(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を吸入圧縮して吐出する圧縮機（２１）と、
前記圧縮機（２１）から吐出された前記冷媒の熱を放熱して外部流体を加熱する放熱器（２２）と、
前記放熱器（２２）から流出した前記冷媒を減圧膨張させる第１減圧手段（２３）と、
前記第１減圧手段（２３）で減圧した前記冷媒を蒸発させ外部流体から吸熱する蒸発器（２７）と、
前記蒸発器（２７）で蒸発して前記圧縮機（２１）が吸入する前記冷媒を減圧する減圧量を変更可能な第２減圧手段（５０）と、を備え、
前記放熱器（２２）の加熱能力もしくはその関連物理量の値（ＴＡＶ）が加熱目標値（ＴＡＯ）に一致するように前記圧縮機（２１）の吐出容量および前記第２減圧手段（５０）の減圧量の一方を調節し、前記蒸発器（２７）の吸熱能力もしくはその関連物理量の値（ＴＥ）が吸熱目標値（ＴＥＯ）に一致するように前記吐出容量および前記減圧量の他方を調節することを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記加熱能力もしくはその関連物理量の値（ＴＡＶ）に基づいて、前記圧縮機（２１）の吐出容量の制御を行う制御手段（１０）を備え、
前記第２減圧手段（５１）は、前記圧縮機（２１）の吸入冷媒圧力が低下しても前記蒸発器（２７）内の冷媒圧力が所定圧未満になることを抑止する定圧弁（５１）であり、
前記制御手段（１０）は、前記加熱能力もしくはその関連物理量の値（ＴＡＶ）が前記加熱目標値（ＴＡＯ）に一致するように前記吐出容量を制御し、
前記第２減圧手段（５１）によって、前記吸熱能力もしくはその関連物理量の値（ＴＥ）が前記吸熱目標値（ＴＥＯ）に一致するように前記減圧量を調節す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】
前記加熱能力もしくはその関連物理量の値（ＴＡＶ）、および、前記吸熱能力もしくはその関連物理量の値（ＴＥ）に基づいて、前記圧縮機（２１）の吐出容量の制御および前記第２減圧手段（５０）の減圧量の制御を行う制御手段（１０）を備え、
前記制御手段（１０）は、前記加熱能力もしくはその関連物理量の値（ＴＡＶ）が前記加熱目標値（ＴＡＯ）に一致するように前記吐出容量および前記減圧量の一方を制御し、前記吸熱能力もしくはその関連物理量の値（ＴＥ）が前記吸熱目標値（ＴＥＯ）に一致するように前記吐出容量および前記減圧量の他方を制御す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４】
前記第２減圧手段（５２、５３）は、絞りが固定された固定絞り弁（５２）と、前記固定絞り弁（５２）に並列に設けられて開状態と閉状態とを切り替える開閉弁（５３）とからなり、
前記制御手段（１０）は、前記開閉弁（５２）の開閉状態を切り替えることにより、前記減圧量を制御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５】
前記放熱器（２２）および前記蒸発器（２７）は、室内へ吹き出す空気を流通するダクト（２）内に、前記蒸発器（２７）の方が空気流れ上流側となるように配設され、
前記蒸発器（２７）が前記空気から吸熱して除湿し、前記放熱器（２２）が前記空気を加熱することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１つ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、圧縮機、放熱器、減圧手段、蒸発器を備える蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば電気自動車等のエンジンの廃熱を利用できない空調装置に用いられる冷凍サイクル装置がある。このような冷凍サイクル装置は、冷媒を吸入圧縮して吐出する圧縮機、圧縮機から吐出された冷媒の熱を外部流体へ放熱する凝縮器、凝縮器から流出した冷媒を減圧膨張させる膨張弁、および、膨張弁で減圧した冷媒を蒸発させ外部流体から吸熱する蒸発器を備えている。そして、蒸発器および凝縮器を空調ダクト内に設け、蒸発器を空調風冷却除湿用の熱交換器とするとともに、凝縮器を空調風加熱用の熱交換器として、車室内を除湿暖房するようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１６０７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術の冷凍サイクル装置では、例えば空気から吸熱するための蒸発器のフロストを防止するために、蒸発器内の冷媒圧力に下限の制約が加えられる場合がある。蒸発器の冷媒圧力低下に制約があると、蒸発器の吸熱能力が制約され（蒸発器の負荷が低く吸熱能力が発揮できず）、放熱器である凝縮器の空気加熱能力（外部流体加熱能力）が不足してしまうことがあるという問題が生じる。
【０００５】
本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、蒸発器の吸熱能力に制約があったとしても、放熱器において充分な外部流体加熱能力を得ることが可能な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】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
冷媒を吸入圧縮して吐出する圧縮機（２１）と、
圧縮機（２１）から吐出された冷媒の熱を放熱して外部流体を加熱する放熱器（２２）と、
放熱器（２２）から流出した冷媒を減圧膨張させる第１減圧手段（２３）と、
第１減圧手段（２３）で減圧した冷媒を蒸発させ外部流体から吸熱する蒸発器（２７）と、
蒸発器（２７）で蒸発して圧縮機（２１）が吸入する冷媒を減圧する減圧量を変更可能な第２減圧手段（５０）と、を備え、
放熱器（２２）の加熱能力もしくはその関連物理量の値（ＴＡＶ）が加熱目標値（ＴＡＯ）に一致するように圧縮機（２１）の吐出容量および第２減圧手段（５０）の減圧量の一方を調節し、蒸発器（２７）の吸熱能力もしくはその関連物理量の値（ＴＥ）が吸熱目標値（ＴＥＯ）に一致するように吐出容量および減圧量の他方を調節することを特徴としている。
【０００７】
これによると、蒸発器（２７）の吸熱能力もしくはその関連物理量の値（ＴＥ）を、制約のある吸熱目標値（ＴＥＯ）に一致させたときに、放熱器（２２）の加熱能力もしくはその関連物理量の値（ＴＡＶ）が、外部流体を充分に加熱できる加熱目標値（ＴＡＯ）に一致するように、圧縮機（２１）の吐出容量および第２減圧手段（５０）の減圧量を調節することができる。すなわち、蒸発器（２７）の吸熱能力の制約によって決まる冷媒循環流量であっても、蒸発器（２７）で蒸発した冷媒を第２減圧手段（５０）で一旦減圧し、第２減圧手段（５０）で減圧した冷媒を圧縮機（２１）で等エントロピ的に圧縮することにより、蒸発器で蒸発した冷媒を減圧することなく圧縮機で圧縮する場合よりも放熱器（２２）へ流入する冷媒のエンタルピを増大させることができる。これにより、放熱器（２２）の加熱能力もしくはその関連物理量の値（ＴＡＶ）を、外部流体を充分に加熱できる加熱目標値（ＴＡＯ）にすることができる。このようにして、蒸発器（２７）の吸熱能力に制約があったとしても、放熱器（２２）において充分な外部流体加熱能力を得ることが可能となる。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明では、
放熱器（２２）の加熱能力もしくはその関連物理量の値（ＴＡＶ）に基づいて、圧縮機（２１）の吐出容量の制御を行う制御手段（１０）を備え、
第２減圧手段（５１）は、圧縮機（２１）の吸入冷媒圧力が低下しても蒸発器（２７）内の冷媒圧力が所定圧未満になることを抑止する定圧弁（５１）であり、
制御手段（１０）は、放熱器（２２）の加熱能力もしくはその関連物理量の値（ＴＡＶ）が加熱目標値（ＴＡＯ）に一致するように圧縮機（２１）の吐出容量を制御し、
第２減圧手段（５１）によって、蒸発器（２７）の吸熱能力もしくはその関連物理量の値（ＴＥ）が吸熱目標値（ＴＥＯ）に一致するように減圧量を調節することを特徴としている。
【０００９】
これによると、制御手段（１０）で、放熱器（２２）の加熱能力もしくはその関連物理量の値（ＴＡＶ）が加熱目標値（ＴＡＯ）に一致するように圧縮機（２１）の吐出容量を制御し、定圧弁である第２減圧手段（５１）によって、蒸発器（２７）の吸熱能力もしくはその関連物理量の値（ＴＥ）が吸熱目標値（ＴＥＯ）に一致するように減圧量を調節することができる。したがって、制御手段（１０）は、第２減圧手段（５１）の減圧量制御を行う必要がないので、制御ロジックを簡素化することができる。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明では、
放熱器（２２）の加熱能力もしくはその関連物理量の値（ＴＡＶ）、および、蒸発器（２７）の吸熱能力もしくはその関連物理量の値（ＴＥ）に基づいて、圧縮機（２１）の吐出容量の制御および第２減圧手段（５０）の減圧量の制御を行う制御手段（１０）を備え、
制御手段（１０）は、放熱器（２２）の加熱能力もしくはその関連物理量の値（ＴＡＶ）が加熱目標値（ＴＡＯ）に一致するように圧縮機（２１）の吐出容量および第２減圧手段（５０）の減圧量の一方を制御し、蒸発器（２７）の吸熱能力もしくはその関連物理量の値（ＴＥ）が吸熱目標値（ＴＥＯ）に一致するように圧縮機（２１）の吐出容量および第２減圧手段（５０）の減圧量の他方を制御することを特徴としている。
【００１１】
これによると、制御手段（１０）で、放熱器（２２）の加熱能力もしくはその関連物理量の値（ＴＡＶ）が加熱目標値（ＴＡＯ）に一致するように圧縮機（２１）の吐出容量および第２減圧手段（５０）の減圧量の一方を制御し、蒸発器（２７）の吸熱能力もしくはその関連物理量の値（ＴＥ）が吸熱目標値（ＴＥＯ）に一致するように圧縮機（２１）の吐出容量および第２減圧手段（５０）の減圧量の他方を制御することができる。したがって、圧縮機（２１）の吐出容量の調節精度および第２減圧手段（５０）の減圧量の調節精度を確保し易い。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明では、
第２減圧手段（５２、５３）は、絞りが固定された固定絞り弁（５２）と、固定絞り弁（５２）に並列に設けられて開状態と閉状態とを切り替える開閉弁（５３）とからなり、
制御手段（１０）は、開閉弁（５２）の開閉状態を切り替えることにより、第２減圧手段（５２、５３）の減圧量を制御することを特徴としている。
【００１３】
これによると、減圧量可変式の第２減圧手段（５２、５３）を固定絞り弁（５２）と開閉弁（５３）とで簡単に構成し、第２減圧手段（５２、５３）による減圧レベルを２段階で可変することができる。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明では、
放熱器（２２）および蒸発器（２７）は、室内へ吹き出す空気を流通するダクト（２）内に、蒸発器（２７）の方が空気流れ上流側となるように配設され、
蒸発器（２７）が空気から吸熱して除湿し、放熱器（２２）が空気を加熱することを特徴としている。
【００１５】
これによると、ダクト（２）から室内へ空気を吹き出す空調装置によって、室内を容易に除湿暖房することができ、除湿暖房時の暖房能力を向上することが容易である。
【００１６】
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明を適用した第１の実施形態における冷凍サイクル装置（冷凍サイクル３）を用いた車両用空調装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】空調制御装置１０による基本的な制御処理を示したフローチャートである。
【図３】空調装置の運転モード判定を説明するグラフである。
【図４】第１の実施形態における冷房運転時の空調装置を示す模式図である。
【図５】第１の実施形態における暖房運転時の空調装置を示す模式図である。
【図６】第１の実施形態における除湿暖房運転時の空調装置を示す模式図である。
【図７】第１の実施形態における図２のステップ２２０の制御の流れを示すフローチャートである。
【図８】凝縮器２２における加熱能力判定を説明するグラフである。
【図９】凝縮器２２における加熱能力向上効果を説明するモリエル線図である。
【図１０】第２の実施形態における図２のステップ２２０の制御の流れを示すフローチャートである。
【図１１】蒸発器２７における除湿能力判定を説明するグラフである。
【図１２】第３の実施形態における冷凍サイクル装置（冷凍サイクル３Ａ）を用いた車両用空調装置の概略構成を示す模式図である。
【図１３】第３の実施形態における図２のステップ２２０の制御の流れを示すフローチャートである。
【図１４】第４の実施形態における冷凍サイクル装置（冷凍サイクル３Ｂ）を用いた車両用空調装置の概略構成を示す模式図である。
【図１５】第４の実施形態における図２のステップ２２０の制御の流れを示すフローチャートである。
