WO2023106020A1 - ヒートポンプサイクル装置 - Google Patents

Abstract

ヒートポンプサイクル装置は、圧縮機（１１）と、分岐部（１２ａ）と、加熱部（１３）と、加熱部側減圧部（１４ａ、１４ｃ）と、バイパス通路（２１ｃ）と、バイパス側流量調整部（１４ｄ）と、通路（２１ｃ）合流部（１２ｆ）と、調整能力判定部（Ｓ３）と、を備える。そして、調整能力判定部（Ｓ３）によって、加熱部側減圧部（１４ａ、１４ｃ）およびバイパス側流量調整部（１４ｄ）の一方の流量調整能力が基準調整能力以下となっていると判定された際に、加熱部側減圧部（１４ａ、１４ｃ）およびバイパス側流量調整部（１４ｄ）の他方の絞り開度を上限開度以下にする。

Description

ヒートポンプサイクル装置 関連出願の相互参照

　本出願は、２０２１年１２月６日に出願された日本特許出願２０２１－１９７８０１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、エンタルピの異なる冷媒同士を混合させて圧縮機へ吸入させるヒートポンプサイクル装置に関する。

　従来、特許文献１に、車両用空調装置に適用されたヒートポンプサイクル装置が開示されている。特許文献１のヒートポンプサイクル装置では、極低外気温時に車室内の暖房を行うために、ホットガス暖房モードの運転を実行する。

　特許文献１のホットガス暖房モードでは、圧縮機から吐出された吐出冷媒を分岐部へ流入させる。そして、分岐部で分岐された一方の冷媒を加熱部へ流入させる。加熱部では、冷媒と車室内へ吹き出される送風空気とを熱交換させて、送風空気を加熱する。さらに、加熱部から流出した冷媒を加熱部側減圧部にて減圧させる。

　また、分岐部で分岐された他方の冷媒をバイパス通路へ流入させる。さらに、バイパス通路へ流入した冷媒をバイパス側流量調整弁にて減圧させる。そして、加熱部側減圧部にて減圧された冷媒とバイパス側流量調整弁にて減圧された冷媒とを混合部にて混合させて、圧縮機に吸入させる。

　つまり、特許文献１のヒートポンプサイクル装置では、ホットガス暖房モードの運転を実行する際に、エンタルピの異なる冷媒同士を混合させて圧縮機へ吸入させる冷媒回路に切り替えている。

特開２０２１－１５６５６７号公報

　ところで、特許文献１のホットガス暖房モードの冷媒回路では、車室内の適切な暖房を実現するために、圧縮機の仕事量を適切に調整する必要がある。これと同時に、圧縮機へ吸入される吸入冷媒の状態が適切な状態となるように加熱部側減圧部およびバイパス側流量調整弁の絞り開度を適切に調整する必要がある。その理由は、吸入冷媒の状態が適切な状態に維持されていないと、圧縮機の耐久寿命に悪影響を与えてしまうからである。

　これに対して、特許文献１には、ホットガス暖房モード時に、吸入冷媒の過熱度が予め定めた基準過熱度に近づくように、加熱部側減圧部およびバイパス側流量調整弁の作動を制御することが開示されている。

　しかし、実際のヒートポンプサイクル装置では、加熱部側減圧部における冷媒の流量調整範囲と、バイパス側流量調整弁における冷媒の流量調整範囲が異なっている。このため、加熱部側減圧部およびバイパス側流量調整弁のうち一方の絞り開度が全開状態に近づいて、流量調整能力が低下してしまうと、吸入冷媒の状態を適切な状態に維持できなくなってしまう可能性がある。

　従って、特許文献１のヒートポンプサイクル装置では、ホットガス暖房モード時に、圧縮機の確実な保護を図ることができなくなってしまう可能性がある。

　本開示は、上記点に鑑み、エンタルピの異なる冷媒同士を混合させて圧縮機へ吸入させても、確実に圧縮機の保護を図ることが可能なヒートポンプサイクル装置を提供することを目的とする。

　本開示の第１の態様のヒートポンプサイクル装置は、圧縮機と、分岐部と、加熱部と、加熱部側減圧部と、バイパス通路と、バイパス側流量調整部と、混合部と、目標温度決定部と、調整能力判定部と、を備える。

　圧縮機は、冷媒を圧縮して吐出する。分岐部は、圧縮機から吐出された吐出冷媒の流れを分岐する。加熱部は、分岐部にて分岐された一方の吐出冷媒を熱源として加熱対象物を加熱する。加熱部側減圧部は、加熱部から流出した冷媒を減圧させる。バイパス通路は、分岐部にて分岐された他方の吐出冷媒を圧縮機の吸入口側へ導く冷媒通路である。バイパス側流量調整部は、バイパス通路を流通する冷媒の流量を調整する。混合部は、バイパス側流量調整部から流出した冷媒と加熱部側減圧部から流出した冷媒とを混合させて、圧縮機の吸入口側へ流出させる。目標温度決定部は、加熱部にて加熱された加熱対象物の対象物温度の目標値である目標温度を決定する。調整能力判定部は、加熱部側減圧部およびバイパス側流量調整部の一方の流量調整能力が予め定めた基準調整能力以下となっていることを判定する。

　そして、対象物温度が目標温度に近づくとともに圧縮機へ吸入される吸入冷媒の乾き度が予め定めた基準乾き度に近づくように、あるいは、対象物温度が目標温度に近づくとともに吸入冷媒の過熱度が予め定めた基準過熱度に近づくように、加熱部側減圧部およびバイパス側流量調整部の少なくとも一方の作動を制御する。

　さらに、調整能力判定部によって加熱部側減圧部およびバイパス側流量調整部の一方の流量調整能力が基準調整能力以下となっていると判定された際に、加熱部側減圧部およびバイパス側流量調整部の他方の絞り開度を上限開度以下にする。

　これによれば、調整能力判定部によって加熱部側減圧部およびバイパス側流量調整部の一方の流量調整能力が基準調整能力以下になっていると判定された際に、加熱部側減圧部およびバイパス側流量調整部の他方の絞り開度を上限開度以下にする。

　従って、加熱部側減圧部およびバイパス側流量調整部の一方側から混合部へ流入する冷媒の流量を増加させ難くなっている際に、加熱部側減圧部およびバイパス側流量調整部の他方側から混合部へ流入する冷媒の流量を制限することができる。

　その結果、吸入冷媒の状態が、必要以上に低い乾き度の気液二相冷媒になってしまうことや、必要以上に高い過熱度の気相冷媒になってしまうことを抑制することができる。すなわち、混合部にて、エンタルピの異なる冷媒同士を混合させて圧縮機へ吸入させるヒートポンプサイクル装置であっても、確実に圧縮機の保護を図ることができる。

　ここで、流量調整能力は、絞り開度の変化量に対する流量の変化量の割合で定義することができる。

　また、本開示の第２の態様のヒートポンプサイクル装置は、圧縮機と、分岐部と、加熱部と、加熱部側減圧部と、バイパス通路と、バイパス側流量調整部と、混合部と、を備える。

　圧縮機は、冷媒を圧縮して吐出する。分岐部は、圧縮機から吐出された吐出冷媒の流れを分岐する。加熱部は、分岐部にて分岐された一方の吐出冷媒を熱源として加熱対象物を加熱する。加熱部側減圧部は、加熱部から流出した冷媒を減圧させる。バイパス通路は、分岐部にて分岐された他方の吐出冷媒を圧縮機の吸入口側へ導く冷媒通路である。バイパス側流量調整部は、バイパス通路を流通する冷媒の流量を調整する。混合部は、バイパス側流量調整部から流出した冷媒と加熱部側減圧部から流出した冷媒とを混合させて、圧縮機の吸入口側へ流出させる。

　そして、圧縮機へ吸入される吸入冷媒の乾き度が予め定めた基準乾き度に近づくように、あるいは、吸入冷媒の過熱度が予め定めた基準過熱度に近づくように、バイパス側流量調整部の絞り開度に対する加熱部側減圧部の絞り開度の開度比が調整される。

　これによれば、吸入冷媒の乾き度が基準乾き度に近づくように、あるいは、吸入冷媒の過熱度が基準過熱度に近づくように、開度比が調整される。従って、圧縮機の冷媒吐出能力によらず、吸入冷媒の状態が適切な状態となる範囲内で、加熱部側減圧部の絞り開度およびバイパス側流量調整部の絞り開度を変化させることができる。

　その結果、吸入冷媒の状態が、必要以上に低い乾き度の気液二相冷媒になってしまうことや、必要以上に高い過熱度の気相冷媒になってしまうことを抑制することができる。すなわち、混合部にて、エンタルピの異なる冷媒同士を混合させて圧縮機へ吸入させるヒートポンプサイクル装置であっても、確実に圧縮機の保護を図ることができる。

　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実施形態の車両用空調装置の模式的な全体構成図である。 第１実施形態の室内空調ユニットの模式的な構成図である。 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メインルーチンのフローチャートである。 第１実施形態のヒートポンプサイクルのホットガス暖房モード時の冷媒の流れを示す模式的な全体構成図である。 第１実施形態の制御プログラムのサブルーチンのフローチャートである。 第１実施形態のヒートポンプサイクルのホットガス暖房モード時の冷媒の状態の変化を示すモリエル線図である。 第１実施形態のヒートポンプサイクルのホットガス除湿暖房モード時の冷媒の流れを示す模式的な全体構成図である。 第１実施形態の制御プログラムの別のサブルーチンのフローチャートである。 第１実施形態のヒートポンプサイクルのホットガス除湿暖房モード時の冷媒の状態の変化を示すモリエル線図である。 第１実施形態のヒートポンプサイクルのホットガス直列除湿暖房モード時の冷媒の流れを示す模式的な全体構成図である。 第１実施形態のヒートポンプサイクルのホットガス直列除湿暖房モード時の冷媒の状態の変化を示すモリエル線図である。 第２実施形態の制御プログラムのサブルーチンのフローチャートである。 第３実施形態の開度比を制御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模式的な全体構成図である。

　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実施形態を説明する。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、明示してい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１２を用いて、本開示に係るヒートポンプサイクル装置の第１実施形態を説明する。本実施形態では、本開示に係るヒートポンプサイクル装置を、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。電気自動車は、走行用の駆動力を電動モータから得る車両である。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とともに、車載機器の温度調整を行う。従って、車両用空調装置１は、車載機器温度調整機能付きの空調装置、あるいは、空調機能付きの車載機器温度調整装置と呼ぶことができる。

　車両用空調装置１では、車載機器として、具体的に、バッテリ７０の温度調整を行う。バッテリ７０は、電気によって作動する複数の車載機器へ供給される電力を蓄える二次電池である。バッテリ７０は、積層配置された複数の電池セルを、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組電池である。本実施形態の電池セルは、リチウムイオン電池である。

　バッテリ７０は、作動時（すなわち、充放電時）に発熱する。バッテリ７０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７０の温度は、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、本実施形態の電気自動車では、車両用空調装置１を用いてバッテリ７０の温度調整を行う。もちろん、車両用空調装置１の温度調整対象となる車載機器は、バッテリ７０に限定されない。

　車両用空調装置１は、ヒートポンプサイクル１０、低温側熱媒体回路４０、室内空調ユニット５０、制御装置６０等を備えている。

　まず、図１を用いて、ヒートポンプサイクル１０について説明する。ヒートポンプサイクル１０は、車室内へ送風される送風空気、および低温側熱媒体回路４０を循環する低温側熱媒体の温度を調整する蒸気圧縮式の冷凍サイクルである。ヒートポンプサイクル１０は、車室内の空調および車載機器の温度調整を行うために、後述する各種運転モードに応じて、冷媒回路を切替可能に構成されている。

　ヒートポンプサイクル１０では、冷媒としてＨＦＯ系冷媒（具体的には、Ｒ１２３４ｙｆ）を採用している。ヒートポンプサイクル１０は、高圧側冷媒の圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成する。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。冷凍機油は、液相冷媒に相溶性を有するＰＡＧオイル（すなわち、ポリアルキレングリコールオイル）である。冷凍機油の一部は、冷媒とともにヒートポンプサイクル１０を循環している。

　圧縮機１１は、ヒートポンプサイクル１０において、冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。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、後述する制御装置６０から出力される制御信号によって、冷媒吐出能力（すなわち、回転数）が制御される。

　圧縮機１１は、車室の前方側に形成された駆動装置室内に配置されている。駆動装置室は、車両走行用の駆動力の発生や調整のために用いられる機器（例えば、走行用の電動モータ）等の少なくとも一部が配置される空間を形成している。

　圧縮機１１の吐出口には、第１三方継手１２ａの流入口側が接続されている。第１三方継手１２ａは、互いに連通する３つの流入出口を有している。第１三方継手１２ａとしては、複数の配管を接合して形成された継手部や、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継手部を採用することができる。

　さらに、ヒートポンプサイクル１０は、後述するように、第２三方継手１２ｂ～第６三方継手１２ｆを備えている。第２三方継手１２ｂ～第６三方継手１２ｆの基本的構成は、第１三方継手１２ａと同様である。また、後述する実施形態で説明する各三方継手の基本的構成についても、第１三方継手１２ａと同様である。

　これらの三方継手は、３つの流入出口のうち１つが流入口として用いられ、残りの２つが流出口として用いられた際には、冷媒の流れを分岐する。また、３つの流入出口のうち２つが流入口として用いられ、残りの１つが流出口として用いられた際には、冷媒の流れを合流させる。従って、第１三方継手１２ａは、圧縮機１１から吐出された吐出冷媒の流れを分岐する分岐部である。

　第１三方継手１２ａの一方の流出口には、室内凝縮器１３の冷媒通路の入口側が接続されている。第１三方継手１２ａの他方の流出口には、第６三方継手１２ｆの一方の流入口側が接続されている。第１三方継手１２ａの他方の流出口から第６三方継手１２ｆの一方の流入口へ至る冷媒通路は、バイパス通路２１ｃである。バイパス通路２１ｃには、バイパス側流量調整弁１４ｄが配置されている。

　バイパス側流量調整弁１４ｄは、後述するホットガス暖房モード時等に、第１三方継手１２ａの他方の流出口から流出した吐出冷媒（すなわち、第１三方継手１２ａにて分岐された他方の吐出冷媒）を減圧させるバイパス通路側の減圧部である。バイパス側流量調整弁１４ｄは、バイパス通路２１ｃを流通する冷媒の流量（質量流量）を調整するバイパス側流量調整部である。

　バイパス側流量調整弁１４ｄは、絞り開度を変化させる弁体、および弁体を変位させる駆動部としての電動アクチュエータ（具体的には、ステッピングモータ）を有する電気式の可変絞り機構である。バイパス側流量調整弁１４ｄは、制御装置６０から出力される制御パルスによって、その作動が制御される。

　バイパス側流量調整弁１４ｄは、絞り開度を全開状態にすることで冷媒減圧作用および流量調整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を有している。バイパス側流量調整弁１４ｄは、絞り開度を全閉状態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。

　さらに、ヒートポンプサイクル１０は、後述するように、暖房用膨張弁１４ａ、冷房用膨張弁１４ｂ、および冷却用膨張弁１４ｃを備えている。暖房用膨張弁１４ａ、冷房用膨張弁１４ｂ、および冷却用膨張弁１４ｃの基本的構成は、バイパス側流量調整弁１４ｄと同様である。

　暖房用膨張弁１４ａ、冷房用膨張弁１４ｂ、冷却用膨張弁１４ｃ、およびバイパス側流量調整弁１４ｄは、上述した全閉機能を発揮することによって冷媒回路を切り替えることができる。従って、暖房用膨張弁１４ａ、冷房用膨張弁１４ｂ、冷却用膨張弁１４ｃ、およびバイパス側流量調整弁１４ｄは、冷媒回路切替部としての機能を兼ね備えている。

　もちろん、暖房用膨張弁１４ａ、冷房用膨張弁１４ｂ、冷却用膨張弁１４ｃ、およびバイパス側流量調整弁１４ｄを、全閉機能を有していない可変絞り機構と絞り通路を開閉する開閉弁とを組み合わせて形成してもよい。この場合は、それぞれの開閉弁が冷媒回路切替部となる。

　室内凝縮器１３は、後述する室内空調ユニット５０の空調ケース５１内に配置されている。室内凝縮器１３は、第１三方継手１２ａの一方の流出口から流出した吐出冷媒（すなわち、第１三方継手１２ａにて分岐された一方の吐出冷媒）と、後述する室内蒸発器１８を通過した送風空気とを熱交換させる加熱用熱交換部である。室内凝縮器１３では、吐出冷媒の有する熱を送風空気へ放熱させて、送風空気を加熱する。

　従って、室内凝縮器１３は、第１三方継手１２ａにて分岐された一方の吐出冷媒を熱源として、加熱対象物である送風空気を加熱する加熱部である。

　室内凝縮器１３の冷媒通路の出口には、第２三方継手１２ｂの流入口側が接続されている。第２三方継手１２ｂ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２三方継手１２ｂの他方の流出口には、四方継手１２ｘの１つの流入口側が接続されている。第２三方継手１２ｂの他方の流出口から四方継手１２ｘの１つの流入口へ至る冷媒通路は、除湿用通路２１ａである。

　除湿用通路２１ａには、除湿用開閉弁２２ａが配置されている。除湿用開閉弁２２ａは、除湿用通路２１ａを開閉する開閉弁である。除湿用開閉弁２２ａは、制御装置６０から出力される制御電圧によって、その開閉作動が制御される電磁弁である。除湿用開閉弁２２ａは、除湿用通路２１ａを開閉することによって冷媒回路を切り替えることができる。従って、除湿用開閉弁２２ａは、冷媒回路切替部である。

　四方継手１２ｘは、互いに連通する４つの流入出口を有する継手部である。四方継手１２ｘとしては、前述の三方継手と同様に形成された継手部を採用することができる。四方継手１２ｘとして、２つの三方継手を組み合わせて形成されたものを採用してもよい。

　暖房用膨張弁１４ａは、後述する暖房モード時等に、室外熱交換器１５へ流入する冷媒を減圧させる室外熱交換器側の減圧部である。さらに、暖房用膨張弁１４ａは、室外熱交換器１５へ流入する冷媒の流量（質量流量）を調整する室外熱交換器側の流量調整部である。

　暖房用膨張弁１４ａの出口には、室外熱交換器１５の冷媒入口側が接続されている。室外熱交換器１５は、暖房用膨張弁１４ａ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る室外熱交換部である。室外熱交換器１５は、駆動装置室の前方側に配置されている。このため、車両走行時には、グリルを介して駆動装置室へ流入した走行風を室外熱交換器１５に当てることができる。

　室外熱交換器１５の冷媒出口には、第３三方継手１２ｃの入口側が接続されている。第３三方継手１２ｃの一方の流出口には、第１逆止弁１６ａを介して、四方継手１２ｘの別の１つの流入口側が接続されている。第３三方継手１２ｃの他方の流出口には、第４三方継手１２ｄの一方の流入口側が接続されている。第３三方継手１２ｃの他方の流出口から第４三方継手１２ｄの一方の流入口へ至る冷媒通路は、暖房用通路２１ｂである。

