(57)【要約】【課題】プレ空調時の暖房感の悪化を招くことなく、冷凍サイクル装置の圧縮機の保護を可能とする車両用空調装置を提供する。【解決手段】車室内へ送風される送風空気の温度を調整する温度調整装置として蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置を備え、プレ空調として車室内の暖房を行う際に、冷凍サイクル装置の圧縮機の冷媒吐出能力（具体的には、回転数）の上限値Ｎｃ＿ＬＩＭをプレ空調の開始から時間経過とともに増加するように決定し、圧縮機の冷媒吐出能力の下限値Ｎｃ＿ＯＩＬを充分な冷凍機油を圧縮機へ戻ることができるように決定する。下限値Ｎｃ＿ＯＩＬが上限値Ｎｃ＿ＬＩＭよりも高くなっている際には、下限値Ｎｃ＿ＯＩＬ以上となるように圧縮機の作動を制御する。【選択図】図７
2018076020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されたバッテリ（Ｂ）から供給される電力によって、乗員が車両に乗り込む前に車室内の空調を開始するプレ空調を実行可能に構成された車両用空調装置であって、
前記バッテリから供給される電力によって作動する電動式の圧縮機（１１）、前記圧縮機から吐出された高圧冷媒と前記車室内へ送風される送風空気とを熱交換させる室内凝縮器（１２）、前記室内凝縮器から流出した冷媒を減圧させる減圧装置（１４ａ）、および前記減圧装置にて減圧された低圧冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（２０）を有する冷凍サイクル装置（１０）と、
前記圧縮機の冷媒吐出能力の上限値（Ｎｃ＿ＬＩＭ）、および前記圧縮機の冷媒吐出能力の下限値（Ｎｃ＿ＯＩＬ）を決定する上下限値決定部（Ｓ６１、Ｓ６２）と、
前記圧縮機の冷媒吐出能力を制御する吐出能力制御部（４０ａ）と、を備え、
前記上下限値決定部は、外気温（Ｔａｍ）および前記室外熱交換器における冷媒温度（Ｔｓ）の少なくとも一方の低下に伴って、前記下限値（Ｎｃ＿ＯＩＬ）を増加させるように決定するものであり、
さらに、前記上下限値決定部は、前記プレ空調として前記車室内の暖房を行う際に、前記プレ空調の開始から時間経過とともに前記上限値（Ｎｃ＿ＬＩＭ）を増加させるように決定するものであり、
前記吐出能力制御部は、前記下限値（Ｎｃ＿ＯＩＬ）が前記上限値（Ｎｃ＿ＬＩＭ）よりも高くなっている際には、前記下限値（Ｎｃ＿ＯＩＬ）以上となるように前記冷媒吐出能力を制御するものである車両用空調装置。
【請求項２】
外部電源から供給される外部電力および前記バッテリから供給される電力のうち少なくとも一方によって、前記プレ空調を実行可能に構成された車両用空調装置であって、
前記バッテリは、前記外部電力を充電可能に、前記外部電源に接続されており、
前記上下限値決定部は、前記プレ空調として前記暖房を行う際であって、かつ、前記バッテリに前記外部電力が充電されていない際に、前記プレ空調の開始から時間経過とともに前記上限値（Ｎｃ＿ＬＩＭ）を増加させるように決定するものである請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項３】
前記上下限値決定部は、前記プレ空調として前記車室内の冷房を行う際に、前記プレ空調の開始から時間経過とともに前記圧縮機の冷媒吐出能力の上限値（Ｎｃ＿ＬＩＭ）を減少させるように決定するものである請求項１または２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、プレ空調を実行可能に構成された車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に、乗員が車両に乗り込む前に車室内の空調を開始するプレ空調を実行可能に構成された車両用空調装置が開示されている。この特許文献１の車両用空調装置は、車室内へ送風される送風空気の温度を調整する温度調整装置として、電動式の圧縮機を有する蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置を備えている。
【０００３】
そして、特許文献１の車両用空調装置では、プレ空調の実行時に、冷凍サイクル装置の消費電力の上限値を設定することで、プレ空調のために消費される電力が増加してしまうことを抑制している。
【０００４】
さらに、特許文献１の車両用空調装置では、消費電力の上限値をプレ空調の開始から時間経過とともに低下させるように設定することで、消費電力の増加を抑制するだけでなく、プレ空調として車室内の冷房を行う際に、プレ空調の開始直後であっても即効性の高い冷房を実現しようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−７６５１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の車両用空調装置のように、プレ空調の実行時に、時間経過とともに消費電力の上限値を低下させると、プレ空調として車室内の暖房を行う際には、圧縮機の耐久寿命に悪影響を及ぼしてしまうおそれがある。その理由は、暖房時は外気温が低くなり、冷媒とともにサイクルを循環する冷凍機油の量が減少してしまうので、圧縮機の潤滑にために充分な量の冷凍機油を圧縮機へ戻すことができなくなってしまうからである。
【０００７】
また、暖房初期にはサイクルの高圧側冷媒の圧力が上昇しにくいため、圧縮機の消費電力も比較的少なくなる。そして、暖房の開始から時間経過とともに高圧側冷媒圧力が上昇すると、圧縮機の消費電力も増加する。このため、特許文献１の車両用空調装置のように、プレ空調の開始から時間経過とともに消費電力の上限値を低下させてしまうと、プレ空調として暖房を行う際に、暖房能力が時間経過とともに不充分になってしまう。
【０００８】
本発明は、上記点に鑑み、プレ空調を実行可能に構成された車両用空調装置において、プレ空調時の暖房感の悪化を招くことなく、冷凍サイクル装置の圧縮機の保護を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、車両に搭載されたバッテリ（Ｂ）から供給される電力によって、乗員が車両に乗り込む前に車室内の空調を開始するプレ空調を実行可能に構成された車両用空調装置であって、
バッテリから供給される電力によって作動する電動式の圧縮機（１１）、圧縮機から吐出された高圧冷媒と車室内へ送風される送風空気とを熱交換させる室内凝縮器（１２）、室内凝縮器から流出した冷媒を減圧させる減圧装置（１４ａ）、および減圧装置にて減圧された低圧冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（２０）を有する冷凍サイクル装置（１０）と、圧縮機の冷媒吐出能力の上限値（Ｎｃ＿ＬＩＭ）、および圧縮機の冷媒吐出能力の下限値（Ｎｃ＿ＯＩＬ）を決定する上下限値決定部（Ｓ６１、Ｓ６２）と、圧縮機の冷媒吐出能力を制御する吐出能力制御部（４０ａ）と、を備え、
上下限値決定部は、外気温（Ｔａｍ）および室外熱交換器における冷媒温度（Ｔｓ）の少なくとも一方の低下に伴って、下限値（Ｎｃ＿ＯＩＬ）を増加させるように決定するとともに、プレ空調として車室内の暖房を行う際に、プレ空調の開始から時間経過とともに上限値（Ｎｃ＿ＬＩＭ）を増加させるように決定するものであり、
吐出能力制御部は、下限値（Ｎｃ＿ＯＩＬ）が上限値（Ｎｃ＿ＬＩＭ）よりも高くなっている際には、下限値（Ｎｃ＿ＯＩＬ）以上となるように冷媒吐出能力を制御する車両用空調装置である。
【００１０】