【図１６】他の実施形態における冷凍サイクル装置（冷凍サイクル３Ｃ）を用いた車両用空調装置の概略構成を示す模式図である。
【図１７】他の実施形態における冷房運転時の空調装置を示す模式図である。
【図１８】他の実施形態における暖房運転時の空調装置を示す模式図である。
【図１９】他の実施形態における除湿暖房運転時の空調装置を示す模式図である。
【図２０】他の実施形態における図２のステップ２２０の制御の流れを示すフローチャートである。
【図２１】他の実施形態における凝縮器２２の加熱能力向上効果を説明するモリエル線図である。
【図２２】他の実施形態における図２のステップ２２０の制御の流れを示すフローチャートである。
【図２３】他の実施形態における冷凍サイクル装置（冷凍サイクル３Ｄ）を用いた車両用空調装置の概略構成を示す模式図である。
【図２４】他の実施形態における冷房運転時の空調装置を示す模式図である。
【図２５】他の実施形態における暖房運転時の空調装置を示す模式図である。
【図２６】他の実施形態における除湿暖房運転時の空調装置を示す模式図である。
【図２７】他の実施形態における図２のステップ２２０の制御の流れを示すフローチャートである。
【図２８】他の実施形態における凝縮器２２の加熱能力向上効果を説明するモリエル線図である。
【図２９】他の実施形態における図２のステップ２２０の制御の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００１９】
（第１の実施形態）
図１は、本発明を適用した第１の実施形態における冷凍サイクル装置を用いた車両用空調装置の概略構成を示す模式図である。
【００２０】
図１に例示する本実施形態の車両用空調装置は、自動車等の車両の車室内を空調する空調ユニット（エアコンユニット）１における各空調機器（アクチュエータ）を、空調制御装置（エアコン制御装置、制御手段に相当：以下ＥＣＵと言う場合がある）１０によって制御するように構成された自動車用オートエアコンである。空調ユニット１は、内部に自動車の車室内に空調風を導く空気通路を形成する送風ダクト２（ダクトに相当）と、この送風ダクト２内において車室内に向かう空気流を発生させる遠心式送風機と、送風ダクト２内を流れる空気を冷却するエバポレータ２７（蒸発器に相当、以下蒸発器と言う場合がある）、およびこのエバポレータ２７を通過した空気を再加熱する凝縮器２２（放熱器に相当）を有する冷凍サイクル３（冷凍サイクル装置に相当）とを備えている。
【００２１】
送風ダクト２は、自動車の車室内の前方側に配設されている。その送風ダクト２の空気の流れ方向の上流側には、車室内空気（以下内気と言う場合がある）を取り入れる内気吸込口１１、および車室外空気（以下外気と言う場合がある）を取り入れる外気吸込口１２が形成されている。そして、内気吸込口１１および外気吸込口１２の空気通路側には、内外気切替ドア４が回転自在に支持されている。この内外気切替ドア４は、サーボモータ等のアクチュエータにより駆動されて、吸込口モードを、外気導入（ＦＲＳ）モードまたは内気循環（ＲＥＣ）モード等に切り替える。
【００２２】
また、送風ダクト２の空気の流れ方向の下流側には、図示しない複数の吹出口が形成されている。複数の吹出口は、少なくとも、自動車の窓ガラスの内面に向かって主に温風を吹き出すためのデフロスタ（ＤＥＦ）吹出口、乗員の上半身（頭胸部）に向かって主に冷風を吹き出すためのフェイス（ＦＡＣＥ）吹出口、および乗員の下半身（足元部）に向かって主に温風を吹き出すためのフット（ＦＯＯＴ）吹出口等を有している。複数の吹出口は、図示しない複数のモード切替ドアによって選択的に開閉される。複数のモード切替ドアは、サーボモータ等のアクチュエータにより駆動されて、吹出口モード（ＭＯＤＥ）を、フェイス（ＦＡＣＥ）モード、バイレベル（Ｂ／Ｌ）モード、フット（ＦＯＯＴ）モード、フットデフ（Ｆ／Ｄ）モード、デフロスタ（ＤＥＦ）モードに切り替える。
【００２３】
遠心式送風機５は、送風ダクト２の空気の流れ方向の上流側に一体的に形成されたスクロールケーシングに回転自在に収容された遠心式ファン、およびこの遠心式ファンを回転駆動するブロワモータ等を有し、図示しないブロワ駆動回路を介して印加されるブロワモータ端子電圧（ブロワ制御電圧、ブロワレベル）に基づいてブロワモータの回転速度が変更されることで、車室内へ向かう空調風の送風量が制御される。
【００２４】
冷凍サイクル３は、コンプレッサ２１（圧縮機に相当、以下圧縮機と言う場合がある）、凝縮器２２、第１減圧部、室外熱交換器２４、第２減圧部、エバポレータ２７、アキュムレータ２８およびこれらを環状に接続する冷媒配管等とで構成されている。コンプレッサ２１は、内蔵する駆動モータ（図示せず）によって回転駆動されて、エバポレータ２７より吸入した冷媒ガスを圧縮して吐出する電動式の冷媒圧縮機である。このコンプレッサ２１は、通電（ＯＮ）されると稼働し、通電が停止（ＯＦＦ）されると停止する。そして、コンプレッサ２１は、ＥＣＵ１０が算出する目標回転速度となるようにインバータにより回転速度を制御される。
【００２５】
凝縮器２２は、送風ダクト２内においてエバポレータ２７よりも空気の流れ方向の下流側に配置されて、コンプレッサ２１より流入する冷媒ガスとの熱交換によって通過する空気を加熱する加熱用熱交換器である。この凝縮器２２の空気入口部には、凝縮器２２を通過する空気量と凝縮器２２を迂回する空気量とを調節して車室内へ吹き出す空気の吹出温度を調整するエアミックス（Ａ／Ｍ）ドア６が回転自在に支持されている。このＡ／Ｍドア６は、サーボモータ等のアクチュエータにより駆動される。
【００２６】
第１減圧部は、凝縮器２２で凝縮された冷媒が流入する暖房用可変絞り弁２３（第１減圧手段に相当）によって構成されている。この暖房用可変絞り弁２３は、凝縮器２２から流出する冷媒を弁開度に応じて減圧する減圧装置で、ＥＣＵ１０によって弁開度が電気的に制御される暖房用電動式膨張弁（ＥＶＨ）が使用されている。また、暖房用可変絞り弁２３は、ＥＣＵ１０の制御によって弁開度を全開とする全開モードが設定可能となっている。
【００２７】
凝縮器２２の冷媒出口と暖房用可変絞り弁２３の冷媒入口とを繋ぐ冷媒配管には、この冷媒配管内の冷媒圧力（凝縮器２２内の冷媒圧力、高圧側冷媒圧力）を検出する圧力検出手段である冷媒圧力センサ４２が配設されている。冷媒圧力センサ４２は、検出した圧力情報をＥＣＵ１０に出力するようになっている。
【００２８】
室外熱交換器２４は、送風ダクト２の外部、例えば自動車が走行する際に生じる走行風を受け易い場所（具体的にはエンジンルームの前方部等）に設置されて、内部を流れる冷媒と図示しない電動式ファンにより送風される室外空気（外気）とを熱交換する。なお、室外熱交換器２４は、暖房モードまたは除湿モード時には、外気より吸熱する吸熱器として運転され、また、冷房モードまたは除湿モード時には、外気へ放熱する放熱器として運転される。
【００２９】
第２減圧部は、室外熱交換器２４から冷媒が流入する冷房用可変絞り弁２６、および室外熱交換器２４から流出する冷媒を冷房用可変絞り弁２６およびエバポレータ２７を迂回させてアキュムレータ２８へ送るためのバイパス配管３３等によって構成されている。その冷房用可変絞り弁２６は、室外熱交換器２４から流出する冷媒を弁開度に応じて減圧する第２減圧装置で、ＥＣＵ１０によって弁開度が電気的に制御される冷房用電動式膨張弁（ＥＶＣ）が使用されている。冷房用可変絞り弁２６は、ＥＣＵ１０の制御によって弁開度を全閉とする全閉モードが設定可能となっている。
【００３０】
また、バイパス配管３３には、通電（ＯＮ）されると開弁し、通電が停止（ＯＦＦ）されると閉弁する電磁式開閉弁（ＶＨ：以下暖房用電磁弁と言う場合がある）３４を設置している。
【００３１】
エバポレータ２７は、冷房用可変絞り弁２６で減圧された冷媒を、遠心式ファン５によって送風される被吸熱外部流体としての空気との熱交換によって蒸発気化させ、アキュムレータ２８を介してコンプレッサ２１に冷媒ガスを供給する空気−冷媒熱交換器（吸熱器）である。エバポレータ２７には（具体的には、エバポレータ２７の冷媒管に熱的に接続するアウターフィンには）、エバポレータ２７の外表面の温度を検出する温度検出手段であるエバポレータ外表面温度センサ（エバポレータフィン温度センサ、以下エバ温度センサという場合がある）４５が配設されている。エバ温度センサ４５は、検出した温度情報をＥＣＵ１０に出力するようになっている。
【００３２】
また、アキュムレータ２８は、エバポレータ２７より流入した冷媒を一時的に貯留するための貯留室を有する気液分離器である。
【００３３】
本実施形態の冷凍サイクル３には、エバポレータ２７で蒸発しアキュムレータ２８を介してコンプレッサ２１に吸入される冷媒を減圧する吸入冷媒絞り弁５０（第２減圧手段に相当）が配設されている。この吸入冷媒絞り弁５０は、エバポレータ２７から流出する冷媒を弁開度に応じて減圧する減圧装置で、ＥＣＵ１０によって弁開度が電気的に制御される電動式膨張弁が使用されている。また、吸入冷媒絞り弁５０は、ＥＣＵ１０の制御によって弁開度を全開とする全開モードが設定可能となっている。吸入冷媒絞り弁５０は、具体的には、エバポレータ２７の冷媒出口とアキュムレータ２８の冷媒入口とを繋ぐ冷媒配管のうち、バイパス配管３３の下流側接続点よりも上流側の部位に設けられている。
【００３４】
ここで、冷凍サイクル３の循環回路切替手段は、冷凍サイクル３の運転モード、つまり冷凍サイクル３中の冷媒の循環経路を、冷房モード用循環回路（冷房サイクル）、暖房モード用循環回路（暖房サイクル）、除湿モード（除湿暖房モード）用循環回路（除湿サイクル）のいずれかのサイクルに切り替えるもので、本実施形態では、全開モードを設定可能な暖房用可変絞り弁２３、冷房用可変絞り弁２６、および、暖房用電磁弁３４が上記の循環回路切替手段に相当する。
【００３５】
具体的には、暖房用可変絞り弁２３が全開モードとなり、暖房用電磁弁３４が閉弁し、冷房用可変絞り弁２６が冷媒を減圧膨張する流量制御開度とする（減圧膨張モードとなる）ことで、図４に実線で示すように冷媒が循環し、冷凍サイクル３の運転モードが冷房サイクル（冷房モード用循環回路）となる。なお、冷房運転モード時には、吸入冷媒絞り弁５０は、全開モードとなっている。また、エアミックスドア６が凝縮器２２の空気入口部を閉じ、凝縮器２２における冷媒の凝縮が抑止される。
【００３６】
暖房用可変絞り弁２３が冷媒を減圧膨張する流量制御開度となり（減圧膨張モードとなり）、暖房用電磁弁３４が開弁し、冷房用可変絞り弁２６が全閉モードとなることで、図５に実線で示すように冷媒が循環し、冷凍サイクル３の運転モードが暖房サイクル（暖房モード用循環回路）となる。なお、暖房運転モード時には、エアミックスドア６が凝縮器２２の空気入口部を開き、凝縮器２２における冷媒の凝縮に伴い外部流体である空気の加熱が行われる。
【００３７】
暖房用可変絞り弁２３が冷媒を減圧膨張する流量制御開度となり（減圧膨張モードとなり）、暖房用電磁弁３４が閉弁することで、図６に実線で示すように冷媒が循環し、冷凍サイクル３の運転モードが除湿暖房サイクル（除湿暖房モード用循環回路）となる。なお、除湿暖房運転モード時においては、凝縮器２２における空気加熱能力が小さくてよい場合には、冷房用可変絞り弁２６が冷媒を減圧膨張する流量制御開度となり（減圧膨張モードとなり）、吸入冷媒絞り弁５０が全開モードとなる。
【００３８】
これに対して、凝縮器２２における空気加熱能力を大きくする場合には、冷房用可変絞り弁２６が全開モードとなり、吸入冷媒絞り弁５０が冷媒を減圧膨張する流量制御開度となる（減圧膨張モードとなる）。また、いずれの場合も、エアミックスドア６が凝縮器２２の空気入口部を開いている。これにより、エバポレータ２７で冷却されて含有する水蒸気が凝縮除去されることで除湿された空気が、凝縮器２２における冷媒の凝縮に伴い再加熱される。除湿暖房運転モードにおける吸入冷媒絞り弁５０の制御については後で詳述する。
【００３９】
ＥＣＵ１０は、制御処理や演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムやデータを保存するメモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ）、Ｉ／Ｏポートおよびタイマ等の機能を含んで構成され、それ自体は周知の構造を持つマイクロコンピュータを内蔵している。
【００４０】
そして、ＥＣＵ１０は、イグニッションスイッチがオン（車両の走行を可能な状態とするスタートスイッチがオン）されると、ＥＣＵ電源の供給が成されて、図示しないエアコン操作パネル等からの操作信号、冷媒圧力センサ４２やエバ温度センサ４５を含む各種センサからのセンサ信号、およびメモリ内に格納された制御プログラムに基づいて、空調ユニット１の各アクチュエータ（各ドアのサーボモータ、送風機５のブロワモータ、各可変絞り弁２３、２６、５０、電磁弁３４、コンプレッサ２１のインバータ等）を電気的に制御するようになっている。
【００４１】
次に、上記構成に基づき、本実施形態の冷凍サイクル３を用いた車両用空調装置の作動について説明する。
【００４２】
ここで、図２はＥＣＵ１０による基本的な制御処理を示したフローチャートである。
【００４３】
