JP6683076B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

本発明は、蒸発圧力調整弁を備え、冷媒回路を切り替え可能に構成された冷凍サイクル装置に関する。

従来、車両用空調装置に適用可能な冷凍サイクル装置として、特許文献１に記載された冷凍サイクル装置が知られている。

特許文献１に記載された冷凍サイクル装置は、車室内へ送風される送風空気を加熱する暖房モードの冷媒回路、冷却して除湿された送風空気を再加熱する除湿暖房モードの冷媒回路、及び送風空気を冷却する冷房モードの冷媒回路を切り替え可能に構成されている。

より具体的には、特許文献１に記載された冷凍サイクル装置において、除湿暖房モード時に切り替えられる冷媒回路は、冷媒を蒸発させて送風空気を冷却する冷却用熱交換器である室内蒸発器と、冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器とを並列的に接続して構成されている。

そして、この冷媒回路では、室内蒸発器にて送風空気を冷却し、更に、室外熱交換器にて外気から吸熱した熱を、過熱用熱交換器である室内凝縮器にて送風空気に放熱することができる。即ち、特許文献１の冷凍サイクル装置は、この冷媒回路に切り替えることで、車室内の除湿暖房を実現している。

更に、特許文献１に記載された冷凍サイクル装置では、蒸発圧力調整弁が、室内蒸発器の冷媒流れ下流側に配置されている。蒸発圧力調整弁は、室外熱交換器における冷媒蒸発圧力によらず、室内蒸発器における冷媒蒸発圧力を予め定めた所定圧力以上となるように調整する機能を果たす。これにより、特許文献１に記載された冷凍サイクル装置では、この蒸発圧力調整弁の機能により、除湿暖房モード時の室内蒸発器に着霜が生じてしまうことを抑制しようとしている。

特開２０１２−２２５６３７号公報

この特許文献１に記載された冷凍サイクル装置においては、除湿暖房モード時における送風空気の加熱能力は、冷媒が室内凝縮器にて放熱する熱量によって定義できる。更に、この加熱能力は、圧縮機の圧縮仕事量に相当する熱量、室外熱交換器にて冷媒が外気から吸熱した外気側吸熱量、及び室内蒸発器にて冷媒が送風空気から吸熱した送風空気側吸熱量の合算値となる。

従って、圧縮機の圧縮仕事量、外気側吸熱量及び送風空気側吸熱量を調整することによって、除湿暖房モード時における送風空気の加熱能力を調整することができる。しかし、除湿暖房モード時の加熱能力を増加させる為に、圧縮機の冷媒吐出能力を増加させることは、圧縮機の消費動力の低減の観点から望ましくない。

又、除湿暖房モードにおける加熱能力を調整する為に、外気側吸熱量を調整することも考えられる。外気側吸熱量は、室外熱交換器における冷媒蒸発温度と外気温との差で決定される。

しかしながら、室外熱交換器における冷媒蒸発温度を調整したとしても、外気温が変化してしまう場合がある為、外気側吸熱量を所望の吸熱量に調整することができないことが想定される。即ち、除湿暖房モードにおける加熱能力を所望の状態に調整できない場合がある。

更に、除湿暖房モードにおける加熱能力を調整する為に、送風空気側吸熱量を調整する場合が考えられる。この場合、室内蒸発器における冷媒蒸発温度は、蒸発圧力調整弁の調圧特性によって決まってしまう。この為、送風空気側吸熱量を調整することによって除湿暖房モードにおける加熱能力を調整する場合においても、所望の状態に調整できない場合が生じてしまう。即ち、特許文献１に記載された冷凍サイクル装置では、除湿暖房モード時における送風空気の加熱能力を調整することは困難であった。

本発明は、上述した課題に鑑み、蒸発圧力調整弁を備える冷凍サイクル装置において、冷却して除湿された送風空気を再加熱する運転モード時の加熱能力を調整可能とすることを目的とする。

前記目的を達成するため、請求項１に記載の冷凍サイクル装置は、
空調装置に適用される冷凍サイクル装置であって、
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
前記圧縮機から吐出された冷媒を熱源として、空調対象空間へ送風される送風空気を加熱する加熱用熱交換器（１２）と、
冷媒を減圧させる第１減圧装置（１５ａ）と、
前記第１減圧装置にて減圧された冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（１６）と、
冷媒を減圧させる第２減圧装置（１５ｂ）と、
前記第２減圧装置にて減圧された冷媒と前記加熱用熱交換器通過前の前記送風空気とを熱交換させる冷却用熱交換器（１８）と、
前記冷却用熱交換器における冷媒蒸発圧力（Ｐｅ）を調整する蒸発圧力調整弁（１９）と、
前記冷却用熱交換器にて熱交換される前記送風空気に占める前記空調対象空間内の空気の割合である内気率を変化させる内気率調整部（３３）と、
前記内気率調整部の作動を制御する内気率制御部（４０）と、を備え、
前記蒸発圧力調整弁は、内部を流通する冷媒流量の増加に伴って、前記冷媒蒸発圧力（Ｐｅ）を上昇させ、
冷却して除湿された前記送風空気を再加熱して前記空調対象空間へ吹き出す第１モード時には、前記加熱用熱交換器から流出した冷媒の流れを分岐させ、分岐された一方の冷媒を前記第１減圧装置→前記室外熱交換器→前記圧縮機の順に流すと共に、分岐された他方の冷媒を前記第２減圧装置→前記冷却用熱交換器→前記蒸発圧力調整弁→前記圧縮機の順に流す冷媒回路となっており、
前記第２減圧装置は、電気式アクチュエータで作動する弁であり、
前記内気率制御部（４０）は、前記第２減圧装置における弁の開度を用いて、前記電気式アクチュエータで作動する弁の開度を用いて、前記内気率調整部を制御して、前記冷媒蒸発温度（Ｔｅ）の下降に伴って前記内気率を上昇させる。

この冷凍サイクル装置によれば、内気率制御部（４０）を有している為、冷却して除湿された前記送風空気を再加熱して前記空調対象空間へ吹き出す第１モード時に、冷却用熱交換器（１８）における冷媒蒸発温度（Ｔｅ）の下降に伴って、前記内気率を上昇させることができる。即ち、第１モード時における冷却用熱交換器の除湿能力に余裕がある場合には、前記内気率を上昇させることで、冷却用熱交換器（１８）に対する除湿負荷を増大させることができる。

ここで、第１モードにおける加熱能力（即ち、加熱用熱交換器（１２）における放熱量）は、圧縮機（１１）における圧縮仕事量に相当する熱量、室外熱交換器（１６）にて冷媒が外気から吸熱する外気側吸熱量、及び冷却用熱交換器（１８）にて冷媒が送風空気から吸熱した送風空気側吸熱量の総和に相当する。

従って、この冷凍サイクル装置によれば、冷媒蒸発温度（Ｔｅ）の下降に伴って、前記内気率を上昇させることで、冷却用熱交換器（１８）に対する除湿負荷を増大させて、送風空気側吸熱量を増大させることができる。つまり、第１モード時において、圧縮機（１１）における圧縮仕事量、室外熱交換器（１６）の外気側吸熱量が一定であれば、送風空気側吸熱量の増大に伴って、第１モード時における加熱能力を向上させることができる。

即ち、この冷凍サイクル装置は、圧縮機（１１）の圧縮仕事量に対する第１モード時の加熱能力に関する効率を向上させることができる。換言すると、一定の加熱能力を発揮させる際に必要な圧縮機（１１）の圧縮仕事量を抑制することができる。

又、第１モード時において、内気率制御部（４０）によって、冷却用熱交換器（１８）における冷媒蒸発温度（Ｔｅ）の下降に伴って前記内気率を上昇させることは、冷媒蒸発温度（Ｔｅ）の上昇に伴って前記内気率を下降させることも意味している。

これによれば、冷凍サイクル装置は、冷媒蒸発温度（Ｔｅ）の上昇に伴って前記内気率を下降させることで、冷却用熱交換器（１８）に対する除湿負荷を減少させて、送風空気側吸熱量を低減させることができる。つまり、第１モード時において、圧縮機（１１）における圧縮仕事量、室外熱交換器（１６）の外気側吸熱量が一定であれば、送風空気側吸熱量の低減に伴って、第１モード時における加熱能力を調整することができる。

即ち、この冷凍サイクル装置によれば、送風空気側吸熱量を低減させることによって、第１モード時の加熱能力による送風空気の温度調整範囲を、低温側に拡大することができる。この結果、請求項１に記載の発明によれば、蒸発圧力調整弁（１９）を備える冷凍サイクル装置において、冷却して除湿された送風空気を再加熱する運転モード時の加熱用熱交換器（１２）による加熱能力を調整可能とすることができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

第１実施形態に係る車両用空調装置の全体構成図である。 第１実施形態に係る蒸発圧力調整弁の軸方向断面図である。 第１実施形態に係る車両用空調装置の制御系を示すブロック図である。 第１実施形態の車両用空調装置の制御処理を示すフローチャートである。 第１実施形態に係る車両用空調装置の制御処理の内、運転モードを決定するサブルーチンのフローチャートである。 第１実施形態に係る車両用空調装置の制御処理の内、除湿暖房モード時に実行されるサブルーチンのフローチャートである。 第１実施形態の各運転モードにおける各種空調制御機器の作動状態を示す図表である。 第１実施形態に係る蒸発圧力調整弁の調圧特性に関する説明図である。 第２実施形態に係る車両用空調装置の制御処理の内、除湿暖房モード時に実行されるサブルーチンのフローチャートである。 第２実施形態に係る除湿暖房モード時における室内への吹出空気の温度調整可能範囲に関する説明図である。 第３実施形態に係る車両用空調装置の制御処理の内、除湿暖房モード時に実行されるサブルーチンのフローチャートである。 第３実施形態における第２膨張弁の開度に関する判定処理を示す説明図である。

以下、実施形態について図に基づいて説明する。以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本発明に係る冷凍サイクル装置を、車室内空間を適切な温度に調整するために用いられる車両用空調装置に適用した実施形態（第１実施形態）に基づいて、図面を参照しつつ詳細に説明する。

第１実施形態において、冷凍サイクル装置１０は、車両走行用の駆動力を走行用電動モータから得る電気自動車に搭載される車両用空調装置１に適用されている。この冷凍サイクル装置１０は、車両用空調装置１において、空調対象空間である車室内へ送風される送風空気を冷却或いは加熱する機能を果たす。従って、第１実施形態における熱交換対象流体は、送風空気である。

更に、冷凍サイクル装置１０は、暖房モードの冷媒回路、除湿暖房モードの冷媒回路、及び冷房モードの冷媒回路を切り替え可能に構成されている。ここで、車両用空調装置１において、暖房モードは、送風空気を加熱して車室内へ吹き出す運転モードである。除湿暖房モードは、冷却されて除湿された送風空気を再加熱して車室内へ吹き出す運転モードである。そして、冷房モードは、送風空気を冷却して車室内へ吹き出す運転モードである。

尚、図１では、暖房モードの冷媒回路における冷媒の流れを黒塗り矢印で示し、除湿暖房モードの冷媒回路における冷媒の流れを斜線ハッチング付き矢印で示している。又、冷房モードの冷媒回路における冷媒の流れについては、白抜き矢印で示している。

