JP7283285B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

本開示は、空調対象空間に送風する送風空気を暖める室内暖房を実施可能な冷凍サイクル装置に関する。

従来、圧縮機から吐出された冷媒を車室内へ送風する送風空気と熱交換させて、送風空気を加熱する蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の冷凍サイクル装置は、一般的に、圧縮機を潤滑するためのオイルを冷媒に混入させて、オイルを含む冷媒をサイクル内で循環させている。

特開２０１０－４２６９８号公報

ところで、冷凍サイクル装置では、例えば、室内暖房時に外気が極低温になると、サイクル内の低圧側で冷媒の温度が非常に低くなり、冷媒密度が小さくなることで、低圧側の熱交換器を通過する冷媒の流量が小さくなる。加えて、サイクル内の低圧側では、冷媒の温度低下によってオイルの粘性が大きくなる。

これらによって、冷凍サイクル装置では、サイクル内の低圧側の蒸発器にオイルが滞留し易くなっている。蒸発器におけるオイルの滞留は、圧縮機の信頼性の低下を招く要因となることから好ましくない。

本開示は、室内暖房時にオイルの滞留を抑制可能な冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、
空調対象空間に送風する送風空気を暖める室内暖房を実施可能な冷凍サイクル装置であって、
オイルを含む冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１、１１Ａ）と、
室内暖房時に圧縮機から吐出された冷媒を熱源として送風空気を暖める放熱器（１２、１２Ａ）と、
放熱器を通過した冷媒を減圧させる冷媒減圧部（１３、１３Ａ）と、
室内暖房時に吸熱器として機能する蒸発器（１４、１４Ａ）と、
冷媒減圧部を制御する開度制御部（８０ａ）と、を備え、
開度制御部は、少なくとも室内暖房時に、蒸発器の冷媒出口側における冷媒状態が過熱度を有する過熱状態および湿り蒸気を含む湿り状態に交互に変化するように冷媒減圧部の絞り開度を変化させる揺らぎ処理を実行する。

これによれば、少なくとも室内暖房時には、蒸発器の冷媒出口側における冷媒状態が湿り状態となる際に圧縮機に対して気液二相状態の冷媒が吸入されるので、冷媒とともにサイクル内のオイルが圧縮機に戻り易くなる。

特に、室内暖房時には、蒸発器の冷媒出口側における冷媒状態が過熱状態および湿り状態に交互に変化するように冷媒減圧部が制御される。このように、湿り状態と冷媒状態を特定し易い過熱状態が交互に繰り返されることで、湿り状態での冷媒の乾き度が小さくなり過ぎることを抑制できる。この結果、圧縮機での液圧縮の発生を抑制することができる。

ここで、「湿り状態」とは、冷媒が湿り蒸気となっている状態であり、冷媒の乾き度が０％を超えるとともに１００％以下となる。また、「過熱状態」とは、冷媒が乾き蒸気となっている状態であり、冷媒が過熱度を有する。

請求項２に記載の発明は、
空調対象空間に送風する送風空気を暖める室内暖房、発熱機器（ＢＴ）を冷却する機器冷却、および送風空気を冷却する室内冷房を実施可能な冷凍サイクル装置であって、
オイルを含む冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
室内暖房時に圧縮機から吐出された冷媒を熱源として空調対象空間に送風する送風空気を暖める放熱器（１２）と、
放熱器を通過した冷媒を減圧させる冷媒減圧部（１３）と、
放熱器の冷媒流れ下流側において冷媒減圧部と並列に配置される並列減圧部（１５）と、
機器冷却時に冷媒減圧部で減圧された冷媒の蒸発潜熱を利用して発熱機器を冷却する冷却器として機能し、室内暖房時に吸熱器として機能する機器用冷却器（１４）と、
並列減圧部で減圧された冷媒の蒸発潜熱を利用して送風空気を冷却する空調用冷却器（１６）と、
冷媒減圧部および並列減圧部を制御する開度制御部（８０ａ）と、を備え、
開度制御部は、少なくとも室内暖房時に、機器用冷却器の冷媒出口側における冷媒状態が過熱度を有する過熱状態および湿り蒸気を含む湿り状態に交互に変化するように冷媒減圧部の絞り開度を変化させる揺らぎ処理を実行する。

これによれば、少なくとも室内暖房時には、機器用冷却器の冷媒出口側における冷媒状態が湿り状態となる際に、圧縮機に対して気液二相状態の冷媒が吸入されるので、冷媒とともにサイクル内のオイルが圧縮機に戻り易くなる。

特に、室内暖房時には、機器用冷却器の冷媒出口側における冷媒状態が過熱状態および湿り状態に交互に変化するように冷媒減圧部が制御される。このように、湿り状態と冷媒状態を特定し易い過熱状態とを交互に繰り返されることで、湿り状態での冷媒の乾き度が小さくなり過ぎることを抑制できる。この結果、圧縮機での液圧縮の発生を抑制することができる。

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態に係る冷凍サイクル装置を含む空調装置の概略構成図である。 冷凍サイクル装置の制御装置の模式的なブロック図である。 第１実施形態に係る冷凍サイクル装置における運転モード毎の各減圧部の制御態様を説明するための説明図である。 機器冷却時および室内暖房時の冷媒状態を説明するための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。 室内暖房時の第１減圧部の作動を説明するための説明図である。 機器冷却時および室内暖房時のサイクル内の冷媒の高低圧差を説明するための説明図である。 第２実施形態に係る冷凍サイクル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３実施形態に係る冷凍サイクル装置を含む機器冷却システムの概略構成図である。 第３実施形態に係る冷凍サイクル装置における運転モード毎の各減圧部の制御態様を説明するための説明図である。

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。以下の実施形態は、特に組み合わせに支障が生じない範囲であれば、特に明示していない場合であっても、各実施形態同士を部分的に組み合わせることができる。

（第１実施形態）
本実施形態について、図１～図７を参照して説明する。本実施形態は、車室内空間を適切な温度に調整する空調装置１に本開示の冷凍サイクル装置１０を適用した例について説明する。本実施形態では、車室内空間が空調対象空間となる。

図１に示す冷凍サイクル装置１０は、図示しないが、エンジンおよび走行用の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に搭載される。このハイブリッド車両は、車両停車時に外部電源から供給された電力を車両に搭載されたバッテリＢＴに充電可能なプラグインハイブリッド車両として構成されている。エンジンから出力される駆動力は、車両走行用として用いられるだけでなく、モータジェネレータで発電するためにも用いられることがある。モータジェネレータで発電された電力および外部電源から供給された電力は、バッテリＢＴに蓄えられる。バッテリＢＴに蓄えられた電力は、走行用の電動モータだけでなく、冷凍サイクル装置１０の構成機器を含む各種車載機器に供給される。

冷凍サイクル装置１０は、車室内へ送風する送風空気を加熱する室内暖房、車室内へ送風する送風空気を冷却する室内冷房、およびバッテリＢＴを冷却する機器冷却を実施可能になっている。

冷凍サイクル装置１０は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルで構成されている。冷凍サイクル装置１０は、冷媒が循環する冷媒回路１００を有する。冷凍サイクル装置１０は、冷媒回路１００に対して、圧縮機１１、放熱器１２、第１減圧部１３、機器用冷却器１４、第２減圧部１５、空調用冷却器１６、および蒸発圧力調整弁１７が設けられている。

冷媒回路１００には、冷媒としてフロン系冷媒（例えば、ＨＦＯ１３４ａ）が封入されている。冷媒回路１００は、サイクル内の高圧側の圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界サイクルになっている。なお、冷媒としては、ＨＦＯ１３４ａ以外のものが採用されていてもよい。

冷媒には、圧縮機１１を潤滑するためのオイル（すなわち、冷凍機油）が混入されている。オイルは、例えば、液冷媒に相溶性を有するポリアルキレングリコールオイル（すなわち、ＰＡＧオイル）が採用される。オイルは、その一部が冷媒と共にサイクル内を循環する。

冷媒回路１００は、冷媒が流れる流路として、第１冷媒流路１００ａ、第２冷媒流路１００ｂ、および第３冷媒流路１００ｃを有する。冷媒回路１００は、第２冷媒流路１００ｂおよび第３冷媒流路１００ｃは、冷媒が互いに並列に流れるように第１冷媒流路１００ａに対して接続されている。

第１冷媒流路１００ａには、圧縮機１１および放熱器１２が直列に配置されている。具体的には、第１冷媒流路１００ａには、圧縮機１１の下流側に放熱器１２が配置されている。

第２冷媒流路１００ｂには、第１減圧部１３および機器用冷却器１４が直列に配置されている。具体的には、第２冷媒流路１００ｂには、第１減圧部１３の下流側に機器用冷却器１４が配置されている。

第３冷媒流路１００ｃには、第２減圧部１５および空調用冷却器１６が直列に配置されている。具体的には、第３冷媒流路１００ｃには、第２減圧部１５の下流側に空調用冷却器１６が配置されている。

圧縮機１１は、冷媒を圧縮して吐出する機器である。圧縮機１１は、冷媒を圧縮する圧縮機構部を電動モータによって回転駆動する電動圧縮機で構成されている。圧縮機１１は、後述する制御装置８０から出力される制御信号によって電動モータの回転数が制御される。

圧縮機１１の冷媒吐出側には、放熱器１２が接続されている。放熱器１２は、圧縮機１１から吐出された冷媒を放熱させる。放熱器１２は、圧縮機１１から吐出された高温高圧の冷媒（以下、高圧冷媒とも呼ぶ）を、高温熱媒体回路３０を循環する高温熱媒体に放熱させる熱交換器である。

放熱器１２は、凝縮部１２１、受液部１２２、および過冷却部１２３を有している。凝縮部１２１は、高圧冷媒を高温熱媒体に放熱させることで凝縮させる。受液部１２２は、凝縮部１２１を通過した冷媒の気液を分離するとともに、分離された液冷媒をサイクル内の余剰冷媒として貯留する。過冷却部１２３は、受液部１２２に貯留された液冷媒を凝縮部１２１に流入する前の高温熱媒体に放熱させることで過冷却する。

放熱器１２は、圧縮機１１から吐出された冷媒を熱源として車室内に送風する送風空気を暖める。具体的には、放熱器１２は、高温熱媒体回路３０を介して、高圧冷媒を車室内へ送風する送風空気に放熱させて送風空気を加熱することが可能になっている。

ここで、高温熱媒体回路３０は、高温熱媒体を循環させる回路である。高温熱媒体は、例えば、エチレングリコールを含む溶液、不凍液等が採用されている。本実施形態では、高温熱媒体が第１熱媒体を構成している。高温熱媒体回路３０には、放熱器１２、高温側ポンプ３１、ヒータコア３２、高温側ラジエータ３３、高温側流量調整弁３４等が配置されている。

高温側ポンプ３１は、高温熱媒体回路３０において、放熱器１２に高温熱媒体を圧送するポンプである。高温側ポンプ３１は、制御装置８０から出力される制御信号に応じて回転数が制御される電動ポンプで構成されている。

