(57)【要約】【課題】  圧縮機吐出圧や吐出冷媒温度の異常上昇を新たに機器を追加せずに抑制する。【解決手段】  放熱器２出口側に、第１減圧手段４と第１蒸発器５を有する冷媒流路Ａと第２減圧手段１０と第２蒸発器１１を有する冷媒流路Ｂとを並列に設け、第２減圧手段１０は電気的に絞り開度が制御される構成とし、デュアル運転時の通常時は、第２減圧手段１０によって第２蒸発器１１の出口冷媒の過熱度を制御し、一方、デュアル運転時に、圧縮機１の吐出冷媒温度または吐出圧力が所定値以上に上昇すると、第２減圧手段１０の絞り開度を通常時の開度よりも所定開度だけ増加する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１）と、
前記圧縮機（１）の吐出冷媒を冷却する放熱器（２）と、
前記放熱器（２）出口側の冷媒を減圧する第１減圧手段（４）と、
前記第１減圧手段（４）と並列接続され、前記放熱器（２）出口側の冷媒を減圧する第２減圧手段（１０）と、
前記第１減圧手段（４）により減圧された冷媒が流入し、蒸発する第１蒸発器（５）と、
前記第２減圧手段（１０）により減圧された冷媒が流入し、蒸発する第２蒸発器（１１）とを備え、
前記第１蒸発器（５）および前記第２蒸発器（１１）の出口側冷媒は合流して前記圧縮機（１）に吸入されるようになっており、
前記第２減圧手段（１０）は電気的に絞り開度が制御される電気式弁機構を包含しており、
前記第１蒸発器（５）および前記第２蒸発器（１１）の両方に冷媒を流すデュアル運転時の通常時は、前記第２減圧手段（１０）の絞り開度の制御によって前記第２蒸発器（１１）の出口冷媒の過熱度を所定値に制御し、
一方、前記デュアル運転時に、前記圧縮機（１）の吐出冷媒温度または吐出圧力が所定値以上に上昇すると、前記第２減圧手段（１０）の絞り開度を前記通常時の開度よりも所定開度だけ増加することを特徴とする冷凍サイクル。
【請求項２】
前記第１蒸発器（５）のみに冷媒を流すシングル運転時の通常時は前記第２減圧手段（１０）を閉弁状態に維持し、
一方、前記シングル運転時に前記圧縮機（１）の吐出冷媒温度または吐出圧力が所定値以上に上昇すると、前記第２減圧手段（１０）を所定開度で強制的に開弁することを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル。
【請求項３】
冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１）と、
前記圧縮機（１）の吐出冷媒を冷却する放熱器（２）と、
前記放熱器（２）出口側の冷媒を減圧する第１減圧手段（４）と、
前記第１減圧手段（４）と並列接続され、前記放熱器（２）出口側の冷媒を減圧する第２減圧手段（１０）と、
前記第１減圧手段（４）により減圧された冷媒が流入し、蒸発する第１蒸発器（５）と、
前記第２減圧手段（１０）により減圧された冷媒が流入し、蒸発する第２蒸発器（１１）とを備え、
前記第１蒸発器（５）および前記第２蒸発器（１１）の出口側冷媒は合流して前記圧縮機（１）に吸入されるようになっており、
前記第２減圧手段（１０）は電気的に開閉制御される開閉弁（１０ａ）と固定絞り（１０ｂ）とを直列接続した構成になっており、
前記第１蒸発器（５）および前記第２蒸発器（１１）の両方に冷媒を流すデュアル運転時には、前記開閉弁（１０ａ）を開弁状態に維持し、
一方、前記第１蒸発器（５）のみに冷媒を流すシングル運転時の通常時は前記開閉弁（１０ａ）を閉弁状態に維持し、
前記シングル運転時に前記圧縮機（１）の吐出冷媒温度または吐出圧力が所定値以上に上昇すると、前記開閉弁（１０ａ）を強制的に開弁することを特徴とする冷凍サイクル。
【請求項４】
高圧圧力が冷媒の臨界圧力を超える超臨界冷凍サイクルであって、
前記第１減圧手段（４）の絞り開度により前記高圧圧力を前記放熱器（２）の出口冷媒温度に応じて決まる目標圧力となるように制御することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の冷凍サイクル。
【請求項５】
前記第１蒸発器（５）は主冷却対象空間を冷却する主蒸発器であり、前記第２蒸発器（１１）は副冷却対象空間を冷却する副蒸発器であり、
前記第１蒸発器（５）の必要冷却性能は前記第２蒸発器（１１）の必要冷却性能より大であり、
前記第１蒸発器（５）の冷媒出口側にアキュムレータ（９）が接続され、前記第２蒸発器（１１）の冷媒出口側が前記アキュムレータ（９）の冷媒出口側に合流することを特徴とする請求項請求項１ないし４のいずれか１つに記載の冷凍サイクル。
【請求項６】
請求項５に記載の冷凍サイクルを備える車両用空調装置であって、
前記第１蒸発器（５）は車室内前席側の空調ユニット（６）に配置され、
前記第２蒸発器（１１）は車室内後席側の空調ユニット（１５）に配置されることを特徴とする車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の蒸発器を並列接続した冷凍サイクルに関するもので、ＣＯ２（二酸化炭素）冷媒等のように高圧圧力が臨界圧力以上（超臨界状態）となる冷媒を用いた超臨界冷凍サイクルに用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の超臨界冷凍サイクルでは、ＣＯ２冷媒等の物性上の理由からサイクルのＣＯＰ（成績係数）を高めるために、高圧圧力が非常に高くなる（特許文献１参照）。
