(57)【要約】      （修正有）【課題】冷凍サイクルの作動制御にエラーが生じた場合でも、ラジエータの冷却性能を維持しつつ、空調運転を継続可能な車両用空調装置を提供する。【解決手段】車両用空調装置１は、圧縮機１１、第２膨張弁１５ｂ、室外熱交換器１６、室内蒸発器１８を有する冷凍サイクル装置１０による車室内空調と、エンジン冷却水回路７０、インバータ冷却水回路８０による冷却対象機器の冷却とを実行できる。エンジンラジエータ７１、インバータラジエータ８１は、室外熱交換器１６の外気ＯＡの流れ下流側に配置されている。冷房モードにおいては、室外熱交換器１６における流出口側の過冷却度ＳＣが目標過冷却度ＴＳＣに近づくように、第２膨張弁１５ｂの絞り開度が制御される。冷房モードでは、目標過冷却度ＴＳＣの特定にエラーが生じた場合、圧縮機１１の回転数範囲は、通常回転数範囲Ｒｎからフェール時回転数範囲Ｒｆに変更される。【選択図】図１
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【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前記冷媒を放熱させる放熱器（１６）と、
前記放熱器で放熱した冷媒を減圧すると共に、前記放熱器の出口側における冷媒の過冷却度を調整可能な減圧装置（１５ｂ）と、
前記減圧装置にて減圧された前記冷媒と空気とを熱交換させて前記冷媒を蒸発させる蒸発器（１８）と、を含む冷凍サイクルと、
前記放熱器（１６）に対して導入される空気の流れに関して、前記放熱器よりも下流側に配置され、車両に搭載された冷却対象機器（ＥＮＧ、ＩＮＶ）から吸熱した熱媒体と前記空気とを熱交換させるラジエータ（７１、８１）と、
前記車室内の温度である内気温を検出する内気温検出部（５１）と、
前記車室外の温度である外気温を検出する外気温検出部（５２）と、
前記蒸発器における熱交換の対象として導入される空気を、前記車室内の空気である内気と、前記車室外の空気である外気を用いて調整する導入空気調整部（３３）と、
前記内気温検出部の検出結果、前記外気温検出部の検出結果、前記導入空気調整部の作動態様を用いて、目標過冷却度を特定する目標過冷却度特定部（４０）と、
前記減圧装置（１５ｂ）の作動を制御する減圧制御部（４０ｃ）と、
前記圧縮機（１１）における前記冷媒の吐出能力を制御する吐出能力制御部（４０ａ）と、を有し、
前記減圧制御部（４０ｃ）は、前記過冷却度が前記目標過冷却度特定部によって特定された目標過冷却度に近づくように、前記減圧装置（１５ｂ）を制御し、
前記吐出能力制御部（４０ａ）は、前記目標過冷却度特定部によって前記目標過冷却度を正常に特定できなかった場合に、前記圧縮機（１１）の吐出能力を、前記目標過冷却度を正常に特定できた場合に比べて減少させる車両用空調装置。
【請求項２】
前記ラジエータ（７１、８１）による前記冷却対象機器の冷却負荷を検出する冷却負荷検出部（４０）と、を有し、
前記吐出能力調整部（４０ａ）は、前記目標過冷却度特定部によって前記目標過冷却度が正常に特定できなかった場合に、前記冷却負荷検出部により検出された前記冷却負荷の増大に伴って、前記圧縮機（１１）における吐出能力の減少量を増大させる請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項３】
前記ラジエータ（７１、８１）において前記空気と熱交換する熱媒体の温度を検出する熱媒体温度検出部（７２、８２）を有し、
前記ラジエータ（７１、８１）は、
前記放熱器（１６）に対して導入される空気の流れに関して、前記放熱器よりも下流側に配置され、車両に搭載されたエンジン（ＥＮＧ）から吸熱した熱媒体と前記空気とを熱交換させるエンジンラジエータ（７１）と、
前記放熱器（１６）に対して導入される空気の流れに関して、前記放熱器よりも下流側に配置され、車両に搭載されたインバータ（ＩＮＶ）から吸熱した熱媒体と前記空気とを熱交換させるインバータラジエータ（８１）と、を含み、
前記冷却負荷検出部（４０）は、前記熱媒体温度検出部（７２、８２）によって検出された前記エンジンラジエータにおける前記熱媒体の温度、又は前記インバータラジエータにおける前記熱媒体の温度を用いて、前記ラジエータ（７１、８１）による前記冷却対象機器の冷却負荷を検出する請求項２に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記ラジエータ（７１、８１）による前記冷却対象機器の冷却負荷により前記空調制御内容の変更を要求する空調制御変更信号を検出する制御変更信号検出部（Ｓ２５）を有し、
前記冷却負荷検出部（４０）は、前記制御変更信号検出部によって検出された前記空調制御変更信号を用いて、前記ラジエータ（７１、８１）による前記冷却対象機器の冷却負荷を検出する請求項２又は３に記載の車両用空調装置。
【請求項５】
前記車両用空調装置における空調熱負荷を検出する空調熱負荷検出部（４０）と、を有し、
前記吐出能力調整部（４０ａ）は、前記目標過冷却度特定部によって前記目標過冷却度が正常に特定できなかった場合に、前記空調熱負荷検出部により検出された前記空調熱負荷の増大に伴って、前記圧縮機（１１）における吐出能力の減少量を増大させる請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項６】
前記ラジエータ（７１、８１）は、
前記放熱器（１６）に対して導入される空気の流れに関して、前記放熱器よりも下流側に配置され、車両に搭載されたエンジン（ＥＮＧ）から吸熱した熱媒体と前記空気とを熱交換させるエンジンラジエータ（７１）と、
前記放熱器（１６）に対して導入される空気の流れに関して、前記放熱器よりも下流側に配置され、車両に搭載されたインバータ（ＩＮＶ）から吸熱した熱媒体と前記空気とを熱交換させるインバータラジエータ（８１）と、を含み、
前記インバータラジエータ（８１）は、前記放熱器（１６）に生じる過冷却域（Ｒｓｃａ、Ｒｓｃｂ）に対して、前記空気の流れに関して下流側となるように配置されている請求項１ないし５の何れか１つ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、蒸気圧縮式の冷凍サイクルと、冷却対象機器を冷却する為のラジエータを有する車両用空調装置に関する。
【０００２】
従来、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを有する車両用空調装置として、種々の発明がなされている。これらの車両用空調装置は、圧縮機等の多様な構成機器を空調制御装置によって適切に制御して空調運転を行っている。この為、適切な空調運転を実現する為には、冷媒の状態等をセンサ類で検出したり、多様な構成機器の作動を制御したりする必要がある。
【０００３】
ここで、車両用空調装置では、空調制御装置と各構成機器との間における通信異常や、センサ類の故障が発生する場合がある。このような状況の下で空調運転をそのまま継続すると、車室内の快適性を低下させ、構成機器の故障要因にもなる。この為、エラーの発生に対応可能な車両用空調装置に関する発明がなされており、例えば、特許文献１、２に記載された発明が知られている。
【０００４】
特許文献１に記載された車両用エアコンシステムは、所定の空調制御を実行している過程でエラーが生じた場合、車両用エアコンシステムは、冷凍サイクルを構成する圧縮機の運転を停止する。
【０００５】
一方、特許文献２に記載された車両用空調装置は、ユーザによる操作信号や各種センサからの検出信号に基づいて駆動制御指令を出力するエアコンＥＣＵと、駆動制御指令を取得して冷凍サイクル等を構成する各構成機器の駆動制御を行うＨＶＡＣ  ＥＣＵとを有している。
【０００６】
そして、この車両用空調装置において、エアコンＥＣＵとＨＶＡＣ  ＥＣＵとの間で通信エラーが生じた場合には、センサ等を用いて特定された駆動制御信号を各構成機器の駆動制御に用いることができない為、車両における窓曇り等が発生してしまう。この為、通信エラーが生じた場合、車両用空調装置は、エアコンＥＣＵと通信することなく、ＨＶＡＣ  ＥＣＵから、窓曇りを抑制することを目的とした駆動制御指令を出力している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−０１６５４５号公報
【特許文献２】特開２０１４−１０８７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載された車両エアコンシステムは、エラーの発生に伴って、圧縮器の運転を停止してしまう為、空調運転も停止することになる。この結果、特許文献１の車両エアコンシステムは、エラーの発生に伴い、車室内の快適性を悪化させてしまう。
【０００９】
又、特許文献２に記載された車両用空調装置は、通信エラーの発生に伴って車室内の快適性を目的とした空調運転を停止して、乗員の視界を確保する為の防曇を目的とした運転を行うように構成されている。この為、特許文献２の車両用空調装置においても、通信エラーの発生に伴って、車室内の快適性が悪化してしまう。
【００１０】
ところで、車両用空調装置における冷凍サイクルの近傍には、車両の駆動に係るエンジンやインバータ等を冷却する為のラジエータが配置されている場合がある。このラジエータによる冷却が十分でない場合、車両の走行系の故障要因となる。
【００１１】
この為、車両用空調装置を配置する際に、ラジエータによる車両の走行系の冷却に及ぼす影響について留意する必要がある。冷凍サイクルの作動にエラーが発生したり、冷凍サイクルの作動を停止してしまったりした場合には、ラジエータの周囲の環境が大きく変化してしまうからである。そして、これに伴って、ラジエータによる車両の走行系の冷却性能が低下する場合があり、車両の走行系の故障を引き起こしてしまう虞がある為である。
【００１２】
本発明は、上述した点に鑑み、冷凍サイクルの作動制御にエラーが生じた場合でも、ラジエータの冷却性能を維持しつつ、空調運転を継続可能な車両用空調装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前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冷媒を放熱させる放熱器（１６）と、
放熱器で放熱した冷媒を減圧すると共に、放熱器の出口側における冷媒の過冷却度を調整可能な減圧装置（１５ｂ）と、
減圧装置にて減圧された冷媒と空気とを熱交換させて冷媒を蒸発させる蒸発器（１８）と、を含む冷凍サイクルと、
放熱器（１６）に対して導入される空気の流れに関して、放熱器よりも下流側に配置され、車両に搭載された冷却対象機器（ＥＮＧ、ＩＮＶ）から吸熱した熱媒体と空気とを熱交換させるラジエータ（７１、８１）と、
車室内の温度である内気温を検出する内気温検出部（５１）と、
車室外の温度である外気温を検出する外気温検出部（５２）と、
蒸発器における熱交換の対象として導入される空気を、車室内の空気である内気と、車室外の空気である外気を用いて調整する導入空気調整部（３３）と、
内気温検出部の検出結果、外気温検出部の検出結果、導入空気調整部の作動態様を用いて、目標過冷却度を特定する目標過冷却度特定部（４０）と、
減圧装置（１５ｂ）の作動を制御する減圧制御部（４０ｃ）と、