ヒータコア３２は、後述する室内空調ユニット６０のケーシング６１内に配置されている。ヒータコア３２は、放熱器１２にて加熱された高温熱媒体と後述する空調用冷却器１６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熱交換器である。

高温側ラジエータ３３は、放熱器１２にて加熱された高温熱媒体を外気に放熱させる熱交換器である。高温側ラジエータ３３は、車両走行時に走行風が当たる車両の前方側に配置されている。高温側ラジエータ３３およびヒータコア３２は、高温熱媒体回路３０において、高温熱媒体の流れに対して並列的に接続されている。

高温側流量調整弁３４は、放熱器１２にて加熱された高温熱媒体のうち、ヒータコア３２に流入させる高温熱媒体の流量と高温側ラジエータ３３に流入させる高温熱媒体の流量との流量比を調整する流量調整弁である。高温側流量調整弁３４は、三方弁タイプの流量調整弁で構成されている。高温側流量調整弁３４は、高温熱媒体回路３０におけるヒータコア３２の入口側と高温側ラジエータ３３の入口側との接続部に配置されている。

このように構成される高温熱媒体回路３０では、高温側流量調整弁３４が上述の流量比を調整することで、高圧冷媒の使用態様を変更することができる。高温熱媒体回路３０は、例えば、高温側流量調整弁３４によりヒータコア３２に流入する高温熱媒体の流量を増加させることで、高温熱媒体の熱を送風空気の加熱に使用して車室内を暖房することができる。一方、高温熱媒体回路３０は、例えば、高温側流量調整弁３４により高温側ラジエータ３３に流入する高温熱媒体の流量を増加させることで、高温熱媒体の熱を外気に放出することができる。

放熱器１２の冷媒出口側は、第２冷媒流路１００ｂおよび第３冷媒流路１００ｃに分岐している。第２冷媒流路１００ｂには、第１減圧部１３および機器用冷却器１４が配置されている。第３冷媒流路１００ｃには、第２減圧部１５および空調用冷却器１６が配置されている。

第１減圧部１３は、放熱器１２を通過した冷媒を減圧させる冷媒減圧部である。第１減圧部１３は、全閉または全開する第１開閉弁１３１および第１膨張弁１３２を有している。第１開閉弁１３１は、第２冷媒流路１００ｂを開閉する電磁弁である。第１開閉弁１３１は、後述する制御装置８０からの制御信号に応じて開閉動作が制御される。

第１膨張弁１３２は、第２冷媒流路１００ｂを流れる冷媒を減圧させる膨張弁である。第１膨張弁１３２は、弁体と電動アクチュエータを有する電気式膨張弁で構成されている。第１膨張弁１３２の電動アクチュエータは、弁体を変位させて第１膨張弁１３２の絞り開度αを変化させるステッピングモータを含んでいる。第１膨張弁１３２は、後述する制御装置８０からの制御信号に応じて絞り開度αが制御される。

機器用冷却器１４は、第１減圧部１３で減圧された冷媒を、低温熱媒体回路４０を循環する低温の熱媒体（以下、低温熱媒体とも呼ぶ）と熱交換させることで、冷媒を蒸発させる蒸発器（すなわち、チラー）である。機器用冷却器１４では、冷媒が低温熱媒体から吸熱して蒸発することで、低温熱媒体が冷却される。機器用冷却器１４は、冷媒が流通する複数の冷媒流路部および低温熱媒体が流通する複数の熱媒体流路部が交互に積層されて構成される積層型の熱交換器で構成される。

本実施形態の機器用冷却器１４は、機器冷却時に第１減圧部１３で減圧された冷媒の蒸発潜熱を利用してバッテリＢＴを冷却する冷却器として機能し、室内暖房時に吸熱器として機能する。具体的には、機器用冷却器１４は、機器冷却時に低温熱媒体回路４０を介してバッテリＢＴを冷却し、室内暖房時に外気から吸熱する。

ここで、低温熱媒体回路４０は、低温の熱媒体が循環する熱媒体回路である。低温熱媒体は、例えば、エチレングリコールを含む溶液、不凍液等が採用されている。本実施形態では、低温熱媒体が第２熱媒体を構成している。低温熱媒体回路４０には、機器用冷却器１４、低温側ポンプ４１、バッテリ冷却部４２、低温側ラジエータ４３、第１流路切替弁４４、第２流路切替弁４５等が配置されている。

低温側ポンプ４１は、低温熱媒体回路４０において、機器用冷却器１４に低温熱媒体を圧送するポンプである。低温側ポンプ４１は、制御装置８０から出力される制御信号に応じて回転数が制御される電動ポンプで構成されている。

バッテリ冷却部４２は、低温熱媒体回路４０を流れる低温熱媒体によってバッテリＢＴを冷却する。なお、バッテリＢＴは、図示しないインバータおよび充電器と電気的に接続される。バッテリＢＴは、インバータに電力を供給するとともに、充電器から供給される電力を蓄える。バッテリＢＴは、例えば、リチウムイオン電池で構成される。

低温側ラジエータ４３は、機器用冷却器１４にて冷却された低温熱媒体を外気と熱交換させて外気から吸熱する熱交換器である。低温側ラジエータ４３は、高温側ラジエータ３３とともに、車両走行時に走行風が当たる車両の前方側に配置されている。低温側ラジエータ４３およびバッテリ冷却部４２は、低温熱媒体回路４０において、低温熱媒体の流れに対して並列的に接続されている。

第１流路切替弁４４は、バッテリ冷却部４２に低温熱媒体が流れる状態とバッテリ冷却部４２に低温熱媒体が流れない状態とを切り替える。第１流路切替弁４４は、制御装置８０から出力される制御信号に応じて開閉動作が制御される電磁弁で構成されている。

第２流路切替弁４５は、低温側ラジエータ４３に低温熱媒体が流れる状態と低温側ラジエータ４３に低温熱媒体が流れない状態とを切り替える。第２流路切替弁４５は、制御装置８０から出力される制御信号に応じて開閉動作が制御される電磁弁で構成されている。

このように構成される低温熱媒体回路４０では、第１流路切替弁４４および第２流路切替弁４５によって低温熱媒体の流路を変えることで、低圧冷媒の使用態様を変更することができる。低温熱媒体回路４０は、例えば、第１流路切替弁４４を開放することで、機器用冷却器１４で冷却された低温熱媒体によってバッテリＢＴを冷却することができる。一方、低温熱媒体回路４０は、例えば、第２流路切替弁４５を開放して、低温熱媒体を低温側ラジエータ４３に流すことで、外気から低温熱媒体に吸熱させることができる。

第２減圧部１５は、放熱器１２の冷媒流れ下流側において第１減圧部１３と並列に配置される並列減圧部である。第２減圧部１５は、全閉または全開する第２開閉弁１５１および第２膨張弁１５２を有している。第２開閉弁１５１は、第３冷媒流路１００ｃを開閉する電磁弁である。第２開閉弁１５１は、後述する制御装置８０からの制御信号に応じて開閉動作が制御される。

第２膨張弁１５２は、第３冷媒流路１００ｃを流れる冷媒を減圧させる膨張弁である。第２膨張弁１５２は、弁体と電動アクチュエータを有する電気式膨張弁で構成されている。弁体は、冷媒流路の開度である絞り開度αを変更可能に構成されている。電動アクチュエータは、弁体を変位させて第２膨張弁１５２の絞り開度αを変化させるステッピングモータを含んでいる。第２膨張弁１５２は、後述する制御装置８０からの制御信号に応じて絞り開度αが制御される。

空調用冷却器１６は、後述する室内空調ユニット６０のケーシング６１内に配置されている。空調用冷却器１６は、第２減圧部１５で減圧された冷媒と車室内へ送風する送風空気とを熱交換させて冷媒を蒸発させる熱交換器である。空調用冷却器１６は、第２減圧部１５で減圧された冷媒の蒸発潜熱を利用して送風空気を冷却する。すなわち、空調用冷却器１６は、低圧冷媒が送風空気から吸熱して蒸発することで、送風空気が冷却される。

空調用冷却器１６の冷媒出口側には、蒸発圧力調整弁１７が配置されている。蒸発圧力調整弁１７は、空調用冷却器１６の冷媒出口側の冷媒の圧力を機器用冷却器１４の冷媒出口側の冷媒の圧力よりも高い圧力に維持するための圧力調整弁である。具体的には、蒸発圧力調整弁１７は、空調用冷却器１６の冷媒出口側の冷媒の温度が、空調用冷却器１６の着霜を抑制可能な温度（例えば、１℃）以上に維持されるように構成されている。

このように構成される冷凍サイクル装置１０は、蒸発圧力調整弁１７の下流側で、第２冷媒流路１００ｂおよび第３冷媒流路１００ｃが第１冷媒流路１００ａに接続されている。冷凍サイクル装置１０は、機器用冷却器１４および空調用冷却器１６が受液部を介さずに圧縮機１１の冷媒吸入側に接続されるサイクル構成（すなわち、アキュムレータレスサイクル）になっている。具体的には、冷凍サイクル装置１０は、サイクル内の高圧側に受液部１２２が設けられ、サイクル内の低圧側に受液部が設けられていないサイクル構成（すなわち、レシーバサイクル）になっている。

次に、室内空調ユニット６０について図１を参照して説明する。図１に示す室内空調ユニット６０は、車室内へ送風する送風空気を適温に調整するためのものである。室内空調ユニット６０は、車室内の最前部のインストルメントパネルの内側に配置されている。室内空調ユニット６０は、外殻を形成するケーシング６１の内側に、空調用冷却器１６およびヒータコア３２等が収容されている。

ケーシング６１は、車室内へ送風する送風空気の空気流路を形成する通路形成部である。図示しないが、ケーシング６１の空気流れ上流側には、ケーシング６１の内側へ導入する内気と外気との導入割合を調整する内外気箱が配置されている。

ケーシング６１の内側には、内外気箱から導入される空気を車室内へ送風するための送風機６２が配置されている。送風機６２は、遠心ファンを電動モータで回転させる電動送風機で構成されている。送風機６２は、後述する制御装置８０から出力される制御信号に応じて回転数が制御される。

ケーシング６１の内側には、送風機６２の空気流れ下流側に空調用冷却器１６が配置されている。ケーシング６１の内側には、空調用冷却器１６の空気流れ下流側が、温風流路６３および冷風流路６４に分けられている。温風流路６３には、ヒータコア３２が配置されている。冷風流路６４は、空調用冷却器１６を通過した空気をヒータコア３２を迂回して流すための流路である。

ケーシング６１の内側には、空調用冷却器１６とヒータコア３２との間にエアミックスドア６５が配置されている。エアミックスドア６５は、温風流路６３を通過させる空気および冷風流路６４を通過させる空気の風量割合を調整するものである。ケーシング６１の内側には、温風流路６３および冷風流路６４の下流側に、温風流路６３を通過した温風と冷風流路６４を通過した冷風とを混合させるエアミックス空間６６が形成されている。図示しないが、ケーシング６１の内側には、空気流れの最下流部に、エアミックス空間６６で所望の温度に調整された送風空気を車室内へ吹き出すための複数の開口穴が形成されている。

