WO2023053746A1

WO2023053746A1 - 冷凍サイクル装置

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Publication number: WO2023053746A1
Application number: PCT/JP2022/030742
Authority: WO
Inventors: 辰朗久戸; 健一大岡; 英男相澤; 芳彦上杉; 貴志檀上
Original assignee: 株式会社デンソー
Priority date: 2021-09-29
Filing date: 2022-08-12
Publication date: 2023-04-06
Also published as: JPWO2023053746A1; CN117795267A

Abstract

圧縮機の吐出脈動による振動および異音の発生を抑制する。冷媒を吸入して圧縮し吐出する圧縮機（１１）と、圧縮機から吐出された冷媒を放熱させる放熱器（１２）と、放熱器で放熱された冷媒を減圧させる減圧部（１４ａ）と、減圧部の開度を通常開度に制御する制御部（６０）とを備え、制御部は、圧縮機が起動される際に圧縮機に液相の冷媒が溜まっていると判定した場合、圧縮機から減圧部までに溜まった液相の冷媒の排出を促進する液排出制御を行う。

Description

冷凍サイクル装置

関連出願の相互参照

　本出願は、２０２１年９月２９日に出願された日本特許出願２０２１－１５９３４６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、冷媒を吸入して圧縮し吐出する圧縮機を備える冷凍サイクル装置に関する。

　従来、特許文献１には、暖房運転の開始時に膨張弁の開度を暖房運転時の通常の開度よりも大きくして圧縮機を始動し、設定時間の経過後に膨張弁の開度を通常の開度に戻すように制御する車両用空調装置が記載されている。

　これによると、暖房運転の開始時に暖房用冷媒回路内の冷媒の流通抵抗が小さくなり、圧縮機の吸入部に冷媒が早期に帰還し易くなる。そのため、圧縮機の内圧が早期に高まり、圧縮機の駆動部の作動が安定するので、暖房運転の開始時における圧縮機の振動や騒音の発生が抑制される。

特開２０１７－７４８３２号公報

　停止時の冷凍サイクル中の冷媒量分布は、停止前の運転状態に加え、気温変動等の環境の影響で部品間に温度差ができることで成り行きで変化する。例えば、冬場の深夜から早朝にかけて気温が上昇するような状況で放置された場合、周囲部品に比べて熱容量が大きい圧縮機が最も低温の部品となり、圧縮機が最も低圧となって圧縮機への冷媒の移動が発生し圧縮機に液冷媒が溜まるという現象が発生する。圧縮機に液冷媒が溜まった状態で冷凍サイクルが起動されると（すなわち圧縮機が起動されると）、圧縮機に溜まった液冷媒が一気に吐出されることで、圧縮機から膨張弁までの高圧側の冷媒通路が液冷媒で満たされてしまうことがある。この状態では圧縮機の吐出脈動が減衰せずに冷媒配管を強烈に振動させることで異音が発生してしまう。

　特に、冷媒容積の小さい室内熱交換器が凝縮器として機能するヒートポンプサイクルでは、圧縮機から膨張弁までの高圧側の冷媒通路が液冷媒で満たされやすくなる。

　この対策として、サイクルに充填される冷媒の量を減らしたり、圧縮機から膨張弁までの冷媒容積を増加させたりすることが考えられる。

　しかしながら、サイクルに充填される冷媒の量を減らす対策は、性能の経年保証の観点から採用が困難である。圧縮機から膨張弁までの冷媒容積を増加させる対策は、コストや搭載性の観点から採用が困難である。

　本開示は、上記点に鑑みて、圧縮機の吐出脈動による振動および異音の発生を抑制することを目的とする。

　本開示の第１の態様による冷凍サイクル装置は、圧縮機と、放熱器と、減圧部と、制御部とを備える。圧縮機は、冷媒を吸入して圧縮し吐出する。放熱器は、圧縮機から吐出された冷媒を放熱させる。減圧部は、放熱器で放熱された冷媒を減圧させる。制御部は、減圧部の開度を通常開度に制御する。

　制御部は、圧縮機が起動される際に圧縮機に液相の冷媒が溜まっていると判定した場合、圧縮機から減圧部までに溜まった液相の冷媒の排出を促進する液排出制御を行う。

　これによると、圧縮機が起動される際に圧縮機から減圧部までに溜まった液相の冷媒の排出が促進されるので、圧縮機の吐出脈動を抑制できる。そのため、圧縮機の吐出脈動による振動および異音の発生を抑制できる。

　本開示の第２の態様による冷凍サイクル装置は、圧縮機と、放熱器と、減圧部と、液排出通路部と、液排出開閉部と、制御部とを備える。圧縮機は、冷媒を吸入して圧縮し吐出する。放熱器は、圧縮機から吐出された冷媒を放熱させる。減圧部は、放熱器で放熱された冷媒を減圧させる。

