JP2019066049A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換対象流体の加熱能力の変動を抑制しつつ、冷媒とともに圧縮機から吐出された冷凍機油を、再び圧縮機に戻すことができる冷凍サイクル装置を提供する。【解決手段】冷凍サイクル装置１は、冷凍機油が混入された冷媒を圧縮して吐出する圧縮機１１、及び圧縮機１１によって吐出された冷媒と熱交換対象流体とを熱交換させて冷媒を凝縮させる凝縮器１２を備えた冷凍サイクル１０と、冷凍サイクル１０を循環する冷媒の循環冷媒流量を変化させて、冷凍機油を圧縮機１１に戻すオイル戻し制御を実行するオイル戻し制御実行部と、を有し、少なくともオイル戻し制御が実行されている際に、凝縮された冷媒が過冷却される。【選択図】図１

Description

本発明は、冷凍サイクル装置に関する。

特許文献１には、空調装置に適用された蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置であって、圧縮機から吐出された高圧冷媒と熱交換対象流体である送風空気とを熱交換させて、送風空気を加熱する冷凍サイクル装置が開示されている。

このような冷凍サイクル装置では、一般的に、圧縮機を潤滑するための冷凍機油を冷媒に混入させて、この冷凍機油を冷媒とともにサイクル内で循環させている。更に、このような冷凍サイクル装置では、圧縮機へ冷凍機油を確実に戻すために、サイクルを循環する冷媒の循環冷媒流量を周期的に変化させるオイル戻し制御を実行する。

特開２０１０−４２６９８号公報

しかしながら、オイル戻し制御が実行されると高圧冷媒の圧力が変動してしまい、熱交換対象流体の加熱能力も変動してしまう。

本発明は、上記点に鑑み、冷凍機油を圧縮機へ戻す際に、熱交換対象流体の加熱能力が変動してしまうことを抑制可能な冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の冷凍サイクル装置は、冷凍機油が混入された冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）、及び圧縮機によって吐出された冷媒と熱交換対象流体とを熱交換させて冷媒を凝縮させる凝縮器（１２）を備えた冷凍サイクル（１０）と、冷凍サイクルを循環する冷媒の循環冷媒流量を変化させて、冷凍機油を圧縮機に戻すオイル戻し制御を実行するオイル戻し制御実行部（Ｓ１２）と、を有し、
少なくともオイル戻し制御が実行されている際に、凝縮された冷媒が過冷却される。

これによれば、オイル戻し制御実行部（Ｓ１２）を有しているので、冷凍機油を圧縮機へ戻すことができる。

更に、オイル戻し制御が実行されている際に、凝縮器（１２）にて凝縮された冷媒が過冷却されるので、過冷却量を調整することによって、圧縮機（１１）から吐出された冷媒の圧力変動を抑制することができる。従って、熱交換対象流体の加熱能力の変動も抑制することができる。

すなわち、請求項１に記載された発明によれば、冷凍機油を圧縮機へ戻す際に、熱交換対象流体の加熱能力が変動してしまうことを抑制可能な冷凍サイクル装置を提供することができる。

請求項に記載された凝縮器（１２）は、冷媒と熱交換対象流体とを直接的に熱交換させるものに限定されず、熱媒体等を介して、冷媒と熱交換対象流体とを間接的に熱交換させるものも含まれる。

なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

第１実施形態の冷凍サイクル装置の全体構成図である。 第１実施形態の冷凍サイクル装置の電気制御部を示すブロック図である。 図２の制御装置が実行するオイル制御を表したフローチャートである。 オイル戻し制御実行時における圧縮機の回転数の変化及び循環冷媒流量の変化を表したタイムチャートである。 他の実施形態の冷凍サイクル装置の電気制御部を示すブロック図である。

（第１実施形態）
以下、本発明に係る第１実施形態の冷凍サイクル装置１の構成について、図面を参照しつつ説明する。図１に示す冷凍サイクル装置１は、車室内空間を適切な温度に調整する車両用空調装置に適用されている。本実施形態の冷凍サイクル装置１は、エンジン（換言すれば内燃機関）及び走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得るハイブリッド自動車に搭載されている。

本実施形態のハイブリッド自動車は、車両停車時に外部電源（換言すれば商用電源）から供給された電力を、車両に搭載されたバッテリ４７に充電可能なプラグインハイブリッド自動車として構成されている。

エンジンから出力される駆動力は、車両走行用として用いられるのみならず、後述するモータジェネレータ５１において発電させるためにも用いられる。そして、モータジェネレータ５１において発電された電力及び外部電源から供給された電力をバッテリ４７に蓄えることができ、バッテリ４７に蓄えられた電力は、走行用電動モータのみならず、冷凍サイクル装置１を構成する電動式構成機器をはじめとする各種車載機器に供給される。

冷凍サイクル装置１は、空調対象空間である車室内を暖房する（即ち、熱交換対象流体である送風空気を加熱する）とともに、車室内を冷房する（即ち、送風空気を冷却する）機能を果たす。

冷凍サイクル装置１は、冷凍サイクル１０、高温側熱交換部３０、低温側熱交換部４０、室内空調ユニット６０を有している。

冷凍サイクル１０は、圧縮機１１、凝縮器１２、受液部１３、過冷却部１４、第１減圧弁１５（減圧部）、第１蒸発器１６、第２減圧弁１７（減圧部）、第２蒸発器１８、蒸発圧力調整弁１９、冷媒回路２０、第２蒸発器流路２１を有している。

本実施形態の冷凍サイクル１０では、冷媒としてフロン系冷媒を用いており、高圧冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。冷媒には、圧縮機１１を潤滑するための冷凍機油が混入されている。冷凍機油としては、液相冷媒に相溶性を有するＰＡＧオイル（ポリアルキレングリコールオイル）が採用されている。冷凍機油の一部は、冷媒とともにサイクルを循環している。

冷媒回路２０は、環状の流路である。冷媒回路２０には、圧縮機１１、凝縮器１２（水−冷媒熱交換器）、受液部１３、過冷却部１４、第１減圧弁１５、及び第１蒸発器１６が冷媒流れ方向に対して、この並び順に設けられている。

圧縮機１１は、バッテリ４７から供給される電力によって駆動される電動圧縮機であり、冷媒回路２０を流通する冷媒を吸入して圧縮して吐出する。圧縮機１１は、制御装置７０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。

圧縮機１１の吐出口には、凝縮器１２の冷媒入口側が接続されている。凝縮器１２は、圧縮機１１から吐出された高温高圧の冷媒（以下、高圧冷媒と略す）と高温側熱媒体である冷却水とを熱交換させて、高圧冷媒の有する熱を冷却水に放熱させて、冷却水を加熱する水−冷媒熱交換器である。高圧冷媒の有する熱が冷却水に放熱される際に、高圧冷媒が凝縮する。

高温側熱交換部３０は、高温側熱媒体流路３１、高温側ポンプ３２、ヒータコア３３、リザーバ３４、高温側ラジエータ３５、高温側ラジエータ流路３６、高温側流路切替弁３７を有している。高温側熱交換部３０は、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒を熱源として送風空気を加熱する加熱部である。

高温側熱媒体流路３１内を流通する冷却水や、後述の低温側熱媒体流路４１を流通する冷却水は、少なくともエチレングリコール、ジメチルポリシロキサンもしくはナノ流体を含む液体、又は不凍液体が用いられている。

高温側熱媒体流路３１は、凝縮器１２とヒータコア３３との間で冷却水を循環させる環状の流路である。高温側熱媒体流路３１には、過冷却部１４、凝縮器１２、ヒータコア３３、及び高温側ポンプ３２が、冷却水の流れ方向に対して、この並び順に配置されている。