圧縮機（１１）における冷媒の吐出能力を制御する吐出能力制御部（４０ａ）と、を有している。
【００１４】
減圧制御部（４０ｃ）は、過冷却度が目標過冷却度特定部によって特定された目標過冷却度に近づくように、減圧装置（１５ｂ）を制御する。
【００１５】
吐出能力制御部（４０ａ）は、目標過冷却度特定部によって目標過冷却度を正常に特定できなかった場合に、圧縮機（１１）の吐出能力を、目標過冷却度を正常に特定できた場合に比べて減少させる。
【００１６】
この車両用空調装置によれば、冷凍サイクルによる車室内空調と、ラジエータによる冷却対象機器の冷却とを実行することができる。ここで、目標過冷却度特定部によって、目標過冷却度を正常に特定できなかった場合とは、例えば、内気温検出部や外気温検出部の検出エラーや、導入空気調整部の作動エラーがあった場合が考えられる。このような場合には、目標過冷却度特定部は、正常時に特定される目標過冷却度よりも小さな値で目標過冷却度を特定してしまう場合がある。
【００１７】
この車両用空調装置において、減圧制御部は、放熱器の出口側における過冷却度が目標過冷却度に近づくように、減圧装置を制御する。従って、正常時よりも小さな目標過冷却度が特定された場合、放熱器の出口側における過冷却域は、正常時よりも小さくなってしまい、放熱器における高温のガス領域が増加することになる。放熱器における過冷却域の減少及びガス領域の増大によって、放熱器周辺の温度が上昇する。この結果、ラジエータに対する空気流れ上流側の温度が上昇することになり、ラジエータによる冷却性能を低下させてしまう虞が生じてしまう。
【００１８】
この点、この車両用空調装置によれば、目標過冷却度特定部によって目標過冷却度を正常に特定できなかった場合には、吐出能力制御部は、目標過冷却度を正常に特定できた場合に比べて、圧縮機の吐出能力を減少させる為、放熱器近傍の温度を、ラジエータにおける冷却性能の維持に必要な温度以下にすることができる。
【００１９】
即ち、この車両用空調装置は、目標過冷却度特定部によって目標過冷却度を正常に特定できなかった場合であっても、或る程度の間、圧縮機を停止させることなく、ラジエータによる冷却能力の低下を抑制することができる。つまり、目標過冷却度特定部にエラーが生じた場合であっても、或る程度の間、ラジエータによる冷却対象機器の冷却性能を維持しつつ、車室内の空調を継続することができる。
【００２０】
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】
【００２１】
【図１】第１実施形態に係る車両用空調装置の全体構成図である。
【図２】室外熱交換器、エンジンラジエータ及びインバータラジエータの位置関係を示す模式図である。
【図３】第１実施形態に係る車両用空調装置の制御系を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態における目標過冷却度の設定に関する制御処理のフローチャートである。
【図５】第１実施形態における目標過冷却度と外気温の関係を示すグラフである。
【図６】第１実施形態における圧縮機の回転数範囲の設定に関する制御処理のフローチャートである。
【図７】第１実施形態に係る冷房運転時の圧縮機の回転数範囲を示すグラフである。
【図８】第２実施形態に係るフェールセーフ設定時の回転数上限値の設定に関するグラフである。
【図９】第３実施形態に係るフェールセーフ設定時の回転数上限値の設定に関するグラフである。
【図１０】第４実施形態における圧縮機の回転数範囲の設定に関する制御処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る車両用空調装置を、車室内空間を適切な温度に調整するために用いられる車両用空調装置に適用した実施形態（第１実施形態）に基づいて、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００２３】
第１実施形態において、冷凍サイクル装置１０は、車両が備える各種機器や車室内を適切な温度に調整するために用いられる。即ち、冷凍サイクル装置１０は、車載機器温度調整装置および車両用空調装置として機能する。第１実施形態に係る冷凍サイクル装置１０は、エンジンＥＮＧ（換言すれば内燃機関）及び走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得るハイブリッド自動車に適用されている。
【００２４】
更に、冷凍サイクル装置１０は、暖房モードの冷媒回路、除湿暖房モードの冷媒回路、及び冷房モードの冷媒回路へ切り替え可能に構成されている。ここで、車両用空調装置１において、暖房モードは、送風空気を加熱して車室内へ吹き出す運転モードである。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運転モードである。又、冷房モードは、送風空気を冷却して車室内へ吹き出す運転モードである。
【００２５】
尚、図１では、暖房モードの冷媒回路における冷媒の流れを黒塗り矢印で示し、除湿暖房モードの冷媒回路における冷媒の流れを斜線ハッチング付き矢印で示している。又、冷房モードの冷媒回路における冷媒の流れを白抜き矢印で示している。
【００２６】
この冷凍サイクル装置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Ｐｄ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。もちろん、冷媒としてＨＦＯ系冷媒（例えば、Ｒ１２３４ｙｆ）等を採用してもよい。更に、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。
【００２７】
図１に示すように、冷凍サイクル装置１０は、圧縮機１１、第１膨張弁１５ａ、第２膨張弁１５ｂ、室外熱交換器１６、逆止弁１７、室内蒸発器１８、蒸発圧力調整弁１９、アキュムレータ２０、第１開閉弁２１、第２開閉弁２２を有している。
【００２８】
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駆動する電動圧縮機として構成されている。この圧縮機構としては、スクロール型圧縮機構、ベーン型圧縮機構等の各種圧縮機構を採用することができる。
【００２９】
圧縮機１１を構成する電動モータは、後述する空調制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動（回転数）が制御される。この電動モータとしては、交流モータ、直流モータの何れの形式を採用してもよい。そして、空調制御装置４０が電動モータの回転数を制御することによって、圧縮機構の冷媒吐出能力が変更される。従って、電動モータが圧縮機構の吐出能力変更部を構成している。
【００３０】
圧縮機１１の吐出口には、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、暖房モード時及び除湿暖房モード時に、加熱用熱交換器として機能する。即ち、室内凝縮器１２は、暖房モード時及び除湿暖房モード時に、圧縮機１１から吐出された高温高圧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て送風空気を加熱する。室内凝縮器１２は、後述する室内空調ユニット３０のケーシング３１内に配置されている。
【００３１】
室内凝縮器１２の冷媒出口には、第１三方継手１３ａの１つの流入出口側が接続されている。第１三方継手１３ａのような三方継手は、冷凍サイクル装置１０において、分岐部あるいは合流部としての機能を果たす。
【００３２】
例えば、除湿暖房モード時の第１三方継手１３ａでは、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る。従って、除湿暖房モード時の第１三方継手１３ａは、１つの流入口から流入した冷媒の流れを分岐して２つの流出口から流出させる分岐部としての機能を果たす。これらの三方継手は、複数の配管を接合して形成してもよいし、金属ブロックや樹脂ブロックに複数の冷媒通路を設けて形成してもよい。
【００３３】
更に、冷凍サイクル装置１０は、後述するように、第２三方継手１３ｂ〜第４三方継手１３ｄを備えている。第２三方継手１３ｂ〜第４三方継手１３ｄの基本的構成は、第１三方継手１３ａと同様である。例えば、除湿暖房モード時の第４三方継手１３ｄでは、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る。従って、除湿暖房モード時の第４三方継手１３ｄは、２つの流入口から流入した冷媒を合流させて１つの流出口から流出させる合流部としての機能を果たす。
【００３４】
そして、第１三方継手１３ａの別の流入出口には、第１冷媒通路１４ａが接続されている。第１冷媒通路１４ａは、室内凝縮器１２から流出した冷媒を、室外熱交換器１６の冷媒入口（即ち、流入口１６ａ）側へ導く。
【００３５】
又、第１三方継手１３ａのさらに別の流入出口には、第２冷媒通路１４ｂが接続されている。第２冷媒通路１４ｂは、室内凝縮器１２から流出した冷媒を、後述する第３冷媒通路１４ｃに配置された第２膨張弁１５ｂの入口側（具体的には、第３三方継手１３ｃの１つの流入出口）へ導く。
【００３６】
第１冷媒通路１４ａには、第１膨張弁１５ａが配置されている。第１膨張弁１５ａは、暖房モード時及び除湿暖房モード時に、室内凝縮器１２から流出した冷媒を減圧させる。第１膨張弁１５ａ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する可変絞り機構である。
【００３７】
更に、第１膨張弁１５ａは、絞り開度を全開にすることによって、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付きの可変絞り機構として構成されている。第１膨張弁１５ａは、空調制御装置４０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。
【００３８】
第１膨張弁１５ａの出口側には、室外熱交換器１６の冷媒入口（即ち、流入口１６ａ）側が接続されており、車両ボンネット内の車両前方側に配置されている。室外熱交換器１６は、第１膨張弁１５ａから流出した冷媒と図示しない送風ファンから送風された車室外空気（即ち、外気ＯＡ）とを熱交換させるものである。送風ファンは、空調制御装置４０から出力される制御電圧によって回転数（送風能力）が制御される電動送風機である。
【００３９】
具体的には、室外熱交換器１６は、暖房モード時においては、外気から吸熱する吸熱器として機能する。冷房モード時及び除湿暖房モード時においては、室外熱交換器１６は、外気ＯＡへ放熱する放熱器として機能する。
【００４０】
図２に示すように、室外熱交換器１６は、冷媒入口としての流入口１６ａと、冷媒出口としての流出口１６ｂとを有している。流入口１６ａは、室外熱交換器１６の上部に配置されており、第１冷媒通路１４ａを流れた冷媒が流入する部分である。流出口１６ｂは、室外熱交換器１６の下部に配置されており、第２三方継手１３ｂへ向かって冷媒が流出する部分である。
【００４１】