　液排出通路部は、放熱器から流出した冷媒が減圧部をバイパスして流れる冷媒通路を形成する。液排出開閉部は、液排出通路部を開閉する。制御部は、圧縮機が起動される際に圧縮機に液相の冷媒が溜まっていると判定した場合、液排出通路部を開くように液排出開閉部を制御する液排出制御を行う。

　これによると、圧縮機が起動されたときに液冷媒が液排出通路部を通過するので、圧縮機に溜まった液冷媒の排出が促進される。そのため、圧縮機の吐出脈動を抑制できるので、圧縮機の吐出脈動による振動および異音の発生を抑制できる。

　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記述により、より明確となる。
第１実施形態の冷凍サイクル装置を示す全体構成図である。第１実施形態の冷凍サイクル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実施形態の液排出制御の処理を示すフローチャートである。第１実施形態の液排出制御における暖房用膨張弁の開度を説明する図である。第１実施形態の液排出制御における作動例を示すタイムチャートである。第２実施形態の冷凍サイクル装置を示す全体構成図である。

　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み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わ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わせることも可能である。

　（第１実施形態）
　図１～図７を用いて第１実施形態を説明する。本実施形態では冷凍サイクル装置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および加熱する。さらに、冷凍サイクル装置１０は、バッテリ８０を冷却する。

　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。

　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）が採用されている。冷凍サイクル装置１０は、圧縮機１１から吐出された吐出冷媒の圧力が冷媒の臨界圧力を超えない蒸気圧縮式の亜臨界冷凍サイクルを構成している。冷媒には圧縮機１１を潤滑するための冷凍機油が混入されている。冷凍機油の一部は、冷媒とともにサイクルを循環している。

　冷凍サイクル装置１０の構成機器のうち、圧縮機１１は、冷凍サイクル装置１０において冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。圧縮機１１は、車室の前方に配置されて電動モータ等が収容される駆動装置室内に配置されている。圧縮機１１は、吐出容量が固定された固定容量型の圧縮機構を電動モータにて回転駆動する電動圧縮機である。圧縮機１１は、図２に示すサイクル制御装置６０から出力される制御信号によって、回転数（すなわち、冷媒吐出能力）が制御される。

　図１に示すように、圧縮機１１の吐出口には、室内凝縮器１２の入口側が接続されている。室内凝縮器１２は、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用の熱交換器である。室内凝縮器１２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。

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

　冷凍サイクル装置１０は、第２～第６三方継手１３ｂ～１３ｆを備えている。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。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の作動は、サイクル制御装置６０から出力される制御電圧によって制御される。

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

　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。

　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の作動は、サイクル制御装置６０から出力される制御信号（制御パルス）によって制御される。

　暖房用膨張弁１４ａの出口には、室外熱交換器１６の冷媒入口側が接続されている。室外熱交換器１６は、暖房用膨張弁１４ａから流出した冷媒と、図示しない冷却ファンにより送風された外気とを熱交換させる熱交換器である。室外熱交換器１６は、駆動装置室内の前方側に配置されている。このため、車両走行時には、室外熱交換器１６に走行風を当てることができる。室外熱交換器１６の冷媒容積は、室内凝縮器１２の冷媒容積と比べて顕著に大きくなっている。室外熱交換器１６は、室内凝縮器１２よりも大きい冷媒容積を有する高容積熱交換器である。

　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、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、冷却用膨張弁１４ｃにて減圧された低圧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。

　冷却用熱交換部５２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５２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。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、冷却用熱交換部５２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する気液分離器である。アキュムレータ２１は、サイクル内の余剰液相冷媒を蓄える貯液部でもある。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。

　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ためのものである。室内空調ユニット３０は、車室内最前部の計器盤（インストルメントパネル）の内側に配置されている。

　室内空調ユニット３０は、図１に示すように、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、室内凝縮器１２等を収容したものである。

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

　空調ケース３１の空気流れ最上流側には、内外気切替装置３３が配置されている。内外気切替装置３３は、空調ケース３１内へ内気（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る。電動アクチュエータの作動は、サイクル制御装置６０から出力される制御信号によって制御される。

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

　送風機３２の空気流れ下流側には、室内蒸発器１８、室内凝縮器１２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、室内凝縮器１２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、室内凝縮器１２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、室内凝縮器１２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、室内凝縮器１２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の作動は、サイクル制御装置６０から出力される制御信号によって制御される。

　空調ケース３１内の室内凝縮器１２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、室内凝縮器１２にて加熱された空気と冷風バイパス通路３５を通過して加熱されていない空気とを混合させる空間である。

