冷凍サイクル装置
【課題】利用側熱交換器および補助加熱手段にて熱交換対象流体を加熱可能に構成された冷凍サイクル装置のエネルギ消費量を低減させる
【解決手段】ガスインジェクションサイクルを構成するヒートポンプサイクル１０の室内凝縮器１２の送風空気流れ上流側に補助加熱手段としてのＰＴＣヒータ５０を配置し、送風空気の温度を目標温度まで昇温させることができなくなった際に、ＰＴＣヒータ５０に通電して室内凝縮器１２へ流入する送風空気を加熱する。これにより、室内凝縮器１２における冷媒凝縮温度を上昇させるとともに、圧縮機１１の高段側圧縮行程における圧縮仕事量を増大させて、室内凝縮器１２にて発揮される加熱能力を増大させることができるので、ＰＴＣヒータ５０の消費する電力（電気エネルギ）を低減させることができる。
【解決手段】ガスインジェクションサイクルを構成するヒートポンプサイクル１０の室内凝縮器１２の送風空気流れ上流側に補助加熱手段としてのＰＴＣヒータ５０を配置し、送風空気の温度を目標温度まで昇温させることができなくなった際に、ＰＴＣヒータ５０に通電して室内凝縮器１２へ流入する送風空気を加熱する。これにより、室内凝縮器１２における冷媒凝縮温度を上昇させるとともに、圧縮機１１の高段側圧縮行程における圧縮仕事量を増大させて、室内凝縮器１２にて発揮される加熱能力を増大させることができるので、ＰＴＣヒータ５０の消費する電力（電気エネルギ）を低減させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを用いた冷凍サイクル装置に関するもので、車両用の冷凍サイクル装置に適用して有効である。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを用いて車室内へ送風される送風空気を加熱して車室内の暖房を行う車両用空調装置が開示されている。より具体的には、この特許文献１の車両用空調装置では、冷凍サイクルの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利用側熱交換器にて熱交換させて送風空気を加熱している。
【０００３】
さらに、この車両用空調装置は、利用側熱交換器の送風空気流れ方向下流側に配置されて、利用側熱交換器にて発揮される送風空気の加熱能力を補う補助加熱手段としての電気ヒータを備えている。そして、最大暖房時等のように利用側熱交換器の加熱能力だけでは送風空気を乗員の所望の温度まで上昇させることができない場合に、電気ヒータに通電して送風空気を加熱することによって乗員の暖房感の悪化を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１９０５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１の車両用空調装置のように、補助加熱手段である電気ヒータを備える構成では、最大暖房時等のような電気ヒータの作動時に、電気ヒータが大きな電力を消費してしまうことがある。従って、最大暖房時等に、送風空気を乗員の所望の温度まで上昇させる適切な暖房を実現するためのエネルギ消費量が多くなってしまう。
【０００６】
つまり、熱交換対象流体を加熱する蒸気圧縮式の冷凍サイクルの加熱能力を補うために補助加熱手段を設ける構成では、熱交換対象流体を所望の温度まで昇温させるために消費されるエネルギ量が大きくなってしまうという問題がある。
【０００７】
さらに、このような補助加熱手段としては、予め利用側熱交換器の加熱能力が最も不足する運転条件を想定し、この運転条件でも充分に利用側熱交換器の加熱能力を補うことのできる高い加熱能力のものを採用しておく必要がある。このため、補助加熱手段の大型化等を招き、延いては、冷凍サイクル装置全体としての大型化や製造コストの増加を招く原因にもなる。
【０００８】
上記点に鑑み、本発明は、利用側熱交換器および補助加熱手段にて熱交換対象流体を加熱可能に構成された冷凍サイクル装置のエネルギ消費量を低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、吸入ポート（１１ａ）から吸入した低圧冷媒を圧縮して吐出ポート（１１ｃ）から高圧冷媒を吐出するとともに、サイクル内の中間圧冷媒を流入させて圧縮過程の冷媒に合流させる中間圧ポート（１１ｂ）を有する圧縮機（１１）と、吐出ポート（１１ｃ）から吐出された高圧冷媒と熱交換対象流体とを熱交換させて、熱交換対象流体を加熱する利用側熱交換器（１２）と、利用側熱交換器（１２）から流出した高圧冷媒のうち中間圧状態まで減圧された気相の中間圧冷媒を中間圧ポート（１１ｂ）に導く中間圧冷媒導入通路（１５）と、利用側熱交換器（１２）から流出した高圧冷媒のうち低圧状態まで減圧された低圧冷媒を蒸発させて、吸入ポート（１１ａ）側へ流出させる蒸発器（２０）と、熱交換対象流体を加熱する補助加熱手段（５０、６０）とを備え、補助加熱手段（５０、６０）は、熱交換対象流体を利用側熱交換器（１２）よりも先に加熱するか、もしくは熱交換対象流体を利用側熱交換器（１２）と同時に加熱するように構成されている冷凍サイクル装置を特徴とする。
【００１０】
これによれば、補助加熱手段（５０、６０）が、熱交換対象流体を利用側熱交換器（１２）よりも先に加熱するか、もしくは熱交換対象流体を利用側熱交換器（１２）と同時に加熱する。その結果、従来技術の如く、利用側熱交換器（１２）にて加熱された後の熱交換対象流体を補助加熱手段にてさらに加熱する構成よりも、熱交換対象流体を目標温度まで昇温させる際の補助加熱手段（５０、６０）のエネルギ消費量を低減できる。
【００１１】
その理由は、補助加熱手段（５０、６０）にて利用側熱交換器（１２）へ流入する熱交換対象流体の温度を上昇させて利用側熱交換器（１２）における冷媒の放熱量を減少させることができるので、冷凍サイクルのサイクルバランスを、利用側熱交換器（１２）内の冷媒圧力が上昇するようにバランスさせることができるからである。
【００１２】
これにより、圧縮機（１１）吐出冷媒の温度を上昇させて、利用側熱交換器（１２）を流通する冷媒の温度と利用側熱交換器（１２）へ流入する熱交換対象流体との温度差を拡大できる。さらに、圧縮機（１１）の中間圧ポート（１１ｂ）から吐出ポート（１１ｃ）へ至る範囲の圧縮行程の圧縮仕事量を増加させることができ、利用側熱交換器（１２）における出入口間エンタルピ差を増大させることができる。
【００１３】
従って、従来技術に対して、利用側熱交換器（１２）における加熱能力を増加させることができ、補助加熱手段（５０、６０）の加熱能力を低下させても、熱交換対象流体を目標温度まで昇温させることができる。その結果、補助加熱手段（５０、６０）として従来技術よりも低い加熱能力を発揮するものを採用することができ、利用側熱交換器（１２）および補助加熱手段（５０、６０）にて熱交換対象流体を加熱可能に構成された冷凍サイクル装置のエネルギ消費量を低減させることができる。
【００１４】
次に、請求項２に記載の発明では、吸入ポート（１１ａ）から吸入した低圧冷媒を圧縮して吐出ポート（１１ｃ）から高圧冷媒を吐出するとともに、サイクル内の中間圧冷媒を流入させて圧縮過程の冷媒に合流させる中間圧ポート（１１ｂ）を有する圧縮機（１１）と、吐出ポート（１１ｃ）から吐出された高圧冷媒と熱交換対象流体とを熱交換させて、熱交換対象流体を加熱する利用側熱交換器（１２）と、利用側熱交換器（１２）から流出した高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧させる高段側減圧手段（１３）と、高段側減圧手段（１３）にて減圧された中間圧冷媒の気液を分離し、分離された気相冷媒を中間圧ポート（１１ｂ）側へ流出させる気液分離手段（１４）と、気液分離手段（１４）にて分離された液相冷媒を低圧冷媒となるまで減圧させる低段側減圧手段（１７）と、低段側減圧手段（１７）にて減圧された低圧冷媒を蒸発させて、吸入ポート（１１ａ）側へ流出させる蒸発器（２０）と、熱交換対象流体を加熱する補助加熱手段（５０、６０）とを備え、補助加熱手段（５０、６０）は、熱交換対象流体を利用側熱交換器（１２）よりも先に加熱するか、もしくは熱交換対象流体を利用側熱交換器（１２）と同時に加熱するように構成されている冷凍サイクル装置を特徴とする。
【００１５】
これによれば、高段側減圧手段（１３）と気液分離手段（１４）と低段側減圧手段（１７）とを組み合わせた２段膨張型のガスインジェクションサイクルを構成する冷凍サイクル装置において、請求項１に記載の発明と同様の作用効果を奏することができる。
