば、据置型空調装置、冷温保存庫、液体加熱装置等に適用してもよい。液体加熱装置に適用する場合は、熱交換対象流体が液体（例えば、給湯水）となるので、放熱器として、液体−冷媒熱交換器を採用すればよい。

（２）上述の実施形態では、室内凝縮器１２の出口側から第１三方継手１３ａへ至る冷媒経路に高圧側チャージングポートＣＰ１を配置し、アキュムレータ２３の出口側から圧縮機１１の吸入ポート１１ａへ至る冷媒経路に低圧側チャージングポートＣＰ２を配置した例を説明したが、各チャージングポートの位置はこれに限定されない。

例えば、図１５の二重線で示す、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから第１暖房用膨張弁１５の入口側へ至る冷媒経路および圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから第２暖房用膨張弁１９を介して室外熱交換器２０の冷媒入口側へ至る冷媒経路の少なくとも一方に、高圧側チャージングポートＣＰ１を配置してもよい。

（３）上述の実施形態では、第１減圧手段として、全閉機能を有する可変絞り機構で構成された第１暖房用膨張弁１５を採用した例を説明したが、第１減圧手段はこれに限定されない。例えば、全閉機能を有していない絞り（固定絞りを含む）と、これに直列的に接続されて冷媒流路を形成する開閉手段（電磁弁）とを組み合わせることによって、第１減圧手段を構成してもよい。

このことは、第３減圧手段を構成する第２暖房用膨張弁、第４減圧手段を構成する冷房用膨張弁２１についても同様である。

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

さらに、内燃機関を有する車両に適用する場合は、内燃機関の冷却水を熱媒体として、熱媒体循環回路を流通させるようにしてもよい。また、電気自動車においては、バッテリや電気機器を冷却する冷却水を熱媒体として、熱媒体循環回路を流通させるようにしてもよい。

（５）上述の実施形態では、除湿暖房モード時に目標吹出温度ＴＡＯに応じて、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例を説明したが、除湿暖房モード時における制御はこれに限定されない。例えば、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、第２暖房用膨張弁１９を絞り開度を縮小させ、さらに、冷房用膨張弁２１の絞り開度を増加させればよい。

このように第２暖房用膨張弁１９および冷房用膨張弁２１の絞り開度を変化させることによって、室外熱交換器２０における冷媒の圧力（温度）が調整されるので、室外熱交換器２０にて室内凝縮器１２内の冷媒と同等の圧力で冷媒を放熱させる運転モード（第１実施形態の第１除湿暖房モードに相当）→室外熱交換器２０にて室内凝縮器１２内の冷媒よりも低い圧力の冷媒を放熱させる運転モード→室外熱交換器２０にて室内蒸発器２２内の冷媒よりも高い圧力の冷媒を蒸発させる運転モード→室外熱交換器２０にて室内蒸発器２２内の冷媒と同等の圧力で冷媒を蒸発させる運転モード（第１実施形態の第２除湿暖房モードに相当）を順次切り替えるようにしてもよい。

（６）上述の実施形態では、冷房モード、暖房モードおよび除湿暖房モードの各運転モード時に、空調制御装置４０が、室内凝縮器１２の空気通路あるいはバイパス通路３５のいずれか一方を閉塞するようにエアミックスドア３４を作動させる例を説明したが、エアミックスドア３４の作動はこれに限定されない。

つまり、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２の空気通路およびバイパス通路３５の双方を開くようにしてもよい。そして、室内凝縮器１２を通過させる風量とバイパス通路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、合流空間３６から車室内へ吹き出される送風空気の温度を調整してもよい。このような温度調整は、送風空気の温度を微調整しやすい点で有効である。

（７）上述の実施形態では、暖房モード時に圧縮機１１の回転数に応じて、第１暖房モードと第２暖房モードとを切り替える例を説明したが、第１暖房モードと第２暖房モードとの切り替えはこれに限定されない。つまり、第１暖房モードと第２暖房モードとの切り替えは、第１、第２暖房モードのうち高いＣＯＰを発揮できる暖房モードに切り替えればよい。

例えば、外気センサの検出値に基づいて、検出値が予め定めた基準外気温（例えば、０℃）以下である場合には、第１暖房モードを実行し、検出値が基準外気温よりも高い場合には、第２暖房モードを実行するようにしてもよい。

１１ 圧縮機
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ 吸入ポート、中間圧ポート、吐出ポート
１２ 室内凝縮器（放熱器）
１４ｂ、１４ｃ 中間圧冷媒通路、迂回通路
１５ 第１暖房用膨張弁（第１減圧手段）
１６ 気液分離器
１７ 中間圧固定絞り（第２減圧手段）
１９ 第２暖房用膨張弁（第３減圧手段）
２０ 室外熱交換器

Claims (6)