　暖房用通路２１ｂには、暖房用開閉弁２２ｂが配置されている。暖房用開閉弁２２ｂは、暖房用通路２１ｂを開閉する開閉弁である。暖房用開閉弁２２ｂの基本的構成は、除湿用開閉弁２２ａと同様である。従って、暖房用開閉弁２２ｂは、冷媒回路切替部である。また、後述する実施形態で説明する各開閉弁の基本的構成についても、除湿用開閉弁２２ａと同様である。

　第１逆止弁１６ａは、第３三方継手１２ｃ側から四方継手１２ｘ側へ冷媒が流れることを許容し、四方継手１２ｘ側から第３三方継手１２ｃ側へ冷媒が流れることを禁止する。

　四方継手１２ｘの１つの流出口には、冷房用膨張弁１４ｂを介して、室内蒸発器１８の冷媒入口側が接続されている。冷房用膨張弁１４ｂは、後述する冷房モード時等に、室内蒸発器１８へ流入する冷媒を減圧させる室内蒸発器側の減圧部である。さらに、冷房用膨張弁１４ｂは、室内蒸発器１８へ流入する冷媒の流量（質量流量）を調整する室内蒸発器側の流量調整部である。

　室内蒸発器１８は、後述する室内空調ユニット５０の空調ケース５１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室内送風機５２から車室内へ向けて送風された送風空気とを熱交換させる熱交換部である。室内蒸発器１８では、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、送風空気を冷却する。

　室内蒸発器１８の冷媒出口には、第２逆止弁１６ｂを介して、第５三方継手１２ｅの一方の流入口側が接続されている。第２逆止弁１６ｂは、室内蒸発器１８の冷媒出口側から第５三方継手１２ｅ側へ冷媒が流れることを許容し、第５三方継手１２ｅ側から室内蒸発器１８の冷媒出口側へ冷媒が流れることを禁止する。

　四方継手１２ｘの別の１つの流出口には、冷却用膨張弁１４ｃを介して、チラー２０の冷媒通路の入口側が接続されている。冷却用膨張弁１４ｃは、後述する冷却冷房モード時やホットガス暖房モード時等に、チラー２０へ流入する冷媒を減圧させるチラー側の減圧部である。さらに、冷却用膨張弁１４ｃは、チラー２０へ流入する冷媒の流量（質量流量）を調整するチラー側の流量調整部である。

　チラー２０は、冷却用膨張弁１４ｃにて減圧された低圧冷媒と低温側熱媒体回路４０を循環する低温側熱媒体とを熱交換させる熱交換部である。チラー２０では、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、低温側熱媒体を冷却することができる。また、低圧冷媒の有する熱を低温側熱媒体に放熱させることによって、低温側熱媒体を加熱することができる。

　チラー２０の冷媒通路の出口には、第６三方継手１２ｆの他方の流入口側が接続されている。第６三方継手１２ｆの流出口には、第５三方継手１２ｅの他方の流入口側が接続されている。第５三方継手１２ｅの流出口には、第４三方継手１２ｄの他方の流入口側が接続されている。

　第４三方継手１２ｄの流出口には、アキュムレータ２３の入口側が接続されている。アキュムレータ２３は、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低圧側の気液分離器である。アキュムレータ２３の気相冷媒出口は、圧縮機１１の吸入口側に接続されている。アキュムレータ２３は、分離された液相冷媒に含まれる冷凍機油を、気相冷媒とともに圧縮機１１へ戻すためのオイル戻し穴を有している。

　次に、低温側熱媒体回路４０について説明する。低温側熱媒体回路４０は、低温側熱媒体を循環させる熱媒体回路である。本実施形態では、低温側熱媒体として、エチレングリコール水溶液を採用している。低温側熱媒体回路４０には、低温側ポンプ４１、バッテリ７０の冷却水通路７０ａ、チラー２０の熱媒体通路等が接続されている。

　低温側ポンプ４１は、バッテリ７０の冷却水通路７０ａから流出した低温側熱媒体を、チラー２０の熱媒体通路の入口側へ圧送する低温側の熱媒体圧送部である。低温側ポンプ４１は、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。チラー２０の熱媒体通路の出口側には、バッテリ７０の冷却水通路７０ａの入口側が接続されている。

　バッテリ７０の冷却水通路７０ａは、チラー２０にて冷却された低温側熱媒体を流通させることによって、バッテリ７０を冷却するために形成された冷却水通路である。冷却水通路７０ａは、積層配置された複数の電池セルを収容するバッテリ専用ケースの内部に形成されている。

　冷却水通路７０ａの通路構成は、バッテリ専用ケースの内部で複数の通路を並列的に接続した通路構成となっている。これにより、冷却水通路７０ａでは、全ての電池セルを均等に冷却できるようになっている。冷却水通路７０ａの出口には、低温側ポンプ４１の吸入口側が接続されている。

　次に、図２を用いて、室内空調ユニット５０について説明する。室内空調ユニット５０は、車室内の空調のために適切な温度に調整された送風空気を、車室内の適切な箇所へ吹き出すために、複数の構成機器を一体化したユニットである。室内空調ユニット５０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５０は、送風空気の空気通路を形成する空調ケース５１内に、室内送風機５２、室内蒸発器１８、室内凝縮器１３等を収容することによって形成されている。空調ケース５１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５１の送風空気流れ最上流側には、内外気切替装置５３が配置されている。内外気切替装置５３は、空調ケース５１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５３は、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５３の送風空気流れ下流側には、室内送風機５２が配置されている。室内送風機５２は、内外気切替装置５３を介して吸入した空気を車室内へ向けて送風する送風部である。室内送風機５２は、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。

　室内送風機５２の送風空気流れ下流側には、室内蒸発器１８および室内凝縮器１３が配置されている。室内蒸発器１８は、室内凝縮器１３よりも、送風空気流れ上流側に配置されている。空調ケース５１内には、室内蒸発器１８通過後の送風空気を、室内凝縮器１３を迂回させて流す冷風バイパス通路５５が形成されている。

　空調ケース５１内の室内蒸発器１８の送風空気流れ下流側であって、かつ、室内凝縮器１３および冷風バイパス通路５５の送風空気流れ上流側には、エアミックスドア５４が配置されている。

　エアミックスドア５４は、室内蒸発器１８通過後の送風空気のうち、室内凝縮器１３側を通過させる送風空気の風量と冷風バイパス通路５５を通過させる送風空気の風量との風量割合を調整する。エアミックスドア５４の駆動用のアクチュエータは、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。

　室内凝縮器１３および冷風バイパス通路５５の送風空気流れ下流側には、混合空間５６が配置されている。混合空間５６は、室内凝縮器１３にて加熱された送風空気と冷風バイパス通路５５を通過して加熱されていない送風空気とを混合させる空間である。

　従って、室内空調ユニット５０では、エアミックスドア５４の開度調整によって、混合空間５６にて混合されて車室内へ吹き出される送風空気（すなわち、空調風）の温度を調整することができる。本実施形態のエアミックスドア５４は、室内凝縮器１３にて熱交換される送風空気の流量を調整する空気流量調整部である。

　空調ケース５１の送風空気流れ最下流部には、空調風を車室内の様々な箇所へ向けて吹き出すための図示しない複数の開口穴が形成されている。複数の開口穴には、それぞれの開口穴を開閉する図示しない吹出モードドアが配置されている。吹出モードドアの駆動用のアクチュエータは、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。

　従って、室内空調ユニット５０では、吹出モードドアが開閉する開口穴を切り替えることによって、車室内の適切な箇所へ適切な温度に調整された空調風を吹き出すことができる。

　次に、本実施形態の電気制御部について説明する。制御装置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を有している。制御装置６０は、ＲＯＭ内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行う。そして、制御装置６０は、演算、処理結果に基づいて、出力側に接続された各種制御対象機器１１、１４ａ～１４ｄ、２２ａ、２２ｂ、４１、５２、５３等の作動を制御する。

　制御装置６０の入力側には、図３のブロック図に示すように、内気温センサ６１ａ、外気温センサ６１ｂ、日射センサ６１ｃ、吐出冷媒温度センサ６２ａ、高圧側冷媒温度圧力センサ６２ｂ、蒸発器温度センサ６２ｃ、蒸発器出口側冷媒温度センサ６２ｄ、チラー側冷媒温度圧力センサ６２ｅ、吸入冷媒温度圧力センサ６２ｆ、低温側熱媒体温度センサ６３ａ、バッテリ温度センサ６４、空調風温度センサ６５等の制御用のセンサ群が接続されている。

　内気温センサ６１ａ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６１ｂ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６１ｃは、車室内へ照射される日射量Ａｓを検出する日射量検出部である。

　吐出冷媒温度センサ６２ａは、圧縮機１１から吐出された吐出冷媒の吐出冷媒温度Ｔｄを検出する吐出冷媒温度圧力検出部である。

　高圧側冷媒温度圧力センサ６２ｂは、室内凝縮器１３から流出した冷媒の温度である高圧側冷媒温度Ｔ１、および室内凝縮器１３から流出した冷媒の圧力である吐出冷媒圧力Ｐｄを検出する高圧側冷媒温度圧力検出部である。本実施形態の吐出冷媒圧力Ｐｄは、圧縮機１１から吐出された吐出冷媒の圧力としても用いられる。

　蒸発器温度センサ６２ｃは、室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度（蒸発器温度）Ｔｅｆｉｎを検出するための蒸発器温度検出部である。具体的に、蒸発器温度センサ６２ｃは、室内蒸発器１８の熱交換フィン温度を検出している。

　蒸発器出口側冷媒温度センサ６２ｄは、室内蒸発器１８から流出した冷媒の温度である蒸発器側冷媒温度Ｔｅｏｕｔを検出する蒸発器出口側冷媒温度検出部である。

　チラー側冷媒温度圧力センサ６２ｅは、チラー２０の冷媒通路から流出した冷媒の温度であるチラー側冷媒温度Ｔｃ、およびチラー２０の冷媒通路から流出した冷媒の圧力であるチラー側冷媒圧力Ｐｃを検出するチラー側冷媒温度圧力検出部である。

　吸入冷媒温度圧力センサ６２ｆは、圧縮機１１へ吸入される吸入冷媒の温度である吸入冷媒温度Ｔｓ、圧縮機１１へ吸入される吸入冷媒の圧力である吸入冷媒圧力Ｐｓを検出する吸入冷媒温度圧力検出部である。

　本実施形態では、冷媒温度圧力センサとして、圧力検出部と温度検出部が一体化された検出部を採用しているが、もちろん、それぞれ別体で構成された圧力検出部と温度検出部とを採用してもよい。

　低温側熱媒体温度センサ６３ａは、バッテリ７０の冷却水通路７０ａへ流入する低温側熱媒体の温度である低温側熱媒体温度ＴＷＬを検出する低温側熱媒体温度検出部である。

　バッテリ温度センサ６４は、バッテリ７０の温度であるバッテリ温度ＴＢを検出するバッテリ温度検出部である。バッテリ温度センサ６４は、複数の温度センサを有し、バッテリ７０の複数の箇所の温度を検出している。このため、制御装置６０では、バッテリ７０を形成する各電池セルの温度差や温度分布を検出することができる。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。

　空調風温度センサ６５は、混合空間５６から車室内へ送風される送風空気温度ＴＡＶを検出する空調風温度検出部である。送風空気温度ＴＡＶは、加熱対象物である送風空気の対象物温度である。

　さらに、制御装置６０の入力側には、図３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６９が接続されている。制御装置６０には、操作パネル６９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６９に設けられた各種操作スイッチとしては、具体的に、オートスイッチ、エアコンスイッチ、風量設定スイッチ、温度設定スイッチ等がある。

　オートスイッチは、車両用空調装置１の自動制御運転を設定あるいは解除する自動制御設定部である。エアコンスイッチは、室内蒸発器１８にて送風空気の冷却を行うことを要求する冷却要求部である。風量設定スイッチは、室内送風機５２の送風量をマニュアル設定する風量設定部である。温度設定スイッチは、車室内の設定温度Ｔｓｅｔを設定する温度設定部である。

　なお、本実施形態の制御装置６０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たものである。従って、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、制御装置６０のうち、圧縮機１１の冷媒吐出能力を制御する構成は、吐出能力制御部６０ａを構成している。加熱部側減圧部（本実施形態では、暖房用膨張弁１４ａおよび冷却用膨張弁１４ｃ）の作動を制御する構成は、加熱部側制御部６０ｂを構成している。バイパス側流量調整弁１４ｄの作動を制御する構成は、バイパス側制御部６０ｃを構成している。補助加熱部側減圧部（本実施形態では、冷房用膨張弁１４ｂ）の作動を制御する構成は、補助加熱部側制御部６０ｄを構成している。

　次に、上記構成における本実施形態の車両用空調装置１の作動について説明する。本実施形態の車両用空調装置１では、車室内の空調およびバッテリ７０の温度調整を行うために、各種運転モードを切り替える。運転モードの切り替えは、予め制御装置６０に記憶されている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、いわゆるＩＧスイッチが投入状態（ＯＮ）にされて、車両システムが起動している際だけでなく、外部電源からバッテリ７０に充電されている際等にも実行される。図４のフローチャートを用いて、制御プログラムのメインルーチンについて説明する。図４等のフローチャートに記載された各制御ステップは、制御装置６０が有する各種の機能実現部である。

　まず、図４のステップＳ１では、フラグ、タイマ等の初期化、並びに、電動アクチュエータの初期位置合わせ等のイニシャライズが行われる。次に、ステップＳ２では、制御用のセンサ群の検出信号および操作パネル６９の操作信号を読み込む。次に、ステップＳ３では、目標吹出温度ＴＡＯを決定する。目標吹出温度ＴＡＯは、車室内へ吹き出される送風空気の温度の目標値である。従って、ステップＳ３は、目標温度決定部である。

　ステップＳ３では、具体的に、以下数式Ｆ１を用いて目標吹出温度ＴＡＯを決定する。ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ－Ｋｒ×Ｔｒ－Ｋａｍ×Ｔａｍ－Ｋｓ×Ａｓ＋Ｃ…（Ｆ１）
　Ｔｓｅｔは、温度設定スイッチによって設定された車室内目標温度である。Ｔｒは、内気温センサ６１ａによって検出された内気温である。Ｔａｍは、外気温センサ６１ｂによって検出された外気温である。Ａｓは、日射センサ６１ｃ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Ｓ４では、ステップＳ２で読み込んだ検出信号および操作信号、並びに、ステップＳ３で決定された目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、運転モードを選択する。次に、ステップＳ５では、ステップＳ４で選択された運転モードが実行されるように、各種制御対象機器の作動が制御される。

　次に、ステップＳ６では、予め定めた車両用空調装置１の終了条件が成立しているか否かが判定される。ステップＳ６にて、終了条件が成立していないと判定されて際には、ステップＳ２へ戻る。これにより、検出信号および操作信号の読み込み、目標吹出温度ＴＡＯ、運転モードの決定、制御対象機器の制御といった制御ルーチンが繰り返される。ステップＳ６にて、終了条件が成立したと判定された際には、プログラムを終了させる。

　本実施形態の終了条件は、外部電源からバッテリ７０に充電されていない状態で、ＩＧスイッチが非投入状態（ＯＦＦ）にされた際に成立する。また、ＩＧスイッチが非投入状態（ＯＦＦ）になっている状態で、外部電源からバッテリ７０への充電が終了した際に成立する。以下、ステップＳ５における各運転モードの詳細作動について説明する。

　まず、バイパス通路２１ｃに冷媒を流通させない運転モードについて説明する。バイパス通路２１ｃに冷媒を流通させない運転モードとしては、（ａ）冷房モード、（ｂ）直列除湿暖房モード、および（ｃ）外気吸熱暖房モードがある。

　（ａ）冷房モード
　冷房モードは、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運転モードである。制御プログラムでは、主に夏季のように外気温Ｔａｍが比較的高い温度（本実施形態では、２５℃以上）となっている際に、冷房モードが選択される。

　冷房モードには、単独冷房モードおよび冷却冷房モードがある。単独冷房モードは、バッテリ７０の冷却を行うことなく車室内の冷房を行う運転モードである。冷却冷房モードは、バッテリ７０の冷却を行うとともに車室内の冷房を行う運転モードである。

　制御プログラムでは、バッテリ温度センサ６４によって検出されたバッテリ温度ＴＢが、予め定めた基準上限温度ＫＴＢＨ以上となっている際に、バッテリ７０を冷却するための運転モードを実行する。このことは、以下に説明する他の運転モードにおいても同様である。

　（ａ－１）単独冷房モード
　単独冷房モードのヒートポンプサイクル１０では、制御装置６０が、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、バイパス側流量調整弁１４ｄを全閉状態とする。また、制御装置６０は、除湿用開閉弁２２ａを閉じ、暖房用開閉弁２２ｂを閉じる。

　このため、単独冷房モードのヒートポンプサイクル１０では、圧縮機１１から吐出された冷媒が、室内凝縮器１３、全開状態となっている暖房用膨張弁１４ａ、室外熱交換器１５、絞り状態になっている冷房用膨張弁１４ｂ、室内蒸発器１８、アキュムレータ２３、圧縮機１１の吸入口の順に循環する冷媒回路に切り替えられる。

　また、単独冷房モードの室内空調ユニット５０では、空調風温度センサ６５によって検出された送風空気温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯに近づくように、制御装置６０がエアミックスドア５４の開度を調整する。

　また、制御装置６０は、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め制御装置６０に記憶された制御マップを参照して室内送風機５２へ出力される制御電圧を決定する。冷房モードの制御マップでは、目標吹出温度ＴＡＯの極低温域（最大冷房域）および極高温域（最大暖房域）で室内送風機５２の送風量を最大とし、中間温度域に近づくに伴って送風量を減少させるように、制御電圧が決定される。

　また、制御装置６０は、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め制御装置６０に記憶された制御マップを参照して内外気切替装置５３、および吹出モードドアの作動を制御する。また、制御装置６０は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。

　従って、単独冷房モードのヒートポンプサイクル１０では、室内凝縮器１３および室外熱交換器１５を、冷媒を放熱させて凝縮させる凝縮器として機能させ、室内蒸発器１８を、冷媒を蒸発させる蒸発器として機能させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。

　単独冷房モードの室内空調ユニット５０では、室内送風機５２から送風された送風空気が室内蒸発器１８にて冷却される。室内蒸発器１８にて冷却された送風空気は、エアミックスドア５４の開度に応じて、目標吹出温度ＴＡＯに近づくように室内凝縮器１３にて再加熱される。そして、温度調整された送風空気が車室内へ吹き出されることによって、車室内の冷房が実現される。

　（ａ－２）冷却冷房モード
　冷却冷房モードのヒートポンプサイクル１０では、単独冷房モードに対して、制御装置６０が、冷却用膨張弁１４ｃを絞り状態とする。

　このため、冷却冷房モードのヒートポンプサイクル１０では、圧縮機１１から吐出された冷媒が、単独冷房モードと同様に循環する。同時に、圧縮機１１から吐出された冷媒が、室内凝縮器１３、全開状態となっている暖房用膨張弁１４ａ、室外熱交換器１５、絞り状態になっている冷却用膨張弁１４ｃ、チラー２０、アキュムレータ２３、圧縮機１１の吸入口の順に循環する冷媒回路に切り替えられる。つまり、室内蒸発器１８とチラー２０が、冷媒の流れに対して並列的に接続される冷媒回路に切り替えられる。