【０００３】
また、超臨界冷凍サイクルでは、ＣＯＰのより一層の向上のために、高圧側冷媒を冷却する放熱器（ガスクーラ）の出口冷媒とアキュムレータ出口冷媒との間で熱交換を行う内部熱交換器を設けることが一般的である（特許文献２参照）。この特許文献２には、内部熱交換器のバイパス通路にバイパス弁を設けることが記載されている。
【０００４】
また、特許文献３には、減圧手段と並列に、所定の通路抵抗を有するバイパス通路を設ける超臨界冷凍サイクルが記載されている。
【特許文献１】特開平９−２６４６２２号公報
【特許文献２】特開平１１−１９３９６７号公報
【特許文献３】特開２０００−７４５１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、高外気温時のような冷房高負荷時に冷凍サイクルの起動（圧縮機の起動）を行う場合は、高圧圧力が異常に上昇しやすい。このため、圧縮機の吐出圧や吐出冷媒温度がサイクル機器の破損に至る程の高い値に上昇することがある。
【０００６】
特に、内部熱交換器を設ける場合は、圧縮機吸入冷媒の温度が上昇して圧縮機の吐出圧や吐出冷媒温度の異常上昇が一層起こりやすい。
【０００７】
また、本発明者らは、車両用デュアルエアコンのように複数の蒸発器を並列接続し、その一方の蒸発器（通常、前席側蒸発器）の出口側にアキュムレータを接続し、このアキュムレータの出口側に他方の蒸発器（通常、後席側蒸発器）の出口側を合流し、この合流後の冷媒を内部熱交換器にて放熱器出口冷媒と熱交換する超臨界冷凍サイクルの開発を行っている。
【０００８】
この開発中の超臨界冷凍サイクルでは、他方の蒸発器の減圧手段として温度式膨張弁を用いて、他方の蒸発器の出口冷媒の過熱度制御を行うようにしている。従って、アキュムレータの出口側の飽和冷媒に他方の蒸発器の出口側の過熱冷媒が合流することによる冷媒温度の上昇と、内部熱交換器での吸熱による冷媒温度の上昇とが組み合わさって、圧縮機吸入冷媒の温度上昇が一層助長される。このため、デュアルエアコンタイプの冷凍サイクルでは、圧縮機の吐出圧や吐出冷媒温度の異常上昇が一層顕著に現れる。
【０００９】
上記特許文献２では、内部熱交換器のバイパス通路にバイパス弁を設けて、内部熱交換器のバイパス冷媒流量を調整することにより、圧縮機の吐出圧や吐出冷媒温度の上昇を抑制することが提案されているが、これはバイパス弁を特別に追加設置することが必要となり、コストアップを招く。
【００１０】
また、上記特許文献３では、減圧手段と並列にバイパス通路を設けることにより、圧縮機吐出圧の異常上昇を抑制するようにしているが、これもバイパス通路を特別に追加設置することになり、コストアップを招く。
【００１１】
本発明は、上記点に鑑み、複数の蒸発器を並列接続する冷凍サイクルにおいて、機器を特別に追加せずに、圧縮機の吐出圧や吐出冷媒温度の異常上昇を抑制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に記載の発明では、冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１）と、
前記圧縮機（１）の吐出冷媒を冷却する放熱器（２）と、
前記放熱器（２）出口側の冷媒を減圧する第１減圧手段（４）と、
前記第１減圧手段（４）と並列接続され、前記放熱器（２）出口側の冷媒を減圧する第２減圧手段（１０）と、
前記第１減圧手段（４）により減圧された冷媒が流入し、蒸発する第１蒸発器（５）と、
前記第２減圧手段（１０）により減圧された冷媒が流入し、蒸発する第２蒸発器（１１）とを備え、
前記第１蒸発器（５）および前記第２蒸発器（１１）の出口側冷媒は合流して前記圧縮機（１）に吸入されるようになっており、
前記第２減圧手段（１０）は電気的に絞り開度が制御される電気式弁機構を包含しており、
前記第１蒸発器（５）および前記第２蒸発器（１１）の両方に冷媒を流すデュアル運転時の通常時は、前記第２減圧手段（１０）の絞り開度の制御によって前記第２蒸発器（１１）の出口冷媒の過熱度を所定値に制御し、
一方、前記デュアル運転時に、前記圧縮機（１）の吐出冷媒温度または吐出圧力が所定値以上に上昇すると、前記第２減圧手段（１０）の絞り開度を前記通常時の開度よりも所定開度だけ増加することを特徴としている。
【００１３】
これによると、圧縮機（１）の吐出冷媒温度または吐出圧力が所定値以上に異常上昇した時には、第２減圧手段（１０）の絞り開度を自動的に増加するから、この絞り開度増加により高圧側と低圧側との間の圧損が減少して高圧圧力を低下できる。その結果、圧縮機（１）の吐出冷媒温度または吐出圧力が、サイクル機器が損傷する程に異常上昇することを回避できる。
【００１４】
しかも、第２減圧手段（１０）は本来、第２蒸発器（１１）の出口冷媒の過熱度制御を行う既存部品であり、この既存部品である第２減圧手段（１０）そのものを使用して、吐出冷媒温度または吐出圧力の異常上昇を回避できるので、機器を特別に追加せずに、簡単なサイクル構成で、低コストにて実施できる。
