(57)【要約】【課題】外気温が低い場合においても、必要な除湿能力を維持しつつ吹出温度変化における段差を抑えることができる冷凍サイクル装置を提供する。【解決手段】第３除湿暖房モードでは、第１除湿暖房モードにおける室内凝縮器１２の暖房能力と第２除湿暖房モードにおける室内凝縮器１２の暖房能力との間の中間的な暖房能力を得ることができる。従って、外気温度Ｔａｍが例えば氷点下である場合のように第１除湿暖房モードと第２除湿暖房モードとの間で暖房能力に乖離が生じる場合に、第３除湿暖房モードでは、必要な除湿能力を維持しつつ、暖房能力の乖離を埋めるように車両用空調装置８の除湿運転を行うことができる。すなわち、車両用空調装置８の運転モードを第１、第２、第３除湿暖房モードの何れかに適宜切り替えることで、暖房能力を滑らかに変化させることができ、車室内への吹出温度を滑らかに変化させることができる。【選択図】図１
2015030310.tif 000002
【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、
空調対象空間へ送風される送風空気と前記冷媒とを熱交換させて、該冷媒から放熱させる放熱器（１２）と、
前記冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（１５）と、
前記放熱器を通過する前の前記送風空気と前記冷媒とを熱交換させて該冷媒を蒸発させると共に、該冷媒を前記圧縮機の吸入側へ流出させる蒸発器（２０）と、
前記室外熱交換器へ流入する前記冷媒を減圧膨張させる第１膨張弁（１４）と、
前記蒸発器へ流入する前記冷媒を減圧膨張させる第２膨張弁（１９）と、
前記冷媒が流れる経路を切り替える経路切替装置（１７、２３、２４、５６、６０）と、
制御部（４０）とを備え、
前記経路切替装置は、
前記圧縮機から吐出された冷媒が、前記放熱器、前記第１膨張弁、前記室外熱交換器、前記第２膨張弁、前記蒸発器の順に流れて前記圧縮機に戻る第１循環経路と、
前記圧縮機から吐出された冷媒が前記放熱器へ流れ、該放熱器から前記第１膨張弁、前記室外熱交換器の順に流れて前記圧縮機に戻ると共に、前記放熱器から前記第２膨張弁、前記蒸発器の順に流れて前記圧縮機に戻る第２循環経路と、
前記圧縮機から吐出された冷媒が、前記放熱器、前記第２膨張弁、前記蒸発器の順に流れて前記圧縮機に戻る第３循環経路とが択一的に成立するように、前記冷媒が流れる経路を切り替えるものであり、
前記制御部は、前記経路切替装置によって、前記第１循環経路と前記第２循環経路と前記第３循環経路とを択一的に成立させることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記蒸発器の出口側と前記圧縮機の吸入側との間に介装され、該蒸発器の出口側における前記冷媒の圧力を所定値に維持する定圧弁（２５）を備え、
前記制御部は、前記第３循環経路を成立させている場合には、前記放熱器の放熱能力を大きくするために、前記圧縮機が前記冷媒を圧縮する圧縮動力を増加させることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記第１膨張弁は、該第１膨張弁を通過する前記冷媒の流れを遮断する機能を備え、
前記制御部は、前記第３循環経路を成立させる場合には、前記第１膨張弁によって前記室外熱交換器への冷媒流れを遮断することを特徴とする請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記第１膨張弁が配置されている通路であって、前記放熱器から流出した前記冷媒を前記第１膨張弁を介して前記室外熱交換器の入口側へ導く第１冷媒通路（１３）と、
前記室外熱交換器から流出した前記冷媒を前記圧縮機の吸入側へ導く第２冷媒通路（１６）と、
前記第２膨張弁が配置されている通路であって、前記室外熱交換器から流出した前記冷媒を前記第２膨張弁を介して前記蒸発器の入口側へ導く第３冷媒通路（１８）と、
前記第１冷媒通路において前記第１膨張弁へ流入する前の前記冷媒を前記第２膨張弁の入口側へ導く第４冷媒通路（２２）とを備え、
前記経路切替装置（１７、２３、２４）は、前記第２冷媒通路に配置され該第２冷媒通路を開閉する第１開閉弁（１７）と、前記第４冷媒通路に配置され該第４冷媒通路を開閉する第２開閉弁（２３）と、前記第３冷媒通路に配置され該第３冷媒通路において前記室外熱交換器から前記第２膨張弁への冷媒流れを許容する一方で前記第２膨張弁から前記室外熱交換器への冷媒流れを禁止する逆止弁（２４）とを有し、
前記制御部は、
前記第１循環経路を成立させる場合には、前記第１開閉弁により前記第２冷媒通路を閉じると共に、前記第２開閉弁により前記第４冷媒通路を閉じ、
前記第２循環経路を成立させる場合には、前記第１開閉弁により前記第２冷媒通路を開くと共に、前記第２開閉弁により前記第４冷媒通路を開き、
前記第３循環経路を成立させる場合には、前記第１開閉弁により前記第２冷媒通路を閉じると共に、前記第２開閉弁により前記第４冷媒通路を開くことを特徴とする請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記第１膨張弁が配置されている通路であって、前記放熱器から流出した前記冷媒を前記第１膨張弁を介して前記室外熱交換器の入口側へ導く第１冷媒通路（１３）と、
前記室外熱交換器から流出した前記冷媒を前記圧縮機の吸入側へ導く第２冷媒通路（１６）と、
前記第２膨張弁が配置されている通路であって、前記室外熱交換器から流出した前記冷媒を前記第２膨張弁を介して前記蒸発器の入口側へ導く第３冷媒通路（１８）と、
前記第１冷媒通路において前記第１膨張弁へ流入する前の前記冷媒を前記第２膨張弁の入口側へ導く第４冷媒通路（２２）とを備え、
前記経路切替装置（１７、５６）は、前記第２冷媒通路に配置され該第２冷媒通路を開閉する第１開閉弁（１７）と、前記第３冷媒通路において前記室外熱交換器と前記第２膨張弁との間に配置された切替弁（５６）とを有し、
該切替弁は、前記室外熱交換器の出口側を前記第２膨張弁の入口側へ接続する一方で前記第４冷媒通路を閉塞する第１接続状態と、前記室外熱交換器の出口側を閉塞する一方で前記第４冷媒通路の出口側を前記第２膨張弁の入口側へ接続する第２接続状態とに切り替わるものであり、
前記制御部は、
前記第１循環経路を成立させる場合には、前記第１開閉弁により前記第２冷媒通路を閉じると共に、前記前記切替弁を前記第１接続状態とし、
前記第２循環経路を成立させる場合には、前記第１開閉弁により前記第２冷媒通路を開くと共に、前記切替弁を前記第２接続状態とし、
前記第３循環経路を成立させる場合には、前記第１開閉弁により前記第２冷媒通路を閉じると共に、前記切替弁を前記第２接続状態とすることを特徴とする請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記第１膨張弁が配置されている通路であって、前記放熱器から流出した前記冷媒を前記第１膨張弁を介して前記室外熱交換器の入口側へ導く第１冷媒通路（１３）と、
前記室外熱交換器から流出した前記冷媒を前記圧縮機の吸入側へ導く第２冷媒通路（１６）と、
前記第２膨張弁が配置されている通路であって、前記室外熱交換器から流出した前記冷媒を前記第２膨張弁を介して前記蒸発器の入口側へ導く第３冷媒通路（１８）と、
前記第１冷媒通路において前記第１膨張弁へ流入する前の前記冷媒を前記第２膨張弁の入口側へ導く第４冷媒通路（２２）とを備え、
前記経路切替装置（１７、２４、６０）は、前記第２冷媒通路に配置され該第２冷媒通路を開閉する第１開閉弁（１７）と、前記第３冷媒通路に配置され該第３冷媒通路において前記室外熱交換器から前記第２膨張弁への冷媒流れを許容する一方で前記第２膨張弁から前記室外熱交換器への冷媒流れを禁止する逆止弁（２４）と、前記第１冷媒通路において前記放熱器と前記第１膨張弁との間に配置された切替弁（６０）とを有し、
該切替弁は、前記放熱器の出口側を前記第１膨張弁の入口側へ接続する一方で前記第４冷媒通路を閉塞する第１接続状態と、前記放熱器の出口側を前記第１膨張弁の入口側と前記第４冷媒通路の入口側とへ接続する第２接続状態と、前記放熱器の出口側を前記第４冷媒通路の入口側へ接続する一方で前記第１膨張弁の入口側を閉塞する第３接続状態とに切り替わるものであり、
前記制御部は、
前記第１循環経路を成立させる場合には、前記第１開閉弁により前記第２冷媒通路を閉じると共に、前記前記切替弁を前記第１接続状態とし、
前記第２循環経路を成立させる場合には、前記第１開閉弁により前記第２冷媒通路を開くと共に、前記切替弁を前記第２接続状態とし、
前記第３循環経路を成立させる場合には、前記第１開閉弁により前記第２冷媒通路を閉じると共に、前記切替弁を前記第３接続状態とすることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記制御部は、
前記外気の温度（Ｔａｍ）が所定の閾値（Ｔａｍ１）よりも低い場合には前記第１循環経路、前記第２循環経路、または前記第３循環経路を成立させ、
前記外気の温度が前記所定の閾値よりも低い場合において、前記空調対象空間へ吹き出される前記送風空気の吹出温度（ＴＡＶ）を、前記第３循環経路を成立させているときよりも高くする場合に、前記第２循環経路を成立させる一方で、前記吹出温度を、前記第３循環経路を成立させているときよりも低くする場合に、前記第１循環経路を成立させることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記制御部は、
前記外気の温度が前記所定の閾値以上である場合には前記第３循環経路を成立させずに前記第１循環経路または前記第２循環経路を成立させ、
前記外気の温度が前記所定の閾値以上である場合において、前記第１循環経路を成立させているときよりも前記吹出温度を高くする場合に、前記第２循環経路を成立させることを特徴とする請求項７に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項９】