そして、冷媒は、図２における冷媒流れＲとして示すように、流入口１６ａを介して室外熱交換器１６内に流入すると、室外熱交換器１６を構成する扁平チューブに沿って流れ、流出口１６ｂから外部へ流出する。この時、室外熱交換器１６では、扁平チューブ内を流れる冷媒と、車両の前方から後方に向かって流れる外気ＯＡとの間で熱交換が行われる。
【００４２】
室外熱交換器１６の流出口１６ｂ（即ち、冷媒出口）側には、第２三方継手１３ｂの１つの流入出口が接続されている。第２三方継手１３ｂの別の流入出口には、第３冷媒通路１４ｃが接続されている。第３冷媒通路１４ｃは、室外熱交換器１６から流出した冷媒を、室内蒸発器１８の冷媒入口側へ導く。
【００４３】
又、第２三方継手１３ｂのさらに別の流入出口には、第４冷媒通路１４ｄが接続されている。第４冷媒通路１４ｄは、室外熱交換器１６から流出した冷媒を、後述するアキュムレータ２０の入口側（具体的には、第４三方継手１３ｄの１つの流入出口）へ導く。
【００４４】
第３冷媒通路１４ｃには、逆止弁１７、第３三方継手１３ｃ、並びに、第２膨張弁１５ｂが、冷媒流れに対してこの順に配置されている。逆止弁１７は、冷媒が第２三方継手１３ｂ側から室内蒸発器１８側へ流れることのみを許容するものである。第３三方継手１３ｃには、前述した第２冷媒通路１４ｂが接続されている。
【００４５】
第２膨張弁１５ｂは、室外熱交換器１６から流出して室内蒸発器１８へ流入する冷媒を減圧させる。第２膨張弁１５ｂは、本発明における減圧装置として機能する。第２膨張弁１５ｂの基本的構成は、第１膨張弁１５ａと同様であり、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いる。更に、第２膨張弁１５ｂは、絞り開度を全閉した際にこの冷媒通路を閉塞する全閉機能付きの可変絞り機構で構成されている。
【００４６】
従って、第１実施形態に係る冷凍サイクル装置１０では、第２膨張弁１５ｂを全閉として第３冷媒通路１４ｃを閉じることによって、冷媒回路を切り替えることができる。換言すると、第２膨張弁１５ｂは、冷媒減圧装置としての機能を果たすとともに、サイクルを循環する冷媒の冷媒回路を切り替える冷媒回路切替装置としての機能を兼ね備えている。
【００４７】
室内蒸発器１８は、冷房モード時及び除湿暖房モード時に、冷却用熱交換器として機能する。即ち、室内蒸発器１８は、冷房モード時及び除湿暖房モード時に、第２膨張弁１５ｂから流出した冷媒と室内凝縮器１２通過前の送風空気とを熱交換させる。室内蒸発器１８では、第２膨張弁１５ｂにて減圧された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は、室内空調ユニット３０のケーシング３１内のうち、室内凝縮器１２の送風空気流れ上流側に配置されている。
【００４８】
室内蒸発器１８の冷媒出口には、蒸発圧力調整弁１９の流入口側が接続されている。蒸発圧力調整弁１９は、室内蒸発器１８の着霜（フロスト）を抑制するために、室内蒸発器１８における冷媒蒸発圧力（即ち、低圧側冷媒圧力）を着霜抑制圧力以上に調整する機能を果たす。換言すると、蒸発圧力調整弁１９は、室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度Ｔｅを予め定められた着霜抑制温度以上に調整する機能を果たす。
【００４９】
図１に示すように、蒸発圧力調整弁１９の出口側には、第４三方継手１３ｄが接続されている。又、前述したように、第４三方継手１３ｄにおける他の流入出口には、第４冷媒通路１４ｄが接続されている。そして、第４三方継手１３ｄのさらに別の流入出口には、アキュムレータ２０の入口側が接続されている。
【００５０】
アキュムレータ２０は、内部に流入した冷媒の気液を分離して、サイクル内の余剰冷媒を蓄える気液分離器である。アキュムレータ２０の気相冷媒出口には、圧縮機１１の吸入口側が接続されている。従って、アキュムレータ２０は、圧縮機１１に液相冷媒が吸入されることを抑制し、圧縮機１１における液圧縮を防止する機能を果たす。
【００５１】
又、第２三方継手１３ｂと第４三方継手１３ｄとを接続する第４冷媒通路１４ｄには、第１開閉弁２１が配置されている。第１開閉弁２１は、電磁弁によって構成されている。そして、第１開閉弁２１は、第４冷媒通路１４ｄを開閉することによって冷媒回路を切り替える冷媒回路切替装置として機能する。第１開閉弁２１は、空調制御装置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。
【００５２】
同様に、第１三方継手１３ａと第３三方継手１３ｃとを接続する第２冷媒通路１４ｂには、第２開閉弁２２が配置されている。第２開閉弁２２は、第１開閉弁２１と同様に、電磁弁によって構成されている。第２開閉弁２２は、第２冷媒通路１４ｂを開閉することによって冷媒回路を切り替える冷媒回路切替装置として機能する。
【００５３】
次に、冷凍サイクル装置１０と共に車両用空調装置１を構成する室内空調ユニット３０について説明する。室内空調ユニット３０は、冷凍サイクル装置１０によって温度調整された送風空気を車室内へ吹き出すためのものである。この室内空調ユニット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。
【００５４】
図１に示すように、室内空調ユニット３０は、その外殻を形成するケーシング３１内に送風機３２、室内蒸発器１８、室内凝縮器１２等を収容することによって構成されている。ケーシング３１は、車室内に送風される送風空気の空気通路を形成するものである。ケーシング３１は、或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。
【００５５】
ケーシング３１内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、ケーシング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。
【００５６】
具体的には、内外気切替装置３３は、ケーシング３１内へ内気を導入させる内気導入口及び外気を導入させる外気導入口の開口面積を、内外気切替ドアによって連続的に調整して、内気の風量と外気の風量との風量割合を連続的に変化させることができる。内外気切替ドアは、内外気切替ドア用の電動アクチュエータによって駆動される。この電動アクチュエータは、空調制御装置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。従って、内外気切替装置３３は、本発明における導入空気調整部として機能する。
【００５７】
そして、内外気切替装置３３の送風空気流れ下流側には、送風機（ブロワ）３２が配置されている。この送風機３２は、内外気切替装置３３を介して吸入した空気を車室内へ向けて送風する。送風機３２は、遠心多翼ファン（シロッコファン）を電動モータにて駆動する電動送風機である。送風機３２における遠心多翼ファンの回転数（送風量）は、空調制御装置４０から出力される制御電圧によって制御される。
【００５８】
送風機３２の送風空気流れ下流側には、室内蒸発器１８及び室内凝縮器１２が、送風空気流れに対して、この順に配置されている。換言すると、室内蒸発器１８は、室内凝縮器１２よりも送風空気流れ上流側に配置されている。
【００５９】
又、ケーシング３１内には、冷風バイパス通路３５が形成されている。冷風バイパス通路３５は、室内蒸発器１８を通過した送風空気を、室内凝縮器１２を迂回させて下流側へ流す為の通路である。
【００６０】
室内蒸発器１８の送風空気流れ下流側であって、且つ、室内凝縮器１２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。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室内凝縮器１２を通過させる風量割合を調整する際に用いられる。従って、車両用空調装置１は、冷風バイパス通路３５を全開開度とし、エアミックスドア３４により室内凝縮器１２へ向かう送風空気の流路を全閉することで、室内凝縮器１２における熱交換量を最小値にすることができる。
【００６１】
又、室内凝縮器１２の送風空気流れ下流側には、混合空間が設けられている。混合空間では、室内凝縮器１２にて加熱された送風空気と、冷風バイパス通路３５を通過して室内凝縮器１２にて加熱されていない送風空気とが混合される。更に、ケーシング３１の送風空気流れ最下流部には、複数の開口穴が配置されている。混合空間にて混合された送風空気（空調風）は、これらの開口穴を介して、空調対象空間である車室内へ吹き出される。
【００６２】
これらの開口穴としては、具体的に、フェイス開口穴、フット開口穴、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為の開口穴である。フット開口穴は、乗員の足元に向けて空調風を吹き出す為の開口穴である。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為の開口穴である。
【００６３】
更に、フェイス開口穴、フット開口穴及びデフロスタ開口穴の送風空気流れ下流側は、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、フット吹出口及びデフロスタ吹出口（いずれも図示せず）に接続されている。従って、エアミックスドア３４が、室内凝縮器１２を通過させる風量と冷風バイパス通路３５を通過させる風量との風量割合を調整することによって、混合空間にて混合される空調風の温度が調整されて、各吹出口から車室内へ吹き出される空調風の温度が調整される。
【００６４】
つまり、エアミックスドア３４は、車室内へ送風される空調風の温度を調整する温度調整部としての機能を果たす。エアミックスドア３４は、エアミックスドア駆動用の電動アクチュエータによって駆動される。この電動アクチュエータは、空調制御装置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。
【００６５】
又、フェイス開口穴、フット開口穴、及びデフロスタ開口穴の送風空気流れ上流側には、それぞれ、フェイス開口穴の開口面積を調整するフェイスドア、フット開口穴の開口面積を調整するフットドア、デフロスタ開口穴の開口面積を調整するデフロスタドア（いずれも図示せず）が配置されている。
【００６６】
これらのフェイスドア、フットドア、デフロスタドアは、吹出口モードを切り替える吹出口モード切替ドアを構成する。フェイスドア、フットドア、デフロスタドアは、それぞれリンク機構等を介して、吹出口モードドア駆動用の電動アクチュエータに連結されており、連動して回転操作される。この電動アクチュエータも、空調制御装置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。
【００６７】
吹出口モード切替ドアによって切り替えられる吹出口モードとしては、具体的に、フェイスモード、バイレベルモード、フットモード等がある。
【００６８】
フェイスモードは、フェイス吹出口を全開にしてフェイス吹出口から車室内乗員の上半身に向けて空気を吹き出す吹出口モードである。バイレベルモードは、フェイス吹出口とフット吹出口の両方を開口して車室内乗員の上半身と足元に向けて空気を吹き出す吹出口モードである。フットモードは、フット吹出口を全開にしてフット吹出口から車室内乗員の足元に向けて送風空気を吹き出す吹出口モードである。