高温側ポンプ３２は、冷却水を吸入して凝縮器１２側へ吐出することによって、冷却水を高温側熱媒体流路３１内で循環させる。高温側ポンプ３２は、バッテリ４７から供給される電力によって駆動される電動ポンプであり、高温側熱媒体流路３１を循環する冷却水の流量を調整する高温側流量調整部である。

ヒータコア３３は、後述する室内空調ユニット６０のケーシング６１内に配置されている。ヒータコア３３は、凝縮器１２によって加熱された冷却水と熱交換対象流体である送風空気とを熱交換させることにより、送風空気を加熱する。つまり、本実施形態の凝縮器１２では、高温側熱媒体である冷却水を介して、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒と熱交換対象流体である送風空気とを間接的に熱交換させる。

リザーバ３４は、高温側熱媒体流路３１に接続され、高温側熱媒体流路３１内を流通する余剰の冷却水を蓄える貯液部である。

高温側ラジエータ流路３６の一端は、ヒータコア３３の下流側の高温側熱媒体流路３１に接続され、高温側ラジエータ流路３６の他端は、高温側ポンプ３２の上流側の高温側熱媒体流路３１に接続されている。高温側ラジエータ流路３６には、高温側ラジエータ３５及び高温側流路切替弁３７が設けられている。

高温側ラジエータ３５は、凝縮器１２によって加熱された冷却水を後述するラジエータ用送風機５４によって送風された外気と熱交換させることによって冷却するものである。高温側ラジエータ３５は、車両ボンネット内の前方側に配置されている。従って、車両の走行時には高温側ラジエータ３５に走行風を当てることができるようになっている。

高温側流路切替弁３７は、高温側熱媒体流路３１を流通する冷却水が、高温側ラジエータ流路３６を流通する状態と流通しない状態とを切り替える。高温側流路切替弁３７は、制御装置７０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電気式の二方弁であり、弁体と電動アクチュエータとを有している。

受液部１３は、凝縮器１２の冷媒出口側に接続されている。受液部１３は、凝縮器１２から流出した冷媒の気液を分離し、冷凍サイクル１０内の余剰冷媒を貯めるものである。

過冷却部１４は、受液部１３の冷媒出口側に接続されている。つまり、過冷却部１４は、凝縮器１２の下流側に設けられている。過冷却部１４は、受液部１３を介して凝縮器１２から流出した液相冷媒と高温側ポンプ３２から吐出されて凝縮器１２へ流入する前の冷却水とを熱交換させて液相冷媒を過冷却するものである。この過冷却部１４によって、第１蒸発器１６及び第２蒸発器１８へ流入する冷媒のエンタルピを低下させて、第１蒸発器１６及び第２蒸発器１８にて発揮できる冷却能力を増大させることができる。

第１減圧弁１５は、過冷却部１４の冷媒出口側に接続されている。第１減圧弁１５は、制御装置７０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電気式の可変絞り機構であり、弁体と電動アクチュエータとを有している。弁体は、冷媒回路の流路開度（換言すれば絞り開度）を変更可能に構成されている。電動アクチュエータは、弁体の絞り開度を変化させるステッピングモータを有している。なお、第１減圧弁１５は、冷媒回路２０を閉塞することができる。

第１蒸発器１６の冷媒入口は、第１減圧弁１５の冷媒出口側に接続されている。第１蒸発器１６は、第１減圧弁１５にて減圧された低圧冷媒の有する熱と低温側熱交換部４０を流通する低段側熱媒体である冷却水とを熱交換させることによって低圧冷媒を蒸発させるチラーである。第１蒸発器１６では、低圧冷媒が冷却水から吸熱して蒸発することによって、冷却水が冷却される。

第２蒸発器流路２１の一端は、過冷却部１４と第１減圧弁１５の間の冷媒回路２０に接続され、第２蒸発器流路２１の他端は、第１蒸発器１６と圧縮機１１との間の冷媒回路２０に接続されている。第２蒸発器流路２１には、第２減圧弁１７、第２蒸発器１８、及び蒸発圧力調整弁１９が、冷媒流れ方向に対して、この並び順に配置されている。

第２減圧弁１７は、過冷却部１４の冷媒出口側に接続されている。第２減圧弁１７は、制御装置７０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電気式の可変絞り機構であり、弁体と電動アクチュエータとを有している。弁体は、冷媒回路の流路開度（換言すれば絞り開度）を変更可能に構成されている。電動アクチュエータは、弁体の絞り開度を変化させるステッピングモータを有している。なお、第２減圧弁１７は、冷媒回路２０（より具体的には、第２蒸発器流路２１）を閉塞することができる。

第２蒸発器１８の冷媒入口は、第２減圧弁１７の冷媒出口側に接続されている。第２蒸発器１８は、室内空調ユニット６０のケーシング６１内に配置されている。第２蒸発器１８は、第２減圧弁１７にて減圧された低圧冷媒の有する熱とケーシング６１内を流通する送風空気とを熱交換させることによって低圧冷媒を蒸発させる冷却用熱交換器である。第２蒸発器１８では、低圧冷媒が送風空気から吸熱して蒸発することによって、送風空気が冷却される。

蒸発圧力調整弁１９は、第２蒸発器１８における冷媒蒸発圧力を予め定めた基準圧力以上に維持する蒸発圧力調整部である。蒸発圧力調整弁１９は、第２蒸発器１８の出口側の冷媒圧力の上昇に伴って、弁開度を増加させる機械式の可変絞り機構で構成されている。本実施形態では、蒸発圧力調整弁１９として、第２蒸発器１８における冷媒蒸発温度を、第２蒸発器１８の着霜を抑制可能な着霜抑制基準温度（具体的には、１℃）以上に維持するものを採用している。

低温側熱交換部４０は、低温側熱媒体流路４１、バッテリ流路４２、車載機器流路４３、車載機器バイパス流路４４、低温側ポンプ４５、第１低温側流路切替弁４６、バッテリ４７、車載機器流路ポンプ４８、インバータ４９、チャージャ５０、モータジェネレータ５１、第２低温側流路切替弁５２、低温側ラジエータ５３、ラジエータ用送風機５４を有している。

低温側熱媒体流路４１は、環状の流路であり、低段側熱媒体である冷却水が循環する。低温側熱媒体流路４１には、低温側ポンプ４５、第１蒸発器１６、低温側ラジエータ５３、第１低温側流路切替弁４６が、冷却水流れに対して、この並び順に配置されている。

低温側ポンプ４５は、バッテリ４７から供給される電力によって駆動される電動ポンプであり、低温側熱媒体流路４１を流通する冷却水を吸入して吐出する。低温側ポンプ４５は、制御装置７０（図２示）から出力された制御信号によってその作動が制御される。バッテリ流路４２の一端は、第１低温側流路切替弁４６に接続され、バッテリ流路４２の他端は、第１蒸発器１６の下流側の低温側熱媒体流路４１に接続されている。

低温側ラジエータ５３は、第１蒸発器１６にて冷却された冷却水を、ラジエータ用送風機５４によって送風された外気と熱交換させることによって吸熱させるものである。

ラジエータ用送風機５４は、ファンを電動モータにて駆動する電動送風機であり、制御装置７０から出力された制御信号によってその作動が制御される。低温側ラジエータ５３は、車両ボンネット内の前方側に配置されている。従って、車両の走行時には低温側ラジエータ５３に走行風を当てることができるようになっている。

