(57)【要約】【課題】室外熱交換器と蒸発器とが冷媒の流れにおいて互いに並列になる車両用空調装置において、室外熱交換器に冷凍機油が寝込んでしまうことを抑制する。【解決手段】室外熱交換器２０と蒸発器２３とが冷媒の流れにおいて互いに直列になる直列除湿暖房モードと、室外熱交換器２０と蒸発器２３とが冷媒の流れにおいて互いに並列になる並列除湿暖房モードとを切り替える切替部２５ａ、２８ａと、並列除湿暖房モード時において室外熱交換器２０から圧縮機１１への冷凍機油の戻りが不十分であると判定した場合、直列除湿暖房モードに切り替わるように切替部２５ａ、２８ａを制御する制御部４０とを備える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍機油が混入された冷媒を吸入して圧縮し、吐出する圧縮機（１１）と、
前記圧縮機から吐出された前記冷媒を車室内へ送風される空気と熱交換させて前記空気を加熱する放熱器（１２）と、
前記放熱器から流出した前記冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（２０）と、
前記室外熱交換器から流出した前記冷媒と前記放熱器に流入する前記空気とを熱交換させて前記冷媒を蒸発させる蒸発器（２３）と、
前記放熱器から流出した前記冷媒を減圧させる第１減圧部（１３ａ）と、
前記室外熱交換器から流出した前記冷媒を減圧させる第２減圧部（２２ａ）と、
前記室外熱交換器と前記蒸発器とが前記冷媒の流れにおいて互いに直列になる直列除湿暖房モードと、前記室外熱交換器と前記蒸発器とが前記冷媒の流れにおいて互いに並列になる並列除湿暖房モードとを切り替える切替部（２５ａ、２８ａ）と、
前記並列除湿暖房モード時において前記室外熱交換器から前記圧縮機への前記冷凍機油の戻りが不十分であると判定した場合、前記直列除湿暖房モードに切り替わるように前記切替部を制御する制御部（４０）とを備える車両用空調装置。
【請求項２】
冷凍機油が混入された冷媒を吸入して圧縮し、吐出する圧縮機（１１）と、
前記圧縮機から吐出された前記冷媒を車室内へ送風される空気と熱交換させて前記空気を加熱する放熱器（１２）と、
前記放熱器から流出した前記冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（２０）と、
前記室外熱交換器から流出した前記冷媒と前記放熱器に流入する前記空気とを熱交換させて前記冷媒を蒸発させる蒸発器（２３）と、
前記放熱器から流出した前記冷媒を減圧させる第１減圧部（１３ａ）と、
前記室外熱交換器から流出した前記冷媒を減圧させる第２減圧部（２２ａ）と、
前記第１減圧部の開度を制御する制御部（４０）とを備え、
前記室外熱交換器および前記蒸発器は、前記冷媒の流れにおいて互いに並列になっており、
前記制御部は、前記室外熱交換器から前記圧縮機への前記冷凍機油の戻りが不十分であると判定した場合、前記第１減圧部の開度を増加させる車両用空調装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記第１減圧部の開度を制御し、
前記並列除湿暖房モード時において前記室外熱交換器から前記圧縮機への前記冷凍機油の戻りが不十分であると判定した場合、外気温度が所定温度を上回っていれば前記直列除湿暖房モードに切り替わるように前記切替部を制御し、前記外気温度が前記所定温度を下回っていれば前記並列除湿暖房モードを維持したままで前記第１減圧部の開度を増加させる請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記並列除湿暖房モードを開始してから所定時間が経過した場合、前記室外熱交換器から前記圧縮機への前記冷凍機油の戻りが不十分であると判定する請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
【請求項５】
前記制御部は、外気温度が低いほど前記所定時間を長くする請求項４に記載の車両用空調装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記室外熱交換器から前記圧縮機への前記冷凍機油の戻りが不十分であると判定し且つ前記第１減圧部の開度を増加させている場合、前記第１減圧部の開度を定期的に通常の開度に戻す請求項２または３に記載の車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、除湿暖房モードを備える車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１には、圧縮機、室内凝縮器、第１膨張弁、室外熱交換器、第２膨張弁および室内蒸発器等を備える冷凍サイクル装置が記載されている。
【０００３】
この従来技術では、車両用空調装置の運転環境に応じて、第１除湿暖房モードと第２除湿暖房モードとを適切に切り替えることができる。
【０００４】
第１除湿暖房モードでは、冷媒流れに対して室外熱交換器と室内蒸発器とが直列に接続される。具体的には、第１除湿暖房モードでは、圧縮機から吐出された高圧冷媒が室内凝縮器へ流入し、室内凝縮器に流入した冷媒は、車室内へ送風される空気と熱交換して放熱する。これにより、車室内へ送風される空気が加熱される。
【０００５】
室内凝縮器から流出した冷媒は、第１膨張弁にて低圧冷媒となるまで減圧膨脹される。第１膨張弁にて減圧膨張された低圧冷媒は、室外熱交換器へ流入し、外気と熱交換して吸熱する。室外熱交換器から流出した冷媒は、室内蒸発器へ流入し、車室内へ送風される空気と熱交換して吸熱する。これにより、車室内へ送風される空気が除湿される。室内蒸発器で除湿された空気は室内凝縮器に流入して加熱される。これにより、車室内が除湿暖房される。室内蒸発器から流出した冷媒は、圧縮機に吸入されて再び圧縮される。
【０００６】
一方、第２除湿暖房モードでは、圧縮機から吐出された高圧冷媒が室内凝縮器へ流入し、室内凝縮器に流入した冷媒は、車室内へ送風される空気と熱交換して放熱する。これにより、車室内へ送風される空気が加熱される。
【０００７】
室内凝縮器から流出した冷媒は、第１膨張弁に流入する冷媒流れと、第２膨張弁に流入する冷媒流れとに分岐される。第１膨張弁に流入した冷媒は、低圧冷媒となるまで減圧膨脹される。第１膨張弁にて減圧膨張された低圧冷媒は、室外熱交換器へ流入し、外気と熱交換して吸熱する。
【０００８】
第２膨張弁に流入した冷媒は、低圧冷媒となるまで減圧膨脹される。第２膨張弁にて減圧膨張された低圧冷媒は、室内蒸発器へ流入し、車室内へ送風される空気と熱交換して吸熱する。これにより、車室内へ送風される空気が除湿される。室内蒸発器で除湿された空気は室内凝縮器に流入して加熱される。これにより、車室内が除湿暖房される。室外熱交換器から流出した冷媒および室内蒸発器から流出した冷媒は、圧縮機に吸入されて再び圧縮される。
【０００９】
第２除湿暖房モード時には、第１除湿暖房モード時と異なり、冷媒流れに対して室外熱交換器と室内蒸発器とが並列接続される冷媒流路となるので、室外熱交換器における冷媒の飽和温度（換言すれば蒸発温度）を、室内蒸発器における冷媒の飽和温度（換言すれば蒸発温度）よりも低下させることができる。したがって、第２除湿暖房モード時には、第１除湿暖房モードよりも空気の加熱能力を増加させることができる。
【００１０】
