(57)【要約】【課題】蒸発器における冷却能力を充分に向上させることが可能な貯液部を備える冷凍サイクル装置を提供する。【解決手段】室内蒸発器１８にて、通常の冷却能力で送風空気を冷却する第１冷房モードでは、サイクルのＣＯＰが極大値に近づくように、冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度を制御し、低圧側貯液部であるアキュムレータ２１に、サイクルの余剰冷媒を貯える。室内蒸発器１８にて、第１冷房モードよりも高い冷却能力で送風空気を冷却する第２冷房モードでは、第１冷房モードよりも冷房用膨張弁１４ｂへ流入する冷媒の過冷却度を増加させ、さらに、室内蒸発器１８の出口側冷媒を過熱度を有する気相冷媒となるように、冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度を制御し、高圧側貯液部である室外熱交換器１６のモジュレータ部１６５に、サイクルの余剰冷媒を貯える。これにより、エンタルピ差Δｉｅを増大させる。【選択図】図１０
2020060304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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と外気とを熱交換させる室外熱交換器（１６）と、
前記室外熱交換器から流出した冷媒を減圧させる減圧部（１４ｂ）と、
前記膨張弁から流出した冷媒を蒸発させて冷却対象流体を冷却する蒸発器（１８）と、
前記蒸発器から流出した冷媒の気液を分離して、分離された低圧液相冷媒を貯えることが可能な低圧側貯液部（２１）と、を備え、
前記室外熱交換器（１６）は、前記吐出冷媒と前記外気とを熱交換させる第１熱交換部（１６ａ）、前記第１熱交換部から流出した冷媒の気液を分離して、分離された高圧液相冷媒を貯えることが可能な高圧側貯液部（１６５）、および前記高圧側貯液部から流出した冷媒と前記外気とを熱交換させる第２熱交換部（１６ｂ）を有し、
前記蒸発器にて前記冷却対象流体を冷却する第１冷却モード時には、前記低圧側貯液部内に前記低圧液相冷媒が貯えられるように前記減圧部の絞り開度が制御され、
前記蒸発器にて前記第１冷却モードよりも高い冷却能力で前記冷却対象流体を冷却する第２冷却モード時には、前記高圧側貯液部内に前記高圧液相冷媒が貯えられるように前記減圧部の絞り開度が制御される冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記減圧部の作動を制御する減圧制御部（６０ｂ）と、
前記減圧部へ流入する冷媒の目標過冷却度（ＳＣＯ１、ＳＣＯ２）を決定する目標過冷却度決定部（Ｓ３０、Ｓ１００）と、を備え、
前記減圧制御部は、前記減圧部へ流入する冷媒の過冷却度（ＳＣ）が、前記目標過冷却度に近づくように、前記減圧部の作動を制御するものであり、
前記目標過冷却度決定部は、予め定めた冷却能力不足条件が成立した際に、前記目標過冷却度を上昇させるものである請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記蒸発器の出口側冷媒の目標過熱度（ＳＨＯ２）を決定する目標過熱度決定部（Ｓ１２０）を備え、
前記減圧制御部は、前記第２冷却モードへ切り替えられた際に、前記蒸発器の出口側冷媒の過熱度（ＳＨ）が、前記目標過熱度（ＳＨＯ２）に近づくように、前記減圧部の作動を制御するものである請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記第２熱交換部の熱交換面積は、前記第２冷却モード時に、前記第２熱交換部が前記高圧液相冷媒で満たされるように設定されている請求項１ないし３のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記第１熱交換部の熱交換面積と前記第２熱交換部の熱交換面積が同等である請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記第１熱交換部の冷媒出口は、前記第１熱交換部の最上方側に配置されており、
前記高圧側貯液部の冷媒入口は、前記高圧側貯液部の最下方側に配置されている請求項１ないし５のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯液部を備える冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、貯液部を備える冷凍サイクル装置が知られている。貯液部は、サイクル内で余剰となっている余剰冷媒を液相冷媒として貯える機能を果たすものである。例えば、特許文献１には、貯液部としてアキュムレータを備える冷凍サイクル装置が開示されている。アキュムレータは、蒸発器から流出した冷媒の気液を分離して、分離された低圧液相冷媒を貯える低圧側貯液部である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２２５６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
アキュムレータを備える冷凍サイクル装置では、特許文献１のように、運転モードに応じて凝縮器として機能する熱交換器が変化しても、アキュムレータに余剰冷媒を確実に貯えることができる。
【０００５】
しかしながら、アキュムレータを備える冷凍サイクル装置では、蒸発器にて発揮される送風空気の冷却能力を向上させにくい。その理由は、アキュムレータを備える冷凍サイクル装置では、蒸発器の出口側冷媒のエンタルピから蒸発器の入口側冷媒のエンタルピを減算したエンタルピ差Δｉｅを拡大させにくいからである。
【０００６】
ここで、蒸発器における冷却能力は、蒸発器の出口側冷媒のエンタルピから蒸発器の入口側冷媒のエンタルピを減算したエンタルピ差Δｉｅと、蒸発器を流通する冷媒の流量（質量流量）との積算値等で定義することができる。従って、蒸発器における冷却能力を向上させるためには、エンタルピ差Δｉｅを拡大させることが有効である。
【０００７】
ところが、アキュムレータを備える冷凍サイクル装置では、アキュムレータが蒸発器の冷媒出口側に接続されるので、蒸発器の出口側冷媒が飽和気相冷媒に近づいてしまう。従って、蒸発器の出口側冷媒のエンタルピを増加させることによって、エンタルピ差Δｉｅを拡大させることは難しい。
【０００８】
これに対して、凝縮器として機能する熱交換器から流出する冷媒の過冷却度を増加させて、蒸発器の入口側冷媒のエンタルピを低減させる手段が考えられる。
【０００９】
ところが、凝縮器として機能する熱交換器から流出する冷媒の過冷却度を増加させると、当該熱交換器における冷媒凝縮圧力が上昇してしまうので、サイクル構成機器の耐久寿命に悪影響を与えてしまうおそれがある。そのため、蒸発器の入口側のエンタルピを低減させることによって、エンタルピ差Δｉｅを拡大させることには限界がある。
【００１０】
従って、アキュムレータを備える冷凍サイクル装置では、蒸発器における冷却能力を向上させにくい。
【００１１】
本発明は、上記点に鑑み、蒸発器における冷却能力を充分に向上させることが可能な貯液部を備える冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、圧縮機から吐出された吐出冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（１６）と、室外熱交換器から流出した冷媒を減圧させる減圧部（１４ｂ）と、膨張弁から流出した冷媒を蒸発させて冷却対象流体を冷却する蒸発器（１８）と、蒸発器から流出した冷媒の気液を分離して、分離された低圧液相冷媒を貯えることが可能な低圧側貯液部（２１）と、を備え、
室外熱交換器（１６）は、吐出冷媒と外気とを熱交換させる第１熱交換部（１６ａ）、第１熱交換部から流出した冷媒の気液を分離して、分離された高圧液相冷媒を貯えることが可能な高圧側貯液部（１６５）、および高圧側貯液部から流出した冷媒と外気とを熱交換させる第２熱交換部（１６ｂ）を有し、
蒸発器にて冷却対象流体を冷却する第１冷却モード時には、低圧側貯液部内に低圧液相冷媒が貯えられるように減圧部の絞り開度が制御され、蒸発器にて第１冷却モードよりも高い冷却能力で冷却対象流体を冷却する第２冷却モード時には、高圧側貯液部内に高圧液相冷媒が貯えられるように減圧部の絞り開度が制御される冷凍サイクル装置である。
【００１３】
これによれば、第１冷却モード時には、サイクルの余剰冷媒を低圧液相冷媒として、低圧側貯液部（２１）内に貯える冷凍サイクルを構成することができる。また、第２冷却モード時には、サイクルの余剰冷媒を高圧液相冷媒として、高圧側貯液部（１６５）内に貯える冷凍サイクルを構成することができる。
【００１４】
この第２冷却モードでは、高圧側貯液部（１６５）内に高圧液相冷媒を貯えるので、室外熱交換器（１６）における冷媒凝縮圧力を不必要に上昇させてしまうことなく、室外熱交換器（１６）から流出する冷媒の過冷却度を増加させることができる。すなわち、室外熱交換器（１６）における冷媒凝縮圧力を不必要に上昇させてしまうことなく、蒸発器（１８）の入口側冷媒のエンタルピを低減させることができる。
【００１５】
さらに、サイクルの余剰冷媒が高圧側貯液部（１６５）内に貯えられているので、低圧側貯液部（２１）へ過熱度を有する低圧気相冷媒を流入させることができる。従って、蒸発器（１８）の出口側冷媒のエンタルピを増加させることもできる。
【００１６】
その結果、第２冷却モードでは、第１冷却モードよりも、蒸発器（１８）の出口側冷媒のエンタルピから蒸発器（１８）の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て、冷却能力を向上させることができる。すなわち、請求項１に記載の発明によれば、蒸発器（１８）における冷却能力を充分に向上させることが可能な貯液部を備える冷凍サイクル装置を提供することができる。