まず、スタートスイッチがＯＮされてＥＣＵ１０に直流電源が供給されると、図２のルーチンが起動され、ステップ１１０にて各イニシャライズおよび初期設定を行う。次に、ステップ１２０にてエアコン操作パネルの温度設定スイッチ等の各スイッチからスイッチ信号を読み込む。次に、ステップ１３０にて内気温センサ、外気温センサ、日射センサ、冷媒圧力センサ４２、エバ温度センサ４５等からのセンサ信号を読み込む。
【００４４】
次に、ステップ１４０にて、予めＲＯＭに記憶された下記の数式１に基づいて車室内に吹き出す空気の目標吹出温度ＴＡＯを算出する。
（数１）
ＴＡＯ＝ＫＳＥＴ×ＴＳＥＴ−ＫＲ×ＴＲ−ＫＡＭ×ＴＡＭ−ＫＳ×ＴＳ＋Ｃ
なお、ＴＳＥＴは温度設定スイッチにて設定した設定温度、ＴＲは内気温センサにて検出した内気温度、ＴＡＭは外気温センサにて検出した外気温度、ＴＳは日射センサにて検出した日射量である。また、ＫＳＥＴ、ＫＲ、ＫＡＭおよびＫＳはゲインで、Ｃは補正用の定数である。
【００４５】
ステップ１４０において目標吹出温度ＴＡＯを算出したら、ステップ１５０にて、予めＲＯＭに記憶された特性図（マップ）から、目標吹出温度ＴＡＯに対応する吸込口モードおよび吹出口モードを決定する。なお、エアコン操作パネル上において吸込口モードおよび吹出口モードが手動操作により設定されている場合には、その設定モードに決定する。
【００４６】
次に、ステップ１６０にて、予めＲＯＭに記憶された特性図（マップ）から、目標吹出温度ＴＡＯに対応するブロワ風量（実質的には送風機５のブロワモータに印加する電圧）を決定する。エアコン操作パネル上においてブロワ風量が手動操作により固定されている場合には、その固定風量に決定する。
【００４７】
ステップ１６０においてブロワ風量を決定したら、次に、ステップ１７０にて、予めＲＯＭに記憶された下記の数式２に基づいてエアミックスドア６の目標ドア開度ＳＷを算出する。
（数２）
ＳＷ＝｛（ＴＡＯ−ＴＥ）／（ＴＡＶ−ＴＥ）｝×１００（％）
なお、ＴＥはエバ温度センサ４５にて検出したエバポレータ温度（以下エバ温度、エバ表面温度と言う場合がある）で、ＴＡＶは冷媒圧力センサ４２で検出した冷媒圧力に基づいて得た（算出した）凝縮器温度である。
【００４８】
そして、ＳＷ≦０（％）として算出されたとき、エアミックスドア６は、エバポレータ２７からの冷風の全てを凝縮器２２から迂回させる位置（ＭＡＸＣＯＯＬ位置）に制御される。また、ＳＷ≧１００（％）として算出されたとき、エアミックスドア６は、エバポレータ２７からの冷風の全てを凝縮器２２へ通す位置（ＭＡＸＨＯＴ位置）に制御される。さらに、０（％）＜ＳＷ＜１００（％）として算出されたとき、エアミックスドア６は、エバポレータ２７からの冷風の一部を凝縮器２２に通し、冷風の残部を凝縮器２２から迂回させる中間位置に制御される。
【００４９】
次に、ステップ１８０へ進み、コンプレッサ２１を駆動制御するための目標エバポレータ温度（以下目標エバ温度、目標エバ表面温度と言う場合がある）ＴＥＯを算出する。ステップ１８０では、予めＲＯＭに記憶された特性図（マップ）から、車室内の空調を行う際の、温度調節制御、快適湿度制御、防曇制御という各制御を実行する際に必要となるエバポレータ２７の外表面温度である目標エバ温度ＴＥＯを算出する。
【００５０】
ステップ１８０において目標エバ温度ＴＥＯを算出したら、ステップ１９０にて、目標吹出温度ＴＡＯに応じて冷凍サイクル３の運転モードを判定する。ステップ１９０では、例えば図３に示すように、ステップ１４０で算出した目標吹出温度ＴＡＯを、第１所定温度αおよび第１所定温度αよりも高い第２所定温度βと比較し、目標吹出温度ＴＡＯが、α以下であるか、β以上であるか、αとβとの間であるかを判定する。
【００５１】
ステップ１９０において目標吹出温度ＴＡＯが第１所定温度α以下であると判断した場合には、ステップ２００へ進み、冷凍サイクル３を冷房運転する設定を行う。前述したように、暖房用可変絞り弁２３を全開とし、暖房用電磁弁３４を閉弁し、冷房用可変絞り弁２６を冷媒流量制御開度とし、吸入冷媒絞り弁５０を全開とする冷房サイクルの設定が行われる。
【００５２】
また、ステップ１９０において目標吹出温度ＴＡＯが第２所定温度β以上であると判断した場合には、ステップ２１０へ進み、冷凍サイクル３を暖房運転する設定を行う。前述したように、暖房用可変絞り弁２３を冷媒流量制御開度とし、暖房用電磁弁３４を開弁し（全開とし）、冷房用可変絞り弁２６を全閉とする暖房サイクルの設定が行われる。
【００５３】
また、ステップ１９０において目標吹出温度ＴＡＯが第１所定温度よりも高くかつ第２所定温度βよりも低いと判断した場合には、ステップ２２０へ進み、冷凍サイクル３を除湿暖房運転する設定を行う。ここで、図７は、図２中のステップ２２０における制御の流れを示すフローチャートである。
【００５４】
ステップ２２０を実行する際には、図７に示すように、まず、エバ温度センサ４５が検出するエバ温度ＴＥがステップ１８０で算出した目標エバ温度ＴＥＯと一致するように（極力近似するように）コンプレッサ２１の回転制御（すなわち、冷媒吐出容量の制御）を行う（ステップ２２１）。
【００５５】
ステップ２２１を実行したら、次に、吸入冷媒絞り弁５０の制御フラグが１であるか否か判断する（ステップ２２２）。吸入冷媒絞り弁５０の制御フラグが１とは、冷媒圧力センサ４２が検出する冷媒圧力に基づいて得た凝縮器温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯと一致するように（極力近似するように）、吸入冷媒絞り弁５０が通過する冷媒流量を絞る開度制御される設定であり、吸入冷媒絞り弁５０の制御フラグが０とは、吸入冷媒絞り弁５０が通過する冷媒流量を絞らない全開固定される設定である。
【００５６】
ステップ２２２において吸入冷媒絞り弁５０の制御フラグが１でない、すなわち、制御フラグが０であると判断した場合には、冷媒圧力センサ４２が検出する冷媒圧力に基づいて得た凝縮器温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯと一致するように（極力近似するように）暖房用可変絞り弁２３および冷房用可変絞り弁２６の開度調整を行う（ステップ２２３）。
【００５７】
ステップ２２３を実行した結果、冷房用可変絞り弁２６を開いて全開状態に到達し、冷房用可変絞り弁２６を全開状態として室外熱交換器２４の吸熱能力を最大化した状態であっても凝縮器２２における加熱能力が不足するか否か判断する（ステップ２２４）。ステップ２２４では、ステップ２２３を実行して凝縮器温度ＴＡＶを目標吹出温度ＴＡＯと一致するように制御しても、凝縮器温度ＴＡＶを目標吹出温度ＴＡＯにまで昇温できず、図８に示すように、加熱能力が不足しているかどうかを判断する。
【００５８】
ステップ２２４で、冷房用可変絞り弁２６を全開状態としなくても凝縮器２２における加熱能力が不足しない、あるいは、冷房用可変絞り弁２６を全開状態とすれば凝縮器２２における加熱能力が不足しないと判断した場合には、吸入冷媒絞り弁５０の制御フラグを０としたまま、リターンする（図２に示すステップ２３０へ進む）。
【００５９】
ステップ２２４で、冷房用可変絞り弁２６を全開状態としても凝縮器２２における加熱能力が不足すると判断した場合、すなわち、室外熱交換器２４を蒸発器２７と冷媒圧力が同等の蒸発器（吸熱器）として機能させても凝縮器２２における加熱能力が不足すると判断した場合には、吸入冷媒絞り弁５０の制御フラグを１とし（ステップ２２５）、リターンする（図２に示すステップ２３０へ進む）。
【００６０】
ステップ２２２において吸入冷媒絞り弁５０の制御フラグが１であると判断した場合には、凝縮器温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯと一致するように（極力近似するように）吸入冷媒絞り弁５０の開度調整を行う（ステップ２２６）。
【００６１】
ステップ２２６を実行した結果、吸入冷媒絞り弁５０を開いて全開状態に到達し、吸入冷媒絞り弁５０を全開状態とした状態であっても凝縮器２２における加熱能力が過剰である否か判断する（ステップ２２７）。ステップ２２７では、ステップ２２６を実行して凝縮器温度ＴＡＶを目標吹出温度ＴＡＯと一致するように制御しても、凝縮器温度ＴＡＶを目標吹出温度ＴＡＯにまで降温できず、図８に示すように、加熱能力が過剰であるかどうかを判断する。
【００６２】
ステップ２２７で、吸入冷媒絞り弁５０を全開状態としなくても凝縮器２２における加熱能力が過剰とならない、あるいは、吸入冷媒絞り弁５０を全開状態とすれば凝縮器２２における加熱能力が過剰とならないと判断した場合には、吸入冷媒絞り弁５０の制御フラグを１としたまま、リターンする（図２に示すステップ２３０へ進む）。
【００６３】
ステップ２２７で、吸入冷媒絞り弁５０を全開状態としても凝縮器２２における加熱能力が過剰であると判断した場合には、吸入冷媒絞り弁５０の制御フラグを０とし（ステップ２２８）、リターンする（図２に示すステップ２３０へ進む）。
【００６４】
図２に示すステップ２００の冷凍サイクル３を冷房運転する設定、ステップ２１０の冷凍サイクル３を暖房運転する設定、図７の制御フローを用いて説明した図２に示すステップ２２０の冷凍サイクル３を除湿暖房運転する設定のいずれかを実行したら、エバ温度センサ４５の検出温度ＴＥが設定された目標エバ後温度ＴＥＯとなるようにコンプレッサ２１の制御状態を決定する（ステップ２３０）。すなわち、ステップ２３０では、図７のステップ２２１で行ったコンプレッサ２１の回転制御（冷媒吐出容量の制御）の状態を設定することになる。
【００６５】
次に、上記各ステップ１５０、１６０、１７０、２２０、２１０、２２０、２３０にて算出または決定した各制御状態が得られるように、制御信号を出力する（ステップ２４０）。そして、ステップ１２０へリターンする。
【００６６】
上述の構成および作動によれば、ステップ１９０の判定によってステップ２００の冷房運転が設定されたときには、前述したように、図４に示す実線の経路を冷媒が循環し、送風ダクト２内を流通する空気が蒸発器２７で冷却され、車室内へ吹き出す。蒸発器２７で吸熱された熱量およびコンプレッサ２１の冷媒断熱圧縮によるエンタルピ増加分の熱量は、室外熱交換器２４によって外気へ放熱される。
【００６７】
ステップ１９０の判定によってステップ２１０の暖房運転が設定されたときには、前述したように、図５に示す実線の経路を冷媒が循環し、送風ダクト２内を流通する空気が凝縮器２２で加熱され、車室内へ吹き出す。凝縮器２２で空気に放熱される熱量は、室外熱交換器２４による外気からの吸熱量とコンプレッサ２１の冷媒断熱圧縮によるエンタルピ増加分の熱量により賄われる。
【００６８】
ステップ１９０の判定によってステップ２２０の除湿暖房運転が設定されたときには、前述したように、図６に示す実線の経路を冷媒が循環し、送風ダクト２内を流通する空気が蒸発器２７で冷却されて除湿され、凝縮器２２で再加熱されて車室内へ吹き出す。蒸発器２７における送風ダクト２内を流通する空気からの吸熱量およびコンプレッサ２１の冷媒断熱圧縮によるエンタルピ増加分の熱量（圧縮動力による増加熱量）は、凝縮器２２によって送風ダクト２内を流通する空気へ放熱される。蒸発器２７での吸熱量およびコンプレッサ２１によるエンタルピ増加分の熱量と、凝縮器２２での放熱量との差分は、室外熱交換器２４における吸熱量もしくは放熱量により補われる。
【００６９】
本実施形態の冷凍サイクル３は、エバポレータ２７で蒸発してコンプレッサ２１が吸入する冷媒を減圧する減圧量可変式の吸入冷媒絞り弁５０を備えている。そして、蒸発器２７での吸熱量、室外熱交換器２４における吸熱量、および、コンプレッサ２１によるエンタルピ増加分の熱量の総和が、凝縮器２２での放熱量に不足する場合には、吸入冷媒絞り弁５０で冷媒を減圧し、この減圧した冷媒をコンプレッサ２１で断熱圧縮する仕事量を増大させることで、コンプレッサ２１によるエンタルピ増加分の熱量を増大させ、上記した凝縮器２２での放熱量に不足する分の熱量を確保することができる。
【００７０】
図７を用いて説明したように、ＥＣＵ１０は、エバポレータ２７の吸熱能力の関連物理量であるエバ温度ＴＥの値が吸熱目標値である目標エバ温度ＴＥＯに一致するようにコンプレッサ２１の吐出容量を制御し、凝縮器２２の加熱能力の関連物理量である凝縮器温度ＴＡＶの値が加熱目標値である目標吹出温度ＴＡＯに一致するように吸入冷媒絞り弁５０の減圧量を制御する。
【００７１】
これにより、エバ温度ＴＥを、例えばエバポレータ２７のフロスト防止のための制約を有する目標エバ温度ＴＥＯ（例えば１℃）に一致させたとしても、凝縮器２２の温度ＴＡＶが送風ダクト２内を流通する空気を充分に加熱できる目標吹出温度ＴＡＯに一致するように、コンプレッサ２１の冷媒吐出容量および吸入冷媒絞り弁５０の減圧量を制御することができる。
【００７２】
換言すれば、エバポレータ２７の吸熱能力の制約によって決まるサイクル冷媒循環流量であり、冷房用可変絞り弁２６を全開として室外熱交換器２４の吸熱能力を最大にしたとしても、凝縮器２２における加熱能力が不足する場合には、図９の圧力−エンタルピ線図に実線で示すようなサイクル状態を形成することができる。
