(57)【要約】【課題】冷媒循環量が比較的大きく変動する場合であってもインジェクション回路による性能向上効果を十分に得ることのできる車両用空気調和装置を提供する。【解決手段】車両用空気調和装置１は、冷媒循環経路を流れる冷媒を圧縮して吐出する圧縮機２１と、前記冷媒から熱を放出させて前記車室内に供給される空気を加熱する放熱器２２と、前記車室内に供給される空気の熱を前記冷媒に吸収させて前記車室内に供給される空気を冷却する吸熱器２６と、前記冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器２４と、前記冷媒の一部を分流し、分流した冷媒を減圧して圧縮機２１の中間圧縮部に導入するインジェクション回路４０とを含む。インジェクション回路４０は、流量制御範囲が異なる第１、第２インジェクション膨張弁４４、４６を選択的に用いて前記分流した冷媒を減圧するように構成されている。【選択図】図１
2018161935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車室内の空気調和を行う車両用空気調和装置であって、
冷媒循環経路を流れる冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、
前記冷媒から熱を放出させて前記車室内に供給される空気を加熱する放熱器と、
前記車室内に供給される空気の熱を前記冷媒に吸収させて前記車室内に供給される空気を冷却する吸熱器と、
前記冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器と、
前記冷媒の一部を分流し、分流した冷媒を減圧して前記圧縮機の中間圧縮部に導入するインジェクション回路と、
を含み、
前記インジェクション回路は、互いの流量制御範囲が異なる複数の減圧部を有し、前記複数の減圧部を選択的に用いて前記分流した冷媒を減圧するように構成されている、
車両用空気調和装置。
【請求項２】
前記インジェクション回路は、減圧した前記分流した冷媒と、分流されなかった残りの冷媒とを熱交換させる熱交換部を有する、請求項１に記載の車両用空気調和装置。
【請求項３】
前記複数の減圧部は、第１減圧部及び第２減圧部を含み、前記第１減圧部の流量制御範囲の下限値が前記第２減圧部の流量制御範囲の下限値よりも小さい、請求項１又は２に記載の車両用空気調和装置。
【請求項４】
前記複数の減圧部は、第１減圧部及び第２減圧部を含み、前記第２減圧部の流量制御範囲の上限値が前記第１減圧部の流量制御範囲の上限値よりも大きい、請求項１〜３のいずれか一つに記載の車両用空気調和装置。
【請求項５】
前記インジェクション回路は、前記分流した冷媒が前記第１減圧部を通過する第１インジェクション通路と、前記分流した冷媒が前記第２減圧部を通過する第２インジェクション通路と、前記第１インジェクション通路と前記第２インジェクション通路とを切り換える切換部と、を有する、請求項３又は４に記載の車両用空気調和装置。
【請求項６】
前記インジェクション回路は、前記車室内の暖房を行う暖房モードにおいては前記分流した冷媒を前記第１減圧部によって減圧し、前記車室内の冷房を行う冷房モードにおいては前記分流した冷媒を前記第２減圧部によって減圧する、請求項３〜５のいずれか一つに記載の車両用空気調和装置。
【請求項７】
前記インジェクション回路は、前記車室内の暖房を行う暖房モードにおいては前記圧縮機から吐出され且つ前記放熱器を通過した後の冷媒の一部を分流し、前記車室内の冷房を行う冷房モードにおいては前記圧縮機から吐出され且つ前記室外熱交換器を通過した後の冷媒の一部を分流するように構成されている、請求項１〜６のいずれか一つに記載の車両用空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の車室内を空調するヒートポンプ式の車両用空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の装置の一例として、特許文献１に記載された車両用空気調和装置が知られている。