　また、冷却冷房モードの低温側熱媒体回路４０では、制御装置６０が、予め定めた基準圧送能力を発揮するように、低温側ポンプ４１を作動させる。このため、低温側熱媒体回路４０では、低温側ポンプ４１から圧送された低温側熱媒体が、チラー２０の熱媒体通路、バッテリ７０の冷却水通路７０ａ、低温側ポンプ４１の吸入口の順に循環する。

　また、冷却冷房モードの室内空調ユニット５０では、制御装置６０が、単独冷房モードと同様に、室内送風機５２の送風能力、エアミックスドア５４の開度、内外気切替装置５３、および吹出モードドアの作動を制御する。また、制御装置６０は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。

　従って、冷却冷房モードのヒートポンプサイクル１０では、室内凝縮器１３および室外熱交換器１５を、凝縮器として機能させ、室内蒸発器１８およびチラー２０を、蒸発器として機能させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。

　冷却冷房モードの低温側熱媒体回路４０では、低温側ポンプ４１から圧送された低温側熱媒体が、チラー２０へ流入して低圧冷媒と熱交換して冷却される。チラー２０にて冷却された低温側熱媒体は、バッテリ７０の冷却水通路７０ａを流通する。これにより、バッテリ７０が冷却される。バッテリ７０の冷却水通路７０ａから流出した低温側熱媒体は、低温側ポンプ４１に吸入されて再びチラー２０へ圧送される。

　冷却冷房モードの室内空調ユニット５０では、単独冷房モードと同様に、温度調整された送風空気が車室内へ吹き出されることによって、車室内の冷房が実現される。

　（ｂ）直列除湿暖房モード
　直列除湿暖房モードは、冷却されて除湿された送風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。制御プログラムでは、外気温Ｔａｍが予め定めた中高温域の温度（本実施形態では、１０℃以上、２５℃未満）になっている際に、直列除湿暖房モードが選択される。

　直列除湿暖房モードには、単独直列除湿暖房モードおよび冷却直列除湿暖房モードがある。単独直列除湿暖房モードは、バッテリ７０の冷却を行うことなく車室内の除湿暖房を行う運転モードである。冷却直列除湿暖房モードは、バッテリ７０の冷却を行うとともに車室内の除湿暖房を行う運転モードである。

　（ｂ－１）単独直列除湿暖房モード
　単独直列除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、制御装置６０が、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、バイパス側流量調整弁１４ｄを全閉状態とする。また、制御装置６０は、除湿用開閉弁２２ａを閉じ、暖房用開閉弁２２ｂを閉じる。

　このため、単独直列除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、圧縮機１１から吐出された冷媒が、室内凝縮器１３、絞り状態になっている暖房用膨張弁１４ａ、室外熱交換器１５、絞り状態になっている冷房用膨張弁１４ｂ、室内蒸発器１８、アキュムレータ２３、圧縮機１１の吸入口の順に循環する冷媒回路に切り替えられる。

　さらに、制御装置６０は、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め制御装置６０に記憶された制御マップを参照して、暖房用膨張弁１４ａおよび冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度を決定する。

　直列除湿暖房モードの制御マップでは、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、暖房用膨張弁１４ａの絞り開度を減少させ、冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度を増加させるように制御信号が決定される。さらに、直列除湿暖房モードの制御マップでは、室内蒸発器１８の着霜を抑制できるように、暖房用膨張弁１４ａおよび冷房用膨張弁１４ｂへ出力される制御信号が決定される。

　また、単独直列除湿暖房モードの室内空調ユニット５０では、制御装置６０が、単独冷房モードと同様に、室内送風機５２の送風能力、エアミックスドア５４の開度、内外気切替装置５３、および吹出モードドアの作動を制御する。また、制御装置６０は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。

　従って、単独直列除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、室内凝縮器１３を、凝縮器として機能させ、室内蒸発器１８を、蒸発器として機能させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。

　さらに、単独直列除湿暖房モードでは、室外熱交換器１５における冷媒の飽和温度が外気温Ｔａｍよりも高い場合には、室外熱交換器１５を凝縮器として機能させる。また、室外熱交換器１５における冷媒の飽和温度が外気温Ｔａｍよりも低い場合には、室外熱交換器１５を蒸発器として機能させる。

　単独直列除湿暖房モードの室内空調ユニット５０では、室内送風機５２から送風された送風空気が室内蒸発器１８にて冷却されて除湿される。室内蒸発器１８にて冷却されて除湿された送風空気は、エアミックスドア５４の開度に応じて、目標吹出温度ＴＡＯに近づくように室内凝縮器１３にて再加熱される。そして、温度調整された送風空気が車室内へ吹き出されることによって、車室内の除湿暖房が実現される。

　（ｂ－２）冷却直列除湿暖房モード
　冷却直列除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、単独直列除湿暖房モードに対して、制御装置６０が、冷却用膨張弁１４ｃを絞り状態とする。

　このため、冷却直列除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、圧縮機１１から吐出された冷媒が、単独直列除湿暖房モードと同様に循環する。同時に、圧縮機１１から吐出された冷媒が、室内凝縮器１３、絞り状態となっている暖房用膨張弁１４ａ、室外熱交換器１５、絞り状態になっている冷却用膨張弁１４ｃ、チラー２０、アキュムレータ２３、圧縮機１１の吸入口の順に循環する冷媒回路に切り替えられる。つまり、室内蒸発器１８とチラー２０が、冷媒の流れに対して並列的に接続される冷媒回路に切り替えられる。

　また、冷却直列除湿暖房モードの低温側熱媒体回路４０では、制御装置６０が、冷却冷房モードと同様に、低温側ポンプ４１の作動を制御する。

　また、冷却直列除湿暖房モードの室内空調ユニット５０では、制御装置６０が、単独冷房モードと同様に、室内送風機５２の送風能力、エアミックスドア５４の開度、内外気切替装置５３、および吹出モードドアの作動を制御する。また、制御装置６０は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。

　従って、冷却直列除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、室内凝縮器１３を、凝縮器として機能させ、室内蒸発器１８およびチラー２０を、蒸発器として機能させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。

　さらに、冷却直列除湿暖房モードでは、単独直列除湿暖房モードと同様に、室外熱交換器１５における冷媒の飽和温度が外気温Ｔａｍよりも高い場合には、室外熱交換器１５を凝縮器として機能させる。また、室外熱交換器１５における冷媒の飽和温度が外気温Ｔａｍよりも低い場合には、室外熱交換器１５を蒸発器として機能させる。

　冷却直列除湿暖房モードの低温側熱媒体回路４０では、冷却冷房モードと同様に、チラー２０にて冷却された低温側熱媒体が、バッテリ７０の冷却水通路７０ａを流通することによって、バッテリ７０が冷却される。

　冷却直列除湿暖房モードの室内空調ユニット５０では、単独直列除湿暖房モードと同様に、温度調整された送風空気が車室内へ吹き出されることによって、車室内の除湿暖房が実現される。

　（ｃ）外気吸熱暖房モード
　外気吸熱暖房モードは、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運転モードである。制御プログラムでは、主に冬季のように外気温Ｔａｍが比較的低い値（本実施形態では、－１０℃以上、０℃未満）になっている際に、外気吸熱暖房モードが選択される。

　外気吸熱暖房モードには、単独外気吸熱暖房モードおよび冷却外気吸熱暖房モードがある。単独外気吸熱暖房モードは、バッテリ７０の冷却を行うことなく車室内の暖房を行う運転モードである。冷却外気吸熱暖房モードは、バッテリ７０の冷却を行うとともに車室内の暖房を行う運転モードである。

　（ｃ－１）単独外気吸熱暖房モード
　単独外気吸熱暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、制御装置６０が、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、バイパス側流量調整弁１４ｄを全閉状態とする。また、制御装置６０は、除湿用開閉弁２２ａを閉じ、暖房用開閉弁２２ｂを開く。

　このため、単独外気吸熱暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、圧縮機１１から吐出された冷媒が、室内凝縮器１３、絞り状態となっている暖房用膨張弁１４ａ、室外熱交換器１５、暖房用通路２１ｂ、アキュムレータ２３、圧縮機１１の吸入口の順に冷媒が循環する冷媒回路に切り替えられる。

　また、単独外気吸熱暖房モードの室内空調ユニット５０では、制御装置６０が、単独冷房モードと同様に、室内送風機５２の送風能力、エアミックスドア５４の開度、内外気切替装置５３、および吹出モードドアの作動を制御する。また、制御装置６０は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。

　従って、単独外気吸熱暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、室内凝縮器１３を、凝縮器として機能させ、室外熱交換器１５を、蒸発器として機能させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。

　単独外気吸熱暖房モードの室内空調ユニット５０では、室内送風機５２から送風された送風空気が、室内蒸発器１８を通過する。室内蒸発器１８を通過した送風空気は、エアミックスドア５４の開度に応じて、目標吹出温度ＴＡＯに近づくように室内凝縮器１３にて加熱される。そして、温度調整された送風空気が車室内へ吹き出されることによって、車室内の暖房が実現される。

　（ｃ－２）冷却外気吸熱暖房モード
　冷却外気吸熱暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、単独外気吸熱暖房モードに対して、制御装置６０が、冷却用膨張弁１４ｃを絞り状態とする。また、制御装置６０は、除湿用開閉弁２２ａを開く。

　このため、冷却外気吸熱暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、圧縮機１１から吐出された冷媒が、単独外気吸熱暖房モードと同様に循環する。同時に、圧縮機１１から吐出された冷媒が、室内凝縮器１３、除湿用通路２１ａ、絞り状態になっている冷却用膨張弁１４ｃ、チラー２０、アキュムレータ２３、圧縮機１１の吸入口の順に循環する冷媒回路に切り替えられる。つまり、室外熱交換器１５とチラー２０が、冷媒の流れに対して並列的に接続される冷媒回路に切り替えられる。

　また、冷却外気吸熱暖房モードの低温側熱媒体回路４０では、制御装置６０が、冷却冷房モードと同様に、低温側ポンプ４１の作動を制御する。

　また、冷却外気吸熱暖房モードの室内空調ユニット５０では、制御装置６０が、単独冷房モードと同様に、室内送風機５２の送風能力、エアミックスドア５４の開度、内外気切替装置５３、および吹出モードドアの作動を制御する。また、制御装置６０は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。

　従って、冷却外気吸熱暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、室内凝縮器１３を、凝縮器として機能させ、室外熱交換器１５およびチラー２０を、蒸発器として機能させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。

　冷却外気吸熱暖房モードの低温側熱媒体回路４０では、冷却冷房モードと同様に、チラー２０にて冷却された低温側熱媒体がバッテリ７０の冷却水通路７０ａを流通することによって、バッテリ７０が冷却される。

　冷却外気吸熱暖房モードの室内空調ユニット５０では、単独外気吸熱暖房モードと同様に、温度調整された送風空気が車室内へ吹き出されることによって、車室内の暖房が実現される。

　次に、バイパス通路２１ｃに冷媒を流通させる運転モードについて説明する。バイパス通路２１ｃに冷媒を流通させる運転モードとしては、（ｄ）ホットガス暖房モード、（ｅ）ホットガス除湿暖房モード、および（ｆ）ホットガス直列除湿暖房モードがある。

　（ｄ）ホットガス暖房モード
　ホットガス暖房モードは、車室内の暖房を行う運転モードである。制御プログラムでは、外気温Ｔａｍが極低温（本実施形態では、－１０℃未満）になっている際、あるいは、外気吸熱暖房モード時に、室内凝縮器１３における送風空気の加熱能力が不足していると判定された際に、ホットガス暖房モードが選択される。

　制御プログラムでは、送風空気温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯより低くなっている際に、送風空気の加熱能力が不足していると判定する。このことは、他の運転モードにおいても同様である。

　ホットガス暖房モードには、単独ホットガス暖房モード、および冷却ホットガス暖房モードがある。

　単独ホットガス暖房モードは、バッテリ７０の温度調整を行うことなく、車室内の暖房を行う運転モードである。冷却ホットガス暖房モードは、ホットガス暖房モードの実行中にバッテリ７０を冷却する運転モードである。

　制御プログラムでは、ホットガス暖房モードの実行中に、バッテリ温度ＴＢが基準上限温度ＫＴＢＨ以上となっており、かつ、チラー側冷媒温度圧力センサ６２ｅによって検出されたチラー側冷媒温度Ｔｃが低温側熱媒体温度センサ６３ａによって検出された低温側熱媒体温度ＴＷＬよりも低くなっている際に、冷却ホットガス暖房モードが選択される。

　（ｄ－１）単独ホットガス暖房モード
　単独ホットガス暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、制御装置６０が、暖房用膨張弁１４ａを全閉状態とし、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、バイパス側流量調整弁１４ｄを絞り状態とする。また、制御装置６０は、除湿用開閉弁２２ａを開き、暖房用開閉弁２２ｂを閉じる。

　このため、単独ホットガス暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、図５の実線矢印で示すように、圧縮機１１から吐出された冷媒が、第１三方継手１２ａ、室内凝縮器１３、除湿用通路２１ａ、四方継手１２ｘ、絞り状態となっている冷却用膨張弁１４ｃ、チラー２０、第６三方継手１２ｆ、アキュムレータ２３、圧縮機１１の吸入口の順に循環する。同時に、圧縮機１１から吐出された冷媒が、第１三方継手１２ａ、バイパス通路２１ｃに配置された絞り状態となっているバイパス側流量調整弁１４ｄ、第６三方継手１２ｆ、アキュムレータ２３、圧縮機１１の吸入口の順に循環する冷媒回路に切り替えられる。

　さらに、制御装置６０は、吸入冷媒温度圧力センサ６２ｆによって検出された吸入冷媒圧力Ｐｓが予め定めた第１目標低圧ＰＳＯ１に近づくように、圧縮機１１の冷媒吐出能力を制御する。

　ここで、吸入冷媒圧力Ｐｓが一定値に近づくように制御することは、圧縮機１１の吐出流量Ｇｒ（質量流量）を安定化させるために有効である。より詳細には、吸入冷媒圧力Ｐｓを一定の圧力の飽和気相冷媒とすることで、吸入冷媒の密度が一定となる。従って、吸入冷媒圧力Ｐｓを一定の圧力に近づくように制御すると、同一回転数時における圧縮機１１の吐出流量Ｇｒを安定化させやすい。

　また、制御装置６０は、高圧側冷媒温度圧力センサ６２ｂによって検出された吐出冷媒圧力Ｐｄが目標高圧ＰＤＯに近づくように、バイパス側流量調整弁１４ｄの絞り開度を変化させる。

　目標高圧ＰＤＯは、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め制御装置６０に記憶されている制御マップを参照して決定される。ホットガス暖房モードの制御マップでは、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、目標高圧ＰＤＯを増加させるように決定する。さらに、ホットガス暖房モードの制御マップでは、送風空気温度ＴＡＶを目標吹出温度ＴＡＯに近づけることができるように目標高圧ＰＤＯを決定する。

　また、制御装置６０は、室内凝縮器１３から流出した冷媒の過冷却度ＳＣ１が、第１目標過冷却度ＳＣＯ１に近づくように、冷却用膨張弁１４ｃの絞り開度を変化させる。過冷却度ＳＣ１は、高圧側冷媒温度圧力センサ６２ｂによって検出された高圧側冷媒温度Ｔ１および吐出冷媒圧力Ｐｄを用いて求めることができる。

　第１目標過冷却度ＳＣＯ１は、予め制御装置６０に記憶されている制御マップを参照して決定される。ホットガス暖房モードの制御マップでは、吸入冷媒の乾き度Ｒｘが、予め定めた基準乾き度ＫＲｘに近づくように第１目標過冷却度ＳＣＯ１を決定する。基準乾き度ＫＲｘは、飽和気相冷媒に近い比較的高い値に設定されている。

　さらに、ホットガス暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、上限開度制御が実行される。上限開度制御は、加熱部側減圧部およびバイパス側流量調整弁１４ｄの一方の流量調整能力が予め定めた基準調整能力以下となっている際に、加熱部側減圧部およびバイパス側流量調整弁１４ｄの他方の絞り開度を上限開度以下にする制御である。

　上限開度制御については、図６のフローチャートを用いて説明する。図６のフローチャートは、制御プログラムのメインルーチンのステップＳ４にて、（ｄ）ホットガス暖房モード、（ｅ）ホットガス除湿暖房モード、および（ｆ）ホットガス直列除湿暖房モードが選択された際に、ステップＳ５にて、サブルーチンとして実行される制御処理である。

　まず、図６のステップＳ１１では、上限開度制御用の制御ゾーンを決定する。具体的には、ステップＳ１１では、加熱部側減圧部およびバイパス側流量調整弁１４ｄのうち、絞り開度の大きい方を一方の可変絞り機構と定義し、絞り開度の小さい方を他方の可変絞り機構と定義する。そして、一方の可変絞り機構の絞り開度に基づいて、図６のステップＳ１１に記載された制御特性図に示すように、上限開度決定用の制御ゾーンを決定する。

　本実施形態の制御特性図では、一方の可変絞り機構の絞り開度が基準制限開度（本実施形態では、９０％）未満になっている際には、制御ゾーンをゾーン０に決定する。そして、一方の可変絞り機構の絞り開度が基準制限開度以上となっている際には、一方の可変絞り機構の絞り開度が増加するに伴って、ゾーン１、ゾーン２、ゾーン３の順で制御ゾーンを決定する。

　ここで、ホットガス暖房モードにおける加熱部側減圧部の絞り開度は、冷却側膨張弁１４ｃの絞り開度となる。

　また、可変絞り機構の絞り開度は、全開状態の絞り通路面積に対する現在の絞り通路面積の割合で定義することができる。全開状態の絞り通路面積は、製品仕様によって決定される。弁体を変位させる駆動部としてステッピングモータを有する可変絞り機構では、制御装置６０から送信された制御パルスを用いて現在の絞り開度を推定することができる。

　次に、ステップＳ１２では、ステップＳ１１で決定された制御ゾーンがゾーン０になっているか否かを判定する。ステップＳ１２にて、制御ゾーンがゾーン０になっていると判定された際は、メインルーチンへ戻る。従って、ステップＳ１２にて、制御ゾーンがゾーン０になっていると判定された際は、上限開度は設定されない。また、ステップＳ１２にて、制御ゾーンがゾーン０になっていないと判定された際は、ステップＳ１３へ進む。

　ステップＳ１３では、制御ゾーン毎に、他方の可変絞り機構の絞り開度の上限開度を決定して、メインルーチンへ戻る。従って、ステップＳ１３は、上限開度決定部である。ステップＳ１３では、具体的に、図６のステップＳ１３に記載された制御特性図に示すように、制御ゾーン毎に決定された変化率を用いて上限開度を決定する。

　ステップＳ１３に示す制御特性図における変化率ＺＡ１は、１以下の値である。変化率ＺＡ２は、変化率ＺＡ１よりも小さい値である。変化率ＺＡ３は、変化率ＺＡ２よりも小さい値である。

　ゾーン１では、前回の制御ルーチンにおける他方の可変絞り機構の絞り開度のＺＡ１倍を上限開度に決定する。従って、制御ゾーンがゾーン１になっている際には、今回の制御ルーチンで、他方の可変絞り機構の絞り開度を増加させることが禁止される。さらに、ＺＡ１が１より小さい値であれば、今回の制御ルーチンで、他方の可変絞り機構の絞り開度を減少させることがある。