バッテリ流路４２には、バッテリ４７が配置されている。バッテリ４７は、インバータ４９及びチャージャ５０と電気的に接続され、インバータ４９に電流を供給するとともに、チャージャ５０から供給された電流を蓄電する。バッテリ４７としては、例えばリチウムイオン電池を用いることができる。バッテリ４７は、バッテリ流路４２を流通する冷却水によって冷却される。

第１低温側流路切替弁４６は、低温側熱媒体流路４１とバッテリ流路４２との接続部に配置されている。第１低温側流路切替弁４６は、低温側熱媒体流路４１を流通する冷却水が、バッテリ流路４２を流通する状態と流通しない状態とを切り替える。第１低温側流路切替弁４６は、制御装置７０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電気式の三方弁であり、弁体と電動アクチュエータとを有している。

車載機器流路４３の一端は、低温側ラジエータ５３と第１低温側流路切替弁４６との間の低温側熱媒体流路４１に接続され、車載機器流路４３の他端は、第１蒸発器１６と低温側ラジエータ５３との間の低温側熱媒体流路４１に接続されている。車載機器流路４３には、車載機器流路ポンプ４８、インバータ４９、チャージャ５０、モータジェネレータ５１、及び第２低温側流路切替弁５２が、冷却水流れに対して、この並び順に配置されている。

車載機器流路ポンプ４８は、バッテリ４７から供給される電力によって駆動される電動ポンプであり、車載機器流路４３を流通する冷却水を吸入して吐出する。車載機器流路ポンプ４８は、制御装置７０（図２示）から出力された制御信号によってその作動が制御される。

インバータ４９は、バッテリ４７から供給された電力の電圧を調整して、この電力をモータジェネレータ５１に供給し、モータジェネレータ５１を駆動する。インバータ４９は、車載機器流路４３を流通する冷却水によって冷却される。

チャージャ５０は、モータジェネレータ５１において発電された電力の電圧を調整して、この電力によってバッテリ４７を充電する。チャージャ５０は、車載機器流路４３を流通する冷却水によって冷却される。

モータジェネレータ５１は、インバータ４９から供給された電力によって駆動力を発生させるとともに、発電することによって回生制動力を発生させる。モータジェネレータ５１は、車載機器流路４３を流通する冷却水によって冷却される。

車載機器バイパス流路４４の一端は、車載機器流路４３のうち車載機器流路ポンプ４８の吸入側に接続され、車載機器バイパス流路４４に他端は、第２低温側流路切替弁５２に接続されている。

第２低温側流路切替弁５２は、車載機器流路ポンプ４８とモータジェネレータ５１との間の車載機器バイパス流路４４に冷却水が流通する状態と流通しない状態を切り替える。第２低温側流路切替弁５２は、制御装置７０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電気式の三方弁であり、弁体と電動アクチュエータとを有している。

次に、室内空調ユニット６０について説明する。室内空調ユニット６０は、送風空気を空調対象空間である車室内へ吹き出すためのものである。室内空調ユニット６０は、車室内最前部の計器盤（インストルメントパネル）の内側に配置されている。室内空調ユニット６０は、その外殻を形成するケーシング６１内に、第２蒸発器１８及びヒータコア３３等を収容することによって構成されている。

ケーシング６１は、空調対象空間である車室内に送風される送風空気の空気通路を形成する空気通路形成部である。ケーシング６１は、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂（例えば、ポリプロピレン）にて成形されている。

ケーシング６１内の送風空気流れ最上流側には、ケーシング６１内へ内気（空調対象空間内の空気）と外気（空調対象空間外の空気）とを切替導入する内外気切替部としての内外気切替装置６３が配置されている。内外気切替装置６３は、内気の風量と外気の風量との風量割合を連続的に変化させることができる。

内外気切替装置６３の送風空気流れ下流側には、内外気切替装置６３を介して吸入した空気を空調対象空間内へ向けて送風する空調用送風機６２が配置されている。この空調用送風機６２は、遠心多翼ファン（シロッコファン）を電動モータにて駆動する電動送風機であって、制御装置７０から出力される制御電圧によって回転数（送風量）が制御される。

ケーシング６１内に形成された空気通路のうち、空調用送風機６２の送風空気流れ下流側には第２蒸発器１８が配置されている。更に、ケーシング６１内に形成された空気通路の第２蒸発器１８の下流側は、二股に分岐されていて、ヒータコア流路６５と冷風バイパス通路６６とが並列に形成されている。

ヒータコア流路６５内には、ヒータコア３３が配置されている。つまり、ヒータコア流路６５は、ヒータコア３３にて冷媒と熱交換する送風空気が流通する流路である。第２蒸発器１８とヒータコア３３が送風空気流れに対して、この順に配置されている。換言すると、第２蒸発器１８は、ヒータコア３３よりも送風空気流れ上流側に配置されている。

冷風バイパス通路６６は、第２蒸発器１８を通過した送風空気を、ヒータコア３３を迂回させて下流側へ流す流路である。

第２蒸発器１８の送風空気流れ下流側であって、且つ、ヒータコア３３の送風空気流れ上流側には、制御装置７０から出力された制御信号によって、第２蒸発器１８を通過後の送風空気のうちヒータコア３３を通過させる風量割合を調整するエアミックスドア６４が配置されている。

ヒータコア流路６５及び冷風バイパス通路６６の合流部の下流側のケーシング６１内には、混合流路６７が形成されている。混合流路６７内において、ヒータコア３３にて加熱された送風空気と冷風バイパス通路６６を通過してヒータコア３３にて加熱されていない送風空気とが混合される。

更に、ケーシング６１の送風空気流れ最下流部には、混合流路６７にて混合された送風空気（空調風）を、空調対象空間である車室内へ吹き出すための複数の開口穴（不図示）が配置されている。

次に、本実施形態の冷凍サイクル装置１の電気制御部の概要について説明する。図２に示す制御装置７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。制御装置７０は、ＲＯＭ内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行う。制御装置７０の出力側には各種制御対象機器が接続されている。制御装置７０は、各種制御対象機器の作動を制御する制御部である。

制御装置７０によって制御される制御対象機器は、圧縮機１１、第１減圧弁１５、第２減圧弁１７、高温側ポンプ３２、高温側流路切替弁３７、低温側ポンプ４５、第１低温側流路切替弁４６、車載機器流路ポンプ４８、インバータ４９、チャージャ５０、モータジェネレータ５１、第２低温側流路切替弁５２、ラジエータ用送風機５４、空調用送風機６２等である。

なお、制御装置７０は、その出力側に接続された各種制御対象機器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、制御装置７０のうち、それぞれの制御対象機器の作動を制御する構成（ハードウェア及びソフトウェア）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。

例えば、制御装置７０のうち圧縮機１１の冷媒吐出能力を制御する構成は、吐出能力制御部７０ａである。第１減圧弁１５の絞り開度を制御する構成は、第１絞り制御部７０ｂである。第２減圧弁１７の絞り開度を制御する構成は、第２絞り制御部７０ｃである。高温側ポンプ３２の圧送能力を制御する構成は、高温側圧送能力制御部７０ｄである。低温側ポンプ４５の圧送能力を制御する構成は、低温側圧送能力制御部７０ｅである。ラジエータ用送風機５４の送風能力を制御する構成は、ラジエータ用送風能力制御部７０ｆである。空調用送風機６２の送風能力を制御する構成は、空調用送風能力制御部７０ｇである。