【００７３】
具体的には、エバポレータ２７で蒸発した冷媒を吸入冷媒絞り弁５０で一旦減圧し、吸入冷媒絞り弁５０で減圧した冷媒をコンプレッサ２１で等エントロピ的に圧縮して、凝縮器２２へ流入する冷媒のエンタルピを増加させることができる。
【００７４】
図９の圧力−エンタルピ線図に破線で示したサイクルは、吸入冷媒絞り弁５０を備えず、エバポレータ２７で蒸発した冷媒を減圧することなくコンプレッサ２１で圧縮する比較例である。
【００７５】
本実施形態の冷凍サイクル３によれば、室外熱交換器２４の吸熱能力を最大にしても凝縮器２２における加熱能力が不足する場合であっても、吸入冷媒絞り弁５０で冷媒を減圧し、吸入冷媒絞り弁５０で減圧した冷媒をコンプレッサ２１で圧縮吐出する仕事量を増大させることで、凝縮器２２の加熱能力の関連物理量である凝縮器温度ＴＡＶの値を、送風ダクト２内を流通する空気を充分に加熱できる加熱目標値である目標吹出温度ＴＡＯにすることができる。このようにして、エバポレータ２７の吸熱能力に制約があったとしても、凝縮器２２において充分な外部流体加熱能力を得ることができる。
【００７６】
上述した本実施形態の作用効果を換言すると、凝縮器２２において大きな加熱能力を必要とする場合には、除湿暖房サイクルにおける熱量の関係は、凝縮器２２の加熱量（加熱能力）＝蒸発器２７の吸熱量（除湿能力、吸熱能力）＋コンプレッサ２１の圧縮動力＋室外熱交換器２４の吸熱量、で表される。
【００７７】
ここで、蒸発器２７のフロスト防止を考慮すると、蒸発器２７の蒸発圧力には下限がある。また蒸発器２７の冷媒流れ上流にある室外熱交換器２４の蒸発圧力にも同様の下限がある。そのため、特に低外気温時または蒸発器２７の負荷が低い場合においては、蒸発器２７および室外熱交換器２４の吸熱量が十分得られない。またコンプレッサ２１の圧縮動力は蒸発器２７の除湿能力を制御することで一義的に決定される。以上の要因により、吸入冷媒絞り弁５０を用いなければ、凝縮器２２における加熱能力が所要値に達しない条件では、加熱能力を向上させることができない。
【００７８】
これに対して、本実施形態の冷凍サイクル３は、エバポレータ２７で蒸発してコンプレッサ２１が吸入する冷媒を減圧する減圧量可変式の吸入冷媒絞り弁５０を備えている。吸入冷媒絞り弁５０の配設は、蒸発器２７の除湿能力を維持しながら、コンプレッサ２１の圧縮動力を増加させて凝縮器２２の加熱能力を向上させることを目的としている。
【００７９】
本実施形態では、コンプレッサ２１の回転速度により蒸発器２７の必要な除湿能力を制御しても、凝縮器２２が所要の加熱能力に達しない場合には、吸入冷媒絞り弁５０の開度を絞ると、蒸発器２７の蒸発圧力は上昇して、コンプレッサ２１の吸入圧力は低下する。このとき除湿能力を維持させるために、コンプレッサ２１の回転速度を増加して蒸発圧力すなわち冷媒流量を一定に制御している。このようにして、蒸発器２７の吸熱能力（除湿能力）に制約があったとしても、凝縮器２２において充分な外部流体加熱能力を得ることができる。
【００８０】
また、エバポレータ温度ＴＥを目標エバ温度ＴＥＯに一致させるコンプレッサ２１の吐出容量の調節、および、凝縮器温度ＴＡＶを目標吹出温度ＴＡＯに一致させる吸入冷媒絞り弁５０の減圧量の調節を、いずれも制御手段であるＥＣＵ１０で行っている。したがって、コンプレッサ２１の吐出容量の調節精度および吸入冷媒絞り弁５０の減圧量の調節精度を確保することが容易である。
【００８１】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について図１０および図１１に基づいて説明する。
【００８２】
本第２の実施形態は、前述の第１の実施形態と比較して、ＥＣＵ１０が、凝縮器２２の加熱能力の関連物理量である凝縮器温度ＴＡＶの値が加熱目標値である目標吹出温度ＴＡＯに一致するようにコンプレッサ２１の吐出容量を制御し、エバポレータ２７の吸熱能力の関連物理量であるエバ温度ＴＥの値が吸熱目標値である目標エバ温度ＴＥＯに一致するように吸入冷媒絞り弁５０の減圧量を制御する点が異なる。なお、第１の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。
【００８３】
図１０に示すように、本実施形態では、図２に示すステップ２２０を実行する際には、まず、冷媒圧力センサ４２が検出する冷媒圧力に基づいて得た凝縮器温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯと一致するように（極力近似するように）コンプレッサ２１の回転制御（すなわち、冷媒吐出容量の制御）を行う（ステップ２２１ａ）。
【００８４】
ステップ２２１ａを実行したら、次に、吸入冷媒絞り弁５０の制御フラグが１であるか否か判断する（ステップ２２２）。吸入冷媒絞り弁５０の制御フラグが１とは、エバ温度センサ４５が検出するエバ温度ＴＥがステップ１８０で算出した目標エバ温度ＴＥＯと一致するように（極力近似するように）、吸入冷媒絞り弁５０が通過する冷媒流量を絞る開度制御される設定であり、吸入冷媒絞り弁５０の制御フラグが０とは、吸入冷媒絞り弁５０が通過する冷媒流量を絞らない全開固定される設定である。
【００８５】
ステップ２２２において吸入冷媒絞り弁５０の制御フラグが１でない、すなわち、制御フラグが０であると判断した場合には、エバ温度センサ４５が検出するエバ温度ＴＥがステップ１８０で算出した目標エバ温度ＴＥＯと一致するように（極力近似するように）暖房用可変絞り弁２３および冷房用可変絞り弁２６の開度調整を行う（ステップ２２３ａ）。
【００８６】
ステップ２２３ａを実行した結果、冷房用可変絞り弁２６を開いて全開状態に到達し、冷房用可変絞り弁２６を全開状態とした状態であっても蒸発器２７における除湿能力（吸熱能力）が過剰であるか否か判断する（ステップ２２４ａ）。ステップ２２４ａでは、ステップ２２３ａを実行してエバ温度ＴＥが目標エバ温度ＴＥＯと一致するように制御しても、エバ温度ＴＥを目標エバ温度ＴＥＯにまで昇温できず、図１１に示すように、除湿能力が過剰であるかどうかを判断する。
【００８７】
ステップ２２４ａで、冷房用可変絞り弁２６を全開状態としなくても蒸発器２７における除湿能力が過剰とならない、あるいは、冷房用可変絞り弁２６を全開状態とすれば蒸発器２７における除湿能力が過剰とならないと判断した場合には、吸入冷媒絞り弁５０の制御フラグを０としたまま、リターンする（図２に示すステップ２３０へ進む）。
【００８８】
ステップ２２４ａで、冷房用可変絞り弁２６を全開状態としても蒸発器２７における除湿能力が過剰であると判断した場合、すなわち、室外熱交換器２４を蒸発器２７と冷媒圧力が同等の蒸発器（吸熱器）として機能させても蒸発器２７における除湿能力が過剰であると判断した場合には、吸入冷媒絞り弁５０の制御フラグを１とし（ステップ２２５）、リターンする（図２に示すステップ２３０へ進む）。
【００８９】
ステップ２２２において吸入冷媒絞り弁５０の制御フラグが１であると判断した場合には、エバ温度ＴＥが目標エバ温度ＴＥＯと一致するように（極力近似するように）吸入冷媒絞り弁５０の開度調整を行う（ステップ２２６ａ）。
【００９０】
ステップ２２６ａを実行した結果、吸入冷媒絞り弁５０を開いて全開状態に到達し、吸入冷媒絞り弁５０を全開状態とした状態であっても蒸発器２７における除湿能力が不足するか否か判断する（ステップ２２７ａ）。ステップ２２７ａでは、ステップ２２６ａを実行してエバ温度ＴＥを目標エバ温度ＴＥＯと一致するように制御しても、エバ温度ＴＥを目標エバ温度ＴＥＯにまで降温できず、図１１に示すように、除湿能力が不足であるかどうかを判断する。
【００９１】
ステップ２２７ａで、吸入冷媒絞り弁５０を全開状態としなくても蒸発器２７における除湿能力が不足しない、あるいは、吸入冷媒絞り弁５０を全開状態とすれば蒸発器２７における除湿能力が不足しないと判断した場合には、吸入冷媒絞り弁５０の制御フラグを１としたまま、リターンする（図２に示すステップ２３０へ進む）。
【００９２】
ステップ２２７ａで、吸入冷媒絞り弁５０を全開状態としても蒸発器２７における除湿能力が不足すると判断した場合には、吸入冷媒絞り弁５０の制御フラグを０とし（ステップ２２８）、リターンする（図２に示すステップ２３０へ進む）。
【００９３】
本実施形態の構成および作動によれば、ＥＣＵ１０は、凝縮器２２の加熱能力の関連物理量である凝縮器温度ＴＡＶの値が加熱目標値である目標吹出温度ＴＡＯに一致するようにコンプレッサ２１の吐出容量を制御し、エバポレータ２７の吸熱能力の関連物理量であるエバ温度ＴＥの値が吸熱目標値である目標エバ温度ＴＥＯに一致するように吸入冷媒絞り弁５０の減圧量を制御する。
【００９４】
これによっても、第１の実施形態と同様に、エバ温度ＴＥを、例えばエバポレータ２７のフロスト防止のための制約を有する目標エバ温度ＴＥＯ（例えば１℃）に一致させたとしても、凝縮器２２の温度ＴＡＶが送風ダクト２内を流通する空気を充分に加熱できる目標吹出温度ＴＡＯに一致するように、コンプレッサ２１の冷媒吐出容量および吸入冷媒絞り弁５０の減圧量を制御することができる。
【００９５】
エバポレータ２７の吸熱能力の制約によって決まるサイクル冷媒循環流量であり、冷房用可変絞り弁２６を全開として室外熱交換器２４の吸熱能力を最大にしたとしても、凝縮器２２における加熱能力が不足する場合には、図９の圧力−エンタルピ線図に実線で示すようなサイクル状態を形成することができ、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９６】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について図１２および図１３に基づいて説明する。
【００９７】
本第３の実施形態は、前述の第２の実施形態と比較して、吸入冷媒絞り弁を定圧弁とした点が異なる。なお、第１、第２の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。
【００９８】
図１２に示すように、本実施形態の冷凍サイクル３Ａには、エバポレータ２７で蒸発しアキュムレータ２８を介してコンプレッサ２１に吸入される冷媒を減圧する吸入冷媒絞り弁５１（第２減圧手段に相当）が配設されている。この吸入冷媒絞り弁５１は、コンプレッサ２１の吸入冷媒圧力が低下してもエバポレータ２７内の冷媒圧力が所定圧（例えば０．３ＭＰａ）未満になることを抑止する自律式の定圧弁（所謂、蒸発圧力調整弁）である。
【００９９】
吸入冷媒絞り弁５１は、具体的には、エバポレータ２７の冷媒出口とアキュムレータ２８の冷媒入口とを繋ぐ冷媒配管のうち、バイパス配管３３の下流側接続点よりも上流側の部位に設けられている。
【０１００】
そして、図１３に示すように、本実施形態では、図２に示すステップ２２０を実行する際には、まず、冷媒圧力センサ４２が検出する冷媒圧力に基づいて得た凝縮器温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯと一致するように（極力近似するように）コンプレッサ２１の回転制御（すなわち、冷媒吐出容量の制御）を行う（ステップ２２１ａ）。
【０１０１】
ステップ２２１ａを実行したら、次に、エバ温度センサ４５が検出するエバ温度ＴＥがステップ１８０で算出した目標エバ温度ＴＥＯと一致するように（極力近似するように）暖房用可変絞り弁２３および冷房用可変絞り弁２６の開度調整を行う（ステップ２２３ａ）。
【０１０２】
本実施形態では、上記したステップ２２３ａを実行してもエバ温度ＴＥが目標エバ温度ＴＥＯに一致するように暖房用可変絞り弁２３および冷房用可変絞り弁２６の開度調整を行うことができない場合には、定圧弁である吸入冷媒絞り弁５１の機能により、エバポレータ２７内の冷媒蒸発圧力が所定圧に調節され、エバポレータ２７の除湿能力を自律的に所定能力とする。
【０１０３】
本実施形態の構成および作動によれば、ＥＣＵ１０は、凝縮器２２の加熱能力の関連物理量である凝縮器温度ＴＡＶの値が加熱目標値である目標吹出温度ＴＡＯに一致するようにコンプレッサ２１の吐出容量を制御し、定圧弁である吸入冷媒絞り弁５１によって、蒸発器２７の吸熱能力の関連物理量であるエバ温度ＴＥが吸熱目標値である目標エバ温度ＴＥＯに一致するように減圧量が自律的に調節される。
【０１０４】
したがって、エバポレータ２７の吸熱能力の制約によって決まるサイクル冷媒循環流量であり、冷房用可変絞り弁２６を全開として室外熱交換器２４の吸熱能力を最大にしたとしても、凝縮器２２における加熱能力が不足する場合には、図９の圧力−エンタルピ線図に実線で示すようなサイクル状態を形成することができ、第１、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０５】
また、ＥＣＵ１０は、吸入冷媒絞り弁５１の減圧量制御を行う必要がないので、制御ロジックを簡素化することができる。
【０１０６】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について図１４および図１５に基づいて説明する。
【０１０７】