次に、空調装置１の電子制御部の概要について図２を参照して説明する。制御装置８０は、プロセッサ、メモリを含むコンピュータとその周辺回路とで構成されている。制御装置８０は、メモリに記憶された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機器を制御する。なお、制御装置８０のメモリは、非遷移的実体的記憶媒体で構成されている。

制御装置８０の出力側には、冷凍サイクル装置１０の構成機器を含む各種機器が接続されている。具体的には、制御装置８０の出力側には、圧縮機１１、第１減圧部１３、第２減圧部１５、高温側ポンプ３１、高温側流量調整弁３４、低温側ポンプ４１、各流路切替弁４４、４５、送風機６２、エアミックスドア６５等が接続されている。

制御装置８０の入力側には、空調制御用のセンサ群８１が接続されている。このセンサ群８１には、内気温センサ、外気温センサ、日射センサ、各冷却器１４、１６の冷媒出口側の圧力および温度を検出するＰＴセンサ等が含まれている。ＰＴセンサは、各冷却器１４、１６の冷媒出口側の冷媒状態を把握するためのセンサとして機能する。

このように、制御装置８０には、各種の検出信号が入力される。これにより、冷凍サイクル装置１０は、センサ群８１で検出した物理量に対応して、車室内に送風される送風空気の温度等を調整することができ、快適な空調を実現することができる。

制御装置８０の入力側には、種々の入力操作に用いられる操作パネル８２が接続されている。操作パネル８２は、インストルメントパネル付近に配置されており、各種操作スイッチを有している。制御装置８０には、操作パネル８２に設けられた各種操作スイッチからの操作信号が入力される。

操作パネル８２の各種操作スイッチには、オートスイッチ、運転モード切替スイッチ、風量設定スイッチ、温度設定スイッチ、吹出モード切替スイッチ等が含まれている。冷凍サイクル装置１０は、操作パネル８２による入力を受け付けることで、冷凍サイクル装置１０の運転モードを適宜切り替えることができる。

ここで、制御装置８０は、出力側に接続された各種機器を制御する制御部が一体に構成されている。本実施形態の制御装置８０には、第１減圧部１３および第２減圧部１５を制御する開度制御部８０ａが含まれている。なお、開度制御部８０ａは、制御装置８０と別体で構成されていてもよい。

以下、空調装置１の作動について説明する。空調装置１は、運転モードとして、室内冷房、機器冷却、および室内暖房を実行可能に構成されている。このため、本実施形態では、室内冷房、機器冷却、および室内暖房毎に空調装置１の作動を説明する。

＜室内冷房＞
室内冷房は、室内空調ユニット６０で所望の温度に冷却した空気を車室内に吹き出す運転モードである。制御装置８０は、室内冷房時における各種機器の作動状態をセンサ群８１の検出信号および操作パネル８２の操作信号を用いて適宜決定する。

例えば、制御装置８０は、図３に示すように、第１開閉弁１３１が全閉となるとともに、第２開閉弁１５１が全開となり、さらに、第２膨張弁１５２が可変絞り状態となるように各減圧部１３、１５を制御する。すなわち、制御装置８０は、第１減圧部１３を全閉状態に制御し、減圧作用が発揮されるように第２減圧部１５を制御する。

具体的には、制御装置８０は、室内冷房時に、空調用冷却器１６の冷媒出口側の冷媒状態が一定の過熱度を有する過熱状態となるように、第２減圧部１５を制御する過熱度処理を実行する。

また、制御装置８０は、放熱器１２を通過する高温熱媒体の全量が高温側ラジエータ３３に流れるように、高温側流量調整弁３４を制御する。さらに、制御装置８０は、温風流路６３が全閉され、且つ、冷風流路６４が全開される位置にエアミックスドア６５を制御する。制御装置８０は、その他の機器に対する制御信号について、センサ群８１の検出信号および操作パネル８２の操作信号を用いて適宜決定する。

室内冷房時に冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が放熱器１２の凝縮部１２１に流入する。凝縮部１２１に流入した冷媒は、高温熱媒体回路３０を流れる高温熱媒体に対して放熱して凝縮する。これにより、高温熱媒体回路３０を流れる高温熱媒体が加熱されて昇温する。

凝縮部１２１で加熱された高温熱媒体は、高温側ラジエータ３３に流れ、外気に放熱される。すなわち、室内冷房時は、サイクル内の高圧冷媒が高温熱媒体を介して外気に放熱される。

一方、凝縮部１２１を通過した冷媒は、受液部１２２に流入して気液が分離される。そして、受液部１２２で分離された液冷媒が過冷却部１２３に流入する。過冷却部１２３に流入した冷媒は、高温熱媒体回路３０を流れる高温熱媒体に放熱して過冷却される。

過冷却部１２３から流出した冷媒は、第２減圧部１５に流入し、第２減圧部１５の第２膨張弁１５２にて減圧される。なお、室内冷房時は、第１開閉弁１３１が全閉になっているので、冷媒が第１膨張弁１３２に流入せず、冷媒の全量が第２減圧部１５にて減圧される。

第２減圧部１５で減圧された冷媒は、空調用冷却器１６に流入する。空調用冷却器１６に流入した冷媒は、送風機６２からの送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、送風機６２からの送風空気が冷却される。

空調用冷却器１６を通過した冷媒は、蒸発圧力調整弁１７を介して圧縮機１１に吸入される。圧縮機１１に吸入された冷媒は、圧縮機１１にて再び高圧冷媒となるまで圧縮される。

以上の如く、室内冷房時には、空調用冷却器１６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。

＜機器冷却＞
機器冷却は、冷媒の蒸発潜熱を利用して発熱機器であるバッテリＢＴを冷却する運転モードである。制御装置８０は、機器冷却時における各種機器の作動状態をセンサ群８１の検出信号および操作パネル８２の操作信号を用いて適宜決定する。

例えば、制御装置８０は、図３に示すように、第２開閉弁１５１が全閉となるとともに、第１開閉弁１３１が全開となり、さらに、第１膨張弁１３２が可変絞り状態となるように各減圧部１３、１５を制御する。すなわち、制御装置８０は、第２減圧部１５を全閉状態に制御し、減圧作用が発揮されるように第１減圧部１３を制御する。

具体的には、制御装置８０は、機器冷却時に、機器用冷却器１４の冷媒出口側の冷媒状態が一定の過熱度を有する過熱状態となるように、第１減圧部１３を制御する過熱度処理を実行する。

また、制御装置８０は、放熱器１２を通過する高温熱媒体の全量が高温側ラジエータ３３に流れるように、高温側流量調整弁３４を制御する。さらに、制御装置８０は、機器用冷却器１４を通過する低温熱媒体の全量がバッテリ冷却部４２に流れるように、第１流路切替弁４４を全開状態に制御しつつ、第２流路切替弁４５を全閉状態に制御する。制御装置８０は、その他の機器に対する制御信号について、センサ群８１の検出信号および操作パネル８２の操作信号を用いて適宜決定する。

機器冷却時に冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が放熱器１２の凝縮部１２１に流入する。凝縮部１２１に流入した冷媒は、図４の実線に示すように、高温熱媒体回路３０を流れる高温熱媒体に対して放熱して凝縮する（すなわち、図４の点Ａ１→点Ａ２）。これにより、高温熱媒体回路３０を流れる高温熱媒体が加熱されて昇温する。

凝縮部１２１で加熱された高温熱媒体は、高温側ラジエータ３３に流れ、外気に放熱される。すなわち、機器冷却時は、サイクル内の高圧冷媒が高温熱媒体を介して外気に放熱される。

一方、凝縮部１２１を通過した冷媒は、受液部１２２に流入して気液が分離される。そして、受液部１２２で分離された液冷媒が過冷却部１２３に流入する。過冷却部１２３に流入した冷媒は、高温熱媒体回路３０を流れる高温熱媒体に放熱して過冷却される（すなわち、図４の点Ａ２→点Ａ３）。

過冷却部１２３から流出した冷媒は、第１減圧部１３に流入し、第１減圧部１３の第１膨張弁１３２にて減圧される（すなわち、図４の点Ａ３→点Ａ４）。なお、機器冷却時は、第２開閉弁１５１が全閉になっているので、冷媒が第２膨張弁１５２に流入せず、冷媒の全量が第１減圧部１３にて減圧される。

第１減圧部１３で減圧された冷媒は、機器用冷却器１４に流入する。機器用冷却器１４に流入した冷媒は、低温熱媒体回路４０を流れる低温熱媒体から吸熱して蒸発する（すなわち、図４の点Ａ４→点Ａ５）。これにより、低温熱媒体が冷却される。

機器冷却時には機器用冷却器１４の冷媒出口側の冷媒状態が過熱状態となるように第１減圧部１３の絞り開度αが設定される。このため、機器用冷却器１４を通過した冷媒は、過熱度を有するガス冷媒となって圧縮機１１に吸入される。圧縮機１１に吸入された冷媒は、圧縮機１１にて再び高圧冷媒となるまで圧縮される。

ここで、機器用冷却器１４で冷却された低温熱媒体は、バッテリ冷却部４２に流れ、バッテリＢＴから吸熱する。これにより、バッテリＢＴが冷却される。すなわち、機器冷却時は、機器用冷却器１４における冷媒の蒸発潜熱を利用してバッテリＢＴが冷却される。

以上の如く、機器冷却時には、機器用冷却器１４にて冷却された低温熱媒体をバッテリ冷却部４２に供給することで、バッテリＢＴの冷却を行うことができる。

ここで、上述の機器冷却では、放熱器１２を通過する高温熱媒体の全量が高温側ラジエータ３３に流れるように、高温側流量調整弁３４が制御されるものを例示したが、これに限定されない。例えば、機器冷却時に車室内の暖房が必要となる場合、放熱器１２を通過する高温熱媒体がヒータコア３２に流れるように制御装置８０によって高温側流量調整弁３４が制御されてもよい。これによると、機器冷却と室内暖房を同時に実施することが可能となる。

また、上述の機器冷却では、第２開閉弁１５１が全閉となるとともに、第１開閉弁１３１が全開となり、さらに、第１膨張弁１３２の絞り開度αが所定開度となるように各減圧部１３、１５が制御されるものを例示したが、これに限定されない。例えば、機器冷却時に室内冷房が必要となる場合、第２開閉弁１５１が全開となるとともに、第２膨張弁１５２の絞り開度αが所定開度となるように制御装置８０によって第２減圧部１５が制御されてもよい。これによると、機器冷却と室内冷房を同時に実施することが可能となる。

＜室内暖房＞
室内暖房は、室内空調ユニット６０で所望の温度に加熱した空気を車室内に吹き出す運転モードである。制御装置８０は、室内暖房時における各種機器の作動状態をセンサ群８１の検出信号および操作パネル８２の操作信号を用いて適宜決定する。