【００１６】
次に、請求項３に記載の発明では、吸入ポート（１１ａ）から吸入した低圧冷媒を圧縮して吐出ポート（１１ｃ）から高圧冷媒を吐出するとともに、サイクル内の中間圧冷媒を流入させて圧縮過程の冷媒に合流させる中間圧ポート（１１ｂ）を有する圧縮機（１１）と、吐出ポート（１１ｃ）から吐出された高圧冷媒と熱交換対象流体とを熱交換させて、熱交換対象流体を加熱する利用側熱交換器（１２）と、利用側熱交換器（１２）から流出した高圧冷媒の冷媒通路を複数に分岐する冷媒分岐部（７０）と、冷媒分岐部（７０）により分岐された一方の冷媒通路（７１）に設けられ、利用側熱交換器（１２）出口側の高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧させる第１減圧手段（７２）と、冷媒分岐部（７０）により分岐された他方の冷媒通路（７３）を通過する利用側熱交換器（１２）出口側の高圧冷媒と、第１減圧手段（７２）により減圧された中間圧冷媒との間で熱交換を行うとともに、熱交換を終えた中間圧冷媒を中間圧ポート（１１ｂ）側へ流出させる内部熱交換器（７４）と、内部熱交換器（７４）での熱交換を終えた高圧冷媒を低圧冷媒となるまで減圧させる第２減圧手段（７５）と、第２減圧手段（７５）にて減圧された低圧冷媒を蒸発させて、吸入ポート（１１ａ）側へ流出させる蒸発器（２０）と、熱交換対象流体を加熱する補助加熱手段（５０、６０）とを備え、補助加熱手段（５０、６０）は、熱交換対象流体を利用側熱交換器（１２）よりも先に加熱するか、もしくは熱交換対象流体を利用側熱交換器（１２）と同時に加熱するように構成されている冷凍サイクル装置を特徴とする。
【００１７】
これによれば、内部熱交換方式のガスインジェクションサイクルを構成する冷凍サイクル装置において、請求項１に記載の発明と同様の作用効果を奏することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明のように、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置において、具体的には、補助加熱手段（５０、６０）は、利用側熱交換器（１２）よりも熱交換対象流体の上流側部位に配置され、熱交換対象流体を利用側熱交換器（１２）よりも先に加熱するようになっている構成とすればよい。
【００１９】
また、請求項５に記載の発明のように、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置において、具体的には、補助加熱手段（５０、６０）は、熱交換対象流体の流れに対して利用側熱交換器（１２）と並列に配置されて利用側熱交換器（１２）と一体に構成され、これにより、補助加熱手段（５０、６０）と利用側熱交換器（１２）が熱交換対象流体を同時に加熱するようになっていてもよい。
【００２０】
請求項６に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置において、仮に、補助加熱手段（５０、６０）を利用側熱交換器（１２）にて加熱された後の熱交換対象流体を加熱するように配置した状態で、利用側熱交換器（１２）および補助加熱手段（５０、６０）の双方の加熱能力によって熱交換対象流体を目標温度まで昇温させる際に、補助加熱手段（５０、６０）に要求される最大加熱能力を基準加熱能力としたときに、補助加熱手段（５０、６０）として、基準加熱能力よりも低い加熱能力を発揮するものが採用されていることを特徴とする。
【００２１】
これによれば、補助加熱手段（５０、６０）として、基準加熱能力よりも低い加熱能力を発揮するものを採用しているので、従来技術に対して、補助加熱手段（５０、６０）のエネルギ消費量を確実に低減できる。さらに、補助加熱手段（５０、６０）自体の小型化を図ることができる。延いては、冷凍サイクル装置全体としての小型化および製造コストの低減を図ることもできる。
【００２２】
請求項７に記載の発明では、補助加熱手段（５０、６０）における熱交換対象流体の加熱能力を調整する加熱能力調整手段（４０ａ、６２）を備え、加熱能力調整手段（４０ａ、６２）は、利用側熱交換器（１２）における冷媒圧力（Ｐｄ）が目標高圧（ＴＰｄ）となるように補助加熱手段（５０、６０）の加熱能力を調整することを特徴とする。
【００２３】
これによれば、利用側熱交換器（１２）における冷媒圧力が目標高圧（ＴＰｄ）となるように加熱能力調整手段（４０ａ、６２）が補助加熱手段（５０、６０）の加熱能力を調整するので、熱交換対象流体の目標温度に応じて目標高圧（ＴＰｄ）を設定することで、熱交換対象流体を容易に目標温度まで昇温させることができる。
【００２４】
請求項８に記載の発明のように、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置において、補助加熱手段として、具体的には電力を供給されることによって発熱する電気ヒータ（５０）を採用してもよい。なお、補助加熱手段が電気ヒータ（５０）である場合、「低い加熱能力を発揮するもの」には、例えば、所定の電圧を印加した際の発熱量（ワット数）が小さい電気ヒータ等が含まれる。
【００２５】
さらに、請求項９に記載の発明のように、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置において、補助加熱手段として、具体的には外部熱源を冷却する熱媒体を熱源として熱交換対象流体を加熱する補助加熱用熱交換器（６０）を採用してもよい。補助加熱手段が補助加熱用熱交換器（６０）である場合、「低い加熱能力を発揮するもの」には、例えば、熱交換面積の小さい補助加熱用熱交換器等が含まれる。
【００２６】
請求項１０に記載の発明のように、請求項７に記載の冷凍サイクル装置において、補助加熱手段は、具体的には電力を供給されることによって発熱する電気ヒータ（５０）であり、加熱能力調整手段（４０ａ、６２）は、電気ヒータ（５０）へ供給する電力量を調整することによって、電気ヒータ（５０）の加熱能力を調整するようになっていてもよい。
【００２７】
さらに、請求項１１に記載の発明のように、請求項７に記載の冷凍サイクル装置において、補助加熱手段は、具体的には外部熱源を冷却する熱媒体を熱源として熱交換対象流体を加熱する補助加熱用熱交換器（６０）であり、加熱能力調整手段（４０ａ、６２）は、補助加熱用熱交換器（６０）へ流入する熱媒体の流量を調整することによって、補助加熱用熱交換器（６０）の加熱能力を調整するようになっていてもよい。
【００２８】
請求項１２に記載の発明では、請求項７、１０，１１のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置において、加熱能力調整手段（４０ａ、６２）は、熱交換対象流体の加熱能力向上のための冷凍サイクル側での能力向上制御が最大となっている状態で、熱交換対象流体の加熱能力不足が判定されたときに、補助加熱手段（５０、６０）を作動させることを特徴とする。
【００２９】
これによれば、補助加熱手段（５０、６０）の作動を必要最小限に抑止できる。
【００３０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１実施形態のヒートポンプサイクルの冷房運転モード時の冷媒流路を示す全体構成図である。
【図２】第１実施形態のヒートポンプサイクルの暖房運転モード時の冷媒流路を示す全体構成図である。
【図３】（ａ）は、第１実施形態の気液分離器の外観斜視図であり、（ｂ）は、上面図である。
【図４】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。
【図５】第１実施形態の暖房運転モード時における制御処理を示すフローチャートである。
【図６】第１実施形態の暖房運転モード時のサブクール制御時おける制御処理を示すフローチャートである。
【図７】第１実施形態の暖房運転モード時の乾き度制御時における制御処理を示すフローチャートである。
【図８】第１実施形態の暖房運転モード時のＰＴＣヒータ制御時における制御処理を示すフローチャートである。
【図９】第１実施形態の車両用空調装置の制御処理の要部を示すフローチャートである。
【図１０】第１実施形態のヒートポンプサイクルの暖房運転モード時における冷媒の状態を示すモリエル線図である。