本第４の実施形態は、前述の第１の実施形態と比較して、減圧量可変式の第２減圧手段を固定絞り弁と電磁開閉弁とで構成した点が異なる。なお、第１の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。
【０１０８】
図１４に示すように、本実施形態の冷凍サイクル３Ｂは、エバポレータ２７で蒸発しアキュムレータ２８を介してコンプレッサ２１に吸入される冷媒を減圧する吸入冷媒絞り弁５２と、吸入冷媒絞り弁５２をバイパスする冷媒配管に設けられた電磁開閉弁５３とを備えている。換言すれば、エバポレータ２７の冷媒出口とアキュムレータ２８の冷媒入口とを繋ぐ冷媒配管のうち、バイパス配管３３の下流側接続点よりも上流側の部位に、吸入冷媒絞り弁５２および電磁開閉弁５３が並列に設けられている。
【０１０９】
吸入冷媒絞り弁５２は固定絞り弁であり、電磁開閉弁５３は、ＥＣＵ１０によって全開状態と全閉状態とが選択的に切り替え制御される開閉弁である。吸入冷媒絞り弁５２および電磁開閉弁５３が、本実施形態における第２減圧手段に相当する。
【０１１０】
吸入冷媒絞り弁５２および電磁開閉弁５３、具体的には、エバポレータ２７の冷媒出口とアキュムレータ２８の冷媒入口とを繋ぐ冷媒配管のうち、バイパス配管３３の下流側接続点よりも上流側の部位に設けられている。
【０１１１】
そして、図１５に示すように、本実施形態では、図２に示すステップ２２０を実行する際には、まず、エバ温度センサ４５が検出するエバ温度ＴＥがステップ１８０で算出した目標エバ温度ＴＥＯと一致するように（極力近似するように）コンプレッサ２１の回転制御（すなわち、冷媒吐出容量の制御）を行う（ステップ２２１）。
【０１１２】
ステップ２２１を実行したら、次に、電磁開閉弁５３の制御フラグが１であるか否か判断する（ステップ２２２ｂ）。電磁開閉弁５３の制御フラグが１とは、電磁開閉弁５３の開度状態を全閉制御する設定であり、電位開閉弁５３の制御フラグが０とは、電磁開閉弁５３の開度状態を全開制御する設定である。
【０１１３】
ステップ２２２ｂにおいて電磁開閉弁５３の制御フラグが１でない、すなわち、制御フラグが０であると判断した場合には、冷媒圧力センサ４２が検出する冷媒圧力に基づいて得た凝縮器温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯと一致するように（極力近似するように）暖房用可変絞り弁２３および冷房用可変絞り弁２６の開度調整を行う（ステップ２２３）。
【０１１４】
ステップ２２３を実行した結果、冷房用可変絞り弁２６を開いて全開状態に到達し、冷房用可変絞り弁２６を全開状態とした状態であっても凝縮器２２における加熱能力が不足するか否か判断する（ステップ２２４）。ステップ２２４では、ステップ２２３を実行して凝縮器温度ＴＡＶを目標吹出温度ＴＡＯと一致するように制御しても、凝縮器温度ＴＡＶを目標吹出温度ＴＡＯにまで昇温できず、図８に示すように、加熱能力が不足しているかどうかを判断する。
【０１１５】
ステップ２２４で、冷房用可変絞り弁２６を全開状態としなくても凝縮器２２における加熱能力が不足しない、あるいは、冷房用可変絞り弁２６を全開状態とすれば凝縮器２２における加熱能力が不足しないと判断した場合には、電磁開閉弁５３の制御フラグを０としたまま、リターンする（図２に示すステップ２３０へ進む）。
【０１１６】
ステップ２２４で、冷房用可変絞り弁２６を全開状態としても凝縮器２２における加熱能力が不足すると判断した場合、すなわち、室外熱交換器２４を蒸発器２７と冷媒圧力が同等の蒸発器（吸熱器）として機能させても凝縮器２２における加熱能力が不足すると判断した場合には、電磁開閉弁５３の制御フラグを１とし（ステップ２２５ｂ）、リターンする（図２に示すステップ２３０へ進む）。
【０１１７】
ステップ２２２ｂにおいて電磁開閉弁５３の制御フラグが１であると判断した場合には、電磁開閉弁５３を全閉状態とする（ステップ２２６ｂ）。そして、電磁開閉弁５３を全閉として状態で、凝縮器２２における加熱能力が過剰である否か判断する（ステップ２２７ｂ）。ステップ２２７ｂでは、電磁開閉弁５３を閉じ固定絞りの吸入冷媒絞り弁５２で冷媒を減圧しても、凝縮器温度ＴＡＶを目標吹出温度ＴＡＯにまで降温できず、図８に示すように、加熱能力が過剰であるかどうかを判断する。
【０１１８】
ステップ２２７ｂで、電磁開閉弁５３を全閉状態としても凝縮器２２における加熱能力が過剰とならないと判断した場合には、電磁開閉弁５３の制御フラグを１としたまま、リターンする（図２に示すステップ２３０へ進む）。
【０１１９】
ステップ２２７ｂで、電磁開閉弁５３を全閉状態とすると凝縮器２２における加熱能力が過剰であると判断した場合には、電磁開閉弁５３の制御フラグを０とし（ステップ２２８ｂ）、リターンする（図２に示すステップ２３０へ進む）。
【０１２０】
本実施形態の構成および作動によれば、第２減圧手段を、絞りが固定された吸入冷媒絞り弁５２と、吸入冷媒絞り弁５２に並列に設けられて開状態と閉状態とを切り替える電磁開閉弁５３とで構成している。そして、ＥＣＵ１０は、エバポレータ２７の吸熱能力の関連物理量であるエバ温度ＴＥの値が吸熱目標値である目標エバ温度ＴＥＯに一致するようにコンプレッサ２１の吐出容量を制御し、凝縮器２２の加熱能力の関連物理量である凝縮器温度ＴＡＶの値が加熱目標値である目標吹出温度ＴＡＯに一致するように電磁開閉弁５３を開閉し冷媒減圧量を２段階に制御する。
【０１２１】
これによっても、第１の実施形態と同様に、エバ温度ＴＥを、例えばエバポレータ２７のフロスト防止のための制約を有する目標エバ温度ＴＥＯに一致させたとしても、凝縮器２２の温度ＴＡＶが送風ダクト２内を流通する空気を充分に加熱できる目標吹出温度ＴＡＯに一致するように、コンプレッサ２１の冷媒吐出容量、および、吸入冷媒絞り弁５２と電磁開閉弁５３とからなる第２減圧手段の減圧量を制御することができる。
【０１２２】
したがって、エバポレータ２７の吸熱能力の制約によって決まるサイクル冷媒循環流量であり、冷房用可変絞り弁２６を全開として室外熱交換器２４の吸熱能力を最大にしたとしても、凝縮器２２における加熱能力が不足する場合には、図９の圧力−エンタルピ線図に実線で示すようなサイクル状態を形成することができ、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１２３】
また、減圧量可変式の第２減圧手段を固定絞り弁である吸入冷媒絞り弁５２と電磁開閉弁５３とで簡単に構成し、減圧量可変制御を簡素化することができる。
【０１２４】
なお、上記した例では、ＥＣＵ１０は、エバポレータ２７の吸熱能力の関連物理量であるエバ温度ＴＥの値が吸熱目標値である目標エバ温度ＴＥＯに一致するようにコンプレッサ２１の吐出容量を制御し、凝縮器２２の加熱能力の関連物理量である凝縮器温度ＴＡＶの値が加熱目標値である目標吹出温度ＴＡＯに一致するように電磁開閉弁５３を開閉し冷媒減圧量を制御していた。
【０１２５】
これに対し、ＥＣＵ１０が、凝縮器２２の加熱能力の関連物理量である凝縮器温度ＴＡＶの値が加熱目標値である目標吹出温度ＴＡＯに一致するようにコンプレッサ２１の吐出容量を制御し、エバポレータ２７の吸熱能力の関連物理量であるエバ温度ＴＥの値が吸熱目標値である目標エバ温度ＴＥＯに一致するように電磁開閉弁５３を開閉し冷媒減圧量を制御するものであってもよい。
【０１２６】
（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
【０１２７】
また、発明が解決しようとする課題の欄に記載した、蒸発器の吸熱能力に制約があったとしても、放熱器において充分な外部流体加熱能力を得ることは、以下に図を用いて述べる複数の実施形態においても可能である。
【０１２８】
まず、図１６〜２１を用いて、１つの実施形態を説明する。図１６は、冷凍サイクル装置３Cを用いた車両用空調装置の概略構成を示す模式図である。
【０１２９】
図１６に例示する本実施形態の車両用空調装置は、自動車等の車両の車室内を空調する空調ユニット（エアコンユニット）１０１を具備しており、空調ユニット１０１は、内部に自動車の車室内に空調風を導く空気通路を形成する送風ダクト２（ダクトに相当）と、この送風ダクト２内において車室内に向かう空気流を発生させる遠心式送風機と、送風ダクト２内を流れる空気を冷却するエバポレータ２７（蒸発器に相当、以下蒸発器と言う場合がある）、およびこのエバポレータ２７を通過した空気を再加熱する凝縮器２２（放熱器に相当）を有する冷凍サイクル３Ｃ（冷凍サイクル装置に相当）とを備えている。
【０１３０】
図１６に示すように、本実施形態の冷凍サイクル３Ｃには、コンプレッサ２１から吐出され凝縮器２７へ流入する冷媒を減圧する吐出冷媒絞り弁５４が配設されている。この吐出冷媒絞り弁５４は、コンプレッサ２１から吐出される冷媒を弁開度に応じて減圧する減圧装置で、ＥＣＵ１０によって弁開度が電気的に制御される電動式膨張弁が使用されている。また、吐出冷媒絞り弁５４は、ＥＣＵ１０の制御によって弁開度を全開とする全開モードが設定可能となっている。吐出冷媒絞り弁５４は、具体的には、コンプレッサ２１の冷媒出口と凝縮器２２の冷媒入口とを繋ぐ冷媒配管に設けられている。
【０１３１】
そして、空調ユニット１０１において各空調機器（アクチュエータ等）を制御する制御手段であるＥＣＵ１０は、前述した第１の実施形態と同様に、図２に示した制御フローにしたがって制御処理を行う。
【０１３２】
本実施形態では、図２に示すステップ２２０を実行する際には、図２０に示すように、まず、エバ温度センサ４５が検出するエバ温度ＴＥがステップ１８０で算出した目標エバ温度ＴＥＯと一致するように（極力近似するように）コンプレッサ２１の回転制御（すなわち、冷媒吐出容量の制御）を行う（ステップ２２１）。
【０１３３】
ステップ２２１を実行したら、次に、吐出冷媒絞り弁５４の制御フラグが１であるか否か判断する（ステップ２２２ｃ）。吐出冷媒絞り弁５４の制御フラグが１とは、冷媒圧力センサ４２が検出する冷媒圧力に基づいて得た（算出した）凝縮器温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯと一致するように（極力近似するように）、吐出冷媒絞り弁５４が通過する冷媒流量を絞る開度制御される設定であり、吐出冷媒絞り弁５４の制御フラグが０とは、吐出冷媒絞り弁５４が通過する冷媒流量を絞らない全開固定される設定である。
【０１３４】
ステップ２２２ｃにおいて吐出冷媒絞り弁５４の制御フラグが１でない、すなわち、制御フラグが０であると判断した場合には、冷媒圧力センサ４２が検出する冷媒圧力に基づいて得た凝縮器温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯと一致するように（極力近似するように）暖房用可変絞り弁２３および冷房用可変絞り弁２６の開度調整を行う（ステップ２２３）。
【０１３５】
ステップ２２３を実行した結果、冷房用可変絞り弁２６を開いて全開状態に到達し、冷房用可変絞り弁２６を全開状態とした状態であっても凝縮器２２における加熱能力が不足するか否か判断する（ステップ２２４）。ステップ２２４では、ステップ２２３を実行して凝縮器温度ＴＡＶを目標吹出温度ＴＡＯと一致するように制御しても、凝縮器温度ＴＡＶを目標吹出温度ＴＡＯにまで昇温できず、図８に示すように、加熱能力が不足しているかどうかを判断する。
【０１３６】
ステップ２２４で、冷房用可変絞り弁２６を全開状態としなくても凝縮器２２における加熱能力が不足しない、あるいは、冷房用可変絞り弁２６を全開状態とすれば凝縮器２２における加熱能力が不足しないと判断した場合には、吐出冷媒絞り弁５４の制御フラグを０としたまま、リターンする（図２に示すステップ２３０へ進む）。
【０１３７】
ステップ２２４で、冷房用可変絞り弁２６を全開状態としても凝縮器２２における加熱能力が不足すると判断した場合、すなわち、室外熱交換器２４を蒸発器２７と冷媒圧力が同等の蒸発器（吸熱器）として機能させても凝縮器２２における加熱能力が不足すると判断した場合には、吐出冷媒絞り弁５４の制御フラグを１とし（ステップ２２５ｃ）、リターンする（図２に示すステップ２３０へ進む）。
【０１３８】
ステップ２２２ｃにおいて吐出冷媒絞り弁５４の制御フラグが１であると判断した場合には、凝縮器温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯと一致するように（極力近似するように）吐出冷媒絞り弁５４の開度調整を行う（ステップ２２６ｃ）。
【０１３９】
ステップ２２６ｃを実行した結果、吐出冷媒絞り弁５４を開いて全開状態に到達し、吐出冷媒絞り弁５４を全開状態とした状態であっても凝縮器２２における加熱能力が過剰である否か判断する（ステップ２２７ｃ）。ステップ２２７ｃでは、ステップ２２６ｃを実行して凝縮器温度ＴＡＶを目標吹出温度ＴＡＯと一致するように制御しても、凝縮器温度ＴＡＶを目標吹出温度ＴＡＯにまで降温できず、図８に示すように、加熱能力が過剰であるかどうかを判断する。
【０１４０】
ステップ２２７ｃで、吐出冷媒絞り弁５４を全開状態としなくても凝縮器２２における加熱能力が過剰とならない、あるいは、吐出冷媒絞り弁５４を全開状態とすれば凝縮器２２における加熱能力が過剰とならないと判断した場合には、吐出冷媒絞り弁５４の制御フラグを１としたまま、リターンする（図２に示すステップ２３０へ進む）。