前記制御部は、
前記第３循環経路を成立させているときに実現される前記吹出温度の最高温度と最低温度との差が前記外気の温度が高いほど縮小するように、前記第１循環経路と前記第２循環経路と前記第３循環経路とを択一的に成立させることを特徴とする請求項７または８に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１０】
前記制御部は、
前記空調対象空間へ吹き出される前記送風空気の吹出温度（ＴＡＶ）の目標値である目標吹出温度（ＴＡＯ）を決定し、前記吹出温度が前記目標吹出温度に近付くように該吹出温度を調節し、
前記外気の温度（Ｔａｍ）が所定の閾値（Ｔａｍ１）よりも低い場合において、前記目標吹出温度が予め定められた第１判定値（Ｔ１）よりも低い場合に前記第１循環経路を成立させ、前記目標吹出温度が、前記第１判定値よりも高く予め定められた第２判定値（Ｔ２）よりも高い場合に前記第２循環経路を成立させ、前記目標吹出温度が前記第１判定値以上であって且つ前記第２判定値以下である場合に前記第３循環経路を成立させることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１１】
前記制御部は、
前記第１判定値と前記第２判定値との差が前記外気の温度が高いほど縮小するように、該第１判定値と該第２判定値とを定めることを特徴とする請求項１０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、空調対象空間に送風する送風空気を冷却して除湿し、除湿した送風空気を加熱する除湿運転を行う空調装置に適用される冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空調対象空間に送風する送風空気を冷却して除湿し、除湿した送風空気を加熱する除湿運転を行う空調装置に適用される冷凍サイクル装置が、従来から知られている。例えば、特許文献１の冷凍サイクル装置がそれである。その特許文献１の冷凍サイクル装置は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、空調対象空間へ送風される送風空気と冷媒とを熱交換させて、その冷媒から放熱させる室内放熱器と、冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器と、室内放熱器を通過する前の送風空気と冷媒とを熱交換させて、その冷媒を蒸発させる室内蒸発器と、室外熱交換器へ流入する冷媒を減圧膨張させる第１膨張弁と、室内蒸発器へ流入する冷媒を減圧膨張させる第２膨張弁とを備えている。第１膨張弁の弁開度と第２膨張弁の弁開度とは何れも可変となっている。
【０００３】
そして、特許文献１の冷凍サイクル装置は、除湿運転を行う第１除湿暖房モードと第２除湿暖房モードとを有している。その第１除湿暖房モードは主として暖房負荷が低い場合に選択され、第２除湿暖房モードは主として暖房負荷が高い場合に選択される。
【０００４】
第１除湿暖房モードでは、圧縮機から吐出された冷媒は、室内放熱器、第１膨張弁、室外熱交換器、第２膨張弁、室内蒸発器の順に流れて圧縮機に戻る。また、第２除湿暖房モードでは、圧縮機から吐出された冷媒は室内放熱器へ流れ、その室内放熱器から第１膨張弁、室外熱交換器の順に流れて圧縮機に戻ると共に、室内放熱器から第２膨張弁、室内蒸発器の順に流れて圧縮機に戻る。
【０００５】
この第１、第２除湿暖房モードの何れでも、室内蒸発器の除湿能力は必要な所定の大きさに維持されつつ、所望の暖房能力が得られるように、すなわち所望の吹出温度が得られるように、室外熱交換器の熱交換量が制御される。吹出温度とは、空調対象空間に吹き出されるときの送風空気の温度である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−２２５６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１の冷凍サイクル装置では、外気温度が極めて低い場合において、必要な除湿能力を維持しようとすると、第１除湿暖房モードにおける最大の暖房能力と第２除湿暖房モードにおける最小の暖房能力との間に乖離が生じる場合がある。そのように第１、第２除湿暖房モード間で暖房能力に乖離が生じると、暖房能力に応じて定まる吹出温度を連続的に変化させることができずに吹出温度変化に段差が生じる場合がある。要するに、必要な除湿能力を維持することと、乗員が快適に感じる吹出温度とを両立させることが困難になるおそれがあった。
【０００８】
それら暖房能力に乖離が生じる原因について詳しく説明する。冷凍サイクルでは、下記式（１）のように、冷媒から放熱する放熱能力と、冷媒へ吸熱する吸熱能力すなわち受熱能力とは互いに等しい大きさになっている。放熱能力および吸熱能力の単位は例えば「Ｗ」であり、後述する暖房能力、除湿能力、圧縮動力、および室外熱交換量の単位も同様である。
【０００９】
放熱能力＝吸熱能力  ・・・（１）
そして、特許文献１の冷凍サイクル装置で言えば、放熱能力とは暖房能力であり、具体的には、室内放熱器が冷媒から単位時間当たりに放熱させる熱量である。また、吸熱能力は、室内蒸発器が冷媒へ単位時間当たりに吸熱させる熱量である除湿能力と、圧縮機が冷媒へ与える圧縮動力と、冷媒に吸熱させる方向を正方向として室外熱交換器が冷媒と外気との間で熱交換させる単位時間当たりの熱量である室外熱交換量との合計である。従って、上記式（１）から下記式（２）が成立する。下記式（２）に示されるように、除湿能力を必要とされる所定の大きさに維持している場合において、所望の暖房能力を得るためには、室外熱交換量を調整する必要があるといえる。
【００１０】
暖房能力＝除湿能力＋圧縮動力＋室外熱交換量  ・・・（２）
ここで、室内蒸発器のフロスト防止の観点から室内蒸発器の冷媒圧力を０℃での飽和圧力（以下、０℃飽和圧力という）以下に下げることはできない。そして、第１除湿暖房モードが選択されている場合には、室外熱交換器は室内蒸発器の冷媒流れ上流側に配置されるので、室外熱交換器の冷媒圧力も０℃飽和圧力以下に下げることができない。そのため、外気温度が例えば氷点下であるような極めて低い場合には、室外熱交換器の冷媒温度を最大限低くしたとしても、外気温度の方がその冷媒温度よりも低くなり、室外熱交換器では冷媒から外気へと熱移動する。このときの第１除湿暖房モードの冷凍サイクルはモリエル線図上で図９のように描かれ、室外熱交換器は、冷媒から放熱させる凝縮器として機能する。要するに、上記式（２）の室外熱交換量がマイナス値になる。
【００１１】
その一方で、第２除湿暖房モードが選択されている場合には、室外熱交換器は、第２除湿暖房モードの冷凍サイクルをモリエル線図上に表した図１０に示すように、冷媒へ吸熱させる蒸発器として常に機能する。そのため、上記式（２）の室外熱交換量は常に０以上になる。
【００１２】
このように、外気温度が極めて低い場合には、第１除湿暖房モードでは室外熱交換量がマイナス値になることがある一方で、第２除湿暖房モードでは室外熱交換量は常に０以上であるので、上記式（２）の左辺である暖房能力には、第１除湿暖房モードでの最大値と第２除湿暖房モードでの最小値との間において乖離が生じることがある。すなわち、特許文献１の冷凍サイクル装置では、その冷凍サイクル装置で除湿運転が行われるときの吹出温度と外気温度との関係において、第１除湿暖房モードおよび第２除湿暖房モードだけでは実現することができない動作範囲があった。
【００１３】
なお、図９および図１０において、１１は圧縮機を示し、１２は室内放熱器を示し、１４は第１膨張弁を示し、１５は室外熱交換器を示し、１９は第２膨張弁を示し、２０は室内蒸発器を示している。また、図９では、第２膨張弁の弁開度は全開または略全開になっており第２膨張弁は絞りとして機能していないので図示されていない。
【００１４】
本発明は上記点に鑑みて、特許文献１の冷凍サイクル装置によって実現できなかった動作範囲で動作可能な冷媒回路構成を実現できる冷凍サイクル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】
【００１５】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明に係る冷凍サイクル装置では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
空調対象空間へ送風される送風空気と冷媒とを熱交換させて、その冷媒から放熱させる放熱器（１２）と、
冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（１５）と、
放熱器を通過する前の送風空気と冷媒とを熱交換させてその冷媒を蒸発させると共に、その冷媒を圧縮機の吸入側へ流出させる蒸発器（２０）と、
室外熱交換器へ流入する冷媒を減圧膨張させる第１膨張弁（１４）と、
蒸発器へ流入する冷媒を減圧膨張させる第２膨張弁（１９）と、
冷媒が流れる経路を切り替える経路切替装置（１７、２３、２４、５６、６０）と、
制御部（４０）とを備え、
経路切替装置は、
圧縮機から吐出された冷媒が、放熱器、第１膨張弁、室外熱交換器、第２膨張弁、蒸発器の順に流れて圧縮機に戻る第１循環経路と、
圧縮機から吐出された冷媒が放熱器へ流れ、その放熱器から第１膨張弁、室外熱交換器の順に流れて圧縮機に戻ると共に、放熱器から第２膨張弁、蒸発器の順に流れて圧縮機に戻る第２循環経路と、
圧縮機から吐出された冷媒が、放熱器、第２膨張弁、蒸発器の順に流れて圧縮機に戻る第３循環経路とが択一的に成立するように、冷媒が流れる経路を切り替えるものであり、
制御部は、経路切替装置によって、第１循環経路と第２循環経路と第３循環経路とを択一的に成立させることを特徴とする。
【００１６】