【００１５】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の冷凍サイクルにおいて、前記第１蒸発器（５）のみに冷媒を流すシングル運転時の通常時は前記第２減圧手段（１０）を閉弁状態に維持し、
一方、前記シングル運転時に前記圧縮機（１）の吐出冷媒温度または吐出圧力が所定値以上に上昇すると、前記第２減圧手段（１０）を所定開度で強制的に開弁することを特徴とする。
【００１６】
これによると、シングル運転時にも第２減圧手段（１０）を用いて、圧縮機（１）の吐出冷媒温度または吐出圧力の異常上昇を回避できる。
【００１７】
請求項３に記載の発明では、冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１）と、
前記圧縮機（１）の吐出冷媒を冷却する放熱器（２）と、
前記放熱器（２）出口側の冷媒を減圧する第１減圧手段（４）と、
前記第１減圧手段（４）と並列接続され、前記放熱器（２）出口側の冷媒を減圧する第２減圧手段（１０）と、
前記第１減圧手段（４）により減圧された冷媒が流入し、蒸発する第１蒸発器（５）と、
前記第２減圧手段（１０）により減圧された冷媒が流入し、蒸発する第２蒸発器（１１）とを備え、
前記第１蒸発器（５）および前記第２蒸発器（１１）の出口側冷媒は合流して前記圧縮機（１）に吸入されるようになっており、
前記第２減圧手段（１０）は電気的に開閉制御される開閉弁（１０ａ）と固定絞り（１０ｂ）とを直列接続した構成になっており、
前記第１蒸発器（５）および前記第２蒸発器（１１）の両方に冷媒を流すデュアル運転時には、前記開閉弁（１０ａ）を開弁状態に維持し、
一方、前記第１蒸発器（５）のみに冷媒を流すシングル運転時の通常時は前記開閉弁（１０ａ）を閉弁状態に維持し、
前記シングル運転時に前記圧縮機（１）の吐出冷媒温度または吐出圧力が所定値以上に上昇すると、前記開閉弁（１０ａ）を強制的に開弁することを特徴としている。
【００１８】
請求項３においては第２減圧手段（１０）を電気的に開閉制御される開閉弁（１０ａ）と固定絞り（１０ｂ）とを直列接続した構成にしているから、請求項１の第２減圧手段（１０）のごとく第２蒸発器（１１）の出口冷媒の過熱度制御を行うものに比較して、第２減圧手段（１０）の構成を簡素化できる。
【００１９】
そして、第２減圧手段（１０）の開閉弁（１０ａ）の開閉によって、デュアル運転とシングル運転の切替を行うことができる。従って、シングル運転時の通常時には開閉弁（１０ａ）を閉弁状態に維持することになるが、圧縮機（１）の吐出冷媒温度または吐出圧力が所定値以上に上昇すると、開閉弁（１０ａ）を強制的に開弁するから、高圧側と低圧側との間の圧損が減少して高圧圧力を低下できる。その結果、圧縮機（１）の吐出冷媒温度または吐出圧力が、サイクル機器が損傷する程に異常上昇することを回避できる。
【００２０】
請求項４に記載の発明では、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において、高圧圧力が冷媒の臨界圧力を超える超臨界冷凍サイクルとして構成され、
前記第１減圧手段（４）の絞り開度により前記高圧圧力を前記放熱器（２）の出口冷媒温度に応じて決まる目標圧力となるように制御することを特徴とする。
【００２１】
これによると、高圧圧力を放熱器（２）の出口冷媒温度に応じて決まる目標圧力に制御でき、超臨界冷凍サイクルのＣＯＰを向上できる。
【００２２】
請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の冷凍サイクルにおいて、前記第１蒸発器（５）は主冷却対象空間を冷却する主蒸発器であり、前記第２蒸発器（１１）は副冷却対象空間を冷却する副蒸発器であり、
前記第１蒸発器（５）の必要冷却性能は前記第２蒸発器（１１）の必要冷却性能より大であり、
前記第１蒸発器（５）の冷媒出口側にアキュムレータ（９）が接続され、前記第２蒸発器（１１）の冷媒出口側が前記アキュムレータ（９）の冷媒出口側に合流することを特徴とする。
【００２３】
これによると、第２蒸発器（１１）の出口冷媒が過熱冷媒ガスであっても、この過熱冷媒ガスがアキュムレータ（９）の冷媒出口側にて合流するから、第１蒸発器（５）の出口冷媒はアキュムレータ（９）内での冷媒の気液界面形成によって常に飽和ガス付近の状態に維持される。
【００２４】
この結果、第２蒸発器（１１）出口の過熱冷媒ガスの影響を受けることなく、第１蒸発器（５）の冷却性能を良好に発揮できる。
【００２５】
請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の冷凍サイクルを備える車両用空調装置であって、
前記第１蒸発器（５）は車室内前席側の空調ユニット（６）に配置され、
前記第２蒸発器（１１）は車室内後席側の空調ユニット（１５）に配置されることを特徴とする。
【００２６】
これによると、車室内前席側の空調ユニット（６）としての必要冷却性能を確保できると同時に、車室内後席側の空調ユニット（１５）の減圧手段である第２減圧手段（１０）そのものを使用して、吐出冷媒温度または吐出圧力の異常上昇を回避できる。
【００２７】