【０１４１】
ステップ２２７ｃで、吐出冷媒絞り弁５４を全開状態としても凝縮器２２における加熱能力が過剰であると判断した場合には、吐出冷媒絞り弁５４の制御フラグを０とし（ステップ２２８ｃ）、リターンする（図２に示すステップ２３０へ進む）。
【０１４２】
上述の構成および作動によれば、図２のステップ１９０の判定によってステップ２００の冷房運転が設定されたときには、暖房用可変絞り弁２３が全開モードとなり、暖房用電磁弁３４が閉弁し、冷房用可変絞り弁２６が冷媒を減圧膨張する流量制御開度とする（減圧膨張モードとなる）ことで、図１７に実線で示すように冷媒が循環し、冷凍サイクル３Ｃの運転モードが冷房運転モードとなる。なお、冷房運転モード時には、吐出冷媒絞り弁５４は、全開モードとなっている。また、エアミックスドア６が凝縮器２２の空気入口部を閉じ、凝縮器２２における冷媒の凝縮が抑止される。
【０１４３】
これにより、送風ダクト２内を流通する空気が蒸発器２７で冷却され、車室内へ吹き出す。蒸発器２７で吸熱された熱量およびコンプレッサ２１の冷媒断熱圧縮によるエンタルピ増加分の熱量は、室外熱交換器２４によって外気へ放熱される。
【０１４４】
ステップ１９０の判定によってステップ２１０の暖房運転が設定されたときには、暖房用可変絞り弁２３が冷媒を減圧膨張する流量制御開度となり（減圧膨張モードとなり）、暖房用電磁弁３４が開弁し、冷房用可変絞り弁２６が全閉モードとなることで、図１８に実線で示すように冷媒が循環し、冷凍サイクル３Ｃの運転モードが暖房運転モードとなる。なお、暖房運転モード時には、エアミックスドア６が凝縮器２２の空気入口部を開き、凝縮器２２における冷媒の凝縮に伴い外部流体である空気の加熱が行われる。
【０１４５】
これにより、送風ダクト２内を流通する空気が凝縮器２２で加熱され、車室内へ吹き出す。凝縮器２２で空気に放熱される熱量は、室外熱交換器２４による外気からの吸熱量とコンプレッサ２１の冷媒断熱圧縮によるエンタルピ増加分の熱量により賄われる。
【０１４６】
ステップ１９０の判定によってステップ２２０の除湿暖房運転が設定されたときには、
暖房用可変絞り弁２３が冷媒を減圧膨張する流量制御開度となり（減圧膨張モードとなり）、暖房用電磁弁３４が閉弁することで、図１９に実線で示すように冷媒が循環し、冷凍サイクル３Ｃの運転モードが除湿暖房運転モードとなる。なお、除湿暖房運転モード時においては、凝縮器２２における空気加熱能力が小さくてよい場合には、冷房用可変絞り弁２６が冷媒を減圧膨張する流量制御開度となり（減圧膨張モードとなり）、吐出冷媒絞り弁５４が全開モードとなる。
【０１４７】
これに対して、凝縮器２２における空気加熱能力を大きくする場合には、冷房用可変絞り弁２６が全開モードとなり、吐出冷媒絞り弁５４が冷媒を減圧膨張する流量制御開度となる（減圧膨張モードとなる）。また、いずれの場合も、エアミックスドア６が凝縮器２２の空気入口部を開いている。これにより、エバポレータ２７で冷却されて含有する水蒸気が凝縮除去されることで除湿された空気が、凝縮器２２における冷媒の凝縮に伴い再加熱され、車室内へ吹き出す。
【０１４８】
蒸発器２７における送風ダクト２内を流通する空気からの吸熱量およびコンプレッサ２１の冷媒断熱圧縮によるエンタルピ増加分の熱量（圧縮動力による増加熱量）は、凝縮器２２によって送風ダクト２内を流通する空気へ放熱される。蒸発器２７での吸熱量およびコンプレッサ２１によるエンタルピ増加分の熱量と、凝縮器２２での放熱量との差分は、室外熱交換器２４における吸熱量もしくは放熱量により補われる。
【０１４９】
本実施形態の冷凍サイクル３Ｃは、コンプレッサ２１から吐出され凝縮器２２へ流入する冷媒を減圧する減圧量可変式の吐出冷媒絞り弁５４を備えている。そして、蒸発器２７における吸熱量、室外熱交換器２４における吸熱量、および、コンプレッサ２１によるエンタルピ増加分の熱量の総和が、凝縮器２２での放熱量に不足する場合には、コンプレッサ２１で断熱圧縮する仕事量を増大させることで、コンプレッサ２１によるエンタルピ増加分の熱量を増大させ、コンプレッサ２１から吐出された冷媒を吐出冷媒絞り弁５４で減圧して凝縮器２２に流入させる。これにより、凝縮器２２での放熱量に不足する分の熱量を確保することができる。
【０１５０】
図２０を用いて説明したように、ＥＣＵ１０は、エバポレータ２７の吸熱能力の関連物理量であるエバ温度ＴＥの値が吸熱目標値である目標エバ温度ＴＥＯに一致するようにコンプレッサ２１の吐出容量を制御し、凝縮器２２の加熱能力の関連物理量である凝縮器温度ＴＡＶの値が加熱目標値である目標吹出温度ＴＡＯに一致するように吐出冷媒絞り弁５４の減圧量を制御する。
【０１５１】
これにより、エバ温度ＴＥを、例えばエバポレータ２７のフロスト防止のための制約を有する目標エバ温度ＴＥＯ（例えば１℃）に一致させたとしても、凝縮器２２の温度ＴＡＶが送風ダクト２内を流通する空気を充分に加熱できる目標吹出温度ＴＡＯに一致するように、コンプレッサ２１の冷媒吐出容量および吐出冷媒絞り弁５４の減圧量を制御することができる。
【０１５２】
換言すれば、エバポレータ２７の吸熱能力の制約によって決まるサイクル冷媒循環流量であり、冷房用可変絞り弁２６を全開として室外熱交換器２４の吸熱能力を最大にしたとしても、凝縮器２２における加熱能力が不足する場合には、図２１の圧力−エンタルピ線図に実線で示すようなサイクル状態を形成することができる。
【０１５３】
具体的には、コンプレッサ２１の仕事量を増大させて吐出圧を上昇させ、上昇した吐出圧を吐出冷媒絞り弁５４で等エンタルピ的に減圧させて、凝縮器２２へ流入する冷媒のエンタルピを増加させることができる。
【０１５４】
図２１の圧力−エンタルピ線図に破線で示したサイクルは、吐出冷媒絞り弁５４を備えず、コンプレッサ２１による仕事量を増大させることができない比較例である。
【０１５５】
本実施形態の冷凍サイクル３Ｃによれば、室外熱交換器２４の吸熱能力を最大にしても凝縮器２２における加熱能力が不足する場合であっても、コンプレッサ２１で冷媒を圧縮吐出する仕事量を増大させて吐出圧を上昇させ、上昇した冷媒圧力を吐出冷媒絞り弁５４で減圧させることで、凝縮器２２の加熱能力の関連物理量である凝縮器温度ＴＡＶの値を、送風ダクト２内を流通する空気を充分に加熱できる加熱目標値である目標吹出温度ＴＡＯにすることができる。このようにして、エバポレータ２７の吸熱能力に制約があったとしても、凝縮器２２において充分な外部流体加熱能力を得ることができる。
【０１５６】
また、エバポレータ温度ＴＥを目標エバ温度ＴＥＯに一致させるコンプレッサ２１の吐出容量の調節、および、凝縮器温度ＴＡＶを目標吹出温度ＴＡＯに一致させる吐出冷媒絞り弁５４の減圧量の調節を、いずれも制御手段であるＥＣＵ１０で行っている。したがって、コンプレッサ２１の吐出容量の調節精度および吐出冷媒絞り弁５４の減圧量の調節精度を確保することが容易である。
【０１５７】
次に、上記の実施形態に対して、ＥＣＵ１０が、凝縮器２２の加熱能力の関連物理量である凝縮器温度ＴＡＶの値が加熱目標値である目標吹出温度ＴＡＯに一致するようにコンプレッサ２１の吐出容量を制御し、エバポレータ２７の吸熱能力の関連物理量であるエバ温度ＴＥの値が吸熱目標値である目標エバ温度ＴＥＯに一致するように吐出冷媒絞り弁５４の減圧量を制御する実施形態について、図２２に基づいて説明する。
【０１５８】
図２２に示すように、本実施形態では、図２に示すステップ２２０を実行する際には、まず、冷媒圧力センサ４２が検出する冷媒圧力に基づいて得た凝縮器温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯと一致するように（極力近似するように）コンプレッサ２１の回転制御（すなわち、冷媒吐出容量の制御）を行う（ステップ２２１ａ）。
【０１５９】
ステップ２２１ａを実行したら、次に、吐出冷媒絞り弁５４の制御フラグが１であるか否か判断する（ステップ２２２ｃ）。吐出冷媒絞り弁５４の制御フラグが１とは、エバ温度センサ４５が検出するエバ温度ＴＥがステップ１８０で算出した目標エバ温度ＴＥＯと一致するように（極力近似するように）、吐出冷媒絞り弁５４が通過する冷媒流量を絞る開度制御される設定であり、吐出冷媒絞り弁５４の制御フラグが０とは、吐出冷媒絞り弁５４が通過する冷媒流量を絞らない全開固定される設定である。
【０１６０】
ステップ２２２ｃにおいて吐出冷媒絞り弁５４の制御フラグが１でない、すなわち、制御フラグが０であると判断した場合には、エバ温度センサ４５が検出するエバ温度ＴＥがステップ１８０で算出した目標エバ温度ＴＥＯと一致するように（極力近似するように）暖房用可変絞り弁２３および冷房用可変絞り弁２６の開度調整を行う（ステップ２２３ａ）。
【０１６１】
ステップ２２３ａを実行した結果、冷房用可変絞り弁２６を開いて全開状態に到達し、冷房用可変絞り弁２６を全開状態とした状態であっても蒸発器２７における除湿能力（吸熱能力）が過剰であるか否か判断する（ステップ２２４ａ）。ステップ２２４ａでは、ステップ２２３ａを実行してエバ温度ＴＥが目標エバ温度ＴＥＯと一致するように制御しても、エバ温度ＴＥを目標エバ温度ＴＥＯにまで昇温できず、図１１に示すように、除湿能力が過剰であるかどうかを判断する。
【０１６２】
ステップ２２４ａで、冷房用可変絞り弁２６を全開状態としなくても蒸発器２７における除湿能力が過剰とならない、あるいは、冷房用可変絞り弁２６を全開状態とすれば蒸発器２７における除湿能力が過剰とならないと判断した場合には、吐出冷媒絞り弁５４の制御フラグを０としたまま、リターンする（図２に示すステップ２３０へ進む）。
【０１６３】
ステップ２２４ａで、冷房用可変絞り弁２６を全開状態としても蒸発器２７における除湿能力が過剰であると判断した場合、すなわち、室外熱交換器２４を蒸発器２７と冷媒圧力が同等の蒸発器（吸熱器）として機能させても蒸発器２７における除湿能力が過剰であると判断した場合には、吐出冷媒絞り弁５４の制御フラグを１とし（ステップ２２５ｃ）、リターンする（図２に示すステップ２３０へ進む）。
【０１６４】
ステップ２２２ｃにおいて吐出冷媒絞り弁５４の制御フラグが１であると判断した場合には、エバ温度ＴＥが目標エバ温度ＴＥＯと一致するように（極力近似するように）吐出冷媒絞り弁５４の開度調整を行う（ステップ２２６ｄ）。
【０１６５】
ステップ２２６ｄを実行した結果、吐出冷媒絞り弁５４を開いて全開状態に到達し、吐出冷媒絞り弁５４を全開状態とした状態であっても蒸発器２７における除湿能力が不足するか否か判断する（ステップ２２７ｄ）。ステップ２２７ｄでは、ステップ２２６ｄを実行してエバ温度ＴＥを目標エバ温度ＴＥＯと一致するように制御しても、エバ温度ＴＥを目標エバ温度ＴＥＯにまで降温できず、図１１に示すように、除湿能力が不足であるかどうかを判断する。
【０１６６】
ステップ２２７ｄで、吐出冷媒絞り弁５４を全開状態としなくても蒸発器２７における除湿能力が不足しない、あるいは、吐出冷媒絞り弁５４を全開状態とすれば蒸発器２７における除湿能力が不足しないと判断した場合には、吐出冷媒絞り弁５４の制御フラグを１としたまま、リターンする（図２に示すステップ２３０へ進む）。
【０１６７】
ステップ２２７ｄで、吐出冷媒絞り弁５４を全開状態としても蒸発器２７における除湿能力が不足すると判断した場合には、吐出冷媒絞り弁５４の制御フラグを０とし（ステップ２２８ｃ）、リターンする（図２に示すステップ２３０へ進む）。
【０１６８】
本実施形態の構成および作動によれば、ＥＣＵ１０は、凝縮器２２の加熱能力の関連物理量である凝縮器温度ＴＡＶの値が加熱目標値である目標吹出温度ＴＡＯに一致するようにコンプレッサ２１の吐出容量を制御し、エバポレータ２７の吸熱能力の関連物理量であるエバ温度ＴＥの値が吸熱目標値である目標エバ温度ＴＥＯに一致するように吐出冷媒絞り弁５４の減圧量を制御する。
【０１６９】
これによっても、前記した実施形態と同様に、エバ温度ＴＥを、例えばエバポレータ２７のフロスト防止のための制約を有する目標エバ温度ＴＥＯに一致させたとしても、凝縮器２２の温度ＴＡＶが送風ダクト２内を流通する空気を充分に加熱できる目標吹出温度ＴＡＯに一致するように、コンプレッサ２１の冷媒吐出容量および吸入冷媒絞り弁５０の減圧量を制御することができる。
【０１７０】
エバポレータ２７の吸熱能力の制約によって決まるサイクル冷媒循環流量であり、冷房用可変絞り弁２６を全開として室外熱交換器２４の吸熱能力を最大にしたとしても、凝縮器２２における加熱能力が不足する場合には、図２１の圧力−エンタルピ線図に実線で示すようなサイクル状態を形成することができ、前記した実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１７１】
ここで説明した２つの実施形態の冷凍サイクル３Ｃは、下記のような特徴を有する冷凍サイクル装置であると言える。
【０１７２】
冷媒を吸入圧縮して吐出する圧縮機（コンプレッサ２１が相当）と、
圧縮機から吐出された冷媒の熱を放熱して外部流体を加熱する放熱器（凝縮器２２が相当）と、
放熱器から流出した冷媒を減圧膨張させる第１減圧手段（暖房用可変絞り弁２３が相当）と、