冷媒には圧縮機を潤滑するための冷凍機油が混入されており、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【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】
【００１２】
上記従来技術では、第２除湿暖房モードでは室外熱交換器と室内蒸発器とが冷媒流れに対して互いに並列に接続される。また、第２除湿暖房モードでは、室内蒸発器の温度を目標温度まで下げるために第１膨張弁の開度を極力小さく絞ることがある。
【００１３】
そのため、第２除湿暖房モードでは、室外熱交換器を流れる冷媒の流量が減少するので、冷凍機油が室外熱交換器から流出せずに室外熱交換器に溜まってしまい、圧縮機の潤滑性が悪化しやすくなるという問題がある。
【００１４】
本発明は上記点に鑑みて、室外熱交換器と蒸発器とが冷媒の流れにおいて互いに並列になる車両用空調装置において、室外熱交換器に冷凍機油が溜まること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】
【００１５】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の車両用空調装置では、
冷凍機油が混入された冷媒を吸入して圧縮し、吐出する圧縮機（１１）と、
圧縮機（１１）から吐出された冷媒を車室内へ送風される空気と熱交換させて空気を加熱する放熱器（１２）と、
放熱器（１２）から流出した冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（２０）と、
室外熱交換器（２０）から流出した冷媒と放熱器（１２）に流入する空気とを熱交換させて冷媒を蒸発させる蒸発器（２３）と、
放熱器（１２）から流出した冷媒を減圧させる第１減圧部（１３ａ）と、
室外熱交換器（２０）から流出した冷媒を減圧させる第２減圧部（２２ａ）と、
室外熱交換器（２０）と蒸発器（２３）とが冷媒の流れにおいて互いに直列になる直列除湿暖房モードと、室外熱交換器（２０）と蒸発器（２３）とが冷媒の流れにおいて互いに並列になる並列除湿暖房モードとを切り替える切替部（２５ａ、２８ａ）と、
並列除湿暖房モード時において室外熱交換器（２０）から圧縮機（１１）への冷凍機油の戻りが不十分であると判定した場合、直列除湿暖房モードに切り替わるように切替部（２５ａ、２８ａ）を制御する制御部（４０）とを備える。
【００１６】
これによると、並列除湿暖房モードから直列除湿暖房モードに切り替わることによって、室外熱交換器（２０）を流れる冷媒の流量が増加するので、室外熱交換器（２０）の冷凍機油が圧縮機（１１）へ戻りやすくなる。そのため、室外熱交換器（２０）に冷凍機油が溜まることを抑制できる。
【００１７】
上記目的を達成するため、請求項２に記載の車両用空調装置では、
冷凍機油が混入された冷媒を吸入して圧縮し、吐出する圧縮機（１１）と、
圧縮機（１１）から吐出された冷媒を車室内へ送風される空気と熱交換させて空気を加熱する放熱器（１２）と、
放熱器（１２）から流出した冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（２０）と、
室外熱交換器（２０）から流出した冷媒と放熱器（１２）に流入する空気とを熱交換させて冷媒を蒸発させる蒸発器（２３）と、
放熱器（１２）から流出した冷媒を減圧させる第１減圧部（１３ａ）と、
室外熱交換器（２０）から流出した冷媒を減圧させる第２減圧部（２２ａ）と、
第１減圧部（１３ａ）の開度を制御する制御部（４０）とを備え、
室外熱交換器（２０）および蒸発器（２３）は、冷媒の流れにおいて互いに並列になっており、
制御部（４０）は、室外熱交換器（２０）から圧縮機（１１）への冷凍機油の戻りが不十分であると判定した場合、第１減圧部（１３ａ）の開度を増加させる。
【００１８】
これによると、第１減圧部（１３ａ）の開度を増加させることによって、室外熱交換器（２０）を流れる冷媒の流量が増加するので、室外熱交換器（２０）から圧縮機（１１）へ冷凍機油を戻しやすくすることができる。そのため、室外熱交換器（２０）に冷凍機油が溜まることを抑制できる。
【００１９】
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】
【００２０】
【図１】一実施形態におけるヒートポンプサイクルの冷房モード時および直列除湿暖房モード時の冷媒回路を示す全体構成図である。
【図２】一実施形態におけるヒートポンプサイクルの並列除湿暖房モード時の冷媒回路を示す全体構成図である。
【図３】一実施形態におけるヒートポンプサイクルの暖房モード時の冷媒回路を示す全体構成図である。
【図４】一実施形態におけるヒートポンプサイクルにおける直列除湿暖房モード時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。
【図５】一実施形態に係るヒートポンプサイクルにおける並列除湿暖房モード時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。
【図６】一実施形態におけるヒートポンプサイクルの制御処理を示すフローチャートである。
【図７】一実施形態におけるヒートポンプサイクルの制御処理に用いられる制御特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、実施形態について図に基づいて説明する。本実施形態では、ヒートポンプサイクル１０を、エンジン（換言すれば内燃機関）および走行用電動モータから走行用の駆動力を得るハイブリッド車両の車両用空調装置１に適用している。ヒートポンプサイクル１０は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルである。
【００２２】
ヒートポンプサイクル１０は、車両用空調装置１において、車室内へ送風される空気を冷却あるいは加熱する機能を果たす。従って、本実施形態の空調対象空間は車室内の空間であり、本実施形態の熱交換対象流体は車室内へ送風される空気である。
【００２３】
ヒートポンプサイクル１０は、図１に示す冷房モード、図１に示す直列除湿暖房モード、図２に示す並列除湿暖房モード、あるいは図３に示す暖房モードの冷媒回路を切替可能に構成されている。図１〜図３では、それぞれの運転モードにおける冷媒の流れを実線矢印で示している。
【００２４】
冷房モードは、車室内へ送風される空気を冷却して車室内を冷房する冷却運転モードである。直列除湿暖房モードおよび並列除湿暖房モードは、車室内へ送風される空気を除湿した後に加熱して車室内を除湿暖房する除湿暖房運転モードである。暖房モードは、車室内へ送風される空気を加熱して車室内を暖房する加熱運転モードである。
【００２５】
ヒートポンプサイクル１０では、冷媒としてＨＦＣ系冷媒（具体的には、Ｒ１３４ａ）を採用しており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない蒸気圧縮式の亜臨界冷凍サイクルを構成している。冷媒としてＨＦＯ系冷媒（例えば、Ｒ１２３４ｙｆ）等を採用してもよい。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おり、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。
【００２６】
