(57)【要約】  ヒートポンプサイクルは、圧縮機（１１）と、送風空気を加熱する第１室内熱交換器（１２）と、圧縮機を出た冷媒のうち潤滑油を除いた気相冷媒と残りの冷媒とを分離する分離器（１４）と、分離器から流出した残りの冷媒と外気との間で熱交換する室外熱交換器（２０）と、空気流を冷却する第２室内熱交換器（２３）と、制御弁（１３）と、アキュムレータ（２４）と、第２室内熱交換器をバイパスしてアキュムレータの入口側に接続する第１バイパス通路（２５）と、を備える。ヒートポンプサイクルは、分離器から流出した気相冷媒を第２室内熱交換器に溜めつつ、圧縮機、第１室内熱交換器、制御弁、分離器、室外熱交換器、第１バイパス通路、アキュムレータを含む冷媒回路に冷媒を循環させた状態で、制御弁によって冷媒を減圧させるように第１室内熱交換器の出口および分離器の入口の間の冷媒流路の開度を制御して第１室内熱交換器において空気流を加熱する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑油を含む冷媒を吸入するとともに、この吸入した冷媒を圧縮して高圧冷媒として吐出する圧縮機（１１）と、
室内に向けて送風される空気流を前記高圧冷媒により加熱する第１室内熱交換器（１２）と、
前記圧縮機から吐出される冷媒のうち前記潤滑油を除いた気相冷媒と前記気相冷媒以外の残りの冷媒とを分離する分離器（１４）と、
前記分離器から流出した前記残りの冷媒と外気との間で熱交換する室外熱交換器（２０）と、
前記室外熱交換器を通過した冷媒により前記空気流を冷却する第２室内熱交換器（２３）と、
前記第１室内熱交換器の出口および前記分離器の入口の間の冷媒流路の開度を制御する第１制御弁（１３）と、
前記室外熱交換器の出口および前記第２室内熱交換器の入口の間の冷媒流路の開度を制御する第２制御弁（２２）と、
前記第２室内熱交換器から流出した冷媒を液相冷媒と気相冷媒とに分離して、前記液相冷媒を溜めつつ、前記気相冷媒を前記圧縮機に供給するアキュムレータ（２４）と、
前記第２室内熱交換器および前記第２制御弁をバイパスして前記アキュムレータの入口および前記室外熱交換器の出口の間を接続する第１バイパス通路（２５）と、
前記分離器から流出した前記気相冷媒を前記第２室内熱交換器に溜めつつ、前記圧縮機、前記第１室内熱交換器、前記第１制御弁、前記分離器、前記室外熱交換器、前記第１バイパス通路、前記アキュムレータを含む冷媒回路に前記冷媒を循環させた状態で、前記第１制御弁によって前記冷媒を減圧させるように前記第１室内熱交換器の出口および前記分離器の入口の間の冷媒流路の開度を制御して前記第１室内熱交換器において前記空気流を加熱させる制御部（Ｓ１３３）と、を備えるヒートポンプサイクル。
【請求項２】
前記分離器に設けられて、前記潤滑油を除いた気相冷媒が流出する気相流出ポート（１４ａ）と、
前記気相流出ポートおよび前記第２室内熱交換器の間を前記室外熱交換器および前記第２制御弁を迂回して接続する第２バイパス通路（５０）と、
前記第２バイパス通路を開閉する開閉弁（６０）と、
前記制御部が前記第１制御弁によって前記冷媒を減圧させるように前記第１室内熱交換器の出口および前記分離器の入口の間の冷媒流路の開度を制御するときに、前記開閉弁を制御して前記第２バイパス通路を開けて、前記分離器の前記気相流出ポートから流出した前記気相冷媒を前記開閉弁、および前記第２バイパス通路を通して前記第２室内熱交換器に流して前記気相冷媒を前記第２室内熱交換器に溜める制御を行う冷媒溜め部（Ｓ１３３）と、
を備える請求項１に記載のヒートポンプサイクル。
【請求項３】
前記制御部によって前記第１制御弁を制御することを所定期間継続して実施させる実施部（Ｓ１３２）を備える請求項２に記載のヒートポンプサイクル。
【請求項４】
前記制御部が前記第１制御弁を制御した後に、前記開閉弁を制御して前記第２バイパス通路を閉じて前記冷媒回路に前記冷媒を循環させつつ、前記第１制御弁において前記冷媒を減圧させるように前記第１室内熱交換器の出口および前記分離器の入口の間の冷媒流路の開度を制御して、前記第１室内熱交換器において前記空気流を加熱させる制御を行う加熱部（Ｓ１３４）を備える請求項２または３に記載のヒートポンプサイクル。
【請求項５】
前記加熱部が前記第１制御弁を制御しているとき、前記冷媒回路内の冷媒量が必要冷媒量未満であるか否かを判定する冷媒量判定部（Ｓ１３５）と、
前記第２室内熱交換器の出口および前記アキュムレータの入口の間を開閉する第３制御弁（６１）と、
前記冷媒回路内の冷媒量が必要冷媒量未満であると前記冷媒量判定部が判定したときには、前記第３制御弁を制御して前記第２室内熱交換器の出口および前記アキュムレータの入口の間を開けて前記第２室内熱交換器からの冷媒を前記第３制御弁を通して前記アキュムレータに供給して、前記冷媒回路内の冷媒量を増加する制御を行う冷媒供給部（Ｓ１３６）と、を備える請求項４に記載のヒートポンプサイクル。
【請求項６】
前記冷媒量判定部は、前記室外熱交換器から流れ出た冷媒が正の過熱度を持つ過熱状態であるか否かを判定することにより、前記冷媒回路内の冷媒量が前記必要冷媒量未満であるか否かを判定する請求項５に記載のヒートポンプサイクル。
【請求項７】
潤滑油を含む冷媒を吸入するとともに、この吸入した冷媒を圧縮して高圧冷媒として吐出する圧縮機（１１）と、
室内に向けて送風される空気流を前記高圧冷媒により加熱する第１室内熱交換器（１２）と、
前記圧縮機から吐出される冷媒のうち前記潤滑油を除いた気相冷媒と前記気相冷媒以外の残りの冷媒とを分離する分離器（１４）と、
前記分離器から流出した前記残りの冷媒と外気との間で熱交換する室外熱交換器（２０）と、
前記室外熱交換器を通過した冷媒により前記空気流を冷却する第２室内熱交換器（２３）と、
前記第１室内熱交換器の出口および前記分離器の入口の間の冷媒流路の開度を制御する第１制御弁（１３）と、
前記室外熱交換器の出口および前記第２室内熱交換器の入口の間の冷媒流路の開度を制御する第２制御弁（２２）と、
前記第２室内熱交換器から流出した冷媒を液相冷媒と気相冷媒とに分離して、前記液相冷媒を溜めつつ、前記気相冷媒を前記圧縮機に供給するアキュムレータ（２４）と、
前記分離器から流出した前記気相冷媒を前記第１室内熱交換器に溜めつつ、前記圧縮機、前記分離器、前記室外熱交換器、前記第２制御弁、前記第２室内熱交換器、前記アキュムレータを含む冷媒回路に前記冷媒を循環させた状態で、前記第２制御弁によって前記冷媒を減圧させるように前記室外熱交換器の出口および前記第２室内熱交換器の入口の間の冷媒流路の開度を制御して前記第２室内熱交換器において前記空気流を冷却させる制御部（Ｓ１１３）と、を備えるヒートポンプサイクル。
【請求項８】
前記分離器に設けられて、前記潤滑油を除いた気相冷媒が流出する気相流出ポート（１４ａ）と、
前記気相流出ポートおよび前記第１室内熱交換器の間を前記第１制御弁を迂回して接続する第１バイパス通路（５０）と、
前記第１バイパス通路を開閉する第１バイパス開閉弁（６０、７１）と、
前記第１バイパス開閉弁を制御して前記第１バイパス通路を開けて、前記分離器から流出した前記気相冷媒を前記第１バイパス開閉弁、および前記第１バイパス通路を通して前記第１室内熱交換器に流して前記気相冷媒を前記第１室内熱交換器に溜める制御を行う冷媒溜め部（Ｓ１１３）と、を備える請求項７に記載のヒートポンプサイクル。
【請求項９】
前記制御部によって前記第２制御弁を制御することを所定期間継続して実施させる実施部（Ｓ１１２）を備える請求項８に記載のヒートポンプサイクル。
【請求項１０】
前記制御部が前記第２制御弁を制御した後に、前記第１バイパス開閉弁を制御して前記第１バイパス通路を閉じて前記冷媒回路に前記冷媒を循環させつつ、前記第２制御弁において前記冷媒を減圧させるように前記室外熱交換器の出口および前記第２室内熱交換器の入口の間の冷媒流路の開度を制御して、前記第２室内熱交換器において前記空気流を冷却させる制御を行う冷却部（Ｓ１１４）を備える請求項９に記載のヒートポンプサイクル。
【請求項１１】
前記冷却部が前記第２制御弁を制御しているとき、前記冷媒回路内の冷媒量が必要冷媒量未満であるか否かを判定する冷媒量判定部（Ｓ１１５）と、
前記第１室内熱交換器と前記アキュムレータとの間を前記分離器、前記室外熱交換器、および前記第２室内熱交換器を迂回して接続する第２バイパス通路（５０）と、
前記第２バイパス通路を開閉する第２バイパス開閉弁（７１）と、
前記冷媒回路内の冷媒量が必要冷媒量未満であると前記冷媒量判定部が判定したときには、前記第２バイパス開閉弁を制御して前記第１室内熱交換器の出口および前記アキュムレータの間の冷媒流路を開けて前記第１室内熱交換器からの冷媒を前記バイパス開閉弁を通して前記アキュムレータに供給することにより、前記冷媒回路内の冷媒量を増加する制御を行う冷媒供給部（Ｓ１１６）と、
を備える請求項１０に記載のヒートポンプサイクル。
【請求項１２】
前記第２冷媒量判定部は、前記第２室内熱交換器から流れ出た冷媒が正の過熱度を持つ過熱状態であるか否かを判定することにより、前記冷媒回路内の前記冷媒量が必要冷媒量未満であるか否かを判定する請求項１１に記載のヒートポンプサイクル。
【請求項１３】
潤滑油を含む冷媒を吸入するとともに、この吸入した冷媒を圧縮して高圧冷媒として吐出する圧縮機（１１）と、
室内に向けて送風される空気流を前記高圧冷媒により加熱する第１室内熱交換器（１２）と、
前記圧縮機から吐出される冷媒のうち前記潤滑油を除いた気相冷媒と前記気相冷媒以外の残りの冷媒とを分離する分離器（１４）と、
前記分離器から流出した前記残りの冷媒と外気との間で熱交換する室外熱交換器（２０）と、
前記室外熱交換器を通過した冷媒により前記空気流を冷却する第２室内熱交換器（２３）と、
前記第１室内熱交換器の出口および前記分離器の入口の間の冷媒流路の開度を制御する第１制御弁（１３）と、
前記室外熱交換器の出口および前記第２室内熱交換器の入口の間の冷媒流路の開度を制御する第２制御弁（２２）と、
前記第２室内熱交換器から流出した冷媒を液相冷媒と気相冷媒とに分離して、前記液相冷媒を溜めつつ、前記気相冷媒を前記圧縮機に供給するアキュムレータ（２４）と、
前記第２室内熱交換器および前記第２制御弁をバイパスして前記アキュムレータの入口および前記室外熱交換器の出口の間を接続する第１バイパス通路（２５）と、
前記室内を暖房する暖房モード、および前記室内を冷房する冷房モードのうちいずれの空調モードを実施するべきかを判定する空調モード判定部（Ｓ１００）と、
前記暖房モードを実施するべきであると前記空調モード判定部が判定したとき、前記分離器から流出した前記気相冷媒を前記第２室内熱交換器に溜めつつ、前記圧縮機、前記第１室内熱交換器、前記第１制御弁、前記分離器、前記室外熱交換器、前記第１バイパス通路、前記アキュムレータを含む第１冷媒回路に前記冷媒を循環させた状態で、前記第１制御弁によって前記冷媒を減圧させるように前記第１室内熱交換器の出口および前記分離器の入口の間の冷媒流路の開度を制御して前記第１室内熱交換器において前記空気流を加熱させる第１制御部（Ｓ１３３）と、
前記冷房モードを実施するべきであると前記空調モード判定部が判定したとき、前記分離器から流出した前記気相冷媒を前記第１室内熱交換器に溜めつつ、前記圧縮機、前記分離器、前記室外熱交換器、前記第２制御弁、前記第２室内熱交換器、前記アキュムレータを含む第２冷媒回路に前記冷媒を循環させた状態で、前記第２制御弁によって前記冷媒を減圧させるように前記室外熱交換器の出口および前記第２室内熱交換器の入口の間の冷媒流路の開度を制御して前記第２室内熱交換器において前記空気流を冷却させる第２制御部（Ｓ１１３）と、
を備えるヒートポンプサイクル。
【請求項１４】
前記分離器に設けられて、前記潤滑油を除いた気相冷媒が流出する気相流出ポート（１４ａ）と、
前記第１室内熱交換器および前記第２室内熱交換器のうち一方の室内熱交換器と前記気相流出ポートとの間を接続するとともに、他方の室内熱交換器と前記気相流出ポートとの間を開放する第１切替弁（７１）と、
前記第１室内熱交換器および前記分離器のうち一方の機器の入口と前記圧縮機の出口とを接続し、前記第１室内熱交換器および前記分離器のうち前記一方の機器を除いた他方の機器の入口と前記圧縮機の出口とを開放する第２切替弁（７０）と、
前記暖房モードを実施するべきであると前記空調モード判定部が判定したとき、前記第１切替弁を制御して前記気相流出ポートおよび前記第２室内熱交換器の間を接続させ、かつ前記第２切替弁を制御して前記圧縮機の出口と前記第１室内熱交換器の入口とを接続することにより、前記圧縮機から吐出される冷媒を前記第２切替弁を通して前記第１室内熱交換器に供給しつつ、前記分離器の前記気相流出ポートからの前記気相冷媒を前記第１切替弁を通して前記第２室内熱交換器に供給する第１切替制御部（Ｓ１３３）と、
前記冷房モードを実施するべきであると前記空調モード判定部が判定したとき、前記第１切替弁を制御して前記気相流出ポートおよび前記第１室内熱交換器の間を接続させ、かつ前記第２切替弁を制御して前記圧縮機の出口と前記分離器の入口とを接続することにより、前記圧縮機から吐出される冷媒を前記第２切替弁を通して前記分離器に供給しつつ、前記分離器の前記気相流出ポートからの前記気相冷媒を前記第１切替弁を通して前記第１室内熱交換器に供給する第２切替制御部（Ｓ１１３）と、を備える請求項１３に記載のヒートポンプサイクル。
【発明の詳細な説明】
【関連出願への相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１５年２月９日に出願された日本特許出願番号２０１５−２３２１７号に基づくもので、ここにその記載内容が参照により組み入れられる。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、ヒートポンプサイクルに関するものである。
【背景技術】
【０００３】
従来、車載空調装置用のヒートポンプサイクルでは、圧縮機、加熱用室内熱交換器、冷却用室内熱交換器、第１、第２の膨張弁、室外熱交換器、第１、第２の電磁弁、第１、第２のバイパス通路、およびアキュムレータを備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。【０００４】
このものにおいて、加熱用室内熱交換器は、圧縮機から吐出される高圧冷媒により車室内空気を加熱する。第１膨張弁は、加熱用室内熱交換器の出口および室外熱交換器の入口の間の冷媒流路の開度を制御する。室外熱交換器は、第１膨張弁を通過した冷媒および外気の間で熱交換する。【０００５】
第２の膨張弁は、室外熱交換器の出口および冷却用室内熱交換器の入口の間の冷媒流路の開度を制御する。冷却用室内熱交換器は、第２の膨張弁によって減圧された冷媒により車室内空気を冷却する。【０００６】
アキュムレータは、冷却用室内熱交換器を通過した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して液相冷媒を余剰冷媒として溜めるとともに、気相冷媒を圧縮機の入口に供給する。余剰冷媒は、冷房モードや暖房モード等を作動させる上で必要の無い冷媒である。【０００７】
第１バイパス通路は、室外熱交換器の出口とアキュムレータの入口との間を冷却用室内熱交換器および第２膨張弁を迂回して接続する。第１電磁弁は、第１バイパス通路を開閉する。第２バイパス通路は、加熱用室内熱交換器の出口および第２膨張弁の入口の間を第１膨張弁および室外熱交換器を迂回して接続する。第２電磁弁は、第２バイパス通路を開閉する。【０００８】