これによれば、吐出能力制御部（４０ａ）が、下限値（Ｎｃ＿ＯＩＬ）以上となるように冷媒吐出能力を制御するので、圧縮機（１１）の潤滑のために充分な量の冷凍機油を圧縮機（１１）へ戻すことができるように下限値（Ｎｃ＿ＯＩＬ）を設定しておくことで、圧縮機（１１）の保護を図ることができる。
【００１１】
さらに、上限値（Ｎｃ＿ＬＩＭ）が、プレ空調の開始から時間経過とともに増加するように決定される。従って、プレ空調として車室内の暖房を行う際に、プレ空調の開始から時間経過とともに高圧側冷媒圧力が上昇しても、圧縮機（１１）の回転数を増加させて、暖房能力の不足を抑制することができる。
【００１２】
その結果、請求項１に記載の発明によれば、プレ空調時の暖房感の悪化を招くことなく、冷凍サイクル装置（１０）の圧縮機（１１）の保護を図ることができる。
【００１３】
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一例である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態の冷凍サイクル装置の冷房モード時および直列除湿暖房モード時の冷媒流れを示す全体構成図である。
【図２】一実施形態の冷凍サイクル装置の並列除湿暖房モード時の冷媒の流れを示す全体構成図である。
【図３】一実施形態の冷凍サイクル装置の暖房モード時の冷媒の流れを示す全体構成図である。
【図４】一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】一実施形態の車両用空調装置の制御処理を示すフローチャートである。
【図６】一実施形態のプレ空調の冷房モード時の上限値Ｎｃ＿ＬＩＭを決定するための制御特性図である。
【図７】一実施形態の車両用空調装置の制御処理の要部を示すフローチャートである。
【図８】一実施形態のプレ空調の暖房モード時の上限値Ｎｃ＿ＬＩＭを決定するための制御特性図である。
【図９】一実施形態のプレ空調の暖房モード時の下限値Ｎｃ＿ＯＩＬを決定するための制御特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１〜図９を用いて、本発明の一実施形態について説明する。本実施形態では、本発明に係る車両用空調装置１を、内燃機関（すなわち、エンジン）およ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車両に適用している。
【００１６】
本実施形態のハイブリッド車両は、車両の停車時に外部電源（商用電源）から供給される外部電力を車両に搭載されたバッテリＢに充電することのできる、いわゆるプラグイン型のハイブリッド車両として構成されている。バッテリＢは、充電することによって繰り返し電力を放電することのできる二次電池である。本実施形態では、バッテリＢとして、リチウムイオン電池を採用している。
【００１７】
外部電源から供給される外部電力およびバッテリＢに蓄電された電力は、車両用空調装置１の構成機器をはじめとする各種の電動式の車載機器に供給することができる。
【００１８】
車両用空調装置１は、乗員が車両に搭乗している際に行われる通常空調の他に、乗員が車両に乗り込む前に車室内の空調を開始するプレ空調を実行可能に構成されている。車両用空調装置１は、外部電源から供給される外部電力およびバッテリＢから供給される電力のうち少なくとも一方によって、プレ空調を実行することができる。
【００１９】
車両用空調装置１は、車室内に送風される送風空気の温度を調整する温度調整装置として冷凍サイクル装置１０を備えている。
【００２０】
冷凍サイクル装置１０は、冷房モードの冷媒回路（図１参照）、直列除湿暖房モードの冷媒回路（図１参照）、並列除湿暖房モードの冷媒回路（図２参照）、および暖房モードの冷媒回路（図３参照）を切り替え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太実線矢印で示している。
【００２１】
車両用空調装置１において、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。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。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。
【００２２】
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、圧縮機１１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。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。冷凍機油としては、液相冷媒に相溶性を有するＰＡＧオイル（ポリアルキレングリコールオイル）が採用されている。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。
【００２３】
冷凍サイクル装置１０において、圧縮機１１は、冷媒を吸入し、圧縮して吐出するものである。圧縮機１１は、車両の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、後述する空調制御装置４０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。
【００２４】
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、後述する車両用空調装置１の室内空調ユニット３０の空調ケース３１内に配置されている。室内凝縮器１２は、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒と、後述する室内蒸発器２３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加熱用熱交換器である。
【００２５】
室内凝縮器１２の冷媒出口側には、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。
【００２６】
さらに、冷凍サイクル装置１０では、後述するように、第２〜第４三方継手１３ｂ〜１３ｄ等の複数の三方継手を備えている。第２〜第４三方継手１３ｂ〜１３ｄ等の基本的構成は、第１三方継手１３ａと同様である。
【００２７】
第１三方継手１３ａの一方の流出口には、第１膨張弁１４ａの入口側が接続されている。また、第１三方継手１３ａの他方の流出口には、第２三方継手１３ｂの一方の流入口側が接続されている。第１三方継手１３ａの他方の流出口側と第２三方継手１３ｂの一方の流入口側とを接続する第１冷媒通路１８ａには、第１開閉弁１５ａが配置されている。
【００２８】
第１開閉弁１５ａは、第１冷媒通路１８ａを開閉する電磁弁である。さらに、冷凍サイクル装置１０では、後述するように、第２開閉弁１５ｂを備えている。第２開閉弁１５ｂの基本的構成は、第１開閉弁１５ａと同様である。
【００２９】
第１、第２開閉弁１５ａ、１５ｂは、冷媒通路を開閉することで、上述した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、第１、第２開閉弁１５ａ、１５ｂは、サイクルの冷媒回路を切り替える冷媒回路切替装置である。第１、第２開閉弁１５ａ、１５ｂは、空調制御装置４０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。
【００３０】
第１膨張弁１４ａは、少なくとも暖房モード時に、室内凝縮器１２から流出した高圧冷媒を減圧させる減圧装置である。第１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。