なお、上記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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態を示す車両空調用冷凍サイクルの構成図であって、この冷
凍サイクルは、冷媒として高圧圧力が臨界圧力以上（超臨界状態）となるＣＯ２を用いて
いる。従って、この冷凍サイクルは超臨界冷凍サイクルを構成する。
【００２９】
圧縮機１は図示しない車両走行用エンジンから駆動力を得て冷媒を吸入圧縮するもので
ある。この圧縮機１は、駆動力を断続するクラッチ手段をなす電磁クラッチ（図示せず）を介して駆動力を得ている。なお、圧縮機１は電磁クラッチの断続により作動が断続される固定容量型圧縮機、吐出容量を変化できる可変容量型圧縮機のいずれであってもよい。
【００３０】
圧縮機１の吐出側には放熱器２が設けられている。この放熱器２は、圧縮機１から吐出された高温高圧の超臨界状態にある吐出冷媒と外気（室外空気）との間で熱交換して冷媒を冷却する。放熱器２には図示しない電動式の冷却ファンによって外気が送風される。
【００３１】
放熱器２の出口側には内部熱交換器３の高圧側冷媒流路３ａが設けられている。ここで
、内部熱交換器３は高圧側冷媒流路３ａの高温の高圧冷媒と低圧側冷媒流路３ｂの低温の低圧冷媒との間で熱交換を行うものである。
【００３２】
この熱交換によって、後述の蒸発器５、１１に流入する冷媒のエンタルピを減少させて、蒸発器５、１１の冷媒入口・出口間における冷媒のエンタルピ差（冷凍能力）を増大させる。このように内部熱交換器３を設置すると、蒸発器５、１１の冷媒入口・出口間の冷媒のエンタルピ差（冷凍能力）を増大でき、サイクルＣＯＰを向上できる。
【００３３】
内部熱交換器３の高圧側冷媒流路３ａの出口側には、前席側冷媒流路Ａと後席側冷媒流路Ｂが並列に設けれている。そして、前席側冷媒流路Ａに高圧圧力を制御する圧力制御弁としての役割を果たす前席側減圧弁４が設けられている。
【００３４】
この前席側減圧弁４はサイクルの高圧圧力が目標高圧となるように開度が機械的機構にて調整される。この減圧弁４は、放熱器２の出口側と内部熱交換器３の高圧側冷媒流路３ａの入口側との間に設けられた感温部４ａを有し、この感温部４ａの内部に放熱器２の出口側の高圧冷媒の温度に対応した圧力を発生するようにしている。
【００３５】
そして、感温部４ａの内圧と、高圧圧力、具体的には高圧側冷媒流路３ａの出口側冷媒圧力とのバランスで前席側減圧弁４の絞り開度（弁体開度）を調整することにより、高圧圧力を放熱器２の出口側の高圧冷媒温度により決まる目標高圧に調整する。このような減圧弁４は特開２０００−８１１５７号公報にて公知になっている。
【００３６】
前席側冷媒流路Ａのうち減圧弁４の出口側に蒸発器５が設けられている。この前席側蒸発器５は車両用空調装置の前席側室内空調ユニット６の空気通路を形成するケース７内に配置され、このケース７内の空気を冷却する冷却手段を構成する。前席側室内空調ユニット６は通常、車室内前部の計器盤（インストルメントパネル）の内側空間に配置される。蒸発器５の空気流れ上流側には電動式の送風機８が配置され、図示しない内外気切替箱を通して導入される内気または外気がケース７内に送風されるようになっている。
【００３７】
なお、ケース７内のうち蒸発器５の空気流れ下流側に空気を加熱する加熱手段をなすヒータコア（図示せず）等が配置され、このヒータコアの加熱度合いにより温度調整された空調風がケース７の空気流れ下流側端部の吹出口（図示せず）から車室内の前席側領域へ吹き出すようになっている。
【００３８】
前席側蒸発器５の出口側にはアキュムレータ９が設けられている。このアキュムレータ９は、前席側蒸発器５の出口冷媒の液冷媒とガス冷媒とを分離してサイクル内の余剰冷媒を蓄える気液分離手段であって、アキュムレータ９の出口側は内部熱交換器３の低圧側冷媒流路３ｂの入口側に接続される。そして、内部熱交換器３の低圧側冷媒流路３ｂの出口側は圧縮機１の吸入側に接続される。
【００３９】
一方、後席側冷媒流路Ｂにも後席側の減圧弁１０と蒸発器１１が直列に設けられている。この後席側の減圧弁１０はサーボモータのようなアクチュエータによって弁体を変位させ、絞り開度（弁体開度）を調整する。
【００４０】
この後席側の減圧弁１０は、通常時は後席側蒸発器１１の出口冷媒の過熱度が所定値に維持されるように絞り開度を調整する電気式膨張弁として作用する。このため、後席側蒸発器１１の出口配管部に圧力センサ１２および温度センサ１３を設け、この両センサ１２、１３により検出される蒸発器出口冷媒の圧力および温度に基づいて蒸発器出口冷媒の過熱度を空調用制御装置１４により演算し、この演算過熱度が予め設定された所定値に維持されるように後席側減圧弁１０の弁体を変位させ、絞り開度を調整する。
【００４１】
但し、温度センサ１８により検出される圧縮機吐出冷媒温度が異常上昇した際には、後述のごとく後席側減圧弁１０が圧縮機吐出冷媒温度の異常上昇を抑制するための制御弁として作用するようになっている。
【００４２】
後席側蒸発器１１の出口側はアキュムレータ９の出口側に合流する。従って、アキュムレータ９の出口冷媒と後席側蒸発器１１の出口冷媒とが合流した後の冷媒が内部熱交換器３の低圧側冷媒流路３ｂに流入する。
【００４３】