特許文献１に記載された車両用空気調和装置は、冷媒から熱を放出させて車室内に供給する空気を加熱する放熱器、冷媒によって前記車室内に供給する空気から熱を冷却する吸熱器と、冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器と、前記放熱器を出た冷媒の一部を分流して前記圧縮機に戻すインジェクション回路と、を備え、主に前記車室内の暖房を行う暖房モードにおいて、前記インジェクション回路を動作させて前記圧縮機へのガスインジェクションを行うようにしている。ここで、前記インジェクション回路では、分流した冷媒がインジェクション膨張弁によって減圧される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−４００１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、発明者は、前記車両用空気調和装置の性能のさらなる向上を図るため、前記車室内の冷房を行う冷房モードにおいても前記インジェクション回路を動作させることを検討している。しかし、前記暖房モードと前記冷房モードとでは冷媒循環量（ひいては、前記インジェクション回路に分流される冷媒量）が大きく異なる場合がある。このため、前記インジェクション回路では、前記暖房モードと前記冷房モードとの双方において、前記分流した冷媒を所望の減圧状態とすることが難しく、前記圧縮機へのガスインジェクションによる性能向上を十分に得られないおそれがある。
【０００５】
なお、このような課題は、前記暖房モードと前記冷房モードとで前記冷媒循環量（前記分流される冷媒量）が大きく変動する場合に限られるものではなく、前記車両用空気調和装置の運転状態等に応じて前記冷媒変動量（前記分流される冷媒量）比較的大きく変動する車両用空気調和装置に共通するものである。
【０００６】
そこで、本発明は、冷媒循環量が比較的大きく変動する場合であってもインジェクション回路による性能向上効果を十分に得ることのできる車両用空気調和装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面によると、車両の車室内の空気調和を行う車両用空気調和装置は、冷媒循環経路を流れる冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、前記冷媒の熱を放出させて車室内に供給する空気を加熱する放熱器と、前記冷媒に吸を吸収させて前記車室内に供給する空気を冷却する吸熱器と、前記冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器と、前記冷媒の一部を分流し、分流した冷媒を減圧して前記圧縮機の中間圧縮部に導入するインジェクション回路と、を含み、前記インジェクション回路は、互いの流量制御範囲が異なる複数の減圧部を有し、前記複数の減圧部を選択的に用いて前記分流した冷媒を減圧するように構成されている。
【発明の効果】
【０００８】
前記車両用空気調和装置において、前記インジェクション回路は、互いの流量制御範囲が異なる複数の減圧部を有し、前記複数の減圧部を選択的に用いて前記分流した冷媒を減圧させるように構成されている。このため、冷媒循環量の多少にかかわらず、前記分流した冷媒を所望の圧力状態に減圧させることが可能であり、この結果、前記インジェクション回路による性能向上効果が十分に且つ安定して得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用空気調和装置の概略構成を示す図である。
【図２】前記車両用空気調和装置の制御系構成を示す図である。
【図３】車室内を暖房する暖房モードにおける前記車両用空気調和装置の冷媒回路の冷媒循環経路を示す図である。
【図４】車室内を冷房する冷房モードにおける前記車両用空気調和装置の冷媒回路の冷媒循環経路を示す図である。
【図５】前記車両用空気調和装置の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る車両用空気調和装置１の概略構成を示す図である。実施形態に係る車両用空気調和装置１は、主に電気自動車やハイブリッド自動車などのいわゆる電動車両（以下単に「車両」という）に適用され、車両に搭載されたバッテリの電力で駆動される。車両用空気調和装置１は、冷媒（例えばＣＯ２冷媒）を用いたヒートポンプ式の冷凍サイクルによって前記電動車両の車室内の空気調和（空調）を行うように構成されている。