この冷凍サイクル装置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Ｐｄ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、冷媒としてＨＦＯ系冷媒（例えば、Ｒ１２３４ｙｆ）等を採用してもよい。更に、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おり、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。

図１に示すように、冷凍サイクル装置１０は、圧縮機１１、第１膨張弁１５ａ、第２膨張弁１５ｂ、室外熱交換器１６、逆止弁１７、室内蒸発器１８、蒸発圧力調整弁１９、アキュムレータ２０、第１開閉弁２１、第２開閉弁２２、室内空調ユニット３０を有している。

圧縮機１１は、冷凍サイクル装置１０において冷媒を吸入し、圧縮して吐出するものである。圧縮機１１は、車両ボンネット内に配置されている。圧縮機１１は、吐出容量が固定された固定容量型の圧縮機構を電動モータにて駆動する電動圧縮機として構成されている。この圧縮機構としては、スクロール型圧縮機構、ベーン型圧縮機構等の各種圧縮機構を採用することができる。

圧縮機１１を構成する電動モータは、後述する空調制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動（回転数）が制御される。この電動モータとしては、交流モータ、直流モータの何れの形式を採用してもよい。そして、空調制御装置４０が電動モータの回転数を制御することによって、圧縮機構の冷媒吐出能力が変更される。従って、電動モータが圧縮機構の吐出能力変更部を構成している。

圧縮機１１の吐出口には、室内凝縮器１２の冷媒入口側が接続されている。室内凝縮器１２は、暖房モード時及び除湿暖房モード時に、加熱用熱交換器として機能する。即ち、室内凝縮器１２は、暖房モード時及び除湿暖房モード時に、圧縮機１１から吐出された高温高圧の吐出冷媒と後述する室内蒸発器１８を通過した送風空気とを熱交換させて送風空気を加熱する。室内凝縮器１２は、後述する室内空調ユニット３０のケーシング３１内に配置されている。

室内凝縮器１２の冷媒出口には、第１三方継手１３ａの１つの流入出口側が接続されている。第１三方継手１３ａのような三方継手は、冷凍サイクル装置１０において、分岐部あるいは合流部としての機能を果たす。

例えば、除湿暖房モード時の第１三方継手１３ａでは、３つの流入出口のうち１つが流入口として用いられ、残りの２つが流出口として用いられる。従って、除湿暖房モード時の第１三方継手１３ａは、１つの流入口から流入した冷媒の流れを分岐して２つの流出口から流出させる分岐部としての機能を果たす。これらの三方継手は、複数の配管を接合して形成してもよいし、金属ブロックや樹脂ブロックに複数の冷媒通路を設けて形成してもよい。

更に、冷凍サイクル装置１０では、後述するように、第２三方継手１３ｂ〜第４三方継手１３ｄを備えている。第２三方継手１３ｂ〜第４三方継手１３ｄの基本的構成は、第１三方継手１３ａと同様である。例えば、除湿暖房モード時の第４三方継手１３ｄでは、３つの流入出口のうち２つが流入口として用いられ、残りの１つが流出口として用いられる。従って、除湿暖房モード時の第４三方継手１３ｄは、２つの流入口から流入した冷媒を合流させて１つの流出口から流出させる合流部としての機能を果たす。

そして、第１三方継手１３ａの別の流入出口には、第１冷媒通路１４ａが接続されている。第１冷媒通路１４ａは、室内凝縮器１２から流出した冷媒を、室外熱交換器１６の冷媒入口側へ導く。

又、第１三方継手１３ａのさらに別の流入出口には、第２冷媒通路１４ｂが接続されている。第２冷媒通路１４ｂは、室内凝縮器１２から流出した冷媒を、後述する第３冷媒通路１４ｃに配置された第２膨張弁１５ｂの入口側（具体的には、第３三方継手１３ｃの１つの流入出口）へ導く。

第１冷媒通路１４ａには、第１膨張弁１５ａが配置されている。第１膨張弁１５ａは、暖房モード時及び除湿暖房モード時に、室内凝縮器１２から流出した冷媒を減圧させる。第１膨張弁１５ａは、本発明における第１減圧装置として機能する。そして、第１膨張弁１５ａは、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体の絞り開度を変化させるステッピングモータからなる電動アクチュエータとを有する可変絞り機構である。

更に、第１膨張弁１５ａは、絞り開度を全開にすることによって、冷媒減圧作用を殆ど発揮することなく単なる冷媒通路として機能する全開機能付きの可変絞り機構として構成されている。第１膨張弁１５ａは、空調制御装置４０から出力される制御信号（制御パルス）によって、その作動が制御される。

第１膨張弁１５ａの出口側には、室外熱交換器１６の冷媒入口側が接続されている。室外熱交換器１６は、第１膨張弁１５ａから流出した冷媒と図示しない送風ファンから送風された車室外空気（外気）とを熱交換させるものである。室外熱交換器１６は、車両ボンネット内の車両前方側に配置されている。送風ファンは、空調制御装置４０から出力される制御電圧によって回転数（送風能力）が制御される電動送風機である。

室外熱交換器１６の冷媒出口側には、第２三方継手１３ｂの１つの流入出口が接続されている。第２三方継手１３ｂの別の流入出口には、第３冷媒通路１４ｃが接続されている。第３冷媒通路１４ｃは、室外熱交換器１６から流出した冷媒を、室内蒸発器１８の冷媒入口側へ導く。

又、第２三方継手１３ｂのさらに別の流入出口には、第４冷媒通路１４ｄが接続されている。第４冷媒通路１４ｄは、室外熱交換器１６から流出した冷媒を、後述するアキュムレータ２０の入口側（具体的には、第４三方継手１３ｄの１つの流入出口）へ導く。

第３冷媒通路１４ｃには、逆止弁１７、第３三方継手１３ｃ、並びに、第２膨張弁１５ｂが、冷媒流れに対してこの順に配置されている。逆止弁１７は、冷媒が第２三方継手１３ｂ側から室内蒸発器１８側へ流れることのみを許容するものである。第３三方継手１３ｃには、前述した第２冷媒通路１４ｂが接続されている。

第２膨張弁１５ｂは、室外熱交換器１６から流出して室内蒸発器１８へ流入する冷媒を減圧させる。第２膨張弁１５ｂは、本発明における第２減圧装置として機能する。第２膨張弁１５ｂの基本的構成は、第１膨張弁１５ａと同様である。更に、本実施形態の第２膨張弁１５ｂは、絞り開度を全閉した際に当該冷媒通路を閉塞する全閉機能付きの可変絞り機構で構成されている。

従って、第１実施形態に係る冷凍サイクル装置１０では、第２膨張弁１５ｂを全閉として第３冷媒通路１４ｃを閉じることによって、冷媒回路を切り替えることができる。換言すると、第２膨張弁１５ｂは、冷媒減圧装置としての機能を果たすとともに、サイクルを循環する冷媒の冷媒回路を切り替える冷媒回路切替装置としての機能を兼ね備えている。

室内蒸発器１８は、冷房モード時及び除湿暖房モード時に、冷却用熱交換器として機能する。即ち、室内蒸発器１８は、冷房モード時及び除湿暖房モード時に、第２膨張弁１５ｂから流出した冷媒と室内凝縮器１２通過前の送風空気とを熱交換させる。室内蒸発器１８では、第２膨張弁１５ｂにて減圧された冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させることによって送風空気を冷却する。室内蒸発器１８は、室内空調ユニット３０のケーシング３１内のうち、室内凝縮器１２の送風空気流れ上流側に配置されている。

室内蒸発器１８の冷媒出口には、蒸発圧力調整弁１９の流入口９１ａ側が接続されている。蒸発圧力調整弁１９は、室内蒸発器１８の着霜（フロスト）を抑制するために、室内蒸発器１８における冷媒蒸発圧力（即ち、低圧側冷媒圧力Ｐｅ）を着霜抑制圧力ＡＰｅ以上に調整する機能を果たす。換言すると、蒸発圧力調整弁１９は、室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度Ｔｅを着霜抑制温度ＡＴｅ以上に調整する機能を果たす。

第１実施形態では、冷媒としてＲ１３４ａを採用し、着霜抑制温度ＡＴｅを０℃よりも僅かに高い値に設定している。従って、着霜抑制圧力ＡＰｅは、Ｒ１３４ａの０℃における飽和圧力である０．２９３ＭＰａよりも僅かに高い値に設定されている。

ここで、蒸発圧力調整弁１９の詳細な構成について、図２を用いて説明する。図２に示すように、蒸発圧力調整弁１９は、ボデー９１、筒状弁体部９２、ベローズ９３、スプリング９４等を有する機械的機構で構成されている。

ボデー９１は、複数の金属製或いは樹脂製の部材を組み合わせることによって筒状に形成されている。ボデー９１は、蒸発圧力調整弁１９の外殻を形成するものである。ボデー９１の内部には、筒状弁体部９２、ベローズ９３、スプリング９４等が収容される冷媒通路が形成されている。

筒状に形成されたボデー９１の軸方向一端側には、室内蒸発器１８の冷媒出口側に接続される流入口９１ａが形成されている。ボデー９１の軸方向他端側には、後述するアキュムレータ２０の入口側に接続される流出口９１ｂが形成されている。更に、ボデー９１の流入口９１ａの冷媒流れ下流側には、シリンダ部９１ｃが形成されている。

シリンダ部９１ｃは、内部に円柱状の空間を形成する部位である。シリンダ部９１ｃ内に形成される円柱状の空間には、筒状弁体部９２の円筒状部９２ａが軸方向に摺動可能に嵌め込まれている。つまり、筒状弁体部９２の円筒状部９２ａの外径寸法とシリンダ部９１ｃの内径寸法は、隙間バメの寸法関係となっている。

筒状弁体部９２は、有底円筒状（即ち、カップ状）の金属部材で形成されている。筒状弁体部９２の軸方向他端側（即ち、流出口９１ｂ側）に配置される底面には、軸方向に垂直に広がる鍔部９２ｂが設けられている。鍔部９２ｂは、シリンダ部９１ｃの冷媒流れ下流側の端部に当接して筒状弁体部９２の変位を規制する部位である。

更に、筒状弁体部９２の円筒状部９２ａの側面には、複数の連通穴９２ｃが形成されている。各連通穴９２ｃは、円筒状部９２ａの側面における内周側と外周側とを連通させている。

筒状弁体部９２が軸方向一端側へ変位し、鍔部９２ｂがシリンダ部９１ｃの下流側端部に当接した状態では、これらの連通穴９２ｃは、シリンダの内周壁面によって閉塞される。従って、鍔部９２ｂがシリンダ部９１ｃの下流側端部に当接した状態では、流入口９１ａと流出口９１ｂとの連通が遮断される。

鍔部９２ｂがシリンダ部９１ｃの下流側端部に当接した状態から、筒状弁体部９２が軸方向他端側へ変位すると、筒状弁体部９２の円筒状部９２ａに形成された連通穴９２ｃがシリンダ部９１ｃから露出する。これにより、流入口９１ａと流出口９１ｂが連通する。そして、筒状弁体部９２の軸方向他端側への変位量Ｌが増加するに伴って、連通穴９２ｃのシリンダ部９１ｃから露出する部位の面積が増加する。

