WO2021215072A1

WO2021215072A1 - 冷凍サイクル装置

Info

Publication number: WO2021215072A1
Application number: PCT/JP2021/004119
Authority: WO
Inventors: 伊藤　誠司; 鈴木　聡; 康介白鳥; 賢吾杉村
Original assignee: 株式会社デンソー
Priority date: 2020-04-20
Filing date: 2021-02-04
Publication date: 2021-10-28
Also published as: JP2021173425A; JP7456261B2

Abstract

冷却対象物を冷却する冷凍サイクル装置において、冷却対象物の温度を適切に制御可能にする。冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、圧縮機から吐出された冷媒を放熱させる放熱部（１２、１６）と、放熱部で放熱された冷媒を減圧させる冷却用減圧部（１４ｃ）と、冷却用減圧部で減圧された冷媒を冷却対象物の熱で蒸発させることによって冷却対象物を冷却する冷却部（１９、５０）と、冷却部における冷却対象物の冷却量が目標冷却量（ＱＢＯ）となるように冷却用減圧部を制御する制御部（６０）とを備える。

Description

冷凍サイクル装置

関連出願の相互参照

　本出願は、２０２０年４月２０日に出願された日本特許出願２０２０－７４８８４号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。

　本開示は、冷却対象物を冷却する冷凍サイクル装置に関する。

　従来、特許文献１には、冷却用膨張弁で減圧された冷媒と低温側熱媒体とを熱交換させるチラーを備え、チラーで冷却された低温側熱媒体が電池を冷却する冷凍サイクル装置が記載されている。

　この従来技術では、チラーから流出した冷媒の過熱度が目標過熱度に近づくように冷却用膨張弁の開度が制御される。

特開２０１９－２１１１９７号公報

　上記従来技術では、チラーから流出した冷媒の過熱度が目標過熱度に近づくように冷却用膨張弁の開度が制御されるので、バッテリの温度を適切に制御するのが困難である。そのため、バッテリを冷却しすぎてエネルギーを無駄に消費してしまうことが起こりうる。

　本開示は上記点に鑑みて、冷却対象物の温度を適切に制御可能にすることを目的とする。

　本開示の一態様による冷凍サイクル装置は、圧縮機と、放熱部と、冷却用減圧部と、冷却部と、制御部とを備える。

　圧縮機は、冷媒を圧縮して吐出する。放熱部は、圧縮機から吐出された冷媒を放熱させる。冷却用減圧部は、放熱部で放熱された冷媒を減圧させる。冷却部は、冷却用減圧部で減圧された冷媒を冷却対象物の熱で蒸発させることによって冷却対象物を冷却する。制御部は、冷却部における冷却対象物の冷却量が目標冷却量となるように冷却用減圧部を制御する。

　これによると、冷却対象物の冷却量を適切に制御できるので、冷却対象物の温度を適切に制御できる。

　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な既述により、より明確となる。
第１実施形態の車両用空調装置の全体構成図である。第１実施形態の車両用空調装置の電気制御部を示すブロック図である。第１実施形態の制御プログラムの制御処理の一部を示すフローチャートである。第１実施形態の制御プログラムの制御処理の別の一部を示すフローチャートである。第１実施形態の冷房冷却モードの制御処理を示すフローチャートである。第１実施形態の冷房冷却モードにおける第１仮目標冷却量を決定するための制御特性図である。第１実施形態の冷房冷却モードにおける補正冷却量を決定するための制御特性図である。第１実施形態の冷房冷却モードにおける作動例を示すタイムチャートである。第２実施形態の冷房冷却モードにおける第１仮目標冷却量を決定するための制御特性図である。第４実施形態の車両用空調装置の全体構成図である。第５実施形態の車両用空調装置の全体構成図である。第６実施形態の車両用空調装置の全体構成図である。

　以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各実施形態において先行する実施形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の実施形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

　（第１実施形態）
　図１～図８を用いて、本開示の第１実施形態を説明する。本実施形態では、本開示に係る冷凍サイクル装置１０を、電動モータから走行用の駆動力を得る電気自動車に搭載された車両用空調装置１に適用している。車両用空調装置１は、空調対象空間である車室内の空調を行うだけでなく、バッテリ８０の温度を調整する機能を有している。このため、車両用空調装置１は、バッテリ温度調整機能付きの空調装置と呼ぶこともできる。

　バッテリ８０は、電動モータ等の車載機器へ供給される電力を蓄える二次電池である。本実施形態のバッテリ８０は、リチウムイオン電池である。バッテリ８０は、複数の電池セル８１を積層配置し、これらの電池セル８１を電気的に直列あるいは並列に接続することによって形成された、いわゆる組電池である。

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

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

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

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

　冷凍サイクル装置１０は、車室内の空調を行うために、様々な運転モード用の冷媒回路を切替可能に構成されている。例えば、冷房モードの冷媒回路、除湿暖房モードの冷媒回路、暖房モードの冷媒回路等を切替可能に構成されている。さらに、冷凍サイクル装置１０は、空調用の各運転モードにおいて、バッテリ８０を冷却する運転モードとバッテリ８０の冷却を行わない運転モードとを切り替えることができる。

　また、冷凍サイクル装置１０では、冷媒としてＨＦＯ系冷媒（具体的には、Ｒ１２３４ｙｆ）を採用しており、圧縮機１１から吐出された吐出冷媒の圧力が冷媒の臨界圧力を超えない蒸気圧縮式の亜臨界冷凍サイクルを構成している。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いる。冷凍機油の一部は、冷媒とともにサイクルを循環している。

　冷凍サイクル装置１０の構成機器のうち、圧縮機１１は、冷凍サイクル装置１０において冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。圧縮機１１は、車室の前方に配置されて電動モータ等が収容される駆動装置室内に配置されている。圧縮機１１は、吐出容量が固定された固定容量型の圧縮機構を電動モータにて回転駆動する電動圧縮機である。圧縮機１１は、サイクル制御装置６０から出力される制御信号によって、回転数（すなわち、冷媒吐出能力）が制御される。

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

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

　さらに、冷凍サイクル装置１０は、第２～第６三方継手１３ｂ～１３ｆを備えている。これらの第２～第６三方継手１３ｂ～１３ｆの基本的構成は、第１三方継手１３ａと同様である。

　第１三方継手１３ａの一方の流出口には、暖房用膨張弁１４ａの入口側が接続されている。第１三方継手１３ａの他方の流出口には、バイパス通路２２ａを介して、第２三方継手１３ｂの一方の流入口側が接続されている。バイパス通路２２ａには、除湿用開閉弁１５ａが配置されている。

　除湿用開閉弁１５ａは、第１三方継手１３ａの他方の流出口側と第２三方継手１３ｂの一方の流入口側とを接続する冷媒通路を開閉する電磁弁である。さらに、冷凍サイクル装置１０は、暖房用開閉弁１５ｂを備えている。暖房用開閉弁１５ｂの基本的構成は、除湿用開閉弁１５ａと同様である。

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

　暖房用膨張弁１４ａは、少なくとも車室内の暖房を行う運転モード時に、水冷媒熱交換器１２の冷媒通路から流出した高圧冷媒を減圧させるとともに、下流側へ流出させる冷媒の流量（すなわち、質量流量）を調整する暖房用減圧部である。暖房用膨張弁１４ａは、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、弁体の開度を変化させ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。

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

　暖房用膨張弁１４ａ、冷房用膨張弁１４ｂおよび冷却用膨張弁１４ｃは、弁開度を全開にすることで流量調整作用および冷媒減圧作用を殆ど発揮することなく単なる冷媒通路として機能する全開機能、および弁開度を全閉にすることで冷媒通路を閉塞する全閉機能を有している。

　そして、全開機能および全閉機能によって、暖房用膨張弁１４ａ、冷房用膨張弁１４ｂおよび冷却用膨張弁１４ｃは、各運転モードの冷媒回路を切り替えることができる。

　従って、本実施形態の暖房用膨張弁１４ａ、冷房用膨張弁１４ｂおよび冷却用膨張弁１４ｃは、冷媒回路切替部としての機能も兼ね備えている。暖房用膨張弁１４ａ、冷房用膨張弁１４ｂおよび冷却用膨張弁１４ｃは、サイクル制御装置６０から出力される制御信号（換言すれば、制御パルス）によって、その作動が制御される。