上述の請求項１に記載の発明によれば、第１循環経路では冷媒流れにおいて室外熱交換器と蒸発器とが直列である一方で、第２循環経路では室外熱交換器と蒸発器とが並列であるので、特許文献１に述べられているように、冷凍サイクル装置において第２循環経路で運転される場合の暖房能力は、第１循環経路で運転される場合よりも高い。そして、第３循環経路は、第２循環経路において室外熱交換器へ冷媒を流さないようにした経路構成であるので、第３循環経路で運転される場合には、第１循環経路で運転される場合と第２循環経路で運転される場合との間の中間的な暖房能力を得ることができる。更に、経路切替装置は、第１循環経路と第２循環経路とに加え、第３循環経路も成立させることができるので、その第３循環経路により、特許文献１の冷凍サイクル装置によって実現できなかった動作範囲で動作可能な冷媒回路構成を実現することができる。
【００１７】
なお、第１循環経路と第２循環経路と第３循環経路とが択一的に成立するということは、それら以外の冷媒の経路が成立することを排除するものではなく、経路切替装置が第１循環経路と第２循環経路と第３循環経路との何れの経路も成立させない場合があってもよい。例えば、後述する各実施形態のように、第１循環経路と第２循環経路と第３循環経路との何れでもない暖房循環経路が成立させられても差し支えない。
【００１８】
また、請求項７に記載の発明では、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置において、制御部は、
外気の温度（Ｔａｍ）が所定の閾値（Ｔａｍ１）よりも低い場合には第１循環経路、第２循環経路、または第３循環経路を成立させ、
外気の温度が所定の閾値よりも低い場合において、空調対象空間へ吹き出される送風空気の吹出温度（ＴＡＶ）を、第３循環経路を成立させているときよりも高くする場合に、第２循環経路を成立させる一方で、吹出温度を、第３循環経路を成立させているときよりも低くする場合に、第１循環経路を成立させることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１０に記載の発明では、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置において、制御部は、
空調対象空間へ吹き出される送風空気の吹出温度（ＴＡＶ）の目標値である目標吹出温度（ＴＡＯ）を決定し、吹出温度が目標吹出温度に近付くようにその吹出温度を調節し、
外気の温度（Ｔａｍ）が所定の閾値（Ｔａｍ１）よりも低い場合において、目標吹出温度が予め定められた第１判定値（Ｔ１）よりも低い場合に第１循環経路を成立させ、目標吹出温度が、第１判定値よりも高く予め定められた第２判定値（Ｔ２）よりも高い場合に第２循環経路を成立させ、目標吹出温度が第１判定値以上であって且つ第２判定値以下である場合に第３循環経路を成立させることを特徴とする。
【００２０】
上述の請求項７、１０に記載の発明によれば、外気の温度が所定の閾値よりも低い場合において、第１循環経路で得られる暖房能力と第２循環経路で得られる暖房能力との間の中間的な暖房能力が必要とされる場合には、第３循環経路が成立させられるので、その中間的な暖房能力を第３循環経路で発生させることができる。すなわち、第３循環経路で除湿運転を行うことにより、第１循環経路と第２循環経路とのそれぞれで得られる暖房能力の間の乖離に起因した吹出温度変化における段差を抑えることが可能である。
【００２１】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した括弧内の各符号は、後述する実施形態に記載した各符号に対応したものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態に係る車両用空調装置８の概略構成図である。
【図２】第１実施形態の車両用空調装置８が有する電子制御装置４０の制御処理を示すフローチャートである。
【図３】冷房モード、第１除湿暖房モード、第２除湿暖房モード、および第３除湿暖房モードのそれぞれの運転モードで実現しようとする目標吹出温度ＴＡＯの範囲を、外気温度Ｔａｍと目標吹出温度ＴＡＯとの二次元座標に表した図であって、各運転モードを切り替えるために用いられる判定値Ｔ１、Ｔ２、αと外気温度Ｔａｍとの関係を表した図である。
【図４】第１実施形態の車両用空調装置８において、第３除湿暖房モードでの除湿運転時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。
【図５】図１の室内蒸発器２０の除湿能力が必要な所定の大きさに維持されている場合において、外気温度Ｔａｍと第１、第２、第３除湿暖房モードのそれぞれで制御可能な室内凝縮器１２の暖房能力との関係を表したイメージ図である。
【図６】第２実施形態に係る車両用空調装置８の概略構成図である。
【図７】第３実施形態に係る車両用空調装置８の概略構成図である。
【図８】図７の三方弁６０が有する３つの切替パターンを示した図であって、三方弁６０の第１接続状態を表した（ａ）と、第２接続状態を表した（ｂ）と、第３接続状態を表した（ｃ）とから成る図である。
【図９】特許文献１の車両用空調装置において、外気温が例えば氷点下であるような極めて低い場合に第１除湿暖房モードで除湿運転されるときの冷媒の状態を示すモリエル線図である。
【図１０】特許文献１の車両用空調装置において、第２除湿暖房モードでの除湿運転時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、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。
【００２４】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る車両用空調装置８の概略構成図である。本実施形態では、例えば、図１に示す冷凍サイクル装置１０をハイブリッド車両の車両用空調装置８に適用している。この冷凍サイクル装置１０は、車両用空調装置８において、空調対象空間である車室内へ送風される車室内送風空気を冷却あるいは加熱する機能を果たす。
【００２５】
このため、冷凍サイクル装置１０は、車室内を冷房する冷房モードの冷媒流路すなわち冷房運転の冷媒流路、車室内を除湿しながら暖房する除湿暖房モードの冷媒流路すなわち除湿運転の冷媒流路、車室内を暖房する暖房モードの冷媒流路すなわち暖房運転の冷媒流路を成立させることができるように構成されている。
【００２６】
更に、この冷凍サイクル装置１０では、後述するように除湿暖房モードとして、第１除湿暖房モードと第２除湿暖房モードと第３除湿暖房モードとを択一的に実行することができる。
【００２７】
また、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、冷媒として通常のフロン系冷媒が採用されている。冷凍サイクル装置１０は、高圧冷媒の圧力が冷媒の臨界圧力を越えない亜臨界冷凍サイクルで構成されている。
【００２８】
図１に示すように、冷凍サイクル装置１０は、圧縮機１１、室内凝縮器１２、第１膨張弁１４、室外熱交換器１５、第１開閉弁１７、第２膨張弁１９、室内蒸発器２０、アキュムレータ２１、第２開閉弁２３、逆止弁２４、定圧弁２５、電子制御装置４０、及び、冷媒通路１３、１６、１８、２２等を備えている。
【００２９】
圧縮機１１は、車両のエンジンルーム内に配置されて、冷凍サイクル装置１０において冷媒を吸入し、圧縮して吐出する装置である。圧縮機１１は、電動機とその電動機により駆動され冷媒を圧縮する圧縮機構とを備え、圧縮機１１が冷媒へ与える圧縮動力をその電動機の回転速度に応じて変化させる電動圧縮機である。圧縮機１１の圧縮機構としては、例えばスクロール型圧縮機構またはベーン型圧縮機構等の各種圧縮機構が採用される。
【００３０】
圧縮機１１の吐出口側には、室内凝縮器１２の入口側が接続されている。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。室内凝縮器１２は、圧縮機１１から吐出された高圧の吐出冷媒と車室内送風空気とを熱交換させて、その吐出冷媒から放熱させる放熱器である。
【００３１】
室内凝縮器１２の出口側には、室内凝縮器１２から流出した冷媒を室外熱交換器１５へ導く第１冷媒通路１３が接続されている。この第１冷媒通路１３には、第１冷媒通路１３の通路面積を変更可能に構成された第１膨張弁１４が配置されている。
【００３２】
具体的には、この第１膨張弁１４は、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体の絞り開度を変化させるステッピングモータからなる電動アクチュエータとを有して構成される電気式の可変絞り機構である。従って、第１膨張弁１４は、電子制御装置４０から出力される制御信号によって、第１膨張弁１４の絞り開度を増減する。
【００３３】
そして、第１膨張弁１４の絞り開度が大きくなるほど、第１冷媒通路１３の通路面積は大きくなる。第１膨張弁１４は、第１膨張弁１４を通過し室外熱交換器１５へ流入する冷媒を絞ることによりその冷媒を減圧膨張させる。
【００３４】
例えば、第１膨張弁１４は、第１膨張弁１４の全開状態では冷媒を減圧膨張させずに通過させる。その一方で、第１膨張弁１４は、第１膨張弁１４の全閉状態すなわち絞り開度零では冷媒の流通を遮断する。すなわち、冷媒が室外熱交換器１５へ流入しないようにする。
【００３５】
第１膨張弁１４の出口側には、室外熱交換器１５の入口側が接続されている。室外熱交換器１５は、その内部を流通する冷媒と不図示の送風ファンから送風された外気とを熱交換させるものである。この室外熱交換器１５は、後述する暖房モード時等には、冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる蒸発器として機能し、冷房モード時等には、冷媒を放熱させる放熱器として機能する。
【００３６】