　ゾーン２では、前回の制御ルーチンにおける他方の可変絞り機構の絞り開度のＺＡ２倍を上限開度に決定する。従って、制御ゾーンがゾーン２になっている際には、今回の制御ルーチンで、他方の可変絞り機構の絞り開度を減少させることがある。さらに、制御ゾーンがゾーン２になっている際には、ゾーン１になっている際よりも、他方の可変絞り機構の絞り開度の減少量を拡大させることができる。

　ゾーン３では、前回の制御ルーチンにおける他方の可変絞り機構の絞り開度のＺＡ３倍を上限開度に決定する。従って、制御ゾーンがゾーン２になっている際には、今回の制御ルーチンで、他方の可変絞り機構の絞り開度を減少させることがある。さらに、制御ゾーンがゾーン３になっている際には、ゾーン２になっている際よりも、他方の可変絞り機構の絞り開度の減少量を拡大させることができる。

　ここで、冷却用膨張弁１４ｃやバイパス側流量調整弁１４ｄ等の可変絞り機構では、絞り開度の増加に伴って、流量調整能力が低下する。その理由は、絞り開度の増加に伴って、可変絞り機構の上流側の冷媒圧力から下流側の冷媒圧力を減算した前後差圧が小さくなり、流量変化量が小さくなるからである。つまり、前後差圧は、可変絞り機構における冷媒の減圧量に相当する。

　そこで、本実施形態の上限開度制御では、一方の可変絞り機構の絞り開度が基準制限開度以上となっている際に、一方の可変絞り機構の流量調整能力が基準調整能力以下となっていると判定している。従って、ステップＳ１２は、調整能力判定部である。さらに、本実施形態の上限開度決定部であるステップＳ１３では、一方の可変絞り機構の絞り開度の増加に伴って、上限開度を低い値に決定している。

　また、単独ホットガス暖房モードの低温側熱媒体回路４０では、制御装置６０が、低温側ポンプ４１を停止させる。

　また、単独ホットガス暖房モードの室内空調ユニット５０では、制御装置６０が、単独冷房モードと同様に、エアミックスドア５４の開度を制御する。ホットガス暖房モードでは、室内送風機５２から送風された送風空気の殆ど全風量が室内凝縮器１３を通過するように、制御装置６０がエアミックスドア５４の開度を制御することが多い。

　また、制御装置６０は、空調ケース５１内へ内気を導入するように内外気切替装置５３の作動を制御する。また、制御装置６０は、単独冷房モードと同様に、室内送風機５２の送風能力、および吹出モードドアの作動を制御する。また、制御装置６０は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。

　従って、単独ホットガス暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、図７のモリエル線図に示すように冷媒の状態が変化する。

　まず、圧縮機１１から吐出された吐出冷媒（図７のａ７点）の流れは、第１三方継手１２ａにて分岐される。第１三方継手１２ａにて分岐された一方の冷媒は、室内凝縮器１３へ流入して、送風空気に放熱する（図７のａ７点からｂ７点へ）。これにより、送風空気が加熱される。

　室内凝縮器１３から流出した冷媒は、除湿用通路２１ａへ流入する。除湿用通路２１ａへ流入した冷媒は、冷却用膨張弁１４ｃへ流入して減圧される（図７のｂ７点からｃ７点へ）。

　冷却用膨張弁１４ｃにて減圧された冷媒は、チラー２０へ流入する。ホットガス暖房モードでは、低温側ポンプ４１が停止しているので、チラー２０にて冷媒と低温側熱媒体が熱交換することはない。チラー２０から流出した冷媒は、第６三方継手１２ｆの他方の流入口へ流入する。

　また、第１三方継手１２ａにて分岐された他方の冷媒は、バイパス通路２１ｃへ流入する。バイパス通路２１ｃへ流入した冷媒は、バイパス側流量調整弁１４ｄにて流量調整されて減圧される（図７のａ７点からｄ７点へ）。バイパス側流量調整弁１４ｄにて減圧された冷媒は、第６三方継手１２ｆの一方の流入口へ流入する。

　チラー２０から流出した冷媒とバイパス側流量調整弁１４ｄから流出した冷媒は、第６三方継手１２ｆにて合流して混合される。第６三方継手１２ｆから流出した冷媒は、第５三方継手１２ｅおよび第４三方継手１２ｄを介して、アキュムレータ２３へ流入する。

　アキュムレータ２３へ流入した冷媒は、より均質に混合される（図７のｅ７点）。これにより、吸入冷媒の乾き度Ｒｘが、基準乾き度ＫＲｘに近づく。アキュムレータ２３から流出した冷媒は、圧縮機１１に吸入されて再び圧縮される。

　上記の如く、ホットガス暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、チラー２０から流出したエンタルピの低い冷媒（図７のｃ７点）、およびバイパス通路２１ｃから流出したエンタルピの高い冷媒（図７のｄ７点）といったエンタルピの異なる冷媒同士を混合させて圧縮機１１へ吸入させている。

　従って、ホットガス暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、冷却用膨張弁１４ｃが加熱部側減圧部となり、第６三方継手１２ｆが混合部となる。

　ホットガス暖房モードのヒートポンプサイクル１０において、過冷却度ＳＣ１が第１目標過冷却度ＳＣＯ１に近づくように、冷却用膨張弁１４ｃの絞り開度を調整することは、サイクルバランスを制御することを意味している。

　つまり、ホットガス暖房モードでは、過冷却度ＳＣ１が第１目標過冷却度ＳＣＯ１に近づくように冷却用膨張弁１４ｃの絞り開度を調整することによって、吸入冷媒の乾き度Ｒｘを基準乾き度ＫＲｘに近づけている。換言すると、吸入冷媒の状態を、冷凍機油の溶け込んだ液相冷媒を適度に含む気液二相冷媒に近づけている。

　さらに、ホットガス暖房モードでは、吸入冷媒圧力Ｐｓが第１目標低圧ＰＳＯ１に近づくように、圧縮機１１の冷媒吐出能力が制御されている。圧縮機１１の仕事量は、圧縮機１１の冷媒吐出能力によって決定付けられる。吐出冷媒圧力Ｐｄは、圧縮機１１の仕事によって生じた熱を室内凝縮器１３にて放熱可能な圧力にバランスする。

　つまり、ホットガス暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、圧縮機１１の冷媒吐出能力を調整することによって、吸入冷媒圧力Ｐｓが制御される。さらに、冷却用膨張弁１４ｃおよびバイパス側流量調整弁１４ｄの絞り開度を調整することによって、吐出冷媒圧力Ｐｄが制御される。

　従って、ホットガス暖房モードでは、送風空気温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯに近づくとともに吸入冷媒の乾き度Ｒｘが基準乾き度ＫＲｘに近づくように、圧縮機１１、冷却用膨張弁１４ｃ、およびバイパス側流量調整弁１４ｄの少なくとも１つの作動を制御している。

　また、単独ホットガス暖房モードの室内空調ユニット５０では、室内蒸発器１８を通過した送風空気が、室内凝縮器１３にて加熱されて車室内へ吹き出される。これにより、車室内の暖房が実現される。

　ここで、単独ホットガス暖房モードは、外気温Ｔａｍが極低温になっている際に実行される運転モードである。このため、室内凝縮器１３から流出した冷媒を室外熱交換器１５へ流入させると、室外熱交換器１５にて冷媒が外気に放熱してしまう可能性がある。そして、室外熱交換器１５にて冷媒が外気に放熱してしまうと、室内凝縮器１３にて冷媒が送風空気に放熱する放熱量が減少して、送風空気の加熱能力が減少してしまう。

　これに対して、本実施形態の単独ホットガス暖房モードでは、室内凝縮器１３から流出した冷媒を室外熱交換器１５へ流入させない冷媒回路へ切り替えるので、室外熱交換器１５にて冷媒が外気に放熱してしまうことを抑制することができる。

　さらに、室内凝縮器１３から流出した冷媒の過冷却度ＳＣ１が第１目標過冷却度ＳＣＯ１に近づくように、冷却用膨張弁１４ｃの絞り開度を変化させている。これによれば、圧縮機１１の冷媒吐出能力を増大させて、室内凝縮器１３にて吐出冷媒から送風空気へ放熱される放熱量を増大させても、吸入冷媒の状態を適切な状態に近づけることができる。

　従って、単独ホットガス暖房モードでは、外気温Ｔａｍが極低温になっていても、圧縮機１１の仕事によって生じた熱を送風空気を加熱するために有効に利用して、車室内の暖房を実現することができる。

　（ｄ－２）冷却ホットガス暖房モード
　冷却ホットガス暖房モードでは、単独ホットガス暖房モードに対して、制御装置６０が、予め定めた基準圧送能力を発揮するように、低温側熱媒体回路４０の低温側ポンプ４１を作動させる。このため、冷却ホットガス暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、チラー２０へ流入した冷媒が低温側熱媒体から吸熱する。これにより、低温側熱媒体が冷却される。その他の作動は、単独ホットガス暖房モードと同様である。

　従って、冷却ホットガス暖房モードでは、単独ホットガス暖房モードと同様に、圧縮機１１の仕事によって生じた熱を、送風空気を加熱するために有効に利用して、車室内の暖房を実現することができる。さらに、冷却ホットガス暖房モードの低温側熱媒体回路４０では、チラー２０にて冷却された低温側熱媒体がバッテリ７０の冷却水通路７０ａを流通する。これにより、バッテリ７０を冷却することができる。

　（ｅ）ホットガス除湿暖房モード
　ホットガス除湿暖房モードは、車室内の除湿暖房を行う運転モードである。制御プログラムでは、外気温Ｔａｍが予め定めた低中温域の温度（本実施形態では、０℃以上、１０℃未満）になっている際に、ホットガス除湿暖房モードが選択される。

　ホットガス除湿暖房モードには、単独ホットガス除湿暖房モードおよび冷却ホットガス除湿暖房モードがある。単独ホットガス除湿暖房モードは、バッテリ７０の冷却を行うことなく車室内の除湿暖房を行う運転モードである。冷却ホットガス除湿暖房モードは、バッテリ７０の冷却を行うとともに車室内の除湿暖房を行う運転モードである。

　（ｅ－１）単独ホットガス除湿暖房モード
　単独ホットガス除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、制御装置６０が、暖房用膨張弁１４ａを全閉状態とし、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、バイパス側流量調整弁１４ｄを絞り状態とする。また、制御装置６０は、除湿用開閉弁２２ａを開き、暖房用開閉弁２２ｂを閉じる。

　このため、単独ホットガス除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、図８の実線矢印で示すように、圧縮機１１から吐出された冷媒が、単独ホットガス暖房モードと同様に循環する。同時に、圧縮機１１から吐出された冷媒が、第１三方継手１２ａ、室内凝縮器１３、除湿用通路２１ａ、四方継手１２ｘ、絞り状態となっている冷房用膨張弁１４ｂ、室内蒸発器１８、アキュムレータ２３、圧縮機１１の吸入口の順に冷媒が循環する冷媒回路に切り替えられる。つまり、室内蒸発器１８とチラー２０が、冷媒の流れに対して並列的に接続される冷媒回路に切り替えられる。

　さらに、制御装置６０は、吸入冷媒圧力Ｐｓが予め定めた第２目標低圧ＰＳＯ２に近づくように、圧縮機１１の冷媒吐出能力を制御する。第２目標低圧ＰＳＯ２は、室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度が、室内蒸発器１８の着霜を招くことなく、送風空気の除湿を行うことが可能な温度となるように決定されている。

　また、制御装置６０は、ホットガス暖房モードと同様に、吐出冷媒圧力Ｐｄが目標高圧ＰＤＯに近づくように、バイパス側流量調整弁１４ｄの絞り開度を変化させる。

　また、制御装置６０は、室内凝縮器１３から流出した冷媒の過冷却度ＳＣ１が、第２目標過冷却度ＳＣＯ２に近づくように、冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度を変化させる。第２目標過冷却度ＳＣＯ２は、予め制御装置６０に記憶されている制御マップを参照して決定される。

　また、制御装置６０は、吸入冷媒の乾き度Ｒｘが、基準乾き度ＫＲｘに近づくように、冷却用膨張弁１４ｃの絞り開度を変化させる。吸入冷媒の乾き度Ｒｘは、蒸発器温度センサ６２ｃによって検出された蒸発器温度Ｔｅｆｉｎ、蒸発器出口側冷媒温度センサ６２ｄによって検出された蒸発器側冷媒温度Ｔｅｏｕｔ、吸入冷媒温度Ｔｓ、吸入冷媒圧力Ｐｓ等を用いて推定することができる。

　さらに、ホットガス除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、ホットガス暖房モードと同様に、上限開度制御が実行される。ホットガス除湿暖房モードにおける加熱部側減圧部の絞り開度は、冷却側膨張弁１４ｃの絞り開度となる。

　これに加えて、ホットガス除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、開度増加制御が実行される。開度増加制御は、冷却用膨張弁１４ｃの絞り開度が予め定めた基準増加開度（本実施形態では、全開に対して９０％）以上となっており、かつ、過熱度ＳＨが上限過熱度ＫＳＨＭ（本実施形態では、１５℃）以上となっている際に、冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度を増加させる制御である。

　開度増加制御については、図９のフローチャートを用いて説明する。図９のフローチャートは、制御プログラムのメインルーチンのステップＳ４にて、（ｅ）ホットガス除湿暖房モード、および（ｆ）ホットガス直列除湿暖房モードが選択された際に、ステップＳ５にて、サブルーチンとして実行される制御処理である。

　まず、図９のステップＳ２１では、図９のステップＳ２１に記載された制御特性図に示すように、開度増加制御用の制御ゾーンを決定する。

　具体的には、本実施形態の制御特性図では、冷却用膨張弁１４ｃの絞り開度が基準増加開度（本実施形態では、９０％）未満になっている際には、制御ゾーンをゾーン０に決定する。そして、冷却用膨張弁１４ｃの絞り開度が基準増加開度以上となっており、かつ、過熱度ＳＨが上限過熱度ＫＳＨＭ以上となっている際には、冷却用膨張弁１４ｃの絞り開度の増加に伴って、ゾーン１、ゾーン２、ゾーン３の順で制御ゾーンを決定する。

　次に、ステップＳ２２では、ステップＳ２１で決定された制御ゾーンがゾーン０になっているか否かを判定する。ステップＳ２２にて、制御ゾーンがゾーン０になっていると判定された際は、メインルーチンへ戻る。従って、ステップＳ２２にて、制御ゾーンがゾーン０になっていると判定された際は、加熱部側減圧部の絞り開度を増加させない。また、ステップＳ２２にて、制御ゾーンがゾーン０になっていないと判定された際は、ステップＳ２３へ進む。

　ステップＳ２３では、図９のステップＳ２３に記載された制御特性図に示すように、制御ゾーン毎に決定された変化率を用いて、今回の制御ルーチンにおける冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度を決定する。

　ステップＳ２３に示す制御特性図における変化率ＺＢ１は、１以上の値である。変化率ＺＢ２は、変化率ＺＢ１よりも大きい値である。変化率ＺＢ３は、変化率ＺＢ２よりも大きい値である。

　ゾーン１では、冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度を、前回の制御ルーチンにおける冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度のＺＢ１倍に決定する。従って、制御ゾーンがゾーン１になっている際には、今回の制御ルーチンで、冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度を減少させることが禁止される。さらに、ＺＢ１が１より大きい値であれば、今回の制御ルーチンで、冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度を増加させる。

　ゾーン２では、冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度を、前回の制御ルーチンにおける冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度のＺＢ２倍に決定する。従って、制御ゾーンがゾーン２になっている際には、今回の制御ルーチンで、冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度を増加させる。さらに、制御ゾーンがゾーン２になっている際には、ゾーン１になっている場合よりも、冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度の増加量を拡大させることができる。

　ゾーン３では、冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度を、前回の制御ルーチンにおける冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度のＺＢ３倍に決定する。従って、制御ゾーンがゾーン３になっている際には、今回の制御ルーチンで、冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度を増加させる。さらに、制御ゾーンがゾーン３になっている際には、ゾーン２になっている場合よりも、冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度の増加量を拡大させることができる。

　従って、開度増加制御では、冷却用膨張弁１４ｃの絞り開度が基準増加開度以上となっており、かつ、過熱度ＳＨが上限過熱度ＫＳＨＭ以上となっている際に、冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度の減少させることを禁止している。

　また、単独ホットガス除湿暖房モードの低温側熱媒体回路４０では、制御装置６０が、低温側ポンプ４１を停止させる。

　また、単独ホットガス除湿暖房モードの室内空調ユニット５０では、制御装置６０が、単独冷房モードと同様に、室内送風機５２の送風能力、エアミックスドア５４の開度、内外気切替装置５３、および吹出モードドアの作動を制御する。また、制御装置６０は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。

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

　圧縮機１１から吐出された吐出冷媒（図１０のａ１０点）の流れは、第１三方継手１２ａにて分岐される。第１三方継手１２ａにて分岐された一方の冷媒は、室内凝縮器１３へ流入して、送風空気に放熱する（図１０のａ１０点からｂ１０点へ）。これにより、室内蒸発器１８にて冷却されて除湿された送風空気が再加熱される。

　室内凝縮器１３から流出した冷媒は、除湿用通路２１ａへ流入する。除湿用通路２１ａへ流入した冷媒の流れは、四方継手１２ｘにて分岐される。四方継手１２ｘにて分岐された一方の冷媒は、冷房用膨張弁１４ｂへ流入して減圧される（図１０のｂ１０点からｆ１０点へ）。

　冷房用膨張弁１４ｂにて減圧された冷媒は、室内蒸発器１８へ流入する。室内蒸発器１８へ流入した冷媒は、室内送風機５２から送風された送風空気と熱交換して蒸発する。これにより、送風空気が冷却されて除湿される。室内蒸発器１８から流出した冷媒は、第２逆止弁１６ｂを介して、第５三方継手１２ｅの一方の流入口へ流入する。

　四方継手１２ｘにて分岐された他方の冷媒は、冷却用膨張弁１４ｃへ流入して減圧される（図１０のｂ１０点からｃ１０点へ）。冷却用膨張弁１４ｃにて減圧された冷媒は、ホットガス暖房モードと同様に、第６三方継手１２ｆの他方の流入口へ流入する。

　また、第１三方継手１２ａにて分岐された他方の冷媒は、バイパス通路２１ｃへ流入する。バイパス通路２１ｃへ流入した冷媒は、ホットガス暖房モードと同様に、バイパス側流量調整弁１４ｄにて流量調整されて減圧されて（図１０のａ１０点からｄ１０点へ）、第６三方継手１２ｆの一方の流入口へ流入する。

　チラー２０から流出した冷媒とバイパス側流量調整弁１４ｄから流出した冷媒は、第６三方継手１２ｆにて合流して混合される。第６三方継手１２ｆから流出した冷媒と室内蒸発器１８から流出した冷媒は、第５三方継手１２ｅにて合流して混合される。第５三方継手１２ｅから流出した冷媒は、第４三方継手１２ｄを介して、アキュムレータ２３へ流入する。

　アキュムレータ２３へ流入した冷媒は、より均質に混合される（図１０のｅ１０点）。これにより、吸入冷媒の乾き度Ｒｘが、基準乾き度ＫＲｘに近づく。アキュムレータ２３から流出した冷媒は、圧縮機１１に吸入されて再び圧縮される。