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

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

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

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

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

　冷房用膨張弁１４ｂの出口には、室内蒸発器１８の冷媒入口側が接続されている。室内蒸発器１８は、室内空調ユニット３０の空調ケース３１内に配置されている。室内蒸発器１８は、冷房用膨張弁１４ｂにて減圧された低圧冷媒と送風機３２から送風された空気とを熱交換させて低圧冷媒を蒸発させ、低圧冷媒に吸熱作用を発揮させることによって空気を冷却する冷却用熱交換器（換言すれば空気用蒸発部）である。室内蒸発器１８の冷媒出口には、第６三方継手１３ｆの一方の流入口側が接続されている。

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

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

　第６三方継手１３ｆの流出口には、蒸発圧力調整弁２０の入口側が接続されている。蒸発圧力調整弁２０は、室内蒸発器１８の着霜を抑制するために、室内蒸発器１８における冷媒蒸発圧力を、予め定めた基準圧力以上に維持する。蒸発圧力調整弁２０は、室内蒸発器１８の出口側冷媒の圧力の上昇に伴って、弁開度を増加させる機械式の可変絞り機構で構成されている。

　これにより、蒸発圧力調整弁２０は、室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度を、室内蒸発器１８の着霜を抑制可能な着霜抑制温度（本実施形態では、１℃）以上に維持している。さらに、本実施形態の蒸発圧力調整弁２０は、合流部である第６三方継手１３ｆよりも冷媒流れ下流側に配置されている。このため、蒸発圧力調整弁２０は、チラー１９における冷媒蒸発温度についても、着霜抑制温度以上に維持している。

　蒸発圧力調整弁２０の出口には、第４三方継手１３ｄの他方の流入口側が接続されている。第４三方継手１３ｄの流出口には、アキュムレータ２１の入口側が接続されている。アキュムレータ２１は、内部に流入した冷媒の気液を分離して、サイクル内の余剰液相冷媒を蓄える気液分離器である。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。

　以上の説明から明らかなように、本実施形態の第５三方継手１３ｅは、室外熱交換器１６から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部として機能する。また、第６三方継手１３ｆは、室内蒸発器１８から流出した冷媒の流れとチラー１９から流出した冷媒の流れとを合流させて、圧縮機１１の吸入側へ流出させる合流部である。

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

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

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

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

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

　つまり、本実施形態では、水冷媒熱交換器１２および高温側熱媒体回路４０の各構成機器によって、圧縮機１１から吐出された冷媒を熱源として、空気を加熱する加熱部が構成されている。

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

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

　チラー１９の水通路の出口には、冷却用熱交換部５２の入口側が接続されている。冷却用熱交換部５２は、バッテリ８０を形成する複数の電池セル８１に接触するように配置された金属製の複数の熱媒体流路を有している。そして、熱媒体流路を流通する低温側熱媒体と電池セル８１とを熱交換させることによって、バッテリ８０を冷却する熱交換部である。

　このような冷却用熱交換部５２は、積層配置された電池セル８１同士の間に熱媒体流路を配置することによって形成すればよい。また、冷却用熱交換部５２は、バッテリ８０に一体的に形成されていてもよい。例えば、積層配置された電池セル８１を収容する専用ケースに熱媒体流路を設けることによって、バッテリ８０に一体的に形成されていてもよい。

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

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

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

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

　従って、低温側熱媒体回路５０では、低温側熱媒体ポンプ５１が、冷却用熱交換部５２へ流入する低温側熱媒体の流量を調整することによって、冷却用熱交換部５２における低温側熱媒体がバッテリ８０から奪う吸熱量を調整することができる。つまり、本実施形態では、チラー１９および低温側熱媒体回路５０の各構成機器によって、冷却用膨張弁１４ｃから流出した冷媒を蒸発させて、バッテリ８０を冷却する冷却部が構成されている。

　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、冷凍サイクル装置１０によって温度調整された空気を車室内へ吹き出す。室内空調ユニット３０は、車室内最前部の計器盤（すなわち、インストルメントパネル）の内側に配置されている。

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

　空調ケース３１は、車室内に送風される空気の空気通路を形成している。空調ケース３１は、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂（例えば、ポリプロピレン）にて成形されている。

　空調ケース３１の空気流れ最上流側には、内外気切替装置３３が配置されている。内外気切替装置３３は、空調ケース３１内へ内気（すなわち、車室内空気）と外気（すなわち、車室外空気）とを切替導入する。

　内外気切替装置３３は、空調ケース３１内へ内気を導入させる内気導入口および外気を導入させる外気導入口の開口面積を、内外気切替ドアによって連続的に調整して、内気の導入風量と外気の導入風量との導入割合を変化させる。内外気切替ドアは、内外気切替ドア用の電動アクチュエータによって駆動される。電動アクチュエータは、サイクル制御装置６０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。

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

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

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

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

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

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

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

　これらのフェイス開口穴、フット開口穴、およびデフロスタ開口穴は、それぞれ空気通路を形成するダクトを介して、車室内に設けられたフェイス吹出口、フット吹出口およびデフロスタ吹出口（いずれも図示せず）に接続されている。

　従って、エアミックスドア３４が、ヒータコア４２を通過させる風量と冷風バイパス通路３５を通過させる風量との風量割合を調整することによって、混合空間にて混合される空調風の温度が調整される。そして、各吹出口から車室内へ吹き出される空気（空調風）の温度が調整される。

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

　これらのフェイスドア、フットドア、デフロスタドアは、吹出口モードを切り替える吹出口モード切替装置を構成している。これらのドアは、リンク機構等を介して、吹出口モードドア駆動用の電動アクチュエータに連結されて連動して回転操作される。電動アクチュエータも、サイクル制御装置６０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。

　吹出口モード切替装置によって切り替えられる吹出口モードとしては、具体的に、フェイスモード、バイレベルモード、フットモード等がある。

　フェイスモードは、フェイス吹出口を全開としてフェイス吹出口から車室内乗員の上半身に向けて空気を吹き出す吹出口モードである。バイレベルモードは、フェイス吹出口とフット吹出口の両方を開口して車室内乗員の上半身と足元に向けて空気を吹き出す吹出口モードである。フットモードは、フット吹出口を全開とするとともにデフロスタ吹出口を小開度だけ開口して、フット吹出口から主に空気を吹き出す吹出口モードである。

　さらに、乗員が操作パネル７０に設けられた吹出モード切替スイッチをマニュアル操作することによって、デフロスタモードに切り替えることもできる。デフロスタモードは、デフロスタ吹出口を全開としてデフロスタ吹出口からフロント窓ガラス内面に空気を吹き出す吹出口モードである。

　次に、本実施形態の電気制御部の概要について説明する。サイクル制御装置６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。そして、そのＲＯＭ内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、その出力側に接続された各種制御対象機器１１、１４ａ～１４ｃ、１５ａ、１５ｂ、３２、４１、５１、５３等の作動を制御する。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

　バッテリ制御装置６９は、バッテリ８０の入出力を制御するバッテリ制御部である。バッテリ制御装置６９には、バッテリ温度センサ６９ａからの検出信号が入力される。

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

　サイクル制御装置６０には、バッテリ制御装置６９から、バッテリ８０の急速充電を開始する時刻や、バッテリ温度ＴＢ等の情報が入力される。

　さらに、サイクル制御装置６０の入力側には、図２に示すように、車室内前部の計器盤付近に配置された操作パネル７０が接続され、操作パネル７０に設けられた各種操作スイッチからの操作信号が入力される。

　操作パネル７０に設けられた各種操作スイッチとしては、具体的に、車両用空調装置の自動制御運転を設定あるいは解除するオートスイッチ、室内蒸発器１８で空気の冷却を行うことを要求するエアコンスイッチ、送風機３２の風量をマニュアル設定する風量設定スイッチ、車室内の目標温度Ｔｓｅｔを設定する温度設定スイッチ、吹出モードをマニュアル設定する吹出モード切替スイッチ等がある。

　なお、本実施形態のサイクル制御装置６０には、その出力側に接続された各種制御対象機器を制御する制御部が一体に構成されているが、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部を構成している。

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

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

　次に、上記構成における本実施形態の作動について説明する。前述の如く、本実施形態の車両用空調装置１は、車室内の空調を行うだけでなく、バッテリ８０の温度を調整する機能を有している。このため、冷凍サイクル装置１０では、冷媒回路を切り替えて、以下の１１種類の運転モードでの運転を行うことができる。

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

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

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

　（４）暖房モード：暖房モードは、バッテリ８０の冷却を行うことなく、空気を加熱して車室内へ吹き出すことによって車室内の暖房を行う運転モードである。

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

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

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

　（８）暖房冷却モード：暖房冷却モードは、バッテリ８０の冷却を行うとともに、空気を加熱して車室内へ吹き出すことによって車室内の暖房を行う運転モードである。

　（９）暖房直列冷却モード：暖房直列冷却モードは、バッテリ８０の冷却を行うとともに、空気を暖房冷却モードよりも高い加熱能力で加熱して車室内へ吹き出すことによって車室内の暖房を行う運転モードである。