【００６９】
更に、乗員が、操作パネル６０に設けられた吹出モード切替スイッチをマニュアル操作することによって、デフロスタモードとすることもできる。デフロスタモードは、デフロスタ吹出口を全開してデフロスタ吹出口から車両フロント窓ガラス内面に空気を吹き出す吹出口モードである。
【００７０】
エンジン冷却水回路７０は、車両に搭載されたエンジンＥＮＧを冷却する為に、熱媒体であるエンジン冷却水を循環させる回路であり、図１に示すように、熱交換器であるエンジンラジエータ７１と、図示しない冷却水ポンプとを有している。
【００７１】
エンジンラジエータ７１は、エンジン冷却水回路７０を循環する熱媒体であるエンジン冷却水と外気とを熱交換させる熱交換器である。図２に示すように、エンジンラジエータ７１は、室外熱交換器１６に対して導入される外気ＯＡの流れに関して、室外熱交換器１６よりも下流側に、間隔を隔てて配置されている。
【００７２】
より具体的には、エンジンラジエータ７１は、外気ＯＡの流れの下流側において、室外熱交換器１６の流入口１６ａを含む上側部分を占めるように配置されている。従って、エンジンラジエータ７１は、室外熱交換器１６で冷媒と熱交換した外気ＯＡに対して、エンジン冷却水の熱を放熱する。そして、冷却水ポンプは、エンジン冷却水を吸入して吐出する電動式の熱媒体ポンプである。
【００７３】
従って、エンジン冷却水回路７０は、エンジンＥＮＧとエンジンラジエータ７１を含む循環流路内を、冷却水ポンプの駆動によってエンジン冷却水を循環させ、エンジンＥＮＧ及びエンジンラジエータ７１で熱交換させる。つまり、エンジン冷却水回路７０は、エンジンＥＮＧの排熱をエンジン冷却水で吸熱し、この熱をエンジンラジエータ７１で放熱させることができる。
【００７４】
エンジン冷却水としては、少なくともエチレングリコール、ジメチルポリシロキサンもしくはナノ流体を含む液体、又は不凍液体が使用可能であるが、冷却対象機器であるエンジンＥＮＧの温度条件等に応じて適切なものが用いられている。
【００７５】
インバータ冷却水回路８０は、車両に搭載されたインバータＩＮＶを含む冷却対象機器を冷却する為に、熱媒体であるインバータ冷却水を循環させる回路であり、熱交換器であるインバータラジエータ８１と、図示しない冷却水ポンプとを有している。
【００７６】
インバータＩＮＶは、電池から供給された直流電力を交流電力に変換して走行用モータに出力する電力変換部である。インバータＩＮＶは、インバータ冷却水回路８０によって冷却される冷却対象機器の一つである。インバータ冷却水回路８０に配置される冷却対象機器は、インバータＩＮＶのみに限定されるものではなく、種々の冷却対象機器がインバータ冷却水回路８０に配置されていてもよい。
【００７７】
インバータラジエータ８１は、インバータ冷却水回路８０を循環する熱媒体であるインバータ冷却水と外気とを熱交換させる熱交換器である。図２に示すように、インバータラジエータ８１は、エンジンラジエータ７１と同様に、室外熱交換器１６に対して導入される外気ＯＡの流れに関して、室外熱交換器１６よりも下流側に、間隔を隔てて配置されている。
【００７８】
より具体的には、インバータラジエータ８１は、外気ＯＡの流れの下流側において、室外熱交換器１６の流出口１６ｂを含む下側部分を占めるように配置されており、エンジンラジエータ７１の下方に位置している。従って、インバータラジエータ８１は、室外熱交換器１６で冷媒と熱交換した外気ＯＡに対して、インバータ冷却水の熱を放熱する。
【００７９】
つまり、インバータラジエータ８１は、室外熱交換器１６に形成される過冷却域に対して、外気ＯＡの流れの下流側に配置されている為、より効率よく、インバータ冷却水の熱を外気ＯＡに放熱することができる。そして、冷却水ポンプは、インバータ冷却水を吸入して吐出する電動式の熱媒体ポンプである。
【００８０】
従って、インバータ冷却水回路８０は、インバータＩＮＶとインバータラジエータ８１を含む循環流路内を、冷却水ポンプの駆動によってインバータ冷却水を循環させ、インバータＩＮＶ及びインバータラジエータ８１で熱交換させる。つまり、インバータ冷却水回路８０は、インバータＩＮＶの排熱をインバータ冷却水で吸熱し、この熱をインバータラジエータ８１で放熱させることができる。
【００８１】
インバータ冷却水としては、エチレングリコールを含む液体、または不凍液体が使用可能であるが、インバータＩＮＶを含む冷却対象機器の温度条件等に応じて適切なものが用いられている。
【００８２】
次に、車両用空調装置１の制御系について、図３を参照しつつ説明する。車両用空調装置１は、冷凍サイクル装置１０の構成機器や室内空調ユニット３０を制御する為の空調制御装置４０を有している。
【００８３】
空調制御装置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ている。そして、空調制御装置４０は、そのＲＯＭ内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行うことで、出力側に接続された圧縮機１１、第１膨張弁１５ａ、第２膨張弁１５ｂ、第１開閉弁２１、第２開閉弁２２、送風機３２、内外気切替装置３３等の空調制御機器の作動を制御する。
【００８４】
又、空調制御装置４０の入力側には、空調制御用のセンサ群の検出信号が入力される。図３に示すように、空調制御用のセンサ群には、内気温センサ５１、外気温センサ５２、日射センサ５３、吐出温度センサ５４、高圧側圧力センサ５５、蒸発器温度センサ５６、低圧側圧力センサ５７、冷媒温度センサ５８等が含まれる。
【００８５】
内気温センサ５１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５２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５３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。吐出温度センサ５４は、圧縮機１１吐出冷媒の吐出冷媒温度Ｔｄを検出する吐出温度検出部である。
【００８６】
高圧側圧力センサ５５は、室内凝縮器１２の出口側冷媒圧力（高圧側冷媒圧力）Ｐｄを検出する高圧側圧力検出部である。蒸発器温度センサ５６は、室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度（蒸発器温度）Ｔｅを検出する蒸発器温度検出部である。蒸発器温度センサ５６は、室内蒸発器１８の熱交換フィン温度を検出している。ここで、蒸発器温度センサ５６として、室内蒸発器１８のその他の部位の温度を検出する温度検出部を採用してもよいし、室内蒸発器１８を流通する冷媒自体の温度を直接検出する温度検出部を採用してもよい。
【００８７】
低圧側圧力センサ５７は、冷凍サイクルの低圧側における冷媒圧力を検出する低圧側圧力検出部であり、圧縮機１１の吸入口側における冷媒圧力を、低圧側冷媒圧力Ｐｓとして検出する。そして、冷媒温度センサ５８は、室外熱交換器１６の流出口１６ｂから流出する冷媒の温度を検出する検出部である。
【００８８】
そして、空調制御装置４０の入力側には、エンジン冷却水回路７０のエンジン冷却水温度センサ７２と、インバータ冷却水回路８０のインバータ冷却水温度センサ８２とが夫々接続されている。
【００８９】
エンジン冷却水温度センサ７２は、エンジン冷却水回路７０の循環流路の内、エンジンＥＮＧ側の流出口側からエンジンラジエータ７１の流入口側までの範囲に配置されており、エンジン冷却水の温度を検出する。即ち、エンジン冷却水温度センサ７２は、本発明における熱媒体温度検出部の一例である。空調制御装置４０は、エンジンＥＮＧからエンジン冷却水が吸熱した熱量を推定することができる。
【００９０】
又、インバータ冷却水温度センサ８２は、インバータ冷却水回路８０の循環流路の内、インバータＩＮＶ側の流出口からインバータラジエータ８１の流入口側までの範囲に配置されており、インバータ冷却水の温度（以下、インバータ冷却水温度ＴＷｈｖ）を検出する。即ち、インバータ冷却水温度センサ８２は、本発明に係る熱媒体温度検出部の一例である。そして、空調制御装置４０は、インバータＩＮＶからインバータ冷却水が吸熱した熱量を推定できる。
【００９１】
更に、空調制御装置４０の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された操作パネル６０が接続されている。従って、空調制御装置４０には、操作パネル６０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。
【００９２】
操作パネル６０に設けられた各種空調操作スイッチとしては、具体的に、オートスイッチ、冷房スイッチ（Ａ／Ｃスイッチ）、風量設定スイッチ、温度設定スイッチ、吹出モード切替スイッチ等が含まれる。
【００９３】
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或いは解除する為の入力部である。冷房スイッチは、車室内の冷房を行うことを要求する為の入力部である。風量設定スイッチは、送風機３２の風量をマニュアル設定する為の入力部である。温度設定スイッチは、車室内の目標温度である車室内設定温度Ｔｓｅｔを設定する為の入力部である。吹出モード切替スイッチは、吹出モードをマニュアル設定する為の入力部である。
【００９４】
又、空調制御装置４０の入力側には、車両制御装置９０が接続されている。この車両制御装置９０は、車両用空調装置１が搭載された車両の走行に関する各種制御を担っている。例えば、車両制御装置９０は、エンジン冷却水回路７０によるエンジンＥＮＧの冷却負荷や、インバータ冷却水回路８０によるインバータＩＮＶの冷却負荷が過大である場合に、空調運転の制御内容の変更を要求する空調制御変更信号を空調制御装置４０へ出力する。
【００９５】
尚、空調制御装置４０は、その出力側に接続された各種空調制御機器を制御する制御部（換言すると、制御装置）が一体に構成されたものであるが、それぞれの空調制御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、それぞれの空調制御機器の作動を制御する制御部を構成している。
【００９６】
例えば、空調制御装置４０のうち、圧縮機１１の作動を制御する構成が吐出能力制御部４０ａを構成している。又、空調制御装置４０のうち、冷媒回路切替装置である第１開閉弁２１、第２開閉弁２２等の作動を制御する構成が冷媒回路制御部４０ｂを構成している。
【００９７】
又、空調制御装置４０のうち、減圧装置である第１膨張弁１５ａ及び第２膨張弁１５ｂの作動を制御する構成が減圧制御部４０ｃを構成している。もちろん、吐出能力制御部４０ａ、冷媒回路制御部４０ｂ、減圧制御部４０ｃ等を空調制御装置４０に対して別体の制御部で構成してもよい。
【００９８】
続いて、第１実施形態に係る車両用空調装置１の作動について説明する。上述したように、車両用空調装置１では、暖房モード、除湿暖房モード、及び冷房モードの運転を切り替えることができる。そして、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６０のオートスイッチが投入（ＯＮ）された際に実行される。