つまり、蒸発圧力調整弁１９におけるシリンダ部９１ｃ及び筒状弁体部９２は、いわゆるスライド弁を構成している。そして、筒状弁体部９２を軸方向に変位させることによって、蒸発圧力調整弁１９内の冷媒通路面積を変化させている。更に、ボデー９１の軸方向に垂直な方向から見た時に、各連通穴９２ｃは、略矩形状に形成されている。従って、蒸発圧力調整弁１９内の冷媒通路面積は、変位量Ｌの増加に比例して増加する。

ベローズ９３は、筒状弁体部９２の変位方向に伸縮自在に形成された金属製の中空筒状部材である。ベローズ９３は、筒状弁体部９２に対して蒸発圧力調整弁１９内の冷媒通路面積を縮小させる側（即ち、流入口９１ａ側）への荷重をかけている。ベローズ９３は、筒状弁体部９２の冷媒流れ下流側に配置されている。そして、ベローズ９３の軸方向一端側は、筒状弁体部９２の鍔部９２ｂ側に連結されている。一方、ベローズ９３の軸方向他端側は、介在部材を介してボデー９１に固定されている。

スプリング９４は，ベローズ９３の内部空間内に配置されている。スプリング９４は、筒状弁体部９２の変位方向に伸縮するコイルバネである。スプリング９４は、ベローズ９３と同様に、筒状弁体部９２に対して蒸発圧力調整弁１９内の冷媒通路面積を縮小させる側への荷重をかけている。ベローズ９３及びスプリング９４が、筒状弁体部９２に作用させる荷重は、調整ネジ９４ａによって調整することができる。

従って、筒状弁体部９２は、流入口９１ａ側の冷媒圧力（即ち、室内蒸発器１８における冷媒蒸発圧力）による荷重、流出口９１ｂ側の冷媒圧力（即ち、圧縮機１１の吸入側冷媒圧力、アキュムレータ２０内の冷媒圧力）による荷重、更に、ベローズ９３及びスプリング９４による荷重を受ける。

そして、これらの荷重が釣り合う位置に、筒状弁体部９２が変位することによって、蒸発圧力調整弁１９内の冷媒通路面積（すなわち、連通穴９２ｃの開口面積）が調整される。

より具体的には、筒状弁体部９２が受ける荷重の釣り合いは、以下数式Ｆ１で表すことができる。
Ｐ１×Ａ１＋Ｐ２×Ａ２＝Ｋ×Ｌ＋Ｐ２×Ａ１＋Ｆ０…（Ｆ１）
ここで、Ｐ１は流入口９１ａ側の冷媒圧力であり、Ｐ２は流出口９１ｂ側の冷媒圧力、Ａ１は筒状弁体部９２の受圧面積、Ａ２はベローズ９３の受圧面積、Ｋはベローズ９３及びスプリング９４の合計バネ定数、Ｌは筒状弁体部９２の変位量、Ｆ０は調整ネジ９４ａによって調整されたベローズ９３及びスプリング９４の初期荷重である。

さらに、この蒸発圧力調整弁１９では、Ａ１≒Ａ２に設定されているので、数式Ｆ１は、以下数式Ｆ２の如く変形することができる。
Ｐ１＝Ｋ／Ａ１×Ｌ＋Ｆ０／Ａ１…（Ｆ２）
この数式Ｆ２によれば、流入口９１ａ側の冷媒圧力Ｐ１は、変位量Ｌの増加に伴って増加することが判る。また、前述の如く、変位量Ｌの増加に伴って蒸発圧力調整弁１９内の冷媒通路面積が増加し、蒸発圧力調整弁１９を流通する冷媒流量も増加する。

従って、蒸発圧力調整弁１９は、蒸発圧力調整弁１９を流通する冷媒流量（即ち、室内蒸発器１８を流通する冷媒流量）の増加に伴って、流入口９１ａ側の冷媒圧力Ｐ１（即ち、室内蒸発器１８における冷媒蒸発圧力）を上昇させる調圧特性を有している。更に、第１実施形態では、冷房モード時の室内蒸発器１８における冷媒蒸発圧力（即ち、低圧側冷媒圧力Ｐｅ）が着霜抑制圧力ＡＰｅ以上となるように、蒸発圧力調整弁１９の調圧特性を設定している。

尚、この車両用空調装置１において、除湿暖房モード時に蒸発圧力調整弁１９を流通する冷媒流量Ｇｅ（即ち、室内蒸発器１８を流通する冷媒流量）は、質量流量として予め定めた標準流量ＳＧｅよりも多くなるように決定される。そして、蒸発圧力調整弁１９では、冷媒流量Ｇｅが基準流量ＫＧｅになっている際には、室内蒸発器１８における冷媒蒸発圧力を、制御目標値として標準蒸発圧力ＳＰｅとなるように調整する。さらに、標準蒸発圧力ＳＰｅとなっている際の室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度（以下、標準蒸発温度ＳＴｅという）は、室内蒸発器１８に着霜を生じさせない温度（例えば、１℃）に設定されている。

図１に示すように、蒸発圧力調整弁１９の出口側には、第４三方継手１３ｄが接続されている。又、前述したように、第４三方継手１３ｄにおける他の流入出口には、第４冷媒通路１４ｄが接続されている。そして、第４三方継手１３ｄのさらに別の流入出口には、アキュムレータ２０の入口側が接続されている。

アキュムレータ２０は、内部に流入した冷媒の気液を分離して、サイクル内の余剰冷媒を蓄える気液分離器である。アキュムレータ２０の気相冷媒出口には、圧縮機１１の吸入口側が接続されている。従って、アキュムレータ２０は、圧縮機１１に液相冷媒が吸入されることを抑制し、圧縮機１１における液圧縮を防止する機能を果たす。

又、第２三方継手１３ｂと第４三方継手１３ｄとを接続する第４冷媒通路１４ｄには、第１開閉弁２１が配置されている。第１開閉弁２１は、電磁弁によって構成されている。そして、第１開閉弁２１は、第４冷媒通路１４ｄを開閉することによって冷媒回路を切り替える冷媒回路切替装置として機能する。第１開閉弁２１は、空調制御装置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。

同様に、第１三方継手１３ａと第３三方継手１３ｃとを接続する第２冷媒通路１４ｂには、第２開閉弁２２が配置されている。第２開閉弁２２は、第１開閉弁２１と同様に、電磁弁によって構成されている。第２開閉弁２２は、第２冷媒通路１４ｂを開閉することによって冷媒回路を切り替える冷媒回路切替装置として機能する。

次に、図１に示す室内空調ユニット３０について説明する。室内空調ユニット３０は、冷凍サイクル装置１０によって温度調整された送風空気を車室内へ吹き出すためのものである。室内空調ユニット３０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３０は、その外殻を形成するケーシング３１内に送風機３２、室内蒸発器１８、室内凝縮器１２等を収容することによって構成されている。

ケーシング３１は、車室内に送風される送風空気の空気通路を形成するものである。ケーシング３１は、或る程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂（例えば、ポリプロピレン）にて成形されている。

ケーシング３１内の送風空気流れ最上流側には、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、ケーシング３１内へ内気（車室内空気）と外気（車室外空気）とを切替導入する。

具体的には、内外気切替装置３３は、ケーシング３１内へ内気を導入させる内気導入口及び外気を導入させる外気導入口の開口面積を、内外気切替ドア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ことができる。内外気切替ドアは、内外気切替ドア用の電動アクチュエータによって駆動される。この電動アクチュエータは、空調制御装置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。即ち、内外気切替装置３３は、本発明における内気率調整部として機能する。

ここで、内気率とは、前記室内蒸発器１８にて熱交換される前記送風空気に占める前記車室内空気の割合を意味する。具体的には、内気率は、内外気切替装置３３を介して車室内へ送風される送風空気の総量（即ち、内気と外気の総和）に対して、内気導入口を介して導入された内気が占める割合を示す。

そして、内外気切替装置３３の送風空気流れ下流側には、送風機（ブロワ）３２が配置されている。この送風機３２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送風する。送風機３２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る。送風機３２における遠心多翼ファンの回転数（送風量）は、空調制御装置４０から出力される制御電圧によって制御される。

送風機３２の送風空気流れ下流側には、室内蒸発器１８及び室内凝縮器１２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、室内蒸発器１８は、室内凝縮器１２よりも送風空気流れ上流側に配置されている。

又、ケーシング３１内には、冷風バイパス通路３５が形成されている。冷風バイパス通路３５は、室内蒸発器１８を通過した送風空気を、室内凝縮器１２を迂回させて下流側へ流す為の通路である。

室内蒸発器１８の送風空気流れ下流側であって、且つ、室内凝縮器１２の送風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。エアミックスドア３４は、室内蒸発器１８通過後の送風空気のうち室内凝縮器１２を通過させる風量割合を調整する際に用いられる。

又、室内凝縮器１２の送風空気流れ下流側には、混合空間が設けられている。この混合空間では、室内凝縮器１２にて加熱された送風空気と、冷風バイパス通路３５を通過して室内凝縮器１２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３１の送風空気流れ最下流部には、複数の開口穴が配置されている。混合空間にて混合された送風空気（空調風）は、これらの開口穴を介して、空調対象空間である車室内へ吹き出される。

これらの開口穴としては、具体的に、フェイス開口穴、フット開口穴、デフロスタ開口穴（いずれも図示せず）が設けられている。フェイス開口穴は、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出す為の開口穴である。フット開口穴は、乗員の足元に向けて空調風を吹き出す為の開口穴である。デフロスタ開口穴は、車両前面窓ガラス内側面に向けて空調風を吹き出す為の開口穴である。

更に、フェイス開口穴、フット開口穴及びデフロスタ開口穴の送風空気流れ下流側は、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フェイス吹出口、フット吹出口及びデフロスタ吹出口（いずれも図示せず）に接続されている。

従って、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冷風バイパス通路３５を通過させる風量との風量割合を調整することによって、混合空間にて混合される空調風の温度が調整されて、各吹出口から車室内へ吹き出される空調風の温度が調整される。

つまり、エアミックスドア３４は、車室内へ送風される空調風の温度を調整する温度調整部としての機能を果たす。エアミックスドア３４は、エアミックスドア駆動用の電動アクチュエータによって駆動される。この電動アクチュエータは、空調制御装置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。

また、フェイス開口穴、フット開口穴、及びデフロスタ開口穴の送風空気流れ上流側には、それぞれ、フェイス開口穴の開口面積を調整するフェイスドア、フット開口穴の開口面積を調整するフットドア、デフロスタ開口穴の開口面積を調整するデフロスタドア（いずれも図示せず）が配置されている。

これらのフェイスドア、フットドア、デフロスタドアは、吹出口モードを切り替える吹出口モード切替ドアを構成する。フェイスドア、フットドア、デフロスタドアは、それぞれリンク機構等を介して、吹出口モードドア駆動用の電動アクチュエータに連結されて連動して回転操作される。この電動アクチュエータも、空調制御装置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。