　（１０）暖房並列冷却モード：暖房並列冷却モードは、バッテリ８０の冷却を行うとともに、空気を暖房直列冷却モードよりも高い加熱能力で加熱して車室内へ吹き出すことによって車室内の暖房を行う運転モードである。

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

　これらの運転モードの切り替えは、制御プログラムが実行されることによって行われる。制御プログラムは、乗員の操作によって操作パネル７０のオートスイッチが投入（ＯＮ）されて、車室内の自動制御が設定された際に実行される。図３～図５を用いて、制御プログラムについて説明する。また、図３等のフローチャートに示す各制御ステップは、サイクル制御装置６０が有する機能実現部である。

　まず、図３のステップＳ１０では、上述したセンサ群の検出信号、および操作パネル７０の操作信号を読み込む。続くステップＳ２０では、ステップＳ１０にて読み込んだ検出信号および操作信号に基づいて、車室内へ送風される空気の目標温度である目標吹出温度ＴＡＯを決定する。従って、ステップＳ２０は、目標吹出温度決定部である。

　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×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である。Ｔｒは内気センサによって検出された車室内温度である。Ｔａｍは外気センサによって検出された車室外温度である。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、ステップＳ３０では、エアコンスイッチがＯＮ（投入）されているか否かが判定される。エアコンスイッチがＯＮされていることは、乗員が車室内の冷房あるいは除湿を要求していることを意味している。換言すると、エアコンスイッチがＯＮされていることは、室内蒸発器１８にて空気を冷却することが要求されていることを意味している。

　ステップＳ３０にて、エアコンスイッチがＯＮされていると判定された場合は、ステップＳ４０へ進む。ステップＳ３０にて、エアコンスイッチがＯＮされていないと判定された場合は、ステップＳ１６０へ進む。

　ステップＳ４０では、外気温Ｔａｍが予め定めた基準外気温ＫＡ（本実施形態では、０℃）以上であるか否かが判定される。基準外気温ＫＡは、室内蒸発器１８にて空気を冷却することが、空調対象空間の冷房あるいは除湿を行うために有効となるように設定されている。

　より詳細には、本実施形態では、室内蒸発器１８の着霜を抑制するために、蒸発圧力調整弁２０によって室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度を着霜抑制温度（本実施形態では、１℃）以上に維持している。このため、室内蒸発器１８では、空気を着霜抑制温度より低い温度に冷却することができない。

　つまり、室内蒸発器１８へ流入する空気の温度が着霜抑制温度よりも低くなっている際には、室内蒸発器１８にて空気を冷却することは有効ではない。そこで、基準外気温ＫＡを着霜抑制温度より低い値に設定し、外気温Ｔａｍが基準外気温ＫＡより低くなっている際には、室内蒸発器１８にて空気を冷却しないようにしている。

　ステップＳ４０にて、外気温Ｔａｍが基準外気温ＫＡ以上であると判定された場合は、ステップＳ５０へ進む。ステップＳ４０にて、外気温Ｔａｍが基準外気温ＫＡ以上ではないと判定された場合は、ステップＳ１６０へ進む。

　ステップＳ５０では、目標吹出温度ＴＡＯが冷房用基準温度α１以下であるか否かが判定される。冷房用基準温度α１は、サイクル制御装置６０によって決定される。

　ステップＳ５０にて、目標吹出温度ＴＡＯが冷房用基準温度α１以下であると判定された場合は、ステップＳ６０へ進む。ステップＳ５０にて、目標吹出温度ＴＡＯが冷房用基準温度α１以下ではないと判定された場合は、ステップＳ９０へ進む。

　ステップＳ６０では、バッテリ８０の冷却が必要であるか否かが判定される。具体的には、本実施形態では、バッテリ温度センサ６９ａによって検出されたバッテリ温度ＴＢが予め定めた基準冷却温度ＫＴＢ（本実施形態では、３５℃）以上となっている際に、バッテリ８０の冷却が必要であると判定する。また、バッテリ温度ＴＢが基準冷却温度ＫＴＢより低くなっている際に、バッテリ８０の冷却は必要でないと判定する。

　ステップＳ６０にて、バッテリ８０の冷却が必要であると判定された場合は、ステップＳ７０へ進み、運転モードとして（５）冷房冷却モードが選択される。ステップＳ６０にて、バッテリ８０の冷却が必要でないと判定された場合は、ステップＳ８０へ進み、運転モードとして（１）冷房モードが選択される。

　ステップＳ９０では、目標吹出温度ＴＡＯが除湿用基準温度β１以下であるか否かが判定される。除湿用基準温度β１は、サイクル制御装置６０によって決定される。除湿用基準温度β１は、冷房用基準温度α１よりも高い値に決定される。

　ステップＳ９０にて、目標吹出温度ＴＡＯが除湿用基準温度β１以下であると判定された場合は、ステップＳ１００へ進む。ステップＳ９０にて、目標吹出温度ＴＡＯが除湿用基準温度β１以下ではないと判定された場合は、ステップＳ１３０へ進む。

　ステップＳ１００では、ステップＳ６０と同様に、バッテリ８０の冷却が必要であるか否かが判定される。

　ステップＳ１００にて、バッテリ８０の冷却が必要であると判定された場合は、ステップＳ１１０へ進み、冷凍サイクル装置１０の運転モードとして（６）直列除湿暖房冷却モードが選択される。ステップＳ１００にて、バッテリ８０の冷却が必要でないと判定された場合は、ステップＳ１２０へ進み、運転モードとして（２）直列除湿暖房モードが選択される。

　ステップＳ１３０では、ステップＳ６０と同様に、バッテリ８０の冷却が必要であるか否かが判定される。

　ステップＳ１３０にて、バッテリ８０の冷却が必要であると判定された場合は、ステップＳ１４０へ進み、冷凍サイクル装置１０の運転モードとして（７）並列除湿暖房冷却モードが選択される。ステップＳ１００にて、バッテリ８０の冷却が必要でないと判定された場合は、ステップＳ１５０へ進み、運転モードとして（３）並列除湿暖房モードが選択される。

　続いて、ステップＳ３０あるいはステップＳ４０からステップＳ１６０へ進んだ場合について説明する。ステップＳ３０あるいはステップＳ４０からステップＳ１６０へ進んだ場合は、室内蒸発器１８にて空気を冷却することが有効ではないと判定された場合である。ステップＳ１６０では、図４に示すように、目標吹出温度ＴＡＯが暖房用基準温度γ以上であるか否かが判定される。

　暖房用基準温度γは、サイクル制御装置６０によって決定される。暖房用基準温度γは、ヒータコア４２にて空気を加熱することが、空調対象空間の暖房を行うために有効となるように設定されている。

　ステップＳ１６０にて、目標吹出温度ＴＡＯが暖房用基準温度γ以上であると判定された場合は、ヒータコア４２にて空気を加熱する必要がある場合であり、ステップＳ１７０へ進む。ステップＳ１６０にて、目標吹出温度ＴＡＯが暖房用基準温度γ以上ではないと判定された場合は、ヒータコア４２にて空気を加熱する必要がない場合であり、ステップＳ２４０へ進む。

　ステップＳ１７０では、ステップＳ６０と同様に、バッテリ８０の冷却が必要であるか否かが判定される。

　ステップＳ１７０にて、バッテリ８０の冷却が必要であると判定された場合は、ステップＳ１８０へ進む。ステップＳ１７０にて、バッテリ８０の冷却が必要でないと判定された場合は、ステップＳ２３０へ進み、運転モードとして（４）暖房モードが選択される。

　ここで、ステップＳ１７０にて、バッテリ８０の冷却が必要であると判定されてステップＳ１８０へ進んだ場合は、車室内の暖房とバッテリ８０の冷却との双方を行う必要がある。このため、冷凍サイクル装置１０では、水冷媒熱交換器１２にて冷媒が高温側熱媒体へ放熱する放熱量と、チラー１９にて冷媒が低温側熱媒体から吸熱する吸熱量とを適切に調整する必要がある。

　そこで、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、車室内の暖房とバッテリ８０の冷却との双方を行う必要がある場合には、図４のステップＳ１８０～Ｓ２２０に示すように、（８）暖房冷却モード、（９）暖房直列冷却モード、（１０）暖房並列冷却モードの３つの運転モードを切り替える。

　まず、ステップＳ１８０では、目標吹出温度ＴＡＯが低温側冷却基準温度α２以下であるか否かが判定される。低温側冷却基準温度α２は、サイクル制御装置６０によって決定される。低温側冷却基準温度α２は、冷房用基準温度α１よりも高く、かつ除湿用基準温度β１よりも低い値に決定される。

