(57)【要約】【課題】室外熱交換器の除霜を実行可能な冷凍サイクル装置に関し、除霜時間の短縮化を実現可能な冷凍サイクル装置を提供する。【解決手段】冷凍サイクル装置１０は、自動車に搭載される車両用空調装置１に適用されており、圧縮機１１、室内凝縮器１２、第１膨張弁１５ａ、室外熱交換器１６、空調制御装置４０等を有している。冷凍サイクル装置１０は、エアミックスドア３４を制御して室内凝縮器１２における熱交換量を小さくすることで、暖房運転等によって着霜した室外熱交換器１６にホットガスとしての冷媒を流入させて、室外熱交換器１６の除霜を行うことができる。室外熱交換器１６の除霜を行う際に、時間優先除霜モードでは、空調制御装置４０は、冷凍サイクルにおける低圧側冷媒圧力Ｐｓが基準低圧側圧力ＫＰｓに近づくように、第１膨張弁１５ａの開度を制御する。【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冷媒を放熱させる放熱器（１２）と、
前記放熱器から流出した冷媒を減圧させる減圧装置（１５ａ）と、
前記減圧装置にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器（１６）と、
前記減圧装置（１５ａ）の作動を制御する減圧制御部（４０）と、を有し、
前記減圧制御部（１５ａ）は、時間優先除霜モード時には、前記蒸発器における冷媒圧力に相関を有する物理量（Ｐｓ）が予め定めた除霜基準量（ＫＰｓ）に近づくように、前記減圧装置の作動を制御する冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記蒸発器における冷媒圧力に相関を有する物理量は、前記圧縮機の吸入側における冷媒圧力（Ｐｓ）であり、
前記除霜基準量（ＫＰｓ）は、予め定めた冷媒圧力である請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記減圧制御部（４０）は、前記時間優先除霜モードと異なる省動力除霜モード時には、前記圧縮機（１１）における除霜運転中の積算消費電力が最小となるように、前記減圧装置（４０）の作動を制御する請求項１又は２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記蒸発器（１６）の除霜に際して、予め定められた条件を充足しているか否かを判定する判定部（４０）と、
前記判定部の判定結果に対応して、前記時間優先除霜モードと、前記省動力除霜モードとの何れかを選択するモード制御部（４０）と、を有する請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記判定部（４０）は、前記冷凍サイクル装置が搭載された車両が予め定められた基準速度以上で走行しているか否かを判定し、
前記モード制御部（４０）は、前記車両が前記基準速度以上で走行していると判定された場合には、前記時間優先除霜モードを選択し、
前記車両が前記基準速度以上で走行していないと判定された場合には、前記省動力除霜モードを選択する請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記冷凍サイクル装置が搭載された車両に配置され、前記蒸発器（１６）の除霜の為に供給可能な熱を出力する補助熱源（ＥＧ）と、を有し、
前記判定部（４０）は、前記補助熱源から供給される熱量が予め定められた基準値以上であるか否かを判定し、
前記モード制御部（４０）は、前記補助熱源（ＥＧ）から供給される熱量が前記基準値以上であると判定された場合には、前記時間優先除霜モードを選択し、
前記補助熱源から供給される熱量が前記基準値以上ではないと判定された場合には、前記省動力除霜モードを選択する請求項４又は５に記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを構成する熱交換器の除霜運転を実行可能な冷凍サイクル装置に関する。
【０００２】
従来、空調装置に適用可能な冷凍サイクル装置が開発されており、冷凍サイクル装置を構成する室外熱交換器を蒸発器として機能させる場合がある。このような場合に、室外熱交換器における冷媒蒸発温度が氷点下（０℃以下）以下になってしまうと、室外熱交換器に着霜が生じてしまうことがある。
【０００３】
そして、室外熱交換器に対する着霜によって、室外熱交換器における外気流路が閉塞されると、室外熱交換器の熱交換性能が低下してしまう。即ち、室外熱交換器において冷媒が外気から吸熱する吸熱量が減少し、冷凍サイクルとして、送風空気を充分に加熱できない状態になってしまう。
【０００４】
この点に鑑みてなされた発明として、特許文献１に記載された発明が知られている。特許文献１に記載された冷凍サイクル装置は、室外熱交換器に着霜が生じた場合に、霜を取り除くための除霜運転を実行可能に構成されており、室外熱交換器（蒸発器）の除霜を行う際に、減圧装置としての膨張弁の絞り開度を実験的に定められた中間開度に増加させている。これにより、冷凍サイクル装置では、圧縮機から吐出されたホットガスである冷媒が室外熱交換器に流入する為、室外交換機に着霜した霜を溶かすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−３３９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された冷凍サイクル装置における除霜運転では、膨張弁の絞り開度を単に実験的に定められた任意の中間開度に増加させる制御を行っている為、条件によっては冷凍サイクルにおける冷媒の高低圧差が小さくなりやすく、室外熱交換器における冷媒放熱量も減少しやすくなってしまう。室外熱交換器における冷媒放熱量は、室外熱交換器における除霜に用いられる熱量である為、この冷凍サイクル装置では、除霜時間の長期化が懸念される。
【０００７】
本発明は、上述した点に鑑み、室外熱交換器の除霜を実行可能な冷凍サイクル装置に関し、除霜時間の短縮化を実現可能な冷凍サイクル装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の冷凍サイクル装置は、
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（１２）と、
放熱器から流出した冷媒を減圧させる減圧装置（１５ａ）と、
減圧装置にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器（１６）と、
減圧装置（１５ａ）の作動を制御する減圧制御部（４０）と、を有し、
前記減圧制御部（１５ａ）は、時間優先除霜モード時には、前記蒸発器における冷媒圧力に相関を有する物理量（Ｐｓ）が予め定めた除霜基準量（ＫＰｓ）に近づくように、前記減圧装置の作動を制御する。
【０００９】
この冷凍サイクル装置によれば、蒸発器に生じた着霜を除霜する場合に、このように減圧装置の作動を制御する為、除霜可能な温度以上に蒸発器の温度を維持しつつ、除霜に利用可能なエンタルピを確保することができる。これにより、冷凍サイクル装置は、除霜に関する省動力よりも除霜時間を短縮化することを優先した態様で、蒸発器の除霜を行うことができる。
【００１０】
ここで、本発明における「予め定めた除霜基準量」は、必ずしも固定値を指すものではなく、除霜期間の開始から終了までの間、固定値を用いて制御することを意味するものではない。予め定められた方式、制御内容によって決定される値であればよく、フィードバック制御、フィードフォワード制御のように過渡的な運転状態等に応じて変化させても良い。
【００１１】
例えば、除霜完了時における最終目標としての蒸発器における冷媒圧力の上昇度合を効率よく実現する為に、蒸発器における冷媒圧力が低い除霜開始直後と、蒸発器における冷媒圧力が上昇した除霜終盤とで、除霜基準量を補正するように構成することも含まれる。
【００１２】
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】
【００１３】
【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】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３】第１実施形態に係る車両用空調装置の制御処理のフローチャートである。
【図４】第１実施形態に係る車両用空調装置の制御処理の内、運転モードを決定するサブルーチンのフローチャートである。
【図５】第１実施形態に係る車両用空調装置の制御処理の内、除霜モードの選択時に実行されるサブルーチンのフローチャートである。
【図６】除霜モード時における膨張弁の開度、除霜時間及び圧縮機における積算消費電力の関係を示すグラフである。