【００１７】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態の車両用空調装置の全体構成図である。
【図２】第１実施形態の室外熱交換器の模式的な断面図である。
【図３】第１実施形態のアキュムレータの模式的な断面図である。
【図４】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。
【図５】第１実施形態の冷房モード時の制御処理を示すフローチャートである。
【図６】第１実施形態の第１冷房モード時の室外熱交換器の内部の状態を模式的に表した説明図である。
【図７】第１実施形態の第１冷房モードから第２冷房モードへ移行する過程の室外熱交換器の内部の状態を模式的に表した説明図である。
【図８】第１実施形態の第２冷房モード時の室外熱交換器の内部の状態を模式的に表した説明図である。
【図９】第１実施形態の冷房用膨張弁の絞り開度と冷媒の状態との関係を説明する説明図である。
【図１０】第１実施形態の冷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。
【図１１】第２実施形態の室外熱交換器の模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第１実施形態）
図１〜図１０を用いて、本発明の第１実施形態を説明する。本実施形態では、本発明に係る冷凍サイクル装置１０を車両用空調装置１に適用している。車両用空調装置１は、図１の全体構成図に示すように、冷凍サイクル装置１０、室内空調ユニット３０、高温側熱媒体回路４０等を備えている。
【００２０】
冷凍サイクル装置１０は、車両用空調装置１において、車室内の空調を行うために、車室内へ送風される送風空気を冷却する機能、および高温側熱媒体回路４０を循環する高温側熱媒体を加熱する機能を果たす。従って、冷凍サイクル装置１０における冷却対象流体は、送風空気である。
【００２１】
さらに、冷凍サイクル装置１０は、冷房モードの冷媒回路、直列除湿暖房モードの冷媒回路、並列除湿暖房モードの冷媒回路、および暖房モードの冷媒回路を切り替え可能に構成されている。
【００２２】
ここで、冷房モードは、送風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。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。並列除湿暖房モードは、冷却されて除湿された送風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。暖房モードは、送風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。
【００２３】
これに加えて、冷凍サイクル装置１０は、冷房モードとして、通常の冷却能力で送風空気を冷却する第１冷房モード（すなわち、第１冷却モード）、および第１冷房モードよりも高い冷却能力で送風空気を冷却する第２冷房モード（すなわち、第２冷却モード）の運転を実行することができる。
【００２４】
また、冷凍サイクル装置１０では、冷媒としてＨＦＯ系冷媒（具体的には、Ｒ１２３４ｙｆ）を採用しており、圧縮機１１から吐出された吐出冷媒の圧力が冷媒の臨界圧力を超えない蒸気圧縮式の亜臨界冷凍サイクルを構成している。さらに、冷媒には、圧縮機１１を潤滑するための冷凍機油が混入されている。冷凍機油の一部は、冷媒とともにサイクルを循環している。
【００２５】
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、圧縮して吐出するものである。圧縮機１１は、車両ボンネット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、後述する制御装置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。
【００２６】
圧縮機１１の吐出口には、水−冷媒熱交換器１２の冷媒通路の入口側が接続されている。水−冷媒熱交換器１２は、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒を流通させる冷媒通路と、高温側熱媒体回路４０を循環する高温側熱媒体を流通させる水通路とを有している。水−冷媒熱交換器１２は、冷媒通路を流通する高圧冷媒と、水通路を流通する高温側熱媒体とを熱交換させて、高温側熱媒体を加熱する加熱用熱交換器である。
【００２７】
水−冷媒熱交換器１２の冷媒通路の出口には、互いに連通する３つの流入出口を有する第１三方継手１３ａの流入口側が接続されている。このような三方継手としては、複数の配管を接合して形成されたものや、金属ブロックや樹脂ブロックに複数の冷媒通路を設けることによって形成されたものを採用することができる。
【００２８】
さらに、冷凍サイクル装置１０は、後述するように、第２〜第４三方継手１３ｂ〜１３ｄを備えている。これらの第２〜第４三方継手１３ｂ〜１３ｄの基本的構成は、第１三方継手１３ａと同様である。
【００２９】
これらの第１〜第４三方継手１３ａ〜１３ｄは、３つの流入出口のうち１つを流入口として用い、２つを流出口として用いた際には、冷媒の流れを分岐する分岐部としての機能を果たす。また、３つの流入出口のうち２つを流入口として用い、１つを流出口として用いた際には、冷媒の流れを合流させる合流部としての機能を果たす。
【００３０】
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。
【００３１】
除湿用開閉弁１５ａは、バイパス通路２２ａを開閉する電磁弁である。さらに、冷凍サイクル装置１０は、後述するように、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。
【００３２】
除湿用開閉弁１５ａおよび暖房用開閉弁１５ｂは、冷媒通路を開閉することで、各運転モードの冷媒回路を切り替えることができる。従って、除湿用開閉弁１５ａおよび暖房用開閉弁１５ｂは、サイクルの冷媒回路を切り替える冷媒回路切替部である。除湿用開閉弁１５ａおよび暖房用開閉弁１５ｂは、制御装置６０から出力される制御電圧によって、その作動が制御される。
【００３３】
暖房用膨張弁１４ａは、少なくとも車室内の暖房を行う暖房モード時に、水−冷媒熱交換器１２の冷媒通路から流出した高圧冷媒を減圧させるとともに、下流側へ流出させる冷媒の流量（質量流量）を調整するものである。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、この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。
【００３４】
さらに、冷凍サイクル装置１０は、後述するように、冷房用膨張弁１４ｂを備えている。冷房用膨張弁１４ｂ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および冷房用膨張弁１４ｂ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。
【００３５】
そして、この全開機能および全閉機能によって、暖房用膨張弁１４ａおよび冷房用膨張弁１４ｂ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、暖房用膨張弁１４ａおよび冷房用膨張弁１４ｂ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および冷房用膨張弁１４ｂは、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、その作動が制御される。
【００３６】
暖房用膨張弁１４ａの出口には、室外熱交換器１６の冷媒流入ポート１６２ｄ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、車両ボンネット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。
【００３７】
ここで、図２を用いて、室外熱交換器１６の詳細構成について説明する。なお、図２における上下の各矢印は、室外熱交換器１６を車両に搭載した状態における上下の各方向を示している。このことは、他の図面においても同様である。本実施形態の室外熱交換器１６は、いわゆるタンクアンドチューブ型の熱交換器構造のものである。
【００３８】
室外熱交換器１６は、複数のチューブ１６１、一対のタンク１６２、１６３、コルゲートフィン１６４、モジュレータ部１６５等を有している。これらの各構成部材は、いずれも伝熱性に優れる同種の金属（本実施形態では、アルミニウム合金）で形成されている。室外熱交換器１６の各構成部材は、ろう付け接合により一体化されている。
【００３９】
複数のチューブ１６１は、内部に冷媒が流通する管状部材である。チューブ１６１は、断面形状が扁平形状に形成された扁平チューブである。チューブ１６１は、水平方向に延びる形状に形成されている。それぞれのチューブ１６１は、外表面の平坦面（いわゆる、扁平面）同士が互いに平行となるように、一定の間隔を開けて上下方向に積層配置されている。本実施形態の室外熱交換器１６では、具体的に、４０本のチューブ１６１が積層配置されている。
【００４０】
これにより、隣り合うチューブ１６１同士の間には、外気が流通する空気通路が形成される。そして、チューブ１６１を流通する冷媒と空気通路を流通する外気の熱交換が可能となっている。つまり、室外熱交換器１６では、複数のチューブ１６１が積層配置されることによって、冷媒と外気とを熱交換させる熱交換部が形成されている。
【００４１】
コルゲートフィン１６４は、隣り合うチューブ１６１同士の間に形成された空気通路に配置されて、冷媒と外気との熱交換を促進する熱交換フィンである。なお、図２では、図示の明確化のため、チューブ１６１およびコルゲートフィン１６４の一部のみを図示しているが、チューブ１６１およびコルゲートフィン１６４は、熱交換部の全域に亘って配置されている。