　ステップＳ１８０にて、目標吹出温度ＴＡＯが低温側冷却基準温度α２以下であると判定された場合は、ステップＳ１９０へ進み、運転モードとして（８）暖房冷却モードが選択される。ステップＳ１８０にて、目標吹出温度ＴＡＯが低温側冷却基準温度α２以下ではないと判定された場合は、ステップＳ２００へ進む。

　ステップＳ２００では、目標吹出温度ＴＡＯが高温側冷却基準温度β２以下であるか否かが判定される。高温側冷却基準温度β２は、サイクル制御装置６０によって決定される。高温側冷却基準温度β２は、除湿用基準温度β１よりも高い値に決定される。

　ステップＳ２００にて、目標吹出温度ＴＡＯが高温側冷却基準温度β２以下であると判定された場合は、ステップＳ２１０へ進み、運転モードとして（９）暖房直列冷却モードが選択される。ステップＳ２００にて、目標吹出温度ＴＡＯが高温側冷却基準温度β２以下ではないと判定された場合は、ステップＳ２２０へ進み、運転モードとして（１０）暖房並列冷却モードが選択される。

　続いて、ステップＳ１６０からステップＳ２４０へ進んだ場合について説明する。ステップＳ１６０からステップＳ２４０へ進んだ場合は、ヒータコア４２にて空気を加熱する必要がない場合である。そこで、ステップＳ２４０では、ステップＳ６０と同様に、バッテリ８０の冷却が必要であるか否かが判定される。

　ステップＳ２４０にて、バッテリ８０の冷却が必要であると判定された場合は、ステップＳ２５０へ進み、運転モードとして（１１）冷却モードが選択される。ステップＳ２００にて、バッテリ８０の冷却が必要でないと判定された場合は、ステップＳ２６０へ進み、運転モードとして送風モードが選択されて、ステップＳ１０へ戻る。

　送風モードは、圧縮機１１を停止させて、風量設定スイッチによって設定された設定信号に応じて送風機３２を作動させる運転モードである。なお、ステップＳ２４０にて、バッテリ８０の冷却が必要でないと判定された場合は、車室内の空調および電池の冷却のための冷凍サイクル装置１０を作動させる必要がない場合である。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

　次のステップでは、以下数式Ｆ２を用いて、エアミックスドア３４の開度ＳＷを算定する。
ＳＷ＝｛ＴＡＯ＋（Ｔｅｆｉｎ＋Ｃ２）｝／｛ＴＷＨ＋（Ｔｅｆｉｎ＋Ｃ２）｝…（Ｆ２）
　なお、ＴＷＨは、高温側熱媒体温度センサ６６ａによって検出された高温側熱媒体温度である。Ｃ２は制御用の定数である。

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

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

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

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

　従って、冷房モードの車両用空調装置１では、エアミックスドア３４の開度調整によって、室内蒸発器１８にて冷却された空気の一部をヒータコア４２にて再加熱し、目標吹出温度ＴＡＯに近づくように温度調整された空気を車室内へ吹き出すことによって、車室内の冷房を行うことができる。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

　これによれば、水冷媒熱交換器１２にて、高温側熱媒体を加熱することができる。従って、暖房モードの車両用空調装置１では、ヒータコア４２にて加熱された空気を車室内へ吹き出すことによって、車室内の暖房を行うことができる。

　（５）冷房冷却モード
　冷房冷却モードでは、サイクル制御装置６０が、図５に示す冷房冷却モードでの制御フローを実行する。冷房冷却モードの以下の説明で参照される制御マップは、予め各運転モード毎にサイクル制御装置６０に記憶されている。

　まず、ステップＳ１１００～Ｓ１１４０では、冷房モードと同様に、目標蒸発器温度ＴＥＯ、圧縮機１１の回転数の増減量ΔＩＶＯ、冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度の増減量ΔＥＶＣ、エアミックスドア３４の開度ＳＷを決定する。

　次に、ステップＳ１１５０では、チラー１９の冷媒通路の出口側冷媒の目標過熱度ＳＨＣＯを決定する。目標過熱度ＳＨＣＯとしては、予め定めた定数（本実施形態では、５℃）を採用することができる。

　ステップＳ１１６０では、冷却用膨張弁１４ｃの絞り開度の第１仮増減量ΔＥＶＢ１を決定する。冷房冷却モードでは、第１仮増減量ΔＥＶＢ１は、目標過熱度ＳＨＣＯとチラー１９の冷媒通路から流出した冷媒の過熱度ＳＨＣとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法により、チラー１９の冷媒通路から流出した冷媒の過熱度ＳＨＣが目標過熱度ＳＨＣＯに近づくように決定される。

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

　ステップＳ１１７０では、バッテリ８０の目標温度である目標電池温度ＴＢＯを決定する。目標電池温度ＴＢＯは、バッテリ制御装置６９から取得した情報に基づいて決定される。本例では、通常、目標電池温度ＴＢＯは４０℃に決定され、バッテリ８０の急速充電時には２０℃に決定される。バッテリ８０の急速充電が予約されている場合、目標電池温度ＴＢＯは、急速充電の開始時刻の所定時間前から２０℃に決定される。

　ステップＳ１１８０では、バッテリ８０の目標冷却量である目標電池冷却量ＱＢＯを決定する。目標電池冷却量ＱＢＯは、第１仮目標冷却量ＱＢＯ１および第２仮目標冷却量ＱＢＯ２のうちいずれかの値に決定される。

　第１仮目標冷却量ＱＢＯ１は、電池温度ＴＢに基づいて、予めサイクル制御装置６０に記憶された制御マップを参照して決定される。本実施形態では、図６に示すように、電池温度ＴＢの上昇に伴って、第１仮目標冷却量ＱＢＯ１が高い値となるように決定される。制御マップでは、制御ハンチングを防止するためのヒステリシス幅が設定されている。

　第１仮目標冷却量ＱＢＯ１は、バッテリ８０の発熱量ＱＢを基準として決定される。具体的には、第１仮目標冷却量ＱＢＯ１は、バッテリ８０の発熱量ＱＢに、電池温度ＴＢに応じた加算冷却量ａ、ｂ、ｃ、ｄを加算したり、必要空気冷却量ΔＱＡに応じた補正冷却量δを減算したりして決定される。

　加算冷却量ａ、ｂ、ｃ、ｄの大小関係は、ａ＜ｂ＜ｃ＜ｄとなっている。すなわち、加算冷却量は、電池温度ＴＢの上昇に伴って大きな値に決定される。

　図６の制御マップにおいて、横軸のＡ～Ｊの値は目標電池温度ＴＢＯに基づいて決定される。例えば、横軸のＢには目標電池温度ＴＢＯの値が設定される。したがって、目標電池温度ＴＢＯが低くなると、電池温度ＴＢに対する第１仮目標冷却量ＱＢＯ１は大きな値なる。

　必要空気冷却量ΔＱＡは、目標空気冷却量から実際の空気冷却量を減算した冷却量である。必要空気冷却量ΔＱＡは、蒸発器温度センサ６４ｆによって検出された蒸発器温度Ｔｅｆｉｎから目標蒸発器温度ＴＥＯを減算した偏差に、室内蒸発器１８を流れる空気流量を乗算することによって算出される。

　図７に示すように、補正冷却量δは、必要空気冷却量ΔＱＡが大きいほど、大きな値に決定される。

　第２仮目標冷却量ＱＢＯ２は、以下数式Ｆ３を用いて決定される。
ＱＢＯ２＝ＱＢ＋ＨＢ・（ＴＢ－ＴＢＯ）／ｔｂ…（Ｆ３）
　ここで、ＨＢは、バッテリ８０の熱容量である。ＴＢは、電池温度（すなわち、バッテリ８０の実際の温度）である。ＴＢＯは、目標電池温度（すなわち、バッテリ８０の目標温度）である。ｔｂは、バッテリ８０の温度を目標電池温度ＴＢＯまで低下させるまでの時間（以下、目標時間と言う。）である。目標時間ｔｂは、例えばバッテリ８０の急速充電が開始される時刻を考慮して決定される。具体的には、急速充電の要求が入った時刻から急速充電を開始する時刻までの時間が目標時間ｔｂとして決定される。

　そして、目標電池温度ＴＢＯに変化がない場合は、第１仮目標冷却量ＱＢＯ１が目標電池冷却量ＱＢＯとして決定される。目標電池温度ＴＢＯに変化がある場合は、電池温度ＴＢが目標電池温度ＴＢＯに到達するまでは第２仮目標冷却量ＱＢＯ２が目標電池冷却量ＱＢＯとして決定され、電池温度ＴＢが目標電池温度ＴＢＯに到達した後は、再び第１仮目標冷却量ＱＢＯ１が目標電池冷却量ＱＢＯとして決定される。