【図７】第１実施形態の各運転モードにおける各種空調制御機器の作動状態を示す図表である。
【図８】時間優先除霜モード時における冷媒の状態を示すモリエル線図である。
【図９】省動力除霜モード時における冷媒の状態を示すモリエル線図である。
【図１０】第２実施形態に係る車両用空調装置における冷却水回路を示す要部構成図である。
【図１１】第２実施形態に係る車両用空調装置の制御処理の内、除霜モードの選択時に実行されるサブルーチンのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、実施形態について図に基づいて説明する。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。
【００１５】
（第１実施形態）
本発明に係る冷凍サイクル装置を、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。
【００１６】
第１実施形態において、冷凍サイクル装置１０は、自動車に搭載される車両用空調装置１に適用されている。この冷凍サイクル装置１０は、車両用空調装置１において、空調対象空間である車室内へ送風される送風空気を冷却或いは加熱する機能を果たす。従って、第１実施形態における熱交換対象流体は、送風空気である。
【００１７】
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、冷房モードの冷媒回路及び除霜モードの冷媒回路を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。そして、除霜モードは、冷凍サイクル装置１０を構成する熱交換器（例えば、室外熱交換器１６）に着霜した霜を除霜する際の運転モードである。
【００１８】
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、除霜モードの冷媒回路における冷媒の流れを横線ハッチング付き矢印で示している。
【００１９】
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）や自然冷媒（例えば、Ｒ７４４）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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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の冷媒入口側へ導く。
【００２８】
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。
【００２９】
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、除湿暖房モード時及び除霜モード時に、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、本発明における減圧装置として機能する。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。
【００３０】
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。
【００３１】
第１膨張弁１５ａの出口側には、室外熱交換器１６の冷媒入口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（外気）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。
【００３２】
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、外気へ放熱する放熱器として機能する。
【００３３】
室外熱交換器１６の冷媒出口側には、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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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と同様である。更に、本実施形態の第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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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手織り、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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
次に、車両用空調装置１の制御系について、図２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。
【００６２】
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、エアミックスドア３４等の空調制御機器の作動を制御する。
【００６３】
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２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、送風空気温度センサ５８等が含まれる。
【００６４】
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。
【００６５】
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。高圧側冷媒圧力Ｐｄは、暖房モードでは、圧縮機１１の吐出口側から第１膨張弁１５ａの入口側へ至る範囲の冷媒圧力となる。又、除湿暖房モードでは、高圧側冷媒圧力Ｐｄは、圧縮機１１の吐出口側から第１膨張弁１５ａの入口側及び第２膨張弁１５ｂの入口側へ至る範囲の冷媒圧力となる。又、冷房モードでは、高圧側冷媒圧力Ｐｄは、圧縮機１１の吐出口側から第２膨張弁１５ｂの入口側へ至る範囲の冷媒圧力となる。そして、除霜モードでは、高圧側冷媒圧力Ｐｄは、圧縮機１１の吐出口側から第１膨張弁１５ａの入口側へ至る範囲の冷媒圧力となる。
【００６６】
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。
【００６７】
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。低圧側冷媒圧力Ｐｓは、暖房モードでは、第１膨張弁１５ａの出口側から圧縮機１１の吸入口側へ至る範囲の冷媒圧力となる。又、除湿暖房モード及び冷房モードでは、低圧側冷媒圧力Ｐｓは、第２膨張弁１５ｂの出口側から圧縮機１１の吸入口側へ至る範囲の冷媒圧力となる。そして、除霜モードでは、低圧側冷媒圧力Ｐｓは、第１膨張弁１５ａの出口側から圧縮機１１の吸入口側へ至る範囲の冷媒圧力となり、室外熱交換器１６における冷媒圧力に相当する値となる。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
又、空調制御装置４０の入力側には、図示しない車両制御装置が接続されている。この車両制御装置は、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おり、走行速度センサと接続されている。従って、空調制御装置４０は、車両制御装置を介して、走行速度センサで検出された車両の走行速度を示す情報を取得することができる。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
次に、第１実施形態に係る車両用空調装置１の作動について、図３〜図５を用いて説明する。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、冷房モード及び除霜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、予め空調制御装置４０のＲＯＭに記憶された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。
【００７６】