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

　空調ケース３１の開口穴としては、フェイス開口穴、フット開口穴、およびデフロスタ開口穴（いずれも図示せず）が設けられている。フェイス開口穴は、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すための開口穴である。フット開口穴は、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すための開口穴である。デフロスタ開口穴は、車両前面窓ガラス内側面に向けて空調風を吹き出すための開口穴である。

　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、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。

　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。

　フェイスドア、フットドア、デフロスタドアは、吹出口モードを切り替える吹出口モード切替装置を構成する。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の作動も、サイクル制御装置６０から出力される制御信号によって制御される。

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

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

　乗員が操作パネル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周辺回路から構成されている。そして、ＲＯＭ内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された各種制御対象機器１１、１４ａ～１４ｃ、１５ａ、１５ｂ、３２等の作動を制御する。

　サイクル制御装置６０の入力側には、図２のブロック図に示すように、内気温センサ６１、外気温センサ６２、日射センサ６３、第１～第５冷媒温度センサ６４ａ～６４ｅ、蒸発器温度センサ６４ｆ、冷却用熱交換部入口温度センサ６４ｇ、第１、第２冷媒圧力センサ６５ａ、６５ｂ、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。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（内気温）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（外気温）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、室内凝縮器１２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、冷却用熱交換部５２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（蒸発器温度）Ｔｅｆｉｎを検出する蒸発器温度検出部である。本実施形態の蒸発器温度センサ６４ｆ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。

　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。

　第１冷媒圧力センサ６５ａは、室内凝縮器１２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、冷却用熱交換部５２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。

　空調風温度センサ６８は、室内凝縮器１２で加熱された空気温度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。

　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。

　本実施形態のサイクル制御装置６０は、出力側に接続された各種制御対象機器を制御する制御部が一体に構成されたものであるが、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。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。

　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の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、室内凝縮器１２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、室内凝縮器１２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、室内凝縮器１２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、室内凝縮器１２にて冷媒が空気へ放熱する放熱量と、冷却用熱交換部５２にて冷媒がバッテリ８０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、室内凝縮器１２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。

　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（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）｝／｛ＴＡＶ＋（Ｔｅｆｉｎ＋Ｃ２）｝…（Ｆ２）
　なお、ＴＡＶは、空調風温度センサ６８によって検出された空気温度である。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、室内凝縮器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、室内凝縮器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、室内凝縮器１２にて空気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室内凝縮器１２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、室内凝縮器１２にて空気を加熱できるように、室内凝縮器１２で加熱された空気の目標温度ＴＡＶＯ（以下、目標空気加熱温度と言う。）を決定する。目標空気加熱温度ＴＡＶＯは、目標吹出温度ＴＡＯおよび室内凝縮器１２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、目標空気加熱温度ＴＡＶＯ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室内凝縮器１２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、室内凝縮器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、室内凝縮器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、室内凝縮器１２にて空気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、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。

　（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、室内凝縮器１２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目標空気加熱温度ＴＡＶＯ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、目標空気加熱温度ＴＡＶＯと空気温度ＴＡＶとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法により、空気温度ＴＡＶが目標空気加熱温度ＴＡＶＯ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室内凝縮器１２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、室内凝縮器１２、暖房用膨張弁１４ａ、室外熱交換器１６、暖房用通路２２ｂ、アキュムレータ２１、圧縮機１１の順に冷媒が循環するとともに、圧縮機１１、室内凝縮器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が構成される。

　つまり、並列除湿暖房モードの冷凍サイクル装置１０では、室内凝縮器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、室内凝縮器１２にて空気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、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。

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

　次のステップでは、暖房用膨張弁１４ａの絞り開度の増減量ΔＥＶＨを決定する。増減量ΔＥＶＨは、目標過冷却度ＳＣＯ２と室内凝縮器１２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、室内凝縮器１２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。

　室内凝縮器１２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室内凝縮器１２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、室内凝縮器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、室内凝縮器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、室内凝縮器１２にて空気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、室内凝縮器１２にて加熱された空気を車室内へ吹き出すことによって、車室内の暖房を行うことができる。

　（５）冷房冷却モード
　冷房冷却モードでは、上述の冷房モードに対して、冷却用膨張弁１４ｃを冷媒減圧作用を発揮する絞り状態とする。

　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、室内凝縮器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とともに、圧縮機１１、室内凝縮器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、冷却用熱交換部５２、蒸発圧力調整弁２０、アキュムレータ２１、圧縮機１１の順に冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。

　つまり、冷房冷却モードの冷凍サイクル装置１０では、室内凝縮器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、冷却用熱交換部５２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、室内凝縮器１２にて空気を加熱することができる。さらに、冷却用熱交換部５２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室内凝縮器１２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、冷却用熱交換部５２にてバッテリ８０の冷却を行うことができる。