【００９９】
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及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及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は内気温センサ５１によって検出された車室内温度（内気温）、Ｔａｍは外気温センサ５２によって検出された外気温、Ａｓは日射センサ５３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。
【０１００】
更に、操作パネル６０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。又、操作パネル６０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以上になっている場合には、除湿暖房モードでの運転を実行する。又、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。
【０１０１】
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。除湿暖房モードは、主に春季あるいは秋季に実行される。更に、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。
【０１０２】
更に、空調制御プログラムでは、各運転モード時に応じて、各種制御対象機器の作動状態を決定する。そして、決定した作動状態に応じた制御信号および制御電圧等を各種制御対象機器へ出力する。その後、空調制御プログラムでは、車両用空調装置１の作動停止が要求されるまで、所定の制御周期毎に、検出信号および操作信号の読み込み→運転モードの決定→各種制御対象機器の作動状態の決定→制御電圧および制御信号の出力といった制御ルーチンが繰り返される。以下に、各運転モードについて説明する。
【０１０３】
（ａ）暖房モード
暖房モードでは、空調制御装置４０が、第１開閉弁２１を開き、第２開閉弁２２を閉じる。又、第１膨張弁１５ａについては、減圧作用を発揮する絞り状態とし、第２膨張弁１５ｂについては全閉状態とする。
【０１０４】
これにより、暖房モードでは、図１の黒塗り矢印に示すように、圧縮機１１→室内凝縮器１２→第１膨張弁１５ａ→室外熱交換器１６→（第１開閉弁２１→）アキュムレータ２０→圧縮機１１の順に冷媒を循環させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。
【０１０５】
このサイクル構成で、空調制御装置４０は、室内凝縮器１２へ流入する冷媒が目標凝縮器温度ＴＣＯとなるように、圧縮機１１の作動を制御する。目標凝縮器温度ＴＣＯ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。さらに、空調制御装置４０は、第１膨張弁１５ａ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第１膨張弁１５ａの作動を制御する。又、空調制御装置４０は、冷風バイパス通路３５が全閉となるようにエアミックスドアを変位させ、室内凝縮器１２側の通風路を全開にする。
【０１０６】
暖房モードの冷凍サイクル装置１０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１６を蒸発器として機能させる。そして、室外熱交換器１６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にて送風空気に放熱する。これにより、送風空気を加熱することができる。
【０１０７】
従って、暖房モードでは、室内凝縮器１２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。
【０１０８】
（ｂ）除湿暖房モード
除湿暖房モードでは、空調制御装置４０が、第１開閉弁２１及び第２開閉弁２２を開き、第１膨張弁１５ａ及び第２膨張弁１５ｂを絞り状態とする。
【０１０９】
これにより、除湿暖房モードでは、図１の斜線ハッチング付き矢印に示すように、圧縮機１１→室内凝縮器１２→第１膨張弁１５ａ→室外熱交換器１６→（第１開閉弁２１→）アキュムレータ２０→圧縮機１１の順に冷媒を循環させると共に、圧縮機１１→室内凝縮器１２→（第２開閉弁２２→）第２膨張弁１５ｂ→室内蒸発器１８→蒸発圧力調整弁１９→アキュムレータ２０→圧縮機１１の順に冷媒を循環させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。
【０１１０】
つまり、この除湿暖房モードでは、室内凝縮器１２から流出した冷媒の流れを第１三方継手１３ａにて分岐し、分岐された一方の冷媒を第１膨張弁１５ａ→室外熱交換器１６→圧縮機１１の順に流すと共に、分岐された他方の冷媒を第２膨張弁１５ｂ→室内蒸発器１８→蒸発圧力調整弁１９→圧縮機１１の順に流す冷媒回路に切り替えられる。
【０１１１】
このサイクル構成で、空調制御装置４０は、室内蒸発器１８から吹き出される送風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１８の着霜を抑制可能な範囲で決定される。
【０１１２】
又、空調制御装置４０は、第１膨張弁１５ａ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第１膨張弁１５ａ及び第２膨張弁１５ｂの作動を制御する。この際、空調制御装置４０は、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、第１膨張弁１５ａの絞り開度を減少させ、第２膨張弁１５ｂの絞り開度を増加させる。又、空調制御装置４０は、冷風バイパス通路３５が全閉となるようにエアミックスドアを変位させ、室内凝縮器１２側の通風路を全開にする。
【０１１３】
この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１６及び室内蒸発器１８を蒸発器として機能させる。この為、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、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。
【０１１４】
従って、この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、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。更に、室外熱交換器１６における冷媒の飽和温度（蒸発温度）を、室内蒸発器１８における冷媒の飽和温度（蒸発温度）よりも低下させることができるので、除湿暖房モードにおける送風空気の加熱能力を増加させることができる。
【０１１５】
（ｃ）冷房モード
冷房モードでは、空調制御装置４０は、第１開閉弁２１及び第２開閉弁２２を閉じる。又、空調制御装置４０は、第１膨張弁１５ａを全開状態とし、第２膨張弁１５ｂを絞り状態とする。
【０１１６】
これにより、冷房モードでは、図１の白抜き矢印に示すように、圧縮機１１→（室内凝縮器１２→第１膨張弁１５ａ→）室外熱交換器１６→（逆止弁１７→）第２膨張弁１５ｂ→室内蒸発器１８→蒸発圧力調整弁１９→アキュムレータ２０→圧縮機１１の順に冷媒を循環させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。
【０１１７】
このサイクル構成で、空調制御装置４０は、通常、室内蒸発器１８から吹き出される送風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１８の着霜を抑制可能な範囲で決定される。又、空調制御装置４０は、冷風バイパス通路３５が全開となるようにエアミックスドア３４を変位させ、室内凝縮器１２側の通風路を全閉にする。
【０１１８】
そして、空調制御装置４０は、室外熱交換器１６の流出口１６ｂ側における冷媒の過冷却度ＳＣが目標過冷却度ＴＳＣに近づくように、第２膨張弁１５ｂの作動を制御する。空調制御装置４０は、高圧側圧力センサ５５で検出された高圧側冷媒圧力Ｐｄと、冷媒温度センサ５８により検出された冷媒温度と、サイクルを循環する冷媒の物性に基づいて、室外熱交換器１６における現在の過冷却度ＳＣを算出する。
【０１１９】
空調制御装置４０は、算出した過冷却度ＳＣが目標過冷却度ＴＳＣに近づくように、第２膨張弁１５ｂの絞り開度を制御する。この点については後に詳細に説明する。
【０１２０】
冷房モードの冷凍サイクル装置１０では、室外熱交換器１６を放熱器として機能させ、室内蒸発器１８を蒸発器として機能させる。そして、室内蒸発器１８にて冷媒が蒸発する際に送風空気から吸熱した熱を室外熱交換器１６にて外気に放熱する。これにより、送風空気を冷却することができる。
【０１２１】
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。
【０１２２】
続いて、車両用空調装置１における目標過冷却度の設定に関する制御処理について、図面を参照しつつ説明する。上述したように、車両用空調装置１の冷房モード時において、空調制御装置４０は、室外熱交換器１６の出口側における過冷却度ＳＣが目標過冷却度ＴＳＣに近づくように、第２膨張弁１５ｂの絞り開度を制御する。
【０１２３】
図４に示すフローチャートは、この目標過冷却度ＴＳＣを設定する際に、空調制御装置４０によって、車両用空調装置１の空調運転が実行されている間、繰り返し実行される。
【０１２４】
ステップＳ１では、運転モードが冷房モードであるか否かが判定される。現時点の運転モードが冷房モードである場合には、ステップＳ２に進む。一方、現時点の運転モードが冷房モード以外の運転モード（例えば、暖房モードや除湿暖房モード）である場合、そのまま、この制御処理を終了する。
【０１２５】
ステップＳ２においては、エアコン吹込温度Ｔａｉｎが基準吹込温度ＫＴａｉｎ以下であるか否かが判定される。ここで、エアコン吹込温度Ｔａｉｎは、エアコン熱負荷が高く、室外熱交換器１６の放熱が大きいか否かを判定する為の指標の一例である。
【０１２６】
エアコン吹込温度Ｔａｉｎは、内気温センサ５１で検出される内気温Ｔｒと、外気温センサ５２で検出される外気温Ｔａｍと、内外気切替装置３３の作動状態（即ち、内気の風量と外気の風量との風量割合）とに基づいて、空調制御装置４０によって算出される。
【０１２７】
算出されたエアコン吹込温度Ｔａｉｎが基準吹込温度ＫＴａｉｎ以下である場合、エアコン熱負荷、及び室外熱交換器１６における放熱は大きくないと判断して、ステップＳ３に移行する。一方、エアコン吹込温度Ｔａｉｎが基準吹込温度ＫＴａｉｎ以下ではない場合、エアコン熱負荷及び室外熱交換器１６における放熱が大きく、室外熱交換器１６の下流側に位置するエンジンラジエータ７１、インバータラジエータ８１の冷却性能が不足する状況であると判断し、ステップＳ４に進む。
【０１２８】