後席側蒸発器１１は、車両用空調装置の後席側室内空調ユニット１５の空気通路を形成するケース１６内に配置され、このケース１６内の空気を冷却する冷却手段を構成する。後席側室内空調ユニット１５は、車室内後席側の領域（例えば、後席側の車体側板部等）に配置される。後席側蒸発器１１の空気流れ上流側には電動式の送風機１７が配置され、内気（車室内空気）がケース１６内に送風されるようになっている。
【００４４】
後席側蒸発器１１で冷却された冷風がケース１６の空気流れ下流側端部の吹出口（図示せず）から車室内の後席側領域へ吹き出すようになっている。
【００４５】
次に、本実施形態における電気制御部の概要を説明する。空調用制御装置１４は、マイクロコンピュータおよびその周辺回路等から構成され、予め設定されたプログラムに従って所定の演算処理を行って、空調機器の作動を制御する。
【００４６】
具体的には、空調用制御装置１４の出力側に、電気式の後席側減圧弁１０、電動送風機８、１７、圧縮機１の電磁クラッチ（図示せず）、放熱器２の冷却ファン（図示せず）等の空調機器が接続され、これらの空調機器の作動を制御する。
【００４７】
空調用制御装置１４の入力側には、後席側蒸発器１１の出口側に設けられた圧力センサ１２および温度センサ１３、圧縮機１の吐出冷媒温度センサ１８、前席側蒸発器５の吹出空気温度センサ１９等が接続される。
【００４８】
更に、空調用制御装置１４には周知のごとく、外気温度センサ、内気温度センサ、日射センサ、エンジン水温センサ等を包含するセンサ群２０からも検出信号が入力される。
【００４９】
また、空調用制御装置１４には車室内の計器盤（インパネ）付近に配置される前席側空調操作パネル２１および車室内後席側に配置される後席側空調操作パネル２２から種々な空調操作信号が入力される。
【００５０】
次に、上記構成において本実施形態の作動を説明する。最初に、冷凍サイクルの基本的作動を説明する。前席側空調操作パネル２１のオートスイッチまたはエアコンスイッチが投入されると、圧縮機１の電磁クラッチ（図示せず）が空調用制御装置１４により通電され接続状態になる。これにより、車両エンジンの駆動力が圧縮機１に伝達され、圧縮機１が駆動される。
【００５１】
圧縮機１により圧縮された高温高圧の冷媒は、臨界圧力よりも圧力が高い超臨界状態にて放熱器２内に流入する。ここで、高温高圧の超臨界状態の冷媒は外気と熱交換して外気中に放熱し、エンタルピを減少する。
【００５２】
そして、放熱器２出口の高圧冷媒は内部熱交換器３の高圧側流路３ａに流入して、低圧側流路３ｂを通過する低温の低圧冷媒（アキュムレータ９の出口側冷媒）と熱交換し冷却されるので、エンタルピを更に減少する。
【００５３】
内部熱交換器３の高圧側流路３ａを通過した高圧冷媒は次に、並列接続された前席側冷媒流路Ａと後席側冷媒流路Ｂに向かう。ここで、両操作パネル２１、２２の操作信号にてデュアル運転が設定されている時、すなわち、前席側室内空調ユニット６および後席側室内空調ユニット１５がともに作動状態に設定されている時は、空調用制御装置１４の制御信号により後席側減圧弁１０が所定開度の開弁状態に制御される。
【００５４】
このため、デュアル運転の設定時には、前席側減圧弁４および後席側減圧弁１０を通して前席側冷媒流路Ａと後席側冷媒流路Ｂに冷媒が並列に流れる。前席側蒸発器５では、前席側減圧弁４により減圧された低圧冷媒が電動送風機８の送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、電動送風機８の送風空気が冷却され、その冷風が車室内前席側へ吹き出して、車室内前席側領域を冷房する。
【００５５】
これと同時に、後席側蒸発器１１では、後席側減圧弁１０により減圧された低圧冷媒が電動送風機１７の送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、電動送風機１７の送風空気が冷却され、その冷風が車室内後席側へ吹き出して、車室内後席側領域を冷房する。
【００５６】
ここで、前席側減圧弁４は、実際の高圧圧力が、感温部４ａにより感知される放熱器出口側冷媒温度により決まる目標高圧となるように絞り開度を調整する。すなわち、実際の高圧圧力が目標高圧よりも低下すると、前席側減圧弁４はその絞り開度を減少し、逆に、実際の高圧圧力が目標高圧よりも上昇すると、前席側減圧弁４はその絞り開度を増大する。このような前席側減圧弁４の絞り開度の調整によって実際の高圧圧力を目標高圧に維持して、サイクルＣＯＰの向上を図る。
【００５７】
また、後席側減圧弁１０は、通常時には、後席側蒸発器１１の出口側冷媒の過熱度制御のための絞り開度調整を行い、これに対し、圧縮機吐出冷媒温度の異常上昇時には、この異常上昇を抑制するための絞り開度制御を行う。この後席側減圧弁１０の絞り開度制御は図２に基づいて後述する。
【００５８】
前席側蒸発器５の出口側には、飽和冷媒の気液界面が形成されるアキュムレータ９が設置されているので、前席側蒸発器５の出口側冷媒は基本的には乾き度：１の飽和ガス付近の状態に維持される。
【００５９】
アキュムレータ９から流出した飽和ガスと後席側蒸発器１１の出口側の過熱冷媒ガスとがアキュムレータ９出口側で合流し、多少の過熱度を持つ低圧冷媒が内部熱交換器３の低圧側冷媒流路３ｂに流入し、高圧側冷媒流路３ａの高圧冷媒から吸熱する。これにより、低圧冷媒の過熱度が増大して冷媒温度が上昇する。しかるのち、内部熱交換器３の低圧側冷媒流路３ｂから流出した過熱冷媒ガスが圧縮機１に吸入され、再度圧縮される。