　ここで、図１０では、冷却用膨張弁１４ｃにて減圧された冷媒（図１０のｃ１０点）の圧力を、冷房用膨張弁１４ｂで減圧された冷媒（図１０のｆ１０点）の圧力よりも低い値で示しているが、これに限定されない。冷却用膨張弁１４ｃにて減圧された冷媒の圧力は、冷房用膨張弁１４ｂで減圧された冷媒の圧力よりも高い値になっていてもよいし、同等の値となっていてもよい。

　上記の如く、ホットガス除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０は、チラー２０から流出したエンタルピの低い冷媒（図１０のｃ１２点）、バイパス通路２１ｃから流出したエンタルピの高い冷媒（図１０のｄ１２点）、および室内蒸発器１８から流出した冷媒といったエンタルピの異なる冷媒同士を混合させて圧縮機１１へ吸入させる冷媒回路に切り替えられる。

　従って、ホットガス除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、冷却用膨張弁１４ｃが加熱部側減圧部となり、第６三方継手１２ｆが混合部となる。さらに、四方継手１２ｘが補助分岐部となり、冷房用膨張弁１４ｂが補助加熱部側減圧部となり、室内蒸発器１８が蒸発部となる。

　ホットガス除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、過冷却度ＳＣ１が第２目標過冷却度ＳＣＯ２に近づくように冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度を調整することによって、サイクルバランスを制御している。また、乾き度Ｒｘが基準乾き度ＫＲｘに近づくように冷却用膨張弁１４ｃの絞り開度を調整することで、吸入冷媒の状態を、冷凍機油の溶け込んだ液相冷媒を適度に含んだ気液二相冷媒に近づけている。

　さらに、ホットガス除湿暖房モードでは、吸入冷媒圧力Ｐｓが第２目標低圧ＰＳＯ２に近づくように、圧縮機１１の冷媒吐出能力が制御されている。この際、圧縮機１１の冷媒吐出能力は、室内蒸発器１８から流出した冷媒、チラー２０から流出した冷媒、およびバイパス通路２１ｃを流通した冷媒の合計流量（質量流量）を流すことが可能な冷媒吐出能力となる。

　圧縮機１１の仕事量は、圧縮機１１の冷媒吐出能力によって決定付けられる。吐出冷媒圧力Ｐｄは、冷媒が室内蒸発器１８にて吸熱した熱と圧縮機１１の仕事によって生じた熱との双方を室内凝縮器１３にて放熱可能な圧力にバランスすることになる。

　つまり、ホットガス除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、圧縮機１１の冷媒吐出能力を調整することによって、吸入冷媒圧力Ｐｓが制御される。さらに、冷却用膨張弁１４ｃおよびバイパス側流量調整弁１４ｄの絞り開度を調整することによって、吐出冷媒圧力Ｐｄが制御されることになる。

　従って、ホットガス除湿暖房モードでは、送風空気温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯに近づくとともに吸入冷媒の乾き度Ｒｘが基準乾き度ＫＲｘに近づくように、圧縮機１１、冷却用膨張弁１４ｃ、およびバイパス側流量調整弁１４ｄの少なくとも１つの作動を制御している。

　また、単独ホットガス除湿暖房モードの室内空調ユニット５０では、室内蒸発器１８にて冷却されて除湿された送風空気が、室内凝縮器１３にて再加熱されて車室内へ吹き出される。これにより、車室内の除湿暖房が実現される。

　ここで、単独ホットガス除湿暖房モードは、送風空気を冷却して除湿し、除湿された送風空気を所望の温度に再加熱して車室内へ吹き出す運転モードである。このため、単独ホットガス除湿暖房モードでは、室内蒸発器１８の着霜を招くことなく、加熱部にて送風空気の温度を所望の温度に再加熱することができるように、圧縮機１１の仕事量を調整しなければならない。

　これに対して、本実施形態の単独ホットガス除湿暖房モードでは、バイパス通路２１ｃを介して、比較的エンタルピの高い冷媒を混合部へ流入させている。これによれば、圧縮機１１の冷媒吐出能力を増加させても、吸入冷媒の圧力が低下してしまうことを抑制することができる。その結果、室内蒸発器１８の着霜を招くことなく、室内凝縮器１３にて吐出冷媒から送風空気へ放熱される放熱量を増大させることができる。

　従って、単独ホットガス除湿暖房モードでは、直列除湿暖房モードよりも高い加熱能力で送風空気を加熱することができる。

　（ｅ－２）冷却ホットガス除湿暖房モード
　冷却ホットガス除湿暖房モードでは、単独ホットガス除湿暖房モードに対して、制御装置６０が、予め定めた基準圧送能力を発揮するように、低温側ポンプ４１を作動させる。このため、冷却ホットガス除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、チラー２０へ流入した冷媒が低温側熱媒体から吸熱する。これにより、低温側熱媒体が冷却される。その他の作動は、単独ホットガス除湿暖房モードと同様である。

　従って、冷却ホットガス除湿暖房モードでは、単独ホットガス除湿暖房モードと同様に、直列除湿暖房モードよりも高い加熱能力で送風空気を加熱して、車室内の除湿暖房を実現することができる。さらに、冷却ホットガス除湿暖房モードの低温側熱媒体回路４０では、チラー２０にて冷却された低温側熱媒体がバッテリ７０の冷却水通路７０ａを流通する。これにより、バッテリ７０を冷却することができる。

　（ｆ）ホットガス直列除湿暖房モード
　ホットガス直列除湿暖房モードは、車室内の除湿暖房を行う運転モードである。制御プログラムでは、直列除湿暖房モード時に、室内凝縮器１３における送風空気の加熱能力が不足していると判定された際に、ホットガス直列除湿暖房モードが選択される。

　ホットガス直列除湿暖房モードには、単独ホットガス直列除湿暖房モードおよび冷却ホットガス直列除湿暖房モードがある。単独ホットガス直列除湿暖房モードは、バッテリ７０の冷却を行うことなく車室内の除湿暖房を行う運転モードである。冷却ホットガス直列除湿暖房モードは、バッテリ７０の冷却を行うとともに車室内の除湿暖房を行う運転モードである。

　（ｆ－１）単独ホットガス直列除湿暖房モード
　単独ホットガス直列除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、制御装置６０が、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、バイパス側流量調整弁１４ｄを絞り状態とする。また、制御装置６０は、除湿用開閉弁２２ａを閉じ、暖房用開閉弁２２ｂを閉じる。

　このため、単独ホットガス直列除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、図１１の実線矢印で示すように、圧縮機１１から吐出された冷媒が、冷却直列除湿暖房モードと同様に循環する。同時に、圧縮機１１から吐出された冷媒が、第１三方継手１２ａ、バイパス通路２１ｃに配置された絞り状態となっているバイパス側流量調整弁１４ｄ、第６三方継手１２ｆ、アキュムレータ２３、圧縮機１１の吸入口の順に循環する冷媒回路に切り替えられる。

　さらに、制御装置６０は、ホットガス除湿暖房モードと同様に、吸入冷媒圧力Ｐｓが予め定めた第２目標低圧ＰＳＯ２に近づくように、圧縮機１１の冷媒吐出能力を制御する。

　また、制御装置６０は、ホットガス暖房モードと同様に、吐出冷媒圧力Ｐｄが目標高圧ＰＤＯに近づくように、バイパス側流量調整弁１４ｄの絞り開度を変化させる。

　また、制御装置６０は、直列除湿暖房モードと同様に、暖房用膨張弁１４ａおよび冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度を変化させる。

　また、制御装置６０は、ホットガス除湿暖房モードと同様に、吸入冷媒の乾き度Ｒｘが、基準乾き度ＫＲｘに近づくように、冷却用膨張弁１４ｃの絞り開度を変化させる。

　さらに、ホットガス直列除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、ホットガス暖房モードと同様に、上限開度制御が実行される。ホットガス直列除湿暖房モードにおける加熱部側減圧部の絞り開度は、暖房用膨張弁１４ａにおける通路抵抗と冷却用膨張弁１４ｃにおける通路抵抗との合算値から算定される合計絞り開度となる。

　これに加えて、ホットガス直列除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、ホットガス除湿暖房モードと同様に、開度増加制御が実行される。

　また、単独ホットガス除湿暖房モードの低温側熱媒体回路４０では、制御装置６０が、低温側ポンプ４１を停止させる。

　また、単独ホットガス除湿暖房モードの室内空調ユニット５０では、制御装置６０が、単独冷房モードと同様に、室内送風機５２の送風能力、エアミックスドア５４の開度、内外気切替装置５３、および吹出モードドアの作動を制御する。また、制御装置６０は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。

　従って、単独ホットガス直列除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、図１２のモリエル線図に示すように冷媒の状態が変化する。なお、図１２では、室外熱交換器１５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場合の例を示している。

　圧縮機１１から吐出された吐出冷媒（図１２のａ１２点）の流れは、第１三方継手１２ａにて分岐される。第１三方継手１２ａにて分岐された一方の冷媒は、室内凝縮器１３へ流入して、送風空気に放熱する（図１２のａ１２点からｂ１２１点へ）。これにより、室内蒸発器１８にて冷却されて除湿された送風空気が再加熱される。

　室内凝縮器１３から流出した冷媒は、暖房用膨張弁１４ａへ流入して減圧される（図１２のｂ１２１点からｂ１２２点へ）。暖房用膨張弁１４ａにて減圧された冷媒は、室外熱交換器１５へ流入する。図１２に示す例では、室外熱交換器１５へ流入した冷媒は、外気と熱交換してエンタルピを低下させる（図１２のｂ１２２点からｂ１２３点へ）。

　室外熱交換器１５から流入した冷媒の流れは、四方継手１２ｘにて分岐される。四方継手１２ｘにて分岐された一方の冷媒は、冷房用膨張弁１４ｂへ流入して減圧される（図１２のｂ１２３点からｆ１２点へ）。

　冷房用膨張弁１４ｂで減圧された冷媒は、ホットガス除湿暖房モードと同様に、室内蒸発器１８へ流入して、室内送風機５２から送風された送風空気と熱交換して蒸発する（図１２のｆ１２点からｅ１２点へ）。これにより、送風空気が冷却されて除湿される。室内蒸発器１８から流出した冷媒は、第２逆止弁１６ｂを介して、第５三方継手１２ｅの一方の流入口へ流入する。

　四方継手１２ｘにて分岐された他方の冷媒は、ホットガス暖房モードと同様に、冷却用膨張弁１４ｃへ流入して減圧されて（図１２のｂ１２３点からｃ１２点へ）、第６三方継手１２ｆの他方の流入口へ流入する。

　また、第１三方継手１２ａにて分岐された他方の冷媒は、バイパス通路２１ｃへ流入する。バイパス通路２１ｃへ流入した冷媒は、ホットガス暖房モードと同様に、バイパス側流量調整弁１４ｄにて流量調整されて減圧されて（図１２のａ１２点からｄ１２点へ）。バイパス側流量調整弁１４ｄにて減圧された冷媒は、第６三方継手１２ｆの一方の流入口へ流入する。

　第６三方継手１２ｆから流出した冷媒は、第５三方継手１２ｅの他方の流入口へ流入する。第５三方継手１２ｅから流出した冷媒は、アキュムレータ２３へ流入する。アキュムレータ２３へ流入した冷媒は、より均質に混合される（図１２のｅ１２点）。アキュムレータ２３から流出した冷媒は、圧縮機１１に吸入されて再び圧縮される。

　ここで、図１２では、冷却用膨張弁１４ｃにて減圧された冷媒（図１２のｃ１２点）の圧力を、冷房用膨張弁１４ｂで減圧された冷媒（図１２のｆ１２点）の圧力よりも低い値で示しているが、これに限定されない。冷却用膨張弁１４ｃにて減圧された冷媒の圧力は、冷房用膨張弁１４ｂで減圧された冷媒の圧力よりも高い値になっていてもよいし、同等の値となっていてもよい。

　上記の如く、ホットガス直列除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０は、チラー２０から流出したエンタルピの低い冷媒（図１２のｃ１２点）、バイパス通路２１ｃから流出したエンタルピの高い冷媒（図１２のｄ１２点）、および室内蒸発器１８から流出した冷媒といったエンタルピの異なる冷媒同士を混合させて圧縮機１１へ吸入させる冷媒回路に切り替えられる。

　従って、ホットガス直列除湿暖房モードでは、暖房用膨張弁１４ａおよび冷却用膨張弁１４ｃが加熱部側減圧部となり、第６三方継手１２ｆが混合部となる。さらに、四方継手１２ｘが補助分岐部となり、冷房用膨張弁１４ｂが補助加熱部側減圧部となり、室内蒸発器１８が蒸発部となる。

　ホットガス直列除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、暖房用膨張弁１４ａおよび冷却用膨張弁１４ｃの絞り開度を調整することによって、サイクルバランスを制御している。その他はホットガス除湿暖房モードと同様である。

　つまり、本実施形態のホットガス直列除湿暖房モードでは、圧縮機１１の冷媒吐出能力を調整することによって、吸入冷媒圧力Ｐｓが制御される。さらに、暖房用膨張弁１４ａ、冷却用膨張弁１４ｃおよびバイパス側流量調整弁１４ｄの絞り開度を調整することによって、吐出冷媒圧力Ｐｄが制御されることになる。

　従って、ホットガス直列除湿暖房モードでは、送風空気温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯに近づくとともに吸入冷媒の乾き度Ｒｘが基準乾き度ＫＲｘに近づくように、圧縮機１１、冷却用膨張弁１４ｃ、およびバイパス側流量調整弁１４ｄの少なくとも１つの作動を制御している。

　また、単独ホットガス直列除湿暖房モードの室内空調ユニット５０では、室内蒸発器１８にて冷却されて除湿された送風空気が、室内凝縮器１３にて再加熱されて車室内へ吹き出される。これにより、車室内の除湿暖房が実現される。

　ここで、ホットガス直列除湿暖房モードでは、ホットガス除湿暖房モードと同様に、室内蒸発器１８の着霜を招くことなく、加熱部にて送風空気の温度を所望の温度に再加熱することができるように、圧縮機１１の冷媒吐出能力を調整しなければならない。

　これに対して、本実施形態の単独ホットガス直列除湿暖房モードでは、バイパス通路２１ｃを介して、比較的エンタルピの高い冷媒を混合部へ流入させている。これによれば、単独ホットガス直列除湿暖房モードと同様に、室内蒸発器１８の着霜を招くことなく、室内凝縮器１３にて吐出冷媒から送風空気へ放熱される放熱量を増大させることができる。

　その結果、単独ホットガス直列除湿暖房モードでは、直列除湿暖房モードよりも高い加熱能力で送風空気を加熱することができる。

　（ｆ－２）冷却ホットガス直列除湿暖房モード
　冷却ホットガス直列除湿暖房モードでは、単独ホットガス直列除湿暖房モードに対して、制御装置６０が、予め定めた基準圧送能力を発揮するように、低温側ポンプ４１を作動させる。このため、冷却ホットガス直列除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、チラー２０へ流入した冷媒が低温側熱媒体から吸熱する。これにより、低温側熱媒体が冷却される。その他の作動は、単独ホットガス直列除湿暖房モードと同様である。

　従って、冷却ホットガス直列除湿暖房モードでは、単独ホットガス直列除湿暖房モードと同様に、直列除湿暖房モードよりも高い加熱能力で送風空気を加熱して、車室内の除湿暖房を実現することができる。さらに、冷却ホットガス除湿暖房モードの低温側熱媒体回路４０では、チラー２０にて冷却された低温側熱媒体がバッテリ７０の冷却水通路７０ａを流通する。これにより、バッテリ７０を冷却することができる。

　以上の如く、本実施形態の車両用空調装置１では、運転モードを切り替えることによって、車室内の快適な空調、および車載機器であるバッテリ７０の適切な温度調整を行うことができる。

　ところで、（ｄ）ホットガス暖房モード、（ｅ）ホットガス除湿暖房モード、および（ｆ）ホットガス直列除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、エンタルピの異なる冷媒同士を混合させて圧縮機１１へ吸入させる冷媒回路に切り替えられる。

　これらの運転モードでは、送風空気を適切に加熱できるように、圧縮機の仕事量を適切に調整する必要がある。これと同時に、圧縮機１１へ吸入される吸入冷媒の状態が適切な状態となるように、加熱部側減圧部およびバイパス側流量調整弁の絞り開度を適切に調整する必要がある。

　その理由は、吸入冷媒の状態が適切な状態に維持されていないと、圧縮機１１の耐久寿命に悪影響を与えてしまうからである。例えば、吸入冷媒が、必要以上に乾き度Ｒｘの低い気液二相冷媒になっていると、圧縮機１１の液圧縮を招いてしまう可能性がある。また、吸入冷媒が、必要以上に過熱度ＳＨの高い気相冷媒になっていると、圧縮機１１の温度が異常上昇してしまう可能性がある。

　そこで、本実施形態の車両用空調装置１では、上記の運転モード時に、送風空気温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯに近づくとともに吸入冷媒の乾き度Ｒｘが基準乾き度ＫＲｘに近づくように、圧縮機１１、冷却用膨張弁１４ｃ、およびバイパス側流量調整弁１４ｄの作動を制御している。

　ところが、実際のヒートポンプサイクル１０では、加熱部側減圧部における冷媒の流量調整範囲と、バイパス側流量調整弁１４ｄにおける冷媒の流量調整範囲が異なっている。このため、加熱部側減圧部およびバイパス側流量調整弁１４ｄのいずれか一方の絞り開度が全開状態に近くなり、流量調整能力が低下してしまうと、吸入冷媒の状態を適切な状態に維持できなくなってしまう可能性がある。

　例えば、第１三方継手１２ａから室内凝縮器１３、除湿用開閉弁２２ａ、冷却用膨張弁１４ｃ、チラー２０を介して第６三方継手１２ｆへ至る冷媒経路を第１冷媒経路と定義する。また、第１三方継手１２ａからバイパス通路２１ｃに配置されたバイパス流量調整弁１４ｄを介して第６三方継手１２ｆへ至る冷媒経路を第２冷媒経路と定義する。また、第１三方継手１２ａから室内凝縮器１３、暖房用膨張弁１４ａ、室外熱交換器１５、第１逆止弁１６ａ、チラー２０を介して第６三方継手１２ｆへ至る冷媒経路を第３冷媒経路と定義する。

　第１冷媒経路には、室内凝縮器１３およびチラー２０が配置されている。このため、室内凝縮器１３およびチラー２０を流通する冷媒に生じる圧力損失が増加するに伴って、加熱部側減圧部の上流側の冷媒圧力から下流側の冷媒圧力を減算した加熱部側前後差圧が縮小する。一方、第２冷媒経路には、バイパス流量調整弁１４ｄの上流側の冷媒圧力から下流側の冷媒圧力を減算したバイパス側前後差圧を縮小させる構成は配置されていない。

　このため、（ｄ）ホットガス暖房モードでは、加熱部側減圧部における冷媒の流量調整範囲が、バイパス側流量調整弁１４ｄにおける冷媒の流量調整範囲よりも狭くなりやすい。その結果、加熱部側減圧部の流量調整能力がバイパス側流量調整弁１４ｄの流量調整能力よりも低くなってしまうことがある。