【００４２】
一対のタンク１６２、１６３は、それぞれチューブ１６１の両端部に接続されている。一対のタンク１６２、１６３の内部には、複数のチューブ１６１に対して冷媒を分配するための分配空間、あるいは、複数のチューブ１６１から流出した冷媒を集合させるための集合空間が形成されている。
【００４３】
タンク１６２、１６３の内部には、それぞれ内部空間を区画するセパレータ１６２ａ、１６３ａが配置されている。これにより、複数のチューブ１６１は、複数（本実施形態では、２つ）のパスに分けられている。ここで、タンクアンドチューブ型の熱交換器におけるパスとは、一方のタンク内に形成された同一の分配空間内の冷媒を他方のタンク内に形成された同一の集合空間へ向けて同一の方向へ流すチューブ群によって形成される冷媒流路と定義することができる。
【００４４】
本実施形態では、一方のタンク１６２の上下方向中央部にセパレータ１６２ａが配置されている。このため、一方のタンク１６２の内部空間は上下方向に略同等の容積の２つの空間に仕切られている。また、他方のタンク１６３の上下方向中央部にセパレータ１６３ａが配置されている。このため、他方のタンク１６３の内部空間は上下方向に略同等の容積の２つの空間に仕切られている。
【００４５】
一方のタンク１６２の下方側の空間を形成する部位には、暖房用膨張弁１４ａ側から流出した冷媒を流入させる冷媒流入ポート１６２ｄが接続されている。従って、一方のタンク１６２内の下方側の空間は、一方のタンク１６２のうち下方側の空間を形成する部位に接続された複数（具体的には、２０本）のチューブ１６１に対して冷媒を分配する第１分配空間１６２ｂとなる。
【００４６】
さらに、他方のタンク１６３の下方側の空間は、他方のタンク１６３のうち下方側の空間を形成する部位に接続された複数（具体的には、２０本）のチューブ１６１から流出した冷媒を集合させる第１集合空間１６３ｂとなる。そして、第１分配空間１６２ｂから第１集合空間１６３ｂへ向けて冷媒を流すチューブ群によって、第１パスが形成される。
【００４７】
また、一方のタンク１６２の上方側の空間を形成する部位には、第３三方継手１３ｃの流入口側へ冷媒を流出させる冷媒流出ポート１６２ｅが接続されている。従って、一方のタンク１６２の上方側の空間は、一方のタンク１６２のうち上方側の空間を形成する部位に接続された複数（具体的には、２０本）のチューブ１６１から流出した冷媒を集合させる第２集合空間１６２ｃとなる。
【００４８】
さらに、他方のタンク１６３の上方側の空間は、他方のタンク１６３のうち上方側の空間を形成する部位に接続された複数（具体的には、２０本）のチューブ１６１に対して冷媒を分配する第２分配空間１６３ｃとなる。そして、第２分配空間１６３ｃから第２集合空間１６２ｃへ向けて冷媒を流すチューブ群によって、第２パスが形成される。
【００４９】
また、他方のタンク１６３のうち第１集合空間１６３ｂが形成される部位には、第１集合空間１６３ｂから冷媒を流出させる冷媒出口１６３ｄが形成されている。冷媒出口１６３ｄは、他方のタンク１６３のうち第１集合空間１６３ｂが形成される部位の最上方側に配置されている。この冷媒出口１６３ｄには、モジュレータ部１６５の冷媒入口１６５ａ側が接続されている。
【００５０】
モジュレータ部１６５は、第２冷房モード時に、第１パスを流通する際に外気と熱交換した高圧冷媒の気液を分離して、分離された高圧液相冷媒をサイクル内の余剰冷媒として貯える高圧側貯液部である。モジュレータ部１６５は、中心軸が複数のチューブ１６１の積層方向（すなわち、上下方向）に延びる有底筒状に形成されている。モジュレータ部１６５の冷媒入口１６５ａは、モジュレータ部１６５の最下方側に配置されている。
【００５１】
モジュレータ部１６５の冷媒出口１６５ｂには、他方のタンク１６３に形成された冷媒入口１６３ｅ側が接続されている。冷媒入口１６３ｅは、他方のタンク１６３のうち第２分配空間１６３ｃを形成する部位に形成されている。さらに、冷媒入口１６３ｅは、モジュレータ部１６５から第２分配空間１６３ｃへ流入した冷媒が、下方側から上方側へ向かう速度成分を有するように下方側に位置付けられている。
【００５２】
以上の説明から明かなように、本実施形態の室外熱交換器１６では、第１パスを構成する複数のチューブ１６１によって、暖房用膨張弁１４ａから流出した冷媒と外気とを熱交換させる第１熱交換部１６ａが構成されている。さらに、第２パスを構成する複数のチューブ１６１によって、モジュレータ部１６５から流出した冷媒と外気とを熱交換させる第２熱交換部１６ｂが構成されている。
【００５３】
第１熱交換部１６ａは、第２熱交換部１６ｂよりも上下方向下方側に配置されている。また、第１パスを構成するチューブ１６１の本数と第２パスを構成するチューブ１６１の本数が同じになっている。従って、第１熱交換部１６ａにて冷媒と外気とを熱交換させる熱交換面積と第２熱交換部１６ｂにて冷媒と外気とを熱交換させる熱交換面積が同等となっている。
【００５４】
このように、第２熱交換部１６ｂの熱交換面積が設定されているのは、第２冷房モード時に、第２熱交換部１６ｂを高圧液相冷媒で満たすためである。換言すると、第２熱交換部１６ｂの熱交換面積は、第２冷却モード時に、第２熱交換部１６ｂが高圧液相冷媒で満たされるように設定されている。
【００５５】
また、他方のタンク１６３の冷媒出口１６３ｄは、第１集合空間１６３ｂが形成される部位の最上方側に配置されている。つまり、冷媒出口１６３ｄは、第１熱交換部１６ａの最上方側に配置されている。
【００５６】
ここで、冷媒出口１６３ｄが、第１熱交換部１６ａの最上方側に配置されているとは、冷媒出口１６３ｄが、第１熱交換部１６ａを構成する部材の上下方向最上部のみで開口しているという意味に限定されない。冷媒出口１６３ｄが、第１熱交換部１６ａを構成する部材の上下方向最上部あるいは上下方向最上部よりも僅かに低い位置を含むように開口して、実質的に最上部で開口していることを含む意味である。
【００５７】
同様に、モジュレータ部１６５の冷媒入口１６５ａが、モジュレータ部１６５の最下方側に配置されているとは、冷媒入口１６５ａが、モジュレータ部１６５の上下方向最下部のみで開口しているという意味に限定されない。冷媒入口１６５ａが、モジュレータ部１６５の上下方向最下部あるいは上下方向最下部よりも僅かに位置を含むように開口して、実質的に最下部で開口していることを含む意味である。
【００５８】
室外熱交換器１６の冷媒流出ポート１６２ｅには、図１に示すように、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、この冷媒通路を開閉する暖房用開閉弁１５ｂが配置されている。
【００５９】
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機能を果たす。
【００６０】
第２三方継手１３ｂ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。冷房用膨張弁１４ｂは、少なくとも冷房モード時に、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減圧部である。
【００６１】
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、後述する室内空調ユニット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から送風された送風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送風空気を冷却する冷却用熱交換器である。
【００６２】
室内蒸発器１８の冷媒出口には、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機能を果たす。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。
【００６３】
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。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の冷媒入口２１２ａ側が接続されている。
【００６４】
アキュムレータ２１は、冷房モード時等に、室内蒸発器１８から流出した冷媒の気液を分離して、分離された低圧液相冷媒をサイクル内の余剰冷媒として貯える低圧側貯液部である。アキュムレータ２１の気相冷媒出口２１３ｂには、圧縮機１１の吸入口側が接続されている。
【００６５】
ここで、図３を用いて、アキュムレータ２１の詳細構成について説明する。アキュムレータ２１は、冷媒容器２１１、入口側パイプ２１２、出口側パイプ２１３等を有している。
【００６６】
冷媒容器２１１は、有底円筒状に形成された金属製（本実施形態では、アルミニウム製）のものである。冷媒容器２１１は、その中心軸が上下方向に延びるように配置されている。冷媒容器２１１の内部には、冷媒の気液を分離して、分離された液相冷媒を貯える貯留空間が形成されている。
【００６７】
入口側パイプ２１２は、冷媒容器２１１と同じ金属で形成された配管部材である。入口側パイプ２１２は、上下方向に延びる形状に形成されている。入口側パイプ２１２の一方の端部は、冷媒容器２１１の外部の上方側に配置されて、第４三方継手１３ｄから流出した冷媒を流入させる冷媒入口２１２ａを形成している。入口側パイプ２１２の他方の端部は、冷媒容器２１１の内部に配置されて、冷媒出口２１２ｂを形成している。
【００６８】
出口側パイプ２１３は、冷媒容器２１１と同じ金属で形成された配管部材である。出口側パイプ２１３は、Ｕ字状に湾曲した湾曲部を有する形状に形成されている。出口側パイプ２１３の一方の端部は、冷媒容器２１１の外部の上方側に配置されて、圧縮機１１の吸入口側へ気相冷媒を流出させる気相冷媒出口２１３ｂを形成している。出口側パイプ２１３の他方の端部は、冷媒容器２１１の内部に配置されて、冷媒容器２１１の内部で分離された気相冷媒を流入させる気相冷媒入口２１３ａを形成している。