例えば、制御装置８０は、図３に示すように、第２開閉弁１５１が全閉となるとともに、第１開閉弁１３１が全開となり、さらに、第１膨張弁１３２が可変絞り状態となるように各減圧部１３、１５を制御する。すなわち、制御装置８０は、第２減圧部１５を全閉状態に制御し、減圧作用が発揮されるように第１減圧部１３を制御する。制御装置８０は、基本的に、室内暖房時における第１膨張弁１３２の絞り開度αが機器冷却時における第１膨張弁１３２の絞り開度αに比べて小さくなるように第１減圧部１３を制御する。

具体的には、制御装置８０は、室内暖房時に、機器用冷却器１４の冷媒出口側の冷媒状態が過熱度を有する過熱状態および湿り蒸気を有する湿り状態に交互に変化するように第１膨張弁１３２の絞り開度αを変化させる揺らぎ処理を実行する。

また、制御装置８０は、放熱器１２を通過する高温熱媒体の全量がヒータコア３２に流れるように、高温側流量調整弁３４を制御する。さらに、制御装置８０は、機器用冷却器１４を通過する低温熱媒体の全量が低温側ラジエータ４３に流れるように、第１流路切替弁４４を全閉状態に制御しつつ、第２流路切替弁４５を全開状態に制御する。

制御装置８０は、冷風流路６４が全閉され、且つ、温風流路６３が全開される位置にエアミックスドア６５を制御する。制御装置８０は、その他の機器に対する制御信号について、センサ群８１の検出信号および操作パネル８２の操作信号を用いて適宜決定する。

以下、本実施形態の制御装置８０が実行する揺らぎ処理の流れについて図５、図６を参照して説明する。図５に示す処理は、例えば、室内暖房を実施する際に制御装置８０によって実行される。

図５に示すように、制御装置８０は、ステップＳ１００にて、センサ群８１および操作パネル８２から入力される各種信号を読み込む。制御装置８０は、ステップＳ１１０にて、機器用冷却器１４の冷媒出口側の過熱度Ｔｓｈを算出する。

制御装置８０は、機器用冷却器１４の冷媒出口側の温度および圧力に基づいて、過熱度Ｔｓｈを算出する。例えば、機器用冷却器１４の冷媒出口側の圧力とモリエル線図に示される飽和液線とが交差する交差ポイントから機器用冷却器１４の冷媒出口側における冷媒の飽和温度を特定することができる。そして、冷媒の飽和温度を機器用冷却器１４の冷媒出口側の温度から減算すれば、過熱度Ｔｓｈを算出することができる。

ここで、機器用冷却器１４の冷媒出口側の冷媒状態が湿り状態である場合、機器用冷却器１４の冷媒出口側の温度が飽和温度となり、過熱度Ｔｓｈが実質的にゼロとなる。このため、過熱度Ｔｓｈに関する情報から冷媒状態が湿り状態であるか否かを把握することも可能である。

続いて、制御装置８０は、ステップＳ１２０にて、過熱度Ｔｓｈが予め定めた閾値温度Ｔｔｈ以上であるか否かを判定する。この閾値温度Ｔｔｈは、過熱度Ｔｓｈが大きくなり過ぎるのを抑制するためのものであって、例えば、２～４℃に設定される。

ステップＳ１２０の判定処理の結果、過熱度Ｔｓｈが閾値温度Ｔｔｈ未満である場合、制御装置８０は、ステップＳ１３０にて、第１膨張弁１３２の絞り開度αが減少するように第１減圧部１３を制御し、ステップＳ１００に戻る。具体的には、制御装置８０は、第１膨張弁１３２の絞り開度αが段階的に減少するように、第１膨張弁１３２のステッピングモータを制御する。すなわち、制御装置８０は、過熱度Ｔｓｈが閾値温度Ｔｔｈとなるまで第１膨張弁１３２の絞り開度αを段階的に小さくする。

一方、ステップＳ１２０の判定処理の結果、過熱度Ｔｓｈが閾値温度Ｔｔｈ以上である場合、制御装置８０は、ステップＳ１４０に移行して、第１膨張弁１３２の絞り開度αが段階的に増加するように第１減圧部１３を制御する。具体的には、制御装置８０は、第１膨張弁１３２の絞り開度αが段階的に減少するように、第１膨張弁１３２のステッピングモータを制御する。

ここで、制御装置８０は、図６に示すように、第１膨張弁１３２の絞り開度αを小さくする場合に比べて第１膨張弁１３２の絞り開度αを大きくする場合の方が単位時間当たりの絞り開度αの変化量が大きくなるように、第１減圧部１３を制御する。具体的には、制御装置８０は、第１膨張弁１３２の絞り開度αを小さくする場合に比べて第１膨張弁１３２の絞り開度αを大きくする場合の方が単位ステップ当たりの絞り開度αの変化量が大きくなるように、第１膨張弁１３２のステッピングモータを制御する。

これによると、冷媒状態が湿り状態になっている期間が充分に確保され、圧縮機１１側へ気液二相状態の冷媒が流れ易くなるので、冷媒とともにサイクル内のオイルが圧縮機１１に戻り易くなる。

続いて、制御装置８０は、ステップＳ１５０にて、第１膨張弁１３２の絞り開度αが所定の基準開度αｔｈ以上であるか否かを判定する。この基準開度αｔｈは、機器用冷却器１４の冷媒出口側の冷媒状態が湿り状態となる絞り開度αに設定される。

湿り状態となる絞り開度αは、第１膨張弁１３２の絞り開度αを減少させた際の過熱度の変化量や、第１膨張弁１３２の絞り開度αを増加させた際の過熱度Ｔｓｈの変化量に基づいて予想可能である。例えば、過熱度Ｔｓｈが閾値温度Ｔｔｈ以上となるまでの第１膨張弁１３２の絞り開度αと過熱度Ｔｓｈとの関係から機器用冷却器１４の冷媒出口側の冷媒状態が飽和状態となる際の第１膨張弁１３２の絞り開度αを推定することができる。基準開度αｔｈは、例えば、第１膨張弁１３２の絞り開度αを段階的に小さくした際に、機器用冷却器１４の冷媒出口側の冷媒状態が飽和状態となった際の第１膨張弁１３２の絞り開度αに対して所定値Δαを加算した値に設定される。

ステップＳ１５０の判定処理の結果、第１膨張弁１３２の絞り開度αが基準開度αｔｈ未満である場合、制御装置８０は、ステップＳ１４０に戻る。すなわち、制御装置８０は、第１膨張弁１３２の絞り開度αが基準開度αｔｈとなるまで、第１膨張弁１３２の絞り開度αを増加させる。

一方、ステップＳ１５０の判定処理の結果、第１膨張弁１３２の絞り開度αが基準開度αｔｈ以上である場合、制御装置８０は、ステップＳ１６０にて、揺らぎ処理の終了条件が成立したか否かを判定する。揺らぎ処理の終了条件は、例えば、室内暖房を実行する空調装置１の運転が停止された際に成立する条件である。

ステップＳ１６０の判定処理の結果、揺らぎ処理の終了条件が成立すると、制御装置８０は、揺らぎ処理を終了する。一方、揺らぎ処理の終了条件が不成立となる場合、制御装置８０は、ステップＳ１００に戻る。

冷凍サイクル装置１０は、室内暖房時に制御装置８０が揺らぎ処理を実行することで、図６に示すように、機器用冷却器１４の冷媒出口側の冷媒状態が過熱状態および湿り状態に交互に切り替えられる。

このような室内暖房時の制御処理が実行されると、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放熱器１２の凝縮部１２１に流入する。凝縮部１２１に流入した冷媒は、図４の破線で示すように、高温熱媒体回路３０を流れる高温熱媒体に対して放熱して凝縮する（すなわち、図４のＢ１→Ｂ２）。これにより、高温熱媒体回路３０を流れる高温熱媒体が加熱されて昇温する。

凝縮部１２１で加熱された高温熱媒体は、ヒータコア３２に流れ、車室内へ送風する送風空気に放熱される。すなわち、室内暖房時は、サイクル内の高圧冷媒が高温熱媒体を介して車室内へ送風する送風空気に放熱される。

一方、凝縮部１２１を通過した冷媒は、受液部１２２に流入して気液が分離される。そして、受液部１２２で分離された液冷媒が過冷却部１２３に流入する。過冷却部１２３に流入した冷媒は、高温熱媒体回路３０を流れる高温熱媒体に放熱して過冷却される（すなわち、図４のＢ２→Ｂ３）。

過冷却部１２３から流出した冷媒は、第１減圧部１３に流入し、第１減圧部１３の第１膨張弁１３２にて減圧される（すなわち、図４のＢ３→Ｂ４）。なお、室内暖房時は、第２開閉弁１５１が全閉になっているので、冷媒が第２膨張弁１５２に流入せず、冷媒の全量が第１減圧部１３にて減圧される。

ここで、室内暖房時には、機器冷却時に比べて、第１膨張弁１３２の絞り開度αが小さくなる。これにより、室内暖房時には、図７に示すように、高圧冷媒の圧力Ｐｄが機器冷却時に比べて大きくなり（すなわち、Ｐｄ１＞Ｐｄ２）、且つ、低圧冷媒の圧力Ｐｓが機器冷却時に比べて小さくなるようにバランスする（すなわち、Ｐｓ１＜Ｐｓ２）。換言すれば、室内暖房時におけるサイクル内の冷媒の高低圧差ΔＰ１は、機器冷却時におけるサイクル内の冷媒の高低圧差ΔＰ２よりも大きくなる。

このため、室内暖房時には、第１減圧部１３で減圧された冷媒の温度が極低温となることがある。この場合、サイクル内の低圧側を流れる冷媒の密度が小さくなることで、低圧側の熱交換器を通過する冷媒の流量が小さくなる。加えて、サイクル内の低圧側では、冷媒の温度低下によってオイルの粘性が大きくなる。

第１減圧部１３で減圧された冷媒は、機器用冷却器１４に流入する。機器用冷却器１４に流入した冷媒は、低温熱媒体回路４０を流れる低温熱媒体から吸熱して蒸発する（すなわち、図４の点Ｂ４→点Ｂ５）。これにより、低温熱媒体が冷却される。機器用冷却器１４で冷却された低温熱媒体は、低温側ラジエータ４３に流れ、外気から吸熱する。

室内暖房時には機器用冷却器１４の冷媒出口側の冷媒状態が過熱状態および湿り状態に交互に変化するように第１膨張弁１３２の絞り開度αが変化する。このため、機器用冷却器１４を通過した冷媒は、気液二相状態の冷媒となって圧縮機１１に吸入される。圧縮機１１に吸入された冷媒は、圧縮機１１にて再び高圧冷媒となるまで圧縮される。

以上の如く、室内暖房時には、ヒータコア３２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。室内暖房時には、機器用冷却器１４内のオイルが液冷媒とともに圧縮機１１に戻される。

ここで、上述の室内暖房時には、低温熱媒体がバッテリ冷却部４２を通過しないように第１流路切替弁４４が全閉状態に制御されるものを例示したが、室内暖房時の制御態様はこれに限定されない。室内暖房時には、低温熱媒体がバッテリ冷却部４２を通過するように制御装置８０によって第１流路切替弁４４が全開状態に制御されてもよい。