吹出口モード切替ドアによって切り替えられる吹出口モードとしては、具体的に、フェイスモード、バイレベルモード、フットモード等がある。

フェイスモードは、フェイス吹出口を全開にしてフェイス吹出口から車室内乗員の上半身に向けて空気を吹き出す吹出口モードである。バイレベルモードは、フェイス吹出口とフット吹出口の両方を開口して車室内乗員の上半身と足元に向けて空気を吹き出す吹出口モードである。フットモードは、フット吹出口を全開にしてフット吹出口から車室内乗員の足元に向けて送風空気を吹き出す吹出口モードである。

更に、乗員が、操作パネル６０に設けられた吹出モード切替スイッチをマニュアル操作することによって、デフロスタモードとすることもできる。デフロスタモードは、デフロスタ吹出口を全開してデフロスタ吹出口から車両フロント窓ガラス内面に空気を吹き出す吹出口モードである。

次に、車両用空調装置１の制御系について、図３を参照しつつ説明する。車両用空調装置１は、冷凍サイクル装置１０の構成機器や室内空調ユニット３０を制御する為の空調制御装置４０を有している。

空調制御装置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ている。そして、空調制御装置４０は、そのＲＯＭ内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行うことで、出力側に接続された圧縮機１１、第１膨張弁１５ａ、第２膨張弁１５ｂ、第１開閉弁２１、第２開閉弁２２、送風機３２、内外気切替装置３３等の空調制御機器の作動を制御する。

又、空調制御装置４０の入力側には、空調制御用のセンサ群の検出信号が入力される。図３に示すように、空調制御用のセンサ群には、内気温センサ５１、外気温センサ５２、日射センサ５３、吐出温度センサ５４、高圧側圧力センサ５５、蒸発器温度センサ５６、低圧側圧力センサ５７、送風空気温度センサ５８等が含まれる。

内気温センサ５１は、車室内温度（内気温）Ｔｒを検出する内気温検出部である。外気温センサ５２は、車室外温度（外気温）Ｔａｍを検出する外気温検出部である。日射センサ５３は、車室内へ照射される日射量Ａｓを検出する日射量検出部である。吐出温度センサ５４は、圧縮機１１吐出冷媒の吐出冷媒温度Ｔｄを検出する吐出温度検出部である。

高圧側圧力センサ５５は、室内凝縮器１２の出口側冷媒圧力（高圧側冷媒圧力）Ｐｄを検出する高圧側圧力検出部である。高圧側冷媒圧力Ｐｄは、暖房モードでは、圧縮機１１の吐出口側から第１膨張弁１５ａの入口側へ至る範囲の冷媒圧力となる。又、除湿暖房モードでは、高圧側冷媒圧力Ｐｄは、圧縮機１１の吐出口側から第１膨張弁１５ａの入口側及び第２膨張弁１５ｂの入口側へ至る範囲の冷媒圧力となる。又、冷房モードでは、高圧側冷媒圧力Ｐｄは、圧縮機１１の吐出口側から第２膨張弁１５ｂの入口側へ至る範囲の冷媒圧力となる。

蒸発器温度センサ５６は、室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度（蒸発器温度）Ｔｅを検出する蒸発器温度検出部である。蒸発器温度センサ５６は、室内蒸発器１８の熱交換フィン温度を検出している。ここで、蒸発器温度センサ５６として、室内蒸発器１８のその他の部位の温度を検出する温度検出部を採用してもよい。又、蒸発器温度センサ５６として、室内蒸発器１８を流通する冷媒自体の温度を直接検出する温度検出部を採用してもよい。

低圧側圧力センサ５７は、室内蒸発器１８の出口側冷媒圧力（低圧側冷媒圧力）Ｐｅを検出する低圧側圧力検出部である。低圧側冷媒圧力Ｐｅは、冷房モード及び除湿暖房モードでは、室内蒸発器１８における冷媒蒸発圧力に相当する値となる。送風空気温度センサ５８は、混合空間から車室内へ送風される送風空気温度ＴＡＶを検出する送風空気温度検出部である。

更に、空調制御装置４０の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された操作パネル６０が接続されている。従って、空調制御装置４０には、操作パネル６０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６０に設けられた各種空調操作スイッチとしては、具体的に、オートスイッチ、冷房スイッチ（Ａ／Ｃスイッチ）、風量設定スイッチ、温度設定スイッチ、吹出モード切替スイッチ等が含まれる。

オートスイッチは、車両用空調装置１の自動制御運転を設定或いは解除する為の入力部である。冷房スイッチは、車室内の冷房を行うことを要求する為の入力部である。風量設定スイッチは、送風機３２の風量をマニュアル設定する為の入力部である。温度設定スイッチは、車室内の目標温度である車室内設定温度Ｔｓｅｔを設定する為の入力部である。吹出モード切替スイッチは、吹出モードをマニュアル設定する為の入力部である。

尚、空調制御装置４０は、その出力側に接続された各種空調制御機器を制御する制御部（換言すると、制御装置）が一体に構成されたものであるが、それぞれの空調制御機器の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が、それぞれの空調制御機器の作動を制御する制御部を構成している。

例えば、空調制御装置４０のうち、圧縮機１１の作動を制御する構成が吐出能力制御部４０ａを構成している。そして、空調制御装置４０のうち、冷媒回路切替装置である第１開閉弁２１、第２開閉弁２２等の作動を制御する構成が冷媒回路制御部４０ｂを構成している。

又、空調制御装置４０のうち、第１減圧装置である第１膨張弁１５ａ及び第２減圧装置である第２膨張弁１５ｂの作動を制御する構成が減圧装置制御部４０ｃを構成している。更に、空調制御装置４０のうち、内気率調整部である内外気切替装置３３における内外気切替ドア用の電動アクチュエータの作動を制御する構成が、内気率制御部４０ｄを構成している。もちろん、吐出能力制御部４０ａ、冷媒回路制御部４０ｂ、減圧装置制御部４０ｃ、内気率制御部４０ｄ等を空調制御装置４０に対して別体の制御部で構成してもよい。

次に、第１実施形態に係る車両用空調装置１の作動について、図４〜図７を用いて説明する。上述したように、車両用空調装置１では、暖房モード、除湿暖房モード、及び冷房モードの運転を切り替えることができる。そして、これらの各運転モードの切り替えは、予め空調制御装置４０に記憶された空調制御プログラムが実行されることによって行われる。

図４は、この空調制御プログラムのメインルーチンとしての制御処理を示すフローチャートである。このメインルーチンの制御処理は、操作パネル６０のオートスイッチが投入（ＯＮ）された際に実行される。尚、図４〜図６に示すフローチャートの各制御ステップは、空調制御装置４０が有する各種の機能実現部を構成している。

先ず、図４に示すように、ステップＳ１では、車両用空調装置１におけるイニシャライズが行われる。具体的には、空調制御装置４０の記憶回路によって構成されるフラグ、タイマ等の初期化、および上述した各種電動アクチュエータを構成するステッピングモータの初期位置合わせ等が、イニシャライズとして行われる。

尚、ステップＳ１のイニシャライズでは、フラグや演算値のうち、前回の車両用空調装置の停止時や車両システム終了時に記憶された値が読み出されるものもある。

次に、ステップＳ２では、空調制御用のセンサ群（例えば、内気温センサ５１〜送風空気温度センサ５８）等の検出信号及び操作パネル６０の操作信号等を読み込む。

続くステップＳ３では、ステップＳ２にて読み込まれた検出信号および操作信号に基づいて、車室内へ吹き出す送風空気の目標温度である目標吹出温度ＴＡＯを算出する。

具体的には、目標吹出温度ＴＡＯは、以下数式Ｆ３によって算出される。
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ａｓ＋Ｃ…（Ｆ３）
なお、Ｔｓｅｔは温度設定スイッチによって設定された車室内設定温度、Ｔｒは内気温センサ５１によって検出された車室内温度（内気温）、Ｔａｍは外気温センサ５２によって検出された外気温、Ａｓは日射センサ５３によって検出された日射量である。Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓは制御ゲインであり、Ｃは補正用の定数である。

次に、ステップＳ４では、運転モードの決定がなされる。より詳細には、ステップＳ４では、図５に示すサブルーチンが実行される。先ず、ステップＳ４１では、操作パネル６０の冷房スイッチが投入されているか否かが判定される。ステップＳ４１にて冷房スイッチが投入されている（ＯＮになっている）と判定された際には、ステップＳ４２へ進む。

一方、ステップＳ４１にて冷房スイッチが投入されていない（ＯＦＦになっている）と判定された際には、ステップＳ４５へ進み、運転モードが暖房モードに決定されて、ステップＳ５へ移行する。

ステップＳ４２では、目標吹出温度ＴＡＯから外気温Ｔａｍを減算した値（ＴＡＯ−Ｔａｍ）が予め定めた基準冷房温度α（本実施形態では、α＝０）より低くなっているか否かが判定される。

ステップＳ４２にて、（ＴＡＯ−Ｔａｍ）＜αとなっている場合には、ステップＳ４３へ進み、運転モードが冷房モードに決定されて、ステップＳ５へ移行する。一方、ステップＳ４２にて、（ＴＡＯ−Ｔａｍ）＜αとなっていない場合には、ステップＳ４４へ進み、運転モードが除湿暖房モードに決定されて、ステップＳ５へ移行する。

図４のステップＳ５では、ステップＳ４で決定された運転モードに応じて、各種制御対象機器の作動状態が決定される。より具体的には、ステップＳ５では、図７の図表に示すように、第１開閉弁２１、第２開閉弁２２の開閉状態、エアミックスドア３４の開度、第１膨張弁１５ａ、第２膨張弁１５ｂの作動状態等が決定される。

更に、ステップＳ５では、図７の図表には記載していないものの、圧縮機１１の冷媒吐出能力（即ち、圧縮機１１の回転数）、送風機３２の送風能力（即ち、送風機３２回転数）、内外気切替装置３３の作動状態、吹出口モード切替ドアの作動状態（即ち、吹出口モード）等も決定される。

そして、ステップＳ６では、ステップＳ５にて決定された各種空調制御機器の作動状態が得られるように、空調制御装置４０から各種空調制御機器に対して、制御信号或いは制御電圧が出力される。続くステップＳ７では、制御周期τの間待機し、制御周期τの経過を判定するとステップＳ２へ戻る。

この車両用空調装置１では、上記の如く、運転モードが決定されて、各運転モードでの運転を実行する。以下に各運転モードにおける作動を説明する。

（ａ）暖房モード
暖房モードでは、図７の図表に示すように、空調制御装置４０が、第１開閉弁２１を開き、第２開閉弁２２を閉じる。又、第１膨張弁１５ａについては、減圧作用を発揮する絞り状態とし、第２膨張弁１５ｂについては全閉状態とする。

これにより、暖房モードでは、図１の黒塗り矢印に示すように、圧縮機１１→室内凝縮器１２→第１膨張弁１５ａ→室外熱交換器１６→（第１開閉弁２１→）アキュムレータ２０→圧縮機１１の順に冷媒を循環させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。

更に、この冷媒回路の構成で、上述のステップＳ５にて説明したように、空調制御装置４０が、暖房モード時における各種空調制御機器の作動状態（各種空調制御機器へ出力する制御信号）を決定する。