制御装置７０の入力側には、内気温度センサ７１、外気温度センサ７２、日射量センサ７３、冷媒温度センサ７４、及び冷媒圧力センサ７５等の種々の制御用センサ群が接続されている。内気温度センサ７１は車室内温度Ｔｒを検出する。外気温度センサ７２は外気温Ｔａｍを検出する。日射量センサ７３は車室内の日射量Ｔｓを検出する。冷媒温度センサ７４は、冷凍サイクル１０を循環する冷媒の温度、例えば、圧縮機１１が吸入する冷媒の温度を検出する。冷媒圧力センサ７５は、冷凍サイクル１０の低圧側の冷媒の圧力、例えば、圧縮機１１に吸入される冷媒の圧力を検出する。

制御装置７０の入力側には、操作部８０が接続されている。操作部８０は乗員によって操作される。操作部８０は車室内前部の計器盤付近に配置されている。制御装置７０には、操作部８０からの操作信号が入力される。操作部８０には、エアコンスイッチ、温度設定スイッチ等が設けられている。エアコンスイッチは、室内空調ユニットにて送風空気の冷却を行うか否かを設定する。温度設定スイッチは、車室内の設定温度を設定する。

次に、上記構成における本実施形態の冷凍サイクル装置１の作動を説明する。制御装置７０では、エアコンスイッチが投入（ＯＮ）されると、予め記憶回路（ＲＯＭ）に記憶された空調制御プログラムを実行する。この空調制御プログラムでは、制御用センサ群によって検出された検出信号及び操作部８０からの操作信号に基づいて、車室内へ送風される送風空気の目標吹出温度ＴＡＯを算出する。

更に、空調制御プログラムでは、検出信号、操作信号、及び目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、冷凍サイクル装置１の運転モードを決定する。より具体的には、本実施形態の冷凍サイクル装置１では、運転モードとして、暖房モード、冷房モード、及び除湿暖房モードを切り替えることができる。以下に各運転モードについて説明する。

（ａ）暖房モード
暖房モードは、ヒータコア３３にて送風空気を加熱する運転モードである。暖房モードでは、制御装置７０は、検出信号及び目標吹出温度ＴＡＯ等に基づいて、各種制御対象機器の作動状態（各種制御機器へ出力する制御信号）を決定する。具体的には、制御装置７０は、圧縮機１１、高温側ポンプ３２、低温側ポンプ４５、ラジエータ用送風機５４、空調用送風機６２等を作動させる。

より具体的には、制御装置７０は、車室内へ送風される送風空気の温度が目標吹出温度ＴＡＯとなるように、圧縮機１１を制御する。

制御装置７０は、第１減圧弁１５を絞り状態とするともに、第２減圧弁１７を全閉状態とする。制御装置７０は、予め定めた暖房モードの絞り開度となるように第１減圧弁１５へ出力される制御信号を決定する。制御装置７０は、高温側流路切替弁３７を全閉状態にする。

制御装置７０は、冷却水がバッテリ流路４２を流通しないように第１低温側流路切替弁４６の作動を制御する。制御装置７０は、冷却水が車載機器バイパス流路４４を流通しないように第２低温側流路切替弁５２の作動を制御する。

制御装置７０は、エアミックスドア６４を図１の実線位置に変位させて、第２蒸発器１８を通過した送風空気の全流量をヒータコア流路６５に流通させる。

従って、暖房モードの冷凍サイクル１０では、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が、凝縮器１２へ流入する。凝縮器１２へ流入した高圧冷媒は、高温側ポンプ３２から圧送された冷却水と熱交換されて凝縮する。これにより、高圧冷媒の有する熱が冷却水に放熱されて、冷却水が加熱される。

凝縮器１２にて加熱された冷却水は、ヒータコア３３へ流入する。ヒータコア３３へ流入した冷却水は、送風空気と熱交換する。これにより、送風空気が目標吹出温度ＴＡＯに近づくように加熱される。ヒータコア３３から流出した冷却水は、高温側熱媒体流路３１を循環して高温側ポンプ３２へ吸入される。

凝縮器１２から流出した高圧冷媒は、受液部１３に流入して気液分離される。そして、受液部１３にて分離された液相の高圧冷媒は、過冷却部１４にて、高温側熱媒体流路３１を流通する冷却水と熱交換されて、過冷却される。

過冷却部１４から流出した高圧冷媒は、第２減圧弁１７が全閉状態となっているので、第１減圧弁１５にて減圧されて低圧冷媒となる。この際、第１減圧弁１５の絞り開度は、第１蒸発器１６から流出した冷媒の過熱度が予め定めた基準過熱度に近づくように調整される。

第１減圧弁１５にて減圧された低圧冷媒は、第１蒸発器１６へ流入する。第１蒸発器１６へ流入した低圧冷媒は、低温側ポンプ４５から圧送された冷却水から吸熱して蒸発する。これにより、低温側熱交換部４０内を循環する冷却水が冷却される。

第１蒸発器１６にて冷却された冷却水は、低温側ラジエータ５３へ流入する。低温側ラジエータ５３へ流入した冷却水は、ラジエータ用送風機５４から送風された外気と熱交換して加熱される。低温側ラジエータ５３から流出した冷却水は、低温側熱媒体流路４１を循環して低温側ポンプ４５へ吸入される。

第１蒸発器１６から流出した低圧冷媒は、圧縮機１１によって、圧縮されて、高圧冷媒となる。

以上の如く、暖房モードでは、ヒータコア３３にて加熱された送風空気を車室内へ吹き出すことによって、車室内の暖房を行うことができる。

ここで、上述の暖房モードでは、冷却水がバッテリ流路４２を流通しないように第１低温側流路切替弁４６の作動を制御した例を説明したが、冷却水がバッテリ流路４２を流通するように第１低温側流路切替弁４６の作動を制御してもよい。

これによれば、冷却水をバッテリ４７へ循環させることができるので、バッテリ４７の廃熱を冷却水に吸熱させ、この廃熱を第１蒸発器１６にて冷媒に吸熱させることができる。従って、バッテリ４７の廃熱を、送風空気を加熱するための熱源として用いることができる。

同様に、上述の暖房モードでは、冷却水が車載機器バイパス流路４４を流通しないように第２低温側流路切替弁５２の作動を制御した例を説明したが、冷却水が車載機器バイパス流路４４を流通するように第２低温側流路切替弁５２の作動を制御し、更に、車載機器流路ポンプ４８を作動させてもよい。

これによれば、冷却水をインバータ４９、チャージャ５０、及びモータジェネレータ５１へ循環させることができるので、インバータ４９等の廃熱を冷却水に吸熱させ、この廃熱を第１蒸発器１６にて冷媒に吸熱させることができる。従って、インバータ４９等の廃熱を、送風空気を加熱するための熱源として用いることができる。

なお、バッテリ４７が適切に作動する温度帯とインバータ４９等が適切に作動する温度帯が異なる場合には、第１蒸発器１６から流出した冷却水の温度帯に応じて、冷却水をバッテリ流路４２へ流通させる回路と車載機器バイパス流路４４へ流通させる回路とを切り替えるようにしてもよい。

（ｂ）冷房モード
冷房モードは、第２蒸発器１８にて送風空気を冷却する運転モードである。冷房モードでは、制御装置７０は、検出信号及び目標吹出温度ＴＡＯ等に基づいて、各種制御対象機器の作動状態（各種制御機器へ出力する制御信号）を決定する。具体的には、制御装置７０は、圧縮機１１、高温側ポンプ３２、ラジエータ用送風機５４、及び空調用送風機６２を作動させる。