図３は、この空調制御プログラムのメインルーチンとしての制御処理を示すフローチャートである。このメインルーチンの制御処理は、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。尚、図３〜図５に示すフローチャートの各制御ステップは、空調制御装置４０が有する各種の機能実現部を構成している。
【００７７】
先ず、図３に示すように、ステップＳ１では、車両用空調装置１におけるイニシャライズが行われる。具体的には、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、および上述した各種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が、イニシャライズとして行われる。
【００７８】
尚、ステップＳ１のイニシャライズでは、フラグや演算値のうち、前回の車両用空調装置の停止時や車両システム終了時に記憶された値が読み出されるものもある。
【００７９】
次に、ステップＳ２では、空調制御用のセンサ群（例えば、内気温センサ５１〜送風空気温度センサ５８）等の検出信号及び操作パネル６０の操作信号等を読み込む。
【００８０】
続くステップＳ３では、ステップＳ２にて読み込まれた検出信号および操作信号に基づいて、車室内へ吹き出す送風空気の目標温度である目標吹出温度ＴＡＯを算出する。
【００８１】
具体的には、目標吹出温度ＴＡＯは、以下数式Ｆ１によって算出される。
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ａｓ＋Ｃ…（Ｆ１）
なお、Ｔｓｅｔは温度設定スイッチによって設定された車室内設定温度、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。
【００８２】
次に、ステップＳ４では、運転モードの決定がなされる。具体的には、ステップＳ４では、図４に示すサブルーチンが実行される。先ず、ステップＳ４１では、室外熱交換器１６を除霜する為の除霜運転が必要であるか否かが判定される。この判定では、例えば、外気温Ｔａｍが０℃以下となっており、更に、外気温Ｔａｍから室外熱交換器１６の温度を減算した値が予め定めた基準温度差以上となっている場合に、室外熱交換器１６に着霜が生じ、除霜運転の必要があると判定する。除霜運転の必要があると判定された場合、ステップＳ４２へ進む。一方、除霜運転の必要がないと判定された場合、ステップＳ４３に処理を進める。
【００８３】
ステップＳ４２においては、除霜モードとして、室外熱交換器１６の除霜に要する時間を短縮可能な時間優先除霜モードと、室外熱交換器１６の除霜に要する圧縮機１１の積算消費電力Ｅｃを抑制可能な省動力除霜モードとの何れかを、除霜モードにおける運転態様として選択する。具体的には、除霜モードにおけるモード選択に際して、図５に示すサブルーチンが実行される。
【００８４】
ここで、第１実施形態に係る冷凍サイクル装置１０において、室外熱交換器１６の除霜を行う為の除霜モードにおける運転態様である除霜時間優先モードと、省動力除霜モードについて、図６等を参照しつつ説明する。
【００８５】
図１に示すように、冷凍サイクル装置１０における除霜モードでは、圧縮機１１から吐出されたホットガスである冷媒を、第１膨張弁１５ａで減圧して室外熱交換器１６に流入させる冷媒回路が構成される。これにより、室外熱交換器１６に着霜している霜は、室外熱交換器１６を流下する高温冷媒の熱によって溶けて取り除かれる。
【００８６】
このような冷凍サイクル装置１０において、除霜モードは、暖房モードと並行して運転することはできない。つまり、除霜モードで運転している場合には、暖房モードによる車室内の空調機能は停止することになる。従って、車室内の快適性を高めることを考慮した場合、除霜に要する積算消費電力Ｅｃが増大したとしても、室外熱交換器１６の除霜をより短期間に完了したいという要望も存在する。
【００８７】
ここで、除霜モード時における膨張弁（即ち、第１膨張弁１５ａ）の開度と、室外熱交換器１６の除霜に要する除霜時間Ｔｄｅｆとの関係を、図６中の太線で示す。尚、除霜に要する圧縮機１１の積算消費電力Ｅｃは、冷凍サイクル装置１０において除霜運転中の圧縮機１１の積算消費電力の大小を示す指標であり、室外熱交換器１６の除霜開始から除霜終了までに要する圧縮機１１の積算消費電力である。そして、冷凍サイクル装置１０の低圧側冷媒圧力Ｐｓが上昇せず、室外熱交換器１６の除霜ができない第１膨張弁１５ａの開度における下限値を、除霜下限開度Ａｌとする。
【００８８】
図６に示すように、除霜時間Ｔｄｅｆは、第１膨張弁１５ａの開度が除霜下限開度Ａｌよりも大きくなるほど短くなっていく。そして、或る開度を超えた段階で、除霜時間Ｔｄｅｆは、第１膨張弁１５ａの開度の増加に伴って長くなっていく。即ち、第１膨張弁１５ａの開度には、除霜時間Ｔｄｅｆを最小とする或る開度として、第１基準開度Ａａが存在している。
【００８９】
第１実施形態に係る除霜時間優先モードでは、第１膨張弁１５ａの開度を、第１基準開度Ａａに近づくように制御して室外熱交換器１６の除霜を行うことで、室外熱交換器１６の除霜に要する除霜時間Ｔｄｅｆの短期化を図っている。
【００９０】
一方、この車両用空調装置１においても、除霜モードにおける圧縮機１１の積算消費電力Ｅｃは、できるだけ少ないことが要望される。図６に、除霜モード時における膨張弁（即ち、第１膨張弁１５ａ）の開度と、除霜に要する圧縮機１１の積算消費電力Ｅｃとの関係を示す。
【００９１】
図６に示すように、第１膨張弁１５ａの開度が除霜下限開度Ａｌよりも大きくなる程、積算消費電力Ｅｃは小さくなっていく。第１膨張弁１５ａの開度が上述した第１基準開度Ａａよりも大きな或る開度となるまで、積算消費電力Ｅｃは、第１膨張弁１５ａの開度の増加に伴って小さくなっている。
【００９２】
そして、第１膨張弁１５ａの開度が或る開度以上に大きくなると、積算消費電力Ｅｃは、その開度の増大に伴って徐々に増大していく。即ち、第１膨張弁１５ａの開度には、除霜時における圧縮機１１の積算消費電力Ｅｃを最小とする或る開度として、第２基準開度Ａｂが存在している。
【００９３】
第１実施形態に係る省動力除霜モードでは、第１膨張弁１５ａの開度を、第１基準開度Ａａよりも大きな第２基準開度Ａｂに近づくように制御して室外熱交換器１６の除霜を行うことで、除霜に要する圧縮機１１の積算消費電力Ｅｃを抑制している。
【００９４】
ここで、図６に示すように、除霜時間優先モードに係る第１基準開度Ａａにおける積算消費電力Ｅｃは、省動力除霜モードに係る第２基準開度Ａｂにおける積算消費電力Ｅｃよりも大きな値を示している。この積算消費電力Ｅｃの差は、除霜時間優先モード時の方が除霜時における圧縮機１１の消費電力が増大すること、及び、圧縮機１１から吐出される冷媒の温度上昇に伴って、室外熱交換器１６に冷媒が到達するまでの熱ロスが増大することに起因すると考えられる。
【００９５】
再び図５に戻り、ステップＳ４２で実行されるサブルーチンについて説明する。除霜モードにおけるモード選択に関するサブルーチンを開始すると、ステップＳ５１において、車両の速度センサから入力された情報を参照して、車両用空調装置１が搭載された車両が走行中であるか否かが判定される。即ち、ステップＳ５１では、車両の走行速度が、所定の基準速度以上であるか否かが判定される。車両が走行中であると判定された場合、ステップＳ５２に処理を移行する。一方、車両が走行中でないと判定された場合、ステップＳ５３に進む。
【００９６】
尚、ステップＳ５１における基準速度は、速度センサによって検出された走行速度と比較することができればよく、その値は適宜設定することができる。停車状態を示す数値であってもよいし、渋滞時における一般的な走行速度であってもよい。
【００９７】
ステップＳ５２においては、除霜モードにおける運転態様が時間優先除霜モードに決定される。車両が走行中の場合、車室内の快適性を高める暖房モードの運転停止期間を短くする為に、室外熱交換器１６の除霜時間Ｔｄｅｆを短期化することが望ましく、図６に示すように、時間優先除霜モードは、省動力除霜モードよりも積算消費電力Ｅｃは大きくなるが、除霜時間Ｔｄｅｆが短くなる運転態様であるからである。時間優先除霜モードを選択した後、図３におけるステップＳ５に移行する。
【００９８】
ステップＳ５３においては、除霜モードにおける運転態様が、省動力除霜モードに決定される。車両が走行中でない場合、室外熱交換器１６の除霜時間Ｔｄｅｆを短期化することよりも、室外熱交換器１６の除霜に関する圧縮機１１の積算消費電力Ｅｃの増大を抑制することの方が望ましく、省動力除霜モードは、時間優先除霜モードよりも除霜時間Ｔｄｅｆは長くなるが、積算消費電力Ｅｃを低減することができるからである。省動力除霜モードを選択した後、図３におけるステップＳ５へ移行する。
【００９９】