室外熱交換器１５の出口側には、室外熱交換器１５から流出した冷媒をアキュムレータ２１の入口側へ導く第２冷媒通路１６、および、室外熱交換器１５から流出した冷媒を室内蒸発器２０の入口側へ導く第３冷媒通路１８が接続されている。
【００３７】
この第２冷媒通路１６には、第１開閉弁１７が配置されている。この第１開閉弁１７は、第２冷媒通路１６を開閉する電磁弁であり、電子制御装置４０から出力される制御信号により、その作動が制御される。
【００３８】
第３冷媒通路１８には、第３冷媒通路１８の通路面積を変更可能に構成された第２膨張弁１９が配置されている。この第２膨張弁１９は、前述の第１膨張弁１４と同様の電気式の可変絞り機構であり、電子制御装置４０から出力される制御信号によって、第２膨張弁１９の絞り開度を増減する。具体的には、第２膨張弁１９は、その絞り開度に応じて、第２膨張弁１９を通過し室内蒸発器２０へ流入する冷媒を絞ることにより、その冷媒を減圧膨張させる。また、第２膨張弁１９は、第２膨張弁１９の全開状態では冷媒を減圧膨張させずに通過させる一方で、第２膨張弁１９の全閉状態では冷媒の流通を遮断する。
【００３９】
第２膨張弁１９の出口側には、室内蒸発器２０の入口側が接続されている。室内蒸発器２０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の車室内送風空気流れ上流側に配置されている。室内蒸発器２０は、例えば、冷房モード時および除湿暖房モード時等に冷媒が流通させられる。室内蒸発器２０は、その内部を流通する冷媒を、室内凝縮器１２通過前の車室内送風空気と熱交換させて蒸発させ、吸熱作用を発揮させることにより車室内送風空気を冷却する蒸発器である。
【００４０】
室内蒸発器２０の出口側は、定圧弁２５を介してアキュムレータ２１の入口側に接続されている。その定圧弁２５は、その内部の機械的な作動により、定圧弁２５を通過する冷媒を減圧する機械式の減圧装置である。具体的に、定圧弁２５は、定圧弁２５の入口側すなわち室内蒸発器２０の出口側における冷媒の圧力を所定値に保持しつつ、言い換えればその冷媒の圧力を一定に保持しつつ、定圧弁２５を通過する冷媒を減圧する。
【００４１】
アキュムレータ２１は、その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２１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２１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】
また、冷凍サイクル装置１０には、第１冷媒通路１３において第１膨張弁１４の入口側へ至る前の冷媒を第２膨張弁１９の入口側へ導くバイパス通路２２が設けられている。換言すると、このバイパス通路２２は、室内凝縮器１２から流出した冷媒を、第１膨張弁１４および室外熱交換器１５を迂回させて第２膨張弁１９の入口側へ導く冷媒通路である。バイパス通路２２は本発明における第４冷媒通路である。
【００４３】
このバイパス通路２２には、第２開閉弁２３が配置されている。この第２開閉弁２３は、バイパス通路２２を開閉する電磁弁であり、電子制御装置４０から出力される制御信号により、その作動が制御される。
【００４４】
さらに、本実施形態では、第３冷媒通路１８における室外熱交換器１５の出口側とバイパス通路２２および第３冷媒通路１８の合流部との間に、逆止弁２４が配置されている。この逆止弁２４は、室外熱交換器１５の出口側から第２膨張弁１９の入口側への冷媒の流れを許容する一方で、第２膨張弁１９の入口側から室外熱交換器１５の出口側への冷媒の流れを禁止する。このような構成から、逆止弁２４は、バイパス通路２２から第３冷媒通路１８に合流した冷媒が室外熱交換器１５側へ流れることを防止する。
【００４５】
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、その外殻を形成するケーシング３１内に、送風機３２、ヒータコア３４、上述の室内凝縮器１２、および室内蒸発器２０等を収容したものである。
【００４６】
ケーシング３１は、車室内送風空気の空気通路を形成しており、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。ケーシング３１内の送風空気流れ最上流側には、外気と車室内の空気である内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。
【００４７】
内外気切替装置３３には、ケーシング３１内に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が形成されている。さらに、内外気切替装置３３の内部には、内気導入口および外気導入口の開口面積を連続的に調整して、内気の風量と外気の風量との風量割合を変化させる内外気切替ドアが配置されている。
【００４８】
内外気切替装置３３の空気流れ下流側には、内外気切替装置３３を介して導入された空気を車室内に向けて送風する送風機３２が配置されている。この送風機３２は例えば電動のシロッコファンであり、送風機３２の送風量が、電子制御装置４０から出力される制御信号によって制御される。
【００４９】
送風機３２の空気流れ下流側には、室内蒸発器２０、ヒータコア３４、および室内凝縮器１２が、車室内送風空気の流れに沿って、この順に配置されている。換言すると、室内蒸発器２０は、室内凝縮器１２およびヒータコア３４に対して、車室内送風空気流れの上流側に配置されている。
【００５０】
ここで、ヒータコア３４は、車両走行用の駆動力を出力するエンジンの冷却水と車室内送風空気とを熱交換させる加熱用熱交換器である。なお、本実施形態のヒータコア３４は、室内凝縮器１２に対して車室内送風空気流れの上流側に配置されている。また、ケーシング３１内には、室内蒸発器２０を通過した空気を室内凝縮器１２およびヒータコア３４を迂回させて流す冷風バイパス通路３５が形成されている。
【００５１】
室内蒸発器２０の空気流れ下流側であって、かつ、室内凝縮器１２およびヒータコア３４の空気流れ上流側には、室内蒸発器２０通過後の空気のうち、室内凝縮器１２およびヒータコア３４を通過させる空気と冷風バイパス通路３５を通過させる空気との風量割合を調整するエアミックスドア３６が配置されている。また、室内凝縮器１２の空気流れ下流側および冷風バイパス通路３５の空気流れ下流側には、室内凝縮器１２を通過した空気と冷風バイパス通路３５を通過した空気とを混合させる混合空間が設けられている。更に、ケーシング３１の送風空気流れ最下流側には、車室内へ空気を吹き出す吹出口が設けられており、混合空間にて混合された空調風は、この吹出口から車室内へ吹き出される。なお、エアミックスドア３６は、電子制御装置４０から出力される制御信号によって作動する不図示のサーボモータによって駆動される。
【００５２】
また、冷凍サイクル装置１０は、図１に示すように、第１温度センサ４２、第１圧力センサ４４、第２温度センサ４６、第３温度センサ４８、第４温度センサ５０、及び、外気温度センサ５２を備えている。
【００５３】
第１温度センサ４２は、第１冷媒通路１３において室内凝縮器１２と第１膨張弁１４との間に設けられており、室内凝縮器１２から流出した冷媒の温度を検出する。第１圧力センサ４４は、第１温度センサ４２と同じ箇所に配置されており、室内凝縮器１２から流出した冷媒の圧力を検出する。
【００５４】
第２温度センサ４６は、室外熱交換器１５の冷媒出口に設けられており、室外熱交換器１５から流出した冷媒の温度を検出する。
【００５５】
第３温度センサ４８は、室内空調ユニット３０のケーシング３１内において室内蒸発器２０に対し空気流れ下流側直後に設けられ、室内蒸発器２０から吹き出された車室内送風空気の温度Ｔｅすなわち蒸発器吹出温度Ｔｅを検出する。
【００５６】
第４温度センサ５０は、室内蒸発器２０から定圧弁２５に至る冷媒流路に設けられ、室内蒸発器２０から流出した冷媒の温度を検出する。
【００５７】
外気温度センサ５２は車室外に設けられ、外気温度Ｔａｍを検出する。
【００５８】
電子制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータとその周辺回路とから構成されており、ＲＯＭ等に予め記憶されたコンピュータプログラムに従って種々の制御処理を実行する。電子制御装置４０は本発明における制御部に対応する。
【００５９】
また、図１に示すように、電子制御装置４０には、例えば、上述した各センサ４２、４４、４６、４８、５０、５２から、検出値を表す検出信号が逐次入力される。また、電子制御装置４０には、車室内温度Ｔｒを検出する内気センサ、車室内の日射量Ｔｓを検出する日射センサ、圧縮機１１から吐出された冷媒の温度Ｔｄを検出する吐出温度センサ、および、室内空調ユニット３０から車室内へ吹き出される空気の吹出温度ＴＡＶを検出する吹出温度センサ等の種々の空調制御用のセンサ群から、検出値を表す検出信号が逐次入力される。
【００６０】
更に、電子制御装置４０には、インストルメントパネルに配置された不図示の操作パネルが接続されており、その操作パネル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。この操作パネルに設けられた各種操作スイッチとしては、具体的に、室内空調ユニット３０にて車室内送風空気の冷却を行うか否かを設定するエアコンスイッチ、車室内の設定温度を設定する温度設定スイッチ等が設けられている。
【００６１】
次に、本実施形態において電子制御装置４０が実行する制御処理を説明する。電子制御装置４０は、例えば、操作パネルによって車両用空調装置８の作動開始が要求されてから車両用空調装置８の作動停止が要求されるまで、図２のフローチャートに示す制御処理を繰り返し実行する。図２の各ステップでの処理は、それぞれの機能を実現する手段を構成している。
【００６２】
先ず、図２のＳ１００において、電子制御装置４０は、上述の各センサからの検出信号と、操作パネルの操作信号とを読み込む。