ヒートポンプサイクル１０の圧縮機１１は、冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。圧縮機１１は、車両のボンネット内に配置されている。圧縮機１１は、その外殻を形成するハウジングの内部に圧縮機構および電動モータを収容して構成された電動圧縮機である。
【００２７】
圧縮機１１のハウジングには、ハウジングの外部から圧縮機構へ低圧冷媒を吸入させる吸入ポート１１ａ、および圧縮機構から吐出された高圧冷媒をハウジングの外部へ吐出させる吐出ポート１１ｃが設けられている。圧縮機構は、スクロール型圧縮機構、ベーン型圧縮機構、ローリングピストン型圧縮機構等の各種形式のものを採用することができる。
【００２８】
圧縮機１１の電動モータの回転数は、制御装置４０から出力される制御信号によって制御される。電動モータとして、交流モータ、直流モータのいずれの形式を採用してもよい。電動モータの回転数制御によって、圧縮機１１の冷媒吐出能力が変更される。従って、電動モータは、圧縮機１１の吐出能力変更部である。
【００２９】
圧縮機１１の吐出ポート１１ｃには、室内凝縮器１２の冷媒入口側が接続されている。室内凝縮器１２は、車両用空調装置１の室内空調ユニット３０の空調ケース３１内に配置され、圧縮機１１の高段側圧縮機構から吐出された高温高圧冷媒を放熱させる放熱器（換言すれば、高圧側熱交換器）として機能し、室内蒸発器２３を通過した空気を加熱する空気加熱用熱交換器である。
【００３０】
室内凝縮器１２の出口側には高圧冷媒通路１３が接続されている。高圧冷媒通路１３は、室内凝縮器１２から流出した冷媒を室外熱交換器２０へ導く冷媒通路である。高圧冷媒通路１３には高段側膨張弁１３ａが配置されている。高段側膨張弁１３ａは、室内凝縮器１２から流出した高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧させる高段側減圧部である。高段側膨張弁１３ａは第１減圧部である。
【００３１】
高段側膨張弁１３ａは、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体の絞り開度を変化させるステッピングモータからな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。
【００３２】
高段側膨張弁１３ａは、絞り開度を全開にして冷媒減圧作用を発揮させないようにすることもできる。高段側膨張弁１３ａの作動は、制御装置４０から出力される制御信号によって制御される。
【００３３】
高段側膨張弁１３ａの出口側には、室外熱交換器２０の冷媒入口側が接続されている。室外熱交換器２０は、車両のボンネット内に配置されて、内部を流通する冷媒と送風ファン２１から送風された外気とを熱交換させるものである。この室外熱交換器２０は、少なくとも暖房モード時には、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる蒸発器として機能し、冷房モード時等には、高圧冷媒を放熱させる放熱器として機能する熱交換器である。
【００３４】
室外熱交換器２０の冷媒出口側には、冷房用冷媒通路２２が接続されている。冷房用冷媒通路２２は、室外熱交換器２０から流出した冷媒をアキュムレータ２４を介して圧縮機１１の吸入側へ導く冷媒通路である。
【００３５】
冷房用冷媒通路２２には冷房用膨張弁２２ａが配置されている。冷房用膨張弁２２ａは、冷房運転モード時等に室外熱交換器２０から流出し、室内蒸発器２３へ流入する冷媒を減圧させるものである。この冷房用膨張弁２２ａの基本的構成は、高段側膨張弁１３ａと同様であり、制御装置４０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。冷房用膨張弁２２ａは第２減圧部である。
【００３６】
冷房用膨張弁２２ａの出口側には、室内蒸発器２３の冷媒入口側が接続されている。室内蒸発器２３は、室内空調ユニット３０の空調ケース３１内のうち、室内凝縮器１２の空気流れ上流側に配置され、冷房運転モードおよび除湿暖房運転モード等にその内部を流通する冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させることにより車室内へ送風される空気を冷却する蒸発器（換言すれば空気冷却用熱交換器）として機能する熱交換器である。
【００３７】
室内蒸発器２３の出口側には、アキュムレータ２４の入口側が接続されている。アキュムレータ２４は、その内部に流入した冷媒の気液を分離して余剰冷媒を蓄える低圧側気液分離器である。アキュムレータ２４の気相冷媒出口には、圧縮機１１の吸入ポート１１ａが接続されている。従って、室内蒸発器２３は、圧縮機１１の吸入ポート１１ａ側へ冷媒を流出させるように接続されている。
【００３８】
室外熱交換器２０の冷媒出口側には、低圧側迂回通路２５も接続されている。低圧側迂回通路２５は、室外熱交換器２０から流出した冷媒を冷房用膨張弁２２ａおよび室内蒸発器２３を迂回させてアキュムレータ２４の入口側へ導く冷媒通路である。低圧側迂回通路２５には、低圧側開閉弁２５ａが配置されている。
【００３９】
低圧側開閉弁２５ａは、低圧側迂回通路２５を開閉する電磁弁であり、制御装置４０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。
【００４０】
冷媒が低圧側開閉弁２５ａを通過する際に生じる圧力損失は、冷房用膨張弁２２ａを通過する際に生じる圧力損失に対して極めて小さい。従って、室外熱交換器２０から流出した冷媒は、低圧側開閉弁２５ａが開いている場合には低圧側迂回通路２５を介してアキュムレータ２４へ流入する。この際、冷房用膨張弁２２ａの絞り開度を全閉としてもよい。
【００４１】
室外熱交換器２０から流出した冷媒は、低圧側開閉弁２５ａが閉じている場合には冷房用膨張弁２２ａを介して室内蒸発器２３へ流入する。これにより、低圧側開閉弁２５ａは、ヒートポンプサイクル１０の冷媒流路を切り替えることができる。従って、低圧側開閉弁２５ａは、サイクルを循環する冷媒の冷媒流路を切り替える冷媒流路切替部を構成している。
【００４２】
室内蒸発器２３の出口側かつアキュムレータ２４の入口側には定圧弁２７が配置されている。定圧弁２７は、室内蒸発器２３の出口側における冷媒の圧力を所定圧力に維持する定圧調整部である。
【００４３】
高圧側迂回通路２８は、室内凝縮器１２から流出した冷媒を、高段側膨張弁１３ａおよび室外熱交換器２０を迂回させて冷房用膨張弁２２ａの入口側へ導く冷媒通路である。
【００４４】
高圧側迂回通路２８には、高圧側開閉弁２８ａが配置されている。高圧側開閉弁２８ａは、高圧側迂回通路２８を開閉する電磁弁である。高圧側開閉弁２８ａの作動は、制御装置４０から出力される制御信号によって制御される。
【００４５】
高圧側開閉弁２８ａは、高圧側迂回通路２８を開閉することによって、サイクル構成（換言すれば冷媒流路）を切り替える機能を果たす。従って、高圧側開閉弁２８ａは、サイクルを循環する冷媒の冷媒流路を切り替える冷媒流路切替部を構成している。
【００４６】
室外熱交換器２０の出口側には逆止弁２９が配置されている。逆止弁２９は、室外熱交換器２０の出口側から冷房用膨張弁２２ａの入口側への冷媒の流れを許容し、冷房用膨張弁２２ａの入口側から室外熱交換器２０の出口側への冷媒の流れを禁止する逆流防止部である。逆止弁２９は、高圧側迂回通路２８を流れた冷媒が室外熱交換器２０側へ逆流することを防止する。