冷房モードでは、第１膨張弁を開弁して第１膨張弁で冷媒に減圧作用が生じない状態にし、第１、第２の電磁弁をそれぞれ閉弁する。更に、第２膨張弁を冷媒に減圧作用を生じる絞り開度にする。このため、圧縮機から吐出される冷媒を、加熱用室内熱交換器、第１膨張弁、室外熱交換器、第２膨張弁、冷却用室内熱交換器、アキュムレータ、圧縮機の順に流す冷媒回路が構成される。【０００９】
暖房モードでは、第１膨張弁を減圧作用が生じる絞り開度にし、第１、第２の電磁弁をそれぞれ開弁し、第２膨張弁を閉弁状態にする。このため、圧縮機から吐出される冷媒を、加熱用室内熱交換器、第１膨張弁、室外熱交換器、第１バイパス通路、第１電磁弁、アキュムレータ、圧縮機の順に流す冷媒回路が構成される。したがって、暖房モードでは、冷却用室内熱交換器には冷媒が通過しなくなる。このため、暖房モードの冷媒回路は、冷房モードの冷媒回路に比べて、冷媒が流通する流路の容量が小さくなる。したがって、暖房モード時の余剰冷媒量は、冷房モードの時の余剰冷媒量に比べて多くなる。【００１０】
そこで、暖房モードでは、アキュムレータに溜める余剰冷媒量を少なくするために、加熱用室内熱交換器を通過した冷媒の一部を、第２電磁弁を通して第２バイパス通路に流す。このことにより、暖房モードでは、第２バイパス通路に余剰冷媒を溜めることができる。したがって、暖房モードにおいて、アキュムレータに溜める余剰冷媒量を少なくすることができるので、アキュムレータの体格の小型化を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１２−２５４６７０号公報
【発明の概要】
【００１２】
一般的に、上記ヒートポンプサイクルに封入される冷媒量としては、冷媒の漏れを考慮して、ヒートポンプサイクルに最大冷凍能力を発揮させる上で冷媒回路を循環させることが必要となる最大循環流量に対して、予め定めた余剰量を加えた量としている。このため、暖房モード以外の冷房モード等でも、アキュムレータに所定量の余剰冷媒を溜めることが必要となり、アキュムレータの体格の小型化の妨げになっている。
【００１３】
さらに、上記ヒートポンプサイクルでは、アキュムレータの小型化を図るために、暖房モードの実施中に第２バイパス通路に余剰冷媒を溜めることができるものの、第２バイパス通路に溜められた冷媒には、潤滑油が含まれている。したがって、暖房モードの実施中に、圧縮機に供給される潤滑油が不足して圧縮機が滑らかに作動しなくなる恐れがある。
【００１４】
本開示は上記点に鑑みて、アキュムレータの小型化を図りつつ、圧縮機に供給される潤滑油が不足することを抑制するようにしたヒートポンプサイクルを提供することを目的とする。
【００１５】
上記目的を達成するための本開示の１つの観点では、ヒートポンプサイクルは、
潤滑油を含む冷媒を吸入するとともに、この吸入した冷媒を圧縮して高圧冷媒として吐出する圧縮機と、
室内に向けて送風される空気流を高圧冷媒により加熱する第１室内熱交換器と、
圧縮機から吐出される冷媒のうち潤滑油を除いた気相冷媒と気相冷媒以外の残りの冷媒とを分離する分離器と、
分離器から流出した残りの冷媒と外気との間で熱交換する室外熱交換器と、
室外熱交換器を通過した冷媒により空気流を冷却する第２室内熱交換器と、
第１室内熱交換器の出口および分離器の入口の間の冷媒流路の開度を制御する第１制御弁と、
室外熱交換器の出口および第２室内熱交換器の入口の間の冷媒流路の開度を制御する第２制御弁と、
第２室内熱交換器から流出した冷媒を液相冷媒と気相冷媒とに分離して、液相冷媒を溜めつつ、気相冷媒を圧縮機に供給するアキュムレータと、
第２室内熱交換器および第２制御弁をバイパスしてアキュムレータの入口および室外熱交換器の出口の間を接続する第１バイパス通路と、
分離器から流出した気相冷媒を第２室内熱交換器に溜めつつ、圧縮機、第１室内熱交換器、第１制御弁、分離器、室外熱交換器、第１バイパス通路、アキュムレータを含む冷媒回路に冷媒を循環させた状態で、第１制御弁によって冷媒を減圧させるように第１室内熱交換器の出口および分離器の入口の間の冷媒流路の開度を制御して第１室内熱交換器において空気流を加熱させる制御部と、を備える。
【００１６】
この観点によれば、分離器から出た気相冷媒を第２室内熱交換器に溜めることができる。このため、アキュムレータにおいて冷媒を溜める容量を小さくすることができる。よって、アキュムレータの体格の小型化を図ることができる。
【００１７】
これに加えて、第２室内熱交換器に溜められる気相冷媒は、分離器において潤滑油が除かれた冷媒である。このため、潤滑油を含む残りの冷媒を圧縮機に供給することができる。よって、圧縮機に供給される潤滑油が不足することを抑制することができる。
【００１８】
以上により、アキュムレータの小型化を図りつつ、圧縮機に供給される潤滑油が不足することを抑制するようにしたヒートポンプサイクルを提供することができる。
【００１９】
本開示の他の観点では、ヒートポンプサイクルは、潤滑油を含む冷媒を吸入するとともに、この吸入した冷媒を圧縮して高圧冷媒として吐出する圧縮機と、
室内に向けて送風される空気流を高圧冷媒により加熱する第１室内熱交換器と、
圧縮機から吐出される冷媒のうち潤滑油を除いた気相冷媒と気相冷媒以外の残りの冷媒とを分離する分離器と、
分離器から流出した残りの冷媒と外気との間で熱交換する室外熱交換器と、
室外熱交換器を通過した冷媒により空気流を冷却する第２室内熱交換器と、
第１室内熱交換器の出口および分離器の入口の間の冷媒流路の開度を制御する第１制御弁と、
室外熱交換器の出口および第２室内熱交換器の入口の間の冷媒流路の開度を制御する第２制御弁と、
第２室内熱交換器から流出した冷媒を液相冷媒と気相冷媒とに分離して、液相冷媒を溜めつつ、気相冷媒を圧縮機に供給するアキュムレータと、
分離器から流出した気相冷媒を第１室内熱交換器に溜めつつ、圧縮機、分離器、室外熱交換器、第２制御弁、第２室内熱交換器、アキュムレータを含む冷媒回路に冷媒を循環させた状態で、第２制御弁によって冷媒を減圧させるように室外熱交換器の出口および第２室内熱交換器の入口の間の冷媒流路の開度を制御して第２室内熱交換器において空気流を冷却させる第２制御部と、を備える。
【００２０】
この観点によれば、分離器から出た気相冷媒を第１室内熱交換器に溜めることができる。このため、アキュムレータにおいて冷媒を溜める容量を小さくすることができる。よって、アキュムレータの体格の小型化を図ることができる。
【００２１】
これに加えて、第１室内熱交換器に溜められる気相冷媒は、分離器において潤滑油が除かれた冷媒である。このため、潤滑油を含む残りの冷媒を圧縮機に供給することができる。よって、圧縮機に供給される潤滑油が不足することを抑制することができる。
【００２２】
以上により、アキュムレータの小型化を図りつつ、圧縮機に供給される潤滑油が不足することを抑制するようにしたヒートポンプサイクルを提供することができる。
【００２３】
本開示の更に他の観点では、ヒートポンプサイクルは、潤滑油を含む冷媒を吸入するとともに、この吸入した冷媒を圧縮して高圧冷媒として吐出する圧縮機と、
室内に向けて送風される空気流を高圧冷媒により加熱する第１室内熱交換器と、
圧縮機から吐出される冷媒のうち潤滑油を除いた気相冷媒と気相冷媒以外の残りの冷媒とを分離する分離器と、
分離器から流出した残りの冷媒と外気との間で熱交換する室外熱交換器と、
室外熱交換器を通過した冷媒により空気流を冷却する第２室内熱交換器と、
第１室内熱交換器の出口および分離器の入口の間の冷媒流路の開度を制御する第１制御弁と、
室外熱交換器の出口および第２室内熱交換器の入口の間の冷媒流路の開度を制御する第２制御弁と、
第２室内熱交換器から流出した冷媒を液相冷媒と気相冷媒とに分離して、液相冷媒を溜めつつ、気相冷媒を圧縮機に供給するアキュムレータと、
第２室内熱交換器および第２制御弁をバイパスしてアキュムレータの入口および室外熱交換器の出口の間を接続する第１バイパス通路と、
室内を暖房する暖房モード、および室内を冷房する冷房モードのうちいずれの空調モードを実施するべきかを判定する空調モード判定部を備え、
暖房モードを実施するべきであると空調モード判定部が判定したとき、分離器から流出した気相冷媒を第２室内熱交換器に溜めつつ、圧縮機、第１室内熱交換器、第１制御弁、分離器、室外熱交換器、第１バイパス通路、アキュムレータを含む第１冷媒回路に冷媒を循環させた状態で、第１制御弁によって冷媒を減圧させるように第１室内熱交換器の出口および分離器の入口の間の冷媒流路の開度を制御して第１室内熱交換器において空気流を加熱させる第１制御部と、
冷房モードを実施するべきであると空調モード判定部が判定したとき、分離器から流出した気相冷媒を第１室内熱交換器に溜めつつ、圧縮機、分離器、室外熱交換器、第２制御弁、第２室内熱交換器、アキュムレータを含む第２冷媒回路に冷媒を循環させた状態で、第２制御弁によって冷媒を減圧させるように室外熱交換器の出口および第２室内熱交換器の入口の間の冷媒流路の開度を制御して第２室内熱交換器において空気流を冷却させる第２制御部と、を備える。
【００２４】
この観点によれば、暖房モードを実施するべきであると空調モード判定部が判定したとき、分離器から出た気相冷媒を第２室内熱交換器に溜めることができる。このため、アキュムレータにおいて冷媒を溜める容量を小さくすることができる。第２室内熱交換器に溜められる気相冷媒は、分離器において潤滑油が除かれた冷媒である。このため、潤滑油を含む残りの冷媒を圧縮機に供給することができる。よって、圧縮機に供給される潤滑油が不足することを抑制することができる。
【００２５】
一方、冷房モードを実施するべきであると空調モード判定部が判定したとき、分離器から出た気相冷媒を第１室内熱交換器に溜めることができる。このため、アキュムレータにおいて冷媒を溜める容量を小さくすることができる。第１室内熱交換器に溜められる気相冷媒は、分離器において潤滑油が除かれた冷媒である。このため、潤滑油を含む残りの冷媒を圧縮機に供給することができる。よって、圧縮機に供給される潤滑油が不足することを抑制することができる。
【００２６】
以上により、アキュムレータの小型化を図りつつ、圧縮機に供給される潤滑油が不足することを抑制するようにしたヒートポンプサイクルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１実施形態におけるヒートポンプサイクルの全体構成を示す図であって、暖房モードの冷媒の流れを示す図である。
【図２】図１のヒートポンプサイクルの電気的構成を示す図である。
【図３】図２の電子制御装置の制御処理を示すフローチャートである。
【図４】図１のアクチュエータの作動状態を示す図である。
【図５】第１実施形態におけるヒートポンプサイクルの全体構成を示す図であって、冷房モード／除湿モードの冷媒の流れを示す図である。
【図６】第２実施形態におけるヒートポンプサイクルの全体構成を示す図であって、冷房モード／除湿モードの冷媒の流れを示す図である。
【図７】図７の電子制御装置の制御処理を示すフローチャートである。
【図８】第２実施形態において冷房モード時のアクチュエータの作動状態を示す図である。
【図９】第２実施形態におけるヒートポンプサイクルの全体構成を示す図であって、暖房モードの冷媒の流れを示す図である。
【図１０】第２実施形態において冷房モード時のアクチュエータの作動状態を示す図である。
【図１１】図７の電子制御装置の除湿モードの詳細を示すフローチャートである。
【図１２】第２実施形態において除湿モード時のアクチュエータの作動状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本開示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、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【００２９】
（第１実施形態）
図１〜図５により、本開示の第１実施形態について説明する。本実施形態では、本開示のヒートポンプサイクル１０を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やハブリット自動車の車両用空調装置１に適用している。このヒートポンプサイクル１０は、車両用空調装置１において、本開示の室内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。
【００３０】
したがって、本実施形態のヒートポンプサイクル１０は、車室内を暖房する暖房モードの冷媒回路（図１参照）、車室内を冷房する冷房モードの冷媒回路（図５参照）、或いは車室内を除湿しながら暖房する除湿モードの冷媒回路（図５参照）を切替可能に構成されている。後述する通常暖房モードの冷媒回路が第１冷媒回路に対応し、通常冷房モードの冷媒回路が第２冷媒回路に対応する。
【００３１】
さらに、このヒートポンプサイクル１０では、後述するように、暖房モードの実施時に潤滑油を除いた冷媒を室内蒸発器２３に溜める液溜モード（図１参照）や暖房モードの実施時に冷媒回路内の冷媒量が不足したときに室内蒸発器２３から冷媒回路に冷媒を供給する冷媒不足モード（図１参照）を実行することができる。なお、図１、図５、図６、図９では、それぞれの運転モードにおける冷媒の流れを極太矢印、斜線ハッチング付の矢印、白色矢印、実線矢印で示している。
【００３２】
また、ヒートポンプサイクル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、ＨＦＯ系冷媒（例えば、Ｒ１２３４ｙｆ）等を採用してもよい。この冷媒には、圧縮機１１の圧縮機構や軸受け等の部品を潤滑するための冷凍機油としての潤滑油が混入されており、潤滑油は冷媒とともに冷媒回路を循環している。
【００３３】
なお、冷媒の封入量については、ヒートポンプサイクル１０に最大冷凍能力を発揮させる高負荷運転時において、サイクルを循環させる必要のある最大循環流量に対して、予め定めた余剰量を加えた量としている。この余剰量は、経年使用によってサイクルに封入された冷媒が、ヒートポンプサイクル１０の各構成機器同士を接続するゴムホースあるいはその他の接続部を介して、外部へ漏れてしまうことを考慮して決定されている。
【００３４】
ヒートポンプサイクル１０の構成機器のうち、圧縮機１１は、車両のボンネット内に配置され、ヒートポンプサイクル１０において冷媒を吸入し、圧縮して吐出するものである。この圧縮機１１は、その外殻を形成するハウジングの内部に、固定容量型の圧縮機構からなる低段側圧縮機構と高段側圧縮機構との２つの圧縮機構、および、双方の圧縮機構を回転駆動する電動モータを収容して構成された二段昇圧式の電動圧縮機である。
【００３５】
圧縮機１１のハウジングには、ハウジングの外部から低段側圧縮機構へ低圧冷媒を吸入させる吸入ポート１１ａ、ハウジングの外部からハウジングの内部へ中間圧冷媒を流入させて圧縮過程の冷媒に合流させる中間圧ポート１１ｂ、および、高段側圧縮機構から吐出された高圧冷媒をハウジングの外部へ吐出させる吐出ポート１１ｃが設けられている。ここで、中間圧ポート１１ｂは、低段側圧縮機構の冷媒吐出口側（すなわち、高段側圧縮機構の冷媒吸入口側）に接続されている。
【００３６】
換言すれば、圧縮機１１は、吸入ポート１１ａを介して吸入した冷媒を高圧冷媒よりも低い中間圧力の冷媒（すなわち、圧縮過程の冷媒）まで圧縮して、この圧縮した冷媒と中間圧ポート１１ｂを介して吸入した冷媒とを合流させて高圧冷媒まで圧縮する。
【００３７】
なお、低段側圧縮機構および高段側圧縮機は、スクロール型圧縮機構、ベーン型圧縮機構、ローリングピストン型圧縮機構等の各種形式のものを採用することができる。
【００３８】