1. 吸入ポート（１１ａ）から吸入した低圧冷媒を高圧冷媒となるまで圧縮して吐出ポート（１１ｃ）から吐出するとともに、サイクル内の中間圧冷媒を流入させて圧縮過程の冷媒に合流させる中間圧ポート（１１ｂ）を有する圧縮機（１１）と、
   前記吐出ポート（１１ｃ）から吐出された高圧冷媒と熱交換対象流体とを熱交換させる放熱器（１２）と、
   前記放熱器（１２）から流出した高圧冷媒を減圧させる第１減圧手段（１５）と、
   前記第１減圧手段（１５）にて中間圧冷媒となるまで減圧された冷媒の気液を分離する気液分離手段（１６）と、
   前記気液分離手段（１６）にて分離された気相冷媒を前記気液分離手段（１６）から前記中間圧ポート（１１ｂ）へ直接導く中間圧冷媒通路（１４ｂ）と、
   前記気液分離手段（１６）にて分離された液相冷媒を減圧させる第２減圧手段（１７）と、
   前記放熱器（１２）から流出した高圧冷媒を、前記第１減圧手段（１５）、前記気液分離手段（１６）および前記第２減圧手段（１７）を迂回させて流す迂回通路（１４ｃ）と、
   前記迂回通路（１４ｃ）を流通する高圧冷媒を減圧させる第３減圧手段（１９）と、
   前記第２減圧手段（１７）にて減圧された冷媒および前記第３減圧手段（１９）にて減圧された冷媒のうち一方の冷媒を、外気と熱交換させて、前記吸入ポート（１１ａ）の上流側へ流出させる室外熱交換器（２０）と、
   前記室外熱交換器（２０）側から前記第２減圧手段（１７）側へ冷媒が流れることを禁止する逆止弁（１８）と、
   サイクル内へ冷媒を充填するためのチャージングポート（ＣＰ１、ＣＰ２）と、を備え、
   前記第１減圧手段（１５）および前記第３減圧手段（１９）は、冷媒通路を閉塞させる全閉機能を有し、
   前記熱交換対象流体を加熱する第１加熱モードでは、前記第１減圧手段（１５）が減圧作用を発揮する絞り状態となるとともに、前記第３減圧手段（１９）が全閉となることによって、前記気相冷媒を前記中間圧ポート（１１ｂ）に流入させる冷媒回路が形成され、
   前記熱交換対象流体を第１加熱モードとは異なる加熱能力で加熱する第２加熱モードでは、前記第１減圧手段（１５）が全閉となるとともに、前記第３減圧手段（１９）が減圧作用を発揮する絞り状態となることによって、前記気相冷媒を前記中間圧ポートに流入させない冷媒回路が形成され、
   前記第１減圧手段（１５）は、前記放熱器（１２）から流出した冷媒を前記気液分離手段（１６）の入口側へ導く気液分離器側通路（１４ａ）に配置され、
   前記第３減圧手段（１９）は、前記迂回通路（１４ｃ）に配置されていることを特徴とするヒートポンプサイクル。
2. 前記室外熱交換器（２０）から流出した冷媒を減圧させる第４減圧手段（２１）と、
   前記第４減圧手段（２１）にて減圧された冷媒と前記熱交換対象流体とを熱交換させて、前記吸入ポート（１１ａ）の上流側へ流出させる蒸発器（２２）と、
   前記室外熱交換器（２０）から流出した冷媒を前記第４減圧手段（２１）および前記蒸発器（２２）を迂回させて前記吸入ポート（１１ａ）の上流側へ導く低圧側迂回通路（１４ｅ）と、
   前記低圧側迂回通路（１４ｅ）を開閉する低圧側開閉手段（２４）と、を備え、
   前記第１、第２加熱モードでは、前記低圧側開閉手段（２４）が前記低圧側迂回通路（１４ｅ）を開き、
   前記熱交換対象流体を冷却する冷却モードでは、前記第１減圧手段（１５）が全閉となるとともに、前記第３減圧手段（１９）が全開となり、前記低圧側開閉手段（２４）が前記低圧側迂回通路（１４ｅ）を閉じることを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプサイクル。
3. 前記第１減圧手段（１５）および前記第３減圧手段（１９）は、前記第１減圧手段（１５）にて絞り開度を変化させる第１弁体部（１５ａ）および前記第３減圧手段（１９）にて絞り開度を変化させる第２弁体部（１９ａ）の双方を、同一のハウジング（１０１）の内部に収容することによって、一体に構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のヒートポンプサイクル。
4. 前記第１弁体部（１５ａ）および前記第２弁体部（１９ａ）は、共通する駆動手段（１１０ａ）によって駆動されることを特徴とする請求項３に記載のヒートポンプサイクル。
5. 前記室外熱交換器（２０）は、冷媒を流通させる複数本のチューブ（２０ａ）、および前記複数本のチューブ（２０ａ）の端部に接続されて冷媒の集合あるいは分配を行うタンク（２０ｂ）を有し、
   前記気液分離手段（１６）および前記室外熱交換器（２０）は、前記気液分離手段（１６）および前記タンク（２０ｂ）が、ろう付け接合されていることによって、一体に構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のヒートポンプサイクル。
6. 前記吐出ポート（１１ｃ）から前記第１減圧手段（１５）の入口側へ至る冷媒経路および前記吐出ポート（１１ｃ）から前記第３減圧手段（１９）を介して前記室外熱交換器（２０）の冷媒入口側へ至る冷媒経路のうち少なくとも一方には、サイクル内へ冷媒を充填するためのチャージングポート（ＣＰ１）が配置されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載のヒートポンプサイクル。

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