　（６）直列除湿暖房冷却モード
　直列除湿暖房冷却モードでは、上述の直列除湿暖房モードに対して、冷却用膨張弁１４ｃを冷媒減圧作用を発揮する絞り状態とする。

　従って、直列除湿暖房冷却モードでは、圧縮機１１、室内凝縮器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とともに、圧縮機１１、室内凝縮器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、冷却用熱交換部５２、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、直列除湿暖房冷却モードの冷凍サイクル装置１０では、室内凝縮器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、冷却用熱交換部５２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、室内凝縮器１２にて空気を加熱することができる。さらに、冷却用熱交換部５２にてバッテリ８０を冷却することができる。

　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、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。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、室内凝縮器１２における空気の加熱能力を向上させることができる。さらに、冷却用熱交換部５２にてバッテリ８０の冷却を行うことができる。

　（７）並列除湿暖房冷却モード
　並列除湿暖房冷却モードでは、上述の並列除湿暖房モードに対して、冷却用膨張弁１４ｃを冷媒減圧作用を発揮する絞り状態とする。

　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、室内凝縮器１２、暖房用膨張弁１４ａ、室外熱交換器１６、暖房用通路２２ｂ、アキュムレータ２１、圧縮機１１の順に冷媒が循環するとともに、圧縮機１１、室内凝縮器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の順に冷媒が循環し、さらに、圧縮機１１、室内凝縮器１２、バイパス通路２２ａ、冷却用膨張弁１４ｃ、冷却用熱交換部５２、蒸発圧力調整弁２０、アキュムレータ２１、圧縮機１１の順に冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。

　つまり、並列除湿暖房冷却モードの冷凍サイクル装置１０では、室内凝縮器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、冷却用熱交換部５２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、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。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。

　さらに、冷却用熱交換部５２によってバッテリ８０の冷却を行うことができる。

　（８）暖房冷却モード
　暖房冷却モードでは、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。

　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、室内凝縮器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、冷却用熱交換部５２、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、室内凝縮器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、冷却用熱交換部５２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、室内凝縮器１２にて空気を加熱することができるとともに、冷却用熱交換部５２にてバッテリ８０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、室内凝縮器１２にて加熱された空気を車室内へ吹き出すことによって、車室内の暖房を行うことができる。さらに、冷却用熱交換部５２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では、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。

　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、室内凝縮器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、冷却用熱交換部５２、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、室内凝縮器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、冷却用熱交換部５２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。

　従って、暖房直列冷却モードの車両用空調装置１では、室内凝縮器１２にて加熱された空気を車室内へ吹き出すことによって、車室内の暖房を行うことができる。さらに、冷却用熱交換部５２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では、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。

　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、暖房並列冷却モードの冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１、室内凝縮器１２、暖房用膨張弁１４ａ、室外熱交換器１６、暖房用通路２２ｂ、アキュムレータ２１、圧縮機１１の順に冷媒が循環するとともに、圧縮機１１、室内凝縮器１２、バイパス通路２２ａ、冷却用膨張弁１４ｃ、冷却用熱交換部５２、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、室内凝縮器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、冷却用熱交換部５２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、室内凝縮器１２にて加熱された空気を車室内へ吹き出すことによって、車室内の暖房を行うことができる。さらに、冷却用熱交換部５２にてバッテリ８０の冷却を行うことができる。

　（１１）冷却モード
　冷却モードでは、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。

　従って、冷却モードの冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１、室内凝縮器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、冷却用熱交換部５２、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、冷却用熱交換部５２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、冷却用熱交換部５２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。

　上述のように冷凍サイクル装置１０の停止中に圧縮機１１に液冷媒が溜まることがあり、ので、圧縮機１１に液冷媒が溜まった状態で冷凍サイクル装置１０が起動されると（すなわち圧縮機１１が起動されると）、圧縮機１１の吐出脈動による振動および異音が発生してしまう。

　この点に鑑みて、サイクル制御装置６０は、冷凍サイクル装置１０の起動時に、圧縮機１１に溜まった液冷媒を排出するための制御プログラムを実行する。図５を用いて、圧縮機１１から液冷媒を排出するための制御プログラムについて説明する。図５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。

　制御プログラムは、車両のイグニッションスイッチ（すなわち、車両システムの起動スイッチ）がオフからオンに操作されたときに実行される。

　まず、図５のステップＳ３００では、圧縮機１１から液冷媒を排出する必要性があるか否かが判断される。本例では、前回圧縮機１１を停止してからの経過時間が１時間以上である場合、圧縮機１１から液冷媒を排出する必要性があると判定される。