電動モータは、後述する電子制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動（すなわち回転数）が制御されるもので、例えば、交流同期型モータを採用してもよい。そして、この回転数制御によって、圧縮機１１の冷媒吐出容量が変更される。
【００３９】
なお、本実施形態では、２つの圧縮機構を１つのハウジング内に収容した圧縮機１１を採用しているが、圧縮機の形式はこれに限定されない。つまり、中間圧ポート１１ｂから中間圧冷媒を流入させて圧縮過程の冷媒に合流させることが可能であれば、ハウジングの内部に、１つの固定容量型の圧縮機構およびこの圧縮機構を回転駆動する電動モータを収容して構成された電動圧縮機であってもよい。
【００４０】
圧縮機１１の吐出ポート１１ｃには、室内凝縮器１２の入口１２ａ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内に配置される。室内凝縮器１２は、圧縮機１１の高段側圧縮機構から吐出された高圧冷媒を放熱させて、後述する室内蒸発器２３を通過した車室内送風空気を加熱する放熱器である。
【００４１】
室内凝縮器１２の出口１２ｂ側には、室内凝縮器１２から流出した高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧可能な高段側減圧手段としての高段側膨脹弁１３の入口側が接続されている。
【００４２】
この高段側膨脹弁１３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。絞り開度とは、室内凝縮器１２の出口および気液分離器１４の入口の間の冷媒流路の開度である。
【００４３】
高段側膨脹弁１３は、冷媒の減圧作用を発揮する絞り状態と冷媒の減圧作用を発揮しない全開状態とに設定可能に構成されている。また、高段側膨脹弁１３は、絞り開度を全閉として室外熱交換器２０から室内蒸発器２３へ至る冷媒流路を閉塞させることもできる。なお、高段側膨脹弁１３は、電子制御装置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。
【００４４】
高段側膨脹弁１３の出口側には、室内凝縮器１２から流出して高段側膨脹弁１３にて減圧された中間圧冷媒の気液を分離する分離器としての気液分離器１４の冷媒流入ポートが接続されている。
【００４５】
本実施形態の気液分離器１４は、冷媒流入ポートから吸入された冷媒を「潤滑油を除いた気相冷媒」と「潤滑油を含む残りの冷媒」とに遠心力の作用によって分離する遠心分離方式のものである。なお、気液分離器１４としては、遠心分離方式以外のタイプのものを用いてもよい。
【００４６】
ここで、気液分離器１４には、潤滑油を除いた気相冷媒を流出する気相冷媒流出ポート１４ａが設けられている。気相冷媒流出ポート１４ａには、図１に示すように、中間圧冷媒通路１５を介して、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂが接続されている。この中間圧冷媒通路１５には、中間圧側開閉弁１６ａが配置されている。この中間圧側開閉弁１６ａは中間圧冷媒通路１５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って、その作動が制御される。
【００４７】
なお、中間圧側開閉弁１６ａは、中間圧冷媒通路１５を開けた際に気液分離器１４の気相冷媒流出ポート１４ａから圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂ側へ冷媒が流れることのみを許容する逆止弁としての機能を兼ね備えている。これにより、中間圧側開閉弁１６ａが中間圧冷媒通路１５を開けた際に、圧縮機１１側から気液分離器１４へ冷媒が逆流することが防止される。中間圧側開閉弁１６ａは、中間圧冷媒通路１５を開閉することによって、サイクル構成（すなわち冷媒流路）を切り替える機能を果たす。
【００４８】
一方、気液分離器１４には、上記潤滑油を含む残りの冷媒液相冷媒を流出する液相冷媒流出ポート１４ｃが設けられている。気液分離器１４の液相冷媒流出ポート１４ｃには、上記潤滑油を含む残りの液相冷媒を減圧可能な低段側減圧部の入口側が接続され、低段側減圧部の出口側には、室外熱交換器２０の入口側が接続されている。
【００４９】
本実施形態の低段側減圧部は、低段側固定絞り１７、固定絞り迂回用通路１８、および低圧側開閉弁１６ｂを有して構成されている。低段側固定絞り１７は、気液分離器１４の液相冷媒流出ポート１４ｃから流れ出る冷媒を低圧冷媒となるまで減圧させる。固定絞り迂回用通路１８は、気液分離器１４の液相冷媒流出ポート１４ｃから流れ出る冷媒を低段側固定絞り１７を迂回させて室外熱交換器２０側へ導く。低圧側開閉弁１６ｂは、固定絞り迂回用通路１８を開閉する通路開閉弁である。
【００５０】
なお、低圧側開閉弁１６ｂの基本的構成は、中間圧側開閉弁１６ａと同等であり、電子制御装置４０から出力される制御電圧によって、その開閉作動が制御される電磁弁である。
【００５１】
ここで、冷媒が低圧側開閉弁１６ｂを通過する際に生じる圧力損失は、低段側固定絞り１７を通過する際に生じる圧力損失に対して極めて小さい。したがって、室内凝縮器１２から流出した冷媒は、低圧側開閉弁１６ｂが開いている場合には固定絞り迂回用通路１８側を介して室外熱交換器２０へ流入し、低圧側開閉弁１６ｂが閉じている場合には低段側固定絞り１７を介して室外熱交換器２０へ流入する。
【００５２】
これにより、低段側減圧部は、低圧側開閉弁１６ｂの開閉により、減圧作用を発揮する絞り状態と、減圧作用を発揮しない全開状態とに変更することが可能となっている。
【００５３】
なお、低圧側開閉弁１６ｂとして、電気式の三方弁等を採用してもよい。この三方弁は、気液分離器１４の液相冷媒流出ポート１４ｃ出口側と低段側固定絞り１７入口側とを接続する冷媒回路および液相冷媒流出ポート１４ｃ出口側と固定絞り迂回用通路１８入口側とを接続する冷媒回路を切り替える。
【００５４】
図１の室外熱交換器２０は、ボンネット内に配置されて、内部を流通する低圧冷媒と送風ファン２１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２０は、後述する暖房モードの実施時には、低圧冷媒を蒸発させて外気から吸熱作用を発揮させる蒸発器として機能し、冷房モードには高圧冷媒を外気に放熱させる放熱器とし機能する熱交換器である。さらに室外熱交換器２０は、除湿モードにて、高圧冷媒を外気に放熱させる放熱器、または冷媒を外気から吸熱させる吸熱器として機能させる。
【００５５】
室外熱交換器２０の出口側には、冷房用膨脹弁２２の入口側が接続されている。冷房用膨脹弁２２は、冷房モードの実施時に、室外熱交換器２０の出口から室内蒸発器２３の入口へ流入する冷媒を減圧させるものである。この冷房用膨脹弁２２は、高段側膨脹弁１３と同様に構成されている電気式の可変絞り機構である。冷房用膨脹弁２２は、冷媒の減圧作用を発揮する絞り状態、冷媒の減圧作用を発揮しない全開状態、および絞り開度を全閉する全閉状態に設定可能に構成されている。絞り開度とは、室外熱交換器２０の出口および室内蒸発器２３の入口の間の冷媒流路の開度である。冷房用膨脹弁２２は、電子制御装置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】
冷房用膨脹弁２２の出口側には、室内蒸発器２３の入口２３ａ側が接続されている。室内蒸発器２３は、室内空調ユニット３０の空調ケース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る。室内蒸発器２３は、冷房モード時、除湿モード等にその内部を流通する冷媒を蒸発させて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。
【００５７】
室内蒸発器２３の出口２３ｂ側には、冷媒流路５１を介してアキュムレータ２４の入口側が接続されている。アキュムレータ２４は、その内部に流入した冷媒の気相冷媒と液相冷媒とに分離して液相冷媒を余剰冷媒として蓄える。さらに、アキュムレータ２４の気相冷媒出口には、圧縮機１１の吸入ポート１１ａが接続されている。したがって、アキュムレータ２４は、気相冷媒を圧縮機１１の吸入ポート１１ａ側へ流出させるように接続されている。
【００５８】
さらに、室外熱交換器２０の出口側には、室外熱交換器２０から流出した冷媒を冷房用膨脹弁２２および室内蒸発器２３を迂回させてアキュムレータ２４の入口側へ導く膨脹弁迂回用通路２５が接続されている。膨脹弁迂回用通路２５の出口２５ａは、冷媒流路５１に接続されている。膨脹弁迂回用通路２５には、膨脹弁迂回用通路２５を開閉する冷房用開閉弁１６ｃが配置されている。冷媒流路５１は、室内蒸発器２３の出口２３ｂおよびアキュムレータ２４の入口の間を接続する冷媒流路である。
【００５９】
冷房用開閉弁１６ｃの基本的構成は、中間圧側開閉弁１６ａと同等であり、電子制御装置４０から出力される制御電圧によって、その開閉作動が制御される電磁弁である。また、冷媒が冷房用開閉弁１６ｃを通過する際に生じる圧力損失は、冷房用膨脹弁２２を通過する際に生じる圧力損失に対して極めて小さい。したがって、室外熱交換器２０から流出した冷媒は、冷房用開閉弁１６ｃが開いている場合には膨脹弁迂回用通路２５を介してアキュムレータ２４へ流入する。
【００６０】
本実施形態では、低段側固定絞り１７、固定絞り迂回用通路１８、低圧側開閉弁１６ｂ、室外熱交換器２０、冷房用膨脹弁２２を迂回して、中間圧冷媒通路１５と室内蒸発器２３の出口２３ｂとの間を接続するバイパス通路５０が設けられている。具体的には、バイパス通路５０の入口５０ａは、中間圧冷媒通路１５のうち中間圧側開閉弁１６ａの出口および圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂの間に接続されている。バイパス通路５０の出口５０ｂは、冷媒流路５１のうち室内蒸発器２３の出口２３ｂ、およびフロスト防止用膨張弁６１の入口の間に接続されている。
【００６１】
バイパス通路５０のうち入口５０ａおよび出口５０ｂの間には、冷媒溜用開閉弁６０が配置されている。この冷媒溜用開閉弁６０はバイパス通路５０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って、その作動が制御される。
【００６２】
冷媒流路５１のうちバイパス通路５０の出口５０ｂ側と膨脹弁迂回用通路２５の出口２５ａ側との間には、フロスト防止用膨張弁６１が接続されている。
【００６３】
フロスト防止用膨張弁６１は、高段側膨脹弁１３や冷房用膨脹弁２２と同様に構成されている電気式の可変絞り機構である。フロスト防止用膨張弁６１は、冷媒の減圧作用を発揮する絞り状態、冷媒の減圧作用を発揮しない全開状態、および絞り開度を全閉する全閉状態に設定可能に構成されている。
【００６４】
絞り開度とは、室内蒸発器２３の出口２３ｂおよびアキュムレータ２４の入口の間の冷媒流路の開度である。フロスト防止用膨張弁６１は、電子制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
【００６５】
次に、室内空調ユニット３０について図１を参照して説明する。
【００６６】
まず、室内空調ユニット３０は、車室内最前部の計器盤（すなわちインストルメントパネル）の内側に配置されて、室内空調ユニット３０の外殻を形成する。室内空調ユニット３０は、空調ケース３１を有している。空調ケース３１は、その内部に車室内に送風される車室内送風空気の空気通路を形成する。そして、この空気通路に送風機３２、前述の室内凝縮器１２、室内蒸発器２３等が収容されている。
【００６７】
空調ケース３１の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、車室内空気を空調ケース３１内に導入する内気導入口３３ａと、外気を空調ケース３１内に導入する外気導入口３３ｂと、導入口３３ａ、３３ｂを開閉する内外気切替ドア３３ｃとを備える。この内外気切替装置３３は、内気導入口３３ａの開口面積と外気導入口３３ｂの開口面積とを、内外気切替ドア３３ｃ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ものである。
【００６８】
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を介して吸入した空気を車室内へ向けて矢印Ｋの如く送風する送風機３２が配置されている。この送風機３２は、遠心多翼ファン（すなわちシロッコファン）を電動モータにて駆動する電動送風機であって、電子制御装置４０から出力される制御電圧によって回転数（すなわち送風量）が制御される。
【００６９】
送風機３２の空気流れ下流側には、前述の室内蒸発器２３および室内凝縮器１２が、車室内送風空気の流れに対して、室内蒸発器２３、室内凝縮器１２の順に配置されている。換言すると、室内蒸発器２３は、室内凝縮器１２に対して、空気流れ上流側に配置されている。
【００７０】
また、空調ケース３１内には、室内蒸発器２３通過後の送風空気を、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。室内蒸発器２３の空気流れ下流側であって、かつ、室内凝縮器１２の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。
【００７１】
このエアミックスドア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を通過させる風量とバイパス通路３５を通過させる風量との風量割合を調整して、室内凝縮器１２の熱交換能力を調整する。なお、エアミックスドア３４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が制御される図示しないサーボモータによって駆動される。
【００７２】
また、室内凝縮器１２およびバイパス通路３５の空気流れ下流側には、室内凝縮器１２にて冷媒と熱交換して加熱された車室内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車室内送風空気が合流する合流空間３６が設けられている。
【００７３】
空調ケース３１の空気流れ最下流部には、合流空間３６にて合流した送風空気を、空調対象空間である車室内へ吹き出す開口部が配置されている。具体的には、この開口部としては、車両前面窓ガラス内側面に向けて空調風を吹き出すデフロスタ開口部３７ａ、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すフェイス開口部３７ｂ、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すフット開口部３７ｃが設けられている。
【００７４】
したがって、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バイパス通路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、合流空間３６内の送風空気の温度が調整される。
【００７５】
さらに、デフロスタ開口部３７ａ、フェイス開口部３７ｂおよびフット開口部３７ｃの空気流れ上流側には、それぞれ、デフロスタ開口部３７ａの開口面積を調整するデフロスタドア３８ａ、フェイス開口部３７ｂの開口面積を調整するフェイスドア３８ｂ、フット開口部３７ｃの開口面積を調整するフットドア３８ｃが配置されている。
【００７６】