【００６０】
なお、後席側蒸発器１１の出口側の過熱冷媒ガスを、アキュムレータ９の入口側でなく、出口側冷媒流れに合流しているのは、前席側蒸発器５の冷却性能を確保するためである。
【００６１】
すなわち、前席側蒸発器５は車室内前席側領域を冷房する主冷却手段であり、これに対し、後席側蒸発器１１は車室内後席側領域を冷房する副冷却手段であるため、前席側蒸発器５の必要冷却性能は後席側蒸発器１１の必要冷却性能よりも大きい。このため、前席側蒸発器５の冷却性能を後席側蒸発器１１よりも優先的に確保する必要がある。
【００６２】
もし、後席側蒸発器１１の出口側をアキュムレータ９の入口側に合流すると、後席側蒸発器１１の出口冷媒が過熱冷媒ガスである場合には、前席側蒸発器５の出口冷媒が、この過熱度を打ち消すだけの液冷媒を含んだ乾き度の湿り蒸気の状態でバランスするようになる。
【００６３】
つまり、後席側蒸発器１１出口の過熱冷媒ガスの影響で、前席側蒸発器５の出口冷媒のバランス状態が所定乾き度の湿り蒸気側へ移行して、前席側蒸発器５での冷媒吸熱量、すなわち、冷却性能が低下する。
【００６４】
しかし、アキュムレータ９の出口側冷媒流れに、後席側蒸発器１１の出口側の過熱冷媒ガスを合流すれば、このような不具合が発生せず、前席側蒸発器５の出口冷媒のバランス状態が常に乾き度：１の飽和ガス付近の状態に維持されるので、前席側蒸発器５の冷却性能を確保できる。
【００６５】
なお、両操作パネル２１、２２の操作信号にて前席側室内空調ユニット６のみを作動させ、後席側室内空調ユニット１５を停止するシングル運転が設定された時は、空調用制御装置１４の制御信号により後席側減圧弁１０が閉弁状態に制御される。
【００６６】
これにより、後席側冷媒流路Ｂへの冷媒流れが遮断され、前席側冷媒流路Ａのみに冷媒が流れる。従って、前席側蒸発器５による冷却作用のみが発揮される状態となる。
【００６７】
次に、図２および図３に基づいて後席側減圧弁１０の開度制御をより具体的に説明する。
図２は空調用制御装置１４によって実行されるデュアル運転時の制御ルーチンであり、両操作パネル２１、２２の操作信号にてデュアル運転が設定されると、図２の制御ルーチンがスタートし、まず、温度センサ１８の検出信号に基づいて圧縮機吐出冷媒温度Ｔｄを読み込む（ステップＳ１０）。
【００６８】
次に、圧縮機吐出冷媒温度Ｔｄが予め設定された異常高温時の所定値ＴｄＯより高いか判定する（ステップＳ２０）。実際の吐出冷媒温度Ｔｄが所定値ＴｄＯより高いと、判定値ｆ１＝０とする。そして、判定値ｆ１＝０を一旦判定すると、所定値ＴｄＯよりも所定温度低い所定値Ｔｄ１未満に吐出冷媒温度Ｔｄが低下すると、判定値ｆ１を「１」に復帰させる。このように所定値ＴｄＯと所定値Ｔｄ１との間に所定のヒステリシス幅を設けて、制御のハンチングを防ぐようにしている。
【００６９】
次に、上記判定値ｆ１が「１」または「０」のいずれであるか判定する（ステップＳ３０）。判定値ｆ１＝１のときは圧縮機吐出冷媒温度Ｔｄが正常であるときであり、この場合はステップＳ４０に進み、後席側蒸発器１１の出口冷媒の過熱度ＳＨを圧力センサ１２および温度センサ１３の検出信号に基づいて演算する。
【００７０】
次に、この過熱度ＳＨと、予め設定された所定過熱度ＳＨＯとの大小関係を判定する（ステップＳ５０）。過熱度ＳＨ＞所定過熱度ＳＨＯのときはステップＳ６０に進み、後席側減圧弁１０の絞り開度を予め設定された所定開度だけ増加する。この後席側減圧弁１０の絞り開度増加により後席側蒸発器１１への冷媒流量が増加して、後席側蒸発器１１の出口冷媒の過熱度ＳＨが減少する。
【００７１】
また、ステップＳ５０にて演算過熱度ＳＨ＝所定過熱度ＳＨＯであると判定されたときは、ステップＳ７０に進み、後席側減圧弁１０の絞り開度を維持する。
【００７２】
また、ステップＳ５０にて演算過熱度ＳＨ＜所定過熱度ＳＨＯであると判定されたときは、ステップＳ８０に進み、後席側減圧弁１０の絞り開度を予め設定された所定開度だけ減少する。
【００７３】
このように、後席側蒸発器１１の出口冷媒の過熱度ＳＨと、予め設定された所定過熱度ＳＨＯとの大小関係を判定して、後席側減圧弁１０の絞り開度を増減することにより、後席側蒸発器１１の出口冷媒の過熱度ＳＨを予め設定された所定過熱度ＳＨＯ付近に維持できる。
【００７４】
一方、圧縮機吐出冷媒温度Ｔｄが予め設定された異常高温時の所定値ＴｄＯより高くなって、判定値ｆ１＝０となった場合はステップＳ９０に進み、後席側減圧弁１０の絞り開度を予め設定された所定開度だけ増加する。
【００７５】
このステップＳ９０における後席側減圧弁１０の絞り開度の増加は後席側蒸発器１１の出口冷媒の過熱度制御とは無関係に強制的に行う。従って、絞り開度の増加分は、圧縮機吐出冷媒温度Ｔｄの抑制に有効な十分大きい値に設定する。
【００７６】
このような後席側減圧弁１０の絞り開度の増加によってサイクル高圧圧力を低下させ、それにより、圧縮機吐出冷媒温度Ｔｄを低下できる。そのため、圧縮機吐出冷媒温度Ｔｄが所定値ＴｄＯより更に上昇することを抑制できるので、圧縮機吐出冷媒温度Ｔｄの異常上昇によるサイクル機器の破損を未然に回避できる。