【００３１】
さらに、冷凍サイクル装置１０では、後述するように、第２膨張弁１４ｂを備えている。第２膨張弁１４ｂの基本的構成は、第１膨張弁１４ａと同様である。これらの第１、第２膨張弁１４ａ、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。
【００３２】
そして、この全開機能および全閉機能によって、第１、第２膨張弁１４ａ、１４ｂは、上述した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、第１、第２膨張弁１４ａ、１４ｂは、冷媒回路切替装置としての機能を兼ね備えている。第１、第２膨張弁１４ａ、１４ｂ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。
【００３３】
第１膨張弁１４ａの出口には、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、第１膨張弁１４ａから流出した冷媒と外気ファン２０ａから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２０は、車両ボンネット内の前方側に配置されている。
【００３４】
室外熱交換器２０は、少なくとも冷房モード時には、高圧冷媒を放熱させる放熱器として機能し、少なくとも暖房モード時には、低圧冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する。外気ファン２０ａ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（すなわち、送風能力）が制御される電動式の外気送風機である。
【００３５】
室外熱交換器２０の冷媒出口には、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、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の他方の流出口には、第４三方継手１３ｄの一方の流入口側が接続されている。
【００３６】
第３三方継手１３ｃの他方の流出口側と第４三方継手１３ｄの一方の流入口側とを接続する第２冷媒通路１８ｂには、第２冷媒通路１８ｂを開閉する第２開閉弁１５ｂが配置されている。
【００３７】
第３三方継手１３ｃの一方の流出口側と第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２１が配置されている。逆止弁２１は、第３三方継手１３ｃ側（すなわち、室外熱交換器２０側）から第２三方継手１３ｂ側（すなわち、第２膨張弁１４ｂ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ものである。
【００３８】
第２三方継手１３ｂの流出口には、第２膨張弁１４ｂの入口側が接続されている。第２膨張弁１４ｂは、少なくとも冷房モード時に、室外熱交換器２０から流出した冷媒を減圧させる電気式の可変絞り機構である。第２膨張弁１４ｂの出口には、室内蒸発器２３の冷媒入口側が接続されている。
【００３９】
室内蒸発器２３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。室内蒸発器２３は、少なくとも冷房モード時に、第２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。
【００４０】
室内蒸発器２３の冷媒出口側には、蒸発圧力調整弁２６の入口側が接続されている。この蒸発圧力調整弁２６は、機械的機構で構成されており、室内蒸発器２３の着霜を抑制するために、室内蒸発器２３における冷媒蒸発圧力を、予め定めた基準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２６は、室内蒸発器２３における冷媒蒸発温度を、室内蒸発器２３の着霜を抑制可能な基準温度以上に調整する機能を果たす。
【００４１】
蒸発圧力調整弁２６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２４の入口側が接続されている。アキュムレータ２４は、内部に流入した冷媒の気液を分離して、サイクル内の余剰液相冷媒を蓄える気液分離器である。アキュムレータ２４の気相冷媒出口には、圧縮機１１の吸入口側が接続されている。
【００４２】
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（インストルメントパネル）の内側に配置されている。室内空調ユニット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に、その外殻を形成する空調ケース３１内に形成された空気通路内に送風機３２、室内蒸発器２３、ヒータコア３９、室内凝縮器１２等を収容したものである。
【００４３】
ヒータコア３９は、エンジン冷却水と室内蒸発器２３通過後の送風空気とを熱交換させることによって、送風空気を補助的に加熱する補助加熱用熱交換器である。ヒータコア３９は、エンジン冷却水を循環させるエンジン冷却水回路に接続されている。
【００４４】
空調ケース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、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂（例えば、ポリプロピレン）にて成形されている。空調ケース３１の送風空気流れ最上流側には、空調ケース３１内へ内気（車室内空気）と外気（車室外空気）とを切替導入する内外気切替装置３３が配置されている。
【００４５】
内外気切替装置３３は、空調ケース３１内へ内気を導入させる内気導入口およ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、内気の導入風量と外気の導入風量との導入割合を変化させるものである。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。
【００４６】
内外気切替装置３３の送風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。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、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（すなわち、送風能力）が制御される。
【００４７】
送風機３２の送風空気流れ下流側には、室内蒸発器２３、ヒータコア３９、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。つまり、室内蒸発器２３は、ヒータコア３９および室内凝縮器１２よりも、送風空気流れ上流側に配置されている。
【００４８】
空調ケース３１内には、室内蒸発器２３通過後の送風空気を、ヒータコア３９および室内凝縮器１２を迂回して流すバイパス通路３５が設けられている。また、空調ケース３１内の室内蒸発器２３の送風空気流れ下流側であって、かつ、ヒータコア３９および室内凝縮器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。
【００４９】
エアミックスドア３４は、室内蒸発器２３通過後の送風空気のうち、室内凝縮器１２側を通過する送風空気の風量とバイパス通路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は、エアミックス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。