【００１１】
図１に示されるように、車両用空気調和装置１は、冷媒回路２を含む。冷媒回路２は、圧縮機２１と、放熱器（室内熱交換器）２２と、室外膨張弁２３と、室外熱交換器２４と、室内膨張弁２５と、吸熱器（蒸発器）２６と、を含み、これらが冷媒を流通させる冷媒配管１０によって接続されて構成されている。
【００１２】
本実施形態において、冷媒配管１０は、第１〜第７冷媒配管１１〜１７によって構成されている。第１冷媒配管１１は、圧縮機２１の出口部２１ｂと放熱器２２の入口部２２ａとを接続している。第２冷媒配管１２は、放熱器２２の出口部２２ｂと室外熱交換器２４の入口部２４ａとを接続している。第２冷媒配管１２における室外熱交換器２４の入口部２４ａ手前の所定部位には室外膨張弁２３が配設されている。第３冷媒配管１３は、室外熱交換器２４の出口部２４ｂと圧縮機２１の入口部２１ａとを接続している。
【００１３】
第４冷媒配管１４は、第１冷媒配管１１の途中（分岐部Ｂ１）から分岐して第２冷媒配管１２における室外膨張弁２３と室外熱交換器２４との間の所定部位（接続部Ｃ１）に接続している。第５冷媒配管１５は、第３冷媒配管１３の途中（分岐部Ｂ２）から分岐して第２冷媒配管１２の放熱器２２と室外膨張弁２３との間の所定部位（接続部Ｃ２）に接続している。第６冷媒配管１６は、第２冷媒配管１２の接続部Ｃ２と室外膨張弁２３との間の所定部位（分岐部Ｂ３）から分岐して吸熱器２６の入口部に接続している。第６冷媒配管１６における吸熱器２６の入口部２６ａ手前の所定部位には室内膨張弁２５が配設されている。第７冷媒配管１７は、吸熱器２６の出口部２６ｂと、第３冷媒配管１３の分岐部Ｂ２と圧縮機２１との間の所定部位（接続部Ｃ３）とを接続している。
【００１４】
また、冷媒配管１０において、第１冷媒配管１１の分岐部Ｂ１と放熱器２２の入口部２２ａと間には第１二方弁Ｖ１が配設され、第２冷媒配管１２の分岐部Ｂ３と室外膨張弁２３との間には第２二方弁Ｖ２が配設され、第３冷媒配管１３の分岐部Ｂ２と接続部Ｃ３との間には第３二方弁Ｖ３が配設されている。これら第１〜第３二方弁Ｖ１〜Ｖ３は、電磁弁で構成されており、後述するように、主に暖房時に開かれる一方、冷房時には閉じられるように制御される。
【００１５】
第４冷媒配管１４には第４二方弁Ｖ４が配設され、第５冷媒配管１５には第５二方弁Ｖ５が配設され、第７冷媒配管１７には第６二方弁Ｖ６が配設されている。これら第４〜第６二方弁Ｖ４〜Ｖ６は、電磁弁で構成されており、後述するように、主に冷房時に開かれる一方、暖房時には閉じられるように制御される。
【００１６】
圧縮機２１は、冷媒配管１０を流れる冷媒を圧縮して吐出する。放熱器２２は、前記車室内の空気が通気循環される空調通路３０内に配設されている。放熱器２２は、暖房時に圧縮機２１から吐出された冷媒と、空調通路３０を流れる空気とを熱交換させて空調通路３０を流れる空気（つまり、前記車室内に供給される空気）を加熱する。換言すれば、放熱器２２は、圧縮機２１から吐出された冷媒から熱を放出させて空調通路３０を流れる空気を加熱する。室外膨張弁２３は、暖房時に自身を通過する冷媒を減圧させる。
【００１７】
室外熱交換器２４は、自身を通過する冷媒と外気との間で熱交換を行わせる。室外熱交換器２４は、暖房時には冷媒に熱を吸収させる吸熱器として機能し、冷房時には冷媒から熱を放出させる放熱器として機能する。なお、室外熱交換器２４の近傍には、外気を室外熱交換器２４に向けて送風する室外送風機２７が設けられている。
【００１８】
室内膨張弁２５は、冷房時に自身を通過する冷媒を減圧させる。吸熱器２６は、空調通路３０内に配設されている。吸熱器２６は、空調通路３０における空気の流れ方向における放熱器２２の上流側に配置されている。吸熱器２６は、冷媒時に室内膨張弁２５によって減圧された冷媒と空調通路３０を流れる空気とを熱交換させ、これによって、前記減圧された冷媒を蒸発させると共に空調通路３０を流れる空気（つまり、前記車室内に供給される空気）を冷却する。換言すれば、吸熱器２６は、前記減圧された冷媒に空調通路３０を流れる空気の熱を吸収させて膨張させ、空調通路３０を流れる空気を冷却する。