より具体的には、制御装置７０は、車室内へ送風される送風空気の温度が目標吹出温度ＴＡＯとなるように、圧縮機１１を制御する。

制御装置７０は、第１減圧弁１５を全閉状態とするともに、第２減圧弁１７を絞り状態とする。制御装置７０は、予め定めた冷房モードの絞り開度となるように第２減圧弁１７へ出力される制御信号を決定する。制御装置７０は、高温側流路切替弁３７を全開状態にする。

制御装置７０は、エアミックスドア６４を図１の破線位置に位置させて、エアミックスドア６４によってヒータコア流路６５を閉塞させ、第２蒸発器１８を通過した送風空気の全流量を冷風バイパス通路６６に流通させる。

従って、冷房モードの冷凍サイクル１０では、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が、凝縮器１２へ流入する。凝縮器１２へ流入した高圧冷媒は、高温側ポンプ３２から圧送された冷却水と熱交換されて凝縮する。これにより、高圧冷媒の有する熱が冷却水に放熱されて、冷却水が加熱される。

凝縮器１２にて加熱された冷却水は、ヒータコア３３へ流入する。冷房モードでは、ヒータコア流路６５を閉塞させるようにエアミックスドア６４が変位している。従って、ヒータコア３３へ流入した冷却水は、殆ど送風空気へ放熱することなく、ヒータコア３３から流出する。

更に、冷房モードでは、高温側流路切替弁３７が全開状態となっているので、ヒータコア３３から流出した冷却水が、高温側ラジエータ流路３６を流通して、高温側ラジエータ３５に流入する。高温側ラジエータ３５へ流入した冷却水は、ラジエータ用送風機５４から送風された外気と熱交換して冷却される。高温側ラジエータ３５から流出した冷却水は、高温側ラジエータ流路３６を循環して高温側ポンプ３２へ吸入される。

凝縮器１２から流出した高圧冷媒は、受液部１３に流入して気液分離される。そして、受液部１３にて分離された液相の高圧冷媒は、過冷却部１４にて、高温側熱媒体流路３１を流通する冷却水と熱交換されて、過冷却される。

過冷却部１４から流出した高圧冷媒は、第１減圧弁１５が全閉状態となっているので、第２減圧弁１７にて減圧されて低圧冷媒となる。この際、第２減圧弁１７の絞り開度は、第２蒸発器１８から流出した冷媒の過熱度が予め定めた基準過熱度に近づくように調整される。

第２減圧弁１７にて減圧された低圧冷媒は、第２蒸発器１８へ流入する。第２蒸発器１８へ流入した低圧冷媒は、空調用送風機６２によって送風された送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、送風空気が冷却される。

第２蒸発器１８から流出した低圧冷媒は、圧縮機１１によって、圧縮されて、高圧冷媒となる。

以上の如く、冷房モードでは、第２蒸発器１８にて冷却された送風空気を車室内へ吹き出すことによって、車室内の冷房を行うことができる。

（ｃ）除湿暖房モード
除湿暖房モードは、第２蒸発器１８にて冷却して除湿された送風空気を、ヒータコア３３にて再加熱する運転モードである。除湿暖房モードでは、制御装置７０は、検出信号及び目標吹出温度ＴＡＯ等に基づいて、各種制御対象機器の作動状態（各種制御機器へ出力する制御信号）を決定する。具体的には、制御装置７０は、圧縮機１１、高温側ポンプ３２、低温側ポンプ４５、ラジエータ用送風機５４、及び空調用送風機６２を作動させる。

より具体的には、制御装置７０は、車室内へ送風される送風空気の温度が目標吹出温度ＴＡＯとなるように、圧縮機１１を制御する。

制御装置７０は、第１減圧弁１５を絞り状態とするとともに、第２減圧弁１７を絞り状態とする。制御装置７０は、予め定めた除湿暖房モードの絞り開度となるように第１減圧弁１５へ出力される制御信号及び第２減圧弁１７へ出力される制御信号を決定する。制御装置７０は、高温側流路切替弁３７を全閉状態にする。

制御装置７０は、冷却水がバッテリ流路４２を流通しないように第１低温側流路切替弁４６の作動を制御する。制御装置７０は、冷却水が車載機器バイパス流路４４を流通しないように第２低温側流路切替弁５２の作動を制御する。

制御装置７０は、エアミックスドア６４を図１の実線位置に変位させて、第２蒸発器１８を通過した送風空気の全流量をヒータコア流路６５に流通させる。

従って、除湿暖房モードの冷凍サイクル１０では、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が、凝縮器１２へ流入する。凝縮器１２へ流入した高圧冷媒は、高温側ポンプ３２から圧送された冷却水と熱交換されて凝縮する。これにより、高圧冷媒の有する熱が冷却水に放熱されて、冷却水が加熱される。そして、暖房モードと同様に、ヒータコア３３にて第２蒸発器１８通過後の送風空気が目標吹出温度ＴＡＯとなるように加熱される。

凝縮器１２から流出した高圧冷媒は、受液部１３に流入し気液が分離される。そして、受液部１３から流出した液相の高圧冷媒は、過冷却部１４にて、高温側熱媒体流路３１を流通する冷却水と熱交換されて、過冷却される。

過冷却部１４から流出した高圧冷媒の一部は、第２蒸発器流路２１へ流入して第２減圧弁１７にて減圧されて低圧冷媒となる。第２減圧弁１７にて減圧された低圧冷媒は、第２蒸発器１８へ流入する。第２蒸発器１８へ流入した低圧冷媒は、冷房モードと同様に、空調用送風機６２によって送風された送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、送風空気が冷却されて除湿される。

この際、第２蒸発器１８の冷媒蒸発温度は、第２減圧弁１７の絞り開度等によらず、蒸発圧力調整弁１９の作用によって、１℃以上に維持される。第２蒸発器１８から流出した低圧冷媒は、蒸発圧力調整弁１９を介して、第１蒸発器１６から流出した低圧冷媒と合流する。

過冷却部１４から流出した残余の高圧冷媒は、暖房モードと同様に、第１減圧弁１５へ流入して減圧される。第１減圧弁１５にて減圧された低圧冷媒は、第１蒸発器１６へ流入する。第１蒸発器１６へ流入した低圧冷媒は、暖房モードと同様に、低温側ポンプ４５から圧送された冷却水から吸熱して蒸発する。これにより、低温側熱交換部４０内を循環する冷却水が冷却される。

第１蒸発器１６にて冷却された冷却水は、暖房モードと同様に、低温側ラジエータ５３へ流入する。低温側ラジエータ５３へ流入した冷却水は、ラジエータ用送風機５４から送風された外気と熱交換して加熱される。低温側ラジエータ５３から流出した冷却水は、低温側熱媒体流路４１を循環して低温側ポンプ４５へ吸入される。

第１蒸発器１６から流出した低圧冷媒は、第２蒸発器１８から流出した低圧冷媒と合流し、圧縮機１１によって、圧縮されて、高圧冷媒となる。

以上の如く、除湿暖房モードでは、第２蒸発器１８にて冷却されて除湿された送風空気をヒータコア３３にて再加熱して車室内へ吹き出すことによって、車室内の除湿暖房を行うことができる。

ここで、上記の説明から明らかなように、除湿暖房モードでは、第１蒸発器１６及び第２蒸発器１８が冷媒流れに対して並列的に接続される冷媒回路が形成される。このため、第１蒸発器１６における冷媒蒸発温度と第２蒸発器１８における冷媒蒸発温度とを異なる温度帯とすることができる。

従って、冷凍サイクル装置１に要求される送風空気の加熱能力の増加に伴って、第１蒸発器１６における冷媒蒸発温度を低下させることで、冷凍サイクル装置１の送風空気の加熱能力が不足してしまうことを抑制することができる。