【００５０】
室内凝縮器１２およびバイパス通路３５の送風空気流れ下流側には、ヒータコア３９および室内凝縮器１２にて冷媒と熱交換して加熱された送風空気とバイパス通路３５を通過して加熱されていない送風空気が合流する合流空間３６が形成されている。このため、エアミックスドア３４が、風量割合を調整することによって、合流空間３６にて合流した送風空気の温度が調整される。
【００５１】
空調ケース３１の送風空気流れ最下流部には、合流空間３６にて温度調整された送風空気を、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、フット開口穴３７ａ、フェイス開口穴３７ｂ、デフロスタ開口穴３７ｃが設けられている。
【００５２】
フット開口穴３７ａは、空調風を乗員の足元に向けて吹き出すための開口穴である。フェイス開口穴３７ｂは、空調風を車室内の乗員の上半身に向けて吹き出すための開口穴である。デフロスタ開口穴３７ｃは、空調風を車両前面窓ガラス内側面に向けて吹き出すための開口穴である。
【００５３】
さらに、フット開口穴３７ａ、フェイス開口穴３７ｂ、およびデフロスタ開口穴３７ｃの送風空気流れ上流側には、それぞれ、フット開口穴３７ａの開口面積を調整するフットドア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、デフロスタ開口穴３７ｃの開口面積を調整するデフロスタドア３８ｃが配置されている。
【００５４】
フットドア３８ａ、フェイスドア３８ｂ、およびデフロスタドア３８ｃは、各開口穴３７ａ〜３７ｃを開閉して、吹出モードを切り替える吹出モードドアであり、吹出モード切替装置を構成している。各ドア３８ａ〜３８ｃは、リンク機構等を介して、吹出モードドア用の電動アクチュエータ６１によって回転操作される。この電動アクチュエータ６１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。
【００５５】
フット開口穴３７ａ、フェイス開口穴３７ｂおよびデフロスタ開口穴３７ｃ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、フット吹出口およびデフロスタ吹出口に接続されている。
【００５６】
また、吹出モード切替装置によって切り替えられる吹出モードとしては、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。
【００５７】
フェイスモードは、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送風空気を吹き出す吹出モードである。バイレベルモードは、フェイス開口穴３７ｂとフット開口穴３７ａの両方を開口して車室内乗員の上半身と足元に向けて送風空気を吹き出す吹出モードである。フットモードは、フット開口穴３７ａを全開するとともにデフロスタ開口穴３７ｃを小開度だけ開口して、主にフット吹出口から送風空気を吹き出す吹出モードである。
【００５８】
さらに、乗員が操作パネル５０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、デフロスタ開口穴３７ｃ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送風空気を吹き出すデフロスタモードとすることもできる。
【００５９】
次に、図４を用いて、本実施形態の電気制御部について説明する。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、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の作動を制御する。
【００６０】
空調制御装置４０の出力側には、圧縮機１１、第１、第２膨張弁１４ａ、１４ｂ、第１、第２開閉弁１５ａ、１５ｂ、外気ファン２０ａ、送風機３２、その他の電動アクチュエータ等が接続されている。
【００６１】
空調制御装置４０の入力側には、内気温センサ４１、外気温センサ４２、日射センサ４３、流入空気温度センサ４４、第１〜第３冷媒温度センサ４５ａ〜４５ｃ、高圧センサ４６ａ、室外器圧力センサ４６ｂ、蒸発器温度センサ４７、空調風温度センサ４８等が接続されている。そして、空調制御装置４０には、これらの空調制御用のセンサ群の検出信号が入力される。
【００６２】
内気温センサ４１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４２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４３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。流入空気温度センサ４４は、室内凝縮器１２へ流入する送風空気の流入空気温度ＴＡｉｎを検出する流入空気温度検出部である。
【００６３】
第１冷媒温度センサ４５ａは、圧縮機１１から吐出されて室内凝縮器１２へ流入する冷媒の入口側冷媒温度Ｔｄを検出する第１冷媒温度検出部である。第２冷媒温度センサ４５ｂは、室内凝縮器１２から流出した冷媒の出口側冷媒温度Ｔｈ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４５ｃは、室外熱交換器２０から流出した冷媒の温度（室外熱交換器温度）Ｔｓを検出する第３冷媒温度検出部である。
【００６４】
高圧センサ４６ａは、圧縮機１１の吐出口側から第１膨張弁１４ａの入口側へ至る冷媒通路の高圧側冷媒圧力Ｐｈを検出する高圧冷媒圧力検出部である。室外器圧力センサ４６ｂは、室外熱交換器２０から流出した室外冷媒圧力Ｐｓを検出する室外器圧力検出部である。蒸発器温度センサ４７は、室内蒸発器２３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。空調風温度センサ４８は、合流空間３６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。
【００６５】
さらに、空調制御装置４０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５０が接続され、この操作パネル５０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。
【００６６】
操作パネル５０に設けられた各種操作スイッチとしては、作動スイッチ、オートスイッチ、運転モード切替スイッチ、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ある。
【００６７】
作動スイッチは、車両用空調装置１の作動を要求する作動要求設定部である。オートスイッチは、車両用空調装置１の自動制御を設定あるいは解除する自動制御設定部である。運転モード切替スイッチは、冷房モード等の運転モードを設定する運転モード設定部である。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風量設定部である。温度設定スイッチは、車室内の目標温度Ｔｓｅｔをマニュアル設定する温度設定部である。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吹出モード設定部である。
【００６８】
なお、本実施形態の空調制御装置４０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。
【００６９】