【００１９】
また、冷媒配管１０には、第１内部熱交換器２８及びインジェクション回路４０が設けられている。第１内部熱交換器２８は、冷房時に第６冷媒配管１６を室内膨張弁２５に向かって流れる冷媒と、第７冷媒配管１７を流れる冷媒（すなわち、吸熱器２６から流出した冷媒）とを熱交換させるように構成されている。
【００２０】
インジェクション回路４０は、第２冷媒配管１２の接続部Ｃ２と分岐部Ｂ３との間を流れる冷媒の一部を分流し、分流した冷媒を減圧して圧縮機２１の中間圧縮部（例えば、中間圧力室）に導入するように構成されている（ガスインジェクション）。具体的には、本実施形態において、インジェクション回路４０は、暖房時においては、放熱器２２から流出した冷媒（高圧の冷媒）の一部を分流し、分流した冷媒を減圧して圧縮機２１の前記中間圧縮部に導入し、冷房時においては、放熱器として機能する室外熱交換器２４から流出した冷媒（高圧の冷媒）の一部を分流し、分流した冷媒を減圧して圧縮機２１の前記中間圧縮部に導入するように構成されている。
【００２１】
インジェクション回路４０は、三方弁４１と、入口側配管４２と、第１出口側配管４３と、第１インジェクション膨張弁４４と、第２出口側配管４５と、第２インジェクション膨張弁４６と、第２内部熱交換器４７と、を含む。
【００２２】
三方弁４１は、一つの入口部４１ａと二つの出口部４１ｂ、４１ｃとを有し、入口部４１ａと二つの出口部４１ｂ、４１ｃのいずれか一方とを選択的に連通させる。三方弁４１は、後述するように、暖房時には入口部４１ａと一方の出口部４１ｂとを連通させ、冷房時には入口部４１ａと他方の出口部４１ｃとを連通させるように制御される。
【００２３】
入口側配管４２は、第２冷媒配管１２の接続部Ｃ２と分岐部Ｂ３との間の所定部位（分岐部Ｂ４）から分岐して三方弁４１の入口部４１ａに接続している。
【００２４】
第１出口側配管４３は、三方弁４１の一方の出口部４１ｂと圧縮機２１の前記中間圧縮部の入口部２１ｃとを接続している。第１インジェクション膨張弁４４は、第１出口側配管４３に配設されている。第１インジェクション膨張弁４４は、暖房時に三方弁４１を介して第１出口側配管４３に流入した冷媒を減圧させる。
【００２５】
第２出口側配管４５は、三方弁４１の他方の出口部４１ｃと、第１出口側配管４３の第１インジェクション膨張弁４４と圧縮機２１との間の所定部位（接続部Ｃ４）とを接続している。第２インジェクション膨張弁４６は、第２出口側配管４５に配設されている、第２インジェクション膨張弁４６は、冷房時に三方弁４１を介して第２出口側配管４５に流入した冷媒を減圧させる。
【００２６】
第２内部熱交換器４７は、第１出口側配管４３の接続部Ｃ４と圧縮機２１との間を流れる冷媒と、第２冷媒配管１２の分岐部Ｂ４と分岐部Ｂ３との間を流れる冷媒とを熱交換させるように構成されている。
【００２７】
ここで、本実施形態において、第１インジェクション膨張弁４４と第２インジェクション膨張弁４６とは、互いの流量制御範囲（流量制御域）が異なっている。具体的には、第１インジェクション膨張弁４４の流量制御範囲の下限値が第２インジェクション膨張弁４６の流量制御範囲の下限値よりも小さいか、あるいは、第２インジェクション膨張弁４６の前記流量制御範囲の上限値が第１インジェクション膨張弁４４の前記流量制御範囲の上限値よりも大きい。もちろん、第１インジェクション膨張弁４４の前記流量制御範囲の全体が第２インジェクション膨張弁４６の前記流量制御範囲の全体よりも小さくてもよい。さらに言えば、第１インジェクション膨張弁４４が比較的小流量を対象とする小流量用の膨張弁とされ、第２インジェクション膨張弁４６が第１インジェクション膨張弁４４より多い流量を対象とする（比較的大流量を対象とする）大流量用の膨張弁とされ得る。
【００２８】
このように、インジェクション回路４０が互いに流量制御範囲の異なる２つのインジェクション膨張弁（第１インジェクション膨張弁４４及び第２インジェクション膨張弁４６）を有して構成されている理由は、次のとおりである。