【００４７】
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、車室内最前部の計器盤の内側に配置されている。室内空調ユニット３０は、空調ケース３１を有している。空調ケース３１は、室内空調ユニット３０の外殻を形成している。空調ケース３１の内部には、車室内に送風される空気の空気通路が形成されている。空調ケース３１内の空気通路には、送風機３２、室内凝縮器１２、室内蒸発器２３等が収容されている。
【００４８】
空調ケース３１の空気流れ最上流側には、内気と外気とを切替導入する内外気切替装置３３が配置されている。内外気切替装置３３は、空調ケース３１内に内気を導入させる内気導入口と、空調ケース３１内に外気を導入させる外気導入口とを有している。内外気切替装置３３は、内気導入口の開口面積および外気導入口の開口面積を内外気切替ドアによって連続的に調整して、内気の風量と外気の風量との風量割合を連続的に変化させる内外気割合調整部である。
【００４９】
内外気切替装置３３の空気流れ下流側には、内外気切替装置３３を介して吸入した空気を車室内へ向けて送風する送風機３２が配置されている。この送風機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って、制御装置４０から出力される制御電圧によって回転数（換言すれば送風量）が制御される。
【００５０】
送風機３２の空気流れ下流側には、室内蒸発器２３および室内凝縮器１２が、車室内へ送風される空気の流れに対して、室内蒸発器２３→室内凝縮器１２の順に配置されている。換言すると、室内蒸発器２３は、室内凝縮器１２に対して、空気流れ上流側に配置されている。
【００５１】
室内蒸発器２３と室内凝縮器１２との間には、図示しないヒータコアが配置されている。ヒータコアは、エンジン冷却水と室内蒸発器２３通過後の空気とを熱交換させることによって、空気を補助的に加熱する補助加熱用熱交換器である。
【００５２】
空調ケース３１内には、室内蒸発器２３通過後の空気を、ヒータコアおよび室内凝縮器１２を迂回して流すバイパス通路３５が設けられており、室内蒸発器２３の空気流れ下流側であって、かつ、ヒータコアおよび室内凝縮器１２の空気流れ上流側には、エアミックスドア３４が配置されている。
【００５３】
エアミックスドア３４は、室内蒸発器２３通過後の空気のうち、ヒータコアおよび室内凝縮器１２側を通過する空気の風量とバイパス通路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、室内凝縮器１２へ流入する空気の流量（換言すれば風量）を調整する流量調整部であり、室内凝縮器１２の熱交換能力を調整する機能を果たす。
【００５４】
室内凝縮器１２およびバイパス通路３５の空気流れ下流側には、室内凝縮器１２にて冷媒と熱交換して加熱された空気とバイパス通路３５を通過して加熱されていない空気とが合流する合流空間３６が設けられている。
【００５５】
空調ケース３１の空気流れ最下流部には、合流空間３６にて合流した空気を、冷却対象空間である車室内へ吹き出す開口穴が配置されている。具体的には、この開口穴としては、車両前面窓ガラス内側面に向けて空調風を吹き出すデフロスタ開口穴３７ａ、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すフェイス開口穴３７ｂ、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すフット開口穴３７ｃが設けられている。
【００５６】
従って、エアミックスドア３４が、室内凝縮器１２を通過させる風量とバイパス通路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、合流空間３６内の空気の温度が調整される。なお、エアミックスドア３４は、制御装置４０から出力される制御信号によって作動が制御される図示しないサーボモータによって駆動される。
【００５７】
デフロスタ開口穴３７ａ、フェイス開口穴３７ｂおよびフット開口穴３７ｃの空気流れ上流側には、それぞれ、デフロスタ開口穴３７ａの開口面積を調整するデフロスタドア３８ａ、フェイス開口穴３７ｂの開口面積を調整するフェイスドア３８ｂ、フット開口穴３７ｃの開口面積を調整するフットドア３８ｃが配置されている。
【００５８】
これらのデフロスタドア３８ａ、フェイスドア３８ｂおよびフットドア３８ｃは、各開口穴３７ａ〜３７ｃを開閉して、吹出口モードを切り替える吹出口モード切替部を構成するものであって、リンク機構等を介して、制御装置４０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図示しないサーボモータによって駆動される。
【００５９】
デフロスタ開口穴３７ａ、フェイス開口穴３７ｂおよびフット開口穴３７ｃの空気流れ下流側は、それぞれ空気通路を形成するダクトを介して、車室内に設けられたフェイス吹出口、フット吹出口およびデフロスタ吹出口に接続されている。
【００６０】
吹出口モードとしては、フェイス開口穴３７ｂを全開してフェイス吹出口から車室内乗員の上半身に向けて空気を吹き出すフェイスモード、フェイス開口穴３７ｂとフット開口穴３７ｃの両方を開口して車室内乗員の上半身と足元とに向けて空気を吹き出すバイレベルモード、フット開口穴３７ｃを全開するとともにデフロスタ開口穴３７ａを小開度だけ開口して主にフット吹出口から空気を吹き出すフットモード等がある。
【００６１】
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４０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、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、出力側に接続された各種空調制御機器（具体的には、圧縮機１１、高段側膨張弁１３ａ、送風ファン２１、冷房用膨張弁２２ａ、低圧側開閉弁２５ａ、高圧側開閉弁２８ａ、送風機３２等）の作動を制御する。
【００６２】
制御装置４０の入力側には、種々の空調制御用のセンサ群４１が接続されている。センサ群４１は例えば、内気センサ、外気センサ、日射センサ、蒸発器温度センサ、吐出圧センサ、凝縮器温度センサ、吸入圧センサ等である。
【００６３】
内気センサは、車室内温度を検出する。外気センサは、外気温を検出する。日射センサは、車室内の日射量を検出する。蒸発器温度センサは、室内蒸発器２３からの吹出空気温度（換言すれば蒸発器温度）を検出する。吐出圧センサは、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒圧力を検出する。凝縮器温度センサは、室内凝縮器１２から流出した冷媒の温度を検出する。吸入圧センサは、圧縮機１１へ吸入される吸入冷媒圧力を検出する。
【００６４】
制御装置４０の入力側には、図示しない操作パネルが接続され、この操作パネルに設けられた各種空調操作スイッチからの操作信号が入力される。操作パネルは、車室内前部の計器盤付近に配置されている。操作パネルに設けられた各種空調操作スイッチは、車両用空調装置１の作動スイッチ、車室内温度を設定する車室内温度設定スイッチ、冷房運転モード、除湿暖房運転モードおよび暖房運転モードを選択するモード選択スイッチ等である。