【００６３】
続くＳ２００では、Ｓ１００にて読み込んだ検出信号および操作信号の値に基づいて、車室内へ吹き出す空気の吹出温度ＴＡＶに対する目標値である目標吹出温度ＴＡＯを決定する。例えば、その目標吹出温度ＴＡＯは、前述の特許文献１に開示された第１実施形態と同様に、操作パネル内の温度設定スイッチによって設定された車室内設定温度Ｔｓｅｔ、内気センサによって検出された車室内温度Ｔｒ、外気温度センサ５２によって検出された外気温度Ｔａｍ、及び、日射センサによって検出された日射量Ｔｓに基づき、所定の算出式から算出される。
【００６４】
続くＳ３００では、操作パネルのエアコンスイッチがオンにされているか否かを判定する。このエアコンスイッチは、車両用空調装置８を冷房運転させ或いは除湿運転させる場合に乗員によってオンにされる。すなわち、エアコンスイッチがオンである場合には、冷房モードまたは除湿暖房モードにおいて車室内送風空気が室内蒸発器２０により冷却される。Ｓ３００において、エアコンスイッチがオンであると判定された場合には、Ｓ４００へ進む。その一方で、エアコンスイッチがオフであると判定された場合には、Ｓ７５０へ進む。
【００６５】
Ｓ４００では、外気温度センサ５２により検出された外気温度Ｔａｍに基づいて冷房基準温度αを決定し、目標吹出温度ＴＡＯがその冷房基準温度αよりも小さいか否かを判定する。
【００６６】
この冷房基準温度αについて図３を用いて説明する。図３は、冷房モード、第１除湿暖房モード、第２除湿暖房モード、および第３除湿暖房モードの各運転モードにおいて実現可能な吹出温度ＴＡＶの範囲に基づいて予め実験的に設定されたマップである。具体的には、図３は、冷房モード、第１除湿暖房モード、第２除湿暖房モード、および第３除湿暖房モードのそれぞれの運転モードで実現しようとする目標吹出温度ＴＡＯの範囲を、外気温度Ｔａｍと目標吹出温度ＴＡＯとの二次元座標に表した図である。この図３に示すように、例えば、冷房モードにおいて実現しようとする目標吹出温度ＴＡＯの最大値が冷房基準温度αとして設定され、その冷房基準温度αは、図３のマップから、外気温度Ｔａｍが高いほど大きい値に設定される。
【００６７】
図２のＳ４００において、目標吹出温度ＴＡＯが冷房基準温度αよりも低いと判定された場合には、Ｓ７１０へ進む。その一方で、目標吹出温度ＴＡＯが冷房基準温度α以上であると判定された場合には、Ｓ５００へ進む。すなわち、車両用空調装置８を除湿暖房モードで運転する必要があると判定する。
【００６８】
Ｓ５００では、外気温度センサ５２により検出された外気温度Ｔａｍに基づいて第１判定値Ｔ１を決定し、目標吹出温度ＴＡＯがその第１判定値Ｔ１よりも小さいか否かを判定する。例えば、図３に示すように、第１除湿暖房モードにおいて実現しようとする目標吹出温度ＴＡＯの最大値が第１判定値Ｔ１として設定され、その第１判定値Ｔ１は、図３のマップから、外気温度Ｔａｍが高いほど大きい値に設定される。そして、第１判定値Ｔ１は、冷房基準温度αよりも大きい値である。
【００６９】
図２のＳ５００において、目標吹出温度ＴＡＯが第１判定値Ｔ１よりも低いと判定された場合には、Ｓ７２０へ進む。その一方で、目標吹出温度ＴＡＯが第１判定値Ｔ１以上であると判定された場合には、Ｓ６００へ進む。すなわち、室内蒸発器２０の除湿能力を必要とされる所定の大きさに維持しつつ車室内への吹出温度ＴＡＶを目標吹出温度ＴＡＯに一致させようとした場合に、第１除湿暖房モードで除湿運転をしたのでは室内凝縮器１２の暖房能力が不足すると判定して、Ｓ６００へ進む。
【００７０】
Ｓ６００では、外気温度センサ５２により検出された外気温度Ｔａｍに基づいて第２判定値Ｔ２を決定し、目標吹出温度ＴＡＯがその第２判定値Ｔ２よりも大きいか否かを判定する。例えば、図３に示すように、第２除湿暖房モードにおいて実現しようとする目標吹出温度ＴＡＯの最小値が第２判定値Ｔ２として設定され、その第２判定値Ｔ２は、図３のマップから、外気温度Ｔａｍが高いほど大きい値に設定される。また、図３から判るように、外気温度Ｔａｍが所定の閾値Ｔａｍ１よりも低い場合には、第１判定値Ｔ１は第２判定値Ｔ２よりも小さく、且つ、第１判定値Ｔ１と第２判定値Ｔ２との差は外気温度Ｔａｍが高ほど小さくなる。その一方で、外気温度Ｔａｍが所定の閾値Ｔａｍ１以上である場合には、第２判定値Ｔ２は、第１判定値Ｔ１と同一の値になる。
【００７１】
図２のＳ６００において、目標吹出温度ＴＡＯが第２判定値Ｔ２よりも大きいと判定された場合には、Ｓ７３０へ進む。その一方で、目標吹出温度ＴＡＯが第２判定値Ｔ２以下であると判定された場合には、Ｓ７４０へ進む。すなわち、室内蒸発器２０の除湿能力を必要とされる所定の大きさに維持しつつ車室内への吹出温度ＴＡＶを目標吹出温度ＴＡＯに一致させようとした場合に、第２除湿暖房モードで除湿運転をしたのでは室内凝縮器１２の暖房能力が過剰になると判定して、Ｓ７４０へ進む。
【００７２】
Ｓ７１０では、電子制御装置４０は、車両用空調装置８の運転モードを冷房モードに決定する。本実施形態の冷房モードでは、前述の特許文献１に開示された第１実施形態の冷房モードと同様の制御を行う。
【００７３】
例えば、冷房モードでは、電子制御装置４０は、図１に示す第１開閉弁１７により第２冷媒通路１６を遮断すると共に、第２開閉弁２３によりバイパス通路２２を遮断する。また、第１膨張弁１４を全開状態とする。これにより、電子制御装置４０は、図１の白抜矢印で示すように、圧縮機１１から吐出された冷媒が、室内凝縮器１２、第１膨張弁１４、室外熱交換器１５、逆止弁２４、第２膨張弁１９、室内蒸発器２０、定圧弁２５、アキュムレータ２１の順に流れて圧縮機１１に戻る冷房循環経路を成立させる。
【００７４】
また、電子制御装置４０は、エアミックスドア３６によりヒータコア３４および室内凝縮器１２の空気通路を閉塞し、それにより、室内蒸発器２０を通過後の送風空気の全流量が冷風バイパス通路３５へ流れることになる。そして、室内凝縮器１２に流入した冷媒は、殆ど車室内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。
【００７５】
また、冷房モードでは、電子制御装置４０は、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め制御装置４０に記憶させた制御マップを参照して、室内蒸発器２０から吹出される空気温度の目標値である目標蒸発器吹出温度ＴＥＯを決定する。そして、目標蒸発器吹出温度ＴＥＯと第３温度センサ４８によって検出される蒸発器吹出温度Ｔｅとの偏差に基づいて、車室内への吹出温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯへ近付くように、圧縮機１１の回転速度を制御する。
【００７６】
また、電子制御装置４０は、第２膨張弁１９へ流入する冷媒の過冷却度が、サイクルの成績係数（以下、ＣＯＰという）を最大値に近づけるように予め定められた目標過冷却度に近づくように、第２膨張弁１９の絞り開度を制御する。その第２膨張弁１９へ流入する冷媒の過冷却度は、例えば、第２温度センサ４６により検出される室外熱交換器１５の出口の冷媒温度と、第１圧力センサ４４により検出される室外熱交換器１５の出口の冷媒圧力とから算出される。このとき、第１膨張弁１４が全開状態であるため、室内凝縮器１２の出口に設けられている第１圧力センサ４４により室外熱交換器１５の出口の冷媒の圧力を検出することができる。
【００７７】
以上のように、冷房モードでは、エアミックスドア３６により室内凝縮器１２およびヒータコア３４の空気通路を閉塞しているので、室内蒸発器２０にて冷却された車室内送風空気を車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の冷房を実現することができる。
【００７８】
図２のＳ７２０では、電子制御装置４０は、車両用空調装置８の運転モードを第１除湿暖房モードに決定する。本実施形態の第１除湿暖房モードでは、前述の特許文献１に開示された第１実施形態の第１除湿暖房モードと同様の制御を行う。
【００７９】
例えば、第１除湿暖房モードでは、電子制御装置４０は、図１に示す第１開閉弁１７により第２冷媒通路１６を遮断すると共に、第２開閉弁２３によりバイパス通路２２を遮断する。また、第１膨張弁１４と第２膨張弁１９とをそれぞれ絞り状態または全開状態とする。これにより、電子制御装置４０は、図１の白抜横線矢印で示すように、圧縮機１１から吐出された冷媒が、室内凝縮器１２、第１膨張弁１４、室外熱交換器１５、逆止弁２４、第２膨張弁１９、室内蒸発器２０、定圧弁２５、アキュムレータ２１の順に流れて圧縮機１１に戻る第１循環経路を成立させる。この第１循環経路では、冷媒流れにおいて室外熱交換器１５と室内蒸発器２０とが直列に接続されることとなる。第１循環経路は、前述の冷房循環経路と同じ経路である。
【００８０】
また、第１除湿暖房モードでは、電子制御装置４０は、圧縮機１１の回転速度を冷房モードと同様に制御する。また、電子制御装置４０は、エアミックスドア３６により冷風バイパス通路３５を閉塞し、それにより、室内蒸発器２０を通過後の送風空気の全流量がヒータコア３４および室内凝縮器１２の空気通路を通過するようにする。
【００８１】
また、電子制御装置４０は、第１膨張弁１４の絞り開度および第２膨張弁１９の絞り開度を目標吹出温度ＴＡＯに応じて変更する。具体的に、電子制御装置４０は、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、第１膨張弁１４にて第１冷媒通路１３の通路面積を減少させるとともに、第２膨張弁１９にて第３冷媒通路１８の通路面積を増大させる。これにより、第１除湿暖房モードでの室外熱交換器１５は、蒸発器として機能する場合もあれば凝縮器として機能する場合もある。
【００８２】