　ステップＳ３００にて液冷媒を排出する必要性がないと判定された場合、ステップＳ３７０へ進み、通常制御を行う。つまり、液排出制御を行わない。通常制御における暖房用膨張弁１４ａの初期開度Ｋ０は、最終バランス点の開度の２倍程度に設定される。

　ステップＳ３００にて液冷媒を排出する必要性があると判定された場合、Ｓ３１０へ進み、現在の運転モードが暖房モード、暖房冷却モード、暖房直列冷却モードまたは暖房並列冷却モードであるか、直列除湿暖房モードまたは並列除湿暖房モードであるか、冷房モード、冷房冷却モードまたは冷却モードであるかが判定される。

　ステップＳ３１０にて現在の運転モードが暖房モード、暖房冷却モード、暖房直列冷却モードまたは暖房並列冷却モードであると判定された場合、ステップＳ３２０へ進み、暖房用膨張弁１４ａの開度を液排出開度Ｋαにして通常制御時の初期開度よりも拡大する。例えば図６に示すように、暖房用膨張弁１４ａの液排出開度Ｋαは通常制御時の初期開度Ｋ０の２～４倍である。

　続くステップＳ３３０では、暖房用膨張弁１４ａの開度が拡大された運転（以下、暖房用膨張弁１４ａの開度拡大運転と言う。）の積算時間が第１積算時間ｔ１以上であるか否かが判定される。暖房用膨張弁１４ａの開度拡大運転の積算時間が第１積算時間ｔ１以上でないと判定された場合、ステップＳ３１０へ戻る。暖房用膨張弁１４ａの開度拡大運転の積算時間が第１積算時間ｔ１以上であると判定された場合、ステップＳ３４０へ進む。

　ステップＳ３４０では、暖房用膨張弁１４ａの開度を徐変させながら（すなわち、暖房用膨張弁１４ａの開度を徐々に絞りながら）初期開度Ｋ０に戻した後、ステップＳ３７０へ進み通常制御に移行する。例えば図７に示すように、暖房用膨張弁１４ａの開度を徐変時間ｔｃで所定量ΔＫだけ減少させる。

　ステップＳ３１０にて現在の運転モードが直列除湿暖房モードまたは並列除湿暖房モードであると判定された場合、ステップＳ３５０へ進み、冷房モードに切り替える。

　続くステップＳ３６０では、現在の運転モード（すなわち、冷房モード）での積算時間が第２積算時間ｔ２以上であるか否かが判定される。ステップＳ３６０にて現在の運転モード（すなわち、冷房モード）での積算時間が第２積算時間ｔ２以上でないと判定された場合、ステップＳ３１０へ戻る。

　ステップＳ３６０にて現在の運転モード（すなわち、冷房モード）での積算時間が第２積算時間ｔ２以上であると判定された場合、ステップＳ３７０へ進み通常制御に移行する。

　ステップＳ３１０にて現在の運転モードが冷房モード、冷房冷却モードまたは冷却モードであると判定された場合、ステップＳ３６０へ進む。ステップＳ３６０にて現在の運転モードでの積算時間が第２積算時間ｔ２以上でないと判定された場合、ステップＳ３１０へ戻る。

　ステップＳ３６０にて現在の運転モードでの積算時間が第２積算時間ｔ２以上であると判定された場合、ステップＳ３７０へ進み通常制御に移行する。

　図６は、暖房モード、暖房冷却モード、暖房直列冷却モードまたは暖房並列冷却モードでの液排出制御における暖房用膨張弁１４ａの開度について説明するグラフである。一般的には、暖房用膨張弁１４ａの初期開度Ｋ０は、圧縮機１１がガス冷媒を吐出する前提で、収束時間とサイクル安定性を鑑み最終バランス点の相当直径の約２倍に設定されている。

　液排出制御時の暖房用膨張弁１４ａの開度である液排出開度Ｋαは、最終バランス点の相当直径の２～４倍に設定されている。これにより、暖房用膨張弁１４ａからの液冷媒の排出量を増加させて高圧容積の液満化を防止できるとともに、性能背反を乗員に感じさせない短時間（具体的には第１積算時間ｔ１以内）で液排出制御を完了できる。

　図７は、暖房モード時の液排出制御における暖房用膨張弁１４ａの開度の推移の一例を示すタイムチャートであり、圧縮機１１の起動とともに液排出制御が実行された場合の例を示している。

　圧縮機１１の起動直後では暖房用膨張弁１４ａの開度が液排出開度Ｋαにされて、通常制御時の初期開度Ｋ０よりも拡大される。暖房用膨張弁１４ａの開度拡大運転は第１積算時間ｔ１、実行される。これにより、圧縮機１１から排出された液冷媒を高容積の室外熱交換器１６で受けることができるので、起動時にサイクルの高圧回路（すなわち、圧縮機１１から暖房用膨張弁１４ａまでの冷媒回路）に溜まっていた液冷媒が一気に吐出される。その結果、サイクルの高圧回路内が液満となる現象が回避される。