　ステップＳ１１９０では、以下数式Ｆ４～Ｆ５を用いて、冷却用膨張弁１４ｃの絞り開度の第２仮増減量ΔＥＶＢ２を決定する。
Ｇｒ＝ＱＢＯ／Δｉｂ…（Ｆ４）
Ａ＝Ｇｒ／｛Ｃ・√（２・ΔＰ・ρ）｝…（Ｆ５）
　ここで、Ｇｒは、チラー１９での電池冷却量が目標電池冷却量ＱＢＯになるためにチラー１９で必要とされる冷媒の流量（以下、必要冷媒流量と言う。）である。ＱＢＯは、ステップＳ１１８０で算出した目標電池冷却量である。Δｉｂは、チラー１９の出口側冷媒のエンタルピｉｂｏｕｔからチラー１９の入口側冷媒のエンタルピｉｂｉｎを減算したエンタルピ差（換言すればエンタルピ変化量）である。

　チラー１９の出口側冷媒のエンタルピｉｂｏｕｔは、第５冷媒温度センサ６４ｅが検出した冷媒の温度Ｔ５と、第２冷媒圧力センサ６５ｂが検出した冷媒の圧力Ｐ２とから算出する。チラー１９の入口側冷媒のエンタルピｉｂｉｎは、第３冷媒温度センサ６４ｃが検出した冷媒の温度Ｔ３と、第１冷媒圧力センサ６５ａが検出した冷媒の圧力Ｐ１とから算出する。

　Ａは、チラー１９での電池冷却量が目標電池冷却量ＱＢＯとなる冷却用膨張弁１４ｃの流路断面積である。Ｃは、冷却用膨張弁１４ｃの流量係数である。流量係数Ｃは定数であり、予めサイクル制御装置６０に記憶されている。

　ΔＰは、冷却用膨張弁１４ｃの入口側冷媒の圧力から冷却用膨張弁１４ｃの出口側冷媒の圧力を減算した圧力差である。すなわち、ΔＰは、第１冷媒圧力センサ６５ａが検出した冷媒の圧力Ｐ１から、第２冷媒圧力センサ６５ｂが検出した冷媒の圧力Ｐ２を減算した圧力差である。

　ρは、冷却用膨張弁１４ｃの入口側冷媒の密度であり、第３冷媒温度センサ６４ｃが検出した冷媒の温度Ｔ３と、第１冷媒圧力センサ６５ａが検出した冷媒の圧力Ｐ１とから算出する。

　数式Ｆ５で算出した流路断面積Ａから、必要流量を確保するための冷却用膨張弁１４ｃの開度が算出され、その開度と現在の冷却用膨張弁１４ｃの開度とから、第２仮増減量ΔＥＶＢ２を算出できる。

　ステップＳ１２００では、第１仮増減量ΔＥＶＢ１および第２仮増減量ΔＥＶＢ２のうち小さい方を冷却用膨張弁１４ｃの開度の増減量ΔＥＶＢとして決定して、ステップＳ１２００へ進む。

　ステップＳ１２１０では、冷凍サイクル装置１０を冷房冷却モードの冷媒回路に切り替えるために、暖房用膨張弁１４ａを全開状態とし、冷房用膨張弁１４ｂを絞り状態とし、冷却用膨張弁１４ｃを絞り状態とし、除湿用開閉弁１５ａを閉じ、暖房用開閉弁１５ｂを閉じる。さらに、ステップＳ１１１０、Ｓ１１３０、Ｓ１１４０、Ｓ１１６０、Ｓ１１９０で決定された制御状態が得られるように、各制御対象機器に対して制御信号あるいは制御電圧を出力して、ステップＳ１０へ戻る。

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

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

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

　従って、冷房冷却モードの車両用空調装置１では、エアミックスドア３４の開度調整によって、室内蒸発器１８にて冷却された空気の一部をヒータコア４２にて再加熱し、目標吹出温度ＴＡＯに近づくように温度調整された空気を車室内へ吹き出すことによって、車室内の冷房を行うことができる。

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

　バッテリ８０の発熱量ＱＢに基づいて冷却用膨張弁１４ｃを制御するので、冷媒の過熱度のみに基づいて冷却用膨張弁１４ｃを制御する場合と比較して、空調能力を維持しながらバッテリ８０の温度を適切に制御できる。

　目標時間ｔｂに基づいて冷却用膨張弁１４ｃを制御するので、例えばバッテリ８０の急速充電が開始される時刻にバッテリ８０の温度を目標電池温度ＴＢＯまで低下させることができる。したがって、急速充電時にバッテリ８０の発熱量が増加することを先読みしてバッテリ８０の温度を適切に制御できるので省電力化できる。

　（６）直列除湿暖房冷却モード
　直列除湿暖房冷却モードの制御フローの最初のステップでは、直列除湿暖房モードと同様に、目標蒸発器温度ＴＥＯ、圧縮機１１の回転数の増減量ΔＩＶＯ、目標高温側熱媒体温度ＴＷＨＯ、開度パターンＫＰＮ１の変化量ΔＫＰＮ１、エアミックスドア３４の開度ＳＷを決定する。

　次のステップでは、冷房冷却モードと同様に、目標過熱度ＳＨＣＯ、冷却用膨張弁１４ｃの絞り開度の第１仮増減量ΔＥＶＢ１、目標電池温度ＴＢＯ、目標電池冷却量ＱＢＯ、第２仮増減量ΔＥＶＢ２を決定し、それらに基づいて冷却用膨張弁増減量ΔＥＶＢを決定する。

　次のステップでは、冷凍サイクル装置１０を直列除湿暖房冷却モードの冷媒回路に切り替えるために、暖房用膨張弁１４ａを絞り状態とし、冷房用膨張弁１４ｂを絞り状態とし、冷却用膨張弁１４ｃを絞り状態とし、除湿用開閉弁１５ａを閉じ、暖房用開閉弁１５ｂを閉じる。

　さらに、上述のステップで決定された制御状態が得られるように、各制御対象機器に対して制御信号あるいは制御電圧を出力して、最初のステップへ戻る。

　従って、直列除湿暖房冷却モードでは、圧縮機１１、水冷媒熱交換器１２、暖房用膨張弁１４ａ、室外熱交換器１６、逆止弁１７、冷房用膨張弁１４ｂ、室内蒸発器１８、蒸発圧力調整弁２０、アキュムレータ２１、圧縮機１１の順に冷媒が循環する。さらに、直列除湿暖房冷却モードでは、圧縮機１１、水冷媒熱交換器１２、暖房用膨張弁１４ａ、室外熱交換器１６、逆止弁１７、冷却用膨張弁１４ｃ、チラー１９、蒸発圧力調整弁２０、アキュムレータ２１、圧縮機１１の順に冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルも構成される。

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

　従って、直列除湿暖房冷却モードの冷凍サイクル装置１０では、室内蒸発器１８にて冷却されて除湿された空気を、ヒータコア４２にて再加熱して車室内へ吹き出すことによって、車室内の除湿暖房を行うことができる。この際、開度パターンＫＰＮ１を大きくすることにより、直列除湿暖房モードと同様に、ヒータコア４２における空気の加熱能力を向上させることができる。

　（７）並列除湿暖房冷却モード
　並列除湿暖房冷却モードの制御フローの最初のステップでは、並列除湿暖房モードと同様に、目標高温側熱媒体温度ＴＷＨＯ、圧縮機１１の回転数の増減量ΔＩＶＯ、目標過熱度ＳＨＥＯ、開度パターンＫＰＮ１の変化量ΔＫＰＮ１、エアミックスドア３４の開度ＳＷを決定する。

　次のステップでは、冷凍サイクル装置１０を並列除湿暖房冷却モードの冷媒回路に切り替えるために、暖房用膨張弁１４ａを絞り状態とし、冷房用膨張弁１４ｂを絞り状態とし、冷却用膨張弁１４ｃを絞り状態とし、除湿用開閉弁１５ａを開き、暖房用開閉弁１５ｂを開く。