これらのデフロスタドア３８ａ、フェイスドア３８ｂおよびフットドア３８ｃは、開口部モードを切り替える開口部モード切替部を構成するものであって、リンク機構等を介して、電子制御装置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図示しないサーボモータによって駆動される。
【００７７】
また、デフロスタ開口部３７ａ、フェイス開口部３７ｂおよびフット開口部３７ｃの空気流れ下流側は、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デフロスタ吹出口、フェイス吹出口およびフット吹出口およびに接続されている。
【００７８】
次に、本実施形態の電気制御部について図２を参照して説明する。
【００７９】
電子制御装置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る。電子制御装置４０は、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。制御対処の各種空調制御機器としては、圧縮機１１、高段側膨脹弁１３、中間圧側開閉弁１６ａ、低圧側開閉弁１６ｂ、冷房用開閉弁１６ｃ、冷房用膨脹弁２２、冷媒溜用開閉弁６０、フロスト防止用膨張弁６１、送風機３２等がある。
【００８０】
また、電子制御装置４０の入力側には、空調制御用のセンサ郡４１が接続されている。センサ郡４１は、内気センサ４１ａ、外気センサ４１ｂ、日射センサ４１ｃ、蒸発器温度センサ４１ｄ、熱交換器温度センサ４１ｅ、吐出圧センサ４１ｆ、冷媒温度センサ４１ｇ、４１ｉ、４１ｎ、および冷媒圧力センサ４１ｈ、４１ｊ、４１ｍ、液面センサ４１ｐ、過熱度センサ４１ｒ、および熱交換器温度センサ４１ｓ等からなる。
【００８１】
内気センサ４１ａは、車室内温度を検出する。外気センサ４１ｂは、外気温を検出する。日射センサ４１ｃは、車室内の日射量を検出する。蒸発器温度センサ４１ｄは、室内蒸発器２３から吹出される空気温度検出する。熱交換器温度センサ４１ｅは、室外熱交換器２０から吹出される空気温度検出する。吐出圧センサ４１ｆは、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒圧力を検出する。
【００８２】
冷媒温度センサ４１ｇは、室外熱交換器２０の出口側冷媒の温度を検出する。冷媒圧力センサ４１ｈは、室外熱交換器２０の出口側冷媒の圧力を検出する。本実施形態の室外熱交換器２０の出口側冷媒は、室外熱交換器２０の出口および冷房用開閉弁１６ｃの入口の間に流れる冷媒である。
【００８３】
冷媒温度センサ４１ｉは、室内凝縮器１２の出口側冷媒の温度を検出する。冷媒圧力センサ４１ｊは、室内凝縮器１２の出口側冷媒の圧力を検出する。本実施形態の室内凝縮器１２の出口側冷媒は、室内凝縮器１２の出口および高段側膨脹弁１３の入口の間の冷媒である。
【００８４】
冷媒温度センサ４１ｎは、室内蒸発器２３の出口側冷媒の温度を検出する。冷媒圧力センサ４１ｍは、室内蒸発器２３の出口側冷媒の圧力を検出する。本実施形態の室内蒸発器２３の出口側冷媒は、室内蒸発器２３の出口およびアキュムレータ２４の入口の間の冷媒である。液面センサ４１ｐは、アキュムレータ２４内の液相冷媒の液面高さを検出する。過熱度センサ４１ｒは、圧縮機１１の吐出冷媒の過熱度を検出する。熱交換器温度センサ４１ｓは、室内凝縮器１２から吹出される吹出空気温度を検出する。
【００８５】
さらに、電子制御装置４０の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された図示しない操作パネルが接続され、この操作パネル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。操作パネルに設けられた各種空調操作スイッチとしては、具体的に、車両用空調装置１のスタートスイッチ、車室内温度設定スイッチ、運転選択スイッチ等が設けられている。車室内温度設定スイッチは、車室内温度の目標温度としての設定温度Ｔｓｅｔを設定する。運転選択スイッチは、冷房モード、暖房モード、除湿モード等を選択する。
【００８６】
なお、電子制御装置４０は、その出力側に接続された各種空調制御機器の作動を制御する制御部が一体に構成されたものである。そして、それぞれの制御対象機器の作動を制御する構成（すなわち、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。
【００８７】
例えば、本実施形態では、圧縮機１１の電動モータの作動を制御する構成（すなわちハードウェアおよびソフトウェア）が吐出能力制御部を構成している。そして、冷媒流路切替手段１６ａ〜１６ｃの作動を制御する構成（すなわちハードウェアおよびソフトウェア）が冷媒流路制御部を構成している。もちろん、吐出能力制御部および冷媒流路制御部を電子制御装置４０に対して別体の制御装置として構成してもよい。
【００８８】
次に、上記構成における本実施形態の車両用空調装置１の作動について説明する。図３は、電子制御装置４０の空調制御処理を示すフローチャートである。
【００８９】
電子制御装置４０は、図３のフローチャートにしたがって、空調制御処理を実行する。
【００９０】
まず、ステップ１００において、外気センサ４１ｂの検出温度、設定温度Ｔｓｅｔに基づいて、冷房モード、暖房モード、および、除湿モードのうち実行すべき運転モードを決定する。
【００９１】
例えば、外気温が所定温度以上であり、かつ設定温度Ｔｓｅｔが外気温よりも低い温度に設定されたときに冷房モードに決定する。外気温が所定温度以上であり、かつ設定温度Ｔｓｅｔが外気温よりも高い温度に設定されたときに除湿モードに決定する。さらに、外気温が所定温度未満であるときに暖房モードに決定する。或いは、使用者による運転選択スイッチへの操作に応じて、冷房モード、暖房モード、および除湿モードのうち実行すべき運転モードを決定する。
【００９２】
例えば、ステップ１００において、実行すべき運転モードとして冷房モードを決定すると、ステップ１１０で冷房モードを実行する。ステップ１００において、実行すべき運転モードとして除湿モードを決定すると、ステップ１２０で除湿モードを実行する。
【００９３】
一方、ステップ１００において、実行すべき運転モードとして暖房モードを決定されると、ステップ１３０で次のように暖房モードを実行する。まず、ステップ１３１でカウンタのカウント値Ｔをリセットしてカウント値Ｔ＝０とする。カウンタは、後述する液溜めモードを継続して実行する時間をカウントするカウンタである。
【００９４】
次に、ステップ１３２において、カウンタのカウント値Ｔが閾値に到達したか否かを判定する。閾値は、室内蒸発器２３に所定量の余剰冷媒を溜めるのに要する所定時間に対応する値であって、予め実験等によって決定される。
【００９５】
このとき、カウンタのカウント値Ｔが閾値に到達していないとしてステップ１３２においてＮＯと判定すると、ステップ１３３において、液溜めモードを実施して、カウンタのカウント値Ｔをインクリメントする。液溜めモードは、室内蒸発器２３内に潤滑油を除いた気相冷媒を溜めつつ、室内凝縮器１２により車室内送風空気を加熱するモードである。液溜めモードでは、室内蒸発器２３内の気相冷媒が車室内送風空気により冷却および凝縮されて液相冷媒になり、この液相冷媒が室内蒸発器２３内に溜められることになる。
【００９６】
その後、ステップ１３２に戻る。このため、カウンタのカウント値Ｔが閾値に到達するまで、ステップ１３２のＮＯ判定、液溜めモードの実行、およびステップ１３３のカウンタのカウント値Ｔのインクリメントを繰り返す。その後、液溜めモードの実行時間が上記所定時間以上になり、カウンタのカウント値Ｔが閾値以上になると、ステップ１３２でＹＥＳと判定する。
【００９７】
このことにより、通常暖房モードを実行する前に、液溜めモードを所定期間継続して実施することになる。このため、通常暖房モードを実行する前に、室内蒸発器２３内に所定量の液相冷媒が溜められることになる。
【００９８】
その後、ステップ１３４で通常暖房モードを実行する。通常暖房モードは、室内蒸発器２３内に所定量の冷媒を溜めた状態で、室内凝縮器１２により車室内送風空気を加熱するモードである。
【００９９】
ここで、通常暖房モードでは、室外熱交換器２０は、冷媒および外気の間の熱交換により冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する。例えば、通常暖房モードの冷媒回路内の冷媒量が不足すると、室外熱交換器２０のうち気相冷媒が存在する気相領域が増える。このため、室外熱交換器２０は、冷媒を蒸発させる蒸発器として十分な機能を発揮することができなくなる。
【０１００】
そこで、ステップ１３５では、通常暖房モードの冷媒回路内の冷媒量が必要冷媒量以上であるか否かを判定する。必要冷媒量とは、通常暖房モードを実施する際に室内凝縮器１２において十分な暖房能力を発揮する上で必要となる冷媒量である。換言すれば、必要冷媒量とは、第１冷媒回路に冷媒を循環させて第１室内熱交換器１２において空気流を加熱させる上で、第１冷媒回路内に存在することが必要となる冷媒量である。
【０１０１】
具体的には、冷媒圧力センサ４１ｈの検出圧力と冷媒温度センサ４１ｇの検出温度とに基づいて室外熱交換器２０の出口側の冷媒の過熱度を算出する。そして、室外熱交換器２０の出口側の冷媒の過熱度が正であるか否かを判定する。換言すれば、室外熱交換器２０の出口側の冷媒が正の過熱度を持つ過熱状態であるか否かを判定する。すなわち、室外熱交換器２０の出口側の冷媒が気液二層ではなく、気相状態になっているか否かを判定する。室外熱交換器２０の出口側の冷媒とは、室外熱交換器２０の出口と冷房用開閉弁１６ｃの入口との間の冷媒である。
【０１０２】
室外熱交換器２０の出口側の冷媒が正の過熱度を持つ過熱状態であるときには、ステップ１３５においてＹＥＳと判定する。すなわち、通常暖房モードの冷媒回路内の冷媒量が必要冷媒量未満であると判定する。これに伴い、ステップ１３６において、室内凝縮器１２内から冷媒を通常暖房モードの冷媒回路内に戻すための冷媒不足モードを実行する。
【０１０３】
これに伴い、ステップ１３５に戻り、通常暖房モードの冷媒回路内の冷媒量が必要冷媒量以上であるか否かを判定する。このため、通常暖房モードの冷媒回路内の冷媒量が必要冷媒量以上になるまで、ステップ１３５のＹＥＳ判定、および冷媒不足モード（ステップ１３６）を繰り返すことになる。
【０１０４】
その後、冷媒回路内の冷媒量が必要冷媒量以上になる。すると、室外熱交換器２０の出口側の冷媒が、正の過熱度を持つ過熱状態ではなく、気液二層状態の冷媒になる。このため、ステップ１３５においてＮＯと判定する。これに伴い、ステップ１３４に戻り、通常暖房モードを実施する。
【０１０５】
以降、通常暖房モードの冷媒回路内の冷媒量が必要冷媒量以上になると、通常暖房モードを実行する一方、通常暖房モードの冷媒回路内の冷媒量が必要冷媒量未満になると、冷媒不足モードを実行する。以下、冷房モード、除湿モード、通常暖房モード、液溜めモード、および冷媒不足モードについて別々に説明する。
【０１０６】
（冷房モード）
冷房モードでは、電子制御装置４０が、フロスト防止用膨張弁６１を開弁状態とし、高段側膨脹弁１３を減圧作用が発揮しない全開状態とし、冷房用膨脹弁２２を減圧作用を発揮する絞り状態とし、冷房用開閉弁１６ｃを閉弁状態とする。
【０１０７】
さらに、低圧側開閉弁１６ｂを開弁状態として低段側減圧手段を減圧作用を発揮しない全開状態とし、低圧側開閉弁１６ｂの状態に連動して中間圧側開閉弁１６ａを閉弁状態とする。これにより、ヒートポンプサイクル１０は、図５の極太矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。
【０１０８】
この冷媒流路の構成で、電子制御装置４０が上述のセンサ４１ａ、４１ｂ、４１ｃの検出信号および操作パネルの操作信号を読み込む。そして、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を算出する。目標吹出温度ＴＡＯは、開口部３７ａ、３７ｂ、３７ｃから車室内に吹き出す空気温度として、内気センサ４１ａの検出温度が設定温度Ｔｓｅｔを維持するのに必要となる温度である。さらに、目標吹出温度ＴＡＯおよびセンサ群の検出信号に基づいて、電子制御装置４０の出力側に接続された各種空調制御機器の作動状態を決定する。
【０１０９】
例えば、圧縮機１１の冷媒吐出容量、すなわち圧縮機１１の電動モータの回転数を制御す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、予め電子制御装置４０に記憶された制御マップを参照して、室内蒸発器２３の目標蒸発器吹出温度ＴＥＯを決定する。
【０１１０】
そして、この目標蒸発器吹出温度ＴＥＯと蒸発器温度センサ４１ｄによって検出された室内蒸発器２３からの吹出空気温度との偏差に基づいて、フィードバック制御により室内蒸発器２３からの吹出空気温度が目標蒸発器吹出温度ＴＥＯに近づくように、圧縮機１１の電動モータを制御する制御信号が決定される。
【０１１１】
ここで、冷房用膨脹弁２２の絞り開度は、冷房用膨脹弁２２へ流入する冷媒の過冷却度が、ＣＯＰすなわちCoefficient of Performanceを略最大値に近づくように予め決定された目標過冷却度に近づくように決定される。このことにより、室内蒸発器２３において冷媒が車室内送風空気を冷却する冷房能力を発揮させることができる。過冷却度は、冷媒温度センサ４１ｇの検出温度、および冷媒圧力センサ４１ｈの検出圧力に基づいて算出される。
【０１１２】
フロスト防止用膨張弁６１の絞り開度は、室内蒸発器２３に霜が発生することを避けるために室内蒸発器２３の温度が閾値以上になるように設定される。フロスト防止用膨張弁６１の絞り開度は、蒸発器温度センサ４１ｄの検出温度に基づいて設定される。
【０１１３】
エアミックスドア３４のサーボモータを制御する制御信号については、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２の空気通路を閉塞し、室内蒸発器２３通過後の送風空気の全流量がバイパス通路３５を通過するように決定される。
【０１１４】
そして、上記の如く決定された制御信号等を各種空調制御機器へ出力する。その後、操作パネルによって車両用空調装置の作動停止が要求されるまで、所定の制御周期毎に、上述の検出信号および操作信号の読み込み、目標吹出温度ＴＡＯの算出、各種空調制御機器の作動状態決定、制御電圧および制御信号の出力といった制御ルーチンがこの順に繰り返される。なお、このような制御ルーチンの繰り返しは、他の運転モード時にも同様に行われる。
【０１１５】
したがって、冷房モードのヒートポンプサイクル１０では、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒が室内凝縮器１２へ流入する。この際、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２の空気通路を閉塞しているので、室内凝縮器１２へ流入した冷媒は殆ど車室内送風空気へ放熱することなく、室内凝縮器１２から流出していく。
【０１１６】
室内凝縮器１２から流出した冷媒は、高段側膨脹弁１３、気液分離器１４、低圧側開閉弁１６ｂの順に流れて室外熱交換器２０へ流入する。より詳細には、室内凝縮器１２から流出した冷媒は、高段側膨脹弁１３が全開状態となっているので、高段側膨脹弁１３にて殆ど減圧されることなく流出し、気液分離器１４の冷媒流入ポートから気液分離器１４内へ流入する。
【０１１７】