なお、第１除湿暖房モードでは、室外熱交換器１５は室内蒸発器２０に対して冷媒流れ上流側に配置されており、室内蒸発器２０のフロスト防止の観点から室内蒸発器２０の冷媒圧力を０℃飽和圧力以下に下げることはできないので、室外熱交換器１５の冷媒圧力も０℃飽和圧力以下に下げることができない。そのため、外気温度Ｔａｍが例えば氷点下であるような極めて低い場合には、第２膨張弁１９を全開または略全開状態にして室外熱交換器１５の冷媒温度を最大限低くしたとしても、外気温度Ｔａｍの方が室外熱交換器１５の冷媒温度よりも低くなり、室外熱交換器１５は凝縮器として機能する。このときの冷凍サイクルをモリエル線図上に示すと前述の図９のようになる。
【００８３】
以上のように、第１除湿暖房モードでは、図１の室内蒸発器２０にて冷却され除湿された車室内送風空気を、室内凝縮器１２にて加熱して車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の除湿暖房を実現することができる。
【００８４】
図２のＳ７３０では、電子制御装置４０は、車両用空調装置８の運転モードを第２除湿暖房モードに決定する。本実施形態の第２除湿暖房モードでは、前述の特許文献１に開示された第１実施形態の第２除湿暖房モードと同様の制御を行う。
【００８５】
例えば、第２除湿暖房モードでは、電子制御装置４０は、図１に示す第１開閉弁１７を開状態として第２冷媒通路１６を開くと共に、第２開閉弁２３も開状態としてバイパス通路２２を開く。また、第１膨張弁１４と第２膨張弁１９とをそれぞれ絞り状態とする。これにより、電子制御装置４０は、図１の白抜斜線矢印で示す第２循環経路を成立させる。
【００８６】
その第２循環経路とは、圧縮機１１から吐出された冷媒が室内凝縮器１２へ流れ、その室内凝縮器１２から第１膨張弁１４、室外熱交換器１５、第１開閉弁１７、アキュムレータ２１の順に流れると共に室内凝縮器１２から第２開閉弁２３、第２膨張弁１９、室内蒸発器２０、定圧弁２５、アキュムレータ２１の順に流れ、更に、アキュムレータ２１で合流した冷媒がアキュムレータ２１から圧縮機１１に戻る経路である。すなわち、第２循環経路では、冷媒流れにおいて室外熱交換器１５と室内蒸発器２０とが並列に接続されることとなる。そのため、第２除湿暖房モードの冷凍サイクルをモリエル線図上に示すと前述の図１０のようになり、室外熱交換器１５は常に蒸発器として機能する。
【００８７】
上記第２循環経路で冷媒が循環すると、逆止弁２４の作用により、バイパス通路２２から室外熱交換器１５の出口側へ冷媒が逆流しない。また、定圧弁２５の作用により、室内蒸発器２０内の冷媒圧力は室外熱交換器１５内の冷媒圧力よりも高く維持される。
【００８８】
また、第２除湿暖房モードでは、電子制御装置４０は、車室内への吹出温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯへ近付くように、圧縮機１１の回転速度を制御し、エアミックスドア３６により冷風バイパス通路３５を閉塞する。
【００８９】
また、電子制御装置４０は、第１膨張弁１４の絞り開度と第２膨張弁１９の絞り開度とがそれぞれ予め定めた第２除湿暖房モード用の所定開度となるように、それぞれの絞り開度を調節する電動アクチュエータを制御する。
【００９０】
以上のように、第２除湿暖房モードでは、第１除湿暖房モードとは異なり、冷媒流れに対して室外熱交換器１５と室内蒸発器２０とが並列接続される冷媒流路となるので、室内蒸発器２０への冷媒流量を減少させることができる。従って、室内蒸発器２０における冷媒の吸熱量を減少させることができ、第１除湿暖房モードよりも、室内蒸発器２０にて除湿された車室内送風空気を室内凝縮器１２にて高温域で温度調整することができる。
【００９１】
図２のＳ７４０では、電子制御装置４０は、車両用空調装置８の運転モードを第３除湿暖房モードに決定する。
【００９２】
その第３除湿暖房モードでは、電子制御装置４０は、図１に示す第１開閉弁１７を閉状態として第２冷媒通路１６を遮断すると共に、第２開閉弁２３を開状態としてバイパス通路２２を開く。また、第１膨張弁１４を全閉状態とし、それにより室外熱交換器１５への冷媒の流入を阻止する一方で、第２膨張弁１９を絞り状態とする。これにより、電子制御装置４０は、図１の点ハッチングの矢印で示すように、圧縮機１１から吐出された冷媒が、室内凝縮器１２、第２開閉弁２３、第２膨張弁１９、室内蒸発器２０、定圧弁２５、アキュムレータ２１の順に流れて圧縮機１１に戻る第３循環経路を成立させる。その第３循環経路で冷媒が循環すると、逆止弁２４の作用により、バイパス通路２２から室外熱交換器１５の出口側へ冷媒が逆流しない。
【００９３】
第３除湿暖房モードの冷凍サイクルはモリエル線図上では図４のようになる。この図４に示すように、定圧弁２５の作用によって、室内蒸発器２０内の冷媒圧力は一定の圧力に維持される。具体的に、室内蒸発器２０内の冷媒圧力は、室内蒸発器２０のフロストを防止できるように、０℃飽和圧力よりも高い所定圧力に維持される。
【００９４】
また、第３除湿暖房モードでは、電子制御装置４０は、第１除湿暖房モードと同様に、圧縮機１１の回転速度を制御し、エアミックスドア３６により冷風バイパス通路３５を閉塞する。例えば、電子制御装置４０は、圧縮機１１の回転速度を上昇させて圧縮機１１の圧縮動力を増加させることにより、室内凝縮器１２が冷媒から放熱させる放熱能力、言い換えれば室内凝縮器１２の暖房能力を増加させることができる。すなわち、室内蒸発器２０のフロストを防止しつつ、暖房能力のコントロールを行うことが可能である。
【００９５】
具体的に説明すると、図４に示すように、電子制御装置４０は、室内蒸発器２０内の冷媒圧力を一定に維持しつつ、圧縮機１１の圧縮動力を増加させることにより、室内凝縮器１２の入口の冷媒状態を点Ｐａから点Ｐｂへ変化させることができる。言い換えれば、室内凝縮器１２へ流入する冷媒のエンタルピを点Ｐａで示す大きさから点Ｐｂで示す大きさへ増加させ、それにより室内凝縮器１２の暖房能力を大きくすることができる。なお、室内凝縮器１２の暖房能力をＷ１とし、室内凝縮器１２内の冷媒流量をＱ１とし、室内凝縮器１２の入口での冷媒のエンタルピをＩｉｎとし、室内凝縮器１２の出口での冷媒のエンタルピをＩｏｕｔとすれば、室内凝縮器１２の暖房能力Ｗ１すなわち室内凝縮器１２での熱交換量Ｗ１は、下記式（３）で算出される。
【００９６】
Ｗ１＝Ｑ１×（Ｉｉｎ−Ｉｏｕｔ）  ・・・（３）
電子制御装置４０は、第３除湿暖房モードでは、第２膨張弁１９の絞り開度が予め定めた第３除湿暖房モード用の所定開度となるように、その絞り開度を調節する電動アクチュエータを制御する。
【００９７】
以上のように、室外熱交換器１５へ冷媒を流さない第３除湿暖房モードでは、室外熱交換器１５の熱交換量が零になる。そのため、外気温度Ｔａｍと各除湿暖房モードで制御可能な室内凝縮器１２の暖房能力との関係は図５のようになる。
【００９８】
図５は、室内蒸発器２０の除湿能力が必要な所定の大きさに維持されている場合において、外気温度Ｔａｍと第１〜第３除湿暖房モードで制御可能な室内凝縮器１２の暖房能力との関係を表したイメージ図である。図５において外気温度Ｔａｍが「高」である場合、例えば外気温度Ｔａｍが０℃よりもある程度高い場合には、前述の第１除湿暖房モードにおいて室外熱交換器１５は凝縮器としてだけでなく蒸発器としても機能し得る。そのため、第３除湿暖房モードが用いられなくても、第１除湿暖房モードおよび第２除湿暖房モードだけで連続的に室内凝縮器１２の暖房能力を変化させることができる。
【００９９】
その一方で、図５において外気温度Ｔａｍが「低」である場合、例えば外気温度Ｔａｍが０℃以下である場合には、室外熱交換器１５は第１除湿暖房モードでは凝縮器としてしか機能しない。その一方で、第２除湿暖房モードでは室外熱交換器１５は常に蒸発器として機能するので、第１除湿暖房モードで実現される暖房能力と第２除湿暖房モードで実現される暖房能力との間に乖離が生じる。
【０１００】
これに対し、室外熱交換器１５へ冷媒を流さない第３除湿暖房モードでは、冷媒が外気とは熱交換されず、第１除湿暖房モードで室外熱交換器１５の熱交換量を零にした場合と同等の暖房能力が得られる。そのため、第３除湿暖房モードでは、図５に示すように、第１除湿暖房モードと第２除湿暖房モードと間の中間的な暖房能力を得ることができる。
【０１０１】
従って、外気温度Ｔａｍが０℃以下であるような低外気温度条件の下でも、車両用空調装置８の運転モードが第１除湿暖房モードと第２除湿暖房モードとに加えて第３除湿暖房モードにも切り替えられることで、必要な除湿能力を維持しつつ、車室内への吹出温度ＴＡＶを滑らかにコントロールすることができる。
【０１０２】
なお、図５において、二点鎖線Ｌ０１よりも上側すなわち矢印ＡＲｅ側は、第１除湿暖房モードまたは第２除湿暖房モードで室外熱交換器１５が蒸発器として機能することを示している。その一方で、二点鎖線Ｌ０１よりも下側すなわち矢印ＡＲｃ側は、第１除湿暖房モードまたは第２除湿暖房モードで室外熱交換器１５が凝縮器として機能することを示している。
【０１０３】
また、図５の外気温度Ｔａｍが「低」である場合に示すように、目標吹出温度ＴＡＯを実現する暖房能力が、第１除湿暖房モードと第２除湿暖房モードとの何れであっても得られない場合に、車両用空調装置８の運転モードは第３除湿暖房モードとされる必要がある。また、前述の図３から、外気温度Ｔａｍが図３の閾値Ｔａｍ１以上である場合には上記運転モードは第３除湿暖房モードとされることがない。従って、図３に示す外気温度Ｔａｍと第１判定値Ｔ１および第２判定値Ｔ２との関係は、外気温度Ｔａｍがその閾値Ｔａｍ１以上である場合において第１除湿暖房モードと第２除湿暖房モードとの間で暖房能力に乖離が生じることのないように設定されている。
【０１０４】
図２のＳ７５０では、電子制御装置４０は、車両用空調装置８の運転モードを暖房モードに決定する。本実施形態の暖房モードでは、前述の特許文献１に開示された第１実施形態の暖房モードと同様の制御を行う。
【０１０５】