【００７７】
なお、ステップＳ９０における後席側減圧弁１０の絞り開度は判定値ｆ１＝１となるまで所定の時間間隔で順次増加していく。
【００７８】
次に、図３は空調用制御装置１４によって実行されるシングル運転時の制御ルーチンであり、両操作パネル２１、２２の操作信号にてシングル運転が設定されると、図３の制御ルーチンがスタートし、ステップＳ１０〜Ｓ３０にて図２と同じ制御処理を行う。
【００７９】
そして、ステップＳ３０にて判定値ｆ１＝１であると判定されたときは圧縮機吐出冷媒温度Ｔｄの正常時であり、この場合はステップＳ１００に進み、後席側減圧弁１０を全閉状態に維持する。
【００８０】
これにより、後席側冷媒流路Ｂへの冷媒流れが遮断され、前席側冷媒流路Ａのみに冷媒が流れるので、前席側蒸発器５による冷却作用のみが発揮される。
【００８１】
一方、ステップＳ３０にて判定値ｆ１＝０であると判定されたときは圧縮機吐出冷媒温度Ｔｄの異常時であり、この場合はステップＳ１１０に進み、後席側減圧弁１０を所定開度で開弁する。
【００８２】
これにより、サイクル高圧圧力を低下させ、圧縮機吐出冷媒温度Ｔｄを低下できるので、圧縮機吐出冷媒温度Ｔｄの異常上昇によるサイクル機器の破損を未然に回避できる。
【００８３】
なお、ステップＳ１１０にて後席側減圧弁１０を所定開度で開弁した後、後席側減圧弁１０の絞り開度は判定値ｆ１＝１となるまで所定の時間間隔で順次増加していく。
【００８４】
ところで、本実施形態の後席側減圧弁１０は本来、後席側蒸発器１１の出口冷媒の過熱度制御のために装備されている既存の部品であって、圧縮機吐出冷媒温度Ｔｄの異常上昇抑制のために新たに追加したものではない。よって、新規な追加部品の設定なしで、圧縮機吐出冷媒温度Ｔｄの異常上昇の抑制を低コストにて実行できる。
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、後席側冷媒流路Ｂの下流端を前席側冷媒流路Ａのアキュムレータ９の出口側に合流しているが、第２実施形態では、図４に示すように後席側冷媒流路Ｂの下流端を圧縮機１の吸入側、すなわち、内部熱交換器３の低圧側冷媒流路３ｂの出口側と圧縮機１の吸入側との間に接続している。第２実施形態の他の点は第１実施形態と同じである。
【００８５】
このようなサイクル構成においても、後席側減圧弁１０の開度制御により圧縮機吐出冷媒温度Ｔｄの異常上昇を抑制できる。
（第３実施形態）
上記第１、第２実施形態では、後席側減圧弁１０の開度制御により圧縮機吐出冷媒温度Ｔｄの異常上昇を抑制する制御に関するが、第３実施形態では、後席側減圧弁１０の開度制御により圧縮機吐出圧力Ｐｄの異常上昇を抑制する制御に関する。
【００８６】
図５は第３実施形態による全体システム図であって、圧縮機吐出圧力Ｐｄを検出する圧力センサ２３を圧縮機１の吐出側に追加設置している。
【００８７】
図６は第３実施形態によるデュアル運転時の制御ルーチンであり、図７は第３実施形態によるシングル運転時の制御ルーチンである。図６、図７はそれぞれ図２、図３におけるステップＳ１０、Ｓ２０、Ｓ３０をステップＳ１０ａ、Ｓ２０ａ、Ｓ３０ａに変更している。
【００８８】
すなわち、図６、図７のステップＳ１０ａ、Ｓ２０ａ、Ｓ３０ａにおいては、ステップＳ１０、Ｓ２０、Ｓ３０における圧縮機吐出冷媒温度Ｔｄの代わりに、圧縮機吐出圧力Ｐｄを読み込み、この圧縮機吐出圧力Ｐｄと異常高圧時の所定値ＰｄＯ、Ｐｄ１との比較により判定値ｆ２を決定し、この判定値ｆ２に基づいて後席側減圧弁１０の開度制御を通常時の過熱度制御のために行うのか、あるいは圧縮機吐出圧力Ｐｄの異常上昇抑制のために行うのかを決定している。
【００８９】
第３実施形態によると、デュアル運転時に判定値ｆ２＝０であるとき、すなわち、異常高圧時には図６のステップＳ９０に進み、後席側減圧弁１０の絞り開度を所定開度だけ増加することにより圧縮機吐出圧力Ｐｄの異常上昇を防止して、サイクル機器の損傷を未然に回避できる。
【００９０】
これに反し、判定値ｆ２＝１である正常時には、ステップＳ４０〜Ｓ８０により後席側蒸発器１１の出口冷媒の過熱度制御を行う。
【００９１】
一方、図７に示すシングル運転時においても、判定値ｆ２＝０である異常高圧時にはステップＳ１１０にて後席側減圧弁１０を所定開度で強制開弁することにより、圧縮機吐出圧力Ｐｄの異常上昇を防止できる。判定値ｆ２＝１である正常時にはステップＳ１００にて後席側減圧弁１０を閉弁状態に維持する。
【００９２】
なお、第３実施形態において、後席側減圧弁１０の開度制御による圧縮機吐出冷媒温度Ｔｄの制御（第１実施形態の制御）を加える場合は、圧縮機吐出圧力Ｐｄの制御の方を優先して実行する。これは、圧縮機吐出冷媒温度Ｔｄの異常上昇よりも圧縮機吐出圧力Ｐｄの異常上昇の方がサイクル機器の損傷への影響度が大きいことと、圧力変化の方が急激に変化しやすいからである。
（第４実施形態）
上記第１〜第３実施形態では、いずれも、後席側減圧機構として、絞り開度（弁体開度）を調整可能な電気式減圧弁１０を使用しているが、第４実施形態では、図８に示すように電磁弁１０ａと固定絞り１０ｂとを直列配置した後席側減圧機構１０を使用している。
【００９３】