例えば、圧縮機１１の電動モータへ出力され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、予め空調制御装置４０に記憶された制御マップを参照して、室内凝縮器１２における目標凝縮圧力ＰＣＯを決定する。この制御マップでは、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、目標凝縮圧力ＰＣＯが上昇するように決定する。

そして、目標凝縮圧力ＰＣＯと高圧側圧力センサ５５によって検出された高圧側冷媒圧力Ｐｄとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法を用いて高圧側冷媒圧力Ｐｄが目標凝縮圧力ＰＣＯに近づくように、圧縮機１１の電動モータに出力される制御信号が決定される。

又、エアミックスドア駆動用の電動アクチュエ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が冷風バイパス通路３５を全閉とし、室内蒸発器１８通過後の送風空気の全流量が室内凝縮器１２側の空気通路を通過するように決定される。

又、第１膨張弁１５ａへ出力される制御信号については、第１膨張弁１５ａへ流入する冷媒の過冷却度が、目標過冷却度に近づくように決定される。目標過冷却度は、サイクルの成績係数（ＣＯＰ）が極大値となるように決定された値である。

又、送風機３２の電動モータへ出力される制御電圧については、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置４０に記憶された制御マップを参照して決定される。この制御マップでは、目標吹出温度ＴＡＯの極低温域（最大冷房域）及び極高温域（最大暖房域）で、送風量を最大風量とする。

更に、目標吹出温度ＴＡＯが極低温域から中間温度域へ向かって上昇するに伴って、送風量を減少させ、目標吹出温度ＴＡＯが極高温域から中間温度域へ向かって低下するに伴って、送風量を減少させる。そして、目標吹出温度ＴＡＯが中間温度域となっている際には、送風量を最小風量とする。

又、内外気切替ドア用の電動アクチュエータへ出力される制御信号については、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置４０に記憶された制御マップを参照して決定される。この制御マップでは、基本的に外気を導入する外気モードに決定される。そして、目標吹出温度ＴＡＯが極高温域となって高い暖房性能を得たい場合には、内気を導入する内気モードに決定される。

又、吹出口モードドア駆動用の電動アクチュエータへ出力される制御信号については、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置４０に記憶された制御マップを参照して決定される。この制御マップでは、目標吹出温度ＴＡＯが高温域から低温域へと下降するに伴って、吹出口モードをフットモード→バイレベルモード→フェイスモードの順で切り替える。

従って、暖房モード時の冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が室内凝縮器１２に流入する。室内凝縮器１２に流入した冷媒は、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２側の空気通路を開いているので、送風機３２から送風されて室内蒸発器１８を通過した送風空気と熱交換して放熱する。これにより、送風空気が加熱される。

室内凝縮器１２から流出した冷媒は、第２開閉弁２２が閉じているので、第１三方継手１３ａから第１冷媒通路１４ａ側へ流出し、第１膨張弁１５ａにて低圧冷媒となるまで減圧される。そして、第１膨張弁１５ａにて減圧された低圧冷媒は、室外熱交換器１６へ流入して、送風ファンから送風された外気から吸熱する。

室外熱交換器１６から流出した冷媒は、第１開閉弁２１が開き、第２膨張弁１５ｂが全閉状態となっているので、第２三方継手１３ｂから第４冷媒通路１４ｄ側へ流出し、第４三方継手１３ｄを介してアキュムレータ２０へ流入して気液分離される。そして、アキュムレータ２０にて分離された気相冷媒が圧縮機１１の吸入側から吸入されて再び圧縮機１１にて圧縮される。

以上の如く、暖房モードでは、室内凝縮器１２にて加熱された送風空気を車室内へ吹き出すことができる為、車室内の暖房を行うことができる。

（ｂ）除湿暖房モード
除湿暖房モードでは、図７の図表に示すように、空調制御装置４０が、第１開閉弁２１を開き、第２開閉弁２２を開き、第１膨張弁１５ａを絞り状態とし、第２膨張弁１５ｂを絞り状態とする。

これにより、除湿暖房モードでは、図１の網掛けハッチング付き矢印に示すように、圧縮機１１→室内凝縮器１２→第１膨張弁１５ａ→室外熱交換器１６→（第１開閉弁２１→）アキュムレータ２０→圧縮機１１の順に冷媒を循環させると共に、圧縮機１１→室内凝縮器１２→（第２開閉弁２２→）第２膨張弁１５ｂ→室内蒸発器１８→蒸発圧力調整弁１９→アキュムレータ２０→圧縮機１１の順に冷媒を循環させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。

つまり、除湿暖房モードでは、室内凝縮器１２から流出した冷媒の流れを第１三方継手１３ａにて分岐し、分岐された一方の冷媒を第１膨張弁１５ａ→室外熱交換器１６→圧縮機１１の順に流すと共に、分岐された他方の冷媒を第２膨張弁１５ｂ→室内蒸発器１８→蒸発圧力調整弁１９→圧縮機１１の順に流す冷媒回路に切り替えられる。

更に、この冷媒回路の構成で、上述のステップＳ５にて説明したように、空調制御装置４０が、除湿暖房モード時における各種空調制御機器の作動状態を決定する。

例えば、圧縮機１１の電動モータへ出力される制御信号については、暖房モードと同様に決定される。エアミックスドア駆動用の電動アクチュエータへ出力される制御信号については、暖房モードと同様に、エアミックスドア３４が冷風バイパス通路３５を全閉とし、室内蒸発器１８通過後の送風空気の全流量が室内凝縮器１２側の空気通路を通過するように決定される。

又、第１膨張弁１５ａへ出力される制御信号については、暖房モードと同様に、第１膨張弁１５ａへ流入する冷媒の過冷却度が、サイクルの成績係数（ＣＯＰ）が略最大値となるように定められた目標過冷却度に近づくように決定される。

一方、第２膨張弁１５ｂへ出力される制御信号については、室内蒸発器１８を流通する冷媒流量が適切な流量となるように決定される。具体的には、室内蒸発器１８出口側冷媒の過熱度が予め定めた基準過熱度（例えば、５℃）となるように、第２膨張弁１５ｂの絞り開度が調整される。

又、送風機３２の電動モータへ出力される制御電圧については、暖房モードと同様に決定される。吹出口モードドア駆動用の電動アクチュエータへ出力される制御信号についても、暖房モードと同様に決定される。

そして、内外気切替装置３３の内外気切替ドア用の電動アクチュエータへ出力される制御信号については、初期状態としては外気導入（即ち、内気率最小）を示す制御信号に決定される。その後、内外気切替ドア用の電動アクチュエータへ出力される制御信号は、図６に示すサブルーチンを実行することによって、蒸発器温度センサ５６によって検出された室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度Ｔｅや目標吹出温度ＴＡＯに基づいて適宜決定される。

図６に示すように、先ず、ステップＳ６１では、蒸発器温度センサ５６によって検出された冷媒蒸発温度Ｔｅが予め定めた基準蒸発温度ＫＴｅよりも低くなっているか否かを判定する。基準蒸発温度ＫＴｅは、例えば、室内蒸発器１８に着霜を生じさせない温度（例えば、１℃）に設定されている。

ステップＳ６１にて、冷媒蒸発温度Ｔｅが基準蒸発温度ＫＴｅよりも低くなっていると判定された場合には、ステップＳ６２へ進み、内気率上昇制御が実行される。

冷媒蒸発温度Ｔｅが基準蒸発温度ＫＴｅよりも低くなっている場合、室内蒸発器１８は、現時点において能力的な余裕を残した状態で送風空気の除湿を行っているといえる。この為、現在の除湿能力を維持したままで、内外気切替装置３３における内気率を上げ、室内蒸発器１８における吸熱量を高めることが可能である。

具体的には、ステップＳ６２の内気率上昇制御では、内外気切替ドア用の電動アクチュエータへ出力される制御信号は、蒸発器温度センサ５６によって検出された冷媒蒸発温度Ｔｅが低い程、高い内気率となるように決定される。

一方、ステップＳ６１にて、冷媒蒸発温度Ｔｅが基準蒸発温度ＫＴｅ以上となっていると判定された場合には、ステップＳ６３へ進み、通常制御が実行される。ステップＳ６３の通常制御では、内外気切替ドア用の電動アクチュエータへ出力される制御信号は、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置４０に記憶された制御マップを参照して決定される。

このように決定された各種空調制御機器の作動状態で作動すると、除湿暖房モード時の冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１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に流入した冷媒は、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２側の空気通路を開いているので、暖房モードと同様に、送風機３２から送風されて室内蒸発器１８を通過した送風空気と熱交換して放熱する。これにより、送風空気が加熱される。

室内凝縮器１２から流出した冷媒の流れは、第２開閉弁２２が開いているので、第１三方継手１３ａにて分岐される。第１三方継手１３ａにて分岐された一方の冷媒は、第１冷媒通路１４ａ側へ流出し、第１膨張弁１５ａにて低圧冷媒となるまで減圧される。第１膨張弁１５ａにて減圧された低圧冷媒は、室外熱交換器１６へ流入して、送風ファンから送風された外気から吸熱する。

一方、第１三方継手１３ａにて分岐された他方の冷媒は、第２冷媒通路１４ｂ側へ流出する。第２冷媒通路１４ｂ側へ流出した冷媒は、逆止弁１７の作用によって、室外熱交換器１６側へ流出することはなく、第２開閉弁２２および第３三方継手１３ｃを介して第２膨張弁１５ｂへ流入する。

第２膨張弁１５ｂへ流入した冷媒は、低圧冷媒となるまで減圧される。そして、第２膨張弁１５ｂにて減圧された低圧冷媒は、室内蒸発器１８へ流入し、送風機３２から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。室内蒸発器１８から流出した冷媒は、蒸発圧力調整弁１９にて減圧されて、室外熱交換器１６から流出した冷媒と同等の圧力となる。

蒸発圧力調整弁１９から流出した冷媒は、第４三方継手１３ｄへ流入して、室外熱交換器１６から流出した冷媒と合流する。第４三方継手１３ｄにて合流した冷媒は、アキュムレータ２０へ流入して気液分離される。そして、アキュムレータ２０にて分離された気相冷媒が圧縮機１１の吸入側から吸入されて再び圧縮機１１にて圧縮される。

以上の如く、除湿暖房モードでは、室内蒸発器１８にて冷却されて除湿された送風空気を、室内凝縮器１２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。

そして、第１実施形態における除湿暖房モードでは、ステップＳ６２の内気率上昇制御を実行させることで、室内蒸発器１８における吸熱量を、冷媒蒸発温度Ｔｅに応じて増大させることができる。即ち、第１実施形態に係る車両用空調装置１は、除湿暖房モードにおける加熱能力を、室内蒸発器１８における吸熱量の増大に伴って向上させることができる。

例えば、第１実施形態に係る車両用空調装置１によれば、圧縮機１１による圧縮仕事量が一定であっても、内気率上昇制御を行うことで除湿暖房モードにおける加熱能力を向上させることができる。即ち、圧縮機１１による圧縮仕事量に対する除湿暖房モードにおける加熱効率を高めることができる。