例えば、暖房モードでは、電子制御装置４０は、図１に示す第１開閉弁１７を開状態として第２冷媒通路１６を開く一方で、第２開閉弁２３によりバイパス通路２２を遮断する。また、第１膨張弁１４を絞り状態とする。更に、第２膨張弁１９を全閉状態とし、それにより室内蒸発器２０への冷媒の流入を阻止する。そして、第１膨張弁１４を絞り状態とする。これにより、電子制御装置４０は、図１の黒塗矢印で示すように、圧縮機１１から吐出された冷媒が、室内凝縮器１２、第１膨張弁１４、室外熱交換器１５、第１開閉弁１７、アキュムレータ２１の順に流れて圧縮機１１に戻る暖房循環経路を成立させる。この暖房循環経路では、室外熱交換器１５は蒸発器として機能する。
【０１０６】
また、暖房モードでは、電子制御装置４０は、第２除湿暖房モードと同様に、車室内への吹出温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯへ近付くように、圧縮機１１の回転速度を制御し、エアミックスドア３６により冷風バイパス通路３５を閉塞する。
【０１０７】
また、電子制御装置４０は、第１膨張弁１４へ流入する冷媒の過冷却度が、ＣＯＰを最大値に近づけるように予め定められた目標過冷却度に近づくように、第１膨張弁１４の絞り開度を制御する。その第１膨張弁１４へ流入する冷媒の過冷却度は、例えば、第１温度センサ４２により検出される室内凝縮器１２の出口の冷媒温度と、第１圧力センサ４４により検出される室内凝縮器１２の出口の冷媒圧力とから算出される。
【０１０８】
以上のように、暖房モードでは、室内凝縮器１２にて圧縮機１１から吐出された高圧冷媒の有する熱を車室内送風空気に放熱させるとともに、ヒータコア３４にて冷却水が有する熱を車室内送風空気に放熱させて、加熱された車室内送風空気を車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の暖房を実現することができる。
【０１０９】
上述した図２のフローチャートに従って車両用空調装置８の運転モードが切り替えられることに伴い、冷凍サイクル装置１０において冷媒が流れる冷媒流路、言い換えれば冷媒経路が切り替えられる。詳細に言えば、その冷媒経路は、図１に示す第１開閉弁１７および第２開閉弁２３の開閉動作と逆止弁２４の機能とによって、冷房循環経路と第１循環経路と第２循環経路と第３循環経路と暖房循環経路との何れか１つに切り替えられる。このように、本実施形態では、第１開閉弁１７と第２開閉弁２３と逆止弁２４とは、冷凍サイクル装置１０で冷媒が流れる冷媒経路を切り替える経路切替装置として機能する。
【０１１０】
上述したように、本実施形態によれば、冷凍サイクル装置１０は、上述の第１循環経路と第２循環経路とに加え、第３循環経路も成立させることができる。そのため、その第３循環経路により、第１循環経路および第２循環経路だけでは実現できない動作範囲で動作可能な冷媒回路構成を実現することできる。その第１循環経路および第２循環経路だけでは実現できない動作範囲とは、例えば図５で言えば、外気温度Ｔａｍが「低」である場合に第１除湿暖房モードと第２除湿暖房モードとの間に存在する暖房能力の範囲である。
【０１１１】
また、本実施形態によれば、図５に示すように、第３除湿暖房モードでは、第１除湿暖房モードにおける室内凝縮器１２の暖房能力と第２除湿暖房モードにおける室内凝縮器１２の暖房能力との間の中間的な暖房能力を得ることができる。そして、電子制御装置４０は、車両用空調装置８の除湿運転を行う際に、車両用空調装置８の運転モードを第１除湿暖房モードおよび第２除湿暖房モードだけでなく第３除湿暖房モードにも切り替えることができる。従って、図５において外気温度Ｔａｍが「低」である場合のように第１除湿暖房モードと第２除湿暖房モードとの間で暖房能力に乖離が生じる場合に、第３除湿暖房モードでは、必要な除湿能力を維持しつつ、暖房能力の乖離を埋めるように車両用空調装置８の除湿運転を行うことができる。すなわち、車両用空調装置８の運転モードを第１〜第３除湿暖房モードの何れかに適宜切り替えることで、暖房能力を滑らかに変化させることができ、車室内への吹出温度ＴＡＶ変化における段差を抑えその吹出温度ＴＡＶを暖房能力に応じて滑らかに変化させることができる。
【０１１２】
また、本実施形態によれば、図３に示すように、電子制御装置４０は、外気温度Ｔａｍが所定の閾値Ｔａｍ１（図３参照）よりも低い場合には、第１判定値Ｔ１を第２判定値Ｔ２よりも低い温度に設定する一方で、外気温度Ｔａｍがその閾値Ｔａｍ１以上である場合には、第１判定値Ｔ１を第２判定値Ｔ２と同じ温度に設定する。そして、図２および図３に示すように、電子制御装置４０は、除湿運転をする際には、目標吹出温度ＴＡＯが第１判定値Ｔ１よりも低い場合に車両用空調装置８の運転モードを第１除湿暖房モードに切り替え、目標吹出温度ＴＡＯが第２判定値Ｔ２よりも高い場合に第２除湿暖房モードに切り替え、目標吹出温度ＴＡＯが第１判定値Ｔ１以上であって且つ第２判定値Ｔ２以下である場合に第３除湿暖房モードに切り替える。
【０１１３】
すなわち、電子制御装置４０は、外気温度Ｔａｍが上記閾値Ｔａｍ１以上である場合には運転モードを第３除湿暖房モードに切り替えることがないが、外気温度Ｔａｍがその閾値Ｔａｍ１よりも低い場合には第１、第２、第３除湿暖房モードの何れかに切り替える。例えば、車室内への吹出温度ＴＡＶを用いて表現すれば、その吹出温度ＴＡＶは目標吹出温度ＴＡＯに一致するように調節されるので、外気温度Ｔａｍが閾値Ｔａｍ１よりも低い場合において、電子制御装置４０は、吹出温度ＴＡＶを第３除湿暖房モードでの除湿運転時よりも高くする場合には、運転モードを第２除湿暖房モードに切り替える。その一方で、吹出温度ＴＡＶを第３除湿暖房モードでの除湿運転時よりも低くする場合には第１除湿暖房モードに切り替える。
【０１１４】
このように、たとえば図５において外気温度Ｔａｍが「高」である場合に第３除湿暖房モードが選択されることはないが、外気温度Ｔａｍが「低」である場合には第３除湿暖房モードが選択されることとなるので、吹出温度ＴＡＶを滑らかに変化させる上で必要に応じて、第３除湿暖房モードにより除湿運転を行うことができる。
【０１１５】
また、本実施形態によれば、図３のマップは、外気温度Ｔａｍが高いほど第１判定値Ｔ１と第２判定値Ｔ２との差が縮小するように予め定められている。すなわち、電子制御装置４０は、除湿運転時には、第３除湿暖房モードで実現される吹出温度ＴＡＶの最高温度と最低温度との差が外気温度Ｔａｍが高いほど縮小するように、第１、第２、第３除湿暖房モードを択一的に切り替える。従って、第１除湿暖房モードで実現される暖房能力と第２除湿暖房モードで実現される暖房能力との間に生じる暖房能力の乖離が外気温度Ｔａｍが高いほど縮小すること合わせて、その暖房能力の乖離を補うように第３除湿暖房モードで除湿運転をすることが可能である。
【０１１６】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第１実施形態と異なる点を主として説明し、第１実施形態と同一または均等な部分については省略または簡略化して説明する。後述の第３実施形態でも同様である。
【０１１７】
図６は、第２実施形態に係る車両用空調装置８の概略構成図である。前述の第１実施形態では、冷凍サイクル装置１０は、第２開閉弁２３と逆止弁２４を備えているが、本実施形態では、図６に示すように、第２開閉弁２３と逆止弁２４とに替えて三方弁５６を備えている。そして、この三方弁５６および第１開閉弁１７は、冷凍サイクル装置１０で冷媒が流れる経路を切り替える経路切替装置として機能する。なお、図６では、簡潔に表示するために、各センサと電子制御装置４０とを省略して図示している。このことは、後述の図７でも同様である。
【０１１８】
三方弁５６は、電子制御装置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電気式三方弁である。三方弁５６は、冷媒流路を切り替える切替弁であり、第３冷媒通路１８において室外熱交換器１５と第２膨張弁１９との間に配置されている。さらに、三方弁５６は、室外熱交換器１５の出口側を第２膨張弁１９の入口側へ接続する一方でバイパス通路２２の出口側を閉塞する第１接続状態と、室外熱交換器１５の出口側を閉塞する一方でバイパス通路２２の出口側を第２膨張弁１９の入口側へ接続する第２接続状態とに択一的に切り替えられる。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【０１１９】
そして、本実施形態でも第１実施形態と同様に、車両用空調装置８の運転モードは、暖房モードと冷房モードと第１除湿暖房モードと第２除湿暖房モードと第３除湿暖房モードとの何れかに切り替えられる。
【０１２０】
具体的に、暖房モードでは、電子制御装置４０は、第１開閉弁１７にて第２冷媒通路１６を開く。それと共に、電子制御装置４０は、室外熱交換器１５の出口側と第２膨張弁１９の入口側とを接続する一方でバイパス通路２２を閉塞するように三方弁５６を作動させる。そして、第１膨張弁１４を絞り状態とし、第２膨張弁１９を全閉状態とする。これにより、暖房モードでは、図６の黒塗矢印で示すように冷媒が流れる前述の暖房循環経路が成立する。
【０１２１】
また、冷房モードでは、電子制御装置４０は、第１開閉弁１７にて第２冷媒通路１６を閉じる。それと共に、電子制御装置４０は、室外熱交換器１５の出口側と第２膨張弁１９の入口側とを接続する一方でバイパス通路２２を閉塞するように三方弁５６を作動させる。そして、第１膨張弁１４を全開状態として、第２膨張弁１９を絞り状態とする。これにより、冷房モードでは、図６の白抜矢印で示すように冷媒が流れる前述の冷房循環経路が成立する。
【０１２２】
また、第１除湿暖房モードでは、電子制御装置４０は、第１開閉弁１７にて第２冷媒通路１６を閉じる。それと共に、電子制御装置４０は、室外熱交換器１５の出口側と第２膨張弁１９の入口側とを接続する一方でバイパス通路２２を閉塞するように三方弁５６を作動させる。そして、第１膨張弁１４および第２膨張弁１９をそれぞれ絞り状態または全開状態とする。これにより、第１除湿暖房モードでは、図６の白抜横線矢印に示すように冷媒が流れる前述の第１循環経路が成立する。