更に、暖房モードで説明したように、冷却水がバッテリ流路４２を流通するように第１低温側流路切替弁４６の作動を制御することで、バッテリ４７の廃熱を、送風空気を加熱するための熱源として用いることができる。

同様に、冷却水が車載機器バイパス流路４４を流通するように第２低温側流路切替弁５２の作動を制御し、更に、車載機器流路ポンプ４８を作動させることで、インバータ４９、チャージャ５０、及びモータジェネレータ５１の廃熱を、送風空気を加熱するための熱源として用いることができる。

以上の如く、本実施形態の冷凍サイクル装置１では、暖房モード、冷房モード、及び除湿暖房モードを切り替えて、車室内の快適な空調を実現することができる。

ここで、本実施形態のように、運転モードに応じて、冷媒回路を切り替える冷凍サイクル装置１では、サイクル構成の複雑化を招きやすい。

これに対して、本実施形態の冷凍サイクル装置１では、同一の熱交換器へ高圧冷媒を流入させる冷媒回路と低圧冷媒を流入させる冷媒回路とを切り替えることがない。つまり、いずれの冷媒回路に切り替えても、第１蒸発器１６及び第２蒸発器１８へ高圧冷媒を流入させる必要がないので、サイクル構成の複雑化を招くことなく簡素な構成で冷媒回路を切り替えることができる。

更に、本実施形態の冷凍サイクル装置１では、冷媒に混入された冷凍機油を圧縮機１１へ確実に戻すための図３に示すオイル戻しルーチンを実行する。このオイル戻しルーチンは、空調制御プログラムのサブルーチンとして、所定の周期毎に実行される。以下、オイル戻しルーチンについて説明する。なお、図３に示す各制御ステップは、制御装置７０が有する機能実現部を構成している。

まず、図３のステップＳ１１にて、冷凍機油の圧縮機１１への戻り量が不足する不足条件が成立しているか否かを判定する。より詳細には、冷凍機油の圧縮機１１への戻り量が不足する可能性のある不足条件が成立しているか否かを判定する。従って、本実施形態のオイル戻しルーチンのステップＳ１１は、不足条件判定部を構成している。

本実施形態の不足条件判定部（すなわち、ステップＳ１１）では、以下に示す（条件１）〜（条件５）の少なくとも１つ以上が成立する場合に、不足条件が成立していると判定し、それ以外の場合には上記不足条件が成立していないと判定する。

（条件１）外気温度センサ７２によって検出された外気温Ｔａｍが、予め定められた第１規定温度Ｔｄ１以下である場合。

ここで、外気温Ｔａｍが、第１規定温度Ｔｄ１（例えば、０℃より低い値）以下である場合は、冷凍サイクル１０の冷媒蒸発圧力が低くなっており、圧縮機１１に吸入される冷媒の密度が低くなる。このため、サイクルを循環する循環冷媒流量が減少して、冷凍機油の圧縮機１１への戻り量が不足しやすい。

（条件２）冷媒温度センサ７４によって検出された冷媒の温度が、予め定められた第２規定温度Ｔｄ２以下である場合。

ここで、圧縮機１１に吸入される冷媒の温度が、第２規定温度Ｔｄ２（例えば、０℃より低い値）以下である場合は、冷凍サイクル１０の冷媒蒸発圧力が低くなっており、圧縮機１１に吸入される冷媒の密度が低くなる。このため、循環冷媒流量が減少して、冷凍機油の圧縮機１１への戻り量が不足しやすい。

（条件３）冷媒圧力センサ７５によって検出された冷媒の圧力が、予め定められた規定圧力Ｐｄ１以下である場合。

ここで、圧縮機１１に吸入される冷媒の圧力が、規定圧力Ｐｄ１以下である場合は、条件２と同様に、冷凍サイクル１０の冷媒蒸発圧力が低くなっており、圧縮機１１に吸入される冷媒の密度が低くなる。このため、循環冷媒流量が減少して、冷凍機油の圧縮機１１への戻り量が不足しやすい。

（条件４）圧縮機１１の回転数が、予め定められた規定回転数Ｖｄ以下である場合。

ここで、圧縮機１１の回転数が規定回転数Ｖｄ以下である場合は、循環冷媒流量が減少して、冷凍機油の圧縮機１１への戻り量が不足しやすい。

（条件５）前回オイル戻し制御が実行されてから、予め定められた規定経過時間Δｔｄが経過した場合。

ここで、前回オイル戻し制御が実行されてから規定経過時間Δｔｄが経過している場合には、冷凍サイクル１０の各構成機器（具体的には、凝縮器１２、過冷却部１４、第１蒸発器１６、第２蒸発器１８）等の内部に、冷凍機油が滞留している可能性が高い。このため、冷凍機油の圧縮機１１への戻り量が不足しやすい。

不足条件判定部は、上記不足条件が成立していると判定した場合には（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、プログラムをステップＳ１２に進める。一方で、不足条件判定部は、不足条件が成立していないと判定した場合には（ステップＳ１１：ＮＯ）、メインルーチンへ戻る。

ステップＳ１２では、オイル戻し制御が実行される。従って、本実施形態のオイル戻しルーチンのステップＳ１２は、オイル戻し制御実行部を構成している。オイル戻し制御実行部（すなわち、ステップＳ１２）は、圧縮機１１の冷媒吐出能力を周期的に変化させることによって、冷凍サイクル１０を流通する冷媒の流量を周期的に変化させるオイル戻し制御を実行する。

具体的には、本実施形態のオイル戻し制御実行部は、圧縮機１１の回転数を予め定めた規定時間ｔｄだけ第１回転数Ｎｃ１へ増加させた後、規定時間ｔｄだけ第２回転数Ｎｃ２へ減少させる増加減少制御を、予め定めた規定回数繰り返す。

より詳細には、第１回転数Ｎｃ１は、オイル戻し制御が実行される直前の通常制御時における圧縮機１１の回転数に、予め定めた規定回転数Ｎｃｄを加算した回転数である。第２回転数Ｎｃ２は、オイル戻し制御が実行される前の通常制御時における圧縮機１１の回転数から、予め定めた規定回転数Ｎｃｄを減算した回転数である。

そして、オイル戻し制御によって、圧縮機１１の回転数が第１回転数Ｎｃ１に増加すると、図４に示すように、オイル戻し制御が実行される直前の循環冷媒流量Ｇｒから第１循環冷媒流量Ｇｒ１まで増量する。これにより、冷凍サイクル１０を循環する冷媒の流速が増加して、冷媒とともに冷凍機油が圧縮機１１へ戻される。

そして、規定時間ｔｄの経過後、圧縮機１１の回転数が第２回転数Ｎｃ２に減少すると、図４に示すように、オイル戻し制御が実行される直前の循環冷媒流量Ｇｒから第２循環冷媒流量Ｇｒ２まで減少する。これにより、オイル戻し制御が実行されている際に、圧縮機１１の実質的な冷媒吐出能力が、通常制御時と変化してしまうことを抑制している。そして、ステップＳ１２のオイル戻し制御が終了するとメインルーチンへ戻る。

従って、本実施形態の冷凍サイクル装置１では、冷媒に混入された冷凍機油を確実に圧縮機１１へ戻すことができ、圧縮機１１を潤滑することができる。これにより、圧縮機１１の信頼性を向上させることができる。

ところで、本実施形態の冷凍サイクル装置１のオイル戻し制御のように、圧縮機１１の回転数を周期的に変動させると、循環冷媒流量が変化するので、凝縮器１２へ流入する高圧冷媒の圧力も変動しやすい。従って、オイル戻し制御の実行中は、冷却水の加熱能力、そして、加熱対象流体である送風空気の加熱能力も変動してしまいやすい。