このため、気液分離器１４へ流入する冷媒は過熱度を有する気相状態となっている。したがって、気液分離器１４では冷媒が気相冷媒と液相冷媒に分離されることなく、気相冷媒として液相冷媒流出ポート１４ｃから流出していく。さらに、中間圧側開閉弁１６ａが閉弁状態となっているので、気相冷媒流出ポートから気相冷媒が流出することはない。
【０１１８】
液相冷媒流出ポート１４ｃから流出した気相冷媒は、低段側減圧手段が全開状態となっているので、低段側減圧手段にて殆ど減圧されることなく流出し、室外熱交換器２０へ流入する。つまり、低段側減圧手段では、低圧側開閉弁１６ｂが開弁状態であるため、低段側固定絞り１７側へ流入することなく固定絞り迂回用通路１８を介して室外熱交換器２０へ流入する。室外熱交換器２０へ流入した気相冷媒は、送風ファン２１から送風された外気と熱交換して放熱する。
【０１１９】
室外熱交換器２０から流出した冷媒は、冷房用開閉弁１６ｃが閉弁状態となっているので、冷房用膨脹弁２２へ流入する。このため、室外熱交換器２０から流れ出る冷媒は、冷房用膨脹弁２２によって、低圧冷媒となるまで等エンタルピ的に減圧膨脹される。そして、冷房用膨脹弁２２にて減圧された低圧冷媒は、室内蒸発器２３へ流入し、送風機３２から送風された室内送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、車室内送風空気が冷却される。
【０１２０】
室内蒸発器２３から流出した冷媒は、フロスト防止用膨張弁６１を通して、アキュムレータ２４へ流入してアキュムレータ２４で気相冷媒と液相冷媒とに分離される。そして、分離された気相冷媒が圧縮機１１の吸入ポート１１ａから吸入されて、低段側圧縮機構、高段側圧縮機構においてこの順に再び圧縮される。一方、分離された液相冷媒はサイクルが要求されている冷凍能力を発揮するために必要としていない余剰冷媒としてアキュムレータ２４内に蓄えられる。
【０１２１】
なお、電子制御装置４０は、室内蒸発器２３の温度が閾値未満になると、フロスト防止用膨張弁６１の絞り開度を小さくして、室内蒸発器２３内の冷媒圧力を上げて室内蒸発器２３の温度を上昇させる。
【０１２２】
以上の如く、冷房モードでは、エアミックスドア３４にて室内凝縮器１２の空気通路が閉塞されているので、室内蒸発器２３にて冷却された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。
【０１２３】
また、上記の説明から明らかなように、冷房モードでは、室内凝縮器１２から流出した冷媒を、全開状態とした高段側膨脹弁１３、気液分離器１４、固定絞り迂回用通路１８、低圧側開閉弁１６ｂ、室外熱交換器２０、冷房用膨脹弁２２、室内蒸発器２３、フロスト防止用膨張弁６１、アキュムレータ２４、圧縮機１１、室内凝縮器１２の順に流している。
【０１２４】
（除湿モード）
次に、除湿モードについて説明する。
【０１２５】
電子制御装置４０は、除湿モードを実行する際に、フロスト防止用膨張弁６１を開弁状態とし、高段側膨脹弁１３を全開状態あるいは絞り状態とし、冷房用膨脹弁２２を全開状態あるいは絞り状態とし、冷房用開閉弁１６ｃを閉弁状態とする。さらに、低圧側開閉弁１６ｂを開弁状態として低段側減圧手段を減圧作用が発揮しない全開状態とし、低圧側開閉弁１６ｂの状態に連動して中間圧側開閉弁１６ａを閉弁状態とする。これにより、ヒートポンプサイクル１０は、冷房モードと同様の図１の極太矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。フロスト防止用膨張弁６１の絞り開度は、室内蒸発器２３に霜が発生することを避けるために室内蒸発器２３の温度が閾値以上になるように設定される。
【０１２６】
また、エアミックスドア３４のサーボモ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がバイパス通路３５を閉塞し、室内蒸発器２３通過後の送風空気の全流量が室内凝縮器１２を通過するように決定される。
【０１２７】
さらに、本実施形態の除湿モードでは、設定温度と外気温との温度差に応じて、高段側膨脹弁１３および冷房用膨脹弁２２の絞り開度を変化させている。具体的には、前述した目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、高段側膨脹弁１３の絞り開度を減少させると共に冷房用膨脹弁２２の絞り開度を増加することで、以下に示す第１除湿モードから第４除湿モードの４段階の除湿モードを実行する。
【０１２８】
第１除湿モードでは、高段側膨脹弁１３を全開状態とし、冷房用膨脹弁２２を絞り状態とする。したがって、サイクル構成（すなわち冷媒流路）については、冷房モードと全く同様となるものの、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２の空気通路を全開する。
【０１２９】
このため、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒は、室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器２３にて冷却されて除湿された車室内送風空気と熱交換して放熱する。これにより、車室内送風空気が加熱される。
【０１３０】
室内凝縮器１２から流出した冷媒は、冷房モードと同様に、高段側膨脹弁１３、気液分離器１４、低段側減圧手段の低圧側開閉弁１６ｂの順に流れて室外熱交換器２０へ流入する。そして、室外熱交換器２０へ流入した低圧冷媒は、送風ファン２１から送風された外気と熱交換して放熱する。以降の作動は通常冷房モードと同様である。
【０１３１】
以上の如く、第１除湿モード時には、室内蒸発器２３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。
【０１３２】
なお、第１除湿モードの実行中に、目標吹出温度ＴＡＯが予め定めた第１基準温度よりも高くなった際には、第２除湿モードが実行される。第２除湿モードの実行中に、目標吹出温度ＴＡＯが予め定めた第２基準温度よりも高くなった際には、第３除湿モードが実行される。第３除湿モードの実行中に、目標吹出温度ＴＡＯが予め定めた第３基準温度よりも高くなった際には、第４除湿モードが実行される。第２、第３、第４の除湿モードは、上記特許文献１に記載される技術内容と同様であるため、第２、第３、第４の除湿モードの説明を省略する。
【０１３３】
（通常暖房モード）
次に、通常暖房モードについて図１、図４を参照して説明する。
【０１３４】
電子制御装置４０は、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて圧縮機１１の電動モータの回転数（すなわち、圧縮機１１の冷媒吐出容量）を制御する。例えば、偏差に基づいて、フィードバック制御により室内凝縮器１２からの吹出空気温度が目標吹出温度ＴＡＯに近づくように、圧縮機１１の電動モータを制御する制御信号が決定される。この偏差は、目標吹出温度ＴＡＯと熱交換器温度センサ４１ｓによって検出された室内凝縮器１２からの吹出空気温度との偏差である。
【０１３５】
電子制御装置４０が、高段側膨脹弁１３において絞り開度を制御して、高段側膨脹弁１３を冷媒の減圧作用を発揮させる絞り状態とする。高段側膨脹弁１３の絞り開度は、室内凝縮器１２から高段側膨脹弁１３へ流入する冷媒の過冷却度が、ＣＯＰを略最大値に近づくように予め決定された目標過冷却度に近づくように決定される。このことにより、室内凝縮器１２において冷媒が車室内送風空気を加熱する暖房能力を発揮させることができる。ここで、過冷却度は、冷媒温度センサ４１ｉの検出温度、および冷媒圧力センサ４１ｊの検出圧力に基づいて算出される。
【０１３６】
電子制御装置４０は、フロスト防止用膨張弁６１および冷房用膨脹弁２２をそれぞれ全閉状態とし、冷房用開閉弁１６ｃを開弁状態とし、低圧側開閉弁１６ｂを閉弁状態として低段側減圧手段を減圧作用を発揮する絞り状態とする。
【０１３７】
電子制御装置４０は、低圧側開閉弁１６ｂの状態に連動して中間圧側開閉弁１６ａを開弁状態とする。電子制御装置４０は、冷媒溜用開閉弁６０を制御してバイパス通路５０を閉じる。これにより、ヒートポンプサイクル１０は、図１の極太矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。
【０１３８】
また、エアミックスドア３４のサーボモータを制御する制御信号については、エアミックスドア３４がバイパス通路３５を閉塞し、室内蒸発器２３通過後の送風空気の全流量が室内凝縮器１２を通過するように決定される。
【０１３９】
したがって、通常暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃ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へ流入した冷媒は、送風機３２から送風されて室内蒸発器２３を通過した車室内送風空気と熱交換して放熱する。これにより、車室内送風空気が加熱される。
【０１４０】
ここで、室内凝縮器１２から流出した冷媒は、絞り状態となっている高段側膨脹弁１３にて中間圧冷媒となるまで等エンタルピ的に減圧膨脹される。そして、高段側膨脹弁１３にて減圧された中間圧冷媒は、気液分離器１４において、潤滑油が除かれた気相冷媒と潤滑油を含む液相冷媒とに分離される。
【０１４１】
気液分離器１４で分離された気相冷媒（すなわち、潤滑油が除かれた気相冷媒）は、中間圧側開閉弁１６ａが開弁状態となっているので、中間圧冷媒通路１５を介して、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂへ流入し、低段側圧縮機構吐出冷媒と合流して、高段側圧縮機構へ吸入される。
【０１４２】
一方、気液分離器１４にて分離された前記潤滑油を含む液相冷媒は、低段側減圧手段が絞り状態となっているので、低段側減圧手段にて低圧冷媒となるまで減圧されて流出し、室外熱交換器２０へ流入する。つまり、低段側減圧手段では、低圧側開閉弁１６ｂが閉弁状態となっているので、低段側固定絞り１７へ流入して低圧冷媒となるまで等エンタルピ的に減圧膨脹される。低段側固定絞り１７から流出した冷媒は、室外熱交換器２０へ流入して、送風ファン２１から送風された外気と熱交換して吸熱する。
【０１４３】
室外熱交換器２０から流出した冷媒は、冷房用開閉弁１６ｃが開弁状態となっているので、膨脹弁迂回用通路２５を介して、アキュムレータ２４へ流入して気液分離される。そして、分離された気相冷媒が圧縮機１１の吸入ポート１１ａから吸入されて再び圧縮される。一方、分離された液相冷媒はサイクルが要求されている冷凍能力を発揮するために必要としていない余剰冷媒としてアキュムレータ２４内に蓄えられる。
【０１４４】
以上の如く、通常暖房モードでは、室内凝縮器１２にて圧縮機１１から吐出された冷媒の有する熱を車室内送風空気に放熱させて、加熱された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。
【０１４５】
さらに、通常暖房モードでは、低段側固定絞り１７にて減圧された低圧冷媒を圧縮機１１の吸入ポート１１ａから吸入させ、高段側膨脹弁１３にて減圧された中間圧冷媒を中間圧ポート１１ｂへ流入させて昇圧過程の冷媒と合流させることができる。すなわち、ガスインジェクションサイクル（すなわちエコノマイザ式冷凍サイクル）を構成することができる。
【０１４６】
したがって、高段側圧縮機構に、温度の低い混合冷媒を吸入させることによって、高段側圧縮機構の圧縮効率を向上させることができるとともに、低段側圧縮機構および高段側圧縮機構の双方の吸入冷媒圧力と吐出冷媒圧力との圧力差を縮小させて、双方の圧縮機構の圧縮効率を向上させることができる。その結果、ヒートポンプサイクル１０全体としてのＣＯＰを向上させることができる。
【０１４７】
また、上記の説明から明らかなように、通常暖房モードでは、室内凝縮器１２から流出した冷媒を、絞り状態とした高段側膨脹弁１３、気液分離器１４、絞り状態とした低段側減圧手段、室外熱交換器２０、冷房用開閉弁１６ｃ、アキュムレータ２４、圧縮機１１、室内凝縮器１２の順に流す冷媒回路を構成している。冷媒回路では、気液分離器１４にて分離された気相冷媒を中間圧冷媒通路１５、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂへ流入させている。
【０１４８】
（液溜めモード）
次に、液溜めモードについて図１、図４を参照して説明する。
【０１４９】
液溜めモードでは、電子制御装置４０は、通常暖房モードと同様、高段側膨脹弁１３、冷房用膨脹弁２２、冷房用開閉弁１６ｃ、低圧側開閉弁１６ｂ、中間圧側開閉弁１６ａ、フロスト防止用膨張弁６１をそれぞれ制御する。
【０１５０】
このため、高段側膨脹弁１３が絞り状態になり、冷房用膨脹弁２２が全閉状態になり、冷房用開閉弁１６ｃが開弁状態になる。さらに、低圧側開閉弁１６ｂが閉弁状態になり低段側減圧手段が減圧作用を発揮する絞り状態になり、低圧側開閉弁１６ｂの閉弁状態に連動して中間圧側開閉弁１６ａが開弁状態になる。フロスト防止用膨張弁６１が全閉状態になる。
【０１５１】
これにより、ヒートポンプサイクル１０は、図１の極太矢印に示すように、室内凝縮器１２から流出した冷媒を、絞り状態とした高段側膨脹弁１３、気液分離器１４、絞り状態とした低段側減圧手段、室外熱交換器２０、冷房用開閉弁１６ｃ、アキュムレータ２４の順に流す。それと共に、ヒートポンプサイクル１０は、図１の極太矢印に示すように、気液分離器１４にて分離された気相冷媒を中間圧冷媒通路１５、中間圧側開閉弁１６ａ、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂへ流入させている。
【０１５２】
これに加えて、電子制御装置４０は、冷媒溜用開閉弁６０を開弁状態にする。ここで、室内蒸発器２３の温度は、車室内送風空気の温度と同等であり、室内蒸発器２３内の圧力は、中間圧冷媒通路１５内の冷媒圧力よりも低くなる。このため、中間圧側開閉弁１６ａを通過した気相冷媒のうち一部の冷媒は、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂに流れるものの、残りの気相冷媒は、バイパス通路５０、冷媒溜用開閉弁６０、および室内蒸発器２３の出口２３ｂを通して室内蒸発器２３内に流れる。室内蒸発器２３内では、気相冷媒が車室内送風空気により冷却されて液相冷媒となる。このため、室内蒸発器２３内では、余剰冷媒が液相冷媒として溜められることになる。
【０１５３】
以上により、液溜めモードでは、室内凝縮器１２において冷媒により車室内送風空気を加熱するとともに、室内蒸発器２３内に余剰冷媒が液相冷媒として溜められることになる。
【０１５４】
（冷媒不足モード）
次に、冷媒不足モードについて図１、図４を参照して説明する。
【０１５５】
冷媒不足モードでは、電子制御装置４０は、通常暖房モードと同様、高段側膨脹弁１３、冷房用膨脹弁２２、冷房用開閉弁１６ｃ、低圧側開閉弁１６ｂ、中間圧側開閉弁１６ａ、および冷媒溜用開閉弁６０をそれぞれ制御する。このため、高段側膨脹弁１３が絞り状態になり、冷房用膨脹弁２２が全閉状態になり、冷房用開閉弁１６ｃが開弁状態になる。
【０１５６】
さらに、低圧側開閉弁１６ｂが閉弁状態になり低段側減圧手段が減圧作用を発揮する絞り状態になり、低圧側開閉弁１６ｂの閉弁状態に連動して中間圧側開閉弁１６ａが開弁状態になり、冷媒溜用開閉弁６０が閉弁状態になる。
【０１５７】