第１減圧手段で減圧した冷媒を蒸発させ外部流体から吸熱する蒸発器（エバポレータ２７が相当）と、
圧縮機が吐出し放熱器に流入する冷媒を減圧する減圧量可変式の第２減圧手段（吐出冷媒絞り弁５０が相当）と、を備え、
放熱器の加熱能力もしくはその関連物理量の値（ＴＡＶが相当）が加熱目標値（ＴＡＯが相当）に一致するように圧縮機の吐出容量および第２減圧手段の減圧量の一方が調節され、蒸発器の吸熱能力もしくそのは関連物理量の値（ＴＥが相当）が吸熱目標値（ＴＥＯが相当）に一致するように圧縮機の吐出容量および第２減圧手段の減圧量の他方が調節されることを特徴とする冷凍サイクル装置である。
【０１７３】
このような特徴を有していれば、蒸発器の吸熱能力もしくはその関連物理量の値を、制約のある吸熱目標値に一致させたときに、放熱器の加熱能力もしくはその関連物理量の値が、外部流体を充分に加熱できる加熱目標値に一致するように、圧縮機の吐出容量および第２減圧手段の減圧量を調節することができる。すなわち、蒸発器の吸熱能力の制約によって決まる冷媒循環流量であっても、圧縮機で冷媒を圧縮吐出する仕事量を増大させて吐出圧を上昇させ、上昇した冷媒圧力を第２減圧手段で等エンタルピ的に減圧させて放熱器に流入させることで、圧縮機での仕事量の増大による吐出圧の上昇および上昇した吐出圧の減圧を行わない場合よりも、放熱器へ流入する冷媒のエンタルピを増大させることができる。これにより、放熱器の加熱能力もしくはその関連物理量の値を、外部流体を充分に加熱できる加熱目標値にすることができる。このようにして、蒸発器の吸熱能力に制約があったとしても、放熱器において充分な外部流体加熱能力を得ることが可能となる。
【０１７４】
また、発明が解決しようとする課題の欄に記載した、蒸発器の吸熱能力に制約があったとしても、放熱器において充分な外部流体加熱能力を得ることは、以下に図を用いて述べる複数の実施形態においても可能である。
【０１７５】
まず、図２３〜２８を用いて、１つの実施形態を説明する。図２３は、冷凍サイクル装置３Ｄを用いた車両用空調装置の概略構成を示す模式図である。
【０１７６】
図２３に例示する本実施形態の車両用空調装置は、自動車等の車両の車室内を空調する空調ユニット（エアコンユニット）２０１を具備しており、空調ユニット２０１は、内部に自動車の車室内に空調風を導く空気通路を形成する送風ダクト２（ダクトに相当）と、この送風ダクト２内において車室内に向かう空気流を発生させる遠心式送風機と、送風ダクト２内を流れる空気を冷却するエバポレータ２７（蒸発器に相当、以下蒸発器と言う場合がある）、およびこのエバポレータ２７を通過した空気を再加熱する凝縮器２２（放熱器に相当）を有する冷凍サイクル３Ｄ（冷凍サイクル装置に相当）とを備えている。
【０１７７】
図２３に示すように、本実施形態の冷凍サイクル３Ｄには、前出の吸入冷媒絞り弁や吐出冷媒絞り弁は設けられていない。
【０１７８】
空調ユニット２０１において各空調機器（アクチュエータ等）を制御する制御手段であるＥＣＵ１０は、前述した第１の実施形態と同様に、図２に示した制御フローにしたがって制御処理を行う。
【０１７９】
本実施形態では、図２に示すステップ２２０を実行する際には、図２７に示すように、まず、エバ温度センサ４５が検出するエバ温度ＴＥがステップ１８０で算出した目標エバ温度ＴＥＯと一致するように（極力近似するように）コンプレッサ２１の回転制御（すなわち、冷媒吐出容量の制御）を行う（ステップ２２１）。
【０１８０】
ステップ２２１を実行したら、次に、暖房用可変絞り弁２３の制御フラグが１であるか否か判断する（ステップ２２２ｅ）。暖房用可変絞り弁２３の制御フラグが１とは、冷媒圧力センサ４２が検出する冷媒圧力に基づいて得た（算出した）凝縮器温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯと一致するように（極力近似するように）、冷凍サイクル３Ｄのサイクル効率に係わらず冷媒流量を増大させる開度に制御される設定であり、暖房用可変絞り弁２３の制御フラグが０とは、冷凍サイクル３Ｄのサイクル効率を最適化するように開度制御される設定である。
【０１８１】
ステップ２２２ｅにおいて暖房用可変絞り弁２３の制御フラグが１でない、すなわち、制御フラグが０であると判断した場合には、冷媒圧力センサ４２が検出する冷媒圧力に基づいて得た凝縮器温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯと一致するように（極力近似するように）暖房用可変絞り弁２３および冷房用可変絞り弁２６の開度調整を行う（ステップ２２３）。
【０１８２】
ステップ２２３を実行した結果、暖房用可変絞り弁２３を絞るとともに冷房用可変絞り弁２６を開いて全開状態に到達し、暖房用可変絞り弁２３を最小開度とするとともに冷房用可変絞り弁２６を全開状態とした状態であっても凝縮器２２における加熱能力が不足するか否か判断する（ステップ２２４ｅ）。ステップ２２４ｅでは、ステップ２２３を実行して室外熱交換器２４の吸熱能力を最大化して凝縮器温度ＴＡＶを目標吹出温度ＴＡＯと一致するように制御しても、凝縮器温度ＴＡＶを目標吹出温度ＴＡＯにまで昇温できず、図８に示すように、加熱能力が不足しているかどうかを判断する。
【０１８３】
ステップ２２４ｅで、暖房用可変絞り弁２３を最小開度とするとともに冷房用可変絞り弁２６を全開状態としなくても凝縮器２２における加熱能力が不足しない、あるいは、暖房用可変絞り弁２３を最小開度とするとともに冷房用可変絞り弁２６を全開状態とすれば凝縮器２２における加熱能力が不足しないと判断した場合には、暖房用可変絞り弁２３の制御フラグを０としたまま、リターンする（図２に示すステップ２３０へ進む）。
【０１８４】
ステップ２２４ｅで、暖房用可変絞り弁２３を最小開度とするとともに冷房用可変絞り弁２６を全開状態としても凝縮器２２における加熱能力が不足すると判断した場合、すなわち、室外熱交換器２４を蒸発器２７と冷媒圧力が同等の蒸発器（吸熱器）として機能させて室外熱交換器２４の吸熱能力を最大にしたとしても凝縮器２２における加熱能力が不足すると判断した場合には、暖房用可変絞り弁２３の制御フラグを１とし（ステップ２２５ｅ）、リターンする（図２に示すステップ２３０へ進む）。
【０１８５】
ステップ２２２ｅにおいて暖房用可変絞り弁２３の制御フラグが１であると判断した場合には、凝縮器温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯと一致するように（極力近似するように）暖房用可変絞り弁２３の開度調整を行う（ステップ２２６ｅ）。なお、このときには、冷房用可変絞り弁２６は全開状態としている。
【０１８６】
ステップ２２６ｅを実行した結果、暖房用可変絞り弁２３の開度が最小の状態に到達し、冷房用可変絞り弁２６を全開とした状態下で暖房用可変絞り弁２３を最小開度とした状態であっても凝縮器２２における加熱能力が過剰である否か判断する（ステップ２２７ｅ）。ステップ２２７ｅでは、ステップ２２６ｅを実行して凝縮器温度ＴＡＶを目標吹出温度ＴＡＯと一致するように制御しても、凝縮器温度ＴＡＶを目標吹出温度ＴＡＯにまで降温できず、図８に示すように、加熱能力が過剰であるかどうかを判断する。
【０１８７】
ステップ２２７ｅで、暖房用可変絞り弁２３を最小開度としなくても凝縮器２２における加熱能力が過剰とならない、あるいは、暖房用可変絞り弁２３を最小開度とすれば凝縮器２２における加熱能力が過剰とならないと判断した場合には、暖房用可変絞り弁２３の制御フラグを１としたまま、リターンする（図２に示すステップ２３０へ進む）。
【０１８８】
ステップ２２７ｅで、暖房用可変絞り弁２３を最小開度状態としても凝縮器２２における加熱能力が過剰であると判断した場合には、暖房用可変絞り弁２３の制御フラグを０とし（ステップ２２８ｅ）、リターンする（図２に示すステップ２３０へ進む）。
【０１８９】
上述の構成および作動によれば、図２のステップ１９０の判定によってステップ２００の冷房運転が設定されたときには、暖房用可変絞り弁２３が全開モードとなり、暖房用電磁弁３４が閉弁し、冷房用可変絞り弁２６が冷媒を減圧膨張する流量制御開度とする（減圧膨張モードとなる）ことで、図２４に実線で示すように冷媒が循環し、冷凍サイクル３Ｄの運転モードが冷房運転モードとなる。なお、冷房運転モード時には、エアミックスドア６が凝縮器２２の空気入口部を閉じ、凝縮器２２における冷媒の凝縮が抑止される。
【０１９０】
これにより、送風ダクト２内を流通する空気が蒸発器２７で冷却され、車室内へ吹き出す。蒸発器２７で吸熱された熱量およびコンプレッサ２１の冷媒断熱圧縮によるエンタルピ増加分の熱量は、室外熱交換器２４によって外気へ放熱される。
【０１９１】
ステップ１９０の判定によってステップ２１０の暖房運転が設定されたときには、暖房用可変絞り弁２３が冷媒を減圧膨張する流量制御開度となり（減圧膨張モードとなり）、暖房用電磁弁３４が開弁し、冷房用可変絞り弁２６が全閉モードとなることで、図２５に実線で示すように冷媒が循環し、冷凍サイクル３Ｄの運転モードが暖房運転モードとなる。なお、暖房運転モード時には、エアミックスドア６が凝縮器２２の空気入口部を開き、凝縮器２２における冷媒の凝縮に伴い外部流体である空気の加熱が行われる。
【０１９２】
これにより、送風ダクト２内を流通する空気が凝縮器２２で加熱され、車室内へ吹き出す。凝縮器２２で空気に放熱される熱量は、室外熱交換器２４による外気からの吸熱量とコンプレッサ２１の冷媒断熱圧縮によるエンタルピ増加分の熱量により賄われる。
【０１９３】
ステップ１９０の判定によってステップ２２０の除湿暖房運転が設定されたときには、
暖房用可変絞り弁２３が冷媒を減圧膨張する流量制御開度となり（減圧膨張モードとなり）、暖房用電磁弁３４が閉弁することで、図２６に実線で示すように冷媒が循環し、冷凍サイクル３Ｄの運転モードが除湿暖房運転モードとなる。なお、除湿暖房運転モード時においては、凝縮器２２における空気加熱能力が小さくてよい場合には、冷房用可変絞り弁２６が冷媒を減圧膨張する流量制御開度となる（減圧膨張モードとなる）。
【０１９４】
これに対して、凝縮器２２における空気加熱能力を大きくする必要がある場合には、冷房用可変絞り弁２６が全開モードとなる。また、いずれの場合も、エアミックスドア６が凝縮器２２の空気入口部を開いている。これにより、エバポレータ２７で冷却されて含有する水蒸気が凝縮除去されることで除湿された空気が、凝縮器２２における冷媒の凝縮に伴い再加熱され、車室内へ吹き出す。
【０１９５】
蒸発器２７における送風ダクト２内を流通する空気からの吸熱量およびコンプレッサ２１の冷媒断熱圧縮によるエンタルピ増加分の熱量（圧縮動力による増加熱量）は、凝縮器２２によって送風ダクト２内を流通する空気へ放熱される。蒸発器２７での吸熱量およびコンプレッサ２１によるエンタルピ増加分の熱量と、凝縮器２２での放熱量との差分は、室外熱交換器２４における吸熱量もしくは放熱量により補われる。
【０１９６】
本実施形態の冷凍サイクル３Ｄでは、蒸発器２７における吸熱量、室外熱交換器２４における吸熱量、および、コンプレッサ２１によるエンタルピ増加分の熱量の総和が、凝縮器２２での放熱量に不足する場合には、冷房用可変絞り弁２６の開度を最大に保持したまま、サイクル効率に係わらず暖房用可変絞り弁２３の開度を上昇させる。これだけの制御では室外熱交換器２４および蒸発器２７における冷媒蒸発圧力が上昇してしまうが、本実施形態では蒸発器２７における吸熱能力（除湿能力）を維持するようにコンプレッサ２１の回転数（吐出容量）が制御される。すなわち、コンプレッサ２１の回転数の増加により室外熱交換器２４および蒸発器２７における冷媒蒸発圧力の上昇が抑止され、冷媒蒸発圧力を一定に調整することができる。
【０１９７】
これにより、コンプレッサ２１の吸入圧力（冷媒蒸発圧力）を一定に保ったままコンプレッサ２１の回転速度（回転数）を増加するので、冷凍サイクル３Ｄの冷媒循環流量を増加させることができる。したがって、図２８に示すように、暖房用可変絞り弁２３の開度を上昇することで凝縮器２２の出口におけるエンタルピが増大し、凝縮器２２におけるエンタルピ変化は減少してしまうものの、凝縮器２２における加熱能力は、エンタルピ変化と冷媒流量との積であるので、コンプレッサ２１の仕事量の増加で冷媒流量を増加させることで、凝縮器２２での放熱量に不足する分の熱量を確保することができる。
【０１９８】
図２７を用いて説明したように、ＥＣＵ１０は、エバポレータ２７の吸熱能力の関連物理量であるエバ温度ＴＥの値が吸熱目標値である目標エバ温度ＴＥＯに一致するようにコンプレッサ２１の吐出容量を制御し、凝縮器２２の加熱能力の関連物理量である凝縮器温度ＴＡＶの値が加熱目標値である目標吹出温度ＴＡＯに一致するように暖房用可変絞り弁２３の減圧量を制御する。
【０１９９】
これにより、エバ温度ＴＥを、例えばエバポレータ２７のフロスト防止のための制約を有する目標エバ温度ＴＥＯ（例えば１℃）に一致させたとしても、凝縮器２２の温度ＴＡＶが送風ダクト２内を流通する空気を充分に加熱できる目標吹出温度ＴＡＯに一致するように、コンプレッサ２１の冷媒吐出容量および暖房用絞り弁２３の減圧量を制御することができる。