又、換言すると、所定の加熱能力を発揮させる為に必要な圧縮機１１による圧縮仕事量を、内気率上昇制御を行うことで低減することができる為、圧縮機１１の動力を低減することができ、サイクルの成績係数（ＣＯＰ）の向上を図ることができる。

（ｃ）冷房モード
冷房モードでは、図７の図表に示すように、空調制御装置４０は、第１開閉弁２１及び第２開閉弁２２を閉じる。又、空調制御装置４０は、第１膨張弁１５ａを全開状態とし、第２膨張弁１５ｂを絞り状態とする。

これにより、冷房モードでは、図１の白抜き矢印に示すように、圧縮機１１→室内凝縮器１２→（第１膨張弁１５ａ→）室外熱交換器１６→（逆止弁１７→）第２膨張弁１５ｂ→室内蒸発器１８→蒸発圧力調整弁１９→アキュムレータ２０→圧縮機１１の順に冷媒を循環させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。

さらに、この冷媒回路の構成で、上述のステップＳ５にて説明したように、空調制御装置４０が、冷房モード時における各種空調制御機器の作動状態を決定する。

例えば、圧縮機１１の電動モータへ出力され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、予め空調制御装置４０に記憶された制御マップを参照して、室内蒸発器１８における目標蒸発温度ＴＥＯを決定する。この制御マップでは、目標吹出温度ＴＡＯの低下に伴って、目標蒸発温度ＴＥＯを低下させるように決定する。更に、目標蒸発温度ＴＥＯには、室内蒸発器１８の着霜を抑制するために下限値（例えば、２℃）が設けられている。

そして、目標蒸発温度ＴＥＯと蒸発器温度センサ５６によって検出された冷媒蒸発温度Ｔｅとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法を用いて冷媒蒸発温度Ｔｅが目標蒸発温度ＴＥＯに近づくように、圧縮機１１の電動モータに出力される制御信号が決定される。

又、エアミックスドア３４の電動アクチュエ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が冷風バイパス通路３５を全開とし、室内蒸発器１８通過後の送風空気の全流量が冷風バイパス通路３５を通過するように決定される。冷房モードでは、送風空気温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯに近づくようにエアミックスドア３４の開度を制御してもよい。

又、第２膨張弁１５ｂへ出力される制御信号については、第２膨張弁１５ｂへ流入する冷媒の過冷却度が、目標過冷却度に近づくように決定される。目標過冷却度は、サイクルの成績係数（ＣＯＰ）が極大値となるように決定された値である。

また、送風機３２の電動モータへ出力される制御電圧については、暖房モード及び除湿暖房モードと同様に決定される。内外気切替ドア用の電動アクチュエータへ出力される制御信号については、暖房モードと同様に決定される。吹出口モードドア駆動用の電動アクチュエータへ出力される制御信号については、暖房モードおよび除湿暖房モードと同様に決定される。

従って、冷房モード時の冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が室内凝縮器１２に流入する。この際、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２側の空気通路を全閉としているので、室内凝縮器１２に流入した冷媒は、殆ど送風空気と熱交換することなく、室内凝縮器１２から流出する。

室内凝縮器１２から流出した冷媒は、第２開閉弁２２が閉じているので、第１三方継手１３ａから第１冷媒通路１４ａ側へ流出し、第１膨張弁１５ａに流入する。この際、第１膨張弁１５ａが全開状態となっているので、室内凝縮器１２から流出した冷媒は、第１膨張弁１５ａにて減圧されることなく、室外熱交換器１６に流入する。

室外熱交換器１６に流入した冷媒は、室外熱交換器１６にて送風ファンから送風された外気へ放熱する。室外熱交換器１６から流出した冷媒は、第１開閉弁２１が閉じているので、第２三方継手１３ｂを介して第３冷媒通路１４ｃ側へ流入し、第２膨張弁１５ｂにて低圧冷媒となるまで減圧される。

第２膨張弁１５ｂにて減圧された低圧冷媒は、室内蒸発器１８へ流入し、送風機３２から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。室内蒸発器１８から流出した冷媒は、蒸発圧力調整弁１９を介してアキュムレータ２０へ流入して気液分離される。そして、アキュムレータ２０にて分離された気相冷媒が圧縮機１１の吸入側から吸入されて再び圧縮機１１にて圧縮される。

以上の如く、冷房モードでは、室内蒸発器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。

従って、本実施形態の車両用空調装置１によれば、暖房モード、除湿暖房モード、及び冷房モードの運転を切り替えることによって、車室内の適切な空調を実現することができる。

ここで、第１実施形態のように冷媒回路を切り替え可能な冷凍サイクル装置では、一般的に、運転モード毎にサイクルを循環する適正な循環冷媒流量が異なる。更に、冷凍サイクル装置１０では、除湿暖房モード時に室内蒸発器１８と室外熱交換器１６が冷媒流れに対して並列的に接続されるので、冷房モード時に室内蒸発器１８を流通する冷媒流量が、除湿暖房モード時に室内蒸発器１８を流通する冷媒流量よりも多くなる。

これに加えて、本実施形態の蒸発圧力調整弁１９は、蒸発圧力調整弁１９を流通する冷媒流量（即ち、室内蒸発器１８を流通する冷媒流量Ｇｅ）の増加に伴って、室内蒸発器１８における冷媒蒸発圧力（即ち、低圧側冷媒圧力Ｐｅ）を上昇させる調圧特性を有している。

より詳細には、本実施形態の蒸発圧力調整弁１９の調圧特性は、図８の太実線および太破線に示すように設定されている。

つまり、図８の太実線に示すように、冷房モード時の冷媒流量Ｇｅの範囲内では、冷房モードの最小冷媒流量となっても低圧側冷媒圧力Ｐｅが着霜抑制圧力ＡＰｅ（具体的には、０．２９３ＭＰａよりも僅かに高い値）以上となるように設定されている。これにより、蒸発圧力調整弁１９は、冷房モードの最小冷媒流量時であっても、冷媒蒸発温度Ｔｅを目標蒸発温度ＴＥＯの最低値（具体的には、２℃）となるように調整することができる。

その一方で、第１実施形態に係る蒸発圧力調整弁１９の調圧特性では、室内蒸発器１８を流通する冷媒流量が冷房モード時よりも低下する除湿暖房モード時に、図８の太破線に示すように、室内蒸発器１８の低圧側冷媒圧力Ｐｅが着霜抑制圧力ＡＰｅを下回り、室内蒸発器１８に着霜が生じてしまうおそれがある。即ち、図６におけるステップＳ６１において、冷媒蒸発温度Ｔｅが基準蒸発温度ＫＴｅよりも低くなっていると判定された場合、室内蒸発器１８に着霜が生じる恐れがある。

これに対して、第１実施形態に係る冷凍サイクル装置１０では、除湿暖房モード時に、冷媒蒸発温度Ｔｅが基準蒸発温度ＫＴｅよりも低くなっていると判定された場合には、ステップＳ６２の内気率上昇制御が行われる。

この内気率上昇制御では、内外気切替装置３３の制御によって、冷媒蒸発温度Ｔｅの下降に伴って内気率を上昇させることで、室内蒸発器１８における除湿負荷を高め、室内蒸発器１８における導入空気からの吸熱量を増大させている。この結果、室内蒸発器１８を流通する冷媒流量Ｇｅが増大する為、蒸発圧力調整弁１９の調圧特性に従って、室内蒸発器１８における低圧側冷媒圧力Ｐｅ及び冷媒蒸発温度Ｔｅが上昇する。

従って、除湿暖房モード時に内気率上昇制御を行うことで、室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度Ｔｅを、室内蒸発器１８に着霜を生じさせない温度に維持することができ、室内蒸発器１８における着霜の発生を抑制することができる。又、内気率上昇制御を行うことで、室内蒸発器１８を流通する冷媒流量Ｇｅを増大させることができる為、冷媒に含まれる冷凍機油によるオイル寝込みを抑制することができる。

更に、この車両用空調装置１によれば、冷房モードの最大冷媒流量時に、冷媒蒸発温度Ｔｅを目標蒸発温度ＴＥＯの最低値（具体的には、２℃）に調整することができる。従って、冷媒蒸発温度Ｔｅを目標蒸発温度ＴＥＯとなるまで低下させるために、圧縮機１１の冷媒吐出能力が不必要に増大する制御干渉を招いてしまうことがない。

その結果、圧縮機１１の消費動力が不必要に増大してしまうことや、室内蒸発器１８における送風空気の冷却能力が不足してしまうことを抑制できる。

以上説明したように、第１実施形態に係る車両用空調装置１によれば、除湿暖房モード時に、室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度Ｔｅが基準蒸発温度ＫＴｅよりも低くなっていると判定された場合には、ステップＳ６２の内気率上昇制御が行われ、冷媒蒸発温度Ｔｅの下降に伴って内気率を上昇させる為、室内蒸発器１８における吸熱量を高め、除湿暖房モードにおける加熱能力を向上させることができる。

即ち、この車両用空調装置１は、除湿暖房モードにおいて、圧縮機１１による所定の圧縮仕事量で発揮可能な加熱能力（即ち、室内凝縮器１２における放熱量）を向上させることができる。又、換言すると、車両用空調装置１は、除湿暖房モードにおける所定の加熱能力を発揮させる為に必要な圧縮機１１の圧縮仕事量を抑制することができる為、省エネルギー化に貢献することができる。

又、第１実施形態に係る車両用空調装置１によれば、冷房モードの冷媒回路に切り替えて冷房運転することができる。冷房モード、除湿暖房モードでサイクルを循環する適正な循環冷媒流量の差に起因して除湿暖房モードで生じる不具合を、内気率上昇制御を行うことで抑制することができる。内気率上昇制御で抑制可能な不具合としては、例えば、室内蒸発器１８の着霜、オイル寝込みや、制御干渉等を挙げることができる。

（第２実施形態）
続いて、上述した第１実施形態とは異なる第２実施形態について、図面を参照しつつ説明する。第２実施形態に係る車両用空調装置１は、基本的に第１実施形態と同様の構成である。第２実施形態においては、除湿暖房モードで実行されるサブルーチンによる制御内容が上述した第１実施形態と相違する。

従って、以下の説明において、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

第２実施形態に係る除湿暖房モードにおいても、第１実施形態と同様に、圧縮機１１→室内凝縮器１２→第１膨張弁１５ａ→室外熱交換器１６→（第１開閉弁２１→）アキュムレータ２０→圧縮機１１の順に冷媒を循環させると共に、圧縮機１１→室内凝縮器１２→（第２開閉弁２２→）第２膨張弁１５ｂ→室内蒸発器１８→蒸発圧力調整弁１９→アキュムレータ２０→圧縮機１１の順に冷媒を循環させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。

そして、第２実施形態に係る除湿暖房モードでは、内外気切替ドア用の電動アクチュエータへ出力される制御信号は、図９に示すサブルーチンを実行することによって、蒸発器温度センサ５６によって検出された室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度Ｔｅや目標吹出温度ＴＡＯに基づいて適宜決定される。

図９に示すように、先ず、ステップＳ７１では、蒸発器温度センサ５６によって検出された冷媒蒸発温度Ｔｅが予め定めた第１基準蒸発温度ＫＴｅ１よりも低くなっているか否かを判定する。第１基準蒸発温度ＫＴｅ１は、例えば、室内蒸発器１８に着霜を生じさせない温度（例えば、１℃）に設定されている。