【００６９】
より詳細には、気相冷媒入口２１３ａは、アキュムレータ２１内に液相冷媒が貯えられた際に、液面よりも上方側であって、さらに、入口側パイプ２１２の冷媒出口２１２ｂよりも上方側に配置されている。従って、気相冷媒入口２１３ａから出口側パイプ２１３へ液相冷媒が流入してしまうことはない。
【００７０】
さらに、出口側パイプ２１３の湾曲部は、アキュムレータ２１内に液相冷媒が貯えられた際に、液面よりも下方側に配置されている。湾曲部の最下部には、オイル戻し穴２１３ｃが形成されている。オイル戻し穴２１３ｃは、アキュムレータ２１内に液相冷媒が貯えられた際に、冷凍機油が溶け込んだ液相冷媒を吸い込んで、圧縮機１１へ吸入させるために形成された穴である。
【００７１】
次に、高温側熱媒体回路４０について説明する。高温側熱媒体回路４０は、高温側熱媒体を循環させる熱媒体循環回路である。高温側熱媒体としては、エチレングリコール、ジメチルポリシロキサン、あるいはナノ流体等を含む溶液、不凍液等を採用することができる。高温側熱媒体回路４０には、水−冷媒熱交換器１２の水通路、高温側熱媒体ポンプ４１、ヒータコア４２等が配置されている。
【００７２】
高温側熱媒体ポンプ４１は、高温側熱媒体を水−冷媒熱交換器１２の水通路の入口側へ圧送する水ポンプである。高温側熱媒体ポンプ４１は、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。
【００７３】
水−冷媒熱交換器１２の水通路の出口には、ヒータコア４２の熱媒体入口側が接続されている。ヒータコア４２は、水−冷媒熱交換器１２にて加熱された高温側熱媒体と室内蒸発器１８を通過した送風空気とを熱交換させて、送風空気を加熱する熱交換器である。ヒータコア４２は、室内空調ユニット３０の空調ケース３１内に配置されている。ヒータコア４２の熱媒体出口には、高温側熱媒体ポンプ４１の吸入口側が接続されている。
【００７４】
つまり、本実施形態では、水−冷媒熱交換器１２および高温側熱媒体回路４０の各構成機器によって、圧縮機１１から吐出された冷媒を熱源として、送風空気を加熱する加熱部が構成されている。
【００７５】
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、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。
【００７６】
室内空調ユニット３０は、図１に示すように、送風空気の空気通路を形成する空調ケース３１内に、送風機３２、室内蒸発器１８、ヒータコア４２等を収容したものである。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。
【００７７】
空調ケース３１の送風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）とを切替導入するものである。内外気切替装置３３の駆動用の電動アクチュエータは、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。
【００７８】
内外気切替装置３３の送風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ものである。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、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。
【００７９】
送風機３２の送風空気流れ下流側には、室内蒸発器１８、ヒータコア４２が、送風空気流れに対して、この順に配置されている。つまり、室内蒸発器１８は、ヒータコア４２よりも、送風空気流れ上流側に配置されている。
【００８０】
空調ケース３１内には、室内蒸発器１８通過後の送風空気を、ヒータコア４２を迂回させて流す冷風バイパス通路３５が設けられている。さらに、空調ケース３１内の室内蒸発器１８の送風空気流れ下流側であって、かつ、ヒータコア４２の送風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。
【００８１】
エアミックスドア３４は、室内蒸発器１８通過後の送風空気のうち、ヒータコア４２側を通過する送風空気の風量と冷風バイパス通路３５を通過させる送風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の駆動用の電動アクチュエータは、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。
【００８２】
空調ケース３１内のヒータコア４２および冷風バイパス通路３５の送風空気流れ下流側には、混合空間が配置されている。混合空間は、ヒータコア４２にて加熱された送風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送風空気とを混合させる空間である。さらに、空調ケース３１の送風空気流れ下流部には、混合空間にて混合されて温度調整された送風空気を、車室内へ吹き出すための開口穴が配置されている。
【００８３】
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。
【００８４】
従って、エアミックスドア３４が、ヒータコア４２を通過させる風量と冷風バイパス通路３５を通過させる風量との風量割合を調整することによって、混合空間にて混合される空調風の温度が調整される。そして、各吹出口から車室内へ吹き出される送風空気（空調風）の温度が調整される。
【００８５】
また、フェイス開口穴、フット開口穴、およびデフロスタ開口穴の送風空気流れ上流側には、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、フットドア、およびデフロスタドアは、運転モードに応じて対応する開口穴を開閉する開閉部である。
【００８６】
これらのドアは、リンク機構等を介して、共通する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。これらのドアの駆動用の電動アクチュエータは、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。
【００８７】
次に、本実施形態の電気制御部の概要について説明する。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から構成されている。そして、そのＲＯＭ内に記憶された空調制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、その出力側に接続された各種制御対象機器１１、１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂ、３２、４１等の作動を制御する。
【００８８】
また、制御装置６０の入力側には、図４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４冷媒温度センサ６４ａ〜６４ｄ、蒸発器温度センサ６４ｆ、第１、第２冷媒圧力センサ６５ａ、６５ｂ、高温側熱媒体温度センサ６６ａ、空調風温度センサ６９等が接続されている。そして、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。
【００８９】
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。
【００９０】
第１冷媒温度センサ６４ａは、圧縮機１１から吐出された冷媒の温度Ｔ１を検出する吐出冷媒温度検出部である。第２冷媒温度センサ６４ｂは、水−冷媒熱交換器１２の冷媒通路から流出した冷媒の温度Ｔ２を検出する第２冷媒温度検出部である。第３冷媒温度センサ６４ｃは、室外熱交換器１６から流出した冷媒の温度Ｔ３を検出する第３冷媒温度検出部である。第４冷媒温度センサ６４ｄは、室内蒸発器１８から流出した冷媒の温度Ｔ４を検出する第４冷媒温度検出部である。
【００９１】
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は、具体的に、室内蒸発器１８の熱交換フィンの温度を検出している。
【００９２】
第１冷媒圧力センサ６５ａは、水−冷媒熱交換器１２の冷媒通路から流出した冷媒の圧力Ｐ１を検出する第１冷媒圧力検出部である。第２冷媒圧力センサ６５ｂは、室内蒸発器１８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。
【００９３】
高温側熱媒体温度センサ６６ａは、水−冷媒熱交換器１２の水通路から流出した高温側熱媒体の温度である高温側熱媒体温度ＴＷＨを検出する高温側熱媒体温度検出部である。空調風温度センサ６９は、混合空間から車室内へ送風される送風空気温度ＴＡＶを検出する空調風温度検出部である。
【００９４】
さらに、制御装置６０の入力側には、図４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、この操作パネル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。
【００９５】
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１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で送風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。
【００９６】
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。