これにより、ヒートポンプサイクル１０は、図１の極太矢印に示すように、室内凝縮器１２から流出した冷媒を、絞り状態とした高段側膨脹弁１３、気液分離器１４、絞り状態とした低段側減圧手段、室外熱交換器２０、冷房用開閉弁１６ｃ、アキュムレータ２４、圧縮機１１、室内凝縮器１２の順に流す。それと共に、ヒートポンプサイクル１０は、図１の極太矢印に示すように、気液分離器１４にて分離された気相冷媒を中間圧冷媒通路１５、中間圧側開閉弁１６ａ、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂへ流入させている。
【０１５８】
これに加えて、電子制御装置４０は、フロスト防止用膨張弁６１の絞り開度を所定開度にする。このため、室内蒸発器２３内の液相冷媒は、ハッチング付矢印の如く、室内蒸発器２３の出口２３ｂ、フロスト防止用膨張弁６１、および冷媒流路５１を通してアキュムレータ２４に流れる。これにより、暖房モードの冷媒回路内の冷媒量を増やすことができる。
【０１５９】
以上により、冷媒不足モードでは、室内凝縮器１２において冷媒により車室内送風空気を加熱するとともに、冷媒回路内の冷媒量を増やすことになる。
【０１６０】
以上説明した本実施形態の車両用空調装置１のヒートポンプサイクル１０は、圧縮機１１、室内凝縮器１２、気液分離器１４、室外熱交換器２０、高段側膨脹弁１３、冷房用膨脹弁２２、およびアキュムレータ２４を備える。圧縮機１１は、吸入ポート１１ａから吸入した低圧冷媒を圧縮して高圧冷媒として吐出する。室内凝縮器１２は、車室内に向けて送風される空気流を高圧冷媒により加熱する。気液分離器１４は、高圧冷媒のうち潤滑油を除いた気相冷媒とこの気相冷媒以外の残りの冷媒とを分離する。室外熱交換器２０は、気液分離器１４から流出する残りの冷媒と外気との間で熱交換する。室内蒸発器２３は、室外熱交換器２０を通過した冷媒により空気流を冷却する。高段側膨脹弁１３は、室内凝縮器１２の出口および気液分離器１４の入口の間の冷媒流路の絞り開度を制御する。冷房用膨脹弁２２は、室外熱交換器２０の出口および室内蒸発器２３の入口の間の冷媒流路の絞り開度を制御する。アキュムレータ２４は、室内蒸発器２３から出た冷媒のうち液相冷媒を貯めつつ、潤滑油を含む気相冷媒を圧縮機１１に供給する。
【０１６１】
電子制御装置４０は、気液分離器１４からの気相冷媒を室内蒸発器２３に溜めつつ、冷媒回路に冷媒を循環させた状態で、室内凝縮器１２にて暖房能力を発揮させるために、高段側膨脹弁１３において冷媒を減圧させるように絞り開度を制御する。冷媒回路は、圧縮機１１、室内凝縮器１２、高段側膨脹弁１３、気液分離器１４、低段側固定絞り１７、室外熱交換器２０、冷房用膨脹弁２２、室内蒸発器２３、フロスト防止用膨張弁６１、およびアキュムレータ２４を含む冷媒回路である。
【０１６２】
以上により、室内凝縮器１２にて暖房能力を発揮させた状態で、気液分離器１４から出た気相冷媒を室内蒸発器２３に溜めることができる。このため、アキュムレータ２４において冷媒を溜める容量を小さくすることができる。よって、アキュムレータ２４の体格の小型化を図ることができる。
【０１６３】
これに加えて、気液分離器１４から室内蒸発器２３に供給される気相冷媒は、気液分離器１４において高圧冷媒のうち潤滑油を除いた冷媒である。このため、潤滑油を含む残りの冷媒を圧縮機１１に供給することができる。よって、圧縮機１１に供給される潤滑油が不足することを抑制することができる。
【０１６４】
以上により、アキュムレータ２４の小型化を図りつつ、圧縮機１１に供給される潤滑油が不足することを抑制するようにしたヒートポンプサイクル１０を提供することができる。
【０１６５】
本実施形態では、暖房モード時に、雰囲気圧力よりも高い中間圧の冷媒が室内蒸発器２３に供給されるので、室内蒸発器２３内に短時間で所定量の冷媒を溜めることができる。前記雰囲気圧力とは、室内蒸発器２３の周囲温度によって定める室内蒸発器２３内の圧力である。
【０１６６】
本実施形態では、暖房モードを実施するべきとステップ１００で判定されたときに、ステップ１３３の液溜めモードが一定期間に亘って実施される。このため、確実に余剰冷媒を室内蒸発器２３に溜めることができる。
【０１６７】
本実施形態では、通常暖房モードの冷媒回路内の冷媒量が必要冷媒量未満であると判定されたときには、ステップ１３６で冷媒不足モードが実施されて、室内蒸発器２３から冷媒をアキュムレータ２４に戻すことができる。このため、通常暖房モードを正常に実施することができる。
【０１６８】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、室内蒸発器２３に冷媒を溜めた状態で冷媒回路に冷媒を循環させる暖房モードを実行した例について説明したが、これに加えて、本第２実施形態では、室内凝縮器１２に液相冷媒を溜めた状態で冷房モードを実行する例について説明する。本実施形態においても、通常暖房モードの冷媒回路が第１冷媒回路に対応し、通常冷房モードの冷媒回路が第２冷媒回路に対応する。
【０１６９】
図６は、本第２実施形態のヒートポンプサイクル１０の全体構成を示す図である。図６において、図１と同一の符号は、同一のものを示している。
【０１７０】
本実施形態のヒートポンプサイクル１０は、上記第１実施形態のヒートポンプサイクル１０に三方弁７０、７１が追加されたものである。三方弁７０は、入口７０ａ、および出口７０ｂ、７０ｃを備える。三方弁７０は、出口７０ｂ、７０ｃのうちいずれか一方の出口と入口７０ａとの間を接続するとともに、他方の出口と入口７０ａとの間を開放する弁体、およびこの弁体を駆動するステッピングモータ等のアクチュエータを備える。
【０１７１】
入口７０ａは、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃに接続されている。出口７０ｂは、室内凝縮器１２の入口１２ａに接続されている。出口７０ｃは、高段側膨脹弁１３の出口および気液分離器１４の冷媒流入ポートとの間に接続されている。
【０１７２】
三方弁７１は、入口７１ａ、出入口７１ｂ、および出入口７１ｃを備える。三方弁７１は、弁体、およびこの弁体を駆動するステッピングモータ等のアクチュエータを備える。弁体は、出入口７１ｂ、出入口７１ｃのうち一方と入口７１ａとの間を接続するとともに、他方と入口７１ａとの間を開放する。或いは、出入口７１ｂおよび入口７１ａとの間を開放しつつ、出入口７１ｃおよび入口７１ａとの間を開放した状態で、弁体は、出入口７１ｂおよび出入口７１ｃの間を接続する。
【０１７３】
入口７１ａは、冷媒溜用開閉弁６０の出口に接続されている。出入口７１ｂは、室内蒸発器２３の出口２３ｂおよびフロスト防止用膨張弁６１の入口の間に接続されている。出入口７１ｃは、室内凝縮器１２の入口１２ａに接続されている。  本実施形態の三方弁７０を構成するアクチュエータ、および三方弁７１を構成するアクチュエータは、電子制御装置４０によって制御される。
【０１７４】
なお、本実施形態では、バイパス通路５０の入口５０ａは、中間圧冷媒通路１５のうち中間圧側開閉弁１６ａの入口側に接続されている。バイパス通路５０は、三方弁７１を介して室内凝縮器１２の入口１２ａおよび室内蒸発器２３の出口２３ｂの間を接続している。このため、バイパス通路５０は、室内凝縮器１２の入口１２ａとアキュムレータ２４の入口との間を気液分離器１４、室外熱交換器２０、室内蒸発器２３を迂回して接続する第４バイパス通路を構成している。
【０１７５】
次に、上記構成における本実施形態の車両用空調装置１の作動について説明する。図７は、電子制御装置４０の空調制御処理を示すフローチャートである。図７において、図３と同一の符号は、同一のものを示す。
【０１７６】
電子制御装置４０は、図７のフローチャートにしたがって、空調制御処理を実行する。
【０１７７】
まず、ステップ１００において、実行すべき運転モードとして暖房モードを決定すると、ステップ１３０Ａで暖房モードを実行する。ステップ１３０Ａでは、図３のステップ１３０と同様に、ステップ１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６が実行される。
ステップ１００において、実行すべき運転モードとして除湿モードを決定すると、ステップ１２０Ａで除湿モードを実行する。一方、実行すべき運転モードとして冷房モードを決定すると、次のステップ１１０Ａにおいて冷房モードを実行する。
【０１７８】
具体的には、ステップ１１１で、カウンタのカウント値Ｔをリセットしてカウント値Ｔ＝０とする。カウンタは、後述するステップ１１３の液溜めモードを継続して実行する時間をカウントするカウンタである。
【０１７９】
次に、ステップ１１２において、カウンタのカウント値Ｔが閾値に到達したか否かを判定する。閾値は、室内凝縮器１２に所定量の余剰冷媒を溜めるのに要する所定時間に対応する値であって、予め実験等によって決定される。
【０１８０】
このとき、カウンタのカウント値Ｔが閾値に到達していないとしてステップ１１２においてＮＯと判定すると、ステップ１１３において、液溜めモードを開始して、カウンタのカウント値Ｔをインクリメントする。液溜めモードは、室内凝縮器１２内に冷媒を流入させつつ、室内蒸発器２３により車室内送風空気を冷却するモードである。
【０１８１】
その後、ステップ１１２に戻る。このため、カウンタのカウント値Ｔが閾値に到達するまで、ステップ１１２のＮＯ判定、液溜めモードの実行、およびステップ１１３におけるカウンタのカウント値Ｔのインクリメントを繰り返す。その後、液溜めモードの実行時間が上記所定時間以上になり、カウンタのカウント値Ｔが閾値以上になると、ステップ１１２でＹＥＳと判定する。
【０１８２】
その後、ステップ１１４で通常冷房モードを実行する。通常冷房モードは、室内凝縮器１２内に冷媒を溜めた状態で、室内蒸発器２３により車室内送風空気を冷却するモードである。
【０１８３】
ここで、通常冷房モードでは、室内蒸発器２３は、冷媒および室内送風空気の間の熱交換により冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する。例えば、通常冷房モードの冷媒回路内の冷媒量が不足すると、室内蒸発器２３のうち気相冷媒が存在する気相領域が増える。このため、室内蒸発器２３は、冷媒を蒸発させる蒸発器として十分な機能を発揮することができなくなる。
【０１８４】
そこで、ステップ１１５では、通常冷房モードの冷媒回路内の冷媒量が必要冷媒量以上であるか否かを判定する。必要冷媒量とは、通常冷房モードを実施する上で室内蒸発器２３に十分な冷房能力を発揮させるのに必要となる冷媒量である。換言すれば、必要冷媒量とは第２冷媒回路に冷媒を循環させて第２室内熱交換器２３において空気流を冷却させる上で、第２冷媒回路内に存在することが必要となる冷媒量である。
【０１８５】
具体的には、室内蒸発器２３の出口側の冷媒が正の過熱度を持つ過熱状態であるか否かを判定する。すなわち、室内蒸発器２３の出口側の冷媒が気液二層状態ではなく、気相状態になっているか否かを判定する。冷媒の過熱度は、冷媒温度センサ４１ｎの検出温度および冷媒圧力センサ４１ｍの検出圧力に基づいて算出される。
【０１８６】
ここで、室内蒸発器２３の出口側の冷媒が気液二層状態ではなく、気相状態であるとき、室内蒸発器２３の出口側の冷媒の過熱度が正であるとしてステップ１１５においてＹＥＳと判定する。このとき、通常冷房モードの冷媒回路内の冷媒量が必要冷媒量未満であると判定する。これに伴い、ステップ１１６において、室内凝縮器１２内から冷媒を通常冷房モードの冷媒回路内に戻すための冷媒不足モードを実行する。
【０１８７】
次に、ステップ１１５に戻り、通常冷房モードの冷媒回路内の冷媒量が必要冷媒量以上であるか否かを判定する。このため、通常冷房モードの冷媒回路内の冷媒量が必要冷媒量未満である限り、ステップ１１５のＹＥＳ判定、および冷媒不足モード（ステップ１１６）を繰り返すことになる。
【０１８８】
その後、室外熱交換器２０の出口側の冷媒が、正の過熱度を持つ過熱状態ではなく、気液二層状態の冷媒になると、ステップ１１５において、ＮＯと判定する。これに伴い、ステップ１１４に戻る。
【０１８９】
以降、通常冷房モードの冷媒回路内の冷媒量が必要冷媒量以上になると、通常冷房モードを実行する一方、通常冷房モードの冷媒回路内の冷媒量が必要冷媒量未満になると、冷媒不足モードを実行する。
【０１９０】
以下、ステップ１１０Ａの冷房モード、ステップ１２０Ａの除湿モード、およびステップ１３０Ａの暖房モードについて別々に説明する。まず、ステップ１１０Ａの冷房モードにおける通常冷房モード、液溜めモード、および冷媒不足モードについて図６および図８を参照して説明する。
【０１９１】
（通常冷房モード）
通常冷房モードでは、電子制御装置４０が、三方弁７０を制御して出口７０ｃと入口７０ａとの間を接続するとともに、出口７０ｂと入口７０ａとの間を開放、かつ出口７０ｂ、７０ｃの間を開放する。このため、三方弁７０において、入口７０ａから出口７０ｃに冷媒を流通させる図６の流路２が形成される。
【０１９２】
電子制御装置４０が、三方弁７１を制御して出入口７１ｃと入口７１ａとの間を接続するとともに、出入口７１ｂと入口７１ａとの間を開放し、かつ出入口７１ｃ、７１ｂの間を開放する。このため、三方弁７１において、入口７１ａから出入口７１ｃに冷媒を流通させる図６の流路２が形成される。電子制御装置４０は、高段側膨脹弁１３を閉弁状態とする。電子制御装置４０は、上記第１実施形態の冷房モードと同様に、冷房用開閉弁１６ｃ、低圧側開閉弁１６ｂ、中間圧側開閉弁１６ａ、冷房用膨脹弁２２、冷媒溜用開閉弁６０、およびフロスト防止用膨張弁６１を制御する。
【０１９３】
これにより、ヒートポンプサイクル１０は、図６の極太矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路が形成される。
【０１９４】
具体的には、圧縮機１１から吐出される高圧冷媒は、三方弁７０の出口７０ｃおよび入口７０ａの間、気液分離器１４の冷媒流入ポートおよび液相冷媒流出ポート１４ｃの間、固定絞り迂回用通路１８、低圧側開閉弁１６ｂをこの順に経て室外熱交換器２０に流れる。室外熱交換器２０では、高圧冷媒は、送風ファン２１から送風された外気により冷却される。
【０１９５】
室外熱交換器２０から流れる高圧冷媒は、冷房用膨脹弁２２に流れる。冷房用膨脹弁２２では、高圧冷媒は減圧されて低圧冷媒になる。低圧冷媒は、室内蒸発器２３、フロスト防止用膨張弁６１、アキュムレータ２４をこの順に経て圧縮機１１の吸入ポート１１ａに流れる。室内蒸発器２３では、冷媒は室内送風空気を冷却する。
【０１９６】
以上により、通常冷房モードでは、室内凝縮器１２内に余剰冷媒が液相冷媒として溜めた状態で、室内凝縮器１２において冷媒により車室内送風空気を冷却することができる。
【０１９７】
（液溜めモード）
液溜めモードでは、電子制御装置４０は、上記通常冷房モードと同様、三方弁７０、７１、高段側膨脹弁１３、冷房用膨脹弁２２、中間圧側開閉弁１６ａ、冷房用開閉弁１６ｃ、低圧側開閉弁１６ｂ、およびフロスト防止用膨張弁６１をそれぞれ制御する。
【０１９８】
これにより、ヒートポンプサイクル１０では、図６の極太矢印に示すように、圧縮機１１から吐出される高圧冷媒は、三方弁７０の流路２、気液分離器１４の冷媒流入ポートおよび液相冷媒流出ポート１４ｃの間、固定絞り迂回用通路１８、低圧側開閉弁１６ｂ、室外熱交換器２０、冷房用膨脹弁２２、室内蒸発器２３、フロスト防止用膨張弁６１、アキュムレータ２４、圧縮機１１の吸入ポート１１ａの順に流れる。
【０１９９】
これに加えて、電子制御装置４０は、冷媒溜用開閉弁６０を開弁状態にする。このとき、三方弁７１では、入口７１ａから出入口７１ｃに冷媒を流通させる流路２が形成されている。
【０２００】