これに対して、本実施形態の冷凍サイクル装置１では、過冷却部１４を有しているので、オイル戻し制御が実行されている際であっても、凝縮器１２で凝縮された冷媒を過冷却度を有する液相冷媒となるまで冷却することができる。つまり、過冷却部１４にて、冷却水と高圧冷媒とを熱交換させて過冷却量が調整されることによって、圧縮機１１から吐出された冷媒の圧力変動を抑制することができる。

その結果、凝縮器１２にて圧縮機１１から吐出された冷媒と熱交換する冷却水の温度変化を抑制することができ、更に、ヒータコア３３にて冷却水と熱交換する送風空気の加熱能力の変動を抑制することができる。つまり、冷却水を介して、圧縮機１１から吐出された冷媒と熱交換対象流体である送風空気とを間接的に熱交換させて送風空気を加熱する際の送風空気の加熱能力の変動を抑制することができる。

すなわち、本実施形態の冷凍サイクル装置１によれば、冷凍機油を圧縮機へ戻す際に、熱交換対象流体の加熱能力が変動してしまうことを抑制することができる。

また、本実施形態の冷凍サイクル装置１では、過冷却部１４を設けるという簡素な構成で、凝縮器１２にて凝縮された冷媒を確実に過冷却することができる。すなわち、簡素な構成で、冷凍機油を圧縮機へ戻す際に、熱交換対象流体の加熱能力が変動してしまうことを抑制することができる。

また、本実施形態の冷凍サイクル装置１では、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒と高温側熱媒体流路３１を循環する高温側熱媒体である冷却水とを熱交換させる凝縮器１２として水−冷媒熱交換器を備えている。これによれば、送風空気を加熱して暖房を行う場合に、高圧冷媒の有する熱を、冷却水を介して、間接的に送風空気に伝熱することができる。従って、より一層、送風空気の加熱能力の変動を抑制することができる。

より詳細には、本実施形態では、まず、凝縮器１２にて、高温冷媒が有する熱が比較的比熱の大きい冷却水に伝熱されるので、冷却水の温度変化が抑制されるこのため、この冷却水と熱交換される送風空気の温度変化が抑制される。従って、より一層、送風空気の加熱能力の変動を抑制することができる。

また、本実施形態の冷凍サイクル装置１では、制御ステップＳ１１によって構成される不足条件判定部を有している。そして、制御ステップＳ１２によって構成されるオイル戻し制御実行部は、不足条件判定部によって不足条件が成立していると判定された際に、オイル戻し制御を実行する。これにより、オイル戻し制御が不必要に実行されてしまうことを抑制することができる。

また、本実施形態の冷凍サイクル装置１では、オイル戻し制御実行部は、圧縮機１１の冷媒吐出能力を変化させることによって、冷凍サイクル１０を循環する循環冷媒流量を変化させている。これによれば、循環冷媒流量を確実に変化させることができ、圧縮機１１へ冷凍機油を確実に戻すことができる。

（第２実施形態）
以下に、第２実施形態の冷凍サイクル装置１について、第１実施形態の冷凍サイクル装置１と異なる点について説明する。第２実施形態の冷凍サイクル装置１のオイル戻し制御実行部は、第１減圧弁１５及び第２減圧弁１７の少なくとも一方の絞り開度を変化させることによって、循環冷媒流量を周期的に変化させる。

例えば、暖房モード時にオイル戻し制御を行う場合には、第１減圧弁１５の作動を制御して、循環冷媒流量を周期的に変化させる。冷房モード時にオイル戻し制御を行う場合には、第２減圧弁１７の作動を制御して、循環冷媒流量を周期的に変化させる。除湿暖房モード時にオイル戻し制御を行う場合には、第１減圧弁１５及び第２減圧弁１７のいずれか一方の作動を制御して、循環冷媒流量を周期的に変化させる。

本実施形態のようなオイル戻し制御を実行する冷凍サイクル装置１であっても、第１実施形態と同様に、冷凍機油を圧縮機へ戻す際に、熱交換対象流体の加熱能力が変動してしまうことを抑制することができる。

（第３実施形態）
以下に、第３実施形態の冷凍サイクル装置１について、第１実施形態の冷凍サイクル装置１と異なる点について説明する。第３実施形態の冷凍サイクル装置１のオイル戻し制御実行部は、冷凍サイクル１０を循環する冷媒の温度を変化させることによって、循環冷媒流量を周期的に変化させる。

例えば、暖房モード時及び除湿暖房モード時にオイル戻し制御を行う場合には、低温側ポンプ４５の冷却水の圧送能力あるいはラジエータ用送風機５４の送風量を周期的に変化させる。そして、第１蒸発器１６における冷媒の吸熱量を調整することによって、圧縮機１１に吸入される冷媒の温度を周期的に変化させる。これにより、圧縮機１１に吸入される冷媒の密度を変化させて、循環冷媒流量を周期的に変化させる。

本実施形態のようなオイル戻し制御を実行する冷凍サイクル装置１であっても、第１実施形態と同様に、冷凍機油を圧縮機へ戻す際に、熱交換対象流体の加熱能力が変動してしまうことを抑制することができる。

（第４実施形態）
第４実施形態の冷凍サイクル装置１は、第３実施形態の冷凍サイクル装置１の変形例である。第３実施形態の冷凍サイクル装置１のオイル戻し制御実行部は、空調用送風機６２の送風量を周期的に変化させる。そして、第２蒸発器１８における冷媒の吸熱量を調整することによって、圧縮機１１に吸入される冷媒の温度を周期的に変化させる。これにより、圧縮機１１に吸入される冷媒の密度を変化させて、循環冷媒流量を周期的に変化させる。

本実施形態のようなオイル戻し制御を実行する冷凍サイクル装置１であっても、第１実施形態と同様に、冷凍機油を圧縮機へ戻す際に、熱交換対象流体の加熱能力が変動してしまうことを抑制することができる。

（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。上記各実施形態は、実施可能な範囲で適宜組み合わせても良い。

（１）上述の実施形態では、本発明に係る冷凍サイクル装置１をバイブリッド車両に適用した例を説明したが、本発明に係る冷凍サイクル装置１の適用はこれに限定されない。例えば、冷凍サイクル装置１を、モータジェネレータ５１のみの駆動力で走行する電気自動車に適用してもよい。或いは、冷凍サイクル装置１を、内燃機関から走行用の駆動力を得る通常の車両に適用してもよい。

（２）上述の実施形態では、本発明に係る冷凍サイクル装置１を車両用の空調装置に適用した例を説明したが、本発明に係る冷凍サイクル装置１の適用は車両に限定されず定置型の空調装置に適用してもよい。更に、本発明に係る冷凍サイクル装置１の適用は空調装置に限定されず、熱交換対象流体が飲料水や生活用水となる給湯機に適用してもよい。

（３）上述の実施形態では、凝縮器１２の下流側に、凝縮器１２から流出した冷媒を過冷却させる過冷却部１４が設けられている。過冷却部１４を設ける代わりに、図５に示すように、制御装置７０に、凝縮器１２から流出した冷媒を過冷却液相冷媒とする過冷却実行部７０ｈを設けてもよい。

例えば、過冷却実行部７０ｈとして、高温側ポンプ３２の冷却水の吐出流量を変化させることによって、凝縮器１２における高圧冷媒と冷却水との熱交換量を変化させて、凝縮器１２から流出した冷媒を過冷却させるものを採用してもよい。このようにしても、凝縮器１２から流出した冷媒を確実に過冷却することができる。