【００６５】
制御装置４０は、その出力側に接続された各種空調制御機器の作動を制御する制御部が一体に構成されたものである。制御装置４０のうち、それぞれの制御対象機器の作動を制御する構成（具体的にはハードウェアおよびソフトウェア）は、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。
【００６６】
例えば、制御装置４０のうち、圧縮機１１の電動モータの作動を制御する構成（具体的にはハードウェアおよびソフトウェア）は吐出能力制御部を構成している。例えば、制御装置４０のうち、低圧側開閉弁２５ａおよび高圧側開閉弁２８ａの作動を制御する構成（具体的にはハードウェアおよびソフトウェア）は冷媒回路制御部を構成している。もちろん、吐出能力制御部、冷媒回路制御部等を制御装置４０に対して別体の制御装置として構成してもよい。
【００６７】
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、車室内を冷房する冷房モードと、車室内を除湿しながら暖房する直列除湿暖房モードおよび並列除湿暖房モードと、車室内を暖房する暖房モードとに切り替えることができる。
【００６８】
これら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。この空調制御プログラムは、操作パネルのオートスイッチが投入（換言すればＯＮ）された際に実行される。
【００６９】
空調制御プログラムのメインルーチンでは、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。
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ａｓ＋Ｃ…（Ｆ１）
ここで、Ｔｓｅｔは温度設定スイッチによって設定された車室内設定温度、Ｔｒは内気センサによって検出された車室内温度（換言すれば内気温）、Ｔａｍは外気センサによって検出された外気温、Ａｓは日射センサによって検出された日射量である。Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓは制御ゲインであり、Ｃは補正用の定数である。
【００７０】
操作パネルの冷房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、冷房モードでの運転を実行する。また、操作パネルの冷房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、直列除湿暖房モードでの運転を実行する。
【００７１】
操作パネルの冷房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、並列除湿暖房モードでの運転を実行する。冷房スイッチが投入されていない場合には、暖房モードでの運転を実行する。
【００７２】
この空調制御プログラムにより、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することができる。
【００７３】
（ａ）冷房モード
冷房モードでは、制御装置４０が、高段側膨張弁１３ａを全開状態とし、冷房用膨張弁２２ａを、減圧作用を発揮する絞り状態とし、低圧側開閉弁２５ａを閉弁状態とし、高圧側開閉弁２８ａを閉弁状態とする。
【００７４】
これにより、図１に示すように、冷房モードでは、圧縮機１１→室外熱交換器２０→冷房用膨張弁２２ａ→室内蒸発器２３→定圧弁２７→アキュムレータ２４→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。
【００７５】
このサイクル構成で、制御装置４０は、室内蒸発器２３から吹き出される空気が目標蒸発器温度ＴＥＯとなるように、圧縮機１１の作動を制御する。目標蒸発器温度ＴＥＯは、目標吹出温度ＴＡＯの低下に伴って低下するように決定される。目標蒸発器温度ＴＥＯは、室内蒸発器２３の着霜を抑制可能な範囲で決定される。
【００７６】
制御装置４０は、冷房用膨張弁２２ａへ流入する冷媒の圧力に基づいて、サイクルのＣＯＰが極大値に近づくように冷房用膨張弁２２ａの作動を制御する。制御装置４０は、室内凝縮器１２側の通風路が全閉となるようにエアミックスドア３４を変位させる。
【００７７】
冷房モードの冷凍サイクル装置では、室外熱交換器２０を放熱器として機能させ、室内蒸発器２３を蒸発器として機能させる。そして、室内蒸発器２３にて冷媒が蒸発する際に空気から吸熱した熱を室外熱交換器２０にて外気に放熱する。これにより、空気を冷却することができる。
【００７８】
従って、冷房モードでは、室内蒸発器２３にて冷却された空気を車室内に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。
【００７９】
（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４０が、高段側膨張弁１３ａを減圧作用を発揮する絞り状態とし、冷房用膨張弁２２ａを減圧作用を発揮する絞り状態とし、低圧側開閉弁２５ａを閉弁状態とし、高圧側開閉弁２８ａを閉弁状態とする。
【００８０】
これにより、図１に示すように、直列除湿暖房モードでは、圧縮機１１→室内凝縮器１２→高段側膨張弁１３ａ→室外熱交換器２０→冷房用膨張弁２２ａ→室内蒸発器２３→定圧弁２７→アキュムレータ２４→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２０と室内蒸発器２３が冷媒流れに対して直列的に接続される冷凍サイクルが構成される。
【００８１】
このサイクル構成で、制御装置４０は、冷房モードと同様に圧縮機１１の作動を制御する。制御装置４０は、室内凝縮器１２から吹き出される空気が目標凝縮器温度ＴＡＶＯとなるように、高段側膨張弁１３ａおよび冷房用膨張弁２２ａの作動を制御する。目標凝縮器温度ＴＡＶＯは、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って上昇するように決定される。
【００８２】
この際、制御装置４０は、目標凝縮器温度ＴＡＶＯの上昇に伴って、高段側膨張弁１３ａの絞り開度を減少させ、冷房用膨張弁２２ａの絞り開度を増加させる。制御装置４０は、室内凝縮器１２側の通風路が全開となるようにエアミックスドア３４を変位させる。
【００８３】
したがって、直列除湿暖房モードでは、サイクルを循環する冷媒の状態については、図４のモリエル線図に示すように変化する。
【００８４】
すなわち、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒（図４のａ１点）は、室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器２３にて冷却されて除湿された空気と熱交換して放熱する（図４のａ１点→ａ２点）。これにより、車室内へ送風される空気が加熱される。
【００８５】
室内凝縮器１２から流出した冷媒は高段側膨張弁１３ａに流入し、中間圧冷媒となるまで減圧される（図４のａ２点→ａ３点）。そして、高段側膨張弁１３ａにて減圧された中間圧冷媒は、室外熱交換器２０に流入して外気へ放熱する（図４のａ３点→ａ４点）。
【００８６】