【図１１】比較例の冷凍サイクルの暖房運転モード時における冷媒の状態を示すモリエル線図である。
【図１２】第２実施形態のヒートポンプサイクルの暖房運転モード時の冷媒流路を示す全体構成図である。
【図１３】第３実施形態の暖房運転モード時のＰＴＣヒータ制御時における制御処理を示すフローチャートである。
【図１４】第４実施形態のヒートポンプサイクルの暖房運転モード時の冷媒流路を示す全体構成図である。
【図１５】第４実施形態のヒートポンプサイクルの暖房運転モード時における冷媒の状態を示すモリエル線図である。
【図１６】第５実施形態のヒートポンプサイクルの暖房運転モード時の冷媒流路を示す全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
（第１実施形態）
図１〜図１０により、本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態では、本発明の冷凍サイクル装置を走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得る電気自動車の車両用空調装置１に適用している。この冷凍サイクル装置は、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あるいは加熱する機能を果たす。従って、本実施形態の熱交換対象流体は送風空気である。
【００３３】
さらに、冷凍サイクル装置は、ヒートポンプサイクル（蒸気圧縮式の冷凍サイクル）１０を備えており、ヒートポンプサイクル１０は、図１の全体構成図に示すように、車室内を冷房する冷房運転モード（送風空気を冷却する冷却運転モード）あるいは車室内を除湿しながら暖房する除湿暖房運転モード（除湿運転モード）の冷媒回路、および、図２の全体構成図に示すように、車室内を暖房する暖房運転モード（送風空気を加熱する加熱運転モード）の冷媒回路を切替可能に構成されている。
【００３４】
また、このヒートポンプサイクル１０では、冷媒としてＨＦＣ系冷媒（具体的には、Ｒ１３４ａ）を採用しており、高圧側冷媒圧力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、ＨＦＯ系冷媒（例えば、Ｒ１２３４ｙｆ）等を採用してもよい。さらに、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。
【００３５】
ヒートポンプサイクル１０の構成機器のうち、圧縮機１１は、車両のボンネット内に配置され、ヒートポンプサイクル１０において冷媒を吸入し、圧縮して吐出するものである。この圧縮機１１は、その外殻を形成するハウジングの内部に、固定容量型の圧縮機構からなる低段側圧縮機構と高段側圧縮機構との２つの圧縮機構、および、双方の圧縮機構を回転駆動する電動モータを収容して構成された二段昇圧式の電動圧縮機である。
【００３６】
圧縮機１１のハウジングには、ハウジングの外部から低段側圧縮機構へ低圧冷媒を吸入させる吸入ポート１１ａ、ハウジングの外部からハウジングの内部へ中間圧冷媒を流入させて低圧から高圧への圧縮過程の冷媒に合流させる中間圧ポート１１ｂ、および、高段側圧縮機構から吐出された高圧冷媒をハウジングの外部へ吐出させる吐出ポート１１ｃが設けられている。
【００３７】
より具体的には、中間圧ポート１１ｂは、低段側圧縮機構の冷媒吐出口側（すなわち、高段側圧縮機構の冷媒吸入口側）に接続されている。また、低段側圧縮機構および高段側圧縮機は、スクロール型圧縮機構、ベーン型圧縮機構、ローリングピストン型圧縮機構等の各種形式のものを採用することができる。
【００３８】
電動モータは、後述する空調制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動（回転数）が制御されるもので、交流モータ、直流モータのいずれの形式を採用してもよい。そして、この回転数制御によって、圧縮機１１の冷媒吐出能力が変更される。従って、本実施形態では、電動モータが圧縮機１１の吐出能力変更手段を構成している。
【００３９】
なお、本実施形態では、２つの圧縮機構を１つのハウジング内に収容した圧縮機１１を採用しているが、圧縮機の形式はこれに限定されない。つまり、中間圧ポート１１ｂから中間圧冷媒を流入させて低圧から高圧への圧縮過程の冷媒に合流させることが可能であれば、ハウジングの内部に、１つの固定容量型の圧縮機構およびこの圧縮機構を回転駆動する電動モータを収容して構成された電動圧縮機であってもよい。
【００４０】
さらに、２つの圧縮機を直列に接続して、低段側に配置される低段側圧縮機の吸入口を吸入ポート１１ａとし、高段側に配置される高段側圧縮機の吐出口を吐出ポート１１ｃとし、低段側圧縮機の吐出口と高段側圧縮機との吸入口とを接続する接続部に中間圧ポート１１ｂを設け、低段側圧縮機と高段側圧縮機との２つの圧縮機によって、１つの二段昇圧式の圧縮機１１を構成してもよい。
【００４１】
圧縮機１１の吐出ポート１１ｃ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、後述する車両用空調装置１の室内空調ユニット３０の空調ケース３１内に配置され、圧縮機１１（具体的には、高段側圧縮機構）から吐出された高温高圧冷媒を放熱させる放熱器として機能し、後述する室内蒸発器２３を通過した送風空気を加熱する利用側熱交換器である。
【００４２】
室内凝縮器１２の冷媒出口側には、室内凝縮器１２から流出した高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧させる高段側減圧手段としての高段側膨張弁１３の入口側が接続されている。この高段側膨張弁１３は、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体の絞り開度を変化させるステッピングモータからなる電動アクチュエータとを有して構成される電気式の可変絞り機構である。
【００４３】
より具体的には、高段側膨張弁１３では、冷媒を減圧させる絞り状態となると、絞り通路面積が相当直径φ０．５〜φ３ｍｍとなる範囲で絞り開度を変化させる。さらに、絞り開度を全開とすると、絞り通路面積を相当直径φ１０ｍｍ程度確保して、冷媒減圧作用を発揮させないようにすることもできる。なお、高段側膨張弁１３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。
【００４４】
高段側膨張弁１３の出口側には、室内凝縮器１２から流出して高段側膨張弁１３にて減圧された中間圧冷媒の気液を分離する気液分離手段としての気液分離器１４の冷媒流入ポート１４ｂが接続されている。この気液分離器１４は、遠心力の作用によって冷媒の気液を分離する遠心分離方式のものである。
【００４５】
気液分離器１４の詳細構成については、図３を用いて説明する。なお、図３（ａ）は、気液分離器１４の模式的な外観斜視図であり、図３（ｂ）は、気液分離器１４の上方側から見た上面図である。また、図３における上下の各矢印は、気液分離器１４を車両用空調装置１に搭載した状態における上下の各方向を示している。
【００４６】
本実施形態の気液分離器１４は、上下方向に延びる略中空有底円筒状（断面円形状）の本体部１４ａ、中間圧冷媒を流入させる冷媒流入口１４ｅが形成された冷媒流入ポート１４ｂ、分離された気相冷媒を流出させる気相冷媒流出口１４ｆが形成された気相冷媒流出ポート１４ｃ、および、分離された液相冷媒を流出させる液相冷媒流出口１４ｇが形成された液相冷媒流出ポート１４ｄ等を有して構成されている。
【００４７】
本体部１４ａの直径は、各流入出ポート１４ｂ〜１４ｄに接続される冷媒配管の直径に対して、１．５倍以上、３倍以下程度の径に設定されており、気液分離器１４全体としての小型化を図っている。
【００４８】
より詳細には、本実施形態の気液分離器１４（具体的には、本体部１４ａ）の内容積は、サイクルに封入される冷媒量を液相に換算した際の封入冷媒体積から、サイクルが最大能力を発揮するために必要な冷媒量を液相に換算した際の必要最大冷媒体積を減算した余剰冷媒体積よりも小さく設定されている。このため、本実施形態の気液分離器１４の内容積は、サイクルに負荷変動が生じてサイクルを循環する冷媒循環流量が変動しても、実質的に余剰冷媒を溜めることができない程度の容積になっている。
【００４９】