これによると、低温熱媒体を介してバッテリＢＴの排熱を機器用冷却器１４で冷媒に吸熱させることができる。したがって、バッテリＢＴの排熱を車室内へ送風する送風空気を加熱するための熱源として用いることができる。

以上説明した冷凍サイクル装置１０は、放熱器１２に対してサイクル内の余剰冷媒を貯留する受液部１２２が設けられたサイクル構成になっている。これによると、室内冷房時および機器冷却時に、機器用冷却器１４および空調用冷却器１６の冷媒出口側の冷媒状態を過熱状態とすることができる。

加えて、室内暖房時には、機器用冷却器１４の冷媒出口側における冷媒状態が過熱状態および湿り状態に交互に変化するように第１膨張弁１３２が制御される。これにより、室内暖房時には、圧縮機１１に対して気液二相状態の冷媒が吸入されるので、冷媒とともにサイクル内のオイルが圧縮機に戻り易くなる。

特に、室内暖房時には、機器用冷却器１４の冷媒出口側における冷媒状態が過熱状態および湿り状態に交互に変化するように第１膨張弁１３２が制御される。このように、冷媒状態を特定し難い湿り状態と冷媒状態を特定し易い過熱状態とを交互に繰り返されることで、湿り状態での冷媒の乾き度が小さくなり過ぎることを抑制できる。この結果、圧縮機１１での液圧縮の発生を抑制することができる。

したがって、本実施形態の冷凍サイクル装置１０によれば、圧縮機１１の冷媒吸入側にアキュムレータを配置することなく、室内暖房時に圧縮機１１の冷媒吸入側にオイルを戻すことができる。

具体的には、揺らぎ処理では、制御装置８０は、冷媒の過熱度Ｔｓｈが所定の閾値温度Ｔｔｈに達するまで第１膨張弁１３２の絞り開度αを小さくする。そして、制御装置８０は、冷媒の過熱度Ｔｓｈが閾値温度Ｔｔｈに達すると冷媒状態が湿り状態となる基準開度αｔｈとなるまで第１膨張弁１３２の絞り開度αを大きくする。さらに、制御装置８０は、第１膨張弁１３２の絞り開度αが基準開度αｔｈに達すると冷媒の過熱度Ｔｓｈが所定の閾値温度Ｔｔｈに達するまで第１膨張弁１３２の絞り開度αを小さくする。これによれば、第１膨張弁１３２の絞り開度αを変化させることによって冷媒状態を過熱状態と湿り状態とに交互に切り替えることができる。

ここで、冷凍サイクル装置１０では、機器用冷却器１４の冷媒出口側の冷媒状態が湿り状態（すなわち、気液二相状態）となると、モリエル線図上での位置を把握できず、冷媒状態を定量的に把握することが困難となる。

これに対して、冷媒状態が過熱状態と湿り状態とに交互に切り替わるように第１膨張弁１３２の絞り開度αを変化させると、一時的に過熱度Ｔｓｈの変化を検出可能となるので、機器用冷却器１４の冷媒出口側の冷媒状態を一時的に定量的に把握することができる。これによると、冷媒状態が湿り状態となる際に冷媒の乾き度が小さくなり過ぎることを抑制できるので、圧縮機１１での液圧縮の発生を抑制することができる。

また、制御装置８０は、揺らぎ処理において、第１膨張弁１３２の絞り開度αを小さくする場合に比べて第１膨張弁１３２の絞り開度αを大きくする場合の方が単位時間当たりの絞り開度αの変化量が大きくなるように第１減圧部１３を制御する。このように、第１膨張弁１３２の絞り開度αを大きくする際に、単位時間当たりの絞り開度αの変化量を大きくすれば、圧縮機１１側へ気液二相状態の冷媒を流し易くなる。このため、冷媒とともにサイクル内のオイルが圧縮機１１に戻り易くなる。

また、冷凍サイクル装置１０は、放熱器１２が、冷媒を凝縮させる凝縮部１２１、凝縮部１２１を通過した冷媒の気液を分離するとともに、サイクル内で余剰となる液冷媒を貯留する受液部１２２を有している。

このように、サイクル内の高圧側に受液部１２２を設ける構成（いわゆるレシーバサイクル）は、機器用冷却器１４の出口側に受液部を備える構成（いわゆるアキュムレータサイクル）に比べて、機器用冷却器１４の熱交換性能を発揮させ易くなる。このため、冷凍サイクル装置１０は、機器用冷却器１４におけるオイルの滞留を抑制しつつ、機器用冷却器１４の熱交換性能を適切に発揮させることができる。なお、アキュムレータサイクルは、受液部によって圧縮機１１の冷媒吸入側での損失が生ずるため、レシーバサイクルに比べて機器用冷却器１４の熱交換性能が低くなる。

特に、本実施形態の放熱器１２は、受液部１２２を通過した冷媒を放熱させる過冷却部１２３を有している。これによると、放熱器１２の冷媒出口側における冷媒状態が過冷却状態となり、放熱器１２の冷媒出口側のエンタルピが減少する。このため、揺らぎ処理の実行時であっても、放熱器１２を通過した冷媒を液冷媒となるまで冷却することができる。つまり、過冷却部１２３によって冷媒を過冷却することで、揺らぎ処理による放熱器１２における放熱能力のバラツキを抑えることができる。

また、空調用冷却器１６の冷媒流れ下流側には、空調用冷却器１６の出口側の冷媒の圧力を機器用冷却器１４の出口側の冷媒の圧力よりも高い圧力に維持するための蒸発圧力調整弁１７が配置されている。これによると、例えば、空調用冷却器１６および機器用冷却器１４の双方に冷媒が流れる場合に、空調用冷却器１６および機器用冷却器１４を流れる冷媒をそれぞれに適した温度に調整することが可能となる。

また、冷凍サイクル装置１０の第２減圧部１５は、第２開閉弁１５１を含んでおり、全閉可能に構成されている。そして、制御装置８０は、室内暖房時に、第２減圧部１５を全閉状態に制御し、減圧作用が発揮されるように第１減圧部１３を制御する。これによると、室内暖房時に、機器用冷却器１４にて吸熱した冷媒を、圧縮機１１を介して放熱器１２に向けて吐出することで、放熱器１２を通過する冷媒を熱源として車室内へ送風する送風空気を加熱することができる。

ここで、機器用冷却器１４は、第１減圧部１３で減圧された冷媒と低温熱媒体回路４０を循環する低温熱媒体と熱交換させる熱交換器で構成されている。これによると、機器冷却時には、機器用冷却器１４を冷媒が低温熱媒体から吸熱して蒸発した際の蒸発潜熱を利用して発熱機器を冷却する冷却器として機能させ、室内暖房時に機器用冷却器１４を冷媒が低温熱媒体から吸熱する吸熱器として機能させることができる。加えて、揺らぎ処理が実行されると、湿り状態の冷媒が機器用冷却器１４全体を通過する機会（すなわち、蒸発潜熱が得られる機会）が多くなることで、機器用冷却器１４における低温熱媒体からの吸熱効率の向上を期待できる。したがって、冷凍サイクル装置１０は、機器用冷却器１４として冷媒と熱媒体と熱交換させる熱交換器が好適である。このことは、機器用冷却器１４と空調用冷却器１６とが並列に接続される冷凍サイクル装置１０に限らず、機器用冷却器１４を蒸発器として備える冷凍サイクル装置１０でも同様である。

（第１実施形態の変形例）
上述の第１実施形態では、室内暖房時に制御装置８０によって揺らぎ処理が実行されるものを例示したが、揺らぎ処理の実行タイミングはこれに限定されない。制御装置８０は、例えば、機器冷却時や室内冷房時に揺らぎ処理を実行するように構成されていてもよい。

また、制御装置８０は、例えば、室内暖房時においてオイル不足条件が成立した場合に、揺らぎ処理を実行するように構成されていてもよい。オイル不足条件としては、例えば、以下の条件１～５の少なくとも１つを採用することができる。このことは、以降の実施形態においても同様である。

（条件１）
オイル不足条件は、外気温が予め定めた基準外気温度（例えば、０℃より低い温度）よりも低くなっている場合に成立する条件とすることができる。外気温が低い場合、機器用冷却器１４での冷媒蒸発圧力が低くなり、圧縮機１１に吸入される冷媒の密度が低くなることから、オイル不足が生じ易い。

（条件２）
オイル不足条件としては、例えば、機器用冷却器１４の冷媒出口側の冷媒の温度が基準冷媒温度（例えば、０℃より低い温度）よりも低くなっている場合に成立する条件とすることができる。機器用冷却器１４の冷媒出口側の冷媒の温度が低い場合、圧縮機１１に吸入される冷媒の密度が低くなることから、オイル不足が生じ易い。

（条件３）
オイル不足条件としては、例えば、機器用冷却器１４の冷媒出口側の冷媒の圧力が基準圧力よりも低くなっている場合に成立する条件とすることができる。機器用冷却器１４の冷媒出口側の冷媒の圧力が低い場合、圧縮機１１に吸入される冷媒の密度が低くなることから、オイル不足が生じ易い。

（条件４）
オイル不足条件としては、例えば、圧縮機１１の回転数が基準回転数よりも小さい場合に成立する条件とすることができる。圧縮機１１の回転数が基準回転数よりも小さい場合、サイクル内を循環する冷媒流量が少ないことから、オイル不足が生じ易い。

（条件５）
オイル不足条件としては、例えば、前回、揺らぎ処理を実行してから所定の基準時間を経過した際に成立する条件とすることができる。

上述の第１実施形態では、揺らぎ処理において、冷媒の過熱度Ｔｓｈが所定の閾値温度Ｔｔｈに達すると直ちに第１膨張弁１３２の絞り開度αを大きくするものを例示したが、揺らぎ処理はこれに限定されない。揺らぎ処理は、例えば、冷媒の過熱度Ｔｓｈが所定の閾値温度Ｔｔｈに達すると、所定時間が経過するまで第１膨張弁１３２の絞り開度αを変化させず、所定時間経過後に第１膨張弁１３２の絞り開度αを大きくする処理になっていてもよい。

また、上述の第１実施形態では、揺らぎ処理において、第１膨張弁１３２の絞り開度αが基準開度αｔｈに達すると直ちに第１膨張弁１３２の絞り開度αを小さくするものを例示したが、揺らぎ処理はこれに限定されない。揺らぎ処理は、例えば、第１膨張弁１３２の絞り開度αが基準開度αｔｈに達する、所定時間が経過するまで第１膨張弁１３２の絞り開度αを変化させず、所定時間経過後に第１膨張弁１３２の絞り開度αを小さくする処理になっていてもよい。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、図８を参照して説明する。本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について主に説明する。本実施形態の冷凍サイクル装置１０は、制御装置８０が実行する揺らぎ処理の内容が第１実施形態と相違している。

本実施形態の揺らぎ処理については、図８のフローチャートを参照して説明する。図８に示すように、制御装置８０は、ステップＳ２００にて、センサ群８１および操作パネル８２から入力される各種信号を読み込む。