室外熱交換器２０から流出した冷媒は、冷房用膨張弁２２ａへ流入して、冷房用膨張弁２２ａにて低圧冷媒となるまで減圧膨張される（図４のａ４点→ａ５点）。冷房用膨張弁２２ａにて減圧された低圧冷媒は、室内蒸発器２３に流入し、空気から吸熱して蒸発する（図４のａ５点→ａ６点）。これにより、車室内へ送風される空気が冷却される。そして、室内蒸発器２３から流出した冷媒は、定圧弁２７→アキュムレータ２４→圧縮機１１の吸入側へと流れて再び圧縮機１１にて圧縮される（図４のａ６点→ａ７点→ａ１点）。
【００８７】
直列除湿暖房モードでは、室内凝縮器１２を放熱器として機能させ、室内蒸発器２３を蒸発器として機能させる。さらに、室外熱交換器２０における冷媒の飽和温度が外気よりも高い場合には、室外熱交換器２０を放熱器として機能させ、室外熱交換器２０における冷媒の飽和温度が外気よりも低い場合には、室外熱交換器２０を蒸発器として機能させる。
【００８８】
このため、室外熱交換器２０における冷媒の飽和温度が外気よりも高い場合には、目標凝縮器温度ＴＡＶＯの上昇に伴って室外熱交換器２０の冷媒の飽和温度を低下させて、室外熱交換器２０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、室内凝縮器１２における冷媒の放熱量を増加させて加熱能力を向上させることができる。
【００８９】
室外熱交換器２０における冷媒の飽和温度が外気よりも低い場合には、目標凝縮器温度ＴＡＶＯの上昇に伴って室外熱交換器２０の冷媒の飽和温度を低下させて、室外熱交換器２０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、室内凝縮器１２における冷媒の放熱量を増加させて加熱能力を向上させることができる。
【００９０】
従って、直列除湿暖房モードでは、室内蒸発器２３にて冷却されて除湿された空気を、室内凝縮器１２にて再加熱して車室内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、高段側膨張弁１３ａおよび冷房用膨張弁２２ａの絞り開度を調整することによって、室内凝縮器１２における空気の加熱能力を調整することができる。
【００９１】
（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４０が、高段側膨張弁１３ａを減圧作用を発揮する絞り状態とし、冷房用膨張弁２２ａを減圧作用を発揮する絞り状態とし、低圧側開閉弁２５ａを全開状態とし、高圧側開閉弁２８ａを全開状態とする。
【００９２】
これにより、図２に示すように、並列除湿暖房モードでは、圧縮機１１→室内凝縮器１２→高段側膨張弁１３ａ→室外熱交換器２０→アキュムレータ２４→圧縮機１１の順に冷媒が循環するとともに、圧縮機１１→室内凝縮器１２→冷房用膨張弁２２ａ→室内蒸発器２３→定圧弁２７→アキュムレータ２４→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２０と室内蒸発器２３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。
【００９３】
このサイクル構成で、制御装置４０は、室内凝縮器１２から吹き出される空気が目標凝縮器温度ＴＡＶＯとなるように圧縮機１１の作動を制御する。また、制御装置４０は、高段側膨張弁１３ａへ流入する冷媒の圧力に基づいて、サイクルのＣＯＰが極大値に近づくように高段側膨張弁１３ａおよび冷房用膨張弁２２ａの作動を制御する。この際、制御装置４０は、目標凝縮器温度ＴＡＶＯの上昇に伴って、高段側膨張弁１３ａの絞り開度を減少させ、冷房用膨張弁２２ａの絞り開度を増加させる。制御装置４０は、室内凝縮器１２側の通風路が全開となるようにエアミックスドア３４を変位させる。
【００９４】
したがって、並列除湿暖房モードでは、サイクルを循環する冷媒の状態については、図５のモリエル線図に示すように変化する。
【００９５】
すなわち、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒（図５のｂ１点）は、室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器２３にて冷却されて除湿された空気と熱交換して放熱する（図５のｂ１点→ｂ２点）。これにより、車室内へ送風される空気が加熱される。室内凝縮器１２から流出した冷媒の流れは、高段側膨張弁１３ａへ流入する流れと、冷房用膨張弁２２ａへ流入する流れに分流される。
【００９６】
高段側膨張弁１３ａへ流入した冷媒は低圧冷媒となるまで減圧されて室外熱交換器２０へ流入する（図５のｂ２点→ｂ３点）。室外熱交換器２０へ流入した冷媒は、送風ファンから送風された外気から吸熱する（図５のｂ３点→ｂ４点）。
【００９７】
一方、冷房用膨張弁２２ａへ流入した冷媒は低圧冷媒となるまで減圧されて室内蒸発器２３へ流入する（図５のｂ２点→ｂ５点）。室内蒸発器２３へ流入した冷媒は、空気から吸熱して蒸発する（図５のｂ５点→ｂ６点）。これにより、車室内へ送風される空気が冷却される。
【００９８】
室内蒸発器２３へ流入した冷媒は定圧弁２７に流入する。これにより、室内蒸発器２３における冷媒の圧力は、定圧弁２７によって所定圧力に調整される（図５のｂ７点→ｂ８点）。室外熱交換器２０から流出した冷媒および定圧弁２７から流出した冷媒は、アキュムレータ２４の入口側で合流し（図５のｂ４点→ｂ８点、ｂ７点→ｂ８点）、アキュムレータ２４→圧縮機１１の吸入側へと流れて再び圧縮機１１にて圧縮される。
【００９９】
並列除湿暖房モードでは、室内凝縮器１２を放熱器として機能させ、室外熱交換器２０および室内蒸発器２３を蒸発器として機能させる。このため、目標凝縮器温度ＴＡＶＯの上昇に伴って室外熱交換器２０の冷媒の飽和温度を低下させて、室外熱交換器２０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、室内凝縮器１２における冷媒の放熱量を増加させて加熱能力を向上させることができる。
【０１００】
従って、並列除湿暖房モードでは、室内蒸発器２３にて冷却されて除湿された空気を、室内凝縮器１２にて再加熱して車室内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、室外熱交換器２０における冷媒の飽和温度（換言すれば蒸発温度）を、室内蒸発器２３における冷媒の飽和温度（換言すれば蒸発温度）よりも低下させることができるので、直列除湿暖房モードよりも空気の加熱能力を増加させることができる。
【０１０１】
（ｄ）暖房モード
暖房モードでは、制御装置４０が、高段側膨張弁１３ａを減圧作用を発揮する絞り状態とし、冷房用膨張弁２２ａを閉弁状態とし、低圧側開閉弁２５ａを全開状態とし、高圧側開閉弁２８ａを閉弁状態とする。
【０１０２】
これにより、図３に示すように、暖房モードでは、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃ→室内凝縮器１２→高段側膨張弁１３ａ→室外熱交換器２０→圧縮機１１の吸入ポート１１ａ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。
【０１０３】
このサイクル構成で、制御装置４０は、室内凝縮器１２へ流入する冷媒が目標凝縮器温度ＴＡＶＯとなるように、圧縮機１１の作動を制御する。さらに、制御装置４０は、高段側膨張弁１３ａへ流入する冷媒の圧力に基づいて、サイクルのＣＯＰが極大値に近づくように高段側膨張弁１３ａの作動を制御する。制御装置４０は、室内凝縮器１２側の通風路が全開となるようにエアミックスドア３４を変位させる。