　また、送風空気の除湿を行う運転モードでは、室内凝縮器１３から流出した冷媒の一部を四方継手１２ｘから室内蒸発器１８側へ流入させなければならない。この際、室内蒸発器１８へ流入させる冷媒流量は、送風空気との熱交換負荷によって決定付けられる。そのため、四方継手１２ｘからチラー２０側へ流出する冷媒の流量が制限されてしまう。

　このため、（ｅ）ホットガス除湿暖房モードおよび（ｆ）ホットガス直列除湿暖房モードでは、加熱部側減圧部における冷媒の流量調整範囲が、バイパス側流量調整弁１４ｄにおける冷媒の流量調整範囲よりも狭くなる。そのため、加熱部側減圧部の流量調整能力がバイパス側流量調整弁１４ｄの流量調整能力よりも低くなってしまうことがある。

　また、第３冷媒経路には、室内凝縮器１３、室外熱交換器１５、第１逆止弁１６ａ、およびチラー２０が配置されている。このため、室内凝縮器１３、室外熱交換器１５、第１逆止弁１６ａ、およびチラー２０を流通する冷媒に生じる圧力損失が増加するに伴って、加熱部側前後差圧が縮小する。一方、第２冷媒経路には、バイパス側前後差圧を縮小させる構成は配置されていない。

　さらに、（ｆ）ホットガス直列除湿暖房モードでは、室内凝縮器１３における送風空気の加熱能力を調整するために、室外熱交換器１５における冷媒の圧力を調整している。つまり、（ｆ）ホットガス直列除湿暖房モードでは、室外熱交換器１５における冷媒の圧力を室内凝縮器１３の冷媒の圧力よりも低下させている。

　従って、（ｆ）ホットガス直列除湿暖房モードでは、（ｄ）ホットガス暖房モードや（ｅ）ホットガス除湿暖房モードよりも、冷房用膨張弁１４ｂの前後差圧が小さくなり、冷房用膨張弁１４ｂの流量調整範囲が狭くなる。

　このため、（ｆ）ホットガス直列除湿暖房モードでは、加熱部側減圧部における冷媒の流量調整範囲が、バイパス側流量調整弁１４ｄにおける冷媒の流量調整範囲よりも狭くなる。その結果、加熱部側減圧部の流量調整能力がバイパス側流量調整弁１４ｄの流量調整能力よりも低くなってしまうことがある。

　さらに、本発明者らの検討によれば、圧縮機１１の冷媒吐出能力を変化させながら、送風空気の加熱能力を調整するためには、冷却用膨張弁１４ｃおよびバイパス側流量調整弁１４ｄの双方の絞り開度を同時に増加させなければならないこともある。

　つまり、本実施形態の（ｄ）ホットガス暖房モード、（ｅ）ホットガス除湿暖房モード、および（ｆ）ホットガス直列除湿暖房モードでは、加熱部側減圧部側から第６三方継手１２ｆへ流入する冷媒の流量を増加させ難くなっていても、バイパス側流量調整弁１４ｄの絞り開度を増加させてしまう可能性がある。その結果、吸入冷媒が必要以上に過熱度ＳＨの高い気相冷媒になってしまう可能性がある。

　これに対して、本実施形態の（ｄ）ホットガス暖房モード、（ｅ）ホットガス除湿暖房モード、および（ｆ）ホットガス直列除湿暖房モードでは、上限開度制御を行う。

　これによれば、加熱部側減圧部の絞り開度が基準制限開度以上となっている際に、バイパス側流量調整弁１４ｄの絞り開度を上限開度以下とすることができる。つまり、加熱部側減圧部側から第６三方継手１２ｆへ流入するエンタルピの低い方の冷媒流量を増加させ難くなっている際に、バイパス側流量調整弁１４ｄ側から第６三方継手１２ｆへ流入するエンタルピの高い方の冷媒流量を制限することができる。

　従って、吸入冷媒が必要以上に過熱度ＳＨの高い気相冷媒になってしまうことを抑制することができる。その結果、エンタルピの異なる冷媒同士を混合させて圧縮機１１へ吸入させるヒートポンプサイクル装置であっても、確実に圧縮機１１の保護を図ることができる。

　また、第２冷媒経路を流通する冷媒は気相となるので、第２冷媒経路を流通する冷媒に生じる圧力損失が、第１冷媒経路を流通する冷媒に生じる圧力損失よりも大きくなることも考えられる。例えば、バイパス通路２１ｃとして他の配管よりも細い配管を採用しているヒートポンプサイクル装置では、第２冷媒経路を流通する冷媒に生じる圧力損失が、第１冷媒経路を流通する冷媒に生じる圧力損失よりも大きくなりやすい。

　同様に、第２冷媒経路を流通する冷媒に生じる圧力損失が、第３冷媒経路を流通する冷媒に生じる圧力損失よりも大きくなることも考えられる。

　この場合は、バイパス側流量調整弁１４ｄの流量調整能力が、加熱部側減圧部の流量調整能力よりも低くなってしまうことがある。つまり、バイパス側流量調整弁１４ｄ側から第６三方継手１２ｆへ流入する冷媒の流量を増加させ難くなっていても、加熱部側減圧部の絞り開度を増加させてしまう可能性がある。その結果、吸入冷媒が必要以上に乾き度Ｒｘの低い気液二相冷媒になってしまう可能性がある。

　これに対して、本実施形態の（ｄ）ホットガス暖房モード、（ｅ）ホットガス除湿暖房モード、および（ｆ）ホットガス直列除湿暖房モードでは、上限開度制御を行う。

　これによれば、バイパス側流量調整弁１４ｄの絞り開度が基準制限開度以上となっている際に、加熱部側減圧部の絞り開度を上限開度以下とすることができる。つまり、バイパス側流量調整弁１４ｄ側から第６三方継手１２ｆへ流入するエンタルピの高い方の冷媒流量を増加させ難くなっている際に、加熱部側減圧部側から第６三方継手１２ｆへ流入するエンタルピの低い方の冷媒流量を制限することができる。

　従って、吸入冷媒が必要以上に乾き度Ｒｘの低い気液二相冷媒になってしまうことを抑制することができる。その結果、エンタルピの異なる冷媒同士を混合させて圧縮機１１へ吸入させるヒートポンプサイクル装置であっても、確実に圧縮機１１の保護を図ることができる。

　すなわち、本実施形態の車両用空調装置１では、上限開度制御を行うことによって、エンタルピの異なる冷媒同士を混合させて圧縮機１１へ吸入させても、吸入冷媒の状態を適切な状態に維持して、確実に圧縮機１１の保護を図ることができる。

　また、本実施形態の上限開度制御では、加熱部側減圧部およびバイパス側流量調整弁１４ｄの一方の絞り開度が基準制限開度以上となっている際に、一方の流量調整能力が基準調整能力以下になっていると判定している。これによれば、絞り開度を用いて、一方の可変絞り機構の流量調整能力を容易に、かつ、精度良く推定することができる。

　また、本実施形態の上限開度制御では、加熱部側減圧部およびバイパス側流量調整弁１４ｄの一方の絞り開度の増加に伴って、他方の絞り開度の上限開度を低い値に設定している。これによれば、一方の可変絞り機構から第６三方継手１２ｆへ流入する冷媒の流量を増加させにくくなるに伴って、他方の可変絞り機構の上限開度を低い値とすることができる。従って、より一層確実に圧縮機１１の保護を図ることができる。

　また、本実施形態の（ｅ）ホットガス除湿暖房モード、および（ｆ）ホットガス直列除湿暖房モードでは、開度増加制御を行う。

　これによれば、冷却用膨張弁１４ｃ側から第６三方継手１２ｆへ流入するエンタルピの低い冷媒の流量を増加させにくくなった際に、冷房用膨張弁１４ｂおよび室内蒸発器１８を介して、比較的エンタルピの低い冷媒の流量を吸入冷媒に合流させることができる。従って、吸入冷媒の過熱度ＳＨが必要以上に高くなってしまうことを、効果的に抑制することができる。

　ここで、本実施形態の車両用空調装置１では、（ｄ）ホットガス暖房モード時に、吸入冷媒の乾き度Ｒｘが、基準乾き度ＫＲｘに近づくように第１目標過冷却度ＳＣＯ１を決定する例を説明したが、これに限定されない。（ｄ）ホットガス暖房モード時に、吸入冷媒の過熱度ＳＨが、予め定めた基準過熱度ＫＳＨに近づくように第１目標過冷却度ＳＣＯ１を決定するようになっていてもよい。

　同様に、（ｅ）ホットガス除湿暖房モード時、および（ｆ）ホットガス直列除湿暖房モード時に、吸入冷媒の過熱度ＳＨが、基準過熱度ＫＳＨに近づくように、冷却用膨張弁１４ｃの絞り開度を変化させてもよい。

　すなわち、本実施形態の車両用空調装置１では、送風空気温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯに近づくとともに吸入冷媒の過熱度ＳＨが基準過熱度ＫＳＨに近づくように、圧縮機１１、加熱部側減圧部、およびバイパス側流量調整弁１４ｄの少なくとも１つの作動を制御しても、確実に圧縮機１１の保護を図ることができる。

　（第２実施形態）
　本実施形態では、第１実施形態に対して、上限開度制御の制御態様を変更した例を説明する。本実施形態の上下開度制御については、図１３のフローチャートを用いて説明する。図１３は、第１実施形態で説明した図６に対応する制御処理を示している。

　本実施形態のステップＳ１１ａでは、弁差圧比を用いて、上限開度制御用の制御ゾーンを決定する。弁差圧比は、加熱部側前後差圧およびバイパス側前後差圧のうち大きい方の前後差圧に対する小さい方の前後差圧の割合である。

　具体的には、図１３のステップＳ１１ａに記載された制御特性図に示すように、弁差圧比が、予め定めた基準弁差圧比（本実施形態では、９０％）よりも大きくなっている際には、制御ゾーンをゾーン０に決定する。そして、弁差圧比が基準弁差圧以上になっている際には、弁差圧比の減少に伴って、ゾーン１、ゾーン２、ゾーン３の順で制御ゾーンを決定する。以降の上限開度制御の制御態様は、第１実施形態と同様である。

　前述の如く、可変絞り機構では、前後差圧が小さくなるに伴って、流量調整能力が低下する。そこで、本実施形態の上限開度制御では、弁差圧比が基準弁差圧比以下となっている際に、加熱部側前後差圧およびバイパス側前後差圧のうち小さい方の可変絞り機構の流量調整能力が基準調整能力以下となっていると判定している。

　また、本実施形態の上限開度決定部であるステップＳ１３では、弁差圧比の低下に伴って、上限開度を低い値に決定している。その他の車両用空調装置１の構成および作動は、第１実施形態と同様である。

　従って、本実施形態の車両用空調装置１においても、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、運転モードを切り替えることによって、車室内の快適な空調、および車載機器であるバッテリ７０の適切な温度調整を行うことができる。この際、エンタルピの異なる冷媒同士を混合させて圧縮機１１へ吸入させても、吸入冷媒の状態を適切な状態に維持して、確実に圧縮機１１の保護を図ることができる。

　また、本実施形態の上限開度制御では、弁差圧比が基準弁差圧比以下となっている際に、加熱部側前後差圧およびバイパス側前後差圧のうち小さい方の可変絞り機構の流量調整能力が基準調整能力以下となっていると判定している。これによれば、加熱部側前後差圧およびバイパス側前後差圧を相対的に比較して、前後差圧の小さい方の可変絞り機構の流量調整能力を容易に、かつ、精度良く推定することができる。

　さらに、前後差圧の小さい方の可変絞り機構の流量調整能力を把握するために、開度比を用いているので、それぞれの可変絞り機構の絞り開度を、検出あるいは推定する必要がない。従って、加熱部側減圧部あるいはバイパス側流量調整弁１４ｄは、駆動部としてステッピングモータを有する可変絞り機構に限定されることなく、例えば、駆動部としてブラシレスＤＣモータを有する可変絞り機構等を採用してもよい。

　また、本実施形態の上限開度制御では、弁差圧比の低下に伴って、上限開度を低い値に決定している。これによれば、一方の可変絞り機構から第６三方継手１２ｆへ流入する冷媒の流量を増加させにくくなるに伴って、他方の可変絞り機構の上限開度を低い値とすることができる。従って、より一層確実に圧縮機１１の保護を図ることができる。

　もちろん、本実施形態の車両用空調装置１において、送風空気温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯに近づくとともに吸入冷媒の過熱度ＳＨが基準過熱度ＫＳＨに近づくように、圧縮機１１、加熱部側減圧部、およびバイパス側流量調整弁１４ｄの少なくとも１つの作動を制御しても、第１実施形態と同様に、確実に圧縮機１１の保護を図ることができる。

　（第３実施形態）
　本実施形態では、第１実施形態に対して、（ｄ）ホットガス暖房モード、（ｅ）ホットガス除湿暖房モード、および（ｆ）ホットガス直列除湿暖房モードにおける作動態様を変更した例を説明する。以下に、各運転モードの詳細作動について説明する。

　（ｄ）ホットガス暖房モード
　本実施形態のホットガス暖房モードでは、制御装置６０が、吸入冷媒の乾き度Ｒｘが基準乾き度ＫＲｘに近づくように、バイパス側流量調整弁１４ｄの絞り開度に対する加熱部側減圧部の絞り開度の開度比を調整する。具体的には、吸入冷媒の乾き度Ｒｘに基づいて、予め制御装置６０に記憶されている制御マップを参照して、開度比を調整する。ホットガス暖房モードにおける加熱部側減圧部の絞り開度は、冷却側膨張弁１４ｃの絞り開度となる。

　本実施形態の制御マップには、図１４の制御特性図に示すように、予め適切な流量比となる開度比が記憶されている。制御装置６０は、吸入冷媒の乾き度Ｒｘが、基準乾き度ＫＲｘよりも大きくなっている際には、開度比を上昇させる。また、吸入冷媒の乾き度Ｒｘが、基準乾き度ＫＲｘよりも小さくなっている際には、開度比を低下させる。

　また、制御装置６０は、吐出冷媒圧力Ｐｄが目標高圧ＰＤＯに近づくように圧縮機１１の冷媒吐出能力を制御する。その他の作動は、第１実施形態と同様である。

　従って、本実施形態のホットガス暖房モードにおいても、第１実施形態と同様に、圧縮機１１の仕事によって生じた熱を送風空気を加熱するために有効に利用して、車室内の暖房を実現することができる。また、本実施形態のホットガス暖房モードにおいても、第１実施形態と同様に、単独ホットガス暖房モード、冷却ホットガス暖房モード、および暖機ホットガス暖房モードを実行することができる。

　（ｅ）ホットガス除湿暖房モード
　ホットガス除湿暖房モードでは、制御装置６０が、ホットガス暖房モードと同様に、開度比を調整する。ホットガス除湿暖房モードにおける加熱部側減圧部の絞り開度は、冷却側膨張弁１４ｃの絞り開度となる。

　また、制御装置６０は、第１実施形態のホットガス除湿暖房モードと同様に、吸入冷媒圧力Ｐｓが予め定めた第２目標低圧ＰＳＯ２に近づくように、圧縮機１１の冷媒吐出能力を制御する。また、制御装置６０は、吐出冷媒圧力Ｐｄが目標高圧ＰＤＯに近づくように、冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度を変化させる。その他の作動は、第１実施形態と同様である。

　従って、本実施形態のホットガス除湿暖房モードにおいても、第１実施形態と同様に、直列除湿暖房モードよりも高い加熱能力で送風空気を加熱して、車室内の除湿暖房を実現することができる。また、本実施形態のホットガス除湿暖房モードにおいても、第１実施形態と同様に、単独ホットガス除湿暖房モード、および冷却ホットガス除湿暖房モードを実行することができる。

　（ｆ）ホットガス直列除湿暖房モード
　ホットガス除湿暖房モードでは、制御装置６０が、ホットガス暖房モードと同様に、開度比を調整する。ホットガス除湿暖房モードにおける加熱部側減圧部の絞り開度は、第１実施形態と同様に、暖房用膨張弁１４ａおよび冷却用膨張弁１４ｃの合計絞り開度となる。

　また、制御装置６０は、第１実施形態のホットガス除湿暖房モードと同様に、吸入冷媒圧力Ｐｓが予め定めた第２目標低圧ＰＳＯ２に近づくように、圧縮機１１の冷媒吐出能力を制御する。

　また、制御装置６０は、直列除湿暖房モードと同様に、暖房用膨張弁１４ａおよび冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度を決定する。さらに、本実施形態では、吐出冷媒圧力Ｐｄが目標高圧ＰＤＯに近づくように、暖房用膨張弁１４ａおよび冷房用膨張弁１４ｂの合計絞り開度を変化させる。その他の作動は、第１実施形態と同様である。

　従って、本実施形態のホットガス直列除湿暖房モードにおいても、第１実施形態と同様に、直列除湿暖房モードよりも高い加熱能力で送風空気を加熱して、車室内の除湿暖房を実現することができる。また、本実施形態のホットガス直列除湿暖房モードにおいても、第１実施形態と同様に、単独ホットガス直列除湿暖房モード、および冷却ホットガス直列除湿暖房モードを実行することができる。

　（ａ）冷房モード、（ｂ）直列除湿暖房モード、および（ｃ）外気吸熱暖房モードの作動は、第１実施形態と同様である。従って、本実施形態の車両用空調装置１では、運転モードを切り替えることによって、車室内の快適な空調、および車載機器であるバッテリ７０の適切な温度調整を行うことができる。

　さらに、本実施形態の（ｄ）ホットガス暖房モード、（ｅ）ホットガス除湿暖房モード、および（ｆ）ホットガス直列除湿暖房モードでは、吸入冷媒の乾き度Ｒｘが基準乾き度ＫＲｘに近づくように、開度比が調整される。これによれば、圧縮機１１の冷媒吐出能力によらず、吸入冷媒の状態が適切な状態となる範囲内で、加熱部側減圧部の絞り開度およびバイパス側流量調整弁１４ｄの絞り開度を変化させることができる。

　従って、吸入冷媒の乾き度Ｒｘが必要以上に低くなってしまうことを抑制することができる。その結果、エンタルピの異なる冷媒同士を混合させて圧縮機１１へ流入させるヒートポンプサイクル装置であっても、確実に圧縮機１１の保護を図ることができる。

　ここで、本実施形態の車両用空調装置１では、（ｄ）ホットガス暖房モード時に、吸入冷媒の乾き度Ｒｘが基準乾き度ＫＲｘに近づくように、開度比を調整したが、これに限定されない。例えば、（ｄ）ホットガス暖房モード時に、吸入冷媒の過熱度ＳＨが、基準過熱度ＫＳＨに近づくように第１目標過冷却度ＳＣＯ１を決定するようになっていてもよい。

　この場合は、制御装置６０は、吸入冷媒の過熱度ＳＨが、基準過熱度ＫＳＨよりも大きくなっている際には、開度比を上昇させればよい。また、吸入冷媒の過熱度ＳＨが、基準過熱度ＫＳＨよりも小さくなっている際には、開度比を低下させればよい。このことは、（ｅ）ホットガス除湿暖房モード、および（ｆ）ホットガス直列除湿暖房モードにおいても同様である。