　この時、サイクル中の冷媒量が十分に多い場合は、高圧回路から短時間で排出された冷媒がアキュムレータ２１に集まり、オーバーフローしてしまい、圧縮機１１が液冷媒を吸入することで急激に吐出冷媒量が増加する現象が発生する。

　ここで、暖房用膨張弁１４ａの開度拡大運転が終了して暖房用膨張弁１４ａの開度を直ちに絞ると、吐出冷媒を排出しきれず、高圧回路内の冷媒量が増加していき再度液満化することで、圧縮機１１の吐出脈動による配管異常振動や異音が発生してしまう。

　この点に鑑みて、暖房用膨張弁１４ａの開度拡大運転の終了時に暖房用膨張弁１４ａの開度を徐変させることにより、徐々に高圧側に冷媒をホールドさせながらアキュムレータ２１からのオーバーフローを抑制し、最終的な暖房時の冷媒分布に近づけることができる。

　暖房用膨張弁１４ａの開度の徐変スピードは、液吸入時の圧縮機１１の冷媒流量特性と暖房用膨張弁１４ａの相当直径とから決まる冷媒流量特性から最適点が決まる。本例では、暖房用膨張弁１４ａの開度の徐変スピードはΔＫ／ｔｃで設定されている。

　以上のことから、暖房モード、暖房冷却モード、暖房直列冷却モードまたは暖房並列冷却モードで圧縮機１１を起動する際に、高圧側回路の液満化を回避しながら、サイクル中の冷媒量分布を徐々に通常運転時に近づけることができる。

　次に、並列除湿暖房モードまたは直列除湿暖房モードでの液排出制御について説明する。並列除湿暖房モードでは暖房用膨張弁１４ａが絞られ、直列除湿暖房モードでは暖房用膨張弁１４ａおよび冷房用膨張弁１４ｂが絞られるため、暖房モードと同様に高圧回路が液満になり異音発生することを防止するために液冷媒排出制御が行われる。具体的には、冷房モードに切り替えて所定時間保持することによって暖房用膨張弁１４ａが全開されるので、高圧回路から排出された液冷媒を高容積の室外熱交換器１６で受けることができるので、除湿性能の確保と吐出脈動の抑制とを両立できる。

　以上説明した本実施形態では、サイクル制御装置６０は、圧縮機１１が起動される際に圧縮機１１に液冷媒が溜まっていると判定した場合、圧縮機１１から暖房用膨張弁１４ａまでに溜まった液冷媒の排出を促進する液排出制御を行う。

　これによると、圧縮機１１が起動されたときに圧縮機１１から暖房用膨張弁１４ａまでに溜まった液冷媒の排出が促進されるので、圧縮機１１の吐出脈動を抑制できる。そのため、圧縮機１１の吐出脈動による振動および異音の発生を抑制できる。

　制御によって圧縮機１１の吐出脈動を抑制するので、コストの上昇や搭載性の悪化を招くことを回避できる。

　本実施形態では、液排出制御は、暖房用膨張弁１４ａの開度を通常開度の初期開度Ｋ０よりも拡大した液排出開度Ｋαにする制御である。これによると、圧縮機１１が起動されたときに液冷媒が暖房用膨張弁１４ａを通過しやすくなるので、圧縮機１１から暖房用膨張弁１４ａまでに溜まった液冷媒の排出を確実に促進できる。

　具体的には、液排出開度Ｋαは初期開度Ｋ０の２～４倍であるのが好ましい。圧縮機１１が起動されたときに液冷媒が暖房用膨張弁１４ａを確実に通過しやすくなるので、圧縮機１１から暖房用膨張弁１４ａまでに溜まった液冷媒の排出を確実に促進できる。

　本実施形態では、サイクル制御装置６０は、液排出制御を終了する際に、暖房用膨張弁１４ａの開度を通常開度に徐々に戻す。これにより、液排出制御を終了する際に圧縮機１１から暖房用膨張弁１４ａまでの冷媒回路が液冷媒で満たされることを抑制できるので、液排出制御を終了する際に圧縮機１１の吐出脈動が発生することを抑制できる。

　本実施形態では、並列除湿暖房モードまたは直列除湿暖房モードで圧縮機１１が起動される場合の液排出制御は、並列除湿暖房モードまたは直列除湿暖房モードから冷房モードに切り替える制御である。