【０１０４】
暖房モードの冷凍サイクル装置では、室内凝縮器１２を放熱器として機能させ、室外熱交換器２０を蒸発器として機能させる。そして、室外熱交換器２０にて冷媒が蒸発する際に外気から吸熱した熱を室内凝縮器１２にて空気に放熱する。これにより、空気を加熱することができる。
【０１０５】
従って、暖房モードでは、室内凝縮器１２にて加熱された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。
【０１０６】
本実施形態の車両用空調装置１では、上記の如く、ヒートポンプサイクル１０の冷媒流路を切り替えることによって、種々のサイクル構成を実現して、車室内の適切な冷房、暖房および除湿暖房を実現できる。
【０１０７】
本実施形態のようにハイブリッド車両に適用される車両用空調装置１では、エンジン廃熱が暖房用熱源として不充分となることがある。従って、本実施形態のヒートポンプサイクル１０のように、暖房運転モード時に暖房負荷によらず高いＣＯＰを発揮できることは、極めて有効である。
【０１０８】
並列除湿暖房モードでは、室内蒸発器２３の温度を十分に下げるために高段側膨張弁１３ａの開度を極力小さく絞るので、室外熱交換器２０を流れる冷媒の流量が減少する。そのため、冷凍機油が室外熱交換器２０から流出せずに室外熱交換器２０に溜まりやすくなり、圧縮機１１の潤滑性が悪化しやすくなる。
【０１０９】
そこで、制御装置４０は、並列除湿暖房モードに切り替えられた場合、図６のフローチャートに示す制御処理を実行することによって、冷凍機油が室外熱交換器２０に溜まることを抑制する。
【０１１０】
図６のフローチャートに示す制御処理は、空調制御プログラムのメインルーチンに対するサブルーチンとして実行される。
【０１１１】
まずステップＳ１００では、カウンタの値を０にリセットする。続くステップＳ１１０では、カウンタの値に所定カウントを加算する。所定カウントの一例を図７の制御マップに示す。外気温度が５℃以下である場合、０．２３カウント／ｓｅｃを加算する。外気温度が５℃以上２５℃以下である場合、加算するカウントを、外気温度が高くなるにつれて０．２３〜１カウント／ｓｅｃまでの範囲で大きくする。例えば、外気温度が１０℃である場合、０．４５カウント／ｓｅｃを加算する。外気温度が２５℃以上である場合、１カウント／ｓｅｃを加算する。
【０１１２】
続くステップＳ１２０では、カウンタの値が８４０カウントに達したか否かを判定する。例えば図７に示すように所定カウントを決定した場合、外気温度が５℃である場合、並列除湿暖房モードに切り替えてから６０．８分後に８４０カウントに達する。外気温度が１０℃である場合、並列除湿暖房モードに切り替えてから３１．１分後に８４０カウントに達する。外気温度が２５℃である場合、並列除湿暖房モードに切り替えてから１４分後に８４０カウントに達する。すなわち、外気温度が低い場合、８４０カウントに達するまでに要する時間が長くなる。
【０１１３】
ステップＳ１２０にてカウンタの値が８４０カウントに達していないと判定した場合、オイル寝込みが発生していないと判断してステップＳ１００に戻る。オイル寝込みとは、冷凍機油が室外熱交換器２０に溜まり、室外熱交換器２０から圧縮機１１への冷凍機油の戻りが不十分になる現象のことを言う。
【０１１４】
一方、ステップＳ１２０にてカウンタの値が８４０カウントに達したと判定した場合、オイル寝込みが発生していると判断してステップＳ１３０へ進む。
【０１１５】
例えば図７に示すように所定カウントを決定した場合、並列除湿暖房モードに切り替えてから８４０カウントに達したと判定するまでの時間、すなわちオイル寝込みが発生していると判断するまでの時間は以下の通りである。
【０１１６】
外気温度が５℃である場合、並列除湿暖房モードに切り替えてから６０．８分後に８４０カウントに達しオイル寝込みが発生していると判断する。外気温度が１０℃である場合、並列除湿暖房モードに切り替えてから３１．１分後に８４０カウントに達しオイル寝込みが発生していると判断する。外気温度が２５℃である場合、並列除湿暖房モードに切り替えてから１４分後に８４０カウントに達しオイル寝込みが発生していると判断する。
【０１１７】
すなわち、外気温度が低い場合、並列除湿暖房モードに切り替えてからオイル寝込みが発生していると判断するまでに要する時間が長くなるようにしている。その理由を以下に説明する。
【０１１８】
並列除湿暖房モードでは、室外熱交換器２０が蒸発器として機能する。外気温度が低いほど室外熱交換器２０出口における冷媒の乾き度が小さくなる。冷媒の乾き度が小さいと冷媒に溶け込んで圧縮機１１に戻る冷凍機油の量が多くなるので、外気温度が低いほどオイル寝込みが発生するまでの時間が長くなる。
【０１１９】
この点に鑑みて、外気温度が低い場合、１秒毎に加えるカウントを少なくすることによって、並列除湿暖房モードに切り替えてからオイル寝込みが発生していると判断されるまでの時間が長くなるようにしている。
【０１２０】
続くステップＳ１３０では、外気温度が１０℃を下回っているか否かを判定する。ステップＳ１３０にて外気温度が１０℃を下回っていないと判定した場合、ステップＳ１４０へ進み、直列除湿暖房モードに切り替えてオイル戻しを行う。オイル戻しとは、室外熱交換器２０に溜まった冷凍機油を圧縮機１１に戻す作動のことである。直列除湿暖房モードに切り替えることによって、室外熱交換器２０を流れる冷媒の流量が増加するので、室外熱交換器２０に溜まった冷凍機油を圧縮機１１に戻すことができる。
【０１２１】
続くステップＳ１５０ではカウンタの値から４カウント／ｓｅｃを減算する。続くステップＳ１６０では、カウンタの値が０になったか否かを判定する。本例では、４カウント／ｓｅｃを減算するので、ステップＳ１４０で直列除湿暖房モードに切り替えてから２１０秒後にカウンタの値が０になる。
【０１２２】
ステップＳ１６０にてカウンタの値が０になっていないと判定した場合、オイル戻しが完了していないと判断してステップＳ１５０に戻る。
【０１２３】
一方、ステップＳ１６０にてカウンタの値が０になったと判定した場合、オイル戻しが完了したと判断してステップＳ１７０へ進み、並列除湿暖房モードに戻した後、空調制御プログラムのメインルーチンに戻る。すなわち、直列除湿暖房モードに切り替えてから２１０秒後にオイル戻しが完了したと判断して並列除湿暖房モードに戻す。
【０１２４】
一方、ステップＳ１３０にて外気温度が１０℃を下回っていると判定した場合、ステップＳ１８０へ進み、並列除湿暖房モードを継続したまま高段側膨張弁１３ａの開度を増加させる。例えば、高段側膨張弁１３ａの開度を１０秒間、通常開度よりも５％増加させてオイル戻しを行った後、高段側膨張弁１３ａの開度を６０秒間、通常開度に戻す。換言すれば、ステップＳ１８０では、高段側膨張弁１３ａの開度を周期的に増加補正する。
【０１２５】
高段側膨張弁１３ａの開度を増加させることによって、室外熱交換器２０を流れる冷媒の流量が増加するので、室外熱交換器２０に溜まった冷凍機油を圧縮機１１に戻すことができる。高段側膨張弁１３ａの開度を定期的に通常開度に戻すことによって、室内蒸発器２３の温度が上昇してサイクルが不安定になることを抑制できる。
【０１２６】