冷媒流入ポート１４ｂは、本体部１４ａの円筒状側面に接続されており、図３（ｂ）に示すように、気液分離器１４を上方側から見たときに、本体部１４ａの断面円形状の外周の接線方向に延びる冷媒配管によって構成されている。さらに、冷媒流入口１４ｅは、冷媒流入ポート１４ｂのうち本体部１４ａの反対側端部に形成されている。なお、冷媒流入ポート１４ａは、必ずしも水平方向に延びている必要はなく、上下方向の成分を有して延びていてもよい。
【００５０】
気相冷媒流出ポート１４ｃは、本体部１４ａの軸方向上側端面（上面）に接続されており、本体部１４ａの内外に亘って本体部１４ａと同軸上に延びる冷媒配管によって構成されている。さらに、気相冷媒流出口１４ｆは、気相冷媒流出ポート１４ｃの上方側端部に形成され、一方、下方側端部は、冷媒流入ポート１４ｂと本体部１４ａとの接続部よりも下方側に位置付けられている。
【００５１】
液相冷媒流出ポート１４ｄは、本体部１４ａの軸方向下側端面（底面）に接続されており、本体部１４ａから下方側へ向かって、本体部１４ａと同軸上に延びる冷媒配管によって構成されている。さらに、液相冷媒流出口１４ｇは、液相冷媒流出ポート１４ｄの下方側端部に形成されている。
【００５２】
従って、冷媒流入ポート１４ａの冷媒流入口１４ｅから流入した冷媒は、本体部１４ａの円筒状内壁面に沿って旋回して流れ、この旋回流によって生じる遠心力の作用によって冷媒の気液が分離される。さらに、分離された液相冷媒が、重力の作用によって本体部１４ａの下方側に落下する。
【００５３】
そして、分離されて下方側に落下した液相冷媒は液相冷媒流出ポート１４ｄの液相冷媒流出口１４ｇから流出し、分離された気相冷媒は気相冷媒流出ポート１４ｃの気相冷媒流出口１４ｆから流出する。なお、図３では、本体部１４ａの軸方向下側端面（底面）を円板状に形成した例を図示しているが、本体部１４ａの下方側部位を下側に向かって徐々に縮径するテーパ形状に形成し、このテーパ形状の最下位部に液相冷媒流出ポート１４ｄを接続してもよい。
【００５４】
また、気液分離器１４の気相冷媒流出ポート１４ｃには、図１、図２に示すように、中間圧冷媒導入通路１５を介して、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂが接続されている。この中間圧冷媒導入通路１５には、中間圧側開閉弁１６ａが配置されている。この中間圧側開閉弁１６ａは中間圧冷媒導入通路１５を開閉する電磁弁であり、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。
【００５５】
なお、中間圧側開閉弁１６ａは、中間圧冷媒導入通路１５を開いた際に気液分離器１４の気相冷媒出口から圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂ側へ冷媒が流れることのみを許容する逆止弁としての機能を兼ね備えている。これにより、中間圧側開閉弁１６ａが中間圧冷媒導入通路１５を開いた際に、圧縮機１１側から気液分離器１４へ冷媒が逆流することが防止される。
【００５６】
さらに、中間圧側開閉弁１６ａは、中間圧冷媒導入通路１５を開閉することによって、サイクル構成（冷媒流路）を切り替える機能を果たす。従って、本実施形態の中間圧側開閉弁１６ａは、サイクルを循環する冷媒の冷媒流路を切り替える冷媒流路切替手段を構成している。
【００５７】
一方、気液分離器１４の液相冷媒流出ポート１４ｄには、気液分離器１４にて分離された液相冷媒を低圧冷媒となるまで減圧させる低段側減圧手段（第２減圧手段）としての低段側固定絞り１７の入口側が接続され、低段側固定絞り１７の出口側には、室外熱交換器２０の冷媒入口側が接続されている。この低段側固定絞り１７としては、絞り開度が固定されたノズル、オリフィスを採用できる。
【００５８】
ノズル、オリフィス等の固定絞りでは、絞り通路面積が急縮小あるいは急拡大するので、上流側と下流側との圧力差（出入口間差圧）の変化に伴って、固定絞りを通過する冷媒の流量および低段側固定絞り１７上流側冷媒の乾き度を自己調整（バランス）することができる。
【００５９】
具体的には、圧力差が比較的大きい場合には、サイクルを循環させる必要のある必要循環冷媒流量が減少するに伴って、固定絞り上流側冷媒の乾き度が大きくなるようにバランスする。一方、圧力差が比較的小さい場合には、必要循環冷媒流量が増加するに伴って、固定絞り上流側冷媒の乾き度が小さくなるようにバランスする。
【００６０】
ところが、低段側固定絞り１７上流側冷媒の乾き度が大きくなってしまうと、室外熱交換器２０が冷媒に吸熱作用を発揮させる蒸発器として機能する際に、室外熱交換器２０における冷媒の吸熱量（冷凍能力）が減ってサイクルの成績係数（ＣＯＰ）が悪化してしまう。
【００６１】
そこで、本実施形態では、暖房運転モード時にサイクルの負荷変動によって必要循環冷媒流量が変化しても、低段側固定絞り１７上流側冷媒の乾き度Ｘが０．１以下となる低段側固定絞り１７を採用し、ＣＯＰの悪化を抑制している。つまり、本実施形態の低段側固定絞り１７では、ヒートポンプサイクル１０に負荷変動が生じた際に想定される範囲で、冷媒循環流量および低段側固定絞り１７の出入口間差圧が変化しても、低段側固定絞り１７上流側冷媒の乾き度Ｘが０．１以下に調整される。
【００６２】
さらに、気液分離器１４の液相冷媒流出ポート１４ｄには、気液分離器１４にて分離された液相冷媒を低段側固定絞り１７を迂回させて室外熱交換器２０側へ導く固定絞り迂回用通路１８が接続されている。この固定絞り迂回用通路１８には、固定絞り迂回用通路１８を開閉する低圧側開閉弁１６ｂが配置されている。低圧側開閉弁１６ｂの基本的構成は、中間圧側開閉弁１６ａと同等であり、空調制御装置４０から出力される制御電圧によって、その開閉作動が制御される電磁弁である。
【００６３】
また、冷媒が低圧側開閉弁１６ｂを通過する際に生じる圧力損失は、低段側固定絞り１７を通過する際に生じる圧力損失に対して極めて小さい。従って、室内凝縮器１２から流出した冷媒は、低圧側開閉弁１６ｂが開いている場合には固定絞り迂回用通路１８側を介して室外熱交換器２０へ流入し、低圧側開閉弁１６ｂが閉じている場合には低段側固定絞り１７を介して室外熱交換器２０へ流入する。
【００６４】
これにより、低圧側開閉弁１６ｂは、ヒートポンプサイクル１０の冷媒流路を切り替えることができる。従って、本実施形態の低圧側開閉弁１６ｂは、上述の中間圧側開閉弁１６ａとともに冷媒流路切替手段を構成している。
【００６５】
なお、このような冷媒流路切替手段としては、気液分離器１４の液相冷媒流出ポート１４ｄ出口側と低段側固定絞り１７入口側とを接続する冷媒回路および液相冷媒流出ポート１４ｄ出口側と固定絞り迂回用通路１８入口側とを接続する冷媒回路を切り替える電気式の三方弁等を採用してもよい。
【００６６】
室外熱交換器２０は、ボンネット内に配置されて、内部を流通する冷媒と送風ファン２１から送風された外気とを熱交換させるものである。この室外熱交換器２０は、少なくとも暖房運転モード時には、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる蒸発器として機能し、冷房運転モード時等には、高圧冷媒を放熱させる放熱器として機能する熱交換器である。
【００６７】
室外熱交換器２０の冷媒出口側には、第３減圧手段としての冷房用膨張弁２２の冷媒入口側が接続されている。冷房用膨張弁２２は、冷房運転モード時等に室外熱交換器２０から流出し、室内蒸発器２３へ流入する冷媒を減圧させるものである。この冷房用膨張弁２２の基本的構成は、高段側膨張弁１３と同様であり、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。
【００６８】
冷房用膨張弁２２の出口側には、室内蒸発器２３の冷媒入口側が接続されている。室内蒸発器２３は、室内空調ユニット３０の空調ケース３１内のうち、室内凝縮器１２の送風空気流れ上流側に配置され、冷房運転モード時、除湿暖房運転モード等にその内部を流通する冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させることにより送風空気を冷却する蒸発器である。
【００６９】
室内蒸発器２３の出口側には、アキュムレータ２４の入口側が接続されている。アキュムレータ２４は、その内部に流入した冷媒の気液を分離して余剰冷媒を蓄える低圧側気液分離器である。さらに、アキュムレータ２４の気相冷媒出口には、圧縮機１１の吸入ポート１１ａが接続されている。従って、室内蒸発器２３は、圧縮機１１の吸入ポート１１ａ側へ流出させるように接続されている。