電磁弁１０ａは空調用制御装置１４の制御信号によって固定絞り１０ｂの入口通路部を開閉する開閉弁であり、また、固定絞り１０ｂはキャピラリチューブ、オリフィス等の一定面積の絞り通路を構成するものである。固定絞り１０ｂを電磁弁１０ａの出口側または入口側通路部に一体形成するようにしてもよい。
【００９４】
なお、第４実施形態では固定絞り１０ｂにより後席側蒸発器１１への冷媒流量を調節することになり、後席側蒸発器１１の出口冷媒の過熱度制御を行わないから、後席側蒸発器１１の出口通路部の圧力センサ１２および温度センサ１３を廃止している。
【００９５】
電磁弁１０ａは基本的機能はデュアル運転とシングル運転の切替機能を果たすものであり、デュアル運転時には電磁弁１０ａが開弁して、後席側冷媒流路Ｂへの冷媒流れを許容する。一方、シングル運転時には電磁弁１０ａが閉弁して、後席側冷媒流路Ｂへの冷媒流れを遮断する。
【００９６】
しかし、シングル運転時に圧縮機吐出圧力Ｐｄが所定値ＰｄＯより高くなる異常高圧が発生した時、または圧縮機吐出冷媒温度Ｔｄが所定値ＴｄＯより高くなる異常高温が発生した時は、図３、図７のステップＳ１１０における「後席側減圧弁１０の所定開度での開弁」の代わりに、電磁弁１０ａを強制的に開弁する。
【００９７】
これにより、シングル運転時であっても電磁弁１０ａを強制的に開弁することにより、圧縮機吐出圧力Ｐｄの異常高圧および圧縮機吐出冷媒温度Ｔｄの異常高温を抑制できる。
【００９８】
なお、デュアル運転時には電磁弁１０ａが開弁状態（全開状態）に維持されるので、圧縮機吐出圧力Ｐｄおよび圧縮機吐出冷媒温度Ｔｄの異常上昇を抑制するための制御は実施できない。
【００９９】
（他の実施形態）
なお、第１〜第３実施形態では、冷凍サイクルのデュアル運転時およびシングル運転時の起動後の全期間にわたって、圧縮機吐出圧力Ｐｄおよび圧縮機吐出冷媒温度Ｔｄの少なくとも一方の判定を行って、圧縮機吐出圧力Ｐｄまたは圧縮機吐出冷媒温度Ｔｄの異常上昇を後席側減圧弁１０の開度制御により抑制しているが、圧縮機吐出圧力Ｐｄまたは圧縮機吐出冷媒温度Ｔｄの異常上昇は通常、冷房熱負荷の高い冷凍サイクル起動後の所定期間の間に発生する。
【０１００】
そこで、冷凍サイクル起動後の経過時間を計測して、冷凍サイクル起動後の所定時間以内のみにおいて、圧縮機吐出圧力Ｐｄまたは圧縮機吐出冷媒温度Ｔｄの異常上昇を抑制する制御を行うようにしてもよい。
【０１０１】
同様に、第４実施形態でも、シングル運転の起動後の所定時間以内のみにおいて、圧縮機吐出圧力Ｐｄまたは圧縮機吐出冷媒温度Ｔｄの異常上昇を抑制する制御を行うようにしてもよい。
【０１０２】
また、上記の各実施形態では、並列接続される２つの蒸発器５、１１のうち一方の蒸発器５を車室内前席側の空調用として用い、他方の蒸発器１１を車室内後席側の空調用として用いているが、例えば、一方の蒸発器５を車室内空調用として用い、他方の蒸発器１１を車室内に搭載される冷蔵庫の冷却用として用いてもよい。
【０１０３】
また、上記の実施形態では、前席側減圧弁４を機械的弁機構で構成しているが、前席側減圧弁４を後席側減圧弁１０と同様に電気的機構により絞り開度を調節する電気式の弁で構成してもよい。
【０１０４】
また、超臨界サイクルの冷媒として、ＣＯ２以外に、例えばエチレン、エタン、酸化窒素等の冷媒を用いてもよい。
【０１０５】
また、高圧圧力が冷媒の臨界圧力を超えない通常の冷凍サイクル（亜臨界サイクル）に対して本発明を適用してもよい。また、内部熱交換器３を持たない冷凍サイクルに対して本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明の第１実施形態を示す全体システム構成図である。
【図２】第１実施形態のデュアル運転時の作動制御を示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態のシングル運転時の作動制御を示すフローチャートである。
【図４】第２実施形態を示す全体システム構成図である。
【図５】第３実施形態を示す全体システム構成図である。
【図６】第３実施形態のデュアル運転時の作動制御を示すフローチャートである。
【図７】第３実施形態のシングル運転時の作動制御を示すフローチャートである。
【図８】第４実施形態を示す全体システム構成図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１…圧縮機、２…放熱器、３…内部熱交換器、４…前席側減圧弁（第１減圧手段）、
５…前席側蒸発器（第１蒸発器）、６…前席側空調ユニット、９…アキュムレータ、
１０…後席側減圧弁（第２減圧手段）、１１…後席側蒸発器（第２蒸発器）、
１４…制御装置、１５…後席側空調ユニット、１８…吐出冷媒温度センサ。
【図１】
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【図２】
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【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】
2006145170.tif 000009
【図８】
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