再び図４を参照しつつ、運転モードの決定に係るサブルーチンのＳ４３以後の処理内容について説明する。ステップＳ４３では、操作パネル６０の冷房スイッチが投入されているか否かが判定される。ステップＳ４３にて冷房スイッチが投入されている（ＯＮになっている）と判定された際には、ステップＳ４５へ進む。一方、ステップＳ４３にて冷房スイッチが投入されていない（ＯＦＦになっている）と判定された際には、ステップＳ４４へ進み、運転モードが暖房モードに決定されて、ステップＳ５へ移行する。
【０１００】
ステップＳ４５では、目標吹出温度ＴＡＯから外気温Ｔａｍを減算した値（ＴＡＯ−Ｔａｍ）が予め定めた基準冷房温度α（本実施形態では、α＝０）より低くなっているか否かが判定される。ステップＳ４５にて、（ＴＡＯ−Ｔａｍ）＜αとなっている場合には、ステップＳ４６へ進み、運転モードが冷房モードに決定されて、ステップＳ５へ移行する。一方、ステップＳ４５にて、（ＴＡＯ−Ｔａｍ）＜αとなっていない場合には、ステップＳ４７へ進み、運転モードが除湿暖房モードに決定されて、ステップＳ５へ移行する。
【０１０１】
図３に示すように、ステップＳ４における運転モードの決定に関する処理が実行された後、ステップＳ５では、ステップＳ４で決定された運転モードに応じて、各種制御対象機器の作動状態が決定される。より具体的には、ステップＳ５では、図７の図表に示すように、第１開閉弁２１、第２開閉弁２２の開閉状態、エアミックスドア３４の開度、第１膨張弁１５ａ、第２膨張弁１５ｂ、送風機３２の作動状態等が決定される。
【０１０２】
更に、ステップＳ５では、図７の図表には記載していないものの、圧縮機１１の冷媒吐出能力（即ち、圧縮機１１の回転数）、内外気切替装置３３の作動状態、吹出口モード切替ドアの作動状態（即ち、吹出口モード）等も決定される。
【０１０３】
そして、ステップＳ６では、ステップＳ５にて決定された各種空調制御機器の作動状態が得られるように、空調制御装置４０から各種空調制御機器に対して、制御信号或いは制御電圧が出力される。続くステップＳ７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。
【０１０４】
この車両用空調装置１では、上記の如く、運転モードが決定されて、各運転モードでの運転を実行する。以下に各運転モードにおける作動を説明する。
【０１０５】
（ａ）暖房モード
暖房モードでは、図７の図表に示すように、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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
更に、この冷媒回路の構成で、上述のステップＳ５にて説明したように、空調制御装置４０が、暖房モード時における各種空調制御機器の作動状態（各種空調制御機器へ出力する制御信号）を決定する。
【０１０８】
例えば、圧縮機１１の電動モータへ出力される制御信号については、以下のように決定される。まず、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、室内凝縮器１２における目標凝縮圧力ＰＣＯを決定する。この制御マップでは、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、目標凝縮圧力ＰＣＯが上昇するように決定する。
【０１０９】
そして、目標凝縮圧力ＰＣＯと高圧側圧力センサ５５によって検出された高圧側冷媒圧力Ｐｄとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法を用いて高圧側冷媒圧力Ｐｄが目標凝縮圧力ＰＣＯに近づくように、圧縮機１１の電動モータに出力される制御信号が決定される。
【０１１０】
又、エアミックスドア駆動用の電動アクチュエータへ出力される制御信号については、エアミックスドア３４が冷風バイパス通路３５を全閉とし、室内蒸発器１８通過後の送風空気の全流量が室内凝縮器１２側の空気通路を通過するように決定される。
【０１１１】
第１膨張弁１５ａへ出力される制御信号については、第１膨張弁１５ａへ流入する冷媒の過冷却度が、目標過冷却度に近づくように決定される。目標過冷却度は、サイクルの成績係数（ＣＯＰ）が極大値となるように決定された値である。
【０１１２】
又、送風機３２の電動モータへ出力される制御電圧については、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、目標吹出温度ＴＡＯの極低温域（最大冷房域）及び極高温域（最大暖房域）で、送風量を最大風量とする。
【０１１３】
更に、目標吹出温度ＴＡＯが極低温域から中間温度域へ向かって上昇するに伴って、送風量を減少させ、目標吹出温度ＴＡＯが極高温域から中間温度域へ向かって低下するに伴って、送風量を減少させる。そして、目標吹出温度ＴＡＯが中間温度域となっている際には、送風量を最小風量とする。
【０１１４】
又、内外気切替ドア用の電動アクチュエータへ出力される制御信号については、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に決定される。そして、目標吹出温度ＴＡＯが極高温域となって高い暖房性能を得たい場合には、内気を導入する内気モードに決定される。
【０１１５】
又、吹出口モードドア駆動用の電動アクチュエータへ出力される制御信号については、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、目標吹出温度ＴＡＯが高温域から低温域へと下降するに伴って、吹出口モードをフットモード→バイレベルモード→フェイスモードの順で切り替える。
【０１１６】
従って、暖房モード時の冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が室内凝縮器１２に流入する。室内凝縮器１２に流入した冷媒は、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２側の空気通路を開いているので、送風機３２から送風されて室内蒸発器１８を通過した送風空気と熱交換して放熱する。これにより、送風空気が加熱される。
【０１１７】
室内凝縮器１２から流出した冷媒は、第２開閉弁２２が閉じているので、第１三方継手１３ａから第１冷媒通路１４ａ側へ流出し、第１膨張弁１５ａにて低圧冷媒となるまで減圧される。そして、第１膨張弁１５ａにて減圧された低圧冷媒は、室外熱交換器１６へ流入して、送風ファンから送風された外気から吸熱する。
【０１１８】
室外熱交換器１６から流出した冷媒は、第１開閉弁２１が開き、第２膨張弁１５ｂが全閉状態となっているので、第２三方継手１３ｂから第４冷媒通路１４ｄ側へ流出し、第４三方継手１３ｄを介してアキュムレータ２０へ流入して気液分離される。そして、アキュムレータ２０にて分離された気相冷媒が圧縮機１１の吸入側から吸入されて再び圧縮機１１にて圧縮される。
【０１１９】
以上の如く、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へ吹き出すことができる為、車室内の暖房を行うことができる。
【０１２０】
（ｂ）除湿暖房モード
除湿暖房モードでは、図７の図表に示すように、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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
つまり、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。
【０１２３】
更に、この冷媒回路の構成で、上述のステップＳ５にて説明したように、空調制御装置４０が、除湿暖房モード時における各種空調制御機器の作動状態を決定する。
【０１２４】
例えば、圧縮機１１の電動モータへ出力される制御信号については、暖房モードと同様に決定される。エアミックスドア駆動用の電動アクチュエータへ出力される制御信号については、暖房モードと同様に、エアミックスドア３４が冷風バイパス通路３５を全閉とし、室内蒸発器１８通過後の送風空気の全流量が室内凝縮器１２側の空気通路を通過するように決定される。
【０１２５】
又、第１膨張弁１５ａへ出力される制御信号については、暖房モードと同様に、第１膨張弁１５ａへ流入する冷媒の過冷却度が、サイクルの成績係数（ＣＯＰ）が略最大値となるように定められた目標過冷却度に近づくように決定される。
【０１２６】
一方、第２膨張弁１５ｂへ出力される制御信号については、室内蒸発器１８を流通する冷媒流量が適切な流量となるように決定される。具体的には、室内蒸発器１８出口側冷媒の過熱度が予め定めた基準過熱度（例えば、５℃）となるように、第２膨張弁１５ｂの絞り開度が調整される。