【００２９】
本実施形態において、第２冷媒配管１２の分岐部Ｂ４における分流比、すなわち、インジェクション回路４０によって分流されて入口側配管４２を流れる冷媒量と、分流されずに第２冷媒配管１２をそのまま流れる冷媒量との比率は、暖房時と冷房時とでほぼ同じである。一方、冷媒循環量は、暖房時と冷房時とで大きく異なる場合があり得る。例えば、圧縮機２１が最大回転数で動作している場合、冷房時の冷媒循環量が暖房時の冷媒循環量の２倍以上（ほぼ３倍）となり得ることが確認されている。このため、暖房時と冷房時とで共通のインジェクション膨張弁を用いると、暖房時及び冷房時の少なくとも一方において冷媒が所望の圧力状態まで減圧せず（すなわち、冷媒の減圧精度が低下し）、その結果、インジェクション回路４０による性能向上効果が十分に得られないおそれがあるからである。
【００３０】
図１に戻って、本実施形態において、空調通路３０には、吸込口３１から前記車室内の空気を導入して吸熱器２６及び放熱器２２に向けて送風するための室内送風機（ブロワファン）３２と、室内送風機３２によって送風された空気のうち放熱器２２を通過させる割合を調整するエアミックスダンパ３３と、が配設されている。なお、図示は省略するが、吸込口３１と外気吸込口とが切換ダンパによって選択的に開放されるように構成されてもよい。
【００３１】
また、空調通路３０における空気の流れ方向における放熱器２２の下流側には、前記車室内に開口する複数の吹出口（図示省略）及び前記複数の吹出口のそれぞれを開閉する吹出口と同数の吹出口ダンパ（図示省略）が設けられている。なお、前記複数の吹出口は、前席用吹出口、足元用吹出口、デフロスト吹出口などを含む。
【００３２】
図２は、車両用空気調和装置１の制御系構成を示す図である。図２に示されるように、車両用空気調和装置１の制御装置５０には、各種センサの検出信号や前記車室内に設置された操作部７０の設定信号などが入力される。
【００３３】
そして、制御装置５０は、前記各種センサの検出信号及び前記設定信号に基づいて、車両用空気調和装置１の動作を制御する。具体的には、制御装置５０は、圧縮機２１、室外膨張弁２３、室内膨張弁２５、室外送風機２７、室内送風機３２、エアミックスダンパ３３、三方弁４１、第１インジェクション膨張弁４４、第２インジェクション膨張弁４６、第１〜第６二方弁Ｖ１〜Ｖ６などを適宜制御する。
【００３４】
なお、前記各種センサは、外気温度を検出する外気温度センサ５１、外気湿度を検出する外気湿度センサ５２、車室内温度を検出する車室内温度センサ５３、車室内湿度を検出する湿度センサ５４、前記複数の吹出口から前記車室内に吹き出される空気の温度（吹出空気温度）を検出する吹出温度センサ５５、圧縮機２１の吐出冷媒圧力を検出する吐出圧力センサ５６、圧縮機２１の吐出冷媒温度を検出する吐出温度センサ５７、圧縮機２１の吸込冷媒圧力を検出する吸込圧力センサ５８、放熱器２２の温度を検出する放熱器温度センサ５９、放熱器２２の冷媒圧力を検出する放熱器圧力センサ６０、吸熱器２６の温度を検出する吸熱器温度センサ６１、吸熱器２６の冷媒圧力を検出する吸熱器圧力センサ６２、前記車両の速度を検出する車速センサ６３、室外熱交換器２４の温度を検出する室外熱交換器温度センサ６４、室外熱交換器２４の冷媒圧力を検出する室外熱交換器圧力センサ６５、インジェクション回路４０の入口側配管４２を流れる冷媒の温度（すなわち、第１、第２インジェクション膨張弁４４、４６の入口側の冷媒温度）を検出する入口温度センサ６６、インジェクション回路４０の第１出口側配管４３における第２内部熱交換器４７と圧縮機２１との間の冷媒の温度（すなわち、第２内部熱交換器４７の出口側の冷媒温度）を検出する出口温度センサ６７などを含む。また、前記設定信号は、前記車室内の設定温度を示す設定温度信号、暖房や冷房などの運転モードを示す運転モード設定信号などを含む。
【００３５】
次に、車両用空気調和装置１の動作について説明する。ここでは、前記車室内の暖房を行う暖房モード及び前記車室内の冷房を行う冷房モードについて説明する。なお、制御装置５０は、前記外気温度及び前記車室内温度などに基づいて自動的に、又は、操作部７０からの前記運転モード設定信号に基づいて、前記暖房モードを実行し若しくは停止し、又は、前記冷房モードを実行若しくは停止する。