【００７０】
さらに、室外熱交換器２０の冷媒出口側には、室外熱交換器２０から流出した冷媒を冷房用膨張弁２２および室内蒸発器２３を迂回させてアキュムレータ２４の入口側へ導く膨張弁迂回用通路２５が接続されている。この膨張弁迂回用通路２５には、膨張弁迂回用通路２５を開閉する冷房用開閉弁１６ｃが配置されている。
【００７１】
冷房用開閉弁１６ｃの基本的構成は、低圧側開閉弁１６ｂと同様であり、空調制御装置４０から出力される制御電圧によって、その開閉作動が制御される。また、冷媒が冷房用開閉弁１６ｃを通過する際に生じる圧力損失は、冷房用膨張弁２２を通過する際に生じる圧力損失に対して極めて小さい。
【００７２】
従って、室外熱交換器２０から流出した冷媒は、冷房用開閉弁１６ｃが開いている場合には膨張弁迂回用通路２５を介してアキュムレータ２４へ流入する。この際、冷房用膨張弁２２の絞り開度を全閉としてもよい。
【００７３】
また、冷房用開閉弁１６ｃが閉じている場合には冷房用膨張弁２２を介して室内蒸発器２３へ流入する。これにより、冷房用開閉弁１６ｃは、ヒートポンプサイクル１０の冷媒流路を切り替えることができる。従って、本実施形態の冷房用開閉弁１６ｃは、中間圧側開閉弁１６ａおよび低圧側開閉弁１６ｂとともに冷媒流路切替手段を構成している。
【００７４】
次に、室内空調ユニット３０について説明する。室内空調ユニット３０は、車室内最前部の計器盤（インストルメントパネル）の内側に配置されて、室内空調ユニット３０の外殻を形成するとともに、その内部に車室内に送風される送風空気の空気通路を形成する空調ケース３１を有している。そして、この空気通路に送風機３２、前述の室内凝縮器１２、室内蒸発器２３等が収容されている。
【００７５】
空調ケース３１の空気流れ最上流側には、車室内空気（内気）と外気とを切替導入する内外気切替装置３３が配置されている。この内外気切替装置３３は、空調ケース３１内に内気を導入させる内気導入口および外気を導入させる外気導入口の開口面積を、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ものである。
【００７６】
内外気切替装置３３の空気流れ下流側には、内外気切替装置３３を介して吸入した空気を車室内へ向けて送風する送風機３２が配置されている。この送風機３２は、遠心多翼ファン（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、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（送風量）が制御される。
【００７７】
送風機３２の空気流れ下流側には、室内蒸発器２３、ＰＴＣヒータ５０および室内凝縮器１２が、送風空気の流れに対して、室内蒸発器２３→ＰＴＣヒータ５０→室内凝縮器１２の順に配置されている。換言すると、室内蒸発器２３は、ＰＴＣヒータ５０に対して送風空気流れ上流側に配置され、ＰＴＣヒータ５０は、室内凝縮器１２に対して送風空気流れ上流側に配置されている。
【００７８】
ＰＴＣヒータ５０は、室内凝縮器１２の送風空気の加熱能力を補うために送風空気を加熱する補助加熱手段である。より具体的には、ＰＴＣヒータ５０は、ＰＴＣ素子（正特性サーミスタ）を有し、このＰＴＣ素子に空調制御装置４０から電力が供給されることによって発熱して、室内凝縮器１２へ流入する送風空気を加熱する電気ヒータである。また、ＰＴＣヒータ５０は、供給される電力の増加に伴ってその発熱量を増加させる。
【００７９】
さらに、本実施形態の空調制御装置４０では、ＰＴＣヒータ５０の稼働状態として、１２Ｖの電圧で電力を供給して高い発熱量を出力させるＨｉ稼働モードと、６Ｖの電圧で電力を供給して低い発熱量を出力させるＬｏ稼働モードと、電力を供給しないＯＦＦモードを切り替えることができる。
【００８０】
ここで、本実施形態にて採用されているＰＴＣヒータ５０の加熱能力について説明する。まず、本発明者らは、仮に、室内凝縮器１２にて加熱された後の送風空気をＰＴＣヒータにて加熱するように配置した際に、すなわち、本実施形態とは逆にＰＴＣヒータを室内凝縮器１２に対して送風空気流れ下流側に配置した際に、ＰＴＣヒータと室内凝縮器１２との双方の加熱能力によって送風空気を目標温度まで上昇させる場合について検討した。
【００８１】
本発明者らの検討によれば、この場合には、室内凝縮器１２における送風空気の加熱能力が最も小さくなったときにＰＴＣヒータに要求される最大加熱能力は約２ｋＷとなった。つまり、この場合には、例えば１２Ｖの定格電圧を印加した際に、２ｋＷの発熱量（ワット数）となるＰＴＣヒータを採用する必要がある。なお、以下の説明ではこの最大加熱能力を基準加熱能力と記載する。
【００８２】
これに対して、本実施形態では、ＰＣＴヒータ５０として、基準加熱能力よりも低い加熱能力を発揮するもの、具体的には、１２Ｖの定格電圧を印加した際に、基準加熱能力の２分の１以下となる約８００Ｗの発熱量となるものを採用している。
【００８３】
また、ケーシング３１内には、室内蒸発器２３通過後の送風空気を、室内凝縮器１２およびＰＴＣヒータを迂回して流すバイパス通路３５が設けられており、室内蒸発器２３の空気流れ下流側であって、かつ、室内凝縮器１２の空気流れ上流側には、エアミックスドア３４が配置されている。
【００８４】
本実施形態のエアミックスドア３４は、室内蒸発器２３通過後の送風空気のうち、ＰＴＣヒータ５０および室内凝縮器１２側を通過する送風空気の風量とバイパス通路３５を通過させる風量との風量割合を調整することによって、室内凝縮器１２へ流入する送風空気の流量（風量）を調整する流量調整手段であり、室内凝縮器１２の熱交換能力を調整する機能を果たす。
【００８５】
また、室内凝縮器１２およびバイパス通路３５の空気流れ下流側には、室内凝縮器１２にて冷媒と熱交換して加熱された送風空気とバイパス通路３５を通過して加熱されていない送風空気が合流する合流空間３６が設けられている。この合流空間３６は、加熱された送風空気（温風）と加熱されていない送風空気（冷風）とを混合させるエアミックスチャンバを構成する。
【００８６】
ケーシング３１の空気流れ最下流部には、合流空間３６にて合流した送風空気を、冷却対象空間である車室内へ吹き出す開口穴が配置されている。具体的には、この開口穴としては、車両前面窓ガラス内側面に向けて空調風を吹き出すデフロスタ開口穴３７ａ、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すフェイス開口穴３７ｂ、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すフット開口穴３７ｃが設けられている。
【００８７】
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、合流空間３６内の送風空気の温度が調整される。なお、エアミックスドア３４は、空調制御装置４０から出力される制御信号によって作動が制御される図示しないサーボモータによって駆動される。
【００８８】
さらに、デフロスタ開口穴３７ａ、フェイス開口穴３７ｂおよびフット開口穴３７ｃの空気流れ上流側には、それぞれ、デフロスタ開口穴３７ａの開口面積を調整するデフロスタドア３８ａ、フェイス開口穴３７ｂの開口面積を調整するフェイスドア３８ｂ、フット開口穴３７ｃの開口面積を調整するフットドア３８ｃが配置されている。
【００８９】
これらのデフロスタドア３８ａ、フェイスドア３８ｂおよびフットドア３８ｃは、各開口穴３７ａ〜３７ｃを開閉して、吹出口モードを切り替える吹出口モード切替手段を構成するものであって、リンク機構等を介して、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図示しないサーボモータによって駆動される。
【００９０】
また、デフロスタ開口穴３７ａ、フェイス開口穴３７ｂおよびフット開口穴３７ｃの空気流れ下流側は、それぞれ空気通路を形成するダクトを介して、車室内に設けられたフェイス吹出口、フット吹出口およびデフロスタ吹出口に接続されている。
【００９１】