ステップＳ７１にて、冷媒蒸発温度Ｔｅが第１基準蒸発温度ＫＴｅ１よりも低くなっていると判定された場合には、ステップＳ７２へ進み、内気率上昇制御が実行される。一方、ステップＳ７１にて、冷媒蒸発温度Ｔｅが第１基準蒸発温度ＫＴｅ１以上となっていると判定された場合には、ステップＳ７３に移行する。

ステップＳ７２における内気率上昇制御では、上述した第１実施形態における内気率上昇制御と同様の処理が行われる。即ち、内外気切替ドア用の電動アクチュエータへ出力される制御信号が、蒸発器温度センサ５６によって検出された冷媒蒸発温度Ｔｅが低い程、高い内気率となるように決定される。

従って、第２実施形態に係る車両用空調装置１においても、第１実施形態と同様に、
内気率上昇制御を実行することで、室内蒸発器１８における吸熱量を高め、除湿暖房モードにおける加熱能力を向上させることができる。

又、第２実施形態に係る車両用空調装置１は、内気率上昇制御を実行することで、冷房モード、除湿暖房モードでサイクルを循環する適正な循環冷媒流量の差に起因して除湿暖房モードで生じる不具合（即ち、室内蒸発器１８の着霜、オイル寝込み等）を抑制することができる。

ステップＳ７３においては、蒸発器温度センサ５６によって検出された冷媒蒸発温度Ｔｅが第２基準蒸発温度ＫＴｅ２よりも高くなっているか否かを判定する。第２基準蒸発温度ＫＴｅ２は、第１基準蒸発温度ＫＴｅ１よりも高い温度を示している。第２基準蒸発温度ＫＴｅ２は、除湿暖房モード時における室内蒸発器１８が最も除湿能力を発揮している場合の冷媒蒸発温度Ｔｅよりもやや低い温度を示している。

ステップＳ７３において、冷媒蒸発温度Ｔｅは第２基準蒸発温度ＫＴｅ２よりも高くなっている場合には、ステップＳ７４に進み、内気率下降制御が実行される。一方、冷媒蒸発温度Ｔｅが第２基準蒸発温度ＫＴｅ２以下になっていると判定された場合には、ステップＳ７５に移行する。

ステップＳ７４の内気率下降制御では、内外気切替ドア用の電動アクチュエータへ出力される制御信号は、蒸発器温度センサ５６によって検出された冷媒蒸発温度Ｔｅが高い程、低い内気率となるように決定される。

そして、ステップＳ７５においては、通常制御が実行される。即ち、この通常制御は、冷媒蒸発温度Ｔｅが第１基準蒸発温度ＫＴｅ１から第２基準蒸発温度ＫＴｅ２の範囲内である場合に実行される。

具体的に、このステップＳ７５の通常制御では、第１実施形態と同様の処理が行われる。即ち、内外気切替ドア用の電動アクチュエータへ出力される制御信号は、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置４０に記憶された制御マップを参照して決定される。

ここで、第２実施形態における内気率下降制御の効果について、図１０を参照しつつ説明する。上述したように、第２実施形態に係る車両用空調装置１においても、除湿暖房モードでは、室外熱交換器１６と室内蒸発器１８とを並列に接続した冷媒流路が構成されている。

この為、室外熱交換器１６における冷媒圧力と、室内蒸発器１８における冷媒圧力が等しくなってしまい、室外熱交換器１６における冷媒蒸発温度と、室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度が一致してしまう。

これにより、除湿暖房モードにおける室内蒸発器１８による除湿能力を維持したままで、室外熱交換器１６における吸熱量を変化させて、車室内に吹出される送風空気の温度を調整しようとしても、室外熱交換器１６における外気からの吸熱量を適切に調整することできない。つまり、この場合には、除湿暖房モードにおける室内への送風空気の温度調整範囲は、図１０にクロスハッチングで示す範囲に制限されてしまう。

特に、室内への送風空気の温度を低下させようとした場合、室内への吹出空気の温度を低下させるためには、室外熱交換器１６における冷媒蒸発温度を上昇させ、室外熱交換器１６における冷媒の吸熱量を減少させればよい。

しかしながら、室外熱交換器１６及び室内蒸発器１８が冷媒流れに対して並列に接続されている為、室外熱交換器１６における冷媒蒸発温度を上昇させてしまうと、室内蒸発器１８の冷媒蒸発温度も上昇してしまう。この為、除湿暖房モードにおける送風空気の温度を、図１０にクロスハッチングで示す範囲よりも低温側に調整することは困難であった。

この点、ステップＳ７４の内気率下降制御では、内外気切替装置３３における内気率が下げられる為、室内蒸発器１８に対する除湿負荷が低下し、室内蒸発器１８による吸熱量も低減することになる。

上述したように、除湿暖房モードにおける加熱能力（即ち、室内凝縮器１２における放熱量）は、圧縮機１１における圧縮仕事量に相当する熱量、室外熱交換器１６にて冷媒が外気から吸熱する外気側吸熱量、及び室内蒸発器１８にて冷媒が送風空気から吸熱した送風空気側吸熱量の総和に相当する。

従って、第２実施形態に係る車両用空調装置１によれば、ステップＳ７４の内気率下降制御を実行することで、室内蒸発器１８における吸熱量を低下させて、除湿暖房モードにおける加熱能力を低下させることができる。これにより、この車両用空調装置１は、除湿暖房モードにおける送風空気の温度調整範囲を、図１０にクロスハッチングで示す範囲に加えて、水平ハッチングで示す範囲に拡張することができ、送風空気の温度をより低温に調整することができる。

以上説明したように、第２実施形態に係る車両用空調装置１によれば、除湿暖房モード時に、室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度Ｔｅが第１基準蒸発温度ＫＴｅ１よりも低くなっていると判定された場合には、ステップＳ７２の内気率上昇制御が行われ、冷媒蒸発温度Ｔｅの下降に伴って内気率を上昇させる為、室内蒸発器１８における吸熱量を高め、除湿暖房モードにおける加熱能力を向上させることができる。

即ち、この車両用空調装置１は、除湿暖房モードにおいて、圧縮機１１による所定の圧縮仕事量で発揮可能な加熱能力（即ち、室内凝縮器１２における放熱量）を向上させることができる。又、冷房モード、除湿暖房モードでサイクルを循環する適正な循環冷媒流量の差に起因して除湿暖房モードで生じる不具合を、内気率上昇制御を行うことで抑制することができる。

更に、第２実施形態に係る車両用空調装置１によれば、除湿暖房モード時に、室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度Ｔｅが第２基準蒸発温度ＫＴｅ２よりも高くなっていると判定された場合には、ステップＳ７４の内気率下降制御が行われ、冷媒蒸発温度Ｔｅの上昇に伴って内気率を下降させる。

これにより、室内蒸発器１８における吸熱量を低下させて、除湿暖房モードにおける加熱能力を低下させることができる為、この車両用空調装置１は、除湿暖房モードにおける送風空気の温度調整範囲を低温側に拡張することができる。

（第３実施形態）
次に、上述した各実施形態とは異なる第３実施形態について、図面を参照しつつ説明する。第３実施形態に係る車両用空調装置１は、基本的に上述した実施形態と同様の構成である。第３実施形態においては、除湿暖房モードで実行されるサブルーチンによる制御内容が上述した実施形態と相違する。

従って、以下の説明において、上述した実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

第３実施形態に係る除湿暖房モードにおいても、上述した実施形態と同様に、圧縮機１１→室内凝縮器１２→第１膨張弁１５ａ→室外熱交換器１６→（第１開閉弁２１→）アキュムレータ２０→圧縮機１１の順に冷媒を循環させると共に、圧縮機１１→室内凝縮器１２→（第２開閉弁２２→）第２膨張弁１５ｂ→室内蒸発器１８→蒸発圧力調整弁１９→アキュムレータ２０→圧縮機１１の順に冷媒を循環させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。

そして、第３実施形態に係る除湿暖房モードでは、内外気切替ドア用の電動アクチュエータへ出力される制御信号は、図１１に示すサブルーチンを実行することによって決定される。第３実施形態においては、上述した実施形態と異なり、第２膨張弁１５ｂの開度Ａｅ２や、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて適宜決定される。

上述したように、第３実施形態における第２膨張弁１５ｂも、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体の絞り開度を変化させるステッピングモータからなる電動アクチュエータとを有している。従って、空調制御装置４０は、第２膨張弁１５ｂの電動アクチュエータに入力した制御信号のパルス数によって、第２膨張弁１５ｂの開度Ａｅ２を検出することができる。

又、第３実施形態に係る車両用空調装置１の除湿暖房モードにおいて、第２膨張弁１５ｂには、図１２に示すように、所定の最小開度から最大開度までの開度範囲が定められている。

除湿暖房モードにおいて、第２膨張弁１５ｂの開度Ａｅ２が最小開度に近づいて行くほど、第２膨張弁１５ｂ及び室内蒸発器１８を流通する冷媒流量Ｇｅが小さくなる。つまり、図１２に示すように、第２膨張弁１５ｂの開度Ａｅ２が小さくなるほど、室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度Ｔｅは低下していく。このことは、室内蒸発器１８における除湿能力に対して、現時点における除湿負荷が小さく能力的に余裕があることを示している。

一方、第２膨張弁１５ｂの開度Ａｅ２が最大開度に近づいて行くほど、第２膨張弁１５ｂ及び室内蒸発器１８を流通する冷媒流量Ｇｅが大きくなる。即ち、第２膨張弁１５ｂの開度Ａｅ２が大きくなるほど、室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度Ｔｅも上昇していく。つまり、この場合には、室内蒸発器１８における除湿能力に対して、現時点における除湿負荷が同等若しくはやや大きく、除湿能力に余裕がない状態を示す。

つまり、図１２に示すように、第２膨張弁１５ｂの開度Ａｅ２と、室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度Ｔｅとの間に一定の関係性があるため、第２膨張弁１５ｂの開度Ａｅ２をもって、内気率上昇制御の実行に関する可否を判断することが可能である。

図１１に示すように、先ず、ステップＳ８１では、第２膨張弁１５ｂの電動アクチュエータに入力した制御信号に基づいて、第２膨張弁１５ｂの開度Ａｅ２が予め定めた基準開度ＫＡｅよりも小さくなっているか否かを判定する。基準開度ＫＡｅは、例えば、室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度Ｔｅが基準蒸発温度ＫＴｅとなる場合の第２膨張弁１５ｂの開度に設定されている。

ステップＳ８１にて、第２膨張弁１５ｂの開度Ａｅ２が基準開度ＫＡｅよりも小さくなっていると判定された場合には、ステップＳ８２へ進み、内気率上昇制御が実行される。一方、ステップＳ８１にて、第２膨張弁１５ｂの開度Ａｅ２が基準開度ＫＡｅ以上となっていると判定された場合には、ステップＳ８３に移行する。