【００３６】
［暖房モード］
前記暖房モードを実行する場合、制御装置５０は、第１〜第３二方弁Ｖ１〜Ｖ３を開くと共に第４〜第６二方弁Ｖ４〜Ｖ６を閉じ、入口部４１ａと出口部４１ｂとを連通させるように三方弁４１を制御する。また、制御装置５０は、エアミックスダンパ３３を室内送風機３２からの送風が放熱器２２を通過する状態とする。そして、制御装置５０は、圧縮機２１、室外膨張弁２３、室外送風機２７、室内送風機３２及び第１インジェクション膨張弁４４を適宜制御する。
【００３７】
図３は、前記暖房モードにおける冷媒循環路を示す図である。図３に示されるように、前記暖房モードにおいて、圧縮機２１の出口部２１ｂから流出した冷媒（高温高圧の冷媒）は、第１冷媒配管１１を流れて放熱器２２に流入する。そして、放熱器２２において、前記冷媒は、放熱器２２を通過する空気（すなわち、空調通路３０を通過する空気）を加熱する一方、前記空気に熱を奪われることによって冷却される。放熱器２２から流出した冷媒（高圧冷媒）は、その一部が第２冷媒配管１２の分岐部Ｂ４でインジェクション回路４０（入口側配管４２）に分流され、残りはそのまま第２冷媒配管１２を流れる。
【００３８】
インジェクション回路４０に分流された冷媒は、第１インジェクション膨張弁４４を通過して減圧され、その後、第２内部熱交換器４７において、分岐部Ｂ４で分流されずに第２冷媒配管１２を流れる冷媒から熱を吸収して膨張し、圧縮機２１の前記中間圧縮部の入口部２１ｃに導入される。これにより、前記暖房モードにおいて、圧縮機２１へのガスインジェクションが行われる。
【００３９】
分岐部Ｂ４で分流されずに第２冷媒配管１２を流れる冷媒は、第２内部熱交換器４７において、第１インジェクション膨張弁４４を通過した冷媒によって冷却され、室外膨張弁２３を通過して減圧された後に室外熱交換器２４に流入する。室外熱交換器２４に流入した冷媒は、前記車両の走行によって及び／又は室外送風機２７によって室外熱交換器２４に送風される外気と熱交換し、当該外気から熱を吸収する（汲み上げる）。そして、室外熱交換器２４から流出した冷媒は、第３冷媒配管１３を流れて圧縮機２１（の入口部２１ａ）に戻る。前記暖房モードにおいては、このような経路で冷媒が循環し、また、放熱器２２を通過した空気（加熱された空気）が前記複数の吹出口の少なくとも一つから前記車室内に吹き出されて前記車室内の暖房が行われる。
【００４０】
前記暖房モードにおいて、制御装置５０は、例えば、吹出空気温度と目標吹出空気温度ＴＡＯとに基づいて圧縮機２１の回転数を制御する。また、制御装置５０は、例えば、放熱器２２の通過風量と目標吹出空気温度ＴＡＯに基づいて室外膨張弁２３の開度を制御して放熱器２２の出口における冷媒の過冷却度を制御する。なお、目標吹出空気温度ＴＡＯは、前記車室内の設定温度、前記車室内温度及び前記外気温度などに基づいて算出される。さらに、制御装置５０は、例えば、第１インジェクション膨張弁４４の入口側の冷媒温度と第２内部熱交換器４７の出口側の冷媒温度とに基づいてインジェクション冷媒の過熱度を算出し、算出されたインジェクション冷媒の過熱度とインジェクション冷媒の目標過熱度とに基づいて第１インジェクション膨張弁４４の開度を制御する。
【００４１】
［冷房モード］
前記冷房モードを実行する場合、制御装置５０は、第１〜第３二方弁Ｖ１〜Ｖ３を閉じると共に第４〜第６二方弁Ｖ４〜Ｖ６を開き、入口部４１ａと出口部４１ｃとを連通させるように三方弁４１を制御する。また、制御装置５０は、エアミックスダンパ３３を室内送風機３２からの送風が放熱器２２を通過しない状態とする。そして、制御装置５０は、圧縮機２１、室内膨張弁２５、室外送風機２７、室内送風機３２及び第２インジェクション膨張弁４６を適宜制御する。
【００４２】