なお、吹出口モードとしては、フェイス開口穴３７ｂを全開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フェイスモード、フェイス開口穴３７ｂとフット開口穴３７ｃ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バイレベルモード、フット開口穴３７ｃを全開するとともにデフロスタ開口穴３７ａを小開度だけ開口して、フット吹出口から主に空気を吹き出すフットモード等がある。
【００９２】
次に、本実施形態の電気制御部について説明する。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、そのＲＯＭ内に記憶された空調制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された各種空調制御機器（圧縮機１１、冷媒流路切替手段１６ａ〜１６ｃ、送風機３２、ＰＴＣヒータ５０等）の作動を制御する。
【００９３】
また、空調制御装置４０の入力側には、車室内温度を検出する内気センサ、外気温を検出する外気センサ、車室内の日射量を検出する日射センサ、室内蒸発器２３からの吹出空気温度（蒸発器温度）を検出する蒸発器温度センサ、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒圧力を検出する吐出圧センサ、室内凝縮器１２から流出した冷媒の温度を検出する凝縮器温度センサ、圧縮機１１へ吸入される吸入冷媒圧力を検出する吸入圧センサ等の種々の空調制御用のセンサ群４１が接続されている。
【００９４】
さらに、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図示しない操作パネルが接続され、この操作パネルに設けられた各種空調操作スイッチからの操作信号が入力される。操作パネルに設けられた各種空調操作スイッチとしては、具体的に、車両用空調装置１の作動スイッチ、車室内温度を設定する車室内温度設定スイッチ、冷房運転モード、除湿暖房運転モードおよび暖房運転モードを選択するモード選択スイッチ等が設けられている。
【００９５】
また、空調制御装置４０には、図示しないバッテリ（定格電圧１２Ｖ）が接続されており、このバッテリから空調制御装置４０に電力が供給されるとともに、さらに、空調制御装置４０は、バッテリから供給された電力を変圧してＰＴＣヒータ５０等の各種空調制御機器へ供給することもできる。
【００９６】
なお、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の作動を制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、それぞれの制御対象機器の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が、それぞれの制御対象機器の作動を制御する制御手段等を構成している。
【００９７】
例えば、本実施形態では、圧縮機１１の電動モータの作動を制御する構成が吐出能力制御手段を構成し、冷媒流路切替手段１６ａ〜１６ｃの作動を制御する構成が冷媒流路制御手段を構成し、さらに、ＰＴＣヒータ５０へ供給する電力量を調整してＰＴＣヒータ５０の加熱能力を調整する構成が加熱能力制御手段（加熱能力調整手段）４０ａを構成している。もちろん、吐出能力制御手段、冷媒流路制御手段および加熱能力制御手段４０ａ等を空調制御装置４０に対して別体の制御装置によって構成してもよい。
【００９８】
次に、図４〜図９を用いて、上記構成における本実施形態の車両用空調装置１の作動を説明する。図４は、本実施形態の車両用空調装置１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。この制御処理は、車両用空調装置１の作動スイッチが投入（ＯＮ）されるとスタートする。なお、各図面のフローチャートにおける各制御ステップは、空調制御装置４０が有する各種の機能実現手段を構成している。
【００９９】
まず、ステップＳ１では、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の初期位置合わせ等のイニシャライズ（初期化処理）が行われてステップＳ２へ進む。このステップＳ１の初期化処理では、フラグや演算値のうち、前回の車両用空調装置１の作動終了時に記憶された値が維持されるものもある。
【０１００】
ステップＳ２では、車室内温度設定スイッチによって設定された車室内の設定温度Ｔｓｅｔ、モード選択スイッチによって選択された運転モード等の操作パネルの操作信号等を読み込んでステップＳ３へ進む。ステップＳ３では、空調制御に用いられる車両環境状態の信号、すなわち上述の空調制御用のセンサ群４１の検出信号を読み込んでステップＳ４へ進む。
【０１０１】
ステップＳ４では、各種吹出口から車室内へ吹き出される送風空気の目標吹出温度（目標温度）ＴＡＯを算出してステップＳ５へ進む。具体的には、ステップＳ４では、本実施形態の目標吹出温度ＴＡＯは、車室内設定温度Ｔｓｅｔ、内気センサによって検出された車室内温度（内気温）Ｔｒ、外気センサによって検出された外気温Ｔａｍ、日射センサによって検出された日射量Ｔｓを用いて算出される。
【０１０２】
ステップＳ５では、送風機３２の送風能力（送風量）を決定してステップＳ６へ進む。具体的には、ステップＳ５では、ステップＳ４にて決定された目標吹出温度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、送風機３２の風量（具体的には、電動モータに印加するブロワモータ電圧）を決定する。
【０１０３】
より詳細には、本実施形態では、ＴＡＯの極低温域および極高温域でブロワモータ電圧を最大値付近の高電圧にして、送風機３２の風量を最大風量付近に制御する。また、ＴＡＯが極低温域から中間温度域に向かって上昇すると、ＴＡＯの上昇に応じてブロワモータ電圧を減少させて、送風機３２の風量を減少させる。
【０１０４】
さらに、ＴＡＯが極高温域から中間温度域に向かって低下すると、ＴＡＯの低下に応じてブロワモータ電圧を減少させて、送風機３２の風量を減少させる。また、ＴＡＯが所定の中間温度域内に入ると、ブロワモータ電圧を最小値にして送風機３２の風量を最小値にする。
【０１０５】
ステップＳ６では、操作パネルのモード選択スイッチの操作信号に基づいて、運転モードを決定する。そして、モード選択スイッチによって冷房運転モードが選択されている際にはステップＳ７へ進み、除湿暖房運転モードが選択されている際にはステップＳ８へ進み、さらに、暖房運転モードが選択されている際にはステップＳ９へ進み、各運転モードの制御処理が実行される。
【０１０６】
ステップＳ７〜Ｓ９では、各運転モードに応じた制御処理が実行されて、ステップＳ１０へ進む。これらのステップＳ７〜Ｓ９の制御処理の詳細内容については後述する。
【０１０７】
ステップＳ１０では、吸込口モード、すなわち内外気切替装置３３の切替状態が決定されてステップＳ１１へ進む。ステップＳ１０では、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吸込口モードを決定する。本実施形態では、基本的に外気を導入する外気モードが優先されるが、ＴＡＯが極低温域となって高い冷房性能を得たい場合等に内気を導入する内気モードが選択される。
【０１０８】
ステップＳ１１では、吹出口モードが決定されてステップＳ１２へ進む。ステップＳ１１では、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吹出口モードを決定する。本実施形態では、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→フェイスモードへと順次切り替える。
【０１０９】
ステップＳ１２では、上述のステップＳ６〜Ｓ１１にて決定された制御状態が得られるように、空調制御装置４０から出力側に接続された各種制御対象機器に対して、制御信号および制御電圧が出力される。続くステップＳ１３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に戻るようになっている。
【０１１０】
以上の如く、図４に示すメインルーチンでは、検出信号および操作信号の読み込み→各制御対象機器の制御状態の決定→各制御対象機器に対する制御信号および制御電圧の出力を繰り返し、このメインルーチンは、車両用空調装置１の作動停止が要求される（例えば、作動スイッチがＯＦＦされる）まで実行される。次に、ステップＳ７〜Ｓ９にて実行される各運転モードの詳細について説明する。