ここで、圧縮機１１から気液分離器１４には、室内凝縮器１２を迂回して冷媒が流入される。圧縮機１１から三方弁７０を通して気液分離器１４に流入される冷媒は、気相冷媒である。このため、気液分離器１４では、圧縮機１１から三方弁７０を通して流入される気相冷媒のうち、潤滑油を除いた気相冷媒と、この気相冷媒以外の残りの冷媒に分離される。
【０２０１】
このため、上記潤滑油が除かれた気相冷媒が気液分離器１４の気相冷媒流出ポートからバイパス通路５０に流れる。この気相冷媒は、バイパス通路５０、冷媒溜用開閉弁６０、三方弁７１の第２流路の入口７１ａおよび出入口７１ｃの間、室内凝縮器１２の入口１２ａの順に流れる。室内凝縮器１２では、気相冷媒は車室内送風空気により冷却されて液相冷媒になる。したがって、室内凝縮器１２には余剰冷媒が液相冷媒として溜められることになる。
【０２０２】
以上により、液溜めモードでは、室内凝縮器１２において、冷媒により車室内送風空気を冷却するとともに、室内凝縮器１２内に気相冷媒を溜めることができる。
【０２０３】
（冷媒不足モード）
冷媒不足モードでは、電子制御装置４０は、上記通常冷房モードと同様、三方弁７０、冷房用膨脹弁２２、中間圧側開閉弁１６ａ、冷房用開閉弁１６ｃ、低圧側開閉弁１６ｂ、冷媒溜用開閉弁６０、およびフロスト防止用膨張弁６１をそれぞれ制御する。
【０２０４】
さらに、電子制御装置４０は、三方弁７１を制御して出入口７１ｃと出入口７１ｂとの間を接続するとともに、出入口７１ｃと入口７１ａとの間を開放し、かつ入口７１ａと出入口７１ｂとの間を開放する。このため、三方弁７１において出入口７１ｃから出入口７１ｂに冷媒を流通させる図６の流路３が形成される。
【０２０５】
これにより、ヒートポンプサイクル１０は、図６の極太矢印に示すように、圧縮機１１から吐出される高圧冷媒は、三方弁７０の流路２、気液分離器１４の冷媒流入ポートおよび液相冷媒流出ポート１４ｃの間、固定絞り迂回用通路１８、低圧側開閉弁１６ｂ、室外熱交換器２０、冷房用膨脹弁２２、室内蒸発器２３、フロスト防止用膨張弁６１、アキュムレータ２４、圧縮機１１の吸入ポート１１ａの順に流れる。
【０２０６】
これに加えて、室内凝縮器１２の入口１２ａから出た冷媒は、バイパス通路５０、三方弁７１の出入口７１ｃおよび出入口７１ｂの間、フロスト防止用膨張弁６１、アキュムレータ２４の順に流入される。これにより、冷房モードの冷媒回路内の冷媒量を増やすことができる。
【０２０７】
以上により、冷媒不足モードでは、室内蒸発器２３において冷媒により車室内送風空気を冷却するとともに、冷媒回路内の冷媒量を増やすことになる。
【０２０８】
（暖房モード）
次に、本実施形態の暖房モードにおいて通常暖房モード、液溜めモード、冷媒不足モードについて図９、図１０を参照して説明する。
【０２０９】
（通常暖房モード）
電子制御装置４０は、上記第１実施形態の通常暖房モードと同様、圧縮機１１、高段側膨脹弁１３、冷房用膨脹弁２２、中間圧側開閉弁１６ａ、低圧側開閉弁１６ｂ、冷房用開閉弁１６ｃ、冷媒溜用開閉弁６０、およびフロスト防止用膨張弁６１をそれぞれ制御する。
【０２１０】
電子制御装置４０は、三方弁７０を制御して出口７０ｂと入口７０ａとの間を接続するとともに、出口７０ｃと入口７０ａとの間を開放し、かつ出口７０ｂ、７０ｃの間を開放する。このため、三方弁７０において、入口７０ａから出口７０ｂに冷媒を流通させる図９に示す流路１が形成される。
【０２１１】
電子制御装置４０は、三方弁７１を制御して出入口７１ｂと入口７１ａとの間を接続するとともに、出入口７１ｃと入口７１ａとの間を開放し、かつ出入口７１ｂ、７１ｃの間を開放する。このため、三方弁７１において、入口７１ａから出入口７１ｂに冷媒を流通させる図９に示す流路１が形成される。
【０２１２】
このため、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出される高圧冷媒を、三方弁７０の流路１の入口７０ａおよび出口７０ｂの間、室内凝縮器１２、高段側膨脹弁１３、気液分離器１４、低段側固定絞り１７、室外熱交換器２０、冷房用開閉弁１６ｃ、アキュムレータ２４、圧縮機１１の吸入ポート１１ａの順に流す。これに伴い、気液分離器１４にて分離された気相冷媒を中間圧冷媒通路１５、中間圧側開閉弁１６ａ、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂへこの順に流入させている。
【０２１３】
以上により、上記第１実施形態の通常暖房モードと同様に作動する。
【０２１４】
（液溜めモード）
電子制御装置４０は、上記第２実施形態の通常暖房モードと同様、圧縮機１１、三方弁７０、７１、高段側膨脹弁１３、冷房用膨脹弁２２、中間圧側開閉弁１６ａ、低圧側開閉弁１６ｂ、冷房用開閉弁１６ｃ、およびフロスト防止用膨張弁６１をそれぞれ制御する。
【０２１５】
これに加えて、電子制御装置４０は、冷媒溜用開閉弁６０を開弁状態にする。このため、気液分離器１４の気相冷媒流出ポート１４ａから中間圧側開閉弁１６ａを通過した気相冷媒のうち一部の冷媒は、中間圧側開閉弁１６ａを経て圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂに流れるものの、残りの気相冷媒は、バイパス通路５０、冷媒溜用開閉弁６０、および、室内蒸発器２３の出口２３ｂを通して室内蒸発器２３内に流れる。
【０２１６】
ここで、気液分離器１４によって潤滑油が除かれた気相冷媒が気液分離器１４の気相冷媒流出ポート１４ａから中間圧冷媒通路１５に流出される。このため、前記潤滑油が除かれた気相冷媒が室内蒸発器２３内に溜められる。室内蒸発器２３内では、気相冷媒は車室内送風空気により冷却されて液相冷媒となる。室内蒸発器２３内では、余剰冷媒が液相冷媒として溜められることになる。
【０２１７】
以上により、液溜めモードでは、上記第１実施形態の暖房モードの液溜めモードと同様、室内凝縮器１２において冷媒により車室内送風空気を加熱するとともに、室内蒸発器２３内に余剰冷媒としての冷媒が溜められることになる。
【０２１８】
（冷媒不足モード）
電子制御装置４０は、上記第１実施形態の暖房モードの冷媒不足モードと同様、圧縮機１１、高段側膨脹弁１３、冷房用膨脹弁２２、中間圧側開閉弁１６ａ、低圧側開閉弁１６ｂ、冷房用開閉弁１６ｃ、冷媒溜用開閉弁６０、およびフロスト防止用膨張弁６１をそれぞれ制御する。
【０２１９】
これに加えて、電子制御装置４０は、上記通常暖房モードと同様に、三方弁７０、７１を制御する。
【０２２０】
圧縮機１１から吐出される高圧冷媒は、三方弁７０の流路１、室内凝縮器１２、高段側膨脹弁１３、低段側固定絞り１７、室外熱交換器２０、冷房用開閉弁１６ｃ、アキュムレータ２４、圧縮機１１の吸入ポート１１ａの順に流す。これに伴い、気液分離器１４にて分離された気相冷媒を中間圧冷媒通路１５、中間圧側開閉弁１６ａ、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂへこの順に流入させている。
【０２２１】
これに加えて、電子制御装置４０は、フロスト防止用膨張弁６１の絞り開度を所定開度にする。このため、室内蒸発器２３内の液相冷媒は、ハッチング付矢印の如く、室内蒸発器２３の出口２３ｂ、フロスト防止用膨張弁６１、および冷媒流路５１を通してアキュムレータ２４に流れる。これにより、暖房モードの冷媒回路内の冷媒量を増やすことができる。
【０２２２】
以上により、冷媒不足モードでは、上記第１実施形態の暖房モードの冷媒不足モードと同様、室内凝縮器１２において冷媒により車室内送風空気を加熱するとともに、冷媒回路内の冷媒量を増やすことになる。
【０２２３】
（除湿モード）
次に、本実施形態の除湿モードについて図７、図９、図１１、図１２を参照して説明する。
【０２２４】
図１１は、図７中ステップ１２０Ａにおける除湿モードの詳細を示すフローチャートである。
【０２２５】
まず、図７中のステップ１００において、実行すべき運転モードとして除湿モードを決定されると、図１１のステップ１２０Ａで除湿モードを実行する。まず、ステップ１２１で、カウンタのカウント値Ｔをリセットしてカウント値Ｔ＝０とする。カウンタは、後述するステップ１２２ａ、１２８の液溜めモードを継続して実行する時間をカウントするカウンタである。
【０２２６】
次に、ステップ１２２において、カウンタのカウント値Ｔが閾値に到達したか否かを判定する。閾値は、室外熱交換器２０に所定量の余剰冷媒を溜めるのに要する所定時間に対応する値であって、予め実験等によって決定される。
【０２２７】
このとき、カウンタのカウント値Ｔが閾値に到達していないとしてステップ１２２においてＮＯと判定すると、ステップ１２２ａにおいて、液溜めモードを実施して、カウンタのカウント値Ｔをインクリメントする。液溜めモードは、室外熱交換器２０内に冷媒を溜めるモードである。
【０２２８】
その後、ステップ１２２に戻る。このため、カウンタのカウント値Ｔが閾値に到達するまで、ステップ１２２のＮＯ判定、液溜めモードの実行、およびステップ１２２ａにおけるカウンタのカウント値Ｔのインクリメントを繰り返す。その後、液溜めモードの実行時間が上記所定時間以上になり、カウンタのカウント値Ｔが閾値以上になると、ステップ１２２でＹＥＳと判定する。
【０２２９】
このことにより、通常除湿モードを実行する前に、液溜めモードを所定期間継続して実施することになる。このため、通常除湿モードを実行する前に、室外熱交換器２０内に所定量の冷媒が溜められることになる。
【０２３０】
その後、ステップ１２３で通常除湿モードを実行する。通常除湿モードは、室外熱交換器２０内に所定量の冷媒を溜めた状態で、室内凝縮器１２により車室内送風空気を加熱しつつ、室内蒸発器２３により車室内送風空気を冷却するモードである。
【０２３１】
ここで、通常除湿モードでは、室外熱交換器２０は、冷媒および外気の間の熱交換により冷媒を冷却および凝縮させる凝縮器、または冷媒を外気から吸熱させる吸熱器として機能する。例えば、通常除湿モードの冷媒回路内の冷媒量が不足すると、室内蒸発器２３のうち、気相冷媒が存在する気相領域が増える。このため、室内蒸発器２３は、冷媒を蒸発させる蒸発器として十分な機能を発揮することができなくなる。
【０２３２】
そこで、ステップ１２４では、通常除湿モードの冷媒回路内の冷媒量が必要冷媒量以上であるか否かを判定する。
【０２３３】
必要冷媒量とは、通常除湿モードを実施する上で室内凝縮器１２に十分な暖房能力を発揮させるのに必要となる冷媒量である。具体的には、室内蒸発器２３の出口側の冷媒が、正の過熱度を持つ過熱状態であるか否かを判定する。すなわち、室内蒸発器２３の出口側の冷媒が気液二層状態ではなく、気相状態になっているか否かを判定する。冷媒の過熱度は、冷媒温度センサ４１ｎの検出温度および冷媒圧力センサ４１ｍの検出圧力に基づいて算出される。
【０２３４】
ここで、室内蒸発器２３の出口側の冷媒が気液二層状態ではなく、気相状態であるとき、室内蒸発器２３の出口側の冷媒の過熱度が正であるとしてステップ１２４においてＹＥＳと判定する。このとき、通常冷房モードの冷媒回路内の冷媒量が必要冷媒量未満であり、冷媒を不足していると判定する。これに伴い、ステップ１２４ａにおいて、室外熱交換器２０内から冷媒を通常除湿モードの冷媒回路内に戻すための冷媒不足モードを実行する。
【０２３５】
これに伴い、ステップ１２４に戻り、通常除湿モードの冷媒回路内の冷媒量が必要冷媒量以上であるか否かを判定する。このため、通常除湿モードの冷媒回路内の冷媒量が必要冷媒量以上になるまで、ステップ１２４のＹＥＳ判定、およびステップ１２４ａの冷媒不足モードを繰り返すことになる。
【０２３６】
その後、室内蒸発器２３の出口側の冷媒の過熱度が正ではなく、気液二層状態の冷媒になると、ステップ１２４においてＮＯと判定する。これに伴い、ステップ１１２５に移行して、カウンタのカウント値Ｔをリセットしてカウント値Ｔ＝０とする。
【０２３７】
次に、ステップ１２６において、アキュムレータ２４から液相冷媒が溢れるオーバーフローが生じているか否かについてオーバーフロー検出手段の検出に基づいて判定する。
【０２３８】
本実施形態では、オーバーフロー検出手段としては、アキュムレータ２４内の液相冷媒の液面高さを検出する液面センサ４１ｐ、或いは圧縮機１１の吐出冷媒の過熱度を検出する過熱度センサ４１ｒを用いることができる。
【０２３９】
例えば、液面センサ４１ｐの検出値に基づいて、アキュムレータ２４内の液相冷媒の液面高さが所定値以上であるか否かを判定することにより、アキュムレータ２４から液相冷媒が溢れるオーバーフローが生じているか否かを判定する。アキュムレータ２４内の液相冷媒の液面高さが所定値以上であるときには、アキュムレータ２４から液相冷媒が溢れるオーバーフローが生じていると判定する。
【０２４０】
例えば、過熱度センサ４１ｒに基づいて、圧縮機１１から吐出される吐出冷媒の過熱度が所定値以下であるか否かを判定することにより、アキュムレータ２４から液相冷媒が溢れるオーバーフローが生じているか否かを判定する。圧縮機１１の吐出冷媒の過熱度が所定値以下であるときアキュムレータ２４から液相冷媒が溢れるオーバーフローが生じていると判定する。過熱度センサ４１ｒは、上述の如く、圧縮機１１の吐出冷媒の温度や吐出冷媒の圧力等により吐出冷媒の過熱度を求める部材である。
【０２４１】
このようにアキュムレータ２４から液相冷媒が溢れるオーバーフローが生じているとしてステップ１２６でＹＥＳと判定すると、ステップ１２７で、カウンタのカウント値Ｔをリセットしてカウント値Ｔ＝０とする。
【０２４２】
次に、ステップ１２８において、液溜めモードを実施して、カウンタのカウント値Ｔをインクリメントする。液溜めモードは、上記ステップ１２２ａの液溜めモードと同様に、室外熱交換器２０内に冷媒を溜めるモードである。その後、ステップ１２９において、カウンタのカウント値Ｔが閾値に到達したか否かを判定する。閾値は、室外熱交換器２０に所定量の余剰冷媒を溜めるのに要する所定時間に対応する値であって、予め実験等によって決定される。
【０２４３】
このとき、カウンタのカウント値Ｔが閾値に到達していないとしてステップ１２９においてＮＯと判定すると、ステップ１２８に戻り、液溜めモードを実施する。このため、カウンタのカウント値Ｔが閾値に到達するまで、ステップ１２９のＮＯ判定、およびステップ１２８の液溜めモードを繰り返す。その後、カウンタのカウント値Ｔが閾値に到達すると、ステップ１２９でＹＥＳと判定して液溜めモードを終了する。
【０２４４】
これに伴い、ステップ１２６に移行して、アキュムレータ２４の液相冷媒のオーバーフローが生じていないとしてＮＯと判定すると、ステップ１２３に戻る。このため、アキュムレータ２４の液相冷媒のオーバーフローが生じていなく、かつ冷媒が不足していない状態が継続すると、ステップ１２６にてＹＥＳと判定するまで、ステップ１２３の通常除湿モード、ステップ１２４の冷媒不足判定におけるＮＯ判定、ステップ１２５におけるカウント値Ｔのリセット処理、ステップ１２６のオーバーフロー判定におけるＮＯ判定を繰り返す。
【０２４５】
以下、ステップ１２３の通常除湿モード、ステップ１２４ａの冷媒不足モード、およびステップ１２２ａ、１２８における液溜めモードについて説明する。
【０２４６】
まず、ステップ１２３の通常除湿モードについて説明する。
【０２４７】
通常除湿モードでは、電子制御装置４０は、三方弁７０を制御して出口７０ｂと入口７０ａとの間を接続するとともに、出口７０ｃと入口７０ａとの間を開放し、かつ出口７０ｂ、７０ｃの間を開放する。このため、三方弁７０において、入口７０ａから出口７０ｂに冷媒を流通させる図９に示す流路１が形成される。
【０２４８】
電子制御装置４０は、三方弁７１を制御して出入口７１ｂと入口７１ａとの間を接続するとともに、出入口７１ｃと入口７１ａとの間を開放し、かつ出入口７１ｂ、７１ｃの間を開放する。このため、三方弁７０において、入口７０ａから出口７０ｂに冷媒を流通させる図９に示す流路１が形成される。