ステップＳ３では、目標過冷却度設定（Ａ）の処理が行われる。具体的には、この場合における目標過冷却度ＴＳＣは、図５に示す制御マップにおける下限線Ｌｌと、外気温センサ５２で検出した外気温Ｔａｍに基づいて特定される。下限線Ｌｌは、サイクルの成績係数ＣＯＰが最も高くなるように定められている。目標過冷却度設定（Ａ）で目標過冷却度ＴＳＣを特定した後、この制御処理を終了する。
【０１２９】
ステップＳ４においては、目標過冷却度設定（Ｂ）が行われる。具体的には、この場合における目標過冷却度ＴＳＣは、図５に示す制御マップにおける上限線Ｌｈと、外気温センサ５２で検出した外気温Ｔａｍに基づいて特定される。目標過冷却度設定（Ｂ）で目標過冷却度ＴＳＣを特定した後、この制御処理を終了する。
【０１３０】
尚、制御マップにおける上限線Ｌｈは、冷凍サイクル装置１０における冷房運転を継続可能な状態で、且つ、室外熱交換器１６の出口側における過冷却度ができるだけ大きくなるように決定されており、この制御マップにおける下限線Ｌｌよりも大きな値を示す。即ち、上限線Ｌｈは、冷房モード時の成績係数ＣＯＰの向上よりも、過冷却度ＳＣを大きくとることを優先して定められている。
【０１３１】
上述したように、冷房モードにおいては、図４に示す制御処理によって、エアコン吹込温度Ｔａｉｎに応じた目標過冷却度ＴＳＣが特定される。そして、第２膨張弁１５ｂの絞り開度を調整することによって、室外熱交換器１６の過冷却度ＳＣが図４の制御処理で特定された目標過冷却度ＴＳＣに近づくように制御される。
【０１３２】
即ち、エアコン熱負荷が低く、室外熱交換器１６の放熱がそれほど大きくない場合に、ステップＳ３の目標過冷却度設定（Ａ）によって目標過冷却度ＴＳＣが特定される。この場合における冷房モードの運転中に、ステップＳ３で特定された目標過冷却度ＴＳＣに近づくように、室外熱交換器１６の出口側における過冷却度ＳＣを制御すると、図２に示すように、室外熱交換器１６の流出口１６ｂ側には、過冷却域Ｒｓｃａが形成される。
【０１３３】
一方、室外熱交換器１６における放熱量が大きく、エンジンラジエータ７１、インバータラジエータ８１の冷却性能が不足する状況の場合、ステップＳ４の目標過冷却度設定（Ｂ）によって目標過冷却度ＴＳＣが特定される。
【０１３４】
そして、ステップＳ４で特定された目標過冷却度ＴＳＣに近づくように、室外熱交換器１６の出口側における過冷却度ＳＣを制御すると、図２に示すように、室外熱交換器１６の流出口１６ｂ側には、過冷却域Ｒｓｃｂが形成される。
【０１３５】
同一の外気温Ｔａｍという条件下において、ステップＳ４で特定された目標過冷却度ＴＳＣは、ステップＳ３で特定された目標過冷却度ＴＳＣよりも大きい。従って、図２に示すように、この場合の過冷却域Ｒｓｃｂは、ステップＳ３で設定された目標過冷却度ＴＳＣに基づく過冷却域Ｒｓｃａよりも大きく形成される。
【０１３６】
ステップＳ３における目標過冷却度ＴＳＣに基づく冷房運転と、ステップＳ４における目標過冷却度ＴＳＣに基づく冷房運転との場合を比較する。
【０１３７】
先ず、ステップＳ４の場合の冷房運転における成績係数ＣＯＰは、圧縮機１１の動力増加に起因して、ステップＳ３の場合の冷房運転における成績係数ＣＯＰよりも低下する。例えば、外気温Ｔａｍが４０℃の場合には、成績係数ＣＯＰは、約８％低下する。
【０１３８】
一方、ステップＳ４の場合におけるラジエータ前面温度Ｔｒｆは、図２に示すように、室外熱交換器１６の出口側における過冷却域Ｒｓｃａが過冷却域Ｒｓｃｂに増大することによって、ステップＳ３の場合におけるラジエータ前面温度Ｔｒｆよりも低下する。例えば、外気温Ｔａｍが４０℃の場合には、ラジエータ前面温度Ｔｒｆは、約３℃低下する。
【０１３９】
尚、ラジエータ前面温度Ｔｒｆは、外気ＯＡの流れに関して、室外熱交換器１６の下流側であって、エンジンラジエータ７１及びインバータラジエータ８１の上流側に位置する空間における空気の温度を意味する。
【０１４０】
このように、第１実施形態に係る車両用空調装置１では、エアコン熱負荷が低く、室外熱交換器１６の放熱がそれほど大きくない場合に、ステップＳ３の目標過冷却度設定（Ａ）によって目標過冷却度ＴＳＣが特定される。この場合の目標過冷却度ＴＳＣは、成績係数ＣＯＰが極大値になるように決定されている為、成績係数ＣＯＰが高い状態で、冷房運転を継続することができる。
【０１４１】
又、室外熱交換器１６の放熱もそれほど大きくならない為、エンジンラジエータ７１によるエンジンＥＮＧの冷却及び、インバータラジエータ８１によるインバータＩＮＶの冷却も十分に行うことができる。
【０１４２】
一方、室外熱交換器１６における放熱量が大きく、エンジンラジエータ７１、インバータラジエータ８１の冷却性能が不足する状況では、ステップＳ４の目標過冷却度設定（Ｃ）によって目標過冷却度ＴＳＣが特定される。この場合の目標過冷却度ＴＳＣは、冷凍サイクル装置１０における冷房運転が継続可能であり、且つ、室外熱交換器１６の出口側における過冷却度ができるだけ大きくなるように決定されている。
【０１４３】
従って、車両用空調装置１は、目標過冷却度設定（Ａ）の場合に比べて、成績係数ＣＯＰは低下するものの、冷房運転を継続することができる。つまり、車室内の快適性を維持することができる。
【０１４４】
又、この車両用空調装置１によれば、室外熱交換器１６における過冷却域を増大させることで、ラジエータ前面温度Ｔｒｆを平均的に低下させることができる。これにより、エンジンラジエータ７１、インバータラジエータ８１における熱交換性能の低下を抑制できる為、車両用空調装置１は、この場合におけるエンジンＥＮＧ及びインバータＩＮＶの冷却性能不足を抑制できる。
【０１４５】
次に、車両用空調装置１における圧縮機１１の冷媒吐出能力の設定に関する制御処理について、図面を参照しつつ説明する。上述したように、車両用空調装置１において、圧縮機１１の冷媒吐出能力は、圧縮機１１を構成する電動モータの回転数を制御することで変更される。冷房モード時においては、圧縮機１１の回転数は、室内蒸発器１８から吹き出される送風空気が目標蒸発器温度ＴＥＯとなるように制御される。
【０１４６】
図６に示す制御処理では、圧縮機１１の電動モータがとり得る回転数の上限値を変更することによって、圧縮機１１が作動する回転数の範囲を設定している。この圧縮機１１の回転数範囲を適宜設定することで、空調制御装置４０は、状況に応じた圧縮機１１の冷媒吐出能力に変更している。
【０１４７】
先ず、ステップＳ１１では、運転モードが冷房モードであるか否かが判定される。現時点の運転モードが冷房モードである場合には、ステップＳ１２に進む。一方、現時点の運転モードが冷房モード以外である場合は、そのまま、この制御処理を終了する。
【０１４８】
ステップＳ１２では、空調制御装置４０に接続されている各種センサや各種空調制御機器（以下、各種センサ等という）が正常動作しているか否かを判定する。この判定は、各種センサ等からの制御信号との間の通信に基づいて行われ、作動エラー及び通信エラーの発生を検出している。
【０１４９】
各種センサ等が正常動作していると判定した場合には、ステップＳ１３に進む。一方、各種センサ等が正常動作していないと判定した場合、作動エラー又は通信エラーが発生しているものとして、ステップＳ１４に進む。
【０１５０】
ステップＳ１３では、圧縮機回転数設定（Ａ）の処理が実行される。この処理では、圧縮機１１の性能により定まる圧縮機１１の最大回転数である制御最大値Ｎｃｍａｘと、最小回転数である制御最小値Ｎｃｍｉｎとの間の範囲が、通常回転数範囲Ｒｎとして設定される。その後、通常回転数範囲Ｒｎを設定した後、この制御処理を終了する。
【０１５１】
図７に示すように、この通常回転数範囲Ｒｎ内において、通常過冷却度ＳＣｎに制御している場合のラジエータ前面温度Ｔｒｆは、何れも冷却上限温度Ｔｕｌよりも低温になっている。ここで、通常過冷却度ＳＣｎは、各種センサ等が正常動作している場合の過冷却度ＳＣを意味する。そして、冷却上限温度Ｔｕｌは、冷却対象機器の冷却を成立させる為に必要なラジエータ前面温度Ｔｒｆの上限値を意味する。
【０１５２】
従って、この場合の冷房モードでは、圧縮機１１の回転数は、通常回転数範囲Ｒｎの範囲内において、室内蒸発器１８から吹き出される送風空気が目標蒸発器温度ＴＥＯとなるように決定される。この場合の冷房運転によれば、何れの圧縮機１１の回転数が決定されたとしても、ラジエータによる冷却対象機器の冷却を成立させることができる。
【０１５３】
ステップＳ１４においては、特定部位のエラーが発生しているか否かが判定される。ここで、特定部位とは、各種センサ類の内、エアコン熱負荷の大小を判定する際に用いられる部位である。特定部位のエラーが発生していると判定された場合、ステップＳ１５に進む。一方、特定部位とは異なる部位のエラーが発生していると判定された場合、ステップＳ１６に処理を移行する。
【０１５４】
ここで、第１実施形態における特定部位は、エアコン熱負荷の判定に用いられるエアコン吹込温度Ｔａｉｎを算出する為のセンサ類を意味し、内気温センサ５１、外気温センサ５２、及び内外気切替装置３３に相当する。
【０１５５】
ステップＳ１５においては、圧縮機回転数設定（Ｂ）の処理が実行される。この処理では、制御最大値Ｎｃｍａｘよりも小さなフェールセーフ回転数Ｎｃｆと、制御最小値Ｎｃｍｉｎとの間の範囲が、フェール時回転数範囲Ｒｆとして設定される。その後、フェール時回転数範囲Ｒｆを設定した後、この制御処理を終了する。
【０１５６】
ここで、第１実施形態におけるフェールセーフ回転数Ｎｃｆは、フェール時過冷却度ＳＣｆに制御している場合のラジエータ前面温度Ｔｒｆと、冷却上限温度Ｔｕｌに基づいて定められる。フェール時過冷却度ＳＣｆは、冷房モードを成立させる為の最低条件の過冷却度ＳＣを意味する。
【０１５７】
図７に示すように、フェールセーフ回転数Ｎｃｆは、フェール時過冷却度ＳＣｆに制御している場合のラジエータ前面温度Ｔｒｆが冷却上限温度Ｔｕｌとなった時点における圧縮機１１の回転数である。
【０１５８】
従って、この場合の冷房モードでは、圧縮機１１の回転数は、フェール時回転数範囲Ｒｆの範囲内において、室内蒸発器１８から吹き出される送風空気が目標蒸発器温度ＴＥＯとなるように決定される。即ち、この場合の冷房運転では、フェール時回転数範囲Ｒｆの範囲内であれば、何れの圧縮機１１の回転数が決定されたとしても、ラジエータによる冷却対象機器の冷却を成立させることができる。
【０１５９】
又、フェール時回転数範囲Ｒｆは、通常回転数範囲Ｒｎよりも狭くなるが、圧縮機１１の運転を停止するものではない。つまり、この車両用空調装置１によれば、特定部位にエラーが生じた場合であっても、少なくとも或る程度の期間、冷房モードにおける空調運転を継続することができる。
【０１６０】
ステップＳ１６では、特定部位と異なる部位のエラーの発生に伴い、圧縮機回転数設定（Ｃ）の処理が実行される。この処理では、圧縮機１１の回転数Ｎｃを０として、圧縮機１１の運転を停止する。圧縮機１１の運転を停止した後、この制御処理を終了する。
【０１６１】
従って、この場合の冷房運転では、圧縮機１１の運転が停止される為、各種センサ等に深刻なエラーを抱えたままで、冷房運転が継続されることはない。これにより、車両用空調装置１は、各種空調制御機器における故障の深刻化を防止することができる。