（４）上述の実施形態では、全閉機能付きの第１減圧弁１５を採用した例を説明したが、第１減圧弁１５に代えて、冷媒回路を開閉する電磁弁及び第１蒸発器１６出口側冷媒の過熱度を予め基準過熱度に調整する温度式膨張弁を採用してもよい。第２減圧弁１７についても同様である。すなわち、第２減圧弁１７に代えて、冷媒回路を開閉する電磁弁及び第２蒸発器１８出口側冷媒の過熱度を予め基準過熱度に調整する温度式膨張弁を採用してもよい。

（５）上述の第３、第４実施形態のオイル戻し制御実行部は、低温側ポンプ４５の圧送能力、ラジエータ用送風機５４の送風能力、空調用送風機６２の送風能力を変化させて冷媒の温度を変化させることによって、循環冷媒流量を変化させた例を説明したが、冷媒の温度を変化させるオイル戻し制御実行部は、これに限定されない。

例えば、冷媒回路２０に、冷媒回路２０を循環する冷媒を加熱又は冷却するペルチェ素子等の冷媒温度調整部を設け、オイル戻し制御実行部が冷媒温度調整部の作動を制御することによって、冷媒の温度を変化させ循環冷媒流量を変化させるようにしてもよい。

（６）冷凍サイクル装置１を構成する各構成機器は、上述の実施形態に開示されたものに限定されない。例えば、上述の実施形態では、圧縮機１１として、電動圧縮機を採用した例を説明したが、車両走行用エンジンに適用される場合は、圧縮機１１として、プーリ、ベルト等を介して車両走行用エンジンから伝達される回転駆動力によって駆動されるエンジン駆動式の圧縮機を採用しても良い。

また、低温側ラジエータ５３と高温側ラジエータ３５を共通のフィンで接続した実施形態であってもよい。この実施形態では、低温側ラジエータ５３と高温側ラジエータ３５は、共通のフィンによって互いに熱移動可能に接続されているので、高温側熱媒体流路３１の冷却水の熱が、高温側ラジエータ３５から低温側ラジエータ５３に移動する。これにより、低温側ラジエータ５３の温度が上昇して、低温側ラジエータ５３の表面に付着した霜を融かすことができる。

（７）上述の実施形態では、運転モードを切替可能な冷凍サイクル装置１について説明したが、冷凍機油を圧縮機へ戻す際に、熱交換対象流体の加熱能力が変動してしまうことを抑制する効果を得るために、運転モードが切替可能であることは必須ではない。更に、上述の実施形態で開示された以外の運転モードを設けても良い。

例えば、第１減圧弁１５を全閉状態とするともに、第２減圧弁１７を絞り状態とする。低温側熱媒体流路４１を循環する冷却水がバッテリ流路４２を流通するように第１低温側流路切替弁４６の作動を制御する。更に、第２蒸発器１８を通過した送風空気の全流量を冷風バイパス通路６６に流通させるようにエアミックスドア６４を変位させる。

この状態で圧縮機１１を作動させることにで、バッテリ４７の廃熱を、低温側熱媒体流路４１を循環する冷却水を介して、第１蒸発器１６にて冷媒に吸熱させることができる。そして、冷媒が吸熱した熱を、高温側熱媒体流路３１を循環する冷却水を介して、３５にて外気に放熱させることができる。これによれば、車室内の空調を行うことなく、バッテリ４７の冷却を行うバッテリ冷却モードに切替可能になっていてもよい。

同様に、低温側熱媒体流路４１を循環する冷却水が車載機器バイパス流路４４を流通するように第２低温側流路切替弁５２の作動を制御することで、車室内の空調を行うことなく、インバータ４９等の車載機器の冷却を行う機器冷却モードに切替可能になっていてもよい。

１０ 冷凍サイクル
１１ 圧縮機
１２ 凝縮器
７０ 制御装置
Ｓ１２ オイル戻し制御実行部

Claims (10)

1. 冷凍機油が混入された冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）、及び前記圧縮機から吐出された前記冷媒と熱交換対象流体とを熱交換させて前記冷媒を凝縮させる凝縮器（１２）を備えた冷凍サイクル（１０）と、
   前記冷凍サイクルを循環する前記冷媒の循環冷媒流量を変化させて、前記冷凍機油を前記圧縮機に戻すオイル戻し制御を実行するオイル戻し制御実行部（Ｓ１２）と、を有し、
   少なくとも前記オイル戻し制御が実行されている際に、凝縮された前記冷媒が過冷却される冷凍サイクル装置。
2. 前記凝縮器の下流側に設けられ、前記凝縮器から流出した前記冷媒を過冷却させる過冷却部（１４）を更に有する請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 前記凝縮器における前記冷媒と前記熱交換対象流体との熱交換量を変化させることによって、前記凝縮器から流出した冷媒を過冷却液相冷媒とする過冷却実行部（７０ｈ）を更に有する請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
4. 前記凝縮器は、前記圧縮機から吐出された冷媒と高温側熱媒体流路を循環する高温側熱媒体とを熱交換させる水−冷媒熱交換器である請求項１ないし３のいずれか一つに記載の冷凍サイクル装置。
5. 前記冷凍機油の前記圧縮機への戻り量が不足する不足条件が成立しているか否かを判定する不足条件判定部（Ｓ１１）を更に有し、
   前記オイル戻し制御部は、前記不足条件判定部によって前記不足条件が成立していると判定された際に、前記オイル戻し制御を実行する請求項１ないし４のいずれか一つに記載の冷凍サイクル装置。
6. 前記オイル戻し制御実行部は、前記圧縮機の冷媒吐出能力を変化させることによって、前記循環冷媒流量を変化させる請求項１ないし５のいずれか一つに記載の冷凍サイクル装置。
7. 前記凝縮器から流出した前記冷媒が流通する冷媒回路の流路面積を可変させることによって、前記冷媒を可変に減圧する減圧部を更に有し、
   前記オイル戻し制御実行部は、前記減圧部の前記冷媒回路の流路面積を変化させることによって、前記循環冷媒流量を変化させる請求項１ないし６のいずれか一つに記載の冷凍サイクル装置。
8. 前記オイル戻し制御実行部は、冷媒の温度を変化させることにより、前記循環冷媒流量を変化させる請求項１ないし７のいずれか一つに記載の冷凍サイクル装置。
9. 前記冷凍サイクルは、前記凝縮器から流出した冷媒を減圧させる第１減圧弁（１５）と、前記第１減圧弁にて減圧された冷媒と低温側熱媒体流路を循環する低温側熱媒体とを熱交換させて前記冷媒を蒸発させる第１蒸発器（１６）とを更に備え、
   前記オイル戻し制御実行部は、前記第１蒸発器における冷媒の吸熱量を調整して前記第１蒸発器における冷媒の温度を変化させることにより、前記循環冷媒流量を変化させる請求項８に記載の冷凍サイクル装置。
10. 前記冷凍サイクルは、前記凝縮器から流出した冷媒を減圧させる第２減圧弁（１７）と、前記第２減圧弁にて減圧された冷媒と空調対象空間に送風される送風空気とを熱交換させて前記冷媒を蒸発させる第２蒸発器（１８）とを更に備え、
    前記オイル戻し制御実行部は、前記第２蒸発器における冷媒の吸熱量を調整して前記第２蒸発器における冷媒の温度を変化させることにより、前記循環冷媒流量を変化させる請求項８に記載の冷凍サイクル装置。

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