図４は、前記冷房モードにおける冷媒循環路を示す図である。図４に示されるように、前記冷房モードにおいて、圧縮機２１の出口部２１ｂから流出した冷媒（高温高圧の冷媒）は、放熱器２２には流入せずに、第４冷媒配管１４を流れて室外熱交換器２４に流入する。室外熱交換器２４に流入した冷媒は、前記車両の走行によって及び／又は室外送風機２７によって送風される外気と熱交換する（すなわち、外気によって冷却される）。室外熱交換器２４から流出した冷媒（高圧冷媒）は、第５冷媒配管１５及び第２冷媒配管１２を流れ、その一部が分岐部Ｂ４でインジェクション回路４０（入口側配管４２）に分流され、残りはそのまま第２冷媒配管１２を流れる。
【００４３】
インジェクション回路４０に分流された冷媒は、第２インジェクション膨張弁４６を通過して減圧され、その後、第２内部熱交換器４７において、分岐部Ｂ４で分流されずに第２冷媒配管１２を流れる冷媒から熱を吸収して膨張し、圧縮機２１の前記中間圧縮部の入口部２１ｃに導入される。これにより、前記冷房モードにおいても圧縮機２１へのガスインジェクションが行われる。
【００４４】
分岐部Ｂ４で分流されずに第２冷媒配管１２を流れる冷媒は、第２内部熱交換器４７において、第２インジェクション膨張弁４６を通過した冷媒によって冷却された後に第６冷媒配管１６に流入する。第６冷媒配管１６に流入した冷媒は、第１内部熱交換器２８において、吸熱器２６から流出した冷媒（後述する）によってさらに冷却され、室内膨張弁２５を通過して減圧された後に吸熱器２６に流入する。そして、吸熱器２６において、前記冷媒は、吸熱器２６を通過する空気から熱を吸入して膨張し、これに伴って、空調通路３０（吸熱器２６）を通過する空気が冷却される。吸熱器２６から流出した冷媒は、第２内部熱交換器４７において、第６冷媒配管１６に流入した前記冷媒から熱を吸収した後に圧縮機２１の入口部２１ａに戻る。前記冷房モードにおいては、このような経路で冷媒が循環し、また、吸熱器２６を通過した空気（冷却された空気）が前記複数の吹出口の少なくとも一つから前記車室内に吹き出されて前記車室内の冷房が行われる。
【００４５】
前記冷房モードにおいて、制御装置５０は、例えば、吹出空気温度と目標吹出空気温度ＴＡＯとに基づいて圧縮機２１の回転数を制御する。また、制御装置５０は、例えば、圧縮機２１の吐出冷媒圧力に基づいて室内膨張弁２５の開度を制御する。さらに、制御装置５０は、例えば、第２インジェクション膨張弁４６の入口側の冷媒温度と第２内部熱交換器４７の出口側の冷媒温度とに基づいてインジェクション冷媒の過熱度を算出し、算出されたインジェクション冷媒の過熱度とインジェクション冷媒の目標過熱度とに基づいて第２インジェクション膨張弁４６の開度を制御する。
【００４６】
本実施形態において、第２内部熱交換器４７が本発明の「熱交換部」に相当し、第１インジェクション膨張弁４４が本発明の「第１減圧部」に相当し、第２インジェクション膨張弁４６が本発明の「第２減圧部」に相当する。また、三方弁４１、入口側配管４２及び第１出口側配管４３によって形成される通路が本発明の「第１インジェクション通路」に相当し、三方弁４１、入口側配管４２、第２出口側配管４５及び第１出口側配管４３の接続部Ｃ４と圧縮機２１との間の部位によって形成される通路が本発明の「第２インジェクション通路」に相当し、三方弁４１が本発明の「切換部」に相当する。さらに、制御装置５０が本発明の「制御部」に相当する。
【００４７】
本実施形態に係る車両用空気調和装置１において、インジェクション回路４０は、前記冷媒循環路を流れる冷媒の一部を分流し、分流した冷媒を減圧して圧縮機２１の前記中間圧縮部に導入するように構成されている。具体的には、インジェクション回路４０は、前記分流した冷媒を減圧し、その後、分流されなかった残りの冷媒（前記一部以外の冷媒）と熱交換を行わせてから圧縮機２１の前記中間圧縮部に導入する。
【００４８】
ここで、本実施形態において、インジェクション回路４０は、前記分流した冷媒を減圧させる構成要素として、互いの流量制御範囲が異なる第１インジェクション膨張弁４４と第２インジェクション膨張弁４６とを有しており、これらを選択的に使用することが可能である。このため、インジェクション回路４０は、車両用空気調和装置１の運転状態（具体的には冷媒循環量の多少）にかかわらず、前記分流した冷媒を所望の圧力状態に減圧することができる。具体的には、インジェクション回路４０は、前記暖房モードと前記冷房モードとのそれぞれで、前記分流した冷媒を所望の圧力状態に減圧することができる。この結果、本実施形態によれば、インジェクション回路４０（すなわち、圧縮機２１へのガスインジェクション）による車両用空気調和装置１の性能向上効果が十分に且つ安定して得られる。