　（第４実施形態）
　本実施形態では、本開示に係るヒートポンプサイクル装置を車両用空調装置１ａに適用している。車両用空調装置１ａは、ヒートポンプサイクル１０ａを備えている。ヒートポンプサイクル１０ａでは、第１実施形態で説明したヒートポンプサイクル１０に対して、アキュムレータ２３等を廃止して、レシーバ２４等を採用している。

　ヒートポンプサイクル１０ａでは、第２三方継手１２ｂの他方の流出口に、レシーバ２４の入口側が接続されている。第２三方継手１２ｂの他方の流出口からレシーバ２４の入口へ至る冷媒通路は、入口側通路２１ｄである。入口側通路２１ｄには、第１入口側開閉弁２２ｃ、および第７三方継手１２ｇが配置されている。　レシーバ２４は、内部に流入した冷媒の気液を分離して、分離された液相冷媒をサイクルの余剰冷媒として蓄える高圧側の気液分離部である。レシーバ２４は、分離された液相冷媒を液相冷媒出口から下流側へ流出させる。

　第１入口側開閉弁２２ｃは、入口側通路２１ｄを開閉する開閉弁である。より具体的には、第１入口側開閉弁２２ｃは、入口側通路２１ｄのうち第２三方継手１２ｂの他方の流出口から第７三方継手１２ｇの一方の流入口へ至る冷媒通路を開閉する。第１入口側開閉弁２２ｃは、冷媒回路切替部である。

　また、第２三方継手１２ｂの一方の流出口には、第８三方継手１２ｈの一方の流入口側が接続されている。第２三方継手１２ｂの一方の流出口から第８三方継手１２ｈの一方の流入口へ至る冷媒通路には、第２入口側開閉弁２２ｄが配置されている。第２入口側開閉弁２２ｄは、第２三方継手１２ｂの一方の流出口から第８三方継手１２ｈの一方の流入口へ至る冷媒通路を開閉する。第２入口側開閉弁２２ｄは、冷媒回路切替部である。

　第８三方継手１２ｈ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。室外熱交換器１５の出口側に接続された第３三方継手１２ｃの一方の流出口には、第１逆止弁１６ａを介して、入口側通路２１ｄに配置された第７三方継手１２ｇの他方の入口側が接続されている。

　レシーバ２４の液相冷媒出口には、第８三方継手１２ｈの他方の流入口側が接続されている。レシーバ２４の出口から第８三方継手１２ｈの他方の流入口へ至る冷媒通路は、出口側通路２１ｅである。出口側通路２１ｅには、第９三方継手１２ｉおよび第３逆止弁１６ｃが配置されている。

　第３逆止弁１６ｃは、第９三方継手１２ｉ側から第８三方継手１２ｈ側へ冷媒が流れることを許容し、第８三方継手１２ｈ側から第９三方継手１２ｉ側へ冷媒が流れることを禁止する。

　第９三方継手１２ｉの他方の流出口には、第１０三方継手１２ｊの流入口側が接続されている。第１０三方継手１２ｊの一方の流出口には、冷房用膨張弁１４ｂを介して、室内蒸発器１８の冷媒入口側が接続されている。第１０三方継手１２ｊの他方の流出口には、冷却用膨張弁１４ｃを介して、チラー２０の冷媒通路の入口側が接続されている。

　さらに、ヒートポンプサイクル１０ａでは、第４三方継手１２ｄの流出口に、圧縮機１１の吸入口側が接続されている。その他の車両用空調装置１ａの構成は、第１実施形態で説明した車両用空調装置１と同様である。

　次に、上記構成における本実施形態の車両用空調装置１ａの作動について説明する。本実施形態の車両用空調装置１ａでは、車室内の空調およびバッテリ７０の温度調整を行うために、第１実施形態と同様に各種運転モードを切り替える。以下に各運転モードの詳細作動について説明する。

　（ａ－１）単独冷房モード
　単独冷房モードのヒートポンプサイクル１０ａでは、制御装置６０が、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を全閉状態とし、バイパス側流量調整弁１４ｄを全閉状態とする。また、制御装置６０は、暖房用開閉弁２２ｂを閉じ、第１入口側開閉弁２２ｃを閉じ、第２入口側開閉弁２２ｄを開く。

　このため、単独冷房モードのヒートポンプサイクル１０ａでは、圧縮機１１から吐出された冷媒が、室内凝縮器１３、全開状態となっている暖房用膨張弁１４ａ、室外熱交換器１５、レシーバ２４、絞り状態になっている冷房用膨張弁１４ｂ、室内蒸発器１８、圧縮機１１の吸入口の順に循環する冷媒回路に切り替えられる。さらに、制御装置６０は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。

　従って、単独冷房モードのヒートポンプサイクル１０ａでは、室内凝縮器１３および室外熱交換器１５を、凝縮器として機能させ、室内蒸発器１８を、蒸発器として機能させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。また、室内空調ユニット５０では、第１実施形態の単独冷房モードと同様に作動する。

　その結果、単独冷房モードでは、第１実施形態の単独冷房モードと同様に、車室内の冷房が実現される。

　（ａ－２）冷却冷房モード
　冷却冷房モードのヒートポンプサイクル１０ａでは、単独冷房モードに対して、制御装置６０が、冷却用膨張弁１４ｃを絞り状態とする。

　このため、冷却冷房モードのヒートポンプサイクル１０ａでは、圧縮機１１から吐出された冷媒が、単独冷房モードと同様に循環する。同時に、圧縮機１１から吐出された冷媒が、室内凝縮器１３、全開状態となっている暖房用膨張弁１４ａ、室外熱交換器１５、レシーバ２４、絞り状態になっている冷却用膨張弁１４ｃ、チラー２０、圧縮機１１の吸入口の順に循環する冷媒回路に切り替えられる。つまり、室内蒸発器１８とチラー２０が、冷媒の流れに対して並列的に接続される冷媒回路に切り替えられる。さらに、制御装置６０は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。

　従って、冷却冷房モードのヒートポンプサイクル１０ａでは、室内凝縮器１３および室外熱交換器１５を、凝縮器として機能させ、室内蒸発器１８およびチラー２０を、蒸発器として機能させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。また、低温側熱媒体回路４０、および室内空調ユニット５０では、第１実施形態の単独冷房モードと同様に作動する。

　その結果、冷却冷房モードでは、第１実施形態の冷却冷房モードと同様に、バッテリ７０の冷却と車室内の冷房が実現される。

　（ｂ－１）単独直列除湿暖房モード
　単独直列除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０ａでは、制御装置６０が、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、バイパス側流量調整弁１４ｄを全閉状態とする。また、制御装置６０は、暖房用開閉弁２２ｂを閉じ、第１入口側開閉弁２２ｃを閉じ、第２入口側開閉弁２２ｄを開く。

　このため、単独直列除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０ａでは、圧縮機１１から吐出された冷媒が、室内凝縮器１３、絞り状態となっている暖房用膨張弁１４ａ、室外熱交換器１５、レシーバ２４、絞り状態になっている冷房用膨張弁１４ｂ、室内蒸発器１８、圧縮機１１の吸入口の順に循環する冷媒回路に切り替えられる。さらに、制御装置６０は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。

　従って、単独直列除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０ａでは、室内凝縮器１３および室外熱交換器１５を、凝縮器として機能させ、室内蒸発器１８を、蒸発器として機能させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。また、室内空調ユニット５０は、第１実施形態の単独冷房モードと同様に作動する。

　その結果、単独直列除湿暖房モードでは、第１実施形態の単独直列除湿暖房モードと同様に、車室内の除湿暖房が実現される。ここで、ヒートポンプサイクル１０ａは、レシーバ２４を有しているので、単独直列除湿暖房モードは、室外熱交換器１５における冷媒の飽和温度が外気温Ｔａｍよりも高くなる温度範囲で実行される。

　（ｂ－２）冷却直列除湿暖房モード
　冷却直列除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０ａでは、単独直列除湿暖房モードに対して、制御装置６０が、冷却用膨張弁１４ｃを絞り状態とする。

　このため、冷却直列除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０ａでは、圧縮機１１から吐出された冷媒が、単独直列除湿暖房モードと同様に循環する。同時に、圧縮機１１から吐出された冷媒が、室内凝縮器１３、全開状態となっている暖房用膨張弁１４ａ、室外熱交換器１５、レシーバ２４、絞り状態になっている冷却用膨張弁１４ｃ、チラー２０、圧縮機１１の吸入口の順に循環する冷媒回路に切り替えられる。つまり、室内蒸発器１８とチラー２０が、冷媒の流れに対して並列的に接続される冷媒回路に切り替えられる。さらに、制御装置６０は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。

　従って、冷却直列除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０ａでは、室内凝縮器１３および室外熱交換器１５を、凝縮器として機能させ、室内蒸発器１８およびチラー２０を、蒸発器として機能させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。また、低温側熱媒体回路４０、および室内空調ユニット５０では、第１実施形態の冷却直列除湿暖房モードと同様に作動する。

　その結果、冷却直列除湿暖房モードでは、第１実施形態の冷却直列除湿暖房モードと同様に、バッテリ７０の冷却と車室内の除湿暖房が実現される。ここで、ヒートポンプサイクル１０ａは、レシーバ２４を有しているので、冷却直列除湿暖房モードは、室外熱交換器１５における冷媒の飽和温度が外気温Ｔａｍよりも高くなる温度範囲で実行される。

　（ｃ－１）単独外気吸熱暖房モード
　単独外気吸熱暖房モードのヒートポンプサイクル１０ａでは、制御装置６０が、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、バイパス側流量調整弁１４ｄを全閉状態とする。また、制御装置６０は、暖房用開閉弁２２ｂを開き、第１入口側開閉弁２２ｃを開き、第２入口側開閉弁２２ｄを閉じる。

　このため、単独外気吸熱暖房モードのヒートポンプサイクル１０ａでは、圧縮機１１から吐出された冷媒が、室内凝縮器１３、レシーバ２４、絞り状態となっている暖房用膨張弁１４ａ、室外熱交換器１５、暖房用通路２１ｂ、圧縮機１１の吸入口の順に循環する冷媒回路に切り替えられる。さらに、制御装置６０は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。

　従って、単独外気吸熱暖房モードのヒートポンプサイクル１０ａでは、室内凝縮器１３を、凝縮器として機能させ、室外熱交換器１５を、蒸発器として機能させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。また、室内空調ユニット５０では、第１実施形態の単独外気吸熱暖房モードと同様に作動する。

　その結果、単独外気吸熱暖房モードでは、第１実施形態の単独外気吸熱暖房モードと同様に、車室内の暖房が実現される。

　（ｃ－２）冷却外気吸熱暖房モード
　冷却外気吸熱暖房モードのヒートポンプサイクル１０ａでは、単独外気吸熱暖房モードに対して、制御装置６０が、冷却用膨張弁１４ｃを絞り状態とする。

　このため、冷却外気吸熱暖房モードのヒートポンプサイクル１０ａでは、圧縮機１１から吐出された冷媒が、単独外気吸熱暖房モードと同様に循環する。同時に、圧縮機１１から吐出された冷媒が、室内凝縮器１３、レシーバ２４、絞り状態となっている冷却用膨張弁１４ｃ、チラー２０、圧縮機１１の吸入口の順に循環する冷媒回路に切り替えられる。つまり、室外熱交換器１５とチラー２０が、冷媒の流れに対して並列的に接続される冷媒回路に切り替えられる。さらに、制御装置６０は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。

　従って、冷却外気吸熱暖房モードのヒートポンプサイクル１０ａでは、室内凝縮器１３、凝縮器として機能させ、室外熱交換器１５およびチラー２０を、蒸発器として機能させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。また、低温側熱媒体回路４０、および室内空調ユニット５０では、第１実施形態の冷却外気吸熱暖房モードと同様に作動する。

　その結果、冷却外気吸熱暖房モードでは、第１実施形態の冷却外気吸熱暖房モードと同様に、バッテリ７０の冷却と車室内の暖房が実現される。

　（ｄ－１）単独ホットガス暖房モード
　単独ホットガス暖房モードのヒートポンプサイクル１０ａでは、制御装置６０が、暖房用膨張弁１４ａを全閉状態とし、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、バイパス側流量調整弁１４ｄを絞り状態とする。また、制御装置６０は、暖房用開閉弁２２ｂを閉じ、第１入口側開閉弁２２ｃを開き、第２入口側開閉弁２２ｄを閉じる。

　このため、単独ホットガス暖房モードのヒートポンプサイクル１０ａでは、圧縮機１１から吐出された冷媒が、第１三方継手１２ａ、室内凝縮器１３、レシーバ２４、絞り状態となっている冷却用膨張弁１４ｃ、チラー２０、第６三方継手１２ｆ、圧縮機１１の吸入口の順に循環する。同時に、圧縮機１１から吐出された冷媒が、第１三方継手１２ａ、バイパス通路２１ｃに配置された絞り状態となっているバイパス側流量調整弁１４ｄ、第６三方継手１２ｆ、圧縮機１１の吸入口の順に循環する冷媒回路に切り替えられる。

　さらに、制御装置６０は、吸入冷媒の過熱度ＳＨが基準過熱度ＫＳＨに近づくように、冷却用膨張弁１４ｃの絞り開度を変化させる。また、制御装置６０は、第１実施形態の単独ホットガス暖房モードと同様に、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。また、本実施形態のホットガス暖房モードにおいても、第１実施形態と同様に、上限開度制御が実行される。

　従って、ホットガス暖房モードでは、第１実施形態と同様に、冷却用膨張弁１４ｃが加熱部側減圧部となり、第６三方継手１２ｆが混合部となる。また、ホットガス暖房モードでは、送風空気温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯに近づくとともに吸入冷媒の過熱度ＳＨが基準過熱度ＫＳＨに近づくように、圧縮機１１、冷却用膨張弁１４ｃ、およびバイパス側流量調整弁１４ｄの少なくとも１つの作動を制御している。

　その結果、本実施形態の単独ホットガス暖房モードでは、第１実施形態と同様に、外気温Ｔａｍが極低温になっていても、圧縮機１１の仕事によって生じた熱を送風空気を加熱するために有効に利用して、車室内の暖房を実現することができる。さらに、上限開度制御が実行されることによって、圧縮機１１の保護を図ることができる。

　（ｄ－２）冷却ホットガス暖房モード
　冷却ホットガス暖房モードでは、単独ホットガス暖房モードに対して、制御装置６０が、予め定めた基準圧送能力を発揮するように、低温側ポンプ４１を作動させる。その他の作動は、単独ホットガス暖房モードと同様である。

　従って、冷却ホットガス暖房モードでは、圧縮機１１の仕事によって生じた熱を、送風空気を加熱するために有効に利用して、車室内の暖房を行うことができる。また、第１実施形態の冷却ホットガス暖房モードと同様に、バッテリ７０を冷却することができる。さらに、上限開度制御が実行されることによって、圧縮機１１の保護を図ることができる。

　（ｄ－３）暖機ホットガス暖房モード
　暖機ホットガス暖房モードでは、単独ホットガス暖房モードに対して、制御装置６０が、予め定めた基準圧送能力を発揮するように、低温側ポンプ４１を作動させる。その他の作動は、単独ホットガス暖房モードと同様である。

　従って、暖機ホットガス暖房モードでは、圧縮機１１の仕事によって生じた熱を、送風空気を加熱するために有効に利用して、車室内の暖房を行うことができる。さらに、第１実施形態の暖機ホットガス暖房モードと同様に、バッテリ７０を暖機することができる。さらに、上限開度制御が実行されることによって、圧縮機１１の保護を図ることができる。

　（ｅ－１）単独ホットガス除湿暖房モード
　単独ホットガス除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０ａでは、制御装置６０が、暖房用膨張弁１４ａを全閉状態とし、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、バイパス側流量調整弁１４ｄを絞り状態とする。また、制御装置６０は、暖房用開閉弁２２ｂを閉じ、第１入口側開閉弁２２ｃを開き、第２入口側開閉弁２２ｄを閉じる。

　このため、単独ホットガス除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０ａでは、圧縮機１１から吐出された冷媒が、ホットガス暖房モードと同様に循環する。同時に、圧縮機１１から吐出された冷媒が、第１三方継手１２ａ、室内凝縮器１３、レシーバ２４、絞り状態となっている冷房用膨張弁１４ｂ、室内蒸発器１８、圧縮機１１の吸入口の順に循環する冷媒回路に切り替えられる。

　さらに、制御装置６０は、吸入冷媒の過熱度ＳＨが基準過熱度ＫＳＨに近づくように、冷却用膨張弁１４ｃの絞り開度を変化させる。また、制御装置６０は、第１実施形態の単独ホットガス除湿暖房モードと同様に、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。また、本実施形態のホットガス除湿暖房モードにおいても、第１実施形態と同様に、上限開度制御および開度増加制御が実行される。

　従って、ホットガス除湿暖房モードでは、第１実施形態と同様に、冷却用膨張弁１４ｃが加熱部側減圧部となり、第６三方継手１２ｆが混合部となる。さらに、第１０三方継手１２ｊが補助分岐部となり、冷房用膨張弁１４ｂが補助加熱部側減圧部となり、室内蒸発器１８が蒸発部となる。

　また、ホットガス除湿暖房モードでは、送風空気温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯに近づくとともに吸入冷媒の過熱度ＳＨが基準過熱度ＫＳＨに近づくように、圧縮機１１、冷却用膨張弁１４ｃ、およびバイパス側流量調整弁１４ｄの少なくとも１つの作動を制御している。

　その結果、本実施形態の単独ホットガス除湿暖房モードでは、第１実施形態と同様に、直列除湿暖房モードよりも高い加熱能力で送風空気を加熱して、車室内の除湿暖房を実現することができる。さらに、上限開度制御および開度増加制御が実行されることによって、圧縮機１１の保護を図ることができる。

　（ｅ－２）冷却ホットガス除湿暖房モード
　冷却ホットガス除湿暖房モードでは、単独ホットガス除湿暖房モードに対して、制御装置６０が、予め定めた基準圧送能力を発揮するように、低温側ポンプ４１を作動させる。その他の作動は、単独ホットガス除湿暖房モードと同様である。

　従って、冷却ホットガス除湿暖房モードでは、単独ホットガス除湿暖房モードと同様に、直列除湿暖房モードよりも高い加熱能力で送風空気を加熱して、車室内の除湿暖房を実現することができる。また、第１実施形態の冷却ホットガス除湿暖房モードと同様に、バッテリ７０を冷却することができる。さらに、上限開度制御および開度増加制御が実行されることによって、圧縮機１１の保護を図ることができる。

　（ｆ－１）単独ホットガス直列除湿暖房モード
　単独ホットガス直列除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０ａでは、制御装置６０が、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、バイパス側流量調整弁１４ｄを絞り状態とする。また、制御装置６０は、暖房用開閉弁２２ｂを閉じ、第１入口側開閉弁２２ｃを閉じ、第２入口側開閉弁２２ｄを開く。

　このため、単独ホットガス直列除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０ａでは、圧縮機１１から吐出された冷媒が、冷却直列除湿暖房モードと同様に循環する。同時に、圧縮機１１から吐出された冷媒が、第１三方継手１２ａ、バイパス通路２１ｃに配置された絞り状態となっているバイパス側流量調整弁１４ｄ、第６三方継手１２ｆ、圧縮機１１の吸入口の順に循環する冷媒回路に切り替えられる。