　従って、並列除湿暖房冷却モードの冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１、水冷媒熱交換器１２、暖房用膨張弁１４ａ、室外熱交換器１６、暖房用通路２２ｂ、アキュムレータ２１、圧縮機１１の順に冷媒が循環する。また、並列除湿暖房冷却モードの冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１、水冷媒熱交換器１２、バイパス通路２２ａ、冷房用膨張弁１４ｂ、室内蒸発器１８、蒸発圧力調整弁２０、アキュムレータ２１、圧縮機１１の順に冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルも構成される。さらに、並列除湿暖房冷却モードの冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１、水冷媒熱交換器１２、バイパス通路２２ａ、冷却用膨張弁１４ｃ、チラー１９、蒸発圧力調整弁２０、アキュムレータ２１、圧縮機１１の順に冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルも構成される。

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

　従って、並列除湿暖房冷却モードの車両用空調装置１では、室内蒸発器１８にて冷却されて除湿された空気を、ヒータコア４２にて再加熱して車室内へ吹き出すことによって、車室内の除湿暖房を行うことができる。この際、室外熱交換器１６における冷媒蒸発温度を室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度よりも低下させることで、直列除湿暖房冷却モードよりも高い加熱能力で空気を再加熱することができる。

　（８）暖房冷却モード
　暖房冷却モードの制御フローの最初のステップでは、冷却用熱交換部５２にてバッテリ８０を冷却できるように、冷房冷却モードと同様に、目標電池温度ＴＢＯ、目標電池冷却量ＱＢＯが決定される。

　次のステップでは、圧縮機１１の回転数の増減量ΔＩＶＯを決定する。暖房冷却モードでは、増減量ΔＩＶＯは、目標電池冷却量ＱＢＯと電池冷却量ＱＢとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法により、電池冷却量ＱＢが目標電池冷却量ＱＢＯに近づくように決定される。

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

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

　次のステップでは、冷房モードと同様に、エアミックスドア３４の開度ＳＷを算定する。

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

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

　つまり、暖房冷却モードの冷凍サイクル装置１０では、水冷媒熱交換器１２および室外熱交換器１６が圧縮機１１から吐出された冷媒を放熱させる放熱器（換言すれば放熱部）として機能し、冷却用膨張弁１４ｃが冷媒を減圧させる減圧部として機能し、チラー１９が蒸発器として機能する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。

　これによれば、水冷媒熱交換器１２にて、高温側熱媒体を加熱することができるとともに、チラー１９にて低温側熱媒体を冷却することができる。

　従って、暖房冷却モードの車両用空調装置１では、ヒータコア４２にて加熱された空気を車室内へ吹き出すことによって、車室内の暖房を行うことができる。さらに、チラー１９にて冷却された低温側熱媒体を冷却用熱交換部５２へ流入させることによって、バッテリ８０の冷却を行うことができる。

　（９）暖房直列冷却モード
　暖房直列冷却モードの制御フローの最初のステップでは、暖房冷却モードと同様に、目標電池温度ＴＢＯ、目標電池冷却量ＱＢＯを決定する。次のステップでは、暖房冷却モードと同様に、圧縮機１１の回転数の増減量ΔＩＶＯを決定する。

　次のステップでは、直列除湿暖房モードと同様に、高温側熱媒体の目標高温側熱媒体温度ＴＷＨＯを決定する。

　次のステップでは、暖房用膨張弁１４ａの絞り開度および冷却用膨張弁１４ｃの絞り開度を決定する。具体的には、暖房直列冷却モードでは、目標吹出温度ＴＡＯが上昇するに伴って、暖房用膨張弁１４ａの絞り開度を小さくし、冷却用膨張弁１４ｃの絞り開度を大きくする。

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

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

　つまり、暖房直列冷却モードの冷凍サイクル装置１０では、水冷媒熱交換器１２が圧縮機１１から吐出された冷媒を放熱させる放熱器（換言すれば放熱部）として機能し、暖房用膨張弁１４ａおよび冷却用膨張弁１４ｃが減圧部として機能し、チラー１９が蒸発器として機能する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。

　これによれば、水冷媒熱交換器１２にて、高温側熱媒体を加熱することができるとともに、チラー１９にて、低温側熱媒体を冷却することができる。

　従って、暖房直列冷却モードの車両用空調装置１では、ヒータコア４２にて加熱された空気を車室内へ吹き出すことによって、車室内の暖房を行うことができる。さらに、チラー１９にて冷却された低温側熱媒体を冷却用熱交換部５２へ流入させることによって、バッテリ８０の冷却を行うことができる。

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

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

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

　次のステップでは、開度パターンＫＰＮ２の変化量ΔＫＰＮ２を決定する。暖房並列冷却モードでは、目標過熱度ＳＨＣＯとチラー１９の冷媒通路の出口側冷媒の過熱度ＳＨＣとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法により、過熱度ＳＨＣが目標過熱度ＳＨＣＯに近づくように決定される。

　また、暖房並列冷却モードでは、開度パターンＫＰＮ２が大きくなるに伴って、暖房用膨張弁１４ａの絞り開度が小さくなり、冷却用膨張弁１４ｃの絞り開度が大きくなる。従って、開度パターンＫＰＮ２が増加すると、チラー１９の冷媒通路へ流入する冷媒流量が増加し、チラー１９の冷媒通路の出口側冷媒の過熱度ＳＨＣが低下する。

　次のステップでは、冷房モードと同様に、エアミックスドア３４の開度ＳＷを算定する。次のステップでは、冷房冷却モードと同様に、目標電池温度ＴＢＯ、目標電池冷却量ＱＢＯが決定される。

　次のステップでは、冷凍サイクル装置１０を暖房並列冷却モードの冷媒回路に切り替えるために、暖房用膨張弁１４ａを絞り状態とし、冷房用膨張弁１４ｂを全閉状態とし、冷却用膨張弁１４ｃを絞り状態とし、除湿用開閉弁１５ａを開き、暖房用開閉弁１５ｂを開く。

　従って、暖房並列冷却モードの冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１、水冷媒熱交換器１２、暖房用膨張弁１４ａ、室外熱交換器１６、暖房用通路２２ｂ、アキュムレータ２１、圧縮機１１の順に冷媒が循環する。さらに、暖房並列冷却モードの冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１、水冷媒熱交換器１２、バイパス通路２２ａ、冷却用膨張弁１４ｃ、チラー１９、蒸発圧力調整弁２０、アキュムレータ２１、圧縮機１１の順に冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。

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

　従って、暖房並列冷却モードの車両用空調装置１では、ヒータコア４２にて加熱された空気を車室内へ吹き出すことによって、車室内の暖房を行うことができる。さらに、チラー１９にて冷却された低温側熱媒体を冷却用熱交換部５２へ流入させることによって、バッテリ８０の冷却を行うことができる。

　（１１）冷却モード
　冷却モードの制御フローの最初のステップでは、暖房冷却モードと同様に、目標電池温度ＴＢＯ、目標電池冷却量ＱＢＯ、圧縮機１１の回転数の増減量ΔＩＶＯ、目標過冷却度ＳＣＯ１、冷却用膨張弁１４ｃの絞り開度の増減量ΔＥＶＢ、エアミックスドア３４の開度ＳＷを決定する。

　ここで、冷却モードでは、目標吹出温度ＴＡＯが暖房用基準温度γより低くなるので、エアミックスドア３４の開度ＳＷが０％に近づく。このため、冷却モードでは、室内蒸発器１８通過後の空気のほぼ全流量が冷風バイパス通路３５を通過するように、エアミックスドア３４の開度が決定される。

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

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

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

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

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

　本実施形態による冷房冷却モードの作動例を図８の太実線に示す。図８中、時間ｔ１は、急速充電の要求が入った時刻である。本作動例では、時間ｔ１までは目標電池温度ＴＢＯが４０℃に決定され、時間ｔ１以降は目標電池温度ＴＢＯが２０℃に決定される。

　目標電池温度ＴＢＯが４０℃から２０℃に下げられると制御装置６０は目標電池冷却量ＱＢＯを第１仮目標冷却量ＱＢＯ１から第２仮目標冷却量ＱＢＯ２に変更する。ここで、第２仮目標冷却量ＱＢＯ２は、電池温度を目標時間ｔｂで４０℃から２０℃まで冷却するために必要な冷却量に設定される。そのため、図８に示すように、電池温度ＴＢは一定の速度で低下していく。換言すれば、一定の冷却量で作動する。

　このように、冷却量の変動を抑制できるので、良好なサイクル効率を実現できるともに、圧縮機１１の回転数を低く抑えて静粛性を向上できる。

　本実施形態の変形例による冷房冷却モードの作動例を図８の太二点鎖線に示す。変形例では、第２仮目標冷却量ＱＢＯ２を算出せず、目標電池温度ＴＢＯが変更されても目標電池冷却量ＱＢＯを第１仮目標冷却量ＱＢＯ１に決定する。