【００４９】
なお、本実施形態において、インジェクション回路４０は、互いの流量制御範囲が異なる第１インジェクション膨張弁４４と第２インジェクション膨張弁４６とを有している。しかし、これに限られるものではない。インジェクション回路４０は、互いの流量制御範囲が異なる複数の減圧部を選択的に使用できればよく、各減圧部が必ずしも一つの膨張弁によって構成される必要はない。例えば、上述の実施形態において、入口側配管４２に膨張弁が配設され、第１出口側配管４３に配設された第１インジェクション膨張弁４４が省略され、第２出口側配管４５に配設された第２インジェクション膨張弁４６がオリフィスやキャピラリーチューブなどに置換されてもよい。あるいは、第１出口側配管４３の接続部Ｃ４と第２内部熱交換器４７との間の所定部位に膨張弁が配設され、第１出口側配管４３に配設された第１インジェクション膨張弁４４が省略され、第２出口側配管４５に配設された第２インジェクション膨張弁４６がキャピラリーチューブ及び／又はオリフィスに置換されてもよい。これらの場合においては、前記膨張弁が本発明の「第１減圧部」に相当し、前記膨張弁と前記キャピラリーチューブ及び／又はオリフィスとが「第２減圧部」に相当する。
【００５０】
また、上述の実施形態では、制御装置５０が三方弁４１を制御することにより、前記分流した冷媒を第１インジェクション膨張弁４４によって減圧し、又は、前記分流した冷媒を第２インジェクション膨張弁４６によって減圧するようにしている。しかし、これに限るものではない。制御装置５０は、第１インジェクション膨張弁４４を全閉とすることによって前記分流した冷媒を第２インジェクション膨張弁４６によって減圧し、第２インジェクション膨張弁４６を全閉とすることによって前記分流した冷媒を第１インジェクション膨張弁４４によって減圧するようにしてもよい。この場合、第１インジェクション膨張弁４４及び第２インジェクション膨張弁４６が本発明の「切換部」に相当する。また、三方弁４１が省略され得る。
【００５１】
さらに、上述の実施形態において、インジェクション回路４０の第２内部熱交換器４７は、分岐部Ｂ４でインジェクション回路４０に分流されて第１インジェクション膨張弁４４又は第２インジェクション膨張弁４６によって減圧された冷媒と、分岐部Ｂ４で分流されずに第２冷媒配管１２をそのまま流れる冷媒（すなわち、分流されなかった残りの冷媒）とを熱交換させるように構成されている。しかし、これに限られるものではない。図５に示されるように、第２内部熱交換器４７は、分岐部Ｂ４でインジェクション回路４０に分流されて第１インジェクション膨張弁４４又は第２インジェクション膨張弁４６によって減圧された冷媒と、第１冷媒配管１１を流れる冷媒（すなわち、圧縮機２１から吐出された冷媒）とを熱交換させるように構成されてもよい。
【００５２】
なお、本発明は、上述の各実施形態及び変形例に制限されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいてさらなる変形及び変更が可能であることはもちろんである。
【符号の説明】
【００５３】
１…車両用空気調和装置、２…冷媒回路、１０…冷媒配管、１１〜１７…第１〜第７冷媒配管、２１…圧縮機、２２…放熱器、２３…室外膨張弁、２４…室外熱交換器、２５…室内膨張弁、２６…吸熱器、２７…室外送風機、２８…第１内部熱交換器、３０…空調通路、３２…室内送風機、４０…インジェクション回路、４１…三方弁、４２…入口側配管、４３…第１出口側配管、４４…第１インジェクション膨張弁、４５…第２出口側配管、４６…第２インジェクション膨張弁、４７…第２内部熱交換器、Ｖ１〜Ｖ６…二方弁、５０…制御装置
【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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