【０１６２】
尚、上記ステップＳ１６では、特定部位と異なる部位のエラーが発生した場合には、圧縮機１１の運転を停止するものとしていたが、この態様に限定されるものではない。
【０１６３】
例えば、特定部位と異なる部位であって、且つ、所定の条件を満たす部位のエラーである場合に、圧縮機１１の運転を停止するように構成してもよい。この場合における所定の条件としては、例えば、車両用空調装置１の深刻な故障要因となる部位であることや、空調運転に対する重要度の高い部位であることを挙げることができる。
【０１６４】
以上説明したように、第１実施形態に係る車両用空調装置１によれば、冷凍サイクル装置１０による車室内空調と、エンジン冷却水回路７０、インバータ冷却水回路８０による冷却対象機器（例えば、エンジンＥＮＧ、インバータＩＮＶ）の冷却とを実行することができる。
【０１６５】
図２に示すように、この車両用空調装置１において、エンジンラジエータ７１、インバータラジエータ８１は、室外熱交換器１６に対して導入される外気ＯＡの流れに関して、室外熱交換器１６よりも下流側に配置されている。従って、室外熱交換器１６における放熱量（即ち、ラジエータ前面温度Ｔｒｆ）は、エンジンラジエータ７１、インバータラジエータ８１における冷却対象機器の冷却性能に影響を与える。
【０１６６】
ここで、エアコン吹込温度Ｔａｉｎの算出に必要な特定部位（即ち、内気温センサ５１等）にエラーが発生した場合には、エアコン吹込温度Ｔａｉｎの精度が低下する。このエアコン吹込温度Ｔａｉｎは、冷房モード時における目標過冷却度ＴＳＣの特定に用いられる為、冷房モード時における目標過冷却度ＴＳＣの精度も低下し、例えば、正常時に特定される目標過冷却度よりも小さな値となってしまう場合がある。
【０１６７】
一方、この車両用空調装置１において、冷房モードでは、第２膨張弁１５ｂの絞り開度を制御することで、室外熱交換器１６の出口側における過冷却度ＳＣが目標過冷却度ＴＳＣに近づくように調整される。
【０１６８】
従って、特定部位のエラーは、室外熱交換器１６の出口側に形成される過冷却域Ｒｓｃａの減少を招き、室外熱交換器１６の周辺温度（例えば、ラジエータ前面温度Ｔｒｆ）を上昇させてしまう。この結果、エンジンラジエータ７１等による冷却対象機器の冷却性能の低下を招いてしまう。
【０１６９】
この点、第１実施形態に係る車両用空調装置１は、特定部位にエラーが生じた場合に、ステップＳ１３において、圧縮機１１の回転数範囲を、通常回転数範囲Ｒｎからフェール時回転数範囲Ｒｆに変更する。この結果、図７に示すように、特定部位にエラーが生じた場合であっても、ラジエータ前面温度Ｔｒｆを、冷却上限温度Ｔｕｌ以下にすることができる。
【０１７０】
即ち、車両用空調装置１は、特定部位のエラーの発生により目標過冷却度ＴＳＣを正常に特定できなった場合であっても、或る程度の間、圧縮機１１の運転を停止させることなく、エンジンラジエータ７１等による冷却性能の低下を抑制することができる。換言すると、車両用空調装置１は、或る程度の間、エンジンラジエータ７１等による冷却対象機器の冷却性能を維持しつつ、車室内の空調を継続することができる。
【０１７１】
又、図２に示すように、インバータラジエータ８１は、過冷却域が形成される室外熱交換器１６の流出口１６ｂに対して外気ＯＡの下流側に配置されており、エンジンラジエータ７１は、インバータラジエータ８１の上方に配置されている。従って、車両用空調装置１は、エンジンＥＮＧ、インバータＩＮＶのそれぞれに適した態様で、冷却性能を担保することができる。
【０１７２】
（第２実施形態）
続いて、上述した第１実施形態とは異なる第２実施形態について、図面を参照しつつ説明する。第２実施形態に係る車両用空調装置１は、特定部位のエラーが発生している場合におけるフェール時回転数範囲Ｒｆの設定態様を除いて、基本的に第１実施形態と同様の構成である。従って、以下の説明において、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
【０１７３】
以下、第２実施形態に係る車両用空調装置１が第１実施形態と相違する点について、図８を参照しつつ説明する。
【０１７４】
尚、第２実施形態に係る冷房モード時においても、空調制御装置４０は、室外熱交換器１６の出口側における過冷却度ＳＣが目標過冷却度ＴＳＣに近づくように、第２膨張弁１５ｂの絞り開度を制御する。又、圧縮機１１の冷媒吐出能力の設定に関する制御処理についても、ステップＳ１５における圧縮機回転数設定（Ｂ）の処理内容を除いて、第１実施形態と同様の処理が行われる。
【０１７５】
上述した第１実施形態においては、ステップＳ１５において、予め定められたフェールセーフ回転数Ｎｃｆを用いて、フェール時回転数範囲Ｒｆを特定していた。この点、第２実施形態においては、冷却対象機器（即ち、インバータＩＮＶ）の冷却負荷を示す指標であるインバータ冷却水温度ＴＷｈｖに応じて、フェールセーフ回転数Ｎｃｆを特定し、フェール時回転数範囲Ｒｆを決定する。
【０１７６】
具体的には、ステップＳ１５に移行すると、インバータ冷却水温度センサ８２からの検出信号に基づいて、インバータ冷却水温度ＴＷｈｖが特定される。そして、このインバータ冷却水温度ＴＷｈｖと、図８に示す制御マップとを参照することにより、冷却対象機器の冷却負荷に応じたフェールセーフ回転数Ｎｃｆが特定される。
【０１７７】
図８に示すように、インバータ冷却水温度ＴＷｈｖが予め定められた基準冷却水温度ＫＴａよりも低い場合、フェールセーフ回転数Ｎｃｆは、予め定められた回転数のフェールセーフ回転数Ｎｃｆａに特定される。又、インバータ冷却水温度ＴＷｈｖが基準冷却水温度ＫＴｂよりも高い場合、フェールセーフ回転数Ｎｃｆは、フェールセーフ回転数Ｎｃｆａよりも少ない回転数のフェールセーフ回転数Ｎｃｆｂに特定される。
【０１７８】
そして、インバータ冷却水温度ＴＷｈｖが基準冷却水温度ＫＴａから基準冷却水温度ＫＴｂまでの範囲内である場合、フェールセーフ回転数Ｎｃｆは、インバータ冷却水温度ＴＷｈｖが上昇する程、少ない回転数のフェールセーフ回転数Ｎｃｆに特定される。
【０１７９】
このように、第２実施形態に係る車両用空調装置１では、ステップＳ１５において、インバータ冷却水温度ＴＷｈｖが示す冷却対象機器の冷却負荷に応じて、フェールセーフ回転数Ｎｃｆが特定される。そして、このフェールセーフ回転数Ｎｃｆと制御最小値Ｎｃｍｉｎに基づいて、フェール時回転数範囲Ｒｆが特定される。
【０１８０】
従って、第２実施形態におけるフェール時回転数範囲Ｒｆは、冷却対象機器の冷却負荷に対応する範囲に設定される。これにより、車両用空調装置１は、特定部位のエラーの発生により目標過冷却度ＴＳＣを正常に特定できなった場合であっても、冷却対象機器の冷却性能の維持と、車室内空調の運転継続とを、冷却対象機器の冷却負荷を考慮した適切なバランスで両立できる。
【０１８１】
以上説明したように、第２実施形態に係る車両用空調装置１は、特定部位のエラーの発生により目標過冷却度ＴＳＣを正常に特定できなった場合であっても、或る程度の間、圧縮機１１の運転を停止させることなく、エンジンラジエータ７１等による冷却性能の低下を抑制することができる。換言すると、車両用空調装置１は、或る程度の間、エンジンラジエータ７１等による冷却対象機器の冷却性能を維持しつつ、車室内の空調を継続することができる。
【０１８２】
この時、冷却対象機器の冷却負荷に対応するフェール時回転数範囲Ｒｆを設定することができる為、冷却対象機器の冷却性能の維持と、車室内空調の運転継続とを、冷却対象機器の冷却負荷を考慮した適切なバランスで両立できる。
【０１８３】
（第３実施形態）
続いて、上述した各実施形態とは異なる第３実施形態について、図面を参照しつつ説明する。第３実施形態に係る車両用空調装置１は、特定部位のエラーが発生している場合におけるフェール時回転数範囲Ｒｆの設定態様を除いて、基本的に上述した実施形態と同様の構成である。従って、以下の説明において、上述した実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
【０１８４】
以下、第３実施形態に係る車両用空調装置１が第１実施形態と相違する点について、図９を参照しつつ説明する。
【０１８５】
尚、第３実施形態に係る冷房モード時においても、空調制御装置４０は、室外熱交換器１６の出口側における過冷却度ＳＣが目標過冷却度ＴＳＣに近づくように、第２膨張弁１５ｂの絞り開度を制御する。又、圧縮機１１の冷媒吐出能力の設定に関する制御処理についても、ステップＳ１５における圧縮機回転数設定（Ｂ）の処理内容を除いて、上述した各実施形態と同様の処理が行われる。
【０１８６】
上述した第１実施形態においては、ステップＳ１５において、予め定められたフェールセーフ回転数Ｎｃｆを用いて、フェール時回転数範囲Ｒｆを特定しており、インバータ冷却水温度ＴＷｈｖに応じて、フェールセーフ回転数Ｎｃｆを特定し、フェール時回転数範囲Ｒｆを決定していた。
【０１８７】
この点、第３実施形態においては、エアコン熱負荷を示す指標の一つである外気温Ｔａｍに応じて、フェールセーフ回転数Ｎｃｆを特定し、フェール時回転数範囲Ｒｆを特定する。具体的には、ステップＳ１５に移行すると、外気温センサ５２からの検出信号に基づいて、外気温Ｔａｍが特定される。そして、この外気温Ｔａｍと、図９に示す制御マップとを参照することにより、エアコン熱負荷に応じたフェールセーフ回転数Ｎｃｆが特定される。
【０１８８】
図９に示すように、外気温Ｔａｍが予め定められた基準外気温度ＫＴｃよりも低い場合には、フェールセーフ回転数Ｎｃｆは、予め定められた回転数のフェールセーフ回転数Ｎｃｆｃに特定される。又、外気温Ｔａｍが基準外気温度ＫＴｄよりも高い場合、フェールセーフ回転数Ｎｃｆは、フェールセーフ回転数Ｎｃｆｃよりも回転数が多いフェールセーフ回転数Ｎｃｆｄに特定される。
【０１８９】
そして、外気温Ｔａｍが基準外気温度ＫＴｃから基準外気温度ＫＴｄまでの範囲内である場合、フェールセーフ回転数Ｎｃｆは、外気温Ｔａｍが上昇する程、回転数が増加するように特定される。
【０１９０】
このように、第３実施形態に係る車両用空調装置１では、ステップＳ１５において、外気温Ｔａｍが示すエアコン熱負荷に応じて、フェールセーフ回転数Ｎｃｆが特定される。そして、このフェールセーフ回転数Ｎｃｆと制御最小値Ｎｃｍｉｎに基づいて、フェール時回転数範囲Ｒｆが特定される。
【０１９１】
従って、第３実施形態におけるフェール時回転数範囲Ｒｆは、エアコン熱負荷に対応する範囲に設定される。これにより、車両用空調装置１は、特定部位のエラーの発生により目標過冷却度ＴＳＣを正常に特定できなった場合であっても、冷却対象機器の冷却性能の維持と、車室内空調の運転継続とを、エアコン熱負荷を考慮した適切なバランスで両立できる。
【０１９２】
以上説明したように、第３実施形態に係る車両用空調装置１は、特定部位のエラーの発生により目標過冷却度ＴＳＣを正常に特定できなった場合であっても、或る程度の間、圧縮機１１の運転を停止させることなく、エンジンラジエータ７１等による冷却性能の低下を抑制することができる。換言すると、車両用空調装置１は、或る程度の間、エンジンラジエータ７１等による冷却対象機器の冷却性能を維持しつつ、車室内の空調を継続することができる。