【００９７】
例えば、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、吐出能力制御部６０ａを構成している。また、減圧部である冷房用膨張弁１４ｂの作動（具体的には、冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度）を制御する構成は、減圧制御部６０ｂを構成している。
【００９８】
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、車室内の冷房、除湿暖房、および暖房を行うことができる。さらに、冷凍サイクル装置１０は、車室内の空調のために、冷房モード、直列除湿暖房モード、並列除湿暖房モード、および暖房モードの運転を切り替える。
【００９９】
冷凍サイクル装置１０の各運転モードの切り替えは、空調制御プログラムが実行されることによって行われる。空調制御プログラムは、操作パネル７０のオートスイッチが投入（ＯＮ）されて、自動制御運転が設定された際に実行される。
【０１００】
空調制御プログラムのメインルーチンでは、上述の空調制御用のセンサ群の検出信号および各種空調操作スイッチからの操作信号を読み込む。そして、読み込んだ検出信号および操作信号の値に基づいて、車室内へ吹き出す吹出空気の目標温度である目標吹出温度ＴＡＯを、以下数式Ｆ１に基づいて算出する。
【０１０１】
具体的には、目標吹出温度ＴＡＯは、以下数式Ｆ１によって算出される。
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ａｓ＋Ｃ…（Ｆ１）
なお、Ｔｓｅｔは温度設定スイッチによって設定された車室内の目標温度（車室内設定温度）、Ｔｒは内気温センサ６１によって検出された内気温、Ｔａｍは外気温センサ６２によって検出された外気温、Ｔｓは日射センサ６３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。
【０１０２】
そして、操作パネル７０のエアコンスイッチが投入された状態で、目標吹出温度ＴＡＯが予め定めた冷房基準温度αよりも低くなっている場合には、運転モードが冷房モードに切り替えられる。
【０１０３】
また、操作パネル７０のエアコンスイッチが投入された状態で、目標吹出温度ＴＡＯが冷房基準温度α以上になっており、かつ、外気温Ｔａｍが予め定めた除湿暖房基準温度βよりも高くなっている場合には、運転モードが直列除湿暖房モードに切り替えられる。
【０１０４】
また、操作パネル７０のエアコンスイッチが投入された状態で、目標吹出温度ＴＡＯが冷房基準温度α以上になっており、かつ、外気温Ｔａｍが除湿暖房基準温度β以下になっている場合には、運転モードが並列除湿暖房モードに切り替えられる。
【０１０５】
また、エアコンスイッチの冷房スイッチが投入されていない場合には、運転モードが暖房モードに切り替えられる。
【０１０６】
このため、冷房モードは、主に夏季のように比較的外気温が高い場合に実行される。直列除湿暖房モードは、主に春季あるいは秋季に実行される。並列除湿暖房モードは、主に早春季あるいは晩秋季のよう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する必要のある場合に実行される。暖房モードは、主に冬季の低外気温時に実行される。以下に各運転モードにおける作動を説明する。
【０１０７】
（ａ）冷房モード
本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、前述の如く、冷房モードとして、第１冷房モードおよび第２冷房モードの２つの運転モードを実行することができる。
【０１０８】
第１冷房モードと第２冷房モードとの切り替えは、図５に示す制御フローが実行されることによって行われる。図５に示す制御フローは、空調制御プログラムのメインルーチンのサブルーチンとして実行される。図５に示す制御フローは、メインルーチンにて、冷房モードが選択された際に、所定の周期毎に実行される。図５の制御フローの詳細については、後述する。
【０１０９】
まず、第１冷房モードおよび第２冷房モードに共通する冷房モードの基本的な作動について説明する。冷房モードでは、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を減圧作用を発揮する絞り状態とする。また、制御装置６０は、除湿用開閉弁１５ａを閉じ、暖房用開閉弁１５ｂを閉じる。
【０１１０】
従って、冷房モードの冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１→水−冷媒熱交換器１２（→暖房用膨張弁１４ａ）→室外熱交換器１６→逆止弁１７→冷房用膨張弁１４ｂ→室内蒸発器１８→蒸発圧力調整弁２０→アキュムレータ２１→圧縮機１１の順に冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。
【０１１１】
このサイクル構成で、制御装置６０は、出力側に接続された各種制御対象機器へ出力される制御信号等を適宜決定し、決定された制御信号等を各種制御対象機器へ出力する。
【０１１２】
例えば、制御装置６０は、蒸発器温度センサ６４ｆによって検出された蒸発器温度Ｔｅｆｉｎが目標蒸発器温度ＴＥＯに近づくように、圧縮機１１の回転数Ｎｃを調整するための制御信号を決定する。目標蒸発器温度ＴＥＯは、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め制御装置６０に記憶された冷房モード用の制御マップを参照して決定される。
【０１１３】
この制御マップでは、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。さらに、目標蒸発器温度ＴＥＯは、室内蒸発器１８の着霜を抑制可能な範囲（具体的には、１℃以上）の値に決定される。
【０１１４】
また、制御装置６０は、予め定めた冷房モード用の水圧送能力を発揮するように、高温側熱媒体ポンプ４１へ出力される制御電圧を決定する。
【０１１５】
また、制御装置６０は、目標吹出温度ＴＡＯ、蒸発器温度Ｔｅｆｉｎ、高温側熱媒体温度センサ６６ａによって検出された高温側熱媒体温度ＴＷＨに基づいて、エアミックスドア用の電動アクチュエータへ出力される制御信号を決定する。この制御信号は、車室内へ吹き出される送風空気の温度が目標吹出温度ＴＡＯに近づくように決定される。
【０１１６】
このため、冷房モードの冷凍サイクル装置１０では、水−冷媒熱交換器１２および室外熱交換器１６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冷凍サイクルが構成される。従って、冷房モードでは、室内蒸発器１８にて冷却された送風空気を、ヒータコア４２にて再加熱して車室内へ吹き出すことによって、車室内の冷房を行うことができる。
【０１１７】
次に、図５を用いて、第１冷房モードと第２冷房モードとの切り替えについて説明する。まず、ステップＳ１０では、蒸発器温度Ｔｅｆｉｎが目標蒸発器温度ＴＥＯに到達しているか否かが判定される。
【０１１８】
ステップＳ１０にて、蒸発器温度Ｔｅｆｉｎが目標蒸発器温度ＴＥＯになっていると判定された場合は、ステップＳ３０へ進み、ステップＳ３０〜Ｓ５０に示される第１冷房モードの制御を行う。ステップＳ１０にて、蒸発器温度Ｔｅｆｉｎが目標蒸発器温度ＴＥＯになっていないと判定された場合、すなわち、蒸発器温度Ｔｅｆｉｎが目標蒸発器温度ＴＥＯよりも高くなっている場合は、ステップＳ２０へ進む。
【０１１９】
ステップＳ２０では、圧縮機１１の回転数Ｎｃが最大回転数ＮｃＭａｘに到達しているか否かが判定される。最大回転数ＮｃＭａｘとしては、圧縮機１１の耐久性能から決定される最大回転数や、運転条件に応じて騒音抑制等のために決定される最大回転数を採用することができる。
【０１２０】
ステップＳ２０にて、圧縮機１１の回転数Ｎｃが最大回転数ＮｃＭａｘになっていると判定された場合は、ステップＳ１００へ進み、ステップＳ１００〜Ｓ１４０に示される第２冷房モードでの運転を行う。ステップＳ２０にて、圧縮機１１の回転数Ｎｃが最大回転数ＮｃＭａｘになっていないと判定された場合、すなわち、圧縮機１１の回転数Ｎｃが最大回転数ＮｃＭａｘに到達していないと判定された場合は、ステップＳ３０へ進み、第１冷房モードでの運転を行う。
【０１２１】
ステップＳ３０では、室外熱交換器１６から流出して冷房用膨張弁１４ｂへ流入する冷媒の過冷却度ＳＣの目標値として、第１冷房モード用の目標過冷却度ＳＣＯ１を決定して、ステップＳ４０へ進む。目標過冷却度ＳＣＯ１は、図５のステップＳ３０の制御特性図に示す制御マップを参照して決定される。この制御マップでは、外気温Ｔａｍに基づいて、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。
【０１２２】
ステップＳ４０では、過冷却度ＳＣが目標過冷却度ＳＣＯ１に近づくように、冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度の変化量ΔＥＶＣ１を決定して、ステップＳ５０へ進む。過冷却度ＳＣ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を用いて算定される。
【０１２３】
ステップＳ５０では、冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度の変化量ΔＥＶＣが決定されて、ステップＳ６０へ進む。ステップＳ５０では、変化量ΔＥＶＣとして、ステップＳ４０で決定された変化量ΔＥＶＣ１が採用される。
【０１２４】
ステップＳ６０では、冷房用膨張弁１４ｂの前回の絞り開度ＥＶＣｎ−１にステップＳ７０で決定された変化量ΔＥＶＣが加算されて、今回の絞り開度ＥＶＣｎが決定される。そして、今回の絞り開度ＥＶＣｎとなるように、冷房用膨張弁１４ｂへ出力される制御信号が決定されて、メインルーチンへ戻る。