【０１２７】
又、送風機３２の電動モータへ出力される制御電圧については、暖房モードと同様に決定される。吹出口モードドア駆動用の電動アクチュエータへ出力される制御信号についても、暖房モードと同様に決定される。
【０１２８】
そして、内外気切替装置３３の内外気切替ドア用の電動アクチュエータへ出力される制御信号については、初期状態としては外気導入（即ち、内気率最小）を示す制御信号に決定される。その後、内外気切替ドア用の電動アクチュエータへ出力される制御信号は、図６に示すサブルーチンを実行することによって、蒸発器温度センサ５６によって検出された室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度Ｔｅや目標吹出温度ＴＡＯに基づいて適宜決定される。
【０１２９】
このように決定された各種空調制御機器の作動状態で作動すると、除湿暖房モード時の冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が室内凝縮器１２へ流入する。室内凝縮器１２に流入した冷媒は、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２側の空気通路を開いているので、暖房モードと同様に、送風機３２から送風されて室内蒸発器１８を通過した送風空気と熱交換して放熱する。これにより、送風空気が加熱される。
【０１３０】
室内凝縮器１２から流出した冷媒の流れは、第２開閉弁２２が開いているので、第１三方継手１３ａにて分岐される。第１三方継手１３ａにて分岐された一方の冷媒は、第１冷媒通路１４ａ側へ流出し、第１膨張弁１５ａにて低圧冷媒となるまで減圧される。第１膨張弁１５ａにて減圧された低圧冷媒は、室外熱交換器１６へ流入して、送風ファンから送風された外気から吸熱する。
【０１３１】
一方、第１三方継手１３ａにて分岐された他方の冷媒は、第２冷媒通路１４ｂ側へ流出する。第２冷媒通路１４ｂ側へ流出した冷媒は、逆止弁１７の作用によって、室外熱交換器１６側へ流出することはなく、第２開閉弁２２および第３三方継手１３ｃを介して第２膨張弁１５ｂへ流入する。
【０１３２】
第２膨張弁１５ｂへ流入した冷媒は、低圧冷媒となるまで減圧される。そして、第２膨張弁１５ｂにて減圧された低圧冷媒は、室内蒸発器１８へ流入し、送風機３２から送風された送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、送風空気が冷却される。室内蒸発器１８から流出した冷媒は、蒸発圧力調整弁１９にて減圧されて、室外熱交換器１６から流出した冷媒と同等の圧力となる。
【０１３３】
蒸発圧力調整弁１９から流出した冷媒は、第４三方継手１３ｄへ流入して、室外熱交換器１６から流出した冷媒と合流する。第４三方継手１３ｄにて合流した冷媒は、アキュムレータ２０へ流入して気液分離される。そして、アキュムレータ２０にて分離された気相冷媒が圧縮機１１の吸入側から吸入されて再び圧縮機１１にて圧縮される。
【０１３４】
以上の如く、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へ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。
【０１３５】
（ｃ）冷房モード
冷房モードでは、図７の図表に示すように、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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
さらに、この冷媒回路の構成で、上述のステップＳ５にて説明したように、空調制御装置４０が、冷房モード時における各種空調制御機器の作動状態を決定する。
【０１３８】
例えば、圧縮機１１の電動モータへ出力される制御信号については、以下のように決定される。まず、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、室内蒸発器１８における目標蒸発温度ＴＥＯを決定する。この制御マップでは、目標吹出温度ＴＡＯの低下に伴って、目標蒸発温度ＴＥＯを低下させるように決定する。更に、目標蒸発温度ＴＥＯには、室内蒸発器１８の着霜を抑制するために下限値（例えば、２℃）が設けられている。
【０１３９】
そして、目標蒸発温度ＴＥＯと蒸発器温度センサ５６によって検出された冷媒蒸発温度Ｔｅとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法を用いて冷媒蒸発温度Ｔｅが目標蒸発温度ＴＥＯに近づくように、圧縮機１１の電動モータに出力される制御信号が決定される。
【０１４０】
又、エアミックスドア３４の電動アクチュエータへ出力される制御信号については、エアミックスドア３４が冷風バイパス通路３５を全開とし、室内蒸発器１８通過後の送風空気の全流量が冷風バイパス通路３５を通過するように決定される。冷房モードでは、送風空気温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯに近づくようにエアミックスドア３４の開度を制御してもよい。
【０１４１】
又、第２膨張弁１５ｂへ出力される制御信号については、第２膨張弁１５ｂへ流入する冷媒の過冷却度が、目標過冷却度に近づくように決定される。目標過冷却度は、サイクルの成績係数（ＣＯＰ）が極大値となるように決定された値である。
【０１４２】
また、送風機３２の電動モータへ出力される制御電圧については、暖房モード及び除湿暖房モードと同様に決定される。内外気切替ドア用の電動アクチュエータへ出力される制御信号については、暖房モードと同様に決定される。吹出口モードドア駆動用の電動アクチュエータへ出力される制御信号については、暖房モードおよび除湿暖房モードと同様に決定される。
【０１４３】
従って、冷房モード時の冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が室内凝縮器１２に流入する。この際、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２側の空気通路を全閉としているので、室内凝縮器１２に流入した冷媒は、殆ど送風空気と熱交換することなく、室内凝縮器１２から流出する。
【０１４４】
室内凝縮器１２から流出した冷媒は、第２開閉弁２２が閉じているので、第１三方継手１３ａから第１冷媒通路１４ａ側へ流出し、第１膨張弁１５ａに流入する。この際、第１膨張弁１５ａが全開状態となっているので、室内凝縮器１２から流出した冷媒は、第１膨張弁１５ａにて減圧されることなく、室外熱交換器１６に流入する。
【０１４５】
室外熱交換器１６に流入した冷媒は、室外熱交換器１６にて送風ファンから送風された外気へ放熱する。室外熱交換器１６から流出した冷媒は、第１開閉弁２１が閉じているので、第２三方継手１３ｂを介して第３冷媒通路１４ｃ側へ流入し、第２膨張弁１５ｂにて低圧冷媒となるまで減圧される。
【０１４６】
第２膨張弁１５ｂにて減圧された低圧冷媒は、室内蒸発器１８へ流入し、送風機３２から送風された送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、送風空気が冷却される。室内蒸発器１８から流出した冷媒は、蒸発圧力調整弁１９を介してアキュムレータ２０へ流入して気液分離される。そして、アキュムレータ２０にて分離された気相冷媒が圧縮機１１の吸入側から吸入されて再び圧縮機１１にて圧縮される。
【０１４７】
以上の如く、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へ吹き出すことによって、車室内の冷房を行うことができる。
【０１４８】
従って、本実施形態の車両用空調装置１によれば、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によって、車室内の適切な空調を実現できる。
【０１４９】
（ｄ）時間優先除霜モード
時間優先除霜モードでは、図７の図表に示すように、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。
【０１５０】
これにより、時間優先除霜モードでは、図１における横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蒸気圧縮式の冷凍サイクルとして、ホットガスサイクルが構成される。
【０１５１】