　これによると、圧縮機１１が起動されたときに液冷媒が、冷媒容積の大きい室外熱交換器１６に流入しやすくなるので、圧縮機１１から暖房用膨張弁１４ａまでに溜まった液冷媒の排出を確実に促進できる。なお、並列除湿暖房モードまたは直列除湿暖房モードは第１運転モードであり、並列除湿暖房モードまたは直列除湿暖房モードは第２運転モードである。

　本実施形態では、サイクル制御装置６０は、液排出制御を開始した後、所定時間が経過したら液排出制御を終了する。これにより、簡素な構成にて液排出制御を適切に終了できる。

　（第２実施形態）
　上記実施形態では、液排出制御時に暖房用膨張弁１４ａの開度を通常開度よりも拡大させるが、本実施形態では、図８に示す液排出開閉弁１５ｃを液排出制御時に開弁させる。

　液排出開閉弁１５ｃは、液排出通路部２２ｃの冷媒通路を開閉する液排出開閉部である。液排出開閉弁１５ｃは、除湿用開閉弁１５ａと同様の基本的構成を有する電磁弁である。液排出開閉弁１５ｃの作動は、サイクル制御装置６０から出力される制御電圧によって制御される。

　液排出通路部２２ｃは、冷媒が暖房用膨張弁１４ａをバイパスして流れる冷媒通路を形成している。液排出通路部２２ｃの一端は、第７三方継手１３ｇを介して、第１三方継手１３ａと暖房用膨張弁１４ａとの間の冷媒通路に接続されている。液排出通路部２２ｃの他端は、第８三方継手１３ｈを介して、暖房用膨張弁１４ａと室外熱交換器１６との間の冷媒通路に接続されている。

　サイクル制御装置６０は、通常制御時に液排出開閉弁１５ｃを閉弁させ、液排出制御時に液排出開閉弁１５ｃを開弁させる。これにより、通常制御時は、暖房用膨張弁１４ａに冷媒が流れるが液排出通路部２２ｃに冷媒が流れない。

　一方、液排出制御時は、流路抵抗の小さい液排出通路部２２ｃに冷媒が流れ、流路抵抗の大きい暖房用膨張弁１４ａに冷媒がほとんど流れない。これにより、圧縮機１１および室内凝縮器１２からの液冷媒の排出量を増加させて高圧容積の液満化を防止できる。

　本実施形態では、サイクル制御装置６０は、圧縮機１１が起動される際に圧縮機１１に液冷媒が溜まっていると判定した場合、液排出通路部２２ｃを開くように液排出開閉弁１５ｃを制御する。これによると、圧縮機１１が起動されたときに液冷媒が液排出通路部２２ｃを通過するので、圧縮機１１に溜まった液冷媒の排出を確実に促進できる。

　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。

　上記実施形態のステップＳ３００では、前回圧縮機１１を停止してからの経過時間が１時間以上である場合、圧縮機１１から液冷媒を排出する必要性があると判定されるが、圧縮機１１から液冷媒を排出する必要性があるか否かの判定方法はこれに限定されない。

　例えば、圧縮機１１の内部に、液冷媒の液面の高さを検知する液面センサが配置されていて、液面センサが検出した液面の高さが所定値以上である場合、圧縮機１１から液冷媒を排出する必要性があると判定されてもよい。

　例えば、圧縮機１１が停止している間の外気温の変化の様子に基づいて、圧縮機１１から液冷媒を排出する必要性があるか否かが判定されてもよい。具体的には、冬場の深夜から早朝にかけて外気温が上昇するような外気温の変化があった場合、圧縮機１１から液冷媒を排出する必要性があると判定されればよい。

　上記第１実施形態のステップＳ３４０では、液排出制御の終了時に暖房用膨張弁１４ａの開度を徐変させることによってアキュムレータ２１からのオーバーフローを抑制するが、アキュムレータ２１の冷媒容積が十分に大きくなっていれば暖房用膨張弁１４ａの開度を徐変させる必要はない。

　液排出制御の終了時に暖房用膨張弁１４ａの開度を直ちに通常開度に絞っても戻しても、全ての液冷媒を受けられるほどアキュムレータ２１の冷媒容積が大きくなっていればアキュムレータ２１からのオーバーフローを抑制できる。

　すなわち、アキュムレータ２１の冷媒容積と圧縮機１１から暖房用膨張弁１４ａまでの冷媒容積との合計が、圧縮機１１が起動されたときの全ての液冷媒の体積よりも大きくなっていれば、液排出制御を終了する際に圧縮機１１から減圧部までが液相の冷媒で満たされることを確実に抑制できる。

　上記第１実施形態のステップＳ３１０は、現在の運転モードが除湿暖房モード（並列除湿暖房モードまたは直列除湿暖房モード）であると判定された場合、冷房モードに切り替えることによって、暖房性能よりも除湿性能を優先しつつ圧縮機１１から液冷媒を排出する。