【０１２５】
一方、ステップＳ１００では、過冷却度ＳＣの目標値として、第２冷房モード用の目標過冷却度ＳＣＯ２を決定して、ステップＳ１１０へ進む。目標過冷却度ＳＣＯ２は、図５のステップＳ１００の制御特性図に示す制御マップを参照して決定される。この制御マップでは、ステップＳ３０で決定される目標過冷却度ＳＣＯ１に対して所定量（本実施形態では、１０℃）を加算した値となるように、目標過冷却度ＳＣＯ２を決定する。
【０１２６】
ステップＳ１１０では、過冷却度ＳＣが目標過冷却度ＳＣＯ２に近づくように、冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度の変化量ΔＥＶＣ１を決定して、ステップＳ１２０へ進む。
【０１２７】
ステップＳ１２０では、室内蒸発器１８の出口側冷媒の過熱度ＳＨの目標値として、第２冷房モード用の目標過熱度ＳＨＯ２を決定して、ステップＳ１３０へ進む。本実施形態では、目標過熱度ＳＨＯ２を、１０℃に決定する。
【０１２８】
ステップＳ１３０では、過熱度ＳＨが目標過熱度ＳＨＯ２に近づくように、冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度の変化量ΔＥＶＣ２を決定して、ステップＳ１４０へ進む。ステップＳ１４０では、冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度の変化量ΔＥＶＣが決定されて、ステップＳ６０へ進む。ステップＳ１４０では、変化量ΔＥＶＣとして、ステップＳ１１０で決定された変化量ΔＥＶＣ１およびステップＳ１３０で決定された変化量ΔＥＶＣ２のうち、大きい方の値が採用される。
【０１２９】
ここで、ステップＳ１００で決定される目標過冷却度ＳＣＯ２は、充分に高い値となるように設定されている。より詳細には、実際の過熱度ＳＨが目標過熱度ＳＨＯ２となるように冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度が決定されても、実際の過冷却度ＳＣが目標過冷却度ＳＣＯ２に到達しない程度に高い値となるように設定されている。
【０１３０】
このため、ステップＳ１１０で決定された変化量ΔＥＶＣ１は、冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度を低下させるために負の値となり、ステップＳ１３０で決定された変化量ΔＥＶＣ２よりも小さい値となりやすい。従って、第２冷却モードのステップＳ７０では、変化量ΔＥＶＣとして、変化量ΔＥＶＣ２が採用されることが多い。
【０１３１】
以上の説明から明かなように、ステップＳ３０、Ｓ１００は、冷房用膨張弁１４ｂへ流入する冷媒の目標過冷却度ＳＣＯ１、ＳＣＯ２を決定する目標過冷却度決定部である。また、ステップＳ１２０は、室内蒸発器１８の出口側冷媒の目標過熱度ＳＨＯ２を決定する目標過熱度決定部である。
【０１３２】
さらに、本実施形態では、ステップＳ１０、Ｓ２０に記載されているように、蒸発器温度Ｔｅｆｉｎが目標蒸発器温度ＴＥＯになっておらず、かつ、圧縮機１１の回転数Ｎｃが最大回転数ＮｃＭａｘになっている際に、室内蒸発器１８における送風空気の冷却能力が不足していると判定される条件、すなわち冷却能力不足条件が成立したものとしている。
【０１３３】
次に、図６〜図１０を用いて、第１冷房モードおよび第２冷房モードの詳細作動について説明する。図６〜図８は、各運転モード時における室外熱交換器１６内の液相冷媒の分布を模式的に表したものであり、液相冷媒が分布する領域を斜線ハッチングで模式的に示している。図９では、図６〜図８に示す状態となる冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度を、それぞれＡ〜Ｃで示している。図１０では、第１冷房モード時の冷媒の状態の変化を破線で示し、第２冷房モード時の冷媒の状態の変化を太実線で示している。
【０１３４】
まず、第１冷房モードでは、前述の如く、過冷却度ＳＣが目標過冷却度ＳＣＯ１に近づくように冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度が制御される。この絞り開度は、図９では、絞り開度Ａで示される。
【０１３５】
第１冷房モードでは、図６に示すように、室外熱交換器１６の第１熱交換部１６ａ、および第２熱交換部１６ｂの冷媒流れ上流側の領域が、冷媒を凝縮させる凝縮部になる。さらに、第２熱交換部１６ｂの冷媒流れ下流側の領域が、液相冷媒を過冷却する過冷却部になる。このため、サイクルの余剰冷媒は、図９に示すように、アキュムレータ２１内に貯えられる。
【０１３６】
従って、第１冷房モードでは、図１０のモリエル線図の破線で示すように、圧縮機１１が、アキュムレータ２１から、冷凍機油が溶け込んだ液相冷媒を含む比較的乾き度の高い気液二相冷媒（図１０のａ１点）を吸入して圧縮する。圧縮機１１から吐出された冷媒は、室外熱交換器１６へ流入し、外気と熱交換して放熱する（図１０のｂ１点→ｃ１点）。この際、室外熱交換器１６から流出した冷媒（図１０のｃ１点）の過冷却度ＳＣは、目標過冷却度ＳＣＯ１に近づく。
【０１３７】
室外熱交換器１６から流出した冷媒は、冷房用膨張弁１４ｂにて減圧される（図１０のｃ１点→ｄ１点）。冷房用膨張弁１４ｂにて減圧された冷媒は、室内蒸発器１８にて送風空気から吸熱して蒸発する（図１０のｄ１点→ａ１点）。これにより、送風空気が冷却される。室内蒸発器１８から流出した冷媒は、アキュムレータ２１へ流入して気液分離される。
【０１３８】
これにより、第１冷房モードの冷凍サイクル装置１０では、サイクルのＣＯＰが極大値になるように、送風空気を冷却する。
【０１３９】
次に、冷却能力不足条件が成立して、第２冷房モードへ移行すると、過冷却度ＳＣの目標値として、目標過冷却度ＳＣＯ１よりも高い値に決定される目標過冷却度ＳＣＯ２が採用される。このため、第１冷房モードよりも過冷却度ＳＣを上昇させるために、冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度が減少する。図９では、絞り開度Ａから絞り開度Ｂへ減少する。
【０１４０】
これにより、図７に示すように、室外熱交換器１６の第１熱交換部１６ａが凝縮部になる。さらに、第２熱交換部１６ｂの全域が高圧液相冷媒で満たされて過冷却部になる。
【０１４１】
また、図９に示すように、第１冷房モードよりも、アキュムレータ２１内に貯えられた余剰冷媒が減少する。また、室外熱交換器１６における冷媒凝縮圧力が上昇する。さらに、目標過冷却度ＳＣＯ２は目標過冷却度ＳＣＯ１に対して充分に高い値に設定されているので、実際の過冷却度ＳＣは、目標過冷却度ＳＣＯ２に到達していない。
【０１４２】
第２冷房モードでは、過冷却度ＳＣの目標値として、目標過冷却度ＳＣＯ２が採用されるだけでなく、室内蒸発器１８の出口側冷媒の過熱度ＳＨの目標値として、目標過熱度ＳＨＯ２（具体的には、１０℃）が採用される。このため、冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度がさらに減少する。図９では、絞り開度Ｂから絞り開度Ｃへ減少する。
【０１４３】
これにより、図８の斜線ハッチングで示すように、モジュレータ部１６５内も高圧液相冷媒で満たされる。つまり、アキュムレータ２１内に貯えられていたサイクルの余剰冷媒が、モジュレータ部１６５内へ移動する。その結果、アキュムレータ２１内の冷媒および室内蒸発器１８の出口側冷媒の過熱度ＳＨが、目標過熱度ＳＨＯ２（具体的には、１０℃）へ上昇する。
【０１４４】
この際、アキュムレータ２１内に貯えられていたサイクルの余剰冷媒が、モジュレータ部１６５内へ移動しても、凝縮部となる第１熱交換部１６ａの熱交換面積は縮小しない。このため、第２冷房モードでは、冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度が、絞り開度Ｂより減少しても、室外熱交換器１６における冷媒凝縮圧力が上昇してしまうことはない。
【０１４５】
従って、第２冷房モードでは、図１０のモリエル線図の太実線に示すように、圧縮機１１が、アキュムレータ２１から、過熱度を有する気相冷媒（図１０のａ２点）を吸入して圧縮する。圧縮機１１から吐出された冷媒は、室外熱交換器１６にて、外気と熱交換して放熱する（図１０のｂ２点→ｃ２点）。そして、サイクルの余剰冷媒が高圧液相冷媒となってモジュレータ部１６５に貯えられる。
【０１４６】
室外熱交換器１６から流出した冷媒は、冷房用膨張弁１４ｂにて減圧される（図１０のｃ２点→ｄ２点）。冷房用膨張弁１４ｂにて減圧された冷媒は、室内蒸発器１８にて送風空気から吸熱して蒸発する（図１０のｄ２点→ａ２点）。これにより、送風空気が冷却される。この際、室内蒸発器１８の出口側冷媒の過熱度ＳＨは、目標過熱度ＳＨＯ２に近づく。室内蒸発器１８から流出した過熱度を有する冷媒は、アキュムレータ２１へ流入する。
【０１４７】
このため、第２冷房モードでは、図１０に示すように、室内蒸発器１８の出口側冷媒のエンタルピから室内蒸発器１８の入口側冷媒のエンタルピを減算したエンタルピ差Δｉｅ２が、第１冷房モード時のエンタルピ差Δｉｅ１よりも増大する。つまり、第２冷房モードの冷凍サイクル装置１０では、第１冷房モードよりも高い冷却能力で、送風空気を冷却することができる。
【０１４８】
（ｂ）直列除湿暖房モード
直列除湿暖房モードでは、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を絞り状態とする。また、制御装置６０は、除湿用開閉弁１５ａを閉じ、暖房用開閉弁１５ｂを閉じる。
【０１４９】
従って、直列除湿暖房モードの冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１→水−冷媒熱交換器１２→暖房用膨張弁１４ａ→室外熱交換器１６→逆止弁１７→冷房用膨張弁１４ｂ→室内蒸発器１８→蒸発圧力調整弁２０→アキュムレータ２１→圧縮機１１の順に冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。