　変形例では、目標電池温度ＴＢＯが４０℃から２０℃に下げられることによって、目標電池温度ＴＢＯが４０℃の時よりも第１仮目標冷却量ＱＢＯ１が大きな値に決定される。これにより、目標電池温度ＴＢＯが４０℃の時よりも目標電池冷却量ＱＢＯが大きな値に決定されるので、電池温度ＴＢが２０℃に向かって低下していく。

　電池温度ＴＢが２０℃に向かって低下していくにつれて第１仮目標冷却量ＱＢＯ１が小さくなっていくので目標電池冷却量ＱＢＯも小さくなっていく。したがって、電池温度ＴＢの低下が緩やかになっていく。

　本実施形態の冷房冷却モードでは、サイクル制御装置６０は、冷却用熱交換部５２におけるバッテリ８０の冷却量が目標電池冷却量ＱＢＯとなるように冷却用膨張弁１４ｃを制御する。これによると、バッテリ８０の冷却量を適切に制御できるので、バッテリ８０の温度を適切に制御できる。

　本実施形態の冷房冷却モードでは、サイクル制御装置６０は、目標電池温度ＴＢＯの変更がない場合、バッテリ８０の温度が高くなるにつれて目標電池冷却量ＱＢＯを大きくする。これによると、目標電池冷却量ＱＢＯを適切に決定できる。

　本実施形態の冷房冷却モードでは、サイクル制御装置６０は、バッテリ８０の温度に基づいて第１仮目標冷却量ＱＢＯ１を算出する。サイクル制御装置６０は、目標時間ｔｂ後にバッテリ８０を目標電池温度ＴＢＯまで冷却するために必要な冷却量である第２仮目標冷却量ＱＢＯ２を算出する。サイクル制御装置６０は、目標電池温度ＴＢＯの変更がない場合、第１仮目標冷却量ＱＢＯ１を目標電池冷却量ＱＢＯとして決定し、目標電池温度ＴＢＯの変更があった場合、第２仮目標冷却量ＱＢＯ２を目標電池冷却量ＱＢＯとして決定する。これによると、目標時間ｔｂ後のバッテリ８０の温度を適切に制御できる。

　本実施形態では、サイクル制御装置６０は、室内蒸発器１８における空気の冷却量の目標値である目標空気冷却量を算出し、目標空気冷却量に基づいて目標電池冷却量ＱＢＯを減少させる補正を行い、目標空気冷却量が大きいほど目標電池冷却量ＱＢＯの補正量δを大きくする。

　これによると、バッテリ８０の温度を適切に制御しつつ、室内蒸発器１８における空気冷却能力が不足することを抑制できる。

　本実施形態では、サイクル制御装置６０は、チラー１９を流出した冷媒の過熱度ＳＨＥを目標過熱度ＳＨＥＯにするために必要な冷却用膨張弁１４ｃの開度変化量である第１仮増減量ΔＥＶＢ１（換言すれば第１開度変化量）と、冷却用熱交換部５２におけるバッテリ８０の冷却量を目標電池冷却量ＱＢＯにするために必要な冷却用膨張弁１４ｃの開度変化量である第２仮増減量ΔＥＶＢ２（換言すれば第２開度変化量）とを算出する。

　本実施形態では、サイクル制御装置６０は、第１仮増減量ΔＥＶＢ１および第２仮増減量ΔＥＶＢ２のうち小さい方の増減量で冷却用膨張弁１４ｃを制御する。

　これによると、チラー１９を流出した冷媒の過熱度ＳＨＥを極力適切に制御しつつバッテリ８０の温度を適切に制御できる。

　本実施形態では、サイクル制御装置６０は、目標電池冷却量ＱＢＯとチラー１９におけるエンタルピ変化量Δｉｂとに基づいて、バッテリ８０の冷却量が目標電池冷却量ＱＢＯとなるためにチラー１９に必要とされる冷媒の流量である必要冷媒流量Ｇｒを算出する。サイクル制御装置６０は、チラー１９における冷媒の流量が必要冷媒流量Ｇｒとなるように冷却用膨張弁１４ｃを制御する。

　これにより、冷却用熱交換部５２におけるバッテリ８０の冷却量が目標電池冷却量ＱＢＯとなるように冷却用膨張弁１４ｃを適切に制御できる。

　（第２実施形態）
　上記第１実施形態では、第１仮目標冷却量ＱＢＯ１を算出する際に、バッテリ８０の発熱量ＱＢに加算冷却量ａ、ｂ、ｃ、ｄを加算するが、本実施形態では、図９に示すように、第１仮目標冷却量ＱＢＯ１を算出する際に、バッテリ８０の発熱量ＱＢに加減算冷却量を加減算する。

　具体的には、電池温度ＴＢが低い場合、バッテリ８０の発熱量ＱＢから加減算冷却量を減算して第１仮目標冷却量ＱＢＯ１を算出する。電池温度ＴＢが低いほど、加減算冷却量を大きくする。電池温度ＴＢが高い場合、バッテリ８０の発熱量ＱＢから加減算冷却量を加算して第１仮目標冷却量ＱＢＯ１を算出する。電池温度ＴＢが高いほど、加減算冷却量を大きくする。

　上記第１実施形態では、第１仮目標冷却量ＱＢＯ１を算出する際に、バッテリ８０の発熱量ＱＢに対して電池温度ＴＢに応じて加算するので、バッテリ８０の発熱量ＱＢが多いほど電池温度ＴＢが高い温度で制御される。

　本実施形態によると、第１仮目標冷却量ＱＢＯ１を算出する際に、バッテリ８０の発熱量ＱＢに対して電池温度ＴＢに応じて加算のみならず減算もするので、電池温度ＴＢを一定の温度で制御しやすくなる。

　（第３実施形態）
　上記第１実施形態では、第２仮増減量ΔＥＶＢ２を目標電池冷却量ＱＢＯとチラー１９でのエンタルピ差Δｉｂとに基づいて決定するが、本実施形態では、以下数式Ｆ６に示すように、第２仮増減量ΔＥＶＢ２をチラー１９での低温側熱媒体の温度変化量ΔＴＷＬに基づいて決定する。

　具体的には、チラー１９での低温側熱媒体の冷却量ＱＷＬ（以下、熱媒体冷却量と言う。）を以下数式Ｆ６を用いて算出する。
ＱＷＬ＝ＧＷＬ・ΔＴＷＬ…（Ｆ６）
　ここで、ＧＷＬは、チラー１９を流れる低温側熱媒体の流量である。チラー１９での低温側熱媒体の温度変化量ΔＴＷＬは、チラー１９から流出した低温側熱媒体の温度から、チラー１９に流入する低温側熱媒体の温度を減じた温度差である。

　サイクル制御装置６０は、バッテリ８０の冷却量が目標電池冷却量となるように冷却用膨張弁１４ｃを制御する。具体的には、熱媒体冷却量ＱＷＬがバッテリ８０の発熱量ＱＢよりも大きい場合、第２仮増減量ΔＥＶＢ２の開度を小さく絞り、熱媒体冷却量ＱＷＬがバッテリ８０の発熱量ＱＢよりも小さい場合、第２仮増減量ΔＥＶＢ２の開度を大きく開く。

　すなわち、本実施形態では、熱媒体冷却量ＱＷＬをバッテリ８０の冷却量とみなし、バッテリ８０の発熱量ＱＢを目標電池冷却量とする。

　本実施形態では、サイクル制御装置６０は、チラー１９における熱媒体の流量ＧＷＬと、チラー１９における熱媒体の温度変化量ΔＴＷＬとに基づいてチラー１９における熱媒体の冷却量である熱媒体冷却量ＱＷＬを算出し、熱媒体冷却量ＱＷＬに基づいて冷却用膨張弁１４ｃを制御する。

　これによると、チラー１９における熱媒体の温度変化量ΔＴＷＬに基づいて冷却用膨張弁１４ｃを制御するので、構成および制御を簡素化できる。

　（第４実施形態）
　本実施形態では、第１実施形態に対して、図１０に示すように、低温側熱媒体回路５０を廃止した例を説明する。なお、図１０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。

　より具体的には、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、冷却用膨張弁１４ｃの出口に、冷却用熱交換部５２ａの入口側が接続されている。冷却用熱交換部５２ａは、冷媒通路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ってバッテリ８０を冷却する、いわゆる直冷式の冷却器である。従って、本実施形態では、冷却用熱交換部５２ａによって、冷却部が構成されている。

　冷却用熱交換部５２ａでは、バッテリ８０の全域を均等に冷却できるように、互いに並列的に接続された複数の冷媒流路を有するものが採用されていることが望ましい。冷却用熱交換部５２ａの出口には、第６三方継手１３ｆの他方の流入口側が接続されている。