続いて、制御装置８０は、ステップＳ２１０にて、第１膨張弁１３２の絞り開度αが所定の第１基準開度αｔｈ１以上であるか否かを判定する。この第１基準開度αｔｈ１は、機器用冷却器１４の冷媒出口側の冷媒状態が過熱状態となる絞り開度αに設定される。

過熱状態となる絞り開度αは、第１膨張弁１３２の絞り開度αを減少させた際の過熱度の変化量や、第１膨張弁１３２の絞り開度αを増加させた際の過熱度の変化量に基づいて予想可能である。具体的には、第１基準開度αｔｈ１は、機器用冷却器１４の冷媒出口側の冷媒が基準過熱度（例えば、２～４℃）となると予想される絞り開度αに設定される。

ステップＳ２１０の判定処理の結果、第１膨張弁１３２の絞り開度αが第１基準開度αｔｈ１以上である場合、第１膨張弁１３２の絞り開度αが減少するように第１減圧部１３を制御し、ステップＳ２００に戻る。具体的には、制御装置８０は、第１膨張弁１３２の絞り開度αが段階的に減少するように、第１膨張弁１３２のステッピングモータを制御する。すなわち、制御装置８０は、第１基準開度αｔｈ１となるまで第１膨張弁１３２の絞り開度αを段階的に小さくする。

一方、ステップＳ２１０の判定処理の結果、第１膨張弁１３２の絞り開度αが第１基準開度αｔｈ１未満である場合、制御装置８０は、ステップＳ２３０に移行して、第１膨張弁１３２の絞り開度αが段階的に増加するように第１減圧部１３を制御する。具体的には、制御装置８０は、第１膨張弁１３２の絞り開度αが段階的に減少するように、第１膨張弁１３２のステッピングモータを制御する。

ここで、制御装置８０は、第１膨張弁１３２の絞り開度αを小さくする場合に比べて第１膨張弁１３２の絞り開度αを大きくする場合の方が単位時間当たりの絞り開度αの変化量が大きくなるように、第１減圧部１３を制御する。具体的には、制御装置８０は、第１膨張弁１３２の絞り開度αを小さくする場合に比べて第１膨張弁１３２の絞り開度αを大きくする場合の方が単位ステップ当たりの絞り開度αの変化量が大きくなるように、第１膨張弁１３２のステッピングモータを制御する。これによると、圧縮機１１側へ気液二相状態の冷媒を流し易くなるので、冷媒とともにサイクル内のオイルが圧縮機１１に戻り易くなる。

続いて、制御装置８０は、ステップＳ２４０にて、第１膨張弁１３２の絞り開度αが所定の第２基準開度αｔｈ２以上であるか否かを判定する。この第２基準開度αｔｈ２は、第１基準開度αｔｈ１よりも大きい絞り開度αであって、機器用冷却器１４の冷媒出口側の冷媒状態が湿り状態となる絞り開度αに設定される。第２基準開度αｔｈ２は、第１実施形態で説明した基準開度αｔｈと同様に設定される。

ステップＳ２４０の判定処理の結果、第１膨張弁１３２の絞り開度αが第２基準開度αｔｈ２未満である場合、制御装置８０は、ステップＳ２３０に戻る。すなわち、制御装置８０は、第２基準開度αｔｈ２となるまで第１膨張弁１３２の絞り開度αを増加させる。

一方、ステップＳ２４０の判定処理の結果、第１膨張弁１３２の絞り開度αが第２基準開度αｔｈ２以上である場合、制御装置８０は、ステップＳ２５０にて、揺らぎ処理の終了条件が成立したか否かを判定する。揺らぎ処理の終了条件は、例えば、室内暖房を実行する空調装置１の運転が停止された際に成立する条件である。

ステップＳ２５０の判定処理の結果、揺らぎ処理の終了条件が成立すると、制御装置８０は、揺らぎ処理を終了する。一方、揺らぎ処理の終了条件が不成立となる場合、制御装置８０は、ステップＳ２００に戻る。

その他の構成および作動は、第１実施形態と同様である。本実施形態の冷凍サイクル装置１０は、第１実施形態と共通または均等の構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。

本実施形態の揺らぎ処理では、制御装置８０は、冷媒の過熱度Ｔｓｈが所定の閾値温度Ｔｔｈ以上となる第１基準開度αｔｈ１となるまで第１膨張弁１３２の絞り開度αを小さくする。そして、制御装置８０は、第１膨張弁１３２の絞り開度αが第１基準開度αｔｈ１に達すると冷媒状態が湿り状態となる第２基準開度αｔｈ２となるまで第１膨張弁１３２の絞り開度αを大きくする。さらに、制御装置８０は、第１膨張弁１３２の絞り開度αが第２基準開度αｔｈ２に達すると第１膨張弁１３２の絞り開度αが第１基準開度αｔｈ１に達するまで第１膨張弁１３２の絞り開度αを小さくする。これによっても、第１膨張弁１３２の絞り開度αを変化させることによって冷媒状態を過熱状態と湿り状態とに交互に切り替えることができる。

（第２実施形態の変形例）
上述の第２実施形態では、揺らぎ処理において、第１膨張弁１３２の絞り開度αが第１基準開度αｔｈ１に達すると直ちに第１膨張弁１３２の絞り開度αを大きくするものを例示したが、揺らぎ処理はこれに限定されない。揺らぎ処理は、例えば、第１膨張弁１３２の絞り開度αが第１基準開度αｔｈ１に達すると、所定時間が経過するまで第１膨張弁１３２の絞り開度αを変化させず、所定時間経過後に第１膨張弁１３２の絞り開度αを大きくする処理になっていてもよい。このことは、第１膨張弁１３２の絞り開度αが第２基準開度αｔｈ２に達した際も同様である。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について、図９、図１０を参照して説明する。本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について主に説明する。

本実施形態では、発熱機器であるバッテリＢＴを冷却するための機器冷却システムに本開示の冷凍サイクル装置１０Ａを適用した例について説明する。図９に示す冷凍サイクル装置１０Ａは、機器冷却および室内暖房を実施可能になっている。

冷凍サイクル装置１０Ａは、圧縮機１１Ａ、放熱器１２Ａ、減圧部１３Ａ、および機器用冷却器１４Ａ、および制御装置８０を備えている。冷凍サイクル装置１０Ａの冷媒回路１００には、圧縮機１１Ａ、放熱器１２Ａ、減圧部１３Ａ、および機器用冷却器１４Ａがこの順序で配置されている。なお、圧縮機１１Ａは、第１実施形態で説明した圧縮機１１と同様に構成される。

放熱器１２Ａは、圧縮機１１Ａから吐出された冷媒を放熱させる。放熱器１２Ａは、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒を、高温熱媒体回路３０Ａを流れる高温熱媒体に放熱させる熱交換器である。具体的には、放熱器１２Ａは、冷媒を凝縮させる凝縮部１２１Ａ、凝縮部１２１Ａを通過した冷媒の気液を分離するとともに、サイクル内で余剰となる液冷媒を貯留する受液部１２２Ａを有する。凝縮部１２１Ａおよび受液部１２２Ａは、第１実施形態で説明したものと同様に構成される。

ここで、高温熱媒体回路３０Ａは、第１実施形態と同様に、放熱器１２Ａ、高温側ポンプ３１Ａ、ヒータコア３２Ａ、高温側ラジエータ３３Ａ、高温側流量調整弁３４Ａ等を備えている。高温側ポンプ３１Ａ、ヒータコア３２Ａ、高温側ラジエータ３３Ａ、高温側流量調整弁３４Ａは、第１実施形態で説明したものと同様に構成される。

放熱器１２の出口側には減圧部１３Ａが接続されている。減圧部１３Ａは、放熱器１２を通過した冷媒を減圧する膨張弁である。減圧部１３Ａは、第１実施形態で説明した第１膨張弁１３２と同様に構成されている。

機器用冷却器１４Ａは、減圧部１３Ａで減圧された冷媒を、低温熱媒体回路４０Ａを循環する低温熱媒体と熱交換させることで、冷媒を蒸発させる蒸発器である。機器用冷却器１４Ａは、機器冷却時に減圧部１３Ａで減圧された冷媒の蒸発潜熱を利用してバッテリＢＴを冷却する冷却器として機能し、室内暖房時に吸熱器として機能する。

ここで、低温熱媒体回路４０Ａは、第１実施形態と同様に、機器用冷却器１４Ａ、低温側ポンプ４１Ａ、バッテリ冷却部４２Ａ、低温側ラジエータ４３Ａ、第１流路切替弁４４Ａ、第２流路切替弁４５Ａ等を備えている。低温側ポンプ４１Ａ、バッテリ冷却部４２Ａ、低温側ラジエータ４３Ａ、第１流路切替弁４４Ａ、および第２流路切替弁４５Ａは、第１実施形態で説明したものと同様に構成される。

以下、機器冷却システムの作動について説明する。機器冷却システムは、運転モードとして、機器冷却および室内暖房を実行可能に構成されている。

＜機器冷却＞
機器冷却は、冷媒の蒸発潜熱を利用して発熱機器であるバッテリＢＴを冷却する運転モードである。制御装置８０は、機器冷却時における各種機器の作動状態をセンサ群８１の検出信号および操作パネル８２の操作信号を用いて適宜決定する。

例えば、制御装置８０は、図１０に示すように、減圧部１３Ａが可変絞り状態となるように制御する。すなわち、制御装置８０は、機器冷却時に、機器用冷却器１４Ａの冷媒出口側の冷媒状態が過熱度を有する過熱状態となるように、減圧部１３Ａを制御する。

これにより、機器冷却時に冷凍サイクル装置１０Ａでは、圧縮機１１Ａから吐出された高圧冷媒が放熱器１２Ａの凝縮部１２１Ａに流入する。凝縮部１２１Ａに流入した冷媒は、高温熱媒体回路３０Ａを流れる高温熱媒体に対して放熱して凝縮する。

凝縮部１２１Ａを通過した冷媒は、受液部１２２Ａに流入して気液が分離される。そして、受液部１２２Ａで分離された液冷媒が、減圧部１３Ａに流入し、減圧部１３Ａにて減圧される。

減圧部１３Ａで減圧された冷媒は、機器用冷却器１４Ａに流入する。機器用冷却器１４Ａに流入した冷媒は、低温熱媒体回路４０Ａを流れる低温熱媒体から吸熱して蒸発する。これにより、低温熱媒体が冷却される。

機器冷却時には機器用冷却器１４Ａの冷媒出口側の冷媒状態が過熱状態となるように減圧部１３Ａの絞り開度αが設定される。このため、機器用冷却器１４Ａを通過した冷媒は、過熱度を有するガス冷媒となって圧縮機１１Ａに吸入される。圧縮機１１Ａに吸入された冷媒は、圧縮機１１Ａにて再び高圧冷媒となるまで圧縮される。

ここで、機器用冷却器１４Ａで冷却された低温熱媒体は、バッテリ冷却部４２Ａに流れ、バッテリＢＴから吸熱する。これにより、バッテリＢＴが冷却される。すなわち、機器冷却時は、機器用冷却器１４Ａにおける冷媒の蒸発潜熱を利用してバッテリＢＴが冷却される。