更に、この冷媒回路の構成で、上述のステップＳ５にて説明したように、空調制御装置４０が、時間優先除霜モード時における各種空調制御機器の作動状態（各種空調制御機器へ出力する制御信号）を決定する。
【０１５２】
例えば、圧縮機１１の電動モータへ出力される制御信号については、予め定められた冷媒吐出能力を発揮させる為に、圧縮機１１の電動モータに出力される制御信号が所定の回転数となるように決定される。
【０１５３】
又、エアミックスドア駆動用の電動アクチュエータへ出力される制御信号については、エアミックスドア３４が冷風バイパス通路３５を全開とし、室内蒸発器１８通過後の送風空気の全流量が冷風バイパス通路３５を通過するように決定される。そして、送風機３２の電動モータへ出力される制御信号については、送風機３２による送風運転の停止を示す制御信号に決定される。従って、時間優先除霜モードでは、室内凝縮器１２で冷媒の熱交換がなされることはない。
【０１５４】
そして、第１膨張弁１５ａへ出力される制御信号については、時間優先除霜モードでは、第１膨張弁１５ａの開度が第１基準開度Ａａに近づくように決定される。これにより、時間優先除霜モードでは、低圧側圧力センサ５７により検出される低圧側冷媒圧力Ｐｓが、室外熱交換器１６の除霜が可能な基準低圧側圧力ＫＰｓに近づくように制御される。尚、基準低圧側圧力ＫＰｓは、第１基準開度Ａａに対応している。
【０１５５】
このように各種空調制御機器の作動状態が制御され、時間優先除霜モードで運転されている場合の冷凍サイクルにおける冷媒の状態について、図８に示すモリエル線図を参照しつつ説明する。
【０１５６】
時間優先除霜モード時の冷凍サイクル装置１０では、図８の点ａ１及び点ａ２に示すように、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が室内凝縮器１２に流入する。ここで、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２側の空気通路を全閉しており、送風機３２の運転も停止されているので、室内凝縮器１２に流入した冷媒は、送風機３２から送風されて室内蒸発器１８を通過した送風空気と熱交換することはない。
【０１５７】
従って、この冷媒は、高温高圧のホットガスの状態で室内凝縮器１２から流出する。そして、過熱状態の冷媒は、第２開閉弁２２が閉じているので、第１三方継手１３ａから第１冷媒通路１４ａ側へ流出し、第１膨張弁１５ａに至る。
【０１５８】
図８における点ａ２及び点ａ３に示すように、第１膨張弁１５ａに流入すると、過熱状態の冷媒は低圧冷媒となるまで減圧される。この時、第１膨張弁１５ａの開度は、第１基準開度Ａａに近づくように制御されている為、第１膨張弁１５ａから流出した冷媒は、基準低圧側圧力ＫＰｓ近傍の値を示すように減圧される。
【０１５９】
そして、図８の点ａ３及び点ａ１に示すように、第１膨張弁１５ａにて減圧された低圧冷媒は、過熱状態のまま、着霜している室外熱交換器１６へ流入する。従って、室外熱交換器１６における霜は、過熱状態の冷媒の熱によって溶けて取り除かれる。
【０１６０】
その後、室外熱交換器１６から流出した冷媒は、第１開閉弁２１が開き、第２膨張弁１５ｂが全閉状態となっているので、第２三方継手１３ｂから第４冷媒通路１４ｄ側へ流出し、第４三方継手１３ｄを介してアキュムレータ２０へ流入して気液分離される。そして、アキュムレータ２０にて分離された気相冷媒は、圧縮機１１の吸入側から吸入されて再び圧縮機１１にて圧縮される。
【０１６１】
以上の如く、時間優先除霜モードでは、過熱状態の冷媒を、室外熱交換器１６を含むサイクルで循環させることができるので、室外熱交換器１６に着霜した霜を除去することができる。又、この時間優先除霜モードにおける冷凍サイクルでは、低圧側冷媒圧力Ｐｓが基準低圧側圧力ＫＰｓに近づくように、第１膨張弁１５ａの開度が調整されている為、室外熱交換器１６における温度を、除霜可能な温度に維持しつつ、除霜に利用可能なエンタルピを、点ａ３及び点ａ１により示すエンタルピΔＨａのように十分に確保することができる。
【０１６２】
（ｅ）省動力除霜モード
時間優先除霜モードでは、図７の図表に示すように、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。
【０１６３】
これにより、省動力除霜モードでは、図１における横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蒸気圧縮式の冷凍サイクルとして、ホットガスサイクルが構成される。
【０１６４】
更に、この冷媒回路の構成で、上述のステップＳ５にて説明したように、空調制御装置４０が、省動力除霜モード時における各種空調制御機器の作動状態（各種空調制御機器へ出力する制御信号）を決定する。圧縮機１１、エアミックスドア、送風機３２に対する制御信号は、上述した時間優先除霜モード時と同様である為、再度の説明は省略する。
【０１６５】
そして、第１膨張弁１５ａへ出力される制御信号については、省動力除霜モードでは、第１膨張弁１５ａの開度が第２基準開度Ａｂに近づくように決定される。図６に示すように、第２基準開度Ａｂは、室外熱交換器１６の除霜に要する圧縮機１１の積算消費電力Ｅｃが最小となるように定められ、時間優先除霜モードにおける第１基準開度Ａａよりも大きな開度を示す。
【０１６６】
このように各種空調制御機器の作動状態が制御され、省動力除霜モードで運転されている場合の冷凍サイクルにおける冷媒の状態について、図９に示すモリエル線図を参照しつつ説明する。
【０１６７】
省動力除霜モード時の冷凍サイクル装置１０においては、図９の点ｂ１及び点ｂ２に示すように、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が室内凝縮器１２に流入する。この場合も、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２側の空気通路を全閉しており、送風機３２の運転も停止されているので、室内凝縮器１２に流入した冷媒は、送風機３２から送風された送風空気と熱交換することはない。
【０１６８】
従って、この冷媒は、高温高圧のホットガスの状態で室内凝縮器１２から流出する。そして、過熱状態の冷媒は、第２開閉弁２２が閉じているので、第１三方継手１３ａから第１冷媒通路１４ａ側へ流出し、第１膨張弁１５ａに至る。
【０１６９】
そして、図９における点ｂ２及び点ｂ３に示すように、第１膨張弁１５ａに流入すると、過熱状態の冷媒は低圧冷媒となるまで減圧される。第１膨張弁１５ａの開度は、第２基準開度Ａｂに近づくように制御されている為、第１膨張弁１５ａから流出した冷媒の低圧側冷媒圧力Ｐｓは、時間優先除霜モード時の基準低圧側圧力ＫＰｓよりも大きな値を示す。
【０１７０】
図９の点ｂ３及び点ｂ１に示すように、第１膨張弁１５ａにて減圧された低圧冷媒は、過熱状態のまま、着霜している室外熱交換器１６へ流入する。従って、室外熱交換器１６における霜は、過熱状態の冷媒の熱によって溶けて取り除かれる。
【０１７１】
その後、室外熱交換器１６から流出した冷媒は、第１開閉弁２１が開き、第２膨張弁１５ｂが全閉状態となっているので、第２三方継手１３ｂから第４冷媒通路１４ｄ側へ流出し、第４三方継手１３ｄを介してアキュムレータ２０へ流入して気液分離される。そして、アキュムレータ２０にて分離された気相冷媒は、圧縮機１１の吸入側から吸入されて再び圧縮機１１にて圧縮される。
【０１７２】
以上の如く、省動力除霜モードでは、過熱状態の冷媒を、室外熱交換器１６を含むサイクルで循環させることができるので、室外熱交換器１６に着霜した霜を除去することができる。又、この省動力除霜モードにおける冷凍サイクルでは、第１膨張弁１５ａの開度が第２基準開度Ａｂに近づくように調整されている為、室外熱交換器１６における温度を、除霜可能な温度に維持しつつ、除霜に要する圧縮機１１の積算消費電力Ｅｃを最小に抑制することができる。
【０１７３】
図６に示すように、この冷凍サイクル装置１０においては、除霜時間Ｔｄｅｆが最短となる第１膨張弁１５ａの開度（即ち、第１基準開度Ａａ）と、除霜に要する圧縮機１１の積算消費電力Ｅｃが最小となる第１膨張弁１５ａの開度（即ち、第２基準開度Ａｂ）とが相違している。そして、時間優先除霜モードでは、第１膨張弁１５ａの開度を第１基準開度Ａａに近づくように制御しており、省動力除霜モードでは、第２基準開度Ａｂに近づくように制御している。
【０１７４】
従って、図８、図９に示すように、省動力除霜モードにて室外熱交換器１６の除霜に利用可能なエンタルピΔＨｂは、時間優先除霜モードにおけるエンタルピΔＨａよりも小さくなる。即ち、省動力除霜モードによれば、室外熱交換器１６の除霜に利用可能なエンタルピΔＨｂがエンタルピΔＨａよりも小さくなる為、除霜時間Ｔｄｅｆは、時間優先除霜モード時よりも長くなるが、除霜に要する圧縮機１１の積算消費電力Ｅｃは、時間優先除霜モード時よりも小さくすることができる。