【０２４９】
或いは、電子制御装置４０は、三方弁７１を制御して出入口７１ｃと入口７１ａとの間を接続するとともに、出入口７１ｂと入口７１ａとの間を開放し、かつ出入口７１ｂ、７１ｃの間を開放する。このため、三方弁７１において、入口７１ａから出入口７１ｃに冷媒を流通させる流路２（図９参照）が形成される。
【０２５０】
電子制御装置４０が、高段側膨脹弁１３において絞り開度を制御して、高段側膨脹弁１３を冷媒の減圧作用を発揮させる絞り状態とする。
【０２５１】
電子制御装置４０が、冷房用膨脹弁２２において絞り開度を制御して、冷房用膨脹弁２２を冷媒の減圧作用を発揮させる絞り状態とする。
【０２５２】
高段側膨脹弁１３の絞り開度と冷房用膨脹弁２２の絞り開度とは、室内凝縮器１２から高段側膨脹弁１３へ流入する冷媒の過冷却度が、ＣＯＰを略最大値に近づくように予め決定された目標過冷却度に近づくように決定される。または、高段側膨脹弁１３の絞り開度と冷房用膨脹弁２２の絞り開度とは、室外熱交換器２０から冷房用膨脹弁２２へ流入する冷媒の過冷却度がＣＯＰを略最大値に近づくように予め決定された目標過冷却度に近づくように決定される。このことにより、室内凝縮器１２において冷媒が車室内送風空気を加熱する暖房能力を発揮させることができる。
【０２５３】
電子制御装置４０は、低圧側開閉弁１６ｂを開弁状態として低段側減圧部を減圧作用を発揮しない全開状態とし、低圧側開閉弁１６ｂの状態に連動して中間圧側開閉弁１６ａを閉弁状態とする。冷媒溜用開閉弁６０を閉弁状態にし、冷房用開閉弁１６ｃを閉弁状態にし、フロスト防止用膨張弁６１の絞り開度は、室内蒸発器２３に霜が発生することを避けるために室内蒸発器２３の温度が閾値以上になるように設定される。フロスト防止用膨張弁６１の絞り開度は、蒸発器温度センサ４１ｄの検出温度に基づいて設定される。
【０２５４】
以上により、ヒートポンプサイクル１０は、図９の実線矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に形成される。
【０２５５】
具体的には、圧縮機１１から吐出される高圧冷媒は、三方弁７０の入口７０ａおよび出口７０ｂの間から室内凝縮器１２に流れる。このため、室内凝縮器１２において冷媒が車室内送風空気を加熱することができる。室内凝縮器１２を通過した高圧冷媒は、高段側膨脹弁１３により減圧される。この減圧された冷媒は、気液分離器１４の冷媒流入ポートおよび液相冷媒流出ポート１４ｃの間、固定絞り迂回用通路１８、低圧側開閉弁１６ｂをこの順に経て室外熱交換器２０に流れる。室外熱交換器２０では、高圧冷媒は、送風ファン２１から送風された外気により冷却される。
【０２５６】
室外熱交換器２０から流れる冷媒は、冷房用膨脹弁２２に流れる。冷房用膨脹弁２２では、冷媒は減圧されて低圧冷媒になる。低圧冷媒は、室内蒸発器２３、フロスト防止用膨張弁６１、アキュムレータ２４をこの順に経て圧縮機１１の吸入ポート１１ａに流れる。室内蒸発器２３では、冷媒が室内送風空気を冷却する。
【０２５７】
以上により、室外熱交換器２０内に気液二層状態の余剰冷媒を溜めた状態で、室内凝縮器１２において冷媒が車室内送風空気を加熱しつつ、室内蒸発器２３で冷媒が室内送風空気を冷却する。
【０２５８】
次に、本実施形態のステップ１２２ａ、１２８の液溜めモードについて説明する。
【０２５９】
液溜めモードでは、電子制御装置４０は、通常除湿モードに比べて、冷房用膨脹弁２２の絞り開度を小さくする。さらに、電子制御装置４０は、上記ステップ１２３の通常除湿モードと同様、三方弁７０、７１、フロスト防止用膨張弁６１、冷媒溜用開閉弁６０、低圧側開閉弁１６ｂ、中間圧側開閉弁１６ａ、および冷房用開閉弁１６ｃを制御する。このため、上記ステップ１２３の通常除湿モードと同様、室外熱交換器２０内に気液二層状態の余剰冷媒を溜めつつ、圧縮機１１から吐出される冷媒は、三方弁７０、室内凝縮器１２、高段側膨脹弁１３、気液分離器１４、固定絞り迂回用通路１８、低圧側開閉弁１６ｂ、室外熱交換器２０、冷房用膨脹弁２２、室内蒸発器２３、フロスト防止用膨張弁６１、アキュムレータ２４をこの順に経て圧縮機１１の吸入ポート１１ａに流れる。このため、通常除湿モードの冷媒回路を循環する冷媒量を減らすことができる。
【０２６０】
また、ステップ１２３で通常除湿モードを実施する際に、室内凝縮器１２の暖房能力が不足する場合には、中間圧側開閉弁１６ａを開弁してもよい。これにより、気液分離器１４の気相冷媒流出ポート１４ａからの気相冷媒を中間圧側開閉弁１６ａおよび中間圧ポート１１ｂを通して圧縮機１１に供給することができる。これにより、ガスインジェクションサイクルを構成することができる。
【０２６１】
次に、本実施形態のステップ１２４ａの冷媒不足モードについて説明する。
【０２６２】
冷媒不足モードでは、電子制御装置４０は、冷房用膨脹弁２２の絞り開度を液溜めモードに比べて大きくする。さらに、電子制御装置４０は、上記ステップ１２３の通常除湿モードと同様、三方弁７０、７１、フロスト防止用膨張弁６１、冷媒溜用開閉弁６０、低圧側開閉弁１６ｂ、中間圧側開閉弁１６ａ、および冷房用開閉弁１６ｃを制御する。
【０２６３】
このため、室外熱交換器２０内から冷房用膨脹弁２２に流れる余剰冷媒の流量を増やしつつ、上記ステップ１２３の通常除湿モードと同様、圧縮機１１から吐出される冷媒は、三方弁７０、室内凝縮器１２、高段側膨脹弁１３、気液分離器１４、固定絞り迂回用通路１８、低圧側開閉弁１６ｂ、室外熱交換器２０、冷房用膨脹弁２２、室内蒸発器２３、フロスト防止用膨張弁６１、アキュムレータ２４をこの順に経て圧縮機１１の吸入ポート１１ａに流れる。このため、通常除湿モードの冷媒回路を循環する冷媒量を増やすことができる。
【０２６４】
以上説明した本実施形態によれば、電子制御装置４０は、冷房モード時にて、気液分離器１４で潤滑油を除いた気相冷媒を室内凝縮器１２に溜めつつ、冷媒回路に冷媒を循環させた状態で、室内蒸発器２３にて冷房能力を発揮させるために、冷房用膨脹弁２２において冷媒を減圧させるように絞り開度を制御する。
【０２６５】
電子制御装置４０は、暖房モード時にて、気液分離器１４で潤滑油を除いた気相冷媒を室内蒸発器２３に溜めつつ、冷媒回路に冷媒を循環させた状態で、室内凝縮器１２にて暖房能力を発揮させるために、高段側膨脹弁１３において冷媒を減圧させるように絞り開度を制御する。
【０２６６】
以上により、冷房モード時には、室内蒸発器２３にて冷房能力を発揮させた状態で、気液分離器１４で潤滑油を除いた気相冷媒を余剰冷媒として室内凝縮器１２に溜めることができる。暖房モード時には、室内凝縮器１２にて暖房能力を発揮させた状態で、気液分離器１４で潤滑油を除いた気相冷媒を余剰冷媒として室内蒸発器２３に溜めることができる。このため、アキュムレータ２４において余剰冷媒を溜める容量を小さくすることができる。よって、アキュムレータ２４の小型化を図ることができる。
【０２６７】
これに加えて、気液分離器１４から室内凝縮器１２や室内蒸発器２３に供給される気相冷媒は、気液分離器１４において高圧冷媒のうち潤滑油を除いた冷媒である。このため、潤滑油を含む残りの冷媒を圧縮機１１に供給することができる。よって、圧縮機１１に供給される潤滑油が不足することを抑制することができる。
【０２６８】
以上により、アキュムレータ２４の小型化を図りつつ、圧縮機１１に供給される潤滑油が不足することを抑制するようにしたヒートポンプサイクル１０を提供することができる。
【０２６９】
本実施形態では、上記第１実施形態と同様に、暖房モード時に、中間圧力の冷媒を室内蒸発器２３に供給したので、室内蒸発器２３内に短時間で所定量の冷媒を溜めることができる。
【０２７０】
本実施形態では、冷房モード時に、雰囲気圧力よりも高い高圧冷媒を室内凝縮器１２に供給するので、室内凝縮器１２内に短時間で所定量の冷媒を溜めることができる。前記雰囲気圧力とは、室内凝縮器１２の周囲温度によって定まる室内凝縮器１２内の圧力である。
【０２７１】
本実施形態では、冷房モードを実施するべきとステップ１００で判定されたときに、ステップ１１３の液溜めモードを一定期間に亘って実施する。このため、確実に余剰冷媒を室内凝縮器１２に溜めることができる。
【０２７２】
本実施形態では、通常冷房モードの冷媒回路内の冷媒量が必要冷媒量未満であると判定したときには、ステップ１１６の冷媒不足モードを実施して、室内凝縮器１２から冷媒をアキュムレータ２４に戻すことができる。このため、通常冷房モードを正常に実施することができる。
【０２７３】
（他の実施形態）
上記第１、第２の実施形態では、室外熱交換器２０から流出される冷媒の過熱度を、冷媒温度センサ４１ｇの検出温度、および冷媒圧力センサ４１ｈの検出圧力に基づいて算出した例について説明したが、これに代えて、次のようにしてもよい。すなわち、冷媒圧力センサ４１ｈの検出温度および外気センサ４１ｂの検出温度に基づいて、冷媒の過熱度を算出してもよい。
【０２７４】
上記第１、第２の実施形態では、室内蒸発器２３から流出した冷媒の過熱度を冷媒温度センサ４１ｎの検出温度および冷媒圧力センサ４１ｍの検出圧力に基づいて算出した例について説明したが、これに代えて、次のようにしてもよい。すなわち、冷媒温度センサ４１ｎの検出温度および外気センサ４１ｂの検出温度に基づいて、過冷熱度を算出してもよい。
【０２７５】
上記第１実施形態では、バイパス通路５０の入口５０ａを中間圧側開閉弁１６ａの出口および圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂの間に接続した例について説明したが、これに代えて、中間圧側開閉弁１６ａの入口および気液分離器１４の気相冷媒流出ポート１４ａの間にバイパス通路５０の入口５０ａを接続してもよい。
【０２７６】
上記第２実施形態では、中間圧側開閉弁１６ａの入口および気液分離器１４の気相冷媒流出ポート１４ａの間にバイパス通路５０の入口５０ａを接続した例について説明したが、これに代えて、バイパス通路５０の入口５０ａを中間圧側開閉弁１６ａの出口および圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂの間に接続してもよい。
【０２７７】
上記第１、第２の実施形態では、本開示のヒートポンプサイクル１０を車両用空調装置１に適用した例について説明したが、これに代えて、住宅、ビル等の室内を空調する設置型の空調装置に本開示のヒートポンプサイクル１０を適用してもよい。
【０２７８】
上記第１、第２の実施形態では、高段側膨脹弁１３を電気式の可変絞り機構とした例について説明したが、これに代えて、次のようにしてもよい。高段側膨脹弁１３を、膨張弁に冷媒流路を開閉する電磁弁を組み合わせた可変絞り機構としてもよい。同様に、冷房用膨脹弁２２およびフロスト防止用膨張弁６１を、膨張弁に冷媒流路を開閉する電磁弁を組み合わせた可変絞り機構としてもよい。
【０２７９】
上記第１、第２の実施形態では、本開示の切替弁を１つの弁装置としての三方弁７０または三方弁７１とした例について説明したが、これに代えて、本開示の切替弁を２つの電磁弁を組み合わせて構成してもよい。
【０２８０】
上記第１、第２の実施形態では、本開示の圧縮機１１として、吸入ポート１１ａ、中間圧ポート１１ｂ、および吐出ポート１１ｃを備える圧縮機を用いた例について説明したが、これに代えて、次のようにしてもよい。すなわち、中間圧ポート１１ｂを備えなく、気相冷媒流出ポート１４ａからの気相冷媒を吸入しない圧縮機を本開示の圧縮機１１としてもよい。
【０２８１】
上記第１、第２の実施形態では、暖房モードにおける液溜めモードにおいて中間圧側開閉弁１６ａを開弁した例について説明したが、これに代えて、暖房モードにおける液溜めモードにおいて中間圧側開閉弁１６ａを閉弁してもよい。
【０２８２】
上記第１実施形態では、冷媒溜用開閉弁６０の出口を室内蒸発器２３の出口２３ｂに接続した例について接続した例について説明したが、これに代えて、冷媒溜用開閉弁６０の出口を室内蒸発器２３の入口２３ａに接続してもよい。
【０２８３】
上記第２実施形態では、三方弁７１の出入口７１ｂを室内蒸発器２３の出口２３ｂに接続した例について接続した例について説明したが、これに代えて、三方弁７１の出入口７１ｂを室内蒸発器２３の入口２３ａに接続してもよい。
【０２８４】
上記第２実施形態では、冷房モードの液溜めモードにおいて、三方弁７１の出入口７１ｃを室内凝縮器１２の入口１２ａに接続した例について接続した例について説明したが、これに代えて、三方弁７１の出入口７１ｃを室内凝縮器１２の出口１２ｂに接続してもよい。
【０２８５】
上記第２実施形態では、通常除湿モードでは、室外熱交換器２０内に余剰冷媒を溜めた状態で、室内凝縮器１２で冷媒が車室内
送風空気を加熱しつつ、室内蒸発器２３で冷媒が室内送風空気を冷却した例について説明したが、これに代えて、次のようにしてもよい。
【０２８６】
すなわち、通常除湿モードでは、室外熱交換器２０内に余剰冷媒を溜めない状態で、室内凝縮器１２で冷媒が車室内送風空気を加熱しつつ、室内蒸発器２３で冷媒が室内送風空気を冷却してもよい。
【０２８７】
なお、本開示は上記した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。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形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。
【０２８８】
次に、上記の実施形態の構成要素と本開示の各要素の対応関係について説明する。
【０２８９】
室内凝縮器１２が第１室内熱交換器に対応し、気液分離器１４が分離器に対応し、室内蒸発器２３が第２室内熱交換器に対応している。高段側膨脹弁１３が第１制御弁に対応し、冷房用膨脹弁２２が第２制御弁に対応している。膨脹弁迂回用通路２５が第１バイパス通路に対応し、ステップ１３３が第１制御部に対応している。バイパス通路５０が第２バイパス通路に対応し、冷媒溜用開閉弁６０が第１開閉弁に対応し、ステップ１３３が第１冷媒溜め部に対応し、ステップ１３２が第１実施部に対応している。ステップ１３４が加熱部に対応し、ステップ１３５が第１冷媒量判定部に対応し、フロスト防止用膨張弁６１が第３制御弁に対応している。ステップ１３６が第１冷媒供給部に対応し、ステップ１１３が第２制御部、第２冷媒溜め部に対応し、第３バイパス通路がバイパス通路５０に対応し、第１バイパス開閉弁が冷媒溜用開閉弁６０および三方弁７１を構成している。第２冷媒溜め部がステップ１１３に対応し、ステップ１１４が冷却部に対応し、第４バイパス通路がバイパス通路５０に対応し、第２バイパス開閉弁が三方弁７１に対応し、ステップ１１５が第２冷媒量判定部に対応している。ステップ１１２が第２実施部に対応している。ステップ１１６が第２冷媒供給部に対応している。空調モード判定部がステップ１００に対応し、三方弁７１が第１切替弁に対応し、三方弁７０が第２切替弁に対応している。ステップ１３３が第１切替制御部に対応し、ステップ１１３が第２切替制御部に対応している。
【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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【図１２】
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【国際調査報告】
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