【０１９３】
この時、エアコン熱負荷に対応するフェール時回転数範囲Ｒｆを設定することができる為、冷却対象機器の冷却性能の維持と、車室内空調の運転継続とを、冷凍サイクル装置１０におけるエアコン熱負荷を考慮した適切なバランスで両立できる。
【０１９４】
（第４実施形態）
続いて、上述した各実施形態とは異なる第４実施形態について、図面を参照しつつ説明する。第４実施形態に係る車両用空調装置１は、圧縮機１１の冷媒吐出能力の設定に関する制御処理の内容を除いて、基本的に上述した実施形態と同様の構成である。従って、以下の説明において、上述した実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
【０１９５】
以下、第４実施形態に係る車両用空調装置１が第１実施形態と相違する点について、図１０を参照しつつ説明する。第４実施形態に係る冷房モード時においても、空調制御装置４０は、室外熱交換器１６の出口側における過冷却度ＳＣが目標過冷却度ＴＳＣに近づくように、第２膨張弁１５ｂの絞り開度を制御する。
【０１９６】
尚、第４実施形態に係る冷房モード時においても、空調制御装置４０は、室外熱交換器１６の出口側における過冷却度ＳＣが目標過冷却度ＴＳＣに近づくように、第２膨張弁１５ｂの絞り開度を制御する。又、圧縮機１１の冷媒吐出能力の設定に関する制御処理についても、上述した各実施形態とは異なり、図１０のフローチャートに示す処理が実行される。
【０１９７】
図１０に示すように、ステップＳ２１では、先ず、運転モードが冷房モードであるか否かが判定される。現時点の運転モードが冷房モードである場合には、ステップＳ２２に進む。一方、現時点の運転モードが冷房モード以外である場合は、そのまま、この制御処理を終了する。
【０１９８】
ステップＳ２２では、各種センサ等が正常動作しているか否かを判定する。ステップＳ２２の判定は、第１実施形態のステップＳ１２と同様に実行される。各種センサ等が正常動作していると判定した場合には、ステップＳ２３に進む。一方、各種センサ等が正常動作していないと判定した場合、作動エラー又は通信エラーが発生しているものとして、ステップＳ２４に進む。
【０１９９】
ステップＳ２３では、圧縮機回転数設定（Ａ）の処理が実行される。このステップＳ２３の処理では、第１実施形態におけるＳ１３と同様の処理が行われる。従って、図７に示すように、制御最大値Ｎｃｍａｘと制御最小値Ｎｃｍｉｎによって規定される通常回転数範囲Ｒｎが、圧縮機１１の回転数の制御範囲として設定される。その後、この制御処理を終了する。
【０２００】
ステップＳ２４においては、特定部位のエラーが発生しているか否かが判定される。この判定処理は、第１実施形態におけるステップＳ１４と同様に実行される。特定部位のエラーが発生していると判定された場合、ステップＳ２５に進む。一方、特定部位と異なる部位のエラーが発生していると判定された場合、ステップＳ２６に処理を移行する。
【０２０１】
ステップＳ２５では、車両制御装置９０から出力される空調制御変更信号を検出したか否かが判定される。上述したように、空調制御変更信号は、エンジン冷却水回路７０によるエンジンＥＮＧの冷却負荷やインバータ冷却水回路８０によるインバータＩＮＶの冷却負荷が過大である場合に、車両制御装置９０から出力される。そして、空調制御変更信号は、車両走行系を保護する為に、空調運転の制御内容の変更が要求される。
【０２０２】
空調制御変更信号を検出した場合、エンジンラジエータ７１等による冷却対象機器の冷却負荷が過大であると判断して、ステップＳ２６に進む。一方、空調制御変更信号を検出していない場合、冷却対象機器の冷却負荷が過大ではないと判断して、ステップＳ２３に進む。
【０２０３】
ステップＳ２６においては、圧縮機回転数設定（Ｂ）の処理が実行される。この処理では、第１実施形態におけるステップＳ１５と同様の処理が実行される。従って、図７に示すように、フェールセーフ回転数Ｎｃｆと制御最小値Ｎｃｍｉｎによって規定されるフェール時回転数範囲Ｒｆが、圧縮機１１の回転数の制御範囲として設定される。
【０２０４】
そして、この場合におけるフェールセーフ回転数Ｎｃｆは、図７に示すように、フェール時過冷却度ＳＣｆに制御している場合のラジエータ前面温度Ｔｒｆが冷却上限温度Ｔｕｌとなった時点における圧縮機１１の回転数である。即ち、第４実施形態におけるフェールセーフ回転数Ｎｃｆは、予め定められた規定値である。フェール時回転数範囲Ｒｆを設定した後、この制御処理を終了する。
【０２０５】
ステップＳ２７では、特定部位と異なる部位のエラーの発生に伴い、圧縮機回転数設定（Ｃ）の処理が実行される。この処理では、第１実施形態と同様に、圧縮機１１の回転数Ｎｃを０として、圧縮機１１の運転を停止する。圧縮機１１の運転を停止した後、この制御処理を終了する。
【０２０６】
以上説明したように、第４実施形態に係る車両用空調装置１は、特定部位のエラーの発生により目標過冷却度ＴＳＣを正常に特定できなった場合であっても、或る程度の間、圧縮機１１の運転を停止させることなく、エンジンラジエータ７１等による冷却性能の低下を抑制することができる。換言すると、車両用空調装置１は、或る程度の間、エンジンラジエータ７１等による冷却対象機器の冷却性能を維持しつつ、車室内の空調を継続することができる。
【０２０７】
この時、空調制御変更信号の検出に伴い、冷却対象機器の冷却負荷に対応するフェール時回転数範囲Ｒｆを設定することができる為、冷却対象機器の冷却性能の維持と、車室内空調の運転継続とを、冷却対象機器の冷却負荷を考慮した適切なバランスで両立できる。
【０２０８】
（他の実施形態）
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではない。即ち、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。例えば、上述した各実施形態を適宜組み合わせても良いし、上述した実施形態を種々変形することも可能である。
【０２０９】
（１）上述した実施形態においては、圧縮機１１における冷媒吐出能力を、圧縮機１１を構成する電動モータの回転数により制御する構成であったが、この態様に限定されるものではない。例えば、圧縮機１１が可変容量式の圧縮機であれば、制御電流、制御電圧、Ｄｕｔｙ信号等を用いて、当該圧縮機１１の冷媒吐出能力を制御してもよい。
【０２１０】
（２）上述した第２実施形態においては、インバータ冷却水温度ＴＷｈｖを用いて、インバータ冷却水回路８０の冷却負荷を判定して、フェールセーフ回転数Ｎｃｆ及びフェール時回転数範囲Ｒｆを特定していたが、この態様に限定されるものではない。ラジエータにおける熱媒体の温度によって、冷却対象機器の冷却負荷を判定し、圧縮機１１の冷媒吐出能力を制御するものであれば、種々の変形が可能である。
【０２１１】
例えば、エンジン冷却水回路７０の冷却負荷を、エンジン冷却水温度センサ７２で検出されるエンジン冷却水温度に基づいて判定して、これに応じたフェールセーフ回転数Ｎｃｆを特定する。そして、特定したフェールセーフ回転数Ｎｃｆを用いて、フェール時回転数範囲Ｒｆを設定するように構成することも可能である。
【０２１２】
（３）上述した第３実施形態においては、外気温Ｔａｍを用いて、エアコン熱負荷を判定して、フェールセーフ回転数Ｎｃｆ及びフェール時回転数範囲Ｒｆを特定していたが、この態様に限定されるものではない。例えば、外気温Ｔａｍの代用として、エンジンＥＮＧにおける吸気温度を用いるように構成しても良い。
【０２１３】
又、エアコン熱負荷の大小を判定することができれば十分であり、複数種類のセンサ類を用いても良い。例えば、日射センサ５３により検出される日射量Ａｓと、外気温センサ５２の外気温Ｔａｍとを用いて、エアコン熱負荷を特定し、特定したエアコン熱負荷に対応するフェールセーフ回転数Ｎｃｆ及びフェール時回転数範囲Ｒｆを設定することも可能である。
【０２１４】
（４）上述した第４実施形態においては、圧縮機回転数設定（Ｂ）で予め定められたフェールセーフ回転数Ｎｃｆを用いてフェール時回転数範囲Ｒｆを設定していたが、この態様に限定されるものではない。例えば、空調制御変更信号に対して、冷却対象機器の冷却負荷の大きさを示す情報が含まれている場合には、この信号に基づく冷却負荷の大きさに応じて、フェールセーフ回転数Ｎｃｆを特定して、フェール時回転数範囲Ｒｆを設定しても良い。又、この場合においても、各種センサ等の検出値を用いて、フェールセーフ回転数Ｎｃｆを特定しても良い。
【０２１５】
（５）又、上述の各実施形態に係る冷凍サイクル装置１０は、冷房運転、暖房運転、除湿暖房運転を切り替え可能に構成されていたが、この態様に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態における各運転モードに加えて、除霜運転モードに切り替え可能に構成することも可能である。
【０２１６】
（６）そして、上述の各実施形態における除湿暖房モードは、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により構成されていたが、この態様に限定されるものではない。例えば、圧縮機１１→室内凝縮器１２→第１膨張弁１５ａ→室外熱交換器１６→第２膨張弁１５ｂ→室内蒸発器１８→蒸発圧力調整弁１９→アキュムレータ２０→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により、除湿暖房運転を行うように構成することも可能である。この場合、室外熱交換器１６と室内蒸発器１８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。
【０２１７】
更に、除湿暖房モードにおいて、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と、室外熱交換器１６と室内蒸発器１８が冷媒流れに対して直列的に接続される冷凍サイクルとを、適宜切り替えるように構成することも可能である。
【０２１８】
（７）上述の各実施形態では、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るものではない。例えば、目標吹出温度ＴＡＯおよび外気温Ｔａｍに基づいて、予め空調制御装置４０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。
【０２１９】
又、操作パネル６０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、除湿暖房モード及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】
【０２２０】
１      車両用空調装置
１１    圧縮機
１６    室外熱交換器
１５ｂ  第２膨張弁
１８    室内蒸発器
４０    空調制御装置
５１    内気温センサ
５２    外気温センサ
３３    内外気切替装置
８１    インバータラジエータ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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