【０１７５】
これにより、第１実施形態に係る冷凍サイクル装置１０によれば、室外熱交換器１６の除霜を行う際に、除霜に要する除霜時間Ｔｄｅｆを短期化することを優先する時間優先除霜モードと、除霜に要する圧縮機１１の積算消費電力Ｅｃを最小化することを優先する省動力除霜モードとの２種類の運転態様を、車両が走行中であるか否かに応じて適切に選択することができ、状況に応じた適切な態様で室外熱交換器１６の除霜を行うことができる。
【０１７６】
以上説明したように、第１実施形態に係る冷凍サイクル装置１０によれば、暖房運転等によって着霜した室外熱交換器１６の除霜を行う為に、除霜運転を行うことができる。室外熱交換器１６の除霜を行う際に、時間優先除霜モードでは、空調制御装置４０は、冷凍サイクルにおける低圧側冷媒圧力Ｐｓが基準低圧側圧力ＫＰｓに近づくように、第１膨張弁１５ａの開度を制御する。
【０１７７】
このように第１膨張弁１５ａの開度を制御することで、この冷凍サイクル装置１０は、室外熱交換器１６の温度を除霜可能な温度以上に維持しつつ、除霜に利用可能なエンタルピΔＨａを確保することができる。これにより、冷凍サイクル装置１０は、除霜に関する省動力よりも除霜時間を短縮化することを優先した態様で、室外熱交換器１６の除霜を行うことができる。
【０１７８】
又、冷凍サイクル装置１０において、空調制御装置４０は、除霜時間Ｔｄｅｆが短くなるように規定された第１基準開度Ａａに対応する基準低圧側圧力ＫＰｓに、圧縮機１１の吸入側に配置された低圧側圧力センサ５７で検出される低圧側冷媒圧力Ｐｓが近づくように、第１膨張弁１５ａの開度を制御する。
【０１７９】
低圧側圧力センサ５７による低圧側冷媒圧力Ｐｓの検出を、より簡便に高い精度で行うことができる為、室外熱交換器１６の除霜時における第１膨張弁１５ａの制御を、より確実に精度よく行うことができ、除霜時間Ｔｄｅｆを短縮することができる。
【０１８０】
そして、冷凍サイクル装置は、時間優先除霜モードとは異なる省動力除霜モードによって、室外熱交換器１６の除霜を行うことができる。省動力除霜モードでは、第１膨張弁１５ａの開度が、第２基準開度Ａｂを目標値として制御される。図６に示すように、第２基準開度Ａｂは、室外熱交換器１６の除霜に要する圧縮機１１の積算消費電力Ｅｃが最も小さくなるように決定されている。
【０１８１】
従って、この冷凍サイクル装置１０によれば、省動力除霜モードで除霜運転を行うことによって、室外熱交換器１６の除霜に必要なエンタルピを確保しつつ、除霜に要する圧縮機１１の積算消費電力Ｅｃの増大を抑制することができる。
【０１８２】
又、この冷凍サイクル装置１０によれば、時間優先除霜モードと、省動力除霜モードの２種類の運転態様で、室外熱交換器１６の除霜を行うことができ、室外熱交換器１６が着霜している状態における車両の周辺環境に応じて、２つのモードを利用することができる。
【０１８３】
時間優先モードによれば、除霜に要する圧縮機１１の積算消費電力Ｅｃはやや増大するが、より短時間で室外熱交換器１６の除霜を完了することができる。一方、省動力除霜モードによれば、除霜に要する圧縮機１１の積算消費電力Ｅｃの増大を抑制することができるが、除霜に要する時間はやや長期化する。即ち、この冷凍サイクル装置１０によれば、時間優先除霜モードと省動力除霜モードとを適切に選択して、室外熱交換器１６の除霜を行うことができるので、２つの運転態様の利点（除霜時間Ｔｄｅｆの短期化と、除霜に要する積算消費電力Ｅｃの増大の抑制）を充分に活かすことができる。
【０１８４】
そして、この冷凍サイクル装置１０においては、車両用空調装置１が搭載されている車両が走行中であるか否かによって、時間優先除霜モードと省動力除霜モードとの何れかが選択されて、室外熱交換器１６の除霜が行われる。
【０１８５】
車両が走行中である場合には、時間優先除霜モードで室外熱交換器１６の除霜が行われる。車両が走行中である場合、車室内の快適性を考慮すると、室外熱交換器１６の除霜を早急に完了して暖房能力を回復させることが望ましい。従って、この冷凍サイクル装置１０は、車両の走行中において、暖房能力を早期に回復させて車室内を快適に保ちたいという乗員の要望を実現することができる。
【０１８６】
一方、車両が走行中でない場合（例えば、停車中等）では、暖房能力の早期回復に係る要求よりも、より少ない積算消費電力Ｅｃで室外熱交換器１６の除霜を行いたいという要求が強くなる。この冷凍サイクル装置１０によれば、車両の走行中でない場合において、少ない積算消費電力Ｅｃで室外熱交換器１６の除霜を行うという乗員の要求に応えることができる。
【０１８７】
（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、少なくとも駆動源としてエンジンＥＧを有する車両に適用されている点を除いて、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。
【０１８８】
第２実施形態においては、車両用空調装置１が冷却水回路７０を有している点と、除霜モードが選択されたステップＳ４２で実行されるサブルーチンによる制御内容が上述した第１実施形態と相違する。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、図面を参照しつつ説明する。
【０１８９】
第２実施形態に係る車両用空調装置１は、上述した第１実施形態と同様に、冷凍サイクル装置１０と、室内空調ユニット３０と、空調制御装置４０等を有しており、更に、冷却水回路７０を有している。
【０１９０】
図１０に示すように、冷却水回路７０は、冷却水ポンプ７１と、冷却水温度センサ７２と、室外熱交換器１６と、車両に搭載されたエンジンＥＧとを有して構成されている。冷却水ポンプ７１は、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。エンジンＥＧは、第２実施形態に係る車両用空調装置１が搭載された車両の駆動源であり、本発明における補助熱源として機能する。
【０１９１】
従って、冷却水回路７０は、エンジンＥＧと室外熱交換器１６を含む循環流路内を、冷却水ポンプ７１の駆動によって熱媒体としての冷却水を循環させ、エンジンＥＧ及び室外熱交換器１６で熱交換させる。つまり、冷却水回路７０は、エンジンＥＧの排熱を冷却水で吸熱し、この熱を室外熱交換器１６で放熱させることができる。
【０１９２】
これにより、第２実施形態においては、室外熱交換器１６の除霜運転時に、冷却水回路７０の冷却水ポンプ７１を駆動させることによって、エンジンＥＧの排熱を室外熱交換器１６の除霜に用いることができる。
【０１９３】
冷却水温度センサ７２は、エンジンＥＧ側から流出口側から室外熱交換器１６の流入口側までの範囲に配置されており、冷却水回路７０を循環する冷却水の温度を検出する。冷却水温度センサ７２は、空調制御装置４０の入力側に接続されており、エンジンＥＧから冷却水が吸熱した熱量を推定する際に用いることができる。更に、冷却水温度センサ７２は、室外熱交換器１６の除霜に利用可能なエンジンＥＧからの熱量を推定する際に用いることができる。
【０１９４】
そして、冷却水回路７０における冷却水は、熱媒体としての流体である。冷却水回路の冷却水としては、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、又は不凍液体が用いられている。
【０１９５】
続いて、第２実施形態に係る車両用空調装置１の作動について、図面を参照しつつ説明する。第１実施形態と同様に、車両用空調装置１では、暖房モード、除湿暖房モード、冷房モード及び除霜モードの運転を切り替えることができ、空調制御プログラムを空調制御装置４０で実行することによって実現される。
【０１９６】
第２実施形態における空調制御プログラムは、基本的に第１実施形態と同様であり、除霜モード時における運転態様を選択する為のサブルーチンのみが相違する。つまり、第２実施形態においても、図３に示す空調制御プログラムのメインルーチン及び、図４に示す運転モードを決定する際のサブルーチンが実行される。図３、図４における処理内容については、第１実施形態と同様であり、既に説明済みである為、再度の説明は省略する。
【０１９７】
第２実施形態におけるステップＳ４２で実行されるサブルーチンについて、図１１を参照しつつ説明する。ステップＳ４２に移行し、図１１に示すサブルーチンの実行が開始されると、ステップＳ６１において、冷却水回路７０の冷却水温度センサ７２から入力された検出信号を参照して、冷却水温度センサ７２で検出された冷却水の温度が予め定められた基準温度以上であるか否かが判定される。