【０２００】
換言すれば、エバポレータ２７の吸熱能力の制約によって決まるサイクル冷媒循環流量であるときに、冷房用可変絞り弁２６を全開として室外熱交換器２４の吸熱能力を最大にしたとしても、凝縮器２２における加熱能力が不足する場合には、サイクル運転効率に係わらず図２８の圧力−エンタルピ線図に実線で示すようなサイクル状態を形成し、コンプレッサ２１の仕事量の増大により冷媒循環流量を増大させることができる。
【０２０１】
本実施形態の冷凍サイクル３Ｄによれば、室外熱交換器２４の吸熱能力を最大にしても凝縮器２２における加熱能力が不足する場合であっても、暖房用可変絞り弁２３の開度を上昇するとともにコンプレッサ２１で冷媒を圧縮吐出する仕事量を増大させて冷媒循環流量を増大させることで、凝縮器２２の加熱能力の関連物理量である凝縮器温度ＴＡＶの値を、送風ダクト２内を流通する空気を充分に加熱できる加熱目標値である目標吹出温度ＴＡＯにすることができる。このようにして、エバポレータ２７の吸熱能力に制約があったとしても、凝縮器２２において充分な外部流体加熱能力を得ることができる。
【０２０２】
また、エバポレータ温度ＴＥを目標エバ温度ＴＥＯに一致させるコンプレッサ２１の吐出容量の調節、および、凝縮器温度ＴＡＶを目標吹出温度ＴＡＯに一致させる暖房用可変絞り弁２３の減圧量の調節を、いずれも制御手段であるＥＣＵ１０で行っている。したがって、コンプレッサ２１の吐出容量の調節精度および暖房用可変絞り弁２３の減圧量の調節精度を確保することが容易である。
【０２０３】
次に、上記の実施形態に対して、ＥＣＵ１０が、凝縮器２２の加熱能力の関連物理量である凝縮器温度ＴＡＶの値が加熱目標値である目標吹出温度ＴＡＯに一致するようにコンプレッサ２１の吐出容量を制御し、エバポレータ２７の吸熱能力の関連物理量であるエバ温度ＴＥの値が吸熱目標値である目標エバ温度ＴＥＯに一致するように暖房用可変絞り弁２３の減圧量を制御する実施形態について、図２９に基づいて説明する。
【０２０４】
図２９に示すように、本実施形態では、図２に示すステップ２２０を実行する際には、まず、冷媒圧力センサ４２が検出する冷媒圧力に基づいて得た凝縮器温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯと一致するように（極力近似するように）コンプレッサ２１の回転制御（すなわち、冷媒吐出容量の制御）を行う（ステップ２２１ａ）。
【０２０５】
ステップ２２１ａを実行したら、次に、暖房用可変絞り弁２３の制御フラグが１であるか否か判断する（ステップ２２２ｅ）。暖房用可変絞り弁２３の制御フラグが１とは、エバ温度センサ４５が検出するエバ温度ＴＥがステップ１８０で算出した目標エバ温度ＴＥＯと一致するように（極力近似するように）、冷凍サイクル３Ｄのサイクル効率に係わらず冷媒流量を増大させる開度に制御される設定であり、暖房用可変絞り弁２３の制御フラグが０とは、冷凍サイクル３Ｄのサイクル効率を最適化するように開度制御される設定である。
【０２０６】
ステップ２２２ｅにおいて暖房用可変絞り弁２３の制御フラグが１でない、すなわち、制御フラグが０であると判断した場合には、エバ温度センサ４５が検出するエバ温度ＴＥがステップ１８０で算出した目標エバ温度ＴＥＯと一致するように（極力近似するように）暖房用可変絞り弁２３および冷房用可変絞り弁２６の開度調整を行う（ステップ２２３ａ）。
【０２０７】
ステップ２２３ａを実行した結果、暖房用可変絞り弁２３を絞るとともに冷房用可変絞り弁２６を開いて全開状態に到達し、暖房用可変絞り弁２３を最小開度とするとともに冷房用可変絞り弁２６を全開状態とした状態であっても蒸発器２７における除湿能力（吸熱能力）が過剰であるか否か判断する（ステップ２２４ｆ）。ステップ２２４ｆでは、ステップ２２３ａを実行してエバ温度ＴＥが目標エバ温度ＴＥＯと一致するように制御しても、エバ温度ＴＥを目標エバ温度ＴＥＯにまで昇温できず、図１１に示すように、除湿能力が過剰であるかどうかを判断する。
【０２０８】
ステップ２２４ｆで、暖房用可変絞り弁２３を最小開度とするとともに冷房用可変絞り弁２６を全開状態としなくても蒸発器２７における除湿能力が過剰とならない、あるいは、暖房用可変絞り弁２３を最小開度とするとともに冷房用可変絞り弁２６を全開状態とすれば蒸発器２７における除湿能力が過剰とならないと判断した場合には、暖房用可変絞り弁２３の制御フラグを０としたまま、リターンする（図２に示すステップ２３０へ進む）。
【０２０９】
ステップ２２４ｆで、暖房用可変絞り弁２３を最小開度とするとともに冷房用可変絞り弁２６を全開状態としても蒸発器２７における除湿能力が過剰であると判断した場合、すなわち、室外熱交換器２４を蒸発器２７と冷媒圧力が同等の蒸発器（吸熱器）として機能させて室外熱交換器２４の吸熱能力を最大にしたときに蒸発器２７における除湿能力が過剰であると判断した場合には、暖房用可変絞り弁２３の制御フラグを１とし（ステップ２２５ｅ）、リターンする（図２に示すステップ２３０へ進む）。
【０２１０】
ステップ２２２ｅにおいて暖房用可変絞り弁２３の制御フラグが１であると判断した場合には、エバ温度ＴＥが目標エバ温度ＴＥＯと一致するように（極力近似するように）暖房用可変絞り弁２３の開度調整を行う（ステップ２２６ｆ）。なお、このときには、冷房用可変絞り弁２６は全開状態としている。
【０２１１】
ステップ２２６ｆを実行した結果、暖房用可変絞り弁２３の開度が最小の状態に到達し、冷房用可変絞り弁２６を全開とした状態下で暖房用可変絞り弁２３を最小開度とした状態であっても蒸発器２７における除湿能力が不足するか否か判断する（ステップ２２７ｆ）。ステップ２２７ｆでは、ステップ２２６ｆを実行してエバ温度ＴＥを目標エバ温度ＴＥＯと一致するように制御しても、エバ温度ＴＥを目標エバ温度ＴＥＯにまで降温できず、図１１に示すように、除湿能力が不足であるかどうかを判断する。
【０２１２】
ステップ２２７ｆで、暖房用可変絞り弁２３を最小開度としなくても蒸発器２７における除湿能力が不足しない、あるいは、暖房用可変絞り弁２３を最小開度とすれば蒸発器２７における除湿能力が不足しないと判断した場合には、暖房用可変絞り弁２３の制御フラグを１としたまま、リターンする（図２に示すステップ２３０へ進む）。
【０２１３】
ステップ２２７ｆで、暖房用可変絞り弁２３を最小開度状態としても蒸発器２７における除湿能力が不足すると判断した場合には、暖房用可変絞り弁２３の制御フラグを０とし（ステップ２２８ｅ）、リターンする（図２に示すステップ２３０へ進む）。
【０２１４】
本実施形態の構成および作動によれば、ＥＣＵ１０は、凝縮器２２の加熱能力の関連物理量である凝縮器温度ＴＡＶの値が加熱目標値である目標吹出温度ＴＡＯに一致するようにコンプレッサ２１の吐出容量を制御し、エバポレータ２７の吸熱能力の関連物理量であるエバ温度ＴＥの値が吸熱目標値である目標エバ温度ＴＥＯに一致するように暖房用可変絞り弁２３の減圧量を制御する。
【０２１５】
これによっても、前記した実施形態と同様に、エバ温度ＴＥを、例えばエバポレータ２７のフロスト防止のための制約を有する目標エバ温度ＴＥＯ（例えば１℃）に一致させたとしても、凝縮器２２の温度ＴＡＶが送風ダクト２内を流通する空気を充分に加熱できる目標吹出温度ＴＡＯに一致するように、コンプレッサ２１の冷媒吐出容量および暖房用絞り弁２３の減圧量を制御することができる。
【０２１６】
エバポレータ２７の吸熱能力の制約によって決まるサイクル冷媒循環流量であるときに、冷房用可変絞り弁２６を全開として室外熱交換器２４の吸熱能力を最大にしたとしても、凝縮器２２における加熱能力が不足する場合には、サイクル運転効率に係わらず図２８の圧力−エンタルピ線図に実線で示すようなサイクル状態を形成し、コンプレッサ２１の仕事量の増大により冷媒循環流量を増大させることができ、前記した実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０２１７】
また、コンプレッサ２１が吸入する冷媒を減圧する吸入冷媒絞り弁やコンプレッサ２１が吐出する冷媒を減圧する吐出冷媒絞り弁を設ける必要がないので、構成を簡素化することができる。
【０２１８】
ここで説明した２つの実施形態の冷凍サイクル３Ｄは、下記のような特徴を有する冷凍サイクル装置であると言える。
【０２１９】
冷媒を吸入圧縮して吐出する圧縮機（コンプレッサ２１が相当）と、
圧縮機から吐出された冷媒の熱を放熱して外部流体を加熱する放熱器（凝縮器２２が相当）と、
放熱器から流出した冷媒を減圧膨張させる減圧手段（暖房用可変絞り弁２３が相当）と、
減圧手段で減圧した冷媒を蒸発させ外部流体から吸熱する蒸発器（エバポレータ２７が相当）と、を備え、
放熱器の加熱能力もしくはその関連物理量の値（ＴＡＶが相当）が加熱目標値（ＴＡＯが相当）に一致するように圧縮機の吐出容量および減圧手段の減圧量の一方が調節され、蒸発器の吸熱能力もしくそのは関連物理量の値（ＴＥが相当）が吸熱目標値（ＴＥＯが相当）に一致するように圧縮機の吐出容量および減圧手段の減圧量の他方が調節されることを特徴とする冷凍サイクル装置である。
【０２２０】
このような特徴を有していれば、蒸発器の吸熱能力もしくはその関連物理量の値を、制約のある吸熱目標値に一致させたときに、放熱器の加熱能力もしくはその関連物理量の値が、外部流体を充分に加熱できる加熱目標値に一致するように、圧縮機の吐出容量および減圧手段の減圧量を調節することができる。冷凍サイクルの運転効率と蒸発器の吸熱能力の制約によって決まる冷媒循環流量では放熱器の加熱能力が不足する場合には、減圧手段の減圧量を減少させるとともに圧縮機で冷媒を圧縮吐出する仕事量を増大させて冷媒循環流量を増大させることで、放熱器の加熱能力もしくはその関連物理量の値を外部流体を充分に加熱できる加熱目標値にすることができる。このようにして、蒸発器の吸熱能力に制約があったとしても、放熱器において充分な外部流体加熱能力を得ることが可能となる。
【０２２１】
上記各実施形態（前述の第１〜第４の実施形態および他の実施形態における上記４つの形態）では、放熱器の加熱能力の関連物理量として放熱器温度である凝縮器温度ＴＡＶを、加熱目標値として目標吹出温度ＴＡＯを用いていたが、これに限定されるものではない。放熱器の加熱能力の他の関連物理量とそれに対応する加熱目標値を用いてもよいし、放熱器の加熱能力（例えばエンタルピ変化量と冷媒流量の積）とそれに対応する加熱目標値を用いてもよい。
【０２２２】
また、蒸発器の吸熱能力の関連物理量として蒸発器温度であるエバ温度ＴＥを、吸熱目標値として目標エバ温度ＴＥＯを用いていたが、これに限定されるものではない。蒸発器の吸熱能力の他の関連物理量とそれに対応する吸熱目標値を用いてもよいし、蒸発器の吸熱能力（例えばエンタルピ変化量と冷媒流量の積）とそれに対応する吸熱目標値を用いてもよい。
【０２２３】
また、上記各実施形態では、放熱器を凝縮器２２としていたが、これに限定されるものではない。例えば、圧縮機から吐出される冷媒が臨界圧以上となる所謂超臨界冷凍サイクル装置の本発明を適用し、放熱器はガスクーラであってもかまわない。
【０２２４】
また、上記各実施形態では、冷凍サイクル３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄは、凝縮器２２、蒸発器２７以外に室外熱交換器２４を備えるものであったが、室外熱交換器を有しない冷凍サイクル装置であっても、本発明は適用して有効である。
【０２２５】
また、上記各実施形態では、蒸発器２７を凝縮器２２の空気流れ上流側に配設していた。すなわち、凝縮器２２および蒸発器２７の外部流体は同一の流体（空気）であったが、これに限定されるものではない。外部流体は他の流体であってもよいし、凝縮器２２の外部流体と蒸発器２７の外部流体とが異なるものであってもよい。
【０２２６】
また、上記各実施形態では、冷凍サイクル３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄを、車両用空調装置に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではない。車両用以外の空調装置の冷凍サイクル装置であってもよいし、空調装置以外に用いられる冷凍サイクル装置であってもかまわない。
【符号の説明】
【０２２７】
２  送風ダクト（ダクト）
３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ  冷凍サイクル（冷凍サイクル装置）
１０  空調制御装置（制御手段）
２１  コンプレッサ（圧縮機）
２２  凝縮器（放熱器）
２３  暖房用可変絞り弁（第１減圧手段）
２７  エバポレータ（蒸発器）
５０  吸入冷媒絞り弁（第２減圧手段）
５１  吸入冷媒絞り弁（定圧弁、第２減圧手段）
５２  吸入冷媒絞り弁（固定絞り弁、第２減圧手段の一部）
５３  電磁開閉弁（開閉弁、第２減圧手段の一部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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