例えば、空調制御装置４０のうち、圧縮機１１の冷媒吐出能力を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）は、吐出能力制御部４０ａである。第１膨張弁１４ａの絞り開度を制御する構成は、減圧装置制御部４０ｂである。第１、第２開閉弁１５ａ、１５ｂ等の冷媒回路切替装置の作動を制御する構成は、冷媒回路制御部４０ｃである。送風機３２の送風能力を制御する構成は、送風機制御部４０ｄである。
【００７０】
また、空調制御装置４０は、乗員が携帯する無線端末であるリモコン６０と制御信号の送受信を行うためのプレ空調送受信部４０ｅを有している。リモコン６０は、乗員が前述のプレ空調を実行することを要求するプレ空調要求信号等を出力するプレ空調信号発信部である。これにより、乗員は車両から離れた場所にて、プレ空調のために車両用空調装置１を始動させることができる。
【００７１】
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。本実施形態の車両用空調装置１では、車室内の冷房、除湿暖房、および暖房を行うことができる。これに応じて、冷凍サイクル装置１０では、冷房モードの運転、直列除湿暖房モードの運転、並列除湿暖房モードの運転、および暖房モードの運転を切り替えることができる。
【００７２】
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。空調制御プログラムは、車両システムが停止している場合でも、バッテリＢから空調制御装置４０に電力が供給されていれば実行される。また、各運転モードの切り替えは、通常空調のみならず、プレ空調時にも行われる。
【００７３】
図５のフローチャートを用いて、空調制御プログラムのメインルーチンについて説明する。なお、図５、図６のフローチャートに示す各制御ステップは、空調制御装置４０が有する各種の機能実現部である。
【００７４】
まず、図５のステップＳ１では、車両用空調装置１の作動スイッチが投入（ＯＮ）されているか否か、およびプレ空調のスタートスイッチが投入されているか否かを判定する。そして、車両用空調装置１の作動スイッチ、あるいはプレ空調のスタートスイッチが投入されていると判定されるとステップＳ２へ進む。
【００７５】
ステップＳ２では、空調制御装置４０の記憶回路によって構成されるフラグ、タイマ等の初期化、上述した電動アクチュエータを構成するステッピングモータの初期位置合わせ等のイニシャライズが行われる。ステップＳ３では、空調制御用のセンサ群の検出信号および操作パネル５０の操作信号を読み込む。
【００７６】
ステップＳ４では、ステップＳ３で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１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４１によって検出された内気温、Ｔａｍは外気温センサ４２によって検出された外気温、Ａｓは日射センサ４３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。
【００７７】
ステップＳ５では、運転モードを決定する。具体的には、操作パネル５０の運転モード切替スイッチによって冷房モードが設定された状態で、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、冷房モードに決定される。
【００７８】
また、運転モード切替スイッチによって冷房モードが設定された状態で、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に決定される。
【００７９】
また、運転モード切替スイッチによって冷房モードが設定された状態で、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に決定される。また、運転モード切替スイッチによって冷房モードが設定されていない場合には、暖房モードに決定される。
【００８０】
これにより、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。
【００８１】
次に、ステップＳ６〜Ｓ１３では、各種空調制御機器の制御状態が決定される。ステップＳ６では、送風機３２の送風能力、すなわち、送風機３２の電動モータに印可する制御電圧を決定する。送風機３２に出力される制御電圧は、目標吹出温度ＴＡＯ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決定される。
【００８２】
この制御マップでは、目標吹出温度ＴＡＯの極低温域（最大冷房域）および極高温域（最大暖房域）で風量を増加させ、目標吹出温度ＴＡＯが中間温度域に近づくに伴って風量を減少させるように制御電圧を決定する。
【００８３】
ステップＳ７では、外気ファン２０ａの送風能力、すなわち、外気ファン２０ａの電動モータに印可する制御電圧を決定する。外気ファン２０ａに出力される制御電圧は、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決定される。この制御マップでは、外気温Ｔａｍの低下に伴って、外気ファン２０ａの送風量を増加させるように制御電圧を決定する。
【００８４】
ステップＳ８では、吸込モード、すなわち内外気切替ドア用の電動アクチュエータに出力される制御信号を決定する。吸込モードは、目標吹出温度ＴＡＯ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決定される。この制御マップでは、基本的に外気を導入する外気モードが優先されるが、目標吹出温度ＴＡＯが極低温域あるいは極高温域となっている場合には、内気を導入する内気モードが選択される。
【００８５】
ステップＳ９では、吹出モード、すなわち吹出モードドア用の電動アクチュエータ６１に出力される制御信号を決定する。吹出モードは、目標吹出温度ＴＡＯ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決定される。
【００８６】
この制御マップでは、目標吹出温度ＴＡＯが低温域から高温域へと上昇するに伴って、吹出モードをフェイスモード→バイレベルモード→フットモードへと順次切り替える。従って、夏季は主にフェイスモード、春秋季は主にバイレベルモード、そして冬季は主にフットモードが選択されやすい。
【００８７】
ステップＳ１０では、各運転モードに応じて、第１、第２膨張弁１４ａ、１４ｂの作動状態、すなわち第１、第２膨張弁１４ａ、１４ｂへ出力される制御信号（制御パルス）が決定される。
【００８８】
ステップＳ１１では、各運転モードに応じて、第１、第２開閉弁１５ａ、１５ｂの開閉状態、すなわち第１、第２開閉弁１５ａ、１５ｂへ出力される制御電圧が決定される。
【００８９】
ステップＳ１２では、各運転モードに応じて、エアミックスドア３４の開度、すなわち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が決定される。
【００９０】
ステップＳ１３では、各運転モードに応じて、圧縮機１１の冷媒吐出能力、すなわち圧縮機１１の電動モータへ出力される制御信号が決定される。
【００９１】
そして、ステップＳ１４では、上述のステップＳ６〜Ｓ１３で決定された制御状態が得られるように、空調制御装置４０より各種空調制御機器に対して制御信号および制御電圧が出力される。続くステップＳ１５では、制御周期τの間待機し、制御周期τの経過を判定するとステップＳ２へ戻る。以下に、各運転モードの詳細作動について説明する。
【００９２】
（ａ）冷房モード