直列除湿暖房モードは並列除湿暖房モードと比較して空気の加熱能力が低いので、外気温度が１０℃を下回っている場合に直列除湿暖房モードでオイル戻しを行うと吹出温度ＴＡＶを目標吹出温度ＴＡＶＯに維持することが困難になる。
【０１２７】
そこで、ステップＳ１８０にて外気温度が１０℃を下回っていると判定した場合、直列除湿暖房モードよりも空気の加熱能力が高い並列除湿暖房モードを継続したまま高段側膨張弁１３ａの開度を増加させることによって、吹出温度ＴＡＶを目標吹出温度ＴＡＶＯに維持しつつオイル戻しを行うことができる。
【０１２８】
続くステップＳ１９０ではカウンタの値を２１０カウントを減算する。続くステップＳ２００では、カウンタの値が０になったか否かを判定する。本例では、ステップＳ１８０による高段側膨張弁１３ａの開度の増加補正を４回実行するとカウンタの値が０になる。
【０１２９】
ステップＳ２００にてカウンタの値が０になっていないと判定した場合、オイル戻しが完了していないと判断してステップＳ１８０に戻る。
【０１３０】
一方、ステップＳ２００にてカウントが０になったと判定した場合、オイル戻しが完了したと判断してステップＳ２１０へ進み、高段側膨張弁１３ａの開度を通常開度に戻した後、空調制御プログラムのメインルーチンに戻る。
【０１３１】
本実施形態では、ステップＳ１２０、Ｓ１４０で説明したように、制御装置４０は、並列除湿暖房モード時において室外熱交換器２０から圧縮機１１への冷凍機油の戻りが不十分であると判定した場合、直列除湿暖房モードに切り替わるように低圧側開閉弁２５ａおよび高圧側開閉弁２８ａを制御する。
【０１３２】
これによると、並列除湿暖房モードから直列除湿暖房モードに切り替わることによって、室外熱交換器２０を流れる冷媒の流量が増加するので、室外熱交換器２０から圧縮機１１へ冷凍機油が戻りやすくなる。そのため、室外熱交換器２０に冷凍機油が溜まることを抑制できる。
【０１３３】
本実施形態では、ステップＳ１２０、Ｓ１８０で説明したように、制御装置４０は、室外熱交換器２０から圧縮機１１への冷凍機油の戻りが不十分であると判定した場合、高段側膨張弁１３ａの開度を増加させる。
【０１３４】
これによると、高段側膨張弁１３ａの開度を大きくすることによって、室外熱交換器２０を流れる冷媒の流量が増加するので、室外熱交換器２０から圧縮機１１へ冷凍機油が戻りやすくなる。そのため、室外熱交換器２０に冷凍機油が溜まることを抑制できる。
【０１３５】
本実施形態では、ステップＳ１２０〜Ｓ１４０、Ｓ１８０で説明したように、制御装置４０は、並列除湿暖房モード時において室外熱交換器２０から圧縮機１１への冷凍機油の戻りが不十分であると判定した場合、外気温度が所定温度を上回っていれば直列除湿暖房モードに切り替わるように低圧側開閉弁２５ａおよび高圧側開閉弁２８ａを制御し、外気温度が所定温度を下回っていれば並列除湿暖房モードを維持したままで高段側膨張弁１３ａの開度を増加させる。
【０１３６】
これによると、外気温度が高い場合、直列除湿暖房モードに切り替えるので、室外熱交換器２０に冷凍機油が寝込んでしまうことを確実に抑制できる。
【０１３７】
一方、外気温度が低い場合、並列除湿暖房モードのままで高段側膨張弁１３ａの開度を増加させるので、室外熱交換器２０に冷凍機油が寝込んでしまうことを抑制しつつ放熱器１２の空気加熱能力が不足することを抑制できる。
【０１３８】
本実施形態では、ステップＳ１１０〜Ｓ１２０で説明したように、制御装置４０は、並列除湿暖房モードを開始してから所定時間が経過した場合、室外熱交換器２０から圧縮機１１への冷凍機油の戻りが不十分であると判定する。
【０１３９】
これにより、適切なタイミングで室外熱交換器２０から圧縮機１１へ冷凍機油を戻すことができるので、室外熱交換器２０に冷凍機油が溜まることを適切に抑制できる。
【０１４０】
上述のように、外気温度が低いほど室外熱交換器２０出口における冷媒の乾き度が小さくなる。冷媒の乾き度が小さいと冷媒に溶け込んで圧縮機１１に戻る冷凍機油の量が多くなるので、外気温度が低いほどオイル寝込みが発生するまでの時間が長くなる。
【０１４１】
この点に鑑みて、本実施形態では、ステップＳ１１０〜Ｓ１２０で説明したように、制御装置４０は、外気温度が低いほど所定時間を長くする。
【０１４２】
このため、一層適切なタイミングで室外熱交換器２０から圧縮機１１へ冷凍機油を戻すことができるので、室外熱交換器２０に冷凍機油が溜まることを一層適切に抑制できる。
【０１４３】
本実施形態では、ステップＳ１８０で説明したように、制御装置４０は、室外熱交換器２０から圧縮機１１への冷凍機油の戻りが不十分であると判定し且つ高段側膨張弁１３ａの開度を増加させている場合、高段側膨張弁１３ａの開度を定期的に通常の開度に戻す。
【０１４４】
これにより、室外熱交換器２０から圧縮機１１へ冷凍機油が戻りやすくするために高段側膨張弁１３ａの開度を増加させても、放熱器１２の空気加熱能力が不足することを抑制できる。
【０１４５】
（他の実施形態）
上述の実施形態を、以下のように種々変形可能である。
【０１４６】
（１）上述の実施形態のステップＳ１４０〜Ｓ１７０では、直列除湿暖房モードによるオイル戻しが完了した場合、並列除湿暖房モードに戻してオイル戻し制御を終了するが、直列除湿暖房モードによるオイル戻しが完了した場合、直列除湿暖房モードで吹出温度ＴＡＶを目標吹出温度ＴＡＶＯに維持することが可能であれば、並列除湿暖房モードに戻さずに直列除湿暖房モードを継続し、直列除湿暖房モードで吹出温度ＴＡＶを目標吹出温度ＴＡＶＯに維持することが不可能であれば、並列除湿暖房モードに戻して吹出温度ＴＡＶを目標吹出温度ＴＡＶＯに維持するようにしてもよい。
【０１４７】
（２）上述の実施形態では、ヒートポンプサイクル１０をハイブリッド車両の車両用空調装置１に適用した例を説明したが、ヒートポンプサイクル１０は、例えば、本実施形態では、ヒートポンプサイクル１０を、車両走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得る電気自動車の車両用空調装置に適用してもよい。ヒートポンプサイクル１０を据置型空調装置等に適用してもよい。
【０１４８】
（３）上述の実施形態では、空調制御プログラムを実行することによって、各運転モードを切り替えた例を説明したが、各運転モードの切り替えはこれに限定されない。例えば、目標吹出温度ＴＡＯおよび外気温Ｔａｍに基づいて、予め制御装置に記憶された制御マップを参照して、各運転モードを切り替えてもよい。
【０１４９】
また、操作パネルに各運転モードを設定する運転モード設定スイッチを設け、当該運転モード設定スイッチの操作信号に応じて、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を切り替えるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１５０】
１１    圧縮機
１２    室内凝縮器（放熱器）
１３ａ  高段側膨張弁（第１減圧部）
２０    室外熱交換器
２２ａ  冷房用膨張弁（第２減圧部）
２３    室内蒸発器（蒸発器）
２５ａ  低圧側開閉弁（切替部）
２８ａ  高圧側開閉弁（切替部）
４０    制御装置（制御部）
【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】
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