【０１９８】
ここで、基準温度とは、室外熱交換器１６の除霜に十分に利用可能なエンジンＥＧの排熱を吸熱した状態の冷却水の温度を示しており、冷却水や室外熱交換器１６の構成等によって適宜決定される。
【０１９９】
即ち、ステップＳ６１では、除霜に関する補助熱源であるエンジンＥＧの排熱を、十分に供給することができるか否かが判定される。冷却水温度センサ７２で検出された冷却水温度が基準温度以上であると判定された場合、ステップＳ６２に処理を移行する。一方、冷却水温度が基準温度より低いと判定された場合、ステップＳ６３に進む。
【０２００】
ステップＳ６２では、除霜モードにおける運転態様が、時間優先除霜モードに決定される。冷却水温度が基準温度以上である場合、エンジンＥＧの排熱を充分に活用することができ、時間優先除霜モードで除霜を行えば、暖房モードの運転停止期間を更に短くすることができる為である。時間優先除霜モードを選択した後、図３におけるステップＳ５に移行する。
【０２０１】
ステップＳ６３においては、除霜モードにおける運転態様が、省動力除霜モードに決定される。冷却水温度が基準温度より低いと判定された場合、エンジンＥＧの排熱は、室外熱交換器１６の除霜に用いるには十分でない。この場合、時間優先除霜モードよりも除霜時間Ｔｄｅｆは長くなるが、除霜時における圧縮機１１の積算消費電力Ｅｃを低減する為に、省動力除霜モードが選択される。省動力除霜モードを選択した後、図３におけるステップＳ５へ移行する。
【０２０２】
このように、第２実施形態に係る冷凍サイクル装置１０は、室外熱交換器１６の除霜を行う際に、時間優先除霜モードと省動力除霜モードとの２種類の運転態様を、除霜に十分なエンジンＥＧの排熱が供給されているか否かに応じて選択することができるので、その状況に応じた適切な態様で、室外熱交換器１６の除霜を行うことができる。
【０２０３】
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によれば、暖房運転等によって着霜した室外熱交換器１６の除霜を行う為に、除霜運転を行うことができる。室外熱交換器１６の除霜を行う際に、時間優先除霜モードでは、空調制御装置４０は、冷凍サイクルにおける低圧側冷媒圧力Ｐｓが基準低圧側圧力ＫＰｓに近づくように、第１膨張弁１５ａの開度を制御する。
【０２０４】
このように第１膨張弁１５ａの開度を制御することで、この冷凍サイクル装置１０は、室外熱交換器１６の温度を除霜可能な温度以上に維持しつつ、除霜に利用可能なエンタルピΔＨａを確保することができる。これにより、冷凍サイクル装置１０は、除霜に関する省動力よりも除霜時間を短縮化することを優先した態様で、室外熱交換器１６の除霜を行うことができる。
【０２０５】
そして、この冷凍サイクル装置１０においては、冷却水回路７０の冷却水温度が基準温度以上であるか否かによって、時間優先除霜モードと省動力除霜モードとの何れかが選択されて、室外熱交換器１６の除霜が行われる。
【０２０６】
冷却水温度が基準温度以上であり、エンジンＥＧの排熱を室外熱交換器１６の除霜に十分に利用可能である場合には、時間優先除霜モードで室外熱交換器１６の除霜が行われる。この場合、十分なエンジンＥＧの排熱が室外熱交換器１６に供給されることになる為、時間短縮除霜モードで室外熱交換器１６の除霜を行うことで、除霜時間Ｔｄｅｆを大きく短縮することができる。即ち、より早期に車両用空調装置１の暖房能力を回復させることができる為、車室内の快適性を求める乗員の要求に応えることができる。一方、冷却水温度が基準温度以上でない場合は、省動力除霜モードが選択される為、少ない積算消費電力Ｅｃで室外熱交換器１６の除霜を行うという乗員の要求に応えることができる。
【０２０７】
（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。
【０２０８】
（１）上述した実施形態においては、蒸発器における冷媒圧力に相関を有する物理量として、低圧側圧力センサ５７によって、圧縮機１１の吸入側における低圧側冷媒圧力Ｐｓを検出して用いていたが、あくまでも一例であり、この態様に限定されるものではない。
【０２０９】
例えば、蒸発器における冷媒圧力に相関を有する物理量として、圧縮機の吸入側における冷媒温度を用いるように構成することも可能である。この場合、本発明における除霜基準量も、圧縮機の吸入側における冷媒温度に対応するパラメータに変更される。
【０２１０】
（２）上述の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、除湿暖房運転及び除霜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。少なくとも、着霜した熱交換器（例えば、室外熱交換器１６）に対して、ホットガスとしての冷媒を流す除霜運転を行うことができれば、種々の態様を採用できる。
【０２１１】
又、上述した実施形態では、除湿暖房モードとして、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を用いていたが、この態様に限定されるものではない。
【０２１２】
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。
【０２１３】
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。
【０２１４】
（３）そして、上述した実施形態においては、除霜運転時に、エアミックスドア３４により冷風バイパス通路３５を全開にして、室内凝縮器１２における熱交換量を最小限にすることで、室外熱交換器１６にホットガスとしての冷媒を流すように構成していたが、この態様に限定されるものではない。
【０２１５】
例えば、圧縮機１１の吐出側から、室内凝縮器１２をバイパスして第１膨張弁１５ａの流入口側で合流するバイパス流路と、室内凝縮器１２側へ流れる流路と、バイパス流路を介して第１膨張弁１５ａ側に流れる流路との何れかに、圧縮機１１から吐出された冷媒の流れを切り替える流路切替部を有する構成としても良い。
【０２１６】
この構成によれば、除霜運転時にバイパス流路を介した冷媒の流れに切り替えることで、室内凝縮器１２での熱交換をなくして、室外熱交換器１６にホットガスとしての冷媒を流すことができる為、室外熱交換器１６の除霜を行うことができる。
【０２１７】
（４）又、上述した実施形態においては、除霜運転時に、時間優先除霜モードと省動力除霜モードとを選択する条件として、車両用空調装置１が搭載された車両が走行中であるか否か、補助熱源としてのエンジンＥＧからの供給される排熱が予め定められた値以上であるか否かといった条件を用いていたが、この態様に限定されるものではない。
【０２１８】
例えば、車両駆動用のバッテリを搭載している車両に適用された冷凍サイクル装置１０では、時間優先除霜モードと省動力除霜モードとを選択する条件として、バッテリに対する電力供給（例えば、充電）が行われているか否かという条件を用いてもよい。
【０２１９】
バッテリに対する電力供給がある場合には、室外熱交換器１６の除霜による消費電力の増大が車両の走行等に影響を与えることが少ないと考えられる。この為、消費電力は大きくとも短期間で室外熱交換器１６の除霜を完了できる時間優先除霜モードが選択される。
【０２２０】
一方、バッテリに対する電力供給がない場合には、室外熱交換器１６の除霜による消費電力の増大が車両の走行等に影響を与えることが懸念される為、除霜時間Ｔｄｅｆが増大したとしても、室外熱交換器１６の除霜を少ない消費電力で実行可能な省動力除霜モードが選択される。
【０２２１】
（５）又、上述した実施形態においては、本発明に係る冷凍サイクル装置を、車両用空調装置１に適用しているが、この態様に限定されるものでない。例えば、本発明に係る冷凍サイクル装置を、給湯器に適用することも可能である。
【符号の説明】
【０２２２】
１０    冷凍サイクル装置
１１    圧縮機
１２    室内凝縮器
１５ａ  第１膨張弁
１６    室外熱交換器
３４    エアミックスドア
４０    空調制御装置
５７    低圧側圧力センサ
Ｐｓ    低圧側冷媒圧力
ＫＰｓ  基準低圧側圧力
【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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【図１１】
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