冷房モードでは、空調制御装置４０が、第１膨張弁１４ａを全開状態とし、第２膨張弁１４ｂを減圧作用を発揮する絞り状態する。また、空調制御装置４０は、第１開閉弁１５ａを閉じ、第２開閉弁１５ｂを閉じる。また、空調制御装置４０は、ヒータコア３９および室内凝縮器１２側の通風路が全閉となり、バイパス通路３５側が全開となるようにエアミックスドア３４を変位させる。
【００９３】
これにより、冷房モードでは、図１の太実線矢印に示すように、圧縮機１１（→室内凝縮器１２→第１膨張弁１４ａ）→室外熱交換器２０→第２膨張弁１４ｂ→室内蒸発器２３→蒸発圧力調整弁２６→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。
【００９４】
このサイクル構成で、空調制御装置４０は、圧縮機１１の冷媒吐出能力、すなわち、圧縮機１１の電動モータへ出力される制御信号を決定する。通常空調の冷房モードでは、室内蒸発器２３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決定される。
【００９５】
この制御マップでは、目標吹出温度ＴＡＯの低下に伴って、目標蒸発器温度ＴＥＯが低下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２３の着霜を抑制可能な範囲（具体的には、１℃以上）で決定される。
【００９６】
さらに、プレ空調として冷房を行うプレ空調の冷房モードでは、圧縮機１１の冷媒吐出能力（具体的には、回転数）の上限値を決定する。より具体的には、図６の制御特性図に示すように、プレ空調の開始から時間経過とともに上限値Ｎｃ＿ＬＩＭを段階的に減少させるように決定する。そして、実際の圧縮機１１の回転数が上限値Ｎｃ＿ＬＩＭを超えない範囲で、通常空調の冷房モードと同様に、圧縮機１１の作動を制御する。
【００９７】
また、空調制御装置４０は、第２膨張弁１４ｂへ流入する冷媒の過冷却度が冷房用の目標過冷却度となるように、第２膨張弁１４ｂの絞り開度を調整する。冷房用の目標過冷却度は、室外器圧力センサ４６ｂによって検出された室外冷媒圧力Ｐｓ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決定される。この制御マップでは、サイクルのＣＯＰが極大値に近づくように冷房用の目標過冷却度を決定する。
【００９８】
このため、冷房モードの冷凍サイクル装置では、室外熱交換器２０が放熱器として機能し、室内蒸発器２３が蒸発器として機能する冷凍サイクルが構成される。そして、室内蒸発器２３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２０にて外気に放熱させることができる。これにより、送風空気を冷却することができる。
【００９９】
従って、冷房モードでは、室内蒸発器２３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。
【０１００】
（ｂ）直列除湿暖房モード
直列除湿暖房モードでは、空調制御装置４０が、第１膨張弁１４ａを絞り状態とし、第２膨張弁１４ｂを絞り状態とし、第１開閉弁１５ａを閉じ、第２開閉弁１５ｂを閉じる。また、空調制御装置４０は、ヒータコア３９および室内凝縮器１２側の通風路が全開となり、バイパス通路３５側が全閉となるようにエアミックスドア３４を変位させる。
【０１０１】
これにより、直列除湿暖房モードでは、図１の太実線矢印に示すように、圧縮機１１→室内凝縮器１２→第１膨張弁１４ａ→室外熱交換器２０→第２膨張弁１４ｂ→室内蒸発器２３→蒸発圧力調整弁２６→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。
【０１０２】
このサイクル構成で、空調制御装置４０は、冷房モードと同様に圧縮機１１の作動を制御する。
【０１０３】
また、空調制御装置４０は、目標吹出温度ＴＡＯ等に基づいて、予め空調制御装置４０に記憶されている制御マップを参照して、サイクルのＣＯＰが極大値に近づくように第１膨張弁１４ａおよび第２膨張弁１４ｂの作動を制御する。より具体的には、空調制御装置は、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、第１膨張弁１４ａの絞り開度を減少させ、第２膨張弁１４ｂの絞り開度を増加させる。
【０１０４】
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、室内凝縮器１２が放熱器として機能し、室内蒸発器２３が蒸発器として機能する冷凍サイクルが構成される。さらに、室外熱交換器２０における冷媒の飽和温度が外気温Ｔａｍよりも高い場合には、室外熱交換器２０は放熱器として機能し、室外熱交換器２０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２０は蒸発器として機能する。
【０１０５】
そして、室外熱交換器２０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。
【０１０６】
また、室外熱交換器２０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。
【０１０７】
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。さらに、第１膨張弁１４ａおよび第２膨張弁１４ｂの絞り開度を調整することによって、室内凝縮器１２における送風空気の加熱能力を調整することができる。
【０１０８】
（ｃ）並列除湿暖房モード
並列除湿暖房モードでは、空調制御装置４０が、第１膨張弁１４ａを絞り状態とし、第２膨張弁１４ｂを絞り状態とし、第１開閉弁１５ａを開き、第２開閉弁１５ｂを開く。また、空調制御装置４０は、ヒータコア３９および室内凝縮器１２側の通風路が全開となり、バイパス通路３５側が全閉となるようにエアミックスドア３４を変位させる。
【０１０９】
これにより、並列除湿暖房モードでは、図２の太実線矢印に示すように、圧縮機１１→室内凝縮器１２→第１膨張弁１４ａ→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→第２膨張弁１４ｂ→室内蒸発器２３→蒸発圧力調整弁２６→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。
【０１１０】
このサイクル構成で、空調制御装置４０は、冷房モードと同様に圧縮機１１の作動を制御する。
【０１１１】
また、空調制御装置４０は、目標吹出温度ＴＡＯ等に基づいて、予め空調制御装置４０に記憶されている制御マップを参照して、サイクルのＣＯＰが極大値に近づくように第１膨張弁１４ａおよび第２膨張弁１４ｂの作動を制御する。より具体的には、空調制御装置は、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、第１膨張弁１４ａの絞り開度を減少させる。
【０１１２】
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、室内凝縮器１２が放熱器として機能し、室外熱交換器２０および室内蒸発器２３が蒸発器として機能する冷凍サイクルが構成される。室外熱交換器２０および室内蒸発器２３にて冷媒が蒸発する際に吸熱した熱を室内凝縮器１２にて送風空気に放熱させることができる。これにより、室内蒸発器２３にて冷却されて除湿された送風空気を再加熱することができる。
【０１１３】
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。さらに、室外熱交換器２０における冷媒の飽和温度（蒸発温度）を、室内蒸発器２３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、直列除湿暖房モードよりも送風空気の加熱能力を増加させることができる。