【０１１１】
（ａ）冷房運転モード
まず、ステップＳ７にて実行される冷房運転モードについて説明する。冷房運転モードでは、空調制御装置４０が、高段側膨張弁１３を全開状態とし、冷房用膨張弁２２を減圧作用を発揮する絞り状態とし、さらに、中間圧側開閉弁１６ａを閉弁状態とし、低圧側開閉弁１６ｂを開弁状態とし、冷房用開閉弁１６ｃを閉弁状態とする。
【０１１２】
これにより、図４のステップＳ１２にて、各制御対象機器に制御信号あるいは制御電圧が出力されると、ヒートポンプサイクル１０は、図１の実線矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。この冷媒流路の構成で、制御ステップＳ４で算出された目標吹出温度ＴＡＯおよびセンサ群の検出信号に基づいて、空調制御装置４０の出力側に接続された各種空調制御機器の作動状態を決定する。
【０１１３】
例えば、圧縮機１１の回転数Ｎｃ（すなわち圧縮機１１の電動モータに出力される制御信号）については、次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２３の目標蒸発器吹出温度ＴＥＯを決定する。この目標蒸発器吹出温度ＴＥＯは、室内蒸発器２３の着霜を防止するため、着霜温度（０℃）よりも高い所定温度（本実施形態では、１℃）以上となるように決定される。
【０１１４】
そして、この目標蒸発器吹出温度ＴＥＯと蒸発器温度センサによって検出された室内蒸発器２３からの吹出空気温度との偏差に基づいて、フィードバック制御手法を用いて室内蒸発器２３からの吹出空気温度が目標蒸発器吹出温度ＴＥＯに近づくように、圧縮機１１の回転数Ｎｃが決定される。
【０１１５】
また、冷房用膨張弁２２へ出力される制御信号については、冷房用膨張弁２２へ流入する冷媒の過冷却度が、ＣＯＰを略最大値に近づくように予め決定された目標過冷却度に近づくように決定される。また、エアミックスドア３４のサーボモータへ出力される制御信号については、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２の空気通路を閉塞し、室内蒸発器２３通過後の送風空気の全流量がバイパス通路３５を通過するように決定される。
【０１１６】
そして、上記の如く決定された制御信号等を各種空調制御機器へ出力する。その後、図４のステップＳ６にて運転モードが除湿暖房運転モードあるいは暖房運転モードに切り替えられるまで、あるいは、操作パネルの操作信号等によって車両用空調装置１の作動停止が要求されるまで、所定の制御周期毎に、上述の検出信号および操作信号の読み込み→目標吹出温度ＴＡＯの算出→各種空調制御機器の作動状態決定→制御電圧および制御信号の出力といった制御ルーチンが繰り返される。
【０１１７】
従って、冷房運転モードのヒートポンプサイクル１０では、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒が室内凝縮器１２へ流入する。この際、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２の空気通路を閉塞しているので、室内凝縮器１２へ流入した冷媒は殆ど送風空気へ放熱することなく、室内凝縮器１２から流出していく。
【０１１８】
室内凝縮器１２から流出した高圧冷媒は、高段側膨張弁１３→気液分離器１４→低圧側開閉弁１６ｂの順に流れて室外熱交換器２０へ流入する。より詳細には、室内凝縮器１２から流出した高圧冷媒は、高段側膨張弁１３が全開状態となっているので、高段側膨張弁１３にて殆ど減圧されることなく流出し、気液分離器１４の冷媒流入ポート１４ａから気液分離器１４内へ流入する。
【０１１９】
ここで、室内凝縮器１２では、冷媒は殆ど送風空気へ放熱することがないので、気液分離器１４へ流入する冷媒は気相状態となる。従って、気液分離器１４では冷媒の気液が分離されることなく、気相冷媒が液相冷媒流出ポート１４ｄから流出していく。さらに、中間圧側開閉弁１６ａが閉弁状態となっているので、気相冷媒流出ポート１４ｃから気相冷媒が流出することはない。
【０１２０】
液相冷媒流出ポート１４ｄから流出した高圧の気相冷媒は、低圧側開閉弁１６ｂが開弁状態となっているので、低段側固定絞り１７側へ流入することなく固定絞り迂回用通路１８を介して室外熱交換器２０へ流入する。室外熱交換器２０へ流入した高圧冷媒は、送風ファン２１から送風された外気と熱交換して放熱し、凝縮する。
【０１２１】
室外熱交換器２０から流出した冷媒は、冷房用開閉弁１６ｃが閉弁状態となっているので、絞り状態となっている冷房用膨張弁２２へ流入して低圧冷媒となるまで、等エンタルピ的に減圧膨脹される。そして、冷房用膨張弁２２にて減圧された低圧冷媒は、室内蒸発器２３へ流入し、送風機３２から送風された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。
【０１２２】
室内蒸発器２３から流出した冷媒は、アキュムレータ２４へ流入して気液分離される。そして、分離された気相冷媒が圧縮機１１の吸入ポート１１ａから吸入されて低段側圧縮機構→高段側圧縮機構の順に再び圧縮される。以上の如く、冷房運転モードでは、エアミックスドア３４にて室内凝縮器１２の空気通路を閉塞しているので、室内蒸発器２３にて冷却された送風空気を冷却状態のまま車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の冷房を実現することができる。
【０１２３】
（ｂ）除湿暖房運転モード
次に、ステップＳ８にて実行される除湿暖房運転モードについて説明する。除湿暖房運転モードでは、高段側膨張弁１３を全開状態あるいは絞り状態とし、冷房用膨張弁２２を全開状態あるいは絞り状態とし、さらに、中間圧側開閉弁１６ａを閉弁状態とし、低圧側開閉弁１６ｂを開弁状態とし、冷房用開閉弁１６ｃを閉弁状態とする。これにより、ヒートポンプサイクル１０は、冷房運転モードと同様の図１の実線矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。
【０１２４】
また、エアミックスドア３４のサーボモータへ出力される制御信号については、エアミックスドア３４がバイパス通路３５を閉塞する最小開度となり、室内蒸発器２３通過後の送風空気の全流量が室内凝縮器１２を通過するように決定される。
【０１２５】
また、圧縮機１１の回転数Ｎｃについては、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから高段側膨張弁１３の入口側へ至るヒートポンプサイクル１０の高圧側冷媒圧力Ｐｄが、フィードバック制御手法等によって目標高圧ＴＰｄに近づくように決定される。この目標高圧Ｔｄ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、車室内へ吹き出される送風空気が目標吹出温度ＴＡＯとなるように決定される。
【０１２６】
さらに、本実施形態の除湿暖房モードでは、設定温度と外気温との温度差に応じて、高段側膨張弁１３および冷房用膨張弁２２の絞り開度を変化させている。具体的には、前述した目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、第１除湿暖房モードから第４除湿暖房モードの４段階の除湿暖房モードを実行する。
【０１２７】
（ｂ）−１：第１除湿暖房モード
第１除湿暖房モードでは、高段側膨張弁１３を全開状態とし、冷房用膨張弁２２を絞り状態とする。このため、サイクル構成（冷媒流路）については、冷房運転モードと全く同様となるものの、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２の空気通路を全開する最小開度となっている。
【０１２８】
従って、第１除湿暖房モードでは、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒は、室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器２３にて冷却されて除湿された送風空気と熱交換して放熱し、凝縮する。これにより、送風空気が加熱される。
【０１２９】