　さらに、制御装置６０は、吸入冷媒の過熱度ＳＨが基準過熱度ＫＳＨに近づくように、冷却用膨張弁１４ｃの絞り開度を変化させる。また、制御装置６０は、第１実施形態の単独ホットガス直列除湿暖房モードと同様に、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。また、本実施形態のホットガス直列除湿暖房モードにおいても、第１実施形態と同様に、上限開度制御および開度増加制御が実行される。

　従って、ホットガス直列除湿暖房モードでは、第１実施形態と同様に、暖房用膨張弁１４ａおよび冷却用膨張弁１４ｃが加熱部側減圧部となり、第６三方継手１２ｆが混合部となる。さらに、第１０三方継手１２ｊが補助分岐部となり、冷房用膨張弁１４ｂが補助加熱部側減圧部となり、室内蒸発器１８が蒸発部となる。

　また、ホットガス直列除湿暖房モードでは、送風空気温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯに近づくとともに吸入冷媒の過熱度ＳＨが基準過熱度ＫＳＨに近づくように、圧縮機１１、冷却用膨張弁１４ｃ、およびバイパス側流量調整弁１４ｄの少なくとも１つの作動を制御している。

　その結果、本実施形態の単独ホットガス直列除湿暖房モードでは、第１実施形態と同様に、直列除湿暖房モードよりも高い加熱能力で送風空気を加熱して、車室内の除湿暖房を実現することができる。さらに、上限開度制御および開度増加制御が実行されることによって、圧縮機１１の保護を図ることができる。

　（ｆ－２）冷却ホットガス直列除湿暖房モード
　冷却ホットガス直列除湿暖房モードでは、単独ホットガス直列除湿暖房モードに対して、制御装置６０が、予め定めた基準圧送能力を発揮するように、低温側ポンプ４１を作動させる。その他の作動は、単独ホットガス直列除湿暖房モードと同様である。

　従って、冷却ホットガス直列除湿暖房モードでは、単独ホットガス直列除湿暖房モードと同様に、直列除湿暖房モードよりも高い加熱能力で送風空気を加熱して、車室内の除湿暖房を実現することができる。また、第１実施形態の冷却ホットガス直列除湿暖房モードと同様に、バッテリ７０を冷却することができる。さらに、上限開度制御および開度増加制御が実行されることによって、圧縮機１１の保護を図ることができる。

　以上の如く、本実施形態の車両用空調装置１ａにおいても、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、運転モードを切り替えることによって、車室内の快適な空調、および車載機器であるバッテリ７０の適切な温度調整を行うことができる。この際、エンタルピの異なる冷媒同士を混合させて圧縮機１１へ吸入させても、吸入冷媒の状態を適切な状態に維持して、確実に圧縮機１１の保護を図ることができる。

　さらに、本実施形態のヒートポンプサイクル１０ａは、レシーバ２４を備えているので、高圧側の液相冷媒をサイクルの余剰冷媒としてレシーバ２４に蓄えることができる。

　これによれば、蒸発器として機能する熱交換部の出口側の冷媒に過熱度を持たせることができる。従って、蒸発器として機能する熱交換部の出口側冷媒のエンタルピから入口側冷媒のエンタルピを減算したエンタルピ差を拡大させることができる。その結果、ヒートポンプサイクル１０ａでは、蒸発器として機能する熱交換部における冷媒の吸熱量を拡大させて、ＣＯＰを向上させることができる。

　もちろん、本実施形態の車両用空調装置１において、送風空気温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯに近づくとともに吸入冷媒の乾き度Ｒｘが基準乾き度ＫＲｘに近づくように、圧縮機１１、加熱部側減圧部、およびバイパス側流量調整弁１４ｄの少なくとも１つの作動を制御しても、第１実施形態と同様に、確実に圧縮機１１の保護を図ることができる。

　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。

　上述の実施形態では、本開示に係るヒートポンプサイクル装置を空調装置に適用した例を説明したが、ヒートポンプサイクル装置の適用対象は空調装置に限定されない。例えば、加熱対象物として、生活用水等を加熱する給湯装置に適用してもよい。また、加熱対象物は流体に限定されない。例えば、暖機等のために高温側熱媒体を流通させる熱媒体通路が形成された発熱機器であってもよい。

　本開示に係るヒートポンプサイクル装置の構成は、上述の実施形態に開示された構成に限定されない。

　上述の実施形態では、加熱部として室内凝縮器１３を採用した例を説明したが、加熱部は室内凝縮器１３に限定されない。例えば、加熱部として、高温側熱媒体を循環させる高温側熱媒体循環回路に、高温側ポンプ、水－冷媒熱交換器、ヒータコア等を配置したものを採用してもよい。

　高温側ポンプは、高温側熱媒体を水－冷媒熱交換器の水通路へ圧送するポンプである。高温側熱媒体としては、低温側熱媒体と同種の流体を採用することができる。水－冷媒熱交換器は、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒と高温側ポンプから圧送された高温側熱媒体とを熱交換させる熱交換器である。ヒータコアは、水－冷媒熱交換器にて加熱された高温側熱媒体と送風空気とを熱交換させる加熱用熱交換器である。

　そして、ヒータコアを室内空調ユニット５０の空気通路内に室内凝縮器１３と同様に配置する。これによれば、ホットガス暖房モード時等に、吐出冷媒を熱源として、高温側熱媒体を介して間接的に加熱対象物である送風空気を加熱することができる。

　上述の実施形態では、混合部としての第６三方継手１２ｆを、チラー２０の冷媒出口から第５三方継手１２ｅの他方の流入口へ至る冷媒経路に配置した例を説明したが、第６三方継手１２ｆの配置はこれに限定されない。

　例えば、第６三方継手１２ｆを、冷却用膨張弁１４ｃの出口からチラー２０の冷媒入口へ至る冷媒経路、第５三方継手１２ｅの流出口から第４三方継手１２ｄの他方の流入口へ至る冷媒経路に配置してもよい。あるいは、第６三方継手１２ｆを、第４三方継手１２ｄの流出口からアキュムレータ２３の入口へ至る冷媒経路に配置してもよい。

　上述の実施形態では、第２逆止弁１６ｂを採用した例を説明したが、第２逆止弁１６ｂに代えて、蒸発圧力調整弁を採用してもよい。蒸発圧力調整弁は、室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度を、所定の温度（例えば、室内蒸発器１８を抑制可能な温度）以上に維持する可変絞り機構である。

　蒸発圧力調整弁としては、室内蒸発器１８の冷媒出口側の冷媒の圧力上昇に伴って、弁開度を増加させる機械的機構で構成された可変絞り機構を採用してもよい。また、蒸発圧力調整弁として、暖房用膨張弁１４ａ等と同様の電気的機構で構成された可変絞り機構を採用してもよい。

　上述の第４実施形態のヒートポンプサイクル１０ａに対して、レシーバ２４へ流入する冷媒を減圧させる過冷却用膨張弁を配置してもよい。より具体的には、過冷却用膨張弁としては、固定絞りを採用してもよいし、可変絞り機構を採用してもよい。過冷却用膨張弁は、第７三方継手１２ｇの流出口からレシーバ２４の入口へ至る冷媒経路に配置することが望ましい。

　これによれば、室内凝縮器１３から流出する冷媒の過冷却度を上昇させて、室内凝縮器１３における冷媒圧力（すなわち、吐出冷媒圧力Ｐｄ）を上昇させることができる。その結果、室内凝縮器１３における送風空気の加熱能力を向上させることができる。

　また、制御装置６０の入力側に接続される制御用のセンサ群は、上述の実施形態に開示された検出部に限定されない。必要に応じて各種検出部を追加してもよい。例えば、吸入冷媒の直接検出可能な乾き度センサを追加してもよい。

　また、上述の実施形態では、ヒートポンプサイクル１０、１０ａの冷媒として、Ｒ１２３４ｙｆを採用した例を説明したが、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。

　また、上述の実施形態の低温側熱媒体および高温側熱媒体として、エチレングリコール水溶液を採用した例を説明したが、これに限定されない。高温側熱媒体および低温側熱媒体として、例えば、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、アルコール等を含む水系の液冷媒、オイル等を含む液媒体等を採用してもよい。

　本開示に係るヒートポンプサイクル装置の制御態様は、上述の実施形態に開示された制御態様に限定されない。

　上述の実施形態では、各種運転モードを実行可能な車両用空調装置１について説明したが、上述した全ての運転モードを実行可能である必要はない。少なくとも、ホットガス暖房モード、ホットガス除霜暖房モード、およびホットガス直列除湿暖房モードのいずれか１つが実行可能であれば、エンタルピの異なる冷媒同士を混合させて圧縮機へ吸入させても、確実に圧縮機の保護を図ることができる。

　上述の実施形態では、調整能力判定部として、ステップＳ１２を採用した例を説明したが、調整能力判定部はこれに限定されない。例えば、ステップＳ１２を廃止して、ステップＳ１３の制御マップに、制御ゾーンがゾーン０になっている際には、上限開度を設定しないという制御処理を追加してもよい。すなわち、実質的に、加熱部側減圧部およびバイパス側流量調整弁１４ｄの一方の流量調整能力が基準調整能力以下となっていることを判定可能であれば、調整能力判定部に含まれる。

　上述の実施形態では、加熱部側減圧部およびバイパス側流量調整弁１４ｄの一方の絞り開度や、弁差圧比の変化に伴って、上限開度を変化させる例を説明したが、これに限定されない。例えば、上限開度は、予め定めた固定値であってもよい。

　上述の実施形態では、外気温Ｔａｍが極低温になっている際に実行される（ｄ）ホットガス暖房モードについて、バッテリ７０を暖機する（ｄ－３）暖機ホットガス暖房モードを実行可能とした例を説明したが、これに限定されない。他の運転モードにおいてもバッテリ７０を暖機するための運転モードを追加してもよい。

　上述の第２実施形態では、弁差圧比を用いて、上限開度制御用の制御ゾーンを決定した例を説明したが、これに限定されない。例えば、加熱部側前後差圧およびバイパス側前後差圧のうち小さい方の前後差圧を用いて制御ゾーンを決定してもよい。

　そして、小さい方の前後差圧が、予め定めた基準前後差圧よりも大きくなっている際には、制御ゾーンをゾーン０に決定すればよい。さらに、小さい方の前後差圧が基準前後差圧以上になっている際には、小さい方の前後差圧の減少に伴って、ゾーン１、ゾーン２、ゾーン３の順で制御ゾーンを決定すればよい。

　また、上述の第１、第２、第４実施形態のホットガス暖房モードでは、吸入冷媒圧力Ｐｓが予め定めた第１目標低圧ＰＳＯ１に近づくように、圧縮機１１の冷媒吐出能力を制御している。さらに、吐出冷媒圧力Ｐｄが目標高圧ＰＤＯに近づくように、バイパス側流量調整弁１４ｄの作動を制御した例を説明したが、これに限定されない。

　例えば、制御装置６０は、吐出冷媒圧力Ｐｄが目標高圧ＰＤＯに近づくように、圧縮機１１の冷媒吐出能力を制御してもよい。この場合、制御装置６０は、吸入冷媒圧力Ｐｓが第１目標低圧ＰＳＯ１に近づくように、バイパス側流量調整弁１４ｄの作動を制御すればよい。さらに、過冷却度ＳＣ１が第１目標過冷却度ＳＣＯ１に近づくように、冷却用膨張弁１４ｃの作動を制御すればよい。

　例えば、制御装置６０は、吐出冷媒圧力Ｐｄが目標高圧ＰＤＯに近づくように、圧縮機１１の冷媒吐出能力を制御してもよい。この場合、制御装置６０は、吸入冷媒圧力Ｐｓが第１目標低圧ＰＳＯ１に近づくように、圧縮機１１の冷媒吐出能力を制御すればよい。さらに、過冷却度ＳＣ１が第１目標過冷却度ＳＣＯ１に近づくように、バイパス側流量調整弁１４ｄの作動を制御すればよい。

　つまり、ホットガス暖房モードでは、送風空気温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯに近づくとともに吸入冷媒の乾き度Ｒｘが基準乾き度ＫＲｘに近づくように、圧縮機１１、冷却用膨張弁１４ｃ、およびバイパス側流量調整弁１４ｄの少なくとも１つの作動を制御すれば、上述した上限開度制御の効果を得ることができる。

　同様に、ホットガス暖房モードでは、送風空気温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯに近づくとともに吸入冷媒の過熱度ＳＨが予め定めた基準過熱度ＫＳＨに近づくように、圧縮機１１、冷却用膨張弁１４ｃ、およびバイパス側流量調整弁１４ｄの少なくとも１つの作動を制御すれば、上述した上限開度制御の効果を得ることができる。

　このことは、ホットガス除湿暖房モード、およびホットガス直列除湿暖房モードにおいても同様である。

　上述の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４実施形態の車両用空調装置１ａにおいて、第２実施形態と同様に、弁差圧比を用いて、上限開度制御用の制御ゾーンを決定してもよい。例えば、第４実施形態の車両用空調装置１ａにおいて、第３実施形態と同様に、開度比を用いて、加熱部側減圧部およびバイパス側流量調整部の作動を制御してもよい。

　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 (7)

1. 　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吐出冷媒の流れを分岐する分岐部（１２ａ）と、
   　前記分岐部にて分岐された一方の前記吐出冷媒を熱源として加熱対象物を加熱する加熱部（１３）と、
   　前記加熱部から流出した前記冷媒を減圧させる加熱部側減圧部（１４ａ、１４ｃ）と、
   　前記分岐部にて分岐された他方の前記吐出冷媒を前記圧縮機の吸入口側へ導くバイパス通路（２１ｃ）と、
   　前記バイパス通路を流通する前記冷媒の流量を調整するバイパス側流量調整部（１４ｄ）と、
   　前記バイパス側流量調整部から流出した前記冷媒と前記加熱部側減圧部から流出した前記冷媒とを混合させて、前記圧縮機の吸入口側へ流出させる混合部（１２ｆ）と、
   　前記加熱部にて加熱された前記加熱対象物の対象物温度（ＴＡＶ）の目標値である目標温度（ＴＡＯ）を決定する目標温度決定部（Ｓ３）と、
   　前記加熱部側減圧部および前記バイパス側流量調整部の一方の流量調整能力が予め定めた基準調整能力以下となっていることを判定する調整能力判定部（Ｓ１２）と、を備え、
   　前記対象物温度（ＴＡＶ）が前記目標温度（ＴＡＯ）に近づくとともに前記圧縮機へ吸入される吸入冷媒の乾き度（Ｒｘ）が予め定めた基準乾き度（ＫＲｘ）に近づくように、あるいは、前記対象物温度（ＴＡＶ）が前記目標温度（ＴＡＯ）に近づくとともに前記吸入冷媒の過熱度（ＳＨ）が予め定めた基準過熱度（ＫＳＨ）に近づくように、前記加熱部側減圧部および前記バイパス側流量調整部の少なくとも一方の作動を制御し、
   　前記調整能力判定部によって前記加熱部側減圧部および前記バイパス側流量調整部の一方の流量調整能力が前記基準調整能力以下となっていると判定された際に、前記加熱部側減圧部および前記バイパス側流量調整部の他方の絞り開度を上限開度以下にするヒートポンプサイクル装置。
2. 　前記調整能力判定部は、前記加熱部側減圧部および前記バイパス側流量調整部の一方の絞り開度が予め定めた基準制限開度以上となっている際に、前記加熱部側減圧部および前記バイパス側流量調整部の一方の前記流量調整能力が前記基準調整能力以下になっていると判定する請求項１に記載のヒートポンプサイクル装置。
3. 　さらに、前記上限開度を決定する上限開度決定部（Ｓ１３）を備え、
   　前記上限開度決定部は、前記加熱部側減圧部および前記バイパス側流量調整部の一方の絞り開度の増加に伴って、前記上限開度を低い値に決定する請求項２に記載のヒートポンプサイクル装置。
4. 　前記加熱部側減圧部の上流側の冷媒圧力から下流側の冷媒圧力を減算した前後差圧を加熱部側前後差圧と定義し、
   　前記バイパス側流量調整部の上流側の冷媒圧力から下流側の冷媒圧力を減算した前後差圧をバイパス側前後差圧と定義し、
   　前記加熱部側前後差圧および前記バイパス側前後差圧のうち大きい方の前後差圧に対する小さい方の前後差圧の割合を弁差圧比と定義したときに、
   　前記加熱部側減圧部および前記バイパス側流量調整部の一方は、前記加熱部側前後差圧および前記バイパス側前後差圧のうち小さい値になる方であり、
   　前記調整能力判定部は、前記弁差圧比が予め定めた基準弁差圧比以下となっている際に、前記加熱部側減圧部および前記バイパス側流量調整部の一方の前記流量調整能力が前記基準調整能力以下になっているとする請求項１に記載のヒートポンプサイクル装置。
5. 　さらに、前記上限開度を決定する上限開度決定部（Ｓ１３）を備え、
   　前記上限開度決定部は、前記弁差圧比の低下に伴って、前記上限開度を低い値に決定する請求項４に記載のヒートポンプサイクル装置。
6. 　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吐出冷媒の流れを分岐する分岐部（１２ａ）と、
   　前記分岐部にて分岐された一方の前記吐出冷媒を熱源として加熱対象物を加熱する加熱部（１３）と、
   　前記加熱部から流出した前記冷媒を減圧させる加熱部側減圧部（１４ａ、１４ｃ）と、
   　前記分岐部にて分岐された他方の前記吐出冷媒を前記圧縮機の吸入口側へ導くバイパス通路（２１ｃ）と、
   　前記バイパス通路を流通する前記冷媒の流量を調整するバイパス側流量調整部（１４ｄ）と、
   　前記バイパス側流量調整部から流出した前記冷媒と前記加熱部側減圧部から流出した前記冷媒とを混合させて、前記圧縮機の吸入口側へ流出させる混合部（１２ｆ）と、を備え、
   　前記圧縮機へ吸入される吸入冷媒の乾き度（Ｒｘ）が予め定めた基準乾き度（ＫＲｘ）に近づくように、あるいは、前記吸入冷媒の過熱度（ＳＨ）が予め定めた基準過熱度（ＫＳＨ）に近づくように、前記バイパス側流量調整部の絞り開度に対する前記加熱部側減圧部の絞り開度の開度比が調整されるヒートポンプサイクル装置。
7. 　前記加熱部から流出した前記冷媒の流れを分岐する補助分岐部（１２ｘ、１２ｊ）と、
   　前記補助分岐部にて分岐された一方の前記冷媒を減圧させる補助加熱部側減圧部（１４ｂ）と、
   　前記補助加熱部側減圧部にて減圧された前記冷媒を蒸発させて前記圧縮機の吸入口側へ流出させる蒸発部（１８）と、を備え、
   　前記一方の流量調整部は、前記加熱部側減圧部（１４ａ、１４ｃ）であり、
   　前記加熱部側減圧部は、前記補助分岐部にて分岐された他方の前記冷媒を減圧させ、
   　前記加熱部側減圧部の絞り開度が予め定めた基準増加開度以上となっている際に、前記補助加熱部側減圧部の絞り開度を減少させることを禁止する請求項１ないし６のいずれか１つに記載のヒートポンプサイクル装置。

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