【０１１４】
（ｄ）暖房モード
暖房モードでは、空調制御装置４０が、第１膨張弁１４ａを絞り状態とし、第２膨張弁１４ｂを全閉状態とし、第１開閉弁１５ａを閉じ、第２開閉弁１５ｂを開く。また、空調制御装置４０は、ヒータコア３９および室内凝縮器１２側の通風路が全開となり、バイパス通路３５側が全閉となるようにエアミックスドア３４を変位させる。
【０１１５】
これにより、暖房モードでは、図３の太実線矢印に示すように、圧縮機１１→室内凝縮器１２→第１膨張弁１４ａ→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蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。
【０１１６】
このサイクル構成で、空調制御装置４０は、圧縮機１１の冷媒吐出能力、すなわち、圧縮機１１の電動モータへ出力される制御信号を決定する。通常空調の暖房モードでは、室内凝縮器１２へ流入する冷媒の圧力が目標凝縮圧力ＰＤＯとなるように、圧縮機１１の作動を制御する。目標凝縮圧力ＰＤＯは、目標吹出温度ＴＡＯ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決定される。
【０１１７】
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。さらに、目標凝縮圧力ＰＤＯは、圧縮機１１の回転数が冷媒とともにサイクルを循環する冷凍機油を圧縮機１１の吸入口に戻すことができる範囲で決定される。
【０１１８】
さらに、プレ空調として暖房を行うプレ空調の暖房モードでは、図７に示すように、圧縮機１１の冷媒吐出能力（具体的には、回転数）の上限値および下限値を決定する。図７に示すフローチャートは、空調制御プログラムのメインルーチンの制御ステップＳ６にて、圧縮機１１の冷媒吐出能力を決定する際に、サブルーチンとして実行される制御処理である。
【０１１９】
ステップＳ６１では、車両に外部電源が接続されているか否かを判定する。ステップＳ６１にて、車両に外部電源が接続されていると判定された際には、メインルーチンに戻る。ステップＳ６１にて、車両に外部電源が接続されていないと判定された際には、すなわち、バッテリＢに外部電力が充電されていない際には、ステップＳ６２へ進む。
【０１２０】
ステップＳ６２では、圧縮機１１の冷媒吐出能力（具体的には、回転数）の上限値を決定する。より具体的には、図８の制御特性図に示すように、プレ空調の開始から時間経過とともに上限値Ｎｃ＿ＬＩＭを段階的に増加させるように決定する。
【０１２１】
ステップＳ６３では、冷媒とともにサイクルを循環する冷凍機油を確実に圧縮機１１の吸入口に戻すことができるように、圧縮機１１の冷媒吐出能力（具体的には、回転数）の下限値Ｎｃ＿ＯＩＬを決定する。
【０１２２】
より具体的には、ステップＳ６３では、外気温Ｔａｍおよび第３冷媒温度センサ４５ｃによって検出された室外熱交換器温度Ｔｓ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決定される。この制御マップでは、図９の制御特性図に示すように、外気温Ｔａｍおよび室外熱交換器温度Ｔｓの少なくとも一方の低下に伴って、下限値Ｎｃ＿ＯＩＬを連続的に増加させるように決定する。
【０１２３】
従って、本実施形態の制御ステップＳ６２、Ｓ６３は、圧縮機１１の冷媒吐出能力の上限値（Ｎｃ＿ＬＩＭ）および下限値（Ｎｃ＿ＯＩＬ）を決定する上下限値決定部を構成している。
【０１２４】
ステップＳ６４では、実際の圧縮機１１の回転数が上限値Ｎｃ＿ＬＩＭ以下となり、かつ、下限値Ｎｃ＿ＯＩＬ以上となる範囲で、通常空調の暖房モードと同様に、圧縮機１１の作動を制御する。但し、下限値Ｎｃ＿ＯＩＬが上限値Ｎｃ＿ＬＩＭよりも高くなっている際には、上限値Ｎｃ＿ＬＩＭを超えても下限値Ｎｃ＿ＯＩＬ以上となるように圧縮機１１の作動を制御する。
【０１２５】
ステップＳ６５では、プレ空調の暖房モードが実行されていることによる積算消費電力ＳＷｔが算出される。そして、ステップＳ６６にて、積算消費電力ＳＷｔが予め定めた基準積算消費電力ＫＷｔ以上となっているか否かを判定する。ステップＳ６６にて、積算消費電力ＳＷｔが予め定めた基準積算消費電力ＫＷｔ以上となってないと判定された際には、ステップＳ６７へ進み、プレ空調の暖房モードが継続されてメインルーチンに戻る。
【０１２６】
一方、ステップＳ６６にて、積算消費電力ＳＷｔが予め定めた基準積算消費電力ＫＷｔ以上となっていると判定された際には、ステップＳ６８へ進み、プレ空調が終了されて、メインルーチンへ戻る。
【０１２７】
また、空調制御装置４０は、第１膨張弁１４ａへ流入する冷媒の過冷却度が暖房用の目標過冷却度となるように、第１膨張弁１４ａの絞り開度を調整する。暖房用の目標過冷却度は、高圧センサ４６ａによって検出された高圧側冷媒圧力Ｐｈ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決定される。この制御マップでは、サイクルのＣＯＰが極大値に近づくように暖房用の目標過冷却度を決定する。
【０１２８】
このため、暖房モードの冷凍サイクル装置では、室内凝縮器１２が放熱器として機能し、室外熱交換器２０が蒸発器として機能する冷凍サイクルが構成される。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にて送風空気に放熱させることができる。これにより、送風空気を加熱することができる。
【０１２９】
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。
【０１３０】
以上の如く、本実施形態の車両用空調装置１によれば、車室内の冷房、除湿暖房、および暖房を行うことができる。
【０１３１】
さらに、本実施形態のプレ空調の冷房モード時では、圧縮機１１の冷媒吐出能力（具体的には、回転数）に上限値Ｎｃ＿ＬＩＭが設定されているので、プレ空調のために消費される電力の増加を抑制することができる。さらに、上限値Ｎｃ＿ＬＩＭをプレ空調の開始から時間経過とともに低下させるように設定しているので、プレ空調の開始直後に即効性の高い冷房を実現することができる。
【０１３２】
ここで、プレ空調の暖房モード時に、プレ空調の冷房モード時と同様に、時間経過とともに上限値Ｎｃ＿ＬＩＭを低下させてしまうと、圧縮機１１の耐久寿命に悪影響を及ぼしてしまうおそれがある。その理由は、暖房モード時には、外気温が低くなっているので、圧縮機の潤滑のために充分な量の冷凍機油を圧縮機へ吸入させにくくなってしまうからである。
【０１３３】
より詳細には、暖房モード時のように外気温が低くなると、サイクルの低圧側冷媒の圧力が低下する。このため、冷凍機油が冷媒に溶け込みにくくなってしまい、冷媒とともにサイクルを循環する冷凍機油の量が減少してしまう。その結果、充分な量の冷凍機油を圧縮機へ吸入させることができなくなり、圧縮機の耐久寿命に悪影響を及ぼしてしまう。
【０１３４】
また、車室内の暖房初期には、冷凍サイクル装置１０の高圧側冷媒圧力が上昇しにくいため、圧縮機１１の消費電力も比較的少なくなる。そして、暖房の開始から時間経過とともに高圧側冷媒圧力が上昇すると、圧縮機１１の消費電力も増加する。このため、プレ空調の開始から時間経過とともに上限値Ｎｃ＿ＬＩＭを低下させてしまうと、プレ空調の暖房モード時には、暖房能力が時間経過とともに不充分になってしまうおそれがある。
【０１３５】