以上の如く、機器冷却時には、機器用冷却器１４Ａにて冷却された低温熱媒体をバッテリ冷却部４２Ａに供給することで、バッテリＢＴの冷却を行うことができる。

＜室内暖房＞
室内暖房は、室内空調ユニット６０Ａで所望の温度に加熱した空気を車室内に吹き出す運転モードである。制御装置８０は、室内暖房時における各種機器の作動状態をセンサ群８１の検出信号および操作パネル８２の操作信号を用いて適宜決定する。

例えば、制御装置８０は、図１０に示すように、機器用冷却器１４Ａの冷媒出口側の冷媒状態が過熱度を有する過熱状態および湿り蒸気を有する湿り状態に交互に変化するように、減圧部１３Ａの絞り開度αを変化させる揺らぎ処理を実行する。すなわち、制御装置８０は、室内暖房時に、第１実施形態の第１減圧部１３と同様に、減圧部１３Ａを制御する。

これにより、室内暖房時に冷凍サイクル装置１０Ａでは、圧縮機１１Ａから吐出された高圧冷媒が放熱器１２Ａの凝縮部１２１Ａに流入する。凝縮部１２１Ａに流入した冷媒は、高温熱媒体回路３０Ａを流れる高温熱媒体に対して放熱して凝縮する。これにより、高温熱媒体回路３０Ａを流れる高温熱媒体が加熱されて昇温する。

凝縮部１２１Ａで加熱された高温熱媒体は、ヒータコア３２Ａに流れ、車室内へ送風する送風空気に放熱される。すなわち、室内暖房時は、サイクル内の高圧冷媒が高温熱媒体を介して車室内へ送風する送風空気に放熱される。

一方、凝縮部１２１Ａを通過した冷媒は、受液部１２２Ａに流入して気液が分離される。そして、受液部１２２Ａで分離された液冷媒が減圧部１３Ａに流入し、減圧部１３Ａにて減圧される。

減圧部１３Ａで減圧された冷媒は、機器用冷却器１４Ａに流入する。機器用冷却器１４Ａに流入した冷媒は、低温熱媒体回路４０Ａを流れる低温熱媒体から吸熱して蒸発する。これにより、低温熱媒体が冷却される。機器用冷却器１４Ａで冷却された低温熱媒体は、低温側ラジエータ４３Ａに流れ、外気から吸熱する。

ここで、室内暖房時には機器用冷却器１４Ａの冷媒出口側の冷媒状態が過熱状態および湿り状態に交互に変化するように減圧部１３Ａの絞り開度αが変化する。このため、機器用冷却器１４Ａを通過した冷媒は、気液二相状態の冷媒となって圧縮機１１Ａに吸入される。圧縮機１１Ａに吸入された冷媒は、圧縮機１１Ａにて再び高圧冷媒となるまで圧縮される。

以上の如く、室内暖房時には、ヒータコア３２Ａ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。室内暖房時には、機器用冷却器１４Ａ内のオイルが液冷媒とともに圧縮機１１に戻される。

本実施形態の冷凍サイクル装置１０Ａは、第１実施形態と共通の構成を有している。このため、第１実施形態と共通の構成から奏される作用効果を第１実施形態と同様に得ることができる。すなわち、本実施形態の冷凍サイクル装置１０Ａは、少なくとも室内暖房時に、機器用冷却器１４Ａの冷媒出口側における冷媒状態が過熱状態および湿り状態に交互に変化するように減圧部１３Ａが制御される。これによると、少なくとも室内暖房時に、機器用冷却器１４Ａの冷媒出口側における冷媒状態が湿り状態となる際に、圧縮機１１Ａに対して気液二相状態の冷媒が吸入されるので、冷媒とともにサイクル内のオイルが圧縮機１１Ａに戻り易くなる。また、湿り状態と過熱状態とが交互に繰り返されることで、湿り状態での冷媒の乾き度が小さくなり過ぎることを抑制できる。この結果、圧縮機１１Ａでの液圧縮の発生を抑制することができる。

したがって、本実施形態の冷凍サイクル装置１０によれば、圧縮機１１の冷媒吸入側にアキュムレータを配置することなく、室内暖房時に圧縮機１１の冷媒吸入側にオイルを戻すことができる。

また、冷凍サイクル装置１０Ａは、放熱器１２Ａが、冷媒を凝縮させる凝縮部１２１Ａ、凝縮部１２１Ａを通過した冷媒の気液を分離するとともに、サイクル内で余剰となる液冷媒を貯留する受液部１２２Ａを有している。このため、冷凍サイクル装置１０Ａは、機器用冷却器１４Ａにおけるオイルの滞留を抑制しつつ、機器用冷却器１４Ａの熱交換性能を適切に発揮させることができる。また、冷凍サイクル装置１０Ａは、放熱器１２Ａにサイクル内の余剰冷媒を貯留する受液部１２２Ａが設けられたサイクル構成になっているので、機器冷却時に機器用冷却器１４Ａの冷媒出口側の冷媒状態を過熱状態とすることが可能になる。

（他の実施形態）
以上、本開示の代表的な実施形態について説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されることなく、例えば、以下のように種々変形可能である。

上述の実施形態では、揺らぎ処理において、第１膨張弁１３２の絞り開度αを小さくする場合に比べて大きくする場合の方が単位時間当たりの絞り開度αの変化量が大きくなるように第１減圧部１３を制御するものを例示したが、揺らぎ処理はこれに限定されない。揺らぎ処理は、例えば、単位時間当たりの絞り開度αの変化量が一定になるように第１減圧部１３を制御する処理になっていてもよい。

上述の実施形態では、揺らぎ処理として、冷媒の過熱度Ｔｓｈや第１膨張弁１３２の絞り開度αに応じて、第１膨張弁１３２の絞り開度αを変化させるものを例示したが、第１膨張弁１３２の絞り開度αを変化させる契機はこれに限定されない。

揺らぎ処理は、機器用冷却器１４の冷媒出口側の冷媒状態が過熱状態および湿り状態に交互に変化するものであれば、例えば、絞り開度αを変化させる時間を契機として第１膨張弁１３２の絞り開度αを変化させる処理になっていてもよい。

また、揺らぎ処理は、例えば、予め設定された許容範囲の間で第１膨張弁１３２の絞り開度αが増減するように第１減圧部１３を制御する処理であってもよい。この場合の許容範囲は、冷媒状態が飽和状態となる絞り開度αを挟む上限および下限を有する絞り範囲とすればよい。

上述の実施形態では、冷凍サイクル装置１０として、室内冷房、機器冷却、および室内暖房を実施可能なものを例示したが、冷凍サイクル装置１０はこれに限定されない。冷凍サイクル装置１０は、例えば、車室内の除湿暖房を実施可能に構成されていてもよい。また、冷凍サイクル装置１０は、例えば、室内暖房だけを実施可能に構成されていてもよい。

上述の実施形態で説明した冷凍サイクル装置１０の各構成は、上述の実施形態に開示されたものに限定されない。圧縮機１１は、例えば、内燃機関により駆動されるものが採用されていてもよい。放熱器１２は、例えば、受液部１２２や過冷却部１２３が省略され、凝縮部１２１だけを備える構成になっていてもよい。第２膨張弁１５２は、例えば、機械式膨張弁や固定絞りで構成されていてもよい。第１開閉弁１３１および第２開閉弁１５１は、例えば、第１膨張弁１３２および第２膨張弁１５２の下流側に配置されていてもよい。第１開閉弁１３１および第２開閉弁１５１は、例えば、第１膨張弁１３２および第２膨張弁１５２と並列になるように配置されていてもよい。また、第１減圧部１３および第２減圧部１５は、全閉機能を有する電気式膨張弁で構成されていてもよい。蒸発圧力調整弁１７は、例えば、第３冷媒流路１００ｃではなく第２冷媒流路１００ｂに配置されていてもよい。

上述の実施形態では、高温熱媒体および低温熱媒体として不凍液等の液体が用いられる例を説明したが、高温熱媒体および低温熱媒体はこれに限定されない。高温熱媒体および低温熱媒体は、熱伝導性に優れていれば気体が採用されていてもよい。

上述の実施形態で説明した高温熱媒体回路３０の各構成は、上述の実施形態に開示されたものに限定されない。高温熱媒体回路３０は、例えば、ヒータコア３２および高温側ラジエータ３３それぞれに対応して設けられた２つの流量調整弁によってヒータコア３２および高温側ラジエータ３３に流れる冷媒の流量比が調整される構成になっていてもよい。

上述の実施形態で説明した低温熱媒体回路４０の各構成は、上述の実施形態に開示されたものに限定されない。低温熱媒体回路４０は、三方弁タイプの流路切替弁によって流路切替がなされる構成になっていてもよい。

また、低温熱媒体回路４０を流れる低温熱媒体で冷却する機器は、作動時に発熱を伴う発熱機器であれば、バッテリＢＴ以外の機器であってもよい。車載される発熱機器は、バッテリＢＴ以外に走行用の駆動力を出力する電動モータ、電動モータに供給させる電力の周波数を変換するインバータ、バッテリＢＴに電力を充電するための充電器等がある。このため、低温熱媒体回路４０は、バッテリＢＴだけでなく、電動モータ、インバータ、充電器等を冷却するように構成されていてもよい。このような構成は、各種の発熱機器を低温熱媒体の流れに対して並列的あるいは直列的に接続することで実現可能である。

また、上述の実施形態では、高温側ラジエータ３３および低温側ラジエータ４３の関係について言及していないが、高温側ラジエータ３３および低温側ラジエータ４３は、互いに独立した構成に限定されない。例えば、高温側ラジエータ３３および低温側ラジエータ４３は、高温熱媒体の有する熱と低温熱媒体の有する熱が互いに熱移動可能に一体化されていてもよい。具体的には、高温側ラジエータ３３および低温側ラジエータ４３の一部の構成部品（例えば、熱交換フィン）を共通化することによって、熱媒体同士が熱移動可能に一体化されていてもよい。

上述の実施形態では、冷凍サイクル装置１０をハイブリッド車両の空調装置１や機器冷却システムに適用したものを例示したが、冷凍サイクル装置１０はこれに限定されない。冷凍サイクル装置１０は、例えば、電動車両の空調装置１や機器冷却システムに適用可能である。また、冷凍サイクル装置１０は、車両のような移動体ではなく、定置型の装置やシステムにも適用可能である。

上述の実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

上述の実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。

上述の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。

上述の実施形態において、センサから車両の外部環境情報（例えば外気温）を取得することが記載されている場合、そのセンサを廃し、車両の外部のサーバまたはクラウドからその外部環境情報を受信することも可能である。あるいは、そのセンサを廃し、車両の外部のサーバまたはクラウドからその外部環境情報に関連する関連情報を取得し、取得した関連情報からその外部環境情報を推定することも可能である。

本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移的実体的記憶媒体に記憶されていてもよい。

（まとめ）
上述の実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、冷凍サイクル装置は、圧縮機と、放熱器と、冷媒減圧部と、蒸発器と、冷媒減圧部を制御する開度制御部と、を備える。開度制御部は、少なくとも室内暖房時に、蒸発器の冷媒出口側における冷媒状態が過熱度を有する過熱状態および湿り蒸気を含む湿り状態に交互に変化するように冷媒減圧部の絞り開度を変化させる揺らぎ処理を実行する。