　これに対して、現在の運転モードが除湿暖房モード（並列除湿暖房モードまたは直列除湿暖房モード）であると判定された場合、暖房モード時と同様に暖房用膨張弁１４ａの開度を通常開度よりも拡大することによって、除湿性能よりも暖房性能を優先しつつ圧縮機１１から液冷媒を排出してもい。

　上記第２実施形態において、暖房用膨張弁１４ａの代わりに、オリフィス、キャピラリチューブ等からなる固定絞りが配置されていてもよい。

　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。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。

　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。

　上述の実施形態では、室内凝縮器１２で冷媒と空気とを熱交換させて空気を加熱するが、熱媒体を介して冷媒で空気を加熱してもよい。

　具体的には、室内凝縮器１２の代わりに、冷媒熱媒体熱交換器、高温熱媒体回路およびヒータコアが配置されていればよい。冷媒熱媒体熱交換器は、圧縮機１１から吐出された高温高圧冷媒と熱媒体とを熱交換させて、冷媒を凝縮させるとともに熱媒体を加熱する加熱用の熱交換器である。高温熱媒体回路は、冷媒熱媒体熱交換器で加熱された側熱媒体を循環させる熱媒体循環回路である。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。ヒータコアは、冷媒熱媒体熱交換器にて加熱された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。

　上述の実施形態では、冷却用熱交換部５２でバッテリ８０を直接冷却するが、熱媒体を介して冷媒でバッテリ８０を冷却してもよい。

　具体的には、冷却用熱交換部５２の代わりに、チラー、低温熱媒体回路およびバッテリ冷却器が配置されていればよい。チラーは、冷却用膨張弁１４ｃにて減圧された低圧冷媒と熱媒体とを熱交換させて、冷媒を蒸発させるとともに熱媒体を冷却する冷却用の熱交換器である。低温熱媒体回路は、チラーで冷却された熱媒体を循環させる熱媒体循環回路である。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。バッテリ冷却器は、チラーにて冷却された熱媒体でバッテリ８０を冷却する冷却器である。

　上述の各実施形態では、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、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

　冷媒を吸入して圧縮し吐出する圧縮機（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器（１２）と、
　前記放熱器で放熱された前記冷媒を減圧させる減圧部（１４ａ）と、
　前記減圧部の開度を通常開度に制御する制御部（６０）とを備え、
　前記制御部は、前記圧縮機が起動される際に前記圧縮機に液相の前記冷媒が溜まっていると判定した場合、前記圧縮機から前記減圧部までに溜まった液相の前記冷媒の排出を促進する液排出制御を行う冷凍サイクル装置。
　前記液排出制御は、前記減圧部の開度を前記通常開度の初期開度（Ｋ０）よりも拡大した液排出開度（Ｋα）にする制御である請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
　前記液排出開度は、前記初期開度の２～４倍である請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
　前記制御部は、前記液排出制御を終了する際に、前記減圧部の開度を前記通常開度に徐々に戻す請求項２または３に記載の冷凍サイクル装置。
　前記圧縮機に吸入される前記冷媒の気液を分離するとともに分離された液相の前記冷媒を貯える貯液部（２１）を備え、
　前記貯液部の冷媒容積と前記圧縮機から前記減圧部までの冷媒容積との合計は、前記圧縮機が起動されたときの全ての液相の前記冷媒の体積よりも大きくなっている請求項２または３に記載の冷凍サイクル装置。
　前記冷媒を熱交換させ、前記放熱器よりも大きい冷媒容積を有する高容積熱交換器（１６）を備え、
　前記制御部は、第１運転モードでは前記高容積熱交換器で前記冷媒に吸熱させるように前記減圧部を制御し、第２運転モードでは前記高容積熱交換器で前記冷媒から放熱させるように前記減圧部を制御し、
　前記第１運転モードで前記圧縮機が起動される場合の前記液排出制御は、前記第１運転モードから前記第２運転モードに切り替える制御である請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
　冷媒を吸入して圧縮し吐出する圧縮機（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器（１２）と、
　前記放熱器で放熱された前記冷媒を減圧させる減圧部（１４ａ）と、
　前記放熱器から流出した前記冷媒が前記減圧部をバイパスして流れる冷媒通路を形成する液排出通路部（２２ｃ）と、
　前記液排出通路部を開閉する液排出開閉部（１５ｃ）と、
　前記圧縮機が起動される際に前記圧縮機に液相の前記冷媒が溜まっていると判定した場合、前記液排出通路部を開くように前記液排出開閉部を制御する液排出制御を行う制御部（６０）とを備える冷凍サイクル装置。
　前記制御部は、前記液排出制御を開始した後、所定時間が経過したら前記液排出制御を終了する請求項１ないし７のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。