これに対して、本実施形態の車両用空調装置１によれば、少なくとも圧縮機１１の回転数が下限値Ｎｃ＿ＯＩＬ以上となるので、圧縮機１１の潤滑のために充分な量の冷凍機油を圧縮機１１へ戻すことができる。従って、冷凍サイクル装置１０の圧縮機１１の保護を図ることができる。
【０１３６】
さらに、上限値Ｎｃ＿ＬＩＭが、プレ空調の開始から時間経過とともに増加するように決定される。従って、プレ空調の暖房モード時に、プレ空調の開始から時間経過とともに高圧側冷媒圧力が上昇しても、圧縮機１１の回転数を増加させて、暖房能力の不足を抑制することができる。
【０１３７】
その結果、本実施形態の車両用空調装置１によれば、プレ空調として冷房を行う際には、消費電力の増加を招くことなく即効冷房を実現することができ、さらに、プレ空調としての暖房を行う際には、乗員の暖房感の悪化を招くことなく、圧縮機１１の保護を図ることができる。
【０１３８】
また、本実施形態の車両用空調装置１では、外部電源が接続された状態のプレ空調の暖房モード時には、上限値Ｎｃ＿ＬＩＭを決定しない。外部電源が接続されている場合には、バッテリＢの蓄電残量を低下させることなく、外部電力によって車室内の暖房を行うことができる。従って、プレ空調時に暖房感が悪化してしまうことを、より効果的に抑制することができる。
【０１３９】
また、本実施形態の車両用空調装置１では、外部電源が接続されていない状態のプレ空調の暖房モード時には、積算消費電力ＳＷｔが基準積算消費電力ＫＷｔ以上になるとプレ空調を終了させる。従って、プレ空調のためにバッテリＢの蓄電残量が大きく減少してしまうことを抑制することができる。そして、車両の継続走行距離を低減させてしまうことを抑制することができる。
【０１４０】
（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。
【０１４１】
（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をハイブリッド車両の車両用空調装置に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。もちろん、エンジンから車両走行用の駆動力を得る通常のエンジン車両や、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用の車両用空調装置に適用してもよい。
【０１４２】
（２）上述の実施形態のプレ空調の冷房モードでは、時間経過とともに上限値Ｎｃ＿ＬＩＭを段階的に減少させるように決定した例を説明したが、もちろん、時間経過とともに連続的に減少させてもよい。同様に、上述の実施形態のプレ空調の暖房モードでは、時間経過とともに上限値Ｎｃ＿ＬＩＭを段階的に増加させるように決定した例を説明したが、もちろん、時間経過とともに連続的に増加させてもよい。
【０１４３】
また、上述の実施形態のプレ空調の暖房モードでは、外気温Ｔａｍおよび室外熱交換器温度Ｔｓの少なくとも一方の低下に伴って、下限値Ｎｃ＿ＯＩＬを連続的に増加させるように決定した例を説明したが、もちろん、外気温Ｔａｍおよび室外熱交換器温度Ｔｓの少なくとも一方の低下に伴って段階的に増加させてもよい。さらに、室外熱交換器温度Ｔｓに代えて、室外冷媒圧力Ｐｓの低下に伴って下限値Ｎｃ＿ＯＩＬを増加させてもよい。
【０１４４】
ここで、プレ空調の冷房モード時には、サイクルの低圧側冷媒圧力（すなわち、室内蒸発器２３における冷媒蒸発圧力）が、プレ空調の暖房モード時の低圧側冷媒圧力（すなわち、室外熱交換器２０における冷媒蒸発圧力）よりも高くなる。このため、プレ空調の冷房モード時には、プレ空調の暖房モード時のように、サイクルを循環する冷凍機油の量が減少してしまうことが少ない。
【０１４５】
このため、上述の実施形態のプレ空調の冷房モードでは、下限値Ｎｃ＿ＯＩＬを決定していないが、もちろん、プレ空調の冷房モード時にも、プレ空調の暖房モードと同様に下限値Ｎｃ＿ＯＩＬを決定してもよい。そして、下限値Ｎｃ＿ＯＩＬが上限値Ｎｃ＿ＬＩＭよりも高くなっている際には、上限値Ｎｃ＿ＬＩＭを超えても下限値Ｎｃ＿ＯＩＬ以上となるように圧縮機１１の作動を制御すればよい。
【０１４６】
（３）上述の実施形態では、無線端末としてリモコン６０を採用した例を説明したが、無線端末はこれに限定されない。例えば、携帯電話基地局を介して空調制御装置４０のプレ空調送受信部４０ｅへ信号を発信する移動体通信装置（具体的には、携帯電話、スマートフォン）等を採用してもよい。さらに、無線端末は複数であってもよい。また、操作パネル５０あるいは無線端末に予め定めた時刻にプレ空調を開始するタイマ作動を設定するタイマ設定機能を設けてもよい。
【０１４７】
（４）上述の実施形態では、プレ空調時に圧縮機１１の冷媒吐出能力（具体的には、回転数）に上限値Ｎｃ＿ＬＩＭを設定した例を説明したが、圧縮機１１と同様に送風機３２の送風能力（具体的には、回転数）に対して、圧縮機１１と同様の上限値を設定してもよい。これによれば、プレ空調のために消費される消費電力を低減させることができる。
【０１４８】
（５）冷凍サイクル装置１０は、上述の実施形態に開示されたものに限定されない。例えば、冷凍サイクル装置は、暖房モード（すなわち、通常暖房モードおよび低流量暖房モード）時に、ガスインジェクションサイクルを構成するものであってもよい。
【０１４９】
この場合は、圧縮機１１として、冷媒を吸入する吸入ポート、圧縮した冷媒を吐出させる吐出ポート、サイクル内で生成された中間圧冷媒を圧縮過程の冷媒に合流させる中間圧ポートを有する二段昇圧式のものを採用すればよい。
【０１５０】
さらに、第１膨張弁１４ａにて減圧された中間圧冷媒の気液を分離する気液分離部を設ける。この気液分離部の気相冷媒出口側と圧縮機の中間圧ポート側とを接続し、気相冷媒出口側と圧縮機の中間圧ポート側とを接続する冷媒通路に、冷媒回路切替装置として上述の実施形態と同様の開閉弁を配置する。
【０１５１】
気液分離部の液相冷媒出口側と室外熱交換器２０の入口側とを接続し、液相冷媒出口側と室外熱交換器２０の入口側とを接続する冷媒通路に、気液分離部から流出した液相冷媒を低圧冷媒となるまで減圧させる減圧装置として上述の実施形態と同様の膨張弁を配置すればよい。
【０１５２】
また、上述の実施形態では、冷媒回路を切替可能に構成された冷凍サイクル装置１０について説明したが、冷媒回路の切り替えは必須ではない。少なくとも暖房モードでの運転が可能な冷凍サイクル装置が適用された車両用空調装置であれば、プレ空調時の暖房感の悪化を招くことなく、圧縮機の保護を図ることができる。
【０１５３】
また、上述の実施形態では、冷凍サイクル装置１０の冷媒としてＲ１３４ａ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、Ｒ１２３４ｙｆ、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。
【符号の説明】
【０１５４】
１０            冷凍サイクル装置
１１            圧縮機
１２            室内凝縮器（加熱用熱交換器）
１４ａ          第１膨張弁（減圧装置）
２０            室外熱交換器
４０ａ          吐出能力制御部
Ｓ６１、Ｓ６２  上下限決定部
【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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【図８】
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【図９】
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