第２の観点によれば、冷凍サイクル装置は、圧縮機と、放熱器と、冷媒減圧部と、並列減圧部と、機器用冷却器と、空調用冷却器と、冷媒減圧部および並列減圧部を制御する開度制御部と、を備える。開度制御部は、少なくとも室内暖房時に、機器用冷却器の冷媒出口側における冷媒状態が過熱度を有する過熱状態および湿り蒸気を含む湿り状態に交互に変化するように冷媒減圧部の絞り開度を変化させる揺らぎ処理を実行する。

第３の観点によれば、冷凍サイクル装置は、空調用冷却器の冷媒流れ下流側に、空調用冷却器の出口側の冷媒の圧力を機器用冷却器の出口側の冷媒の圧力よりも高い圧力に維持するための圧力調整弁が配置されている。これによると、例えば、空調用冷却器および機器用冷却器の双方に冷媒が流れる場合に、空調用冷却器および機器用冷却器を流れる冷媒をそれぞれに適した温度に調整することが可能となる。

第４の観点によれば、揺らぎ処理は、冷媒の過熱度が所定の閾値温度に達するまで冷媒減圧部の絞り開度を小さくする。揺らぎ処理は、冷媒の過熱度が閾値温度に達すると冷媒状態が湿り状態となる基準開度となるまで冷媒減圧部の絞り開度を大きくする。揺らぎ処理は、冷媒減圧部の絞り開度が基準開度に達すると冷媒の過熱度が閾値温度に達するまで冷媒減圧部の絞り開度を小さくする。これによれば、冷媒減圧部の絞り開度を変化させることによって冷媒状態を過熱状態と湿り状態とに交互に切り替えることができる。

第５の観点によれば、揺らぎ処理は、冷媒の過熱度が所定の閾値温度以上となる第１基準開度となるまで冷媒減圧部の絞り開度を小さくする。揺らぎ処理は、冷媒減圧部の絞り開度が第１基準開度に達すると冷媒状態が湿り状態となる第２基準開度となるまで冷媒減圧部の絞り開度を大きくする。揺らぎ処理は、冷媒減圧部の絞り開度が第２基準開度に達すると冷媒減圧部の絞り開度が第１基準開度に達するまで冷媒減圧部の絞り開度を小さくする。これによれば、冷媒減圧部の絞り開度を変化させることによって冷媒状態を過熱状態と湿り状態とに交互に切り替えることができる。

第６の観点によれば、開度制御部は、揺らぎ処理において、冷媒減圧部の絞り開度を小さくする場合に比べて冷媒減圧部の絞り開度を大きくする場合の方が単位時間当たりの絞り開度の変化量が大きくなるように冷媒減圧部を制御する。このように、冷媒減圧部の絞り開度を大きくする際に、単位時間当たりの絞り開度の変化量を大きくすれば、圧縮機側へ気液二相状態の冷媒を流し易くすることができる。このため、冷媒とともにサイクル内のオイルが圧縮機に戻り易くなる。

第７の観点によれば、放熱器は、冷媒を凝縮させる凝縮部、凝縮部を通過した冷媒の気液を分離するとともに、サイクル内で余剰となる液冷媒を貯留する受液部を有する。このように、サイクル内の高圧側に受液部を設ける構成（いわゆるレシーバサイクル）は、蒸発器や機器用冷却器の出口側に受液部を備える構成（いわゆるアキュムレータサイクル）に比べて、蒸発器や機器用冷却器の熱交換性能を発揮させ易くなる。このため、本観点によれば、蒸発器や機器用冷却器におけるオイルの滞留を抑制しつつ、蒸発器や機器用冷却器の熱交換性能を適切に発揮させることができる。なお、アキュムレータサイクルは、受液部によって圧縮機の冷媒吸入側での損失が生ずるため、レシーバサイクルに比べて蒸発器や機器用冷却器の熱交換性能が低くなる。

第８の観点によれば、放熱器は、受液部を通過した冷媒を放熱させる過冷却部を有する。これによると、揺らぎ処理の実行時であっても、放熱器を通過した冷媒を液冷媒となるまで冷却することができる。つまり、過冷却部によって冷媒を過冷却することで、揺らぎ処理による放熱器における放熱能力のバラツキを抑えることができる。

第９の観点によれば、蒸発器は、冷媒減圧部で減圧された冷媒と熱媒体回路を循環する熱媒体と熱交換させる熱交換器で構成されている。これによると、蒸発器を、室内暖房時に冷媒が熱媒体から吸熱する吸熱器として機能させることができる。加えて、揺らぎ処理が実行されると、湿り状態の冷媒が蒸発器全体を通過する機会（すなわち、蒸発潜熱が得られる機会）が多くなることで、蒸発器における熱媒体からの吸熱効率の向上を期待できる。したがって、本開示の冷凍サイクル装置は、蒸発器として冷媒と熱媒体と熱交換させる熱交換器が好適である。

第１０の観点によれば、機器用冷却器は、冷媒減圧部で減圧された冷媒と熱媒体回路を循環する熱媒体と熱交換させる熱交換器で構成されている。これによると、機器冷却時には、機器用冷却器を冷媒が熱媒体から吸熱して蒸発した際の蒸発潜熱を利用して発熱機器を冷却する冷却器として機能させ、室内暖房時に機器用冷却器を冷媒が熱媒体から吸熱する吸熱器として機能させることができる。加えて、揺らぎ処理が実行されると、湿り状態の冷媒が機器用冷却器全体を通過する機会（すなわち、蒸発潜熱が得られる機会）が多くなることで、機器用冷却器における熱媒体からの吸熱効率の向上を期待できる。したがって、本開示の冷凍サイクル装置は、機器用冷却器として冷媒と熱媒体と熱交換させる熱交換器が好適である。

１０、１０Ａ 冷凍サイクル装置
１１、１１Ａ 圧縮機
１２、１２Ａ 放熱器
１３、１３Ａ 第１減圧部（冷媒減圧部）
１４、１４Ａ 蒸発器、機器用冷却器
８０ 制御装置
８０ａ 開度制御部

Claims (10)

1. 空調対象空間に送風する送風空気を暖める室内暖房を実施可能な冷凍サイクル装置であって、
   オイルを含む冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１、１１Ａ）と、
   前記室内暖房時に前記圧縮機から吐出された冷媒を熱源として前記送風空気を暖める放熱器（１２、１２Ａ）と、
   前記放熱器を通過した冷媒を減圧させる冷媒減圧部（１３、１３Ａ）と、
   前記室内暖房時に吸熱器として機能する蒸発器（１４、１４Ａ）と、
   前記冷媒減圧部を制御する開度制御部（８０ａ）と、を備え、
   前記開度制御部は、少なくとも前記室内暖房時に、前記蒸発器の冷媒出口側における冷媒状態が過熱度を有する過熱状態および湿り蒸気を含む湿り状態に交互に変化するように前記冷媒減圧部の絞り開度を変化させる揺らぎ処理を実行する、冷凍サイクル装置。
2. 空調対象空間に送風する送風空気を暖める室内暖房、発熱機器（ＢＴ）を冷却する機器冷却、および前記送風空気を冷却する室内冷房を実施可能な冷凍サイクル装置であって、
   オイルを含む冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
   前記室内暖房時に前記圧縮機から吐出された冷媒を熱源として前記空調対象空間に送風する前記送風空気を暖める放熱器（１２）と、
   前記放熱器を通過した冷媒を減圧させる冷媒減圧部（１３）と、
   前記放熱器の冷媒流れ下流側において前記冷媒減圧部と並列に配置される並列減圧部（１５）と、
   前記機器冷却時に前記冷媒減圧部で減圧された冷媒の蒸発潜熱を利用して前記発熱機器を冷却する冷却器として機能し、前記室内暖房時に吸熱器として機能する機器用冷却器（１４）と、
   前記並列減圧部で減圧された冷媒の前記蒸発潜熱を利用して前記送風空気を冷却する空調用冷却器（１６）と、
   前記冷媒減圧部および前記並列減圧部を制御する開度制御部（８０ａ）と、を備え、
   前記開度制御部は、少なくとも前記室内暖房時に、前記機器用冷却器の冷媒出口側における冷媒状態が過熱度を有する過熱状態および湿り蒸気を含む湿り状態に交互に変化するように前記冷媒減圧部の絞り開度を変化させる揺らぎ処理を実行する、冷凍サイクル装置。
3. 前記空調用冷却器の冷媒流れ下流側には、前記空調用冷却器の出口側の冷媒の圧力を前記機器用冷却器の出口側の冷媒の圧力よりも高い圧力に維持するための圧力調整弁（１７）が配置されている、請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
4. 前記揺らぎ処理は、
   冷媒の前記過熱度が所定の閾値温度に達するまで前記冷媒減圧部の絞り開度を小さくし、
   冷媒の前記過熱度が前記閾値温度に達すると前記冷媒状態が前記湿り状態となる基準開度となるまで前記冷媒減圧部の絞り開度を大きくし、
   前記冷媒減圧部の絞り開度が前記基準開度に達すると冷媒の前記過熱度が前記閾値温度に達するまで前記冷媒減圧部の絞り開度を小さくする処理である、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
5. 前記揺らぎ処理は、
   冷媒の前記過熱度が所定の閾値温度以上となる第１基準開度となるまで前記冷媒減圧部の絞り開度を小さくし、
   前記冷媒減圧部の絞り開度が前記第１基準開度に達すると前記冷媒状態が前記湿り状態となる第２基準開度となるまで前記冷媒減圧部の絞り開度を大きくし、
   前記冷媒減圧部の絞り開度が前記第２基準開度に達すると前記冷媒減圧部の絞り開度が前記第１基準開度に達するまで前記冷媒減圧部の絞り開度を小さくする処理である、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
6. 前記開度制御部は、前記揺らぎ処理において、前記冷媒減圧部の絞り開度を小さくする場合に比べて前記冷媒減圧部の絞り開度を大きくする場合の方が単位時間当たりの絞り開度の変化量が大きくなるように前記冷媒減圧部を制御する、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
7. 前記放熱器は、冷媒を凝縮させる凝縮部（１２１、１２１Ａ）、前記凝縮部を通過した冷媒の気液を分離するとともに、サイクル内で余剰となる液冷媒を貯留する受液部（１２２、１２２Ａ）を有する、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
8. 前記放熱器は、前記受液部を通過した冷媒を放熱させる過冷却部（１２３）を有する、請求項７に記載の冷凍サイクル装置。
9. 前記蒸発器は、前記冷媒減圧部で減圧された冷媒と熱媒体回路（４０）を循環する熱媒体と熱交換させる熱交換器で構成されている、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
10. 前記機器用冷却器は、前記冷媒減圧部で減圧された冷媒と熱媒体回路（４０Ａ）を循環する熱媒体と熱交換させる熱交換器で構成されている、請求項２に記載の冷凍サイクル装置。

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