【０１２３】
また、第２除湿暖房モードでは、電子制御装置４０は、第１開閉弁１７にて第２冷媒通路１６を開く。それと共に、電子制御装置４０は、バイパス通路２２の出口側と第２膨張弁１９の入口側とを接続する一方で室外熱交換器１５の出口側を閉塞するように三方弁５６を作動させる。そして、第１膨張弁１４および第２膨張弁１９をそれぞれ絞り状態とする。これにより、第２除湿暖房モードでは、図６の白抜斜線矢印に示すように冷媒が流れる前述の第２循環経路が成立する。
【０１２４】
また、第３除湿暖房モードでは、電子制御装置４０は、第１開閉弁１７にて第２冷媒通路１６を閉じる。それと共に、電子制御装置４０は、バイパス通路２２の出口側と第２膨張弁１９の入口側とを接続する一方で室外熱交換器１５の出口側を閉塞するように三方弁５６を作動させる。そして、第１膨張弁１４を全閉状態とし、第２膨張弁１９を絞り状態とする。これにより、第３除湿暖房モードでは、図６の点ハッチングの矢印に示すように冷媒が流れる前述の第３循環経路が成立する。
【０１２５】
このように第１開閉弁１７および三方弁５６が作動することにより、前述の第１実施形態と同様に、車両用空調装置８の運転モードを暖房モード、冷房モード、第１除湿暖房モード、第２除湿暖房モード、または第３除湿暖房モードに切り替えることができる。従って、本実施形態でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１２６】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第１実施形態と異なる点を主として説明する。図７は、第３実施形態に係る車両用空調装置８の概略構成図である。
【０１２７】
前述の第１実施形態では、冷凍サイクル装置１０は、第２開閉弁２３を備えているが、本実施形態では、図７に示すように、第２開閉弁２３に替えて三方弁６０を備えている。そして、この三方弁６０、第１開閉弁１７、および逆止弁２４は、冷凍サイクル装置１０で冷媒が流れる経路を切り替える経路切替装置として機能する。
【０１２８】
三方弁６０は、電子制御装置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電気式三方弁である。そして、三方弁６０は、冷媒流路を切り替える切替弁であり、その三方弁６０の切替パターンを示した図８のように、３つの接続状態に切り替えられる。すなわち、三方弁６０は、図８（ａ）のように室内凝縮器１２の出口側と第１膨張弁１４の入口側とを接続する一方でバイパス通路２２の入口側を閉塞する第１接続状態と、図８（ｂ）のように室内凝縮器１２の出口側と第１膨張弁１４の入口側とバイパス通路２２の入口側とを接続する第２接続状態と、図８（ｃ）のように室内凝縮器１２の出口側とバイパス通路２２の入口側とを接続する一方で第１膨張弁１４の入口側を閉塞する第３接続状態との何れか１つの接続状態に切り替えられる。その他の構成は第１実施形態と同様である。なお、図８において図の天地に対する三方弁６０の表示方向は図７と同じである。
【０１２９】
そして、本実施形態でも第１実施形態と同様に、車両用空調装置８の運転モードは、暖房モードと冷房モードと第１除湿暖房モードと第２除湿暖房モードと第３除湿暖房モードとの何れかに切り替えられる。
【０１３０】
具体的に、暖房モードでは、電子制御装置４０は、図７に示す第１開閉弁１７にて第２冷媒通路１６を開く。それと共に、電子制御装置４０は、三方弁６０が図８（ａ）の第１接続状態になるように三方弁６０を作動させる。そして、第１膨張弁１４を絞り状態とし、第２膨張弁１９を全閉状態とする。これにより、暖房モードでは、図７の黒塗矢印で示すように冷媒が流れる前述の暖房循環経路が成立する。
【０１３１】
また、冷房モードでは、電子制御装置４０は、第１開閉弁１７にて第２冷媒通路１６を閉じる。それと共に、電子制御装置４０は、三方弁６０が図８（ａ）の第１接続状態になるように三方弁６０を作動させる。そして、第１膨張弁１４を全開状態として、第２膨張弁１９を絞り状態とする。これにより、冷房モードでは、図７の白抜矢印で示すように冷媒が流れる前述の冷房循環経路が成立する。
【０１３２】
また、第１除湿暖房モードでは、電子制御装置４０は、第１開閉弁１７にて第２冷媒通路１６を閉じる。それと共に、電子制御装置４０は、三方弁６０が図８（ａ）の第１接続状態になるように三方弁６０を作動させる。そして、第１膨張弁１４および第２膨張弁１９をそれぞれ絞り状態または全開状態とする。これにより、第１除湿暖房モードでは、図７の白抜横線矢印に示すように冷媒が流れる前述の第１循環経路が成立する。
【０１３３】
また、第２除湿暖房モードでは、電子制御装置４０は、第１開閉弁１７にて第２冷媒通路１６を開く。それと共に、電子制御装置４０は、三方弁６０が図８（ｂ）の第２接続状態になるように三方弁６０を作動させる。そして、第１膨張弁１４および第２膨張弁１９をそれぞれ絞り状態とする。これにより、第２除湿暖房モードでは、図７の白抜斜線矢印に示すように冷媒が流れる前述の第２循環経路が成立する。
【０１３４】
また、第３除湿暖房モードでは、電子制御装置４０は、第１開閉弁１７にて第２冷媒通路１６を閉じる。それと共に、電子制御装置４０は、三方弁６０が図８（ｃ）の第３接続状態になるように三方弁６０を作動させる。そして、第２膨張弁１９を絞り状態とする。これにより、第３除湿暖房モードでは、図７の点ハッチングの矢印に示すように冷媒が流れる前述の第３循環経路が成立する。なお、この第３除湿暖房モードでは、室外熱交換器１５の入口側への冷媒流れは三方弁６０によって遮断されるので、第１膨張弁１４は、前述の第１実施形態とは異なり全閉状態にされる必要はない。
【０１３５】
このように第１開閉弁１７および三方弁６０が作動することにより、前述の第１実施形態と同様に、車両用空調装置８の運転モードを暖房モード、冷房モード、第１除湿暖房モード、第２除湿暖房モード、または第３除湿暖房モードに切り替えることができる。従って、本実施形態でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１３６】
（他の実施形態）
（１）上述の各実施形態では、エアコンスイッチがオフである場合には車両用空調装置８の運転モードが暖房モードに切り替えられ、エアコンスイッチがオンである場合には冷房モードまたは除湿暖房モードに切り替えられるが、運転モードの切替えはこれに限定されるものではない。例えば、操作パネルに各運転モードを設定する運転モード設定スイッチを設け、その運転モード設定スイッチの操作信号に応じて、暖房モードと冷房モードと除湿暖房モードとを切り替えるようにしてもよい。
【０１３７】
（２）上述の各実施形態では、暖房モード、冷房モード、および除湿暖房モードの各運転モード時に、電子制御装置４０が、室内凝縮器１２およびヒータコア３４の空気通路、および冷風バイパス通路３５のいずれか一方を閉塞するようにエアミックスドア３６を作動させる例について説明したが、エアミックスドア３６の作動はこれに限定されない。
【０１３８】
例えば、エアミックスドア３６が室内凝縮器１２およびヒータコア３４の空気通路、および冷風バイパス通路３５の双方を開放するようにしてもよい。そして、室内凝縮器１２およびヒータコア３４の空気通路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で、車室内への吹出空気の温度を調整するようにしてもよい。このような、温度調整は、車室内送風空気の温度を微調整し易い点で有効である。
【０１３９】
（３）上述の各実施形態では、室内空調ユニット３０の内部にヒータコア３４を配置する構成としているが、エンジン等の外部熱源が不足するような場合には、ヒータコア３４を廃止し、あるいは電気ヒータ等へ置き換えるようにしてもよい。
【０１４０】
（４）上述の各実施形態では、定圧弁２５は、その内部の機械的な作動により定圧弁２５の入口側の冷媒圧力を一定に保持するが、電磁弁のような電気式の制御弁であってもよい。
【０１４１】
（５）上述の各実施形態では、車両用空調装置８に本発明の冷凍サイクル装置１０を適用する例を説明したが、これに限定されず、例えば、据置き型の空調装置等に適用してもよい。
【０１４２】
（６）上述の各実施形態において、第１膨張弁１４は、全閉状態になることによって冷媒流れを遮断する機能を備えているが、第１膨張弁１４が冷媒流れを遮断する機能を備えずに、冷凍サイクル装置１０は第１膨張弁１４と直列に配設された開閉弁を備えていても差し支えない。第２膨張弁１９についても同様である。
【０１４３】
（７）上述の実施形態において、図２のフローチャートに示す各ステップの処理はコンピュータプログラムによって実現されるものであるが、ハードロジックで構成されるものであっても差し支えない。
【０１４４】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１４５】
１０      冷凍サイクル装置
１１      圧縮機
１２      室内凝縮器（放熱器）
１４      第１膨張弁
１５      室外熱交換器
１７      第１開閉弁（流路切替装置）
１９      第２膨張弁
２０      室内蒸発器
２３      第２開閉弁（流路切替装置）
２４      逆止弁（流路切替装置）
【図１】
2015030310.tif 000003
【図２】
2015030310.tif 000004
【図３】
2015030310.tif 000005
【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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