　また、本実施形態のサイクル制御装置６０の入力側には、冷却用熱交換部入口温度センサ６４ｇが接続されている。冷却用熱交換部入口温度センサ６４ｇは、冷却用熱交換部５２の冷媒通路へ流入する冷媒の温度を検出する冷却用熱交換部入口温度検出部である。

　さらに、本実施形態の第５冷媒温度センサ６４ｅは、冷却用熱交換部５２の冷媒通路から流出した冷媒の温度Ｔ５を検出する。本実施形態の第２冷媒圧力センサ６５ｂは、冷却用熱交換部５２ａの冷媒通路から流出した冷媒の圧力Ｐ２を検出する。

　その他の冷凍サイクル装置１０の構成および作動は、第１実施形態と同様である。これによれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、本実施形態の冷凍サイクル装置１０においても、バッテリ８０の温度を適切に調整しつつ、空気の温度を幅広い範囲で連続的に調整することができる。

　（第５実施形態）
　本実施形態では、第１実施形態に対して、図１１に示すように、低温側熱媒体回路５０を廃止して、電池用蒸発器５５、電池用送風機５６、バッテリケース５７を追加した例を説明する。

　より具体的には、電池用蒸発器５５は、冷却用膨張弁１４ｃにて減圧された冷媒と電池用送風機５６から送風された冷却用空気とを熱交換させて冷媒を蒸発させ、冷媒に吸熱作用を発揮させることによって冷却用空気を冷却する冷却用熱交換器である。電池用蒸発器５５の冷媒出口には、第６三方継手１３ｆの一方の流入口側が接続されている。

　電池用送風機５６は、電池用蒸発器５５にて冷却された冷却用空気をバッテリ８０へ向けて送風する。電池用送風機５６は、サイクル制御装置６０から出力される制御電圧によって回転数（送風能力）が制御される電動送風機である。

　バッテリケース５７は、内部に電池用蒸発器５５、電池用送風機５６およびバッテリ８０を収容しているとともに、電池用送風機５６から送風された冷却用空気をバッテリ８０へ導く空気通路を形成している。空気通路は、バッテリ８０に吹き付けられた冷却用空気を電池用送風機５６の吸い込み側へ導く循環通路となっていてもよい。

　従って、本実施形態では、電池用送風機５６が、電池用蒸発器５５にて冷却された冷却用空気を、バッテリ８０に吹き付けることによって、バッテリ８０が冷却される。つまり、本実施形態では、電池用蒸発器５５、電池用送風機５６、バッテリケース５７によって冷却部が構成されている。

　また、本実施形態のサイクル制御装置６０の入力側には、電池用蒸発器温度センサ６４ｈが接続されている。電池用蒸発器温度センサ６４ｈは、電池用蒸発器温度Ｔ７（すなわち、電池用蒸発器５５における冷媒蒸発温度）を検出する電池用蒸発器温度検出部である。本実施形態の電池用蒸発器温度センサ６４ｈでは、具体的に、電池用蒸発器５５の熱交換フィン温度を検出している。

　また、本実施形態のサイクル制御装置６０では、運転モードによらず、予め定めた各運転モード毎の基準送風能力を発揮するように、電池用送風機５６の作動を制御する。

　その他の冷凍サイクル装置１０の構成および作動は、第１実施形態と同様である。これによれば、第１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、第１実施形態に対して、図１２に示すように、高温側熱媒体回路４０を廃止して、室内凝縮器１２ａを採用した例を説明する。

　より具体的には、室内凝縮器１２ａは、圧縮機１１から吐出された高温高圧冷媒と空気とを熱交換させて、冷媒を凝縮させるとともに空気を加熱する加熱部である。室内凝縮器１２ａは、第１実施形態で説明したヒータコア４２と同様に室内空調ユニット３０の空調ケース３１内に配置されている。

　本開示は上述の実施形態に限定されることなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。また、上記各実施形態に開示された手段は、実施可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。例えば、第２、第３実施形態で説明した冷凍サイクル装置１０の加熱部として、第４実施形態で説明した室内凝縮器１２ａを採用してもよい。

　上述の実施形態では、複数の運転モードに切り替え可能な冷凍サイクル装置１０について説明したが、冷凍サイクル装置１０の運転モードの切り替えはこれに限定されない。少なくとも（５）冷房冷却モードを実行可能であればよい。

　また、上述の実施形態では、高温側冷却基準温度β２が除湿用基準温度β１よりも高い値に決定される例を説明したが、高温側冷却基準温度β２と除湿用基準温度β１が同等となっていてもよい。さらに、低温側冷却基準温度α２が冷房用基準温度α１よりも高い値に決定される例を説明したが、低温側冷却基準温度α２と冷房用基準温度α１が同等となっていてもよい。

　また、各運転モードの詳細制御は、上述の実施形態に開示されたものに限定されない。例えば、ステップＳ２６０で説明した送風モードを、圧縮機１１のみならず送風機３２を停止させる停止モードとしてもよい。

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

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

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

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

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

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

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

　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims

　冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
　前記圧縮機から吐出された前記冷媒を放熱させる放熱部（１２、１６）と、
　前記放熱部で放熱された前記冷媒を減圧させる冷却用減圧部（１４ｃ）と、
　前記冷却用減圧部で減圧された前記冷媒を冷却対象物の熱で蒸発させることによって前記冷却対象物を冷却する冷却部（１９、５０）と、
　前記冷却部における前記冷却対象物の冷却量が目標冷却量（ＱＢＯ）となるように前記冷却用減圧部を制御する制御部（６０）とを備える冷凍サイクル装置。
　前記制御部は、前記冷却対象物の温度が高くなるにつれて前記目標冷却量を大きくする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
　前記制御部は、前記冷却対象物の温度に基づいて第１仮目標冷却量（ＱＢＯ１）を算出し、目標時間（ｔｂ）後に前記冷却対象物を目標温度（ＴＢＯ）まで冷却するために必要な冷却量である第２仮目標冷却量（ＱＢＯ２）を算出し、前記目標温度の変更がない場合、前記第１仮目標冷却量を前記目標冷却量として決定し、前記目標温度の変更があった場合、前記第２仮目標冷却量を前記目標冷却量として決定する請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
　前記制御部は、目標時間（ｔｂ）後に前記冷却対象物を目標温度（ＴＢＯ）まで冷却するために必要な冷却量を前記目標冷却量として決定する請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
　前記放熱部で放熱された前記冷媒を減圧させる空調用減圧部（１４ｂ）と、
　前記空調用減圧部で減圧された前記冷媒と空気とを熱交換させて前記冷媒を蒸発させるとともに前記空気を冷却する空気用蒸発部（１８）とを備え、
　前記制御部は、前記空気用蒸発部における前記空気の冷却量の目標値である目標空気冷却量を算出し、前記目標空気冷却量に基づいて前記目標冷却量を減少させる補正を行い、前記目標空気冷却量が大きいほど前記目標冷却量の補正量（δ）を大きくする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
　前記制御部は、
　前記冷却部を流出した前記冷媒の過熱度を目標過熱度にするために必要な前記冷却用減圧部の開度変化量である第１開度変化量（ΔＥＶＢ１）と、前記冷却部における前記冷却対象物の冷却量を前記目標冷却量にするために必要な前記冷却用減圧部の開度変化量である第２開度変化量（ΔＥＶＢ２）とを算出し、
　前記第１開度変化量および前記第２開度変化量のうち小さい方の開度変化量で前記冷却用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。
　前記制御部は、
　前記目標冷却量と前記冷却部におけるエンタルピ変化量（Δｉｂ）とに基づいて、前記冷却対象物の冷却量が前記目標冷却量となるために前記冷却部に必要とされる前記冷媒の流量である必要冷媒流量（Ｇｒ）を算出し、
　前記冷却部における前記冷媒の流量が前記必要冷媒流量となるように前記冷却用減圧部を制御する請求項１ないし６のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
　前記冷却部は、前記冷却用減圧部で減圧された前記冷媒と熱媒体とを熱交換させて前記熱媒体を冷却するチラー（１９）と、前記チラーで冷却された前記熱媒体で前記冷却対象物を冷却する冷却器（５２）とを有しており、
　前記制御部は、前記チラーにおける前記熱媒体の流量（ＧＷＬ）と、前記チラーにおける前記熱媒体の温度変化量（ΔＴＷＬ）とに基づいて前記チラーにおける前記熱媒体の冷却量である熱媒体冷却量（ＱＷＬ）を算出し、
　前記熱媒体冷却量に基づいて前記冷却用減圧部を制御する請求項１に記載の冷凍サイクル装置。