【０１５０】
このサイクル構成で、制御装置６０は、冷房モードと同様に、出力側に接続された各種制御対象機器へ出力される制御信号等を適宜決定し、決定された制御信号等を各種制御対象機器へ出力する。
【０１５１】
例えば、制御装置６０は、空調風温度センサ６９に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、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を決定する。従って、直列除湿暖房モードでは、サイクルの余剰冷媒がアキュムレータ２１内に貯えられる。
【０１５２】
より具体的には、制御装置６０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を決定する。
【０１５３】
このため、直列除湿暖房モードの冷凍サイクル装置１０では、水−冷媒熱交換器１２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冷凍サイクルが構成される。
【０１５４】
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よりも高い場合には、室外熱交換器１６を凝縮器として機能させ、室外熱交換器１６における冷媒の飽和温度が外気温Ｔａｍよりも低い場合には、室外熱交換器１６を蒸発器として機能させる冷凍サイクルが構成される。
【０１５５】
そして、室外熱交換器１６における冷媒の飽和温度が外気温Ｔａｍよりも高い場合には、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って室外熱交換器１６の冷媒の飽和温度を低下させて、室外熱交換器１６における冷媒の放熱量を減少させることができる。これにより、水−冷媒熱交換器１２における冷媒の放熱量を増加させて、ヒータコア４２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。
【０１５６】
また、室外熱交換器１６における冷媒の飽和温度が外気温Ｔａｍよりも低い場合には、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って室外熱交換器１６の冷媒の飽和温度を低下させて、室外熱交換器１６における冷媒の吸熱量を増加させることができる。これにより、水−冷媒熱交換器１２における冷媒の放熱量を増加させて、ヒータコア４２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。
【０１５７】
従って、直列除湿暖房モードでは、室内蒸発器１８にて冷却されて除湿された送風空気を、ヒータコア４２にて再加熱して車室内に吹き出すことによって、車室内の除湿暖房を行うことができる。さらに、暖房用膨張弁１４ａおよび冷房用膨張弁１４ｂの絞り開度を調整することによって、水−冷媒熱交換器１２における冷媒の放熱量を調整して、ヒータコア４２における送風空気の加熱能力を調整することができる。
【０１５８】
（ｃ）並列除湿暖房モード
並列除湿暖房モードでは、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を絞り状態とする。また、制御装置６０は、除湿用開閉弁１５ａを開き、暖房用開閉弁１５ｂを開く。
【０１５９】
これにより、並列除湿暖房モードの冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１→水−冷媒熱交換器１２→暖房用膨張弁１４ａ→室外熱交換器１６→暖房用通路２２ｂ（暖房用開閉弁１５ｂ）→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→水−冷媒熱交換器１２→バイパス通路２２ａ（除湿用開閉弁１５ａ）→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。すなわち、室外熱交換器１６と室内蒸発器１８が冷媒流れに対して並列的に接続される冷凍サイクルが構成される。
【０１６０】
このサイクル構成で、制御装置６０は、出力側に接続された各種制御対象機器へ出力される制御信号等を適宜決定し、決定された制御信号等を各種制御対象機器へ出力する。
【０１６１】
例えば、制御装置６０は、第１冷媒圧力センサ６５ａによって検出された圧力Ｐ１が、目標凝縮圧力ＰＤＯに近づくように、圧縮機１１の回転数Ｎｃを制御する制御信号を決定する。この制御マップでは、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、目標凝縮圧力ＰＤＯが上昇するように決定される。
【０１６２】
また、制御装置６０は、第１冷房モードと同様に、ＣＯＰが極大値に近づくように、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を決定する。従って、並列除湿暖房モードでは、サイクルの余剰冷媒がアキュムレータ２１内に貯えられる。
【０１６３】
このため、並列除湿暖房モードの冷凍サイクル装置１０では、水−冷媒熱交換器１２を凝縮器として機能させ、室外熱交換器１６および室内蒸発器１８を蒸発器として機能させる冷凍サイクルが構成される。
【０１６４】
従って、並列除湿暖房モードでは、室内蒸発器１８にて冷却されて除湿された送風空気を、ヒータコア４２にて再加熱して車室内に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。
【０１６５】
さらに、蒸発圧力調整弁２０の作用によって、室内蒸発器１８の着霜を招くことなく、室外熱交換器１６における冷媒の蒸発温度を、室内蒸発器１８における冷媒の蒸発温度よりも低下させることができる。その結果、直列除湿暖房モード時よりも室外熱交換器１６における冷媒の吸熱量を増加させて、送風空気の加熱能力を増加させることができる。
【０１６６】
（ｄ）暖房モード
暖房モードでは、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を全閉状態とする。また、制御装置６０は、除湿用開閉弁１５ａを閉じ、暖房用開閉弁１５ｂを開く。
【０１６７】
これにより、暖房モードの冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１→水−冷媒熱交換器１２→暖房用膨張弁１４ａ→室外熱交換器１６→暖房用通路２２ｂ（暖房用開閉弁１５ｂ）→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。
【０１６８】
このサイクル構成で、制御装置６０は、並列除湿暖房モードと同様に、出力側に接続された各種制御対象機器へ出力される制御信号等を適宜決定し、決定された制御信号等を各種制御対象機器へ出力する。
【０１６９】
例えば、制御装置６０は、第１冷房モードと同様に、ＣＯＰが極大値に近づくように、暖房用膨張弁１４ａへ出力される制御信号を決定する。従って、暖房モードでは、サイクルの余剰冷媒がアキュムレータ２１内に貯えられる。
【０１７０】
このため、暖房モードの冷凍サイクル装置１０では、水−冷媒熱交換器１２を凝縮器として機能させ、室外熱交換器１６を蒸発器として機能させる冷凍サイクルが構成される。従って、暖房モードでは、ヒータコア４２にて加熱された送風空気を車室内に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。
【０１７１】
以上の如く、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、冷媒回路を切り替えて各種運モードの運転を行うことができる。これにより、車両用空調装置１では車室内の快適な空調を実現することができる。
【０１７２】
さらに、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、低圧側貯液部であるアキュムレータ２１を備えている。従って、運転モードに応じて凝縮器として機能する熱交換器が変化しても、アキュムレータ２１に余剰冷媒を確実に貯えることができる。
【０１７３】
ところが、本実施形態の第１冷房モードのように、アキュムレータ２１に余剰冷媒を貯える運転モードでは、室内蒸発器１８にて発揮される送風空気の冷却能力を向上させにくい。その理由は、第１冷房モードでは、室内蒸発器１８の出口側冷媒のエンタルピから室内蒸発器１８の入口側冷媒のエンタルピを減算したエンタルピ差Δｉｅを拡大させにくいからである。
【０１７４】
より詳細には、第１冷房モードでは、室内蒸発器１８の出口側冷媒が飽和気相冷媒に近づくので、室内蒸発器１８の出口側冷媒のエンタルピを増加させることによって、エンタルピ差Δｉｅを拡大させることは難しい。
【０１７５】
さらに、本実施形態のように、オイル戻し穴２１ｅが形成されたアキュムレータ２１を備える冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１へ吸入される冷媒が、乾き度の高い気液二相冷媒となる。このため、室内蒸発器１８の出口側冷媒が飽和気相冷媒よりもエンタルピの低い気液二相冷媒となってしまい、より一層、エンタルピ差Δｉｅを拡大させることが難しい。
【０１７６】
また、第１冷房モード時に、室外熱交換器１６から流出する冷媒の過冷却度を増加させ、室内蒸発器１８の入口側冷媒のエンタルピを低減させることによって、エンタルピ差Δｉｅを拡大させる手段が考えられる。
【０１７７】
しかし、室外熱交換器１６から流出する冷媒の過冷却度を増加させると、室外熱交換器１６における冷媒凝縮圧力が上昇するので、サイクル構成機器の耐久寿命に悪影響を与えてしまうおそれがある。そのため、第１冷房モードのように、アキュムレータ２１に余剰冷媒を貯える運転モードでは、室内蒸発器１８における冷却能力を向上させにくい。