ステップＳ８２における内気率上昇制御では、上述した内気率上昇制御と同様の処理が行われる。即ち、内外気切替ドア用の電動アクチュエータへ出力される制御信号が、検出された第２膨張弁１５ｂの開度Ａｅ２が小さい程、高い内気率となるように決定される。

図１２に示すように、第２膨張弁１５ｂの開度Ａｅ２によって、室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度Ｔｅを特定することもできる為、第２膨張弁１５ｂの開度Ａｅ２に従って内気率を決定しても、第１実施形態と同様の効果を発揮させることができる。

このように、第３実施形態に係る車両用空調装置１においても、上述した実施形態と同様に、内気率上昇制御を実行することで、室内蒸発器１８における吸熱量を高め、除湿暖房モードにおける加熱能力を向上させることができる。

又、第３実施形態に係る車両用空調装置１も、内気率上昇制御を実行することで、冷房モード、除湿暖房モードでサイクルを循環する適正な循環冷媒流量の差に起因して除湿暖房モードで生じる不具合（即ち、室内蒸発器１８の着霜、オイル寝込み等）を抑制することができる。

一方、ステップＳ８３では、第１実施形態と同様に、通常制御が実行される。具体的には、内外気切替ドア用の電動アクチュエータへ出力される制御信号は、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置４０に記憶された制御マップを参照して決定される。

以上説明したように、第３実施形態に係る車両用空調装置１によれば、除湿暖房モード時に、第２膨張弁１５ｂの開度Ａｅ２が基準開度ＫＡｅよりも小さくなっていると判定された場合には、ステップＳ８２の内気率上昇制御が行われ、第２膨張弁１５ｂの開度Ａｅ２の下降（即ち、室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度Ｔｅの下降）に伴って内気率を上昇させる為、室内蒸発器１８における吸熱量を高め、除湿暖房モードにおける加熱能力を向上させることができる。

第３実施形態においては、第２膨張弁１５ｂの開度Ａｅ２をセンサ等で検出することなく、内気率上昇制御に係る実行の可否を決定することができ、簡易な構成で除湿暖房モードにおける加熱能力を向上させることができる。

又、この車両用空調装置１は、除湿暖房モードにおいて、圧縮機１１による所定の圧縮仕事量で発揮可能な加熱能力（即ち、室内凝縮器１２における放熱量）を向上させることができる。又、冷房モード、除湿暖房モードでサイクルを循環する適正な循環冷媒流量の差に起因して除湿暖房モードで生じる不具合を、内気率上昇制御を行うことで抑制することができる。

（他の実施形態）
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではない。即ち、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。例えば、上述した各実施形態を適宜組み合わせても良い。

又、上述した実施形態を、例えば、以下のように種々変形することも可能である。

（１）上述の実施形態では、本発明の冷凍サイクル装置１０を、電気自動車に搭載される車両用空調装置１に適用した例を説明したが、本発明の適用はこれに限定されない。例えば、車両走行用の駆動力を内燃機関（エンジン）から得る通常の車両に搭載される車両用空調装置に適用してもよいし、走行用の駆動力を走行用電動モータおよび内燃機関の双方から得るハイブリッド車両に搭載される車両用空調装置に適用してもよい。

又、内燃機関を有する車両に適用される車両用空調装置１では、送風空気の補助加熱装置として、内燃機関の冷却水を熱源として送風空気を加熱するヒータコアを設けてもよい。更に、本発明の冷凍サイクル装置１０は、車両用に限定されることなく、据え置き型の空調装置等に適用してもよい。

又、上述の実施形態では、加熱用熱交換器である室内凝縮器１２にて、圧縮機１１から吐出された吐出冷媒と送風空気とを熱交換させ、吐出冷媒を熱源として直接的に送風空気を加熱する例を説明したが、加熱用熱交換器における送風空気の加熱態様はこれに限定されない。

例えば、熱媒体を循環させる熱媒体循環回路を設け、この熱媒体循環回路に、吐出冷媒と熱媒体とを熱交換させる水−冷媒熱交換器、及び水−冷媒熱交換器にて加熱された熱媒体と送風空気とを熱交換させて送風空気を加熱する加熱用熱交換器を配置する。そして、加熱用熱交換器にて、吐出冷媒を熱源として熱媒体を介して間接的に送風空気を加熱するようにしてもよい。

（２）上述の各実施形態では、暖房モード、除湿暖房モード、および冷房モードの冷媒回路に切替可能な冷凍サイクル装置１０について説明したが、少なくとも上述の実施形態の除湿暖房モードと冷房モードとを切り替え可能な冷凍サイクル装置であれば、各実施形態で説明した効果を得ることができる。

また、上述の各実施形態で説明した冷凍サイクル装置１０において、第１開閉弁２１、第２開閉弁２２を閉じて冷房モードと同様に室外熱交換器１６および室内蒸発器１８を直接的に接続する冷媒回路に切り替え、さらに、目標吹出温度ＴＡＯに応じて、第１膨張弁１５ａおよび第２膨張弁１５ｂの絞り開度を変更することによって、車室内の除湿暖房を行う補助除湿暖房モード（即ち、直列除湿暖房モード）の運転を行うようにしてもよい。

具体的には、補助除湿暖房モードでは、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、第１膨張弁１５ａの絞り開度を減少させると共に、第２膨張弁１５ｂの絞り開度を増加させる。これにより、室外熱交換器１６を放熱器として機能させる状態から蒸発器として機能させる状態へ切り替えて、室内凝縮器１２における送風空気の加熱能力を変化させてもよい。

（３）又、上述した実施形態においては、除湿暖房モードにおける内気率制御に際し、室内蒸発器１８の冷媒蒸発温度Ｔｅに着目していたが、この態様に限定されるものではない。室内蒸発器１８における冷媒蒸発圧力を用いて、除湿暖房モードにおける内気率制御を行っても良い。室内蒸発器１８における冷媒蒸発圧力は、冷媒蒸発温度Ｔｅに対応する為、実質的に同じ意味となるからである。

（４）又、内気率上昇制御においては、冷媒蒸発温度Ｔｅが下降する程に内気率を高く設定することができれば、冷媒蒸発温度Ｔｅが下降するごとに、内気率を連続的に上昇させても良い。又、冷媒蒸発温度Ｔｅを複数の数値範囲に階級分けし、階級ごとに一の内気率を対応付けた制御マップを用いて、内気率上昇制御を行っても良い。この場合、室内蒸発器１８の冷媒蒸発温度Ｔｅが属する範囲に対応付けられた内気率に調整される。更に、内気率下降制御においても同様である。

（５）そして、上述した第１実施形態では、室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度Ｔｅが基準蒸発温度ＫＴｅより低い場合に、冷媒蒸発温度Ｔｅの下降に伴い内気率を上昇させていたが、この態様に限定されるものではない。

例えば、室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度Ｔｅが所定温度（例えば、第２実施形態における第２基準蒸発温度ＫＴｅ２）よりも高い場合に、冷媒蒸発温度Ｔｅの上昇に伴い内気率を下降させる内気率下降制御を行い、所定温度以下の場合に通常制御を行うように構成してもよい。

このように構成した場合、車両用空調装置１は、除湿暖房モードにおける送風温度の温度調整範囲を、低温側に拡張することができる。

（６）上述の各実施形態では、空調制御プログラムを実行することによって、各運転モードを切り替えた例を説明したが、各運転モードの切り替えはこれに限定されない。例えば、操作パネルに各運転モードを設定する運転モード設定スイッチを設け、当該運転モード設定スイッチの操作信号に応じて、暖房モードと冷房モードおよび除湿暖房モードを切り替えるようにしてもよい。

１１ 圧縮機
１２ 室内凝縮器（加熱用熱交換器）
１５ａ 第１膨張弁（第１減圧装置）
１５ｂ 第２膨張弁（第２減圧装置）
１６ 室外熱交換器
１８ 室内蒸発器（冷却用熱交換器）
１９ 蒸発圧力調整弁
３３ 内外気切替装置
４０ 空調制御装置
４０ｄ 内気率制御部

Claims (4)

1. 空調装置に適用される冷凍サイクル装置であって、
   冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
   前記圧縮機から吐出された冷媒を熱源として、空調対象空間へ送風される送風空気を加熱する加熱用熱交換器（１２）と、
   冷媒を減圧させる第１減圧装置（１５ａ）と、
   前記第１減圧装置にて減圧された冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（１６）と、
   冷媒を減圧させる第２減圧装置（１５ｂ）と、
   前記第２減圧装置にて減圧された冷媒と前記加熱用熱交換器通過前の前記送風空気とを熱交換させる冷却用熱交換器（１８）と、
   前記冷却用熱交換器における冷媒蒸発圧力（Ｐｅ）を調整する蒸発圧力調整弁（１９）と、
   前記冷却用熱交換器にて熱交換される前記送風空気に占める前記空調対象空間内の空気の割合である内気率を変化させる内気率調整部（３３）と、
   前記内気率調整部の作動を制御する内気率制御部（４０）と、を備え、
   前記蒸発圧力調整弁は、内部を流通する冷媒流量の増加に伴って、前記冷媒蒸発圧力（Ｐｅ）を上昇させ、
   冷却して除湿された前記送風空気を再加熱して前記空調対象空間へ吹き出す第１モード時には、前記加熱用熱交換器から流出した冷媒の流れを分岐させ、分岐された一方の冷媒を前記第１減圧装置→前記室外熱交換器→前記圧縮機の順に流すと共に、分岐された他方の冷媒を前記第２減圧装置→前記冷却用熱交換器→前記蒸発圧力調整弁→前記圧縮機の順に流す冷媒回路となっており、
   前記第２減圧装置は、電気式アクチュエータで作動する弁であり、
   前記内気率制御部（４０）は、前記第２減圧装置における弁の開度を用いて、前記内気率調整部を制御して、前記冷媒蒸発温度（Ｔｅ）の下降に伴って前記内気率を上昇させる冷凍サイクル装置。
2. 前記内気率制御部（４０）は、前記第１モード時において、
   前記冷却用熱交換器における前記冷媒蒸発温度（Ｔｅ）が所定の基準温度（ＫＴｅ）よりも低い場合に、前記冷媒蒸発温度の下降に伴って、前記内気率を上昇させる請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 前記内気率制御部（４０）は、前記第１モード時において、
   前記冷却用熱交換器における前記冷媒蒸発温度（Ｔｅ）が、所定の第１基準温度（Ｋｔｅ１）よりも低い場合には、前記冷媒蒸発温度の下降に伴って、前記内気率を上昇させ、
   前記冷却用熱交換器における前記冷媒蒸発温度（Ｔｅ）が、前記第１基準温度よりも高い第２基準温度（ＫＴｅ２）よりも高い場合には、前記冷媒蒸発温度の上昇に伴って、前記内気率を下降させる請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
4. 前記第１モードと異なるモードであって、冷却された前記送風空気を前記空調対象空間へ吹き出す第２モードに切り替え可能に構成され、
   前記第２モード時には、前記加熱用熱交換器→前記第１減圧装置→前記室外熱交換器→前記第２減圧装置→前記冷却用熱交換器→前記蒸発圧力調整弁→前記圧縮機の順に流す冷媒回路になっている請求項１ないし３の何れか１つに記載の冷凍サイクル装置。

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