【０１７８】
これに対して、本実施形態の冷凍サイクル装置１０の冷房モードでは、アキュムレータ２１に余剰冷媒を貯える第１冷房モードから、モジュレータ部１６５に余剰冷媒を貯える第２冷房モードに切り替えることができる。
【０１７９】
この第２冷房モードでは、図９、図１０を用いて説明したように、室外熱交換器１６における冷媒凝縮圧力を不必要に上昇させてしまうことなく、室外熱交換器１６から流出する冷媒の過冷却度を増加させることができる。すなわち、室外熱交換器１６における冷媒凝縮圧力を不必要に上昇させてしまうことなく、室内蒸発器１８の入口側冷媒のエンタルピを低減させることができる。
【０１８０】
さらに、第２冷房モードでは、サイクルの余剰冷媒がモジュレータ部１６５内に貯えられているので、アキュムレータ２１へ過熱度を有する低圧気相冷媒を流入させることができる。従って、室内蒸発器１８の入口側冷媒のエンタルピを増加させることができる。
【０１８１】
その結果、第２冷房モードでは、第１冷房モードよりもエンタルピ差Δｉｅを拡大させて、室内蒸発器１８における冷却能力を向上させることができる。すなわち、本実施形態の冷凍サイクル装置１０によれば、室内蒸発器１８における冷却能力を充分に向上させることができる。
【０１８２】
また、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、図５のステップＳ１０、Ｓ２０で説明した冷却能力不足条件が成立した際に、目標過冷却度を上昇させる。これによれば、室内蒸発器１８における送風空気の冷却能力が不足した際に、確実に第１冷房モードから第２冷房モードへ移行させて、冷却能力を向上させることができる。
【０１８３】
また、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、第２冷房モードへ移行した際に、目標過熱度を上昇させる。これによれば、第２冷房モードへ移行した際に、室内蒸発器１８の出口側冷媒のエンタルピを低減させることができるので、より一層、冷却能力を向上させることができる。
【０１８４】
また、本実施形態の室外熱交換器１６では、第２冷房モードへ移行した際に、第２熱交換部１６ｂが高圧液相冷媒で満たされるように、第２熱交換部１６ｂの熱交換面積が設定されている。これによれば、第２冷房モード時に、第２熱交換部１６ｂの全域を過冷却部として利用することができ、室外熱交換器１６から流出して冷房用膨張弁１４ｂへ流入する冷媒の過冷却度ＳＣを目標過冷却度ＳＣＯ２に近づけることができる。
【０１８５】
さらに、本発明者らの検討によれば、室外熱交換器１６の体格を、車両用空調装置に適用される一般的な冷凍サイクル装置の室外熱交換器（いわゆる、コンデンサ）と同等とした場合、第１熱交換部１６ａの熱交換面積と第２熱交換部１６ｂの熱交換面積と同等に設定することで、第２冷房モード時に過冷却度ＳＣを確実に増加させて目標過冷却度ＳＣＯ２に近づけることができることが確認されている。
【０１８６】
また、本実施形態の室外熱交換器１６では、第１熱交換部１６ａの冷媒出口１６３ｄが、第１熱交換部１６ａの最上方側に配置されている。これによれば、モジュレータ部１６５の容積が不必要に拡大してしまうことを抑制することができる。
【０１８７】
さらに、モジュレータ部１６５の冷媒入口１６５ａが、モジュレータ部１６５の最下方側に配置されている。これによれば、第１熱交換部１６ａから流出したモジュレータ部１６５へ流入する際に、冷媒が流れ淀んでしまう領域が形成されにくく、モジュレータ部１６５内の底部側に、液相冷媒に溶け込んだ冷凍機油が滞留してしまうことを抑制することができる。
【０１８８】
また、本実施形態の室外熱交換器１６では、第１熱交換部１６ａを、第２熱交換部１６ｂよりも下方側に配置している。そして、モジュレータ部１６５の内部空間から他方のタンク１６３の第２分配空間１６３ｃへ流入した冷媒が、下方側から上方側へ向かう速度成分を有するようにしている。
【０１８９】
これによれば、暖房モード時のように、室外熱交換器１６を蒸発器として用いる際に、第２分配空間１６３ｃへ流入した冷媒が、重力の作用によって第２分配空間１６３ｃの下方側に偏在してしまうことを抑制することができる。従って、第２パスを構成するそれぞれのチューブ１６１へ均等な流量の冷媒を分配することができ、第２熱交換部１６ｂにて、均等に冷媒を蒸発させることができる。
【０１９０】
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に対して、図１１に示すように、室外熱交換器１６の構成を変更した例を説明する。本実施形態の室外熱交換器１６では、第２熱交換部１６ｂが、第１熱交換部１６ａよりも上下方向下方側に配置されている。
【０１９１】
より具体的には、本実施形態の室外熱交換器１６では、一方のタンク１６２の上方側の空間を形成する部位に、冷媒流入ポート１６２ｄが接続されている。また、一方のタンク１６２の下方側の空間を形成する部位に、冷媒流出ポート１６２ｅが接続されている。
【０１９２】
従って、一方のタンク１６２の上方側に、第１分配空間１６２ｂが形成される。さらに、一方のタンク１６２の下方側に、第２集合空間１６２ｃが形成される。また、他方のタンク１６３の上方側に、第１集合空間１６３ｂが形成される。さらに、他方のタンク１６３の下方側に、第２分配空間１６３ｃが形成される。
【０１９３】
つまり、本実施形態の室外熱交換器１６では、第１実施形態の室外熱交換器１６に対して、冷媒の流れ方向が逆転する。
【０１９４】
ここで、第１実施形態で説明したように、室外熱交換器１６では、第１熱交換部１６ａの熱交換面積と第２熱交換部１６ｂの熱交換面積が同等となっている。このため、本実施形態においても、第２熱交換部１６ｂの熱交換面積は、第２冷却モード時に、第２熱交換部１６ｂが高圧液相冷媒で満たされるように設定されていることになる。
【０１９５】
その他の構成および作動は、第１実施形態と同様である。従って、本実施形態の冷凍サイクル装置１０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、本実施形態の冷凍サイクル装置１０においても、室内蒸発器１８における冷却能力を充分に向上させることができる。
【０１９６】
（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
【０１９７】
（１）上述の実施形態では、本発明に係る冷凍サイクル装置１０を、車両用空調装置１適用した例を説明したが、冷凍サイクル装置１０の適用はこれに限定されない。車両用に限定されることなく、定置型の空調装置、冷蔵装置等に適用してもよい。
【０１９８】
（２）冷凍サイクル装置の各構成は、上述の実施形態に開示されたものに限定されない。
【０１９９】
例えば、上述の実施形態では、圧縮機１１として、電動圧縮機を採用した例を説明したが、内燃機関を有する車両に適用する場合等には、エンジン駆動式の圧縮機を採用してもよい。さらに、エンジン駆動式の圧縮機としては、吐出容量を変化させることによって冷媒吐出能力を調整可能に構成された可変容量型圧縮機を採用してもよい。
【０２００】
また、上述の実施形態では、暖房用膨張弁１４ａおよび冷房用膨張弁１４ｂとして、全閉機能を有するものを採用した例を説明したが、全閉機能を有しない電気式膨張弁と開閉弁とを直列的に接続したものを採用してもよい。
【０２０１】
また、上述の実施形態では、冷媒としてＲ１２３４ｙｆを採用した例を説明したが、冷媒はこれに限定されない。例えば、Ｒ１３４ａ、Ｒ６００ａ、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０４Ａ、Ｒ３２、Ｒ４０７Ｃ、等を採用してもよい。または、これらの冷媒のうち複数種を混合させた混合冷媒等を採用してもよい。
【０２０２】
また、上述の実施形態では、複数の運転モードに切り替え可能な冷凍サイクル装置１０について説明したが、冷凍サイクル装置１０の運転モードの切り替えはこれに限定されない。少なくとも、第１冷房モードと第２冷房モードとの切り替えを実行可能であれば、室内蒸発器１８にて発揮される冷却能力を充分に向上させることができる。
【０２０３】
（３）上述の実施形態では、水−冷媒熱交換器１２および高温側熱媒体回路４０の各構成機器によって構成された加熱部を採用したが、加熱部はこれに限定されない。例えば、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒と送風空気とを直接的に熱交換させる室内凝縮器を採用し、室内凝縮器をヒータコア４２と同様に空調ケース３１内に配置してもよい。
【０２０４】
（４）上述の実施形態では、蒸発器温度Ｔｅｆｉｎが目標蒸発器温度ＴＥＯになっており、かつ、圧縮機１１の回転数Ｎｃが最大回転数ＮｃＭａｘになっている際に、冷却能力不足条件が成立したと判定しているが、冷却能力不足条件はこれに限定されない。例えば、冷房モード時に、空調風温度センサ６９によって検出された送風空気温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯより高くなっている際に、冷却能力不足条件が成立したと判定してもよい。
【符号の説明】
【０２０５】
１１            圧縮機
１４ｂ          冷房用膨張弁（減圧部）
１６            室外熱交換器
１６ａ、１６ｂ  第１熱交換部、第２熱交換部
１６５          モジュレータ部（高圧側貯液部）
１８            室内蒸発器（蒸発器）
２１            アキュムレータ（低圧側貯液部）
【図１】
2020060304.tif 000003
【図２】
2020060304.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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