室内凝縮器１２から流出した冷媒は、冷房運転モードと同様に、高段側膨張弁１３→気液分離器１４→低圧側開閉弁１６ｂの順に流れて室外熱交換器２０へ流入する。そして、室外熱交換器２０へ流入した高圧冷媒は、送風ファン２１から送風された外気と熱交換してさらに放熱し、凝縮する。以降の作動は冷房運転モードと同様である。
【０１３０】
以上の如く、第１除湿暖房モード時には、室内蒸発器２３にて冷却され除湿された送風空気を、室内凝縮器１２にて加熱して車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の除湿暖房を実現することができる。
【０１３１】
（ｂ）−２：第２除湿暖房モード
次に、第１除湿暖房モードの実行中に、目標吹出温度ＴＡＯが予め定めた第１基準温度よりも高くなった際には、第２除湿暖房モードが実行される。第２除湿暖房モードでは、高段側膨張弁１３を絞り状態とし、冷房用膨張弁２２の絞り開度を第１除湿暖房モードよりも増加させた絞り状態とする。
【０１３２】
従って、第２除湿暖房モードでは、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒は、第１除湿暖房モードと同様に、室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器２３にて冷却されて除湿された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。
【０１３３】
室内凝縮器１２から流出した冷媒は、絞り状態となっている高段側膨張弁１３によって中間圧冷媒となるまで等エンタルピ的に減圧される。高段側膨張弁１３にて減圧された中間圧冷媒は、気液分離器１４→低圧側開閉弁１６ｂの順に流れて室外熱交換器２０へ流入する。そして、室外熱交換器２０へ流入した中間圧冷媒は、送風ファン２１から送風された外気と熱交換して放熱する。以降の作動は冷房運転モードと同様である。
【０１３４】
以上の如く、第２除湿暖房モードでは、第１除湿暖房モード時と同様に、室内蒸発器２３にて冷却され除湿された送風空気を、室内凝縮器１２にて加熱して車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の除湿暖房を実現することができる。
【０１３５】
この際、第２除湿暖房モードでは、高段側膨張弁１３を絞り状態としているので、第１除湿暖房モードに対して、室外熱交換器２０を流通する冷媒の温度を低下させることができる。従って、室外熱交換器２０における冷媒の温度と外気温との温度差を縮小して、室外熱交換器２０における冷媒の放熱量を低減できる。
【０１３６】
その結果、室内凝縮器１２における冷媒の放熱量を増加させることができ、第１除湿暖房モードよりも室内凝縮器１２における送風空気の加熱能力を向上させることができる。
【０１３７】
（ｂ）−３：第３除湿暖房モード
次に、第２除湿暖房モードの実行中に、目標吹出温度ＴＡＯが予め定めた第２基準温度よりも高くなった際には、第３除湿暖房モードが実行される。第３除湿暖房モードでは、高段側膨張弁１３の絞り開度を第２除湿暖房モードよりも縮小させた絞り状態とし、冷房用膨張弁２２の絞り開度を第２除湿暖房モードよりも増加させる。
【０１３８】
従って、第３除湿暖房モードでは、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒は、第１、第２除湿暖房モードと同様に、室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器２３にて冷却されて除湿された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。
【０１３９】
室内凝縮器１２から流出した冷媒は、絞り状態となっている高段側膨張弁１３によって外気温よりも温度の低い中間圧冷媒となるまで等エンタルピ的に減圧される。高段側膨張弁１３にて減圧された中間圧冷媒は、気液分離器１４→低圧側開閉弁１６ｂの順に流れて室外熱交換器２０へ流入する。
【０１４０】
そして、室外熱交換器２０へ流入した中間圧冷媒は、送風ファン２１から送風された外気と熱交換して吸熱し、蒸発する。さらに、室外熱交換器２０から流出した冷媒は、冷房用膨張弁２２にて等エンタルピ的に減圧されて、室内蒸発器２３へ流入する。以降の作動は冷房運転モードと同様である。
【０１４１】
以上の如く、第３除湿暖房モードでは、第１、第２除湿暖房モード時と同様に、室内蒸発器２３にて冷却され除湿された送風空気を、室内凝縮器１２にて加熱して車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の除湿暖房を実現することができる。
【０１４２】
この際、第３除湿暖房モードでは、高段側膨張弁１３の絞り開度を縮小させることによって、室外熱交換器２０を蒸発器として作用させているので、第２除湿暖房モードに対して、冷媒が外気から吸熱する吸熱量を増加させ、室内凝縮器１２における冷媒の放熱量を増加させることができる。その結果、第２除湿暖房モードよりも室内凝縮器１２における送風空気の加熱能力を向上させることができる。
【０１４３】
（ｂ）−４：第４除湿暖房モード
次に、第３除湿暖房モードの実行中に、目標吹出温度ＴＡＯが予め定めた第３基準温度よりも高くなった際には、第４除湿暖房モードが実行される。第４除湿暖房モードでは、高段側膨張弁１３の絞り開度を第３除湿暖房モードよりも縮小させた絞り状態とし、冷房用膨張弁２２を全開状態とする。
【０１４４】
従って、第４除湿暖房モードでは、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒は、第１、第２除湿暖房モードと同様に、室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器２３にて冷却されて除湿された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。
【０１４５】
室内凝縮器１２から流出した冷媒は、絞り状態となっている高段側膨張弁１３によって外気温よりも温度の低い低圧冷媒となるまで等エンタルピ的に減圧される。高段側膨張弁１３にて減圧された低圧冷媒は、気液分離器１４→低圧側開閉弁１６ｂの順に流れて室外熱交換器２０へ流入する。
【０１４６】
そして、室外熱交換器２０へ流入した低圧冷媒は、送風ファン２１から送風された外気と熱交換して吸熱し、蒸発する。さらに、室外熱交換器２０から流出した冷媒は、冷房用膨張弁２２が全開状態となっているので、減圧されることなく室内蒸発器２３へ流入する。以降の作動は冷房運転モードと同様である。
【０１４７】
以上の如く、第４除湿暖房モードでは、第１〜第３除湿暖房モード時と同様に、室内蒸発器２３にて冷却され除湿された送風空気を、室内凝縮器１２にて加熱して車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の除湿暖房を実現することができる。
【０１４８】
この際、第４除湿暖房モードでは、第３除湿暖房モードと同様に、室外熱交換器２０を蒸発器として作用させるとともに、第３除湿暖房モードよりも高段側膨張弁１３の絞り開度を縮小させているので、室外熱交換器２０における冷媒蒸発温度を低下させることができる。
【０１４９】
従って、第３除湿暖房モードに対して、室外熱交換器２０における冷媒の温度と外気温との温度差を拡大させて、室外熱交換器２０にて冷媒が外気から吸熱する吸熱量を増加させることができる。その結果、第３除湿暖房モードよりも室内凝縮器１２における冷媒の放熱量を増加させることができ、室内凝縮器１２における送風空気の加熱能力を向上させることができる。
【０１５０】
（ｃ）暖房運転モード
次に、ステップＳ９にて実行される暖房運転モードの詳細を、図５〜図８を用いて説明する。なお、図５〜図８は、暖房運転モード時に実行される制御フローを示すフローチャートである。まず、図５のステップＳ９１では、暖房運転モードにおける各膨張弁１３、２２、エアミックスドア３４、冷媒流路切替手段１６ａ〜１６ｃ等の制御状態を決定する。
【０１５１】
具体的には、高段側膨張弁１３を冷媒を減圧させる絞り状態とし、冷房用膨張弁２２を全閉状態とし、エアミックスドア３４の開度がバイパス通路３５を閉塞させる最小開度となるようにエアミックスドア３４用のサーボモータの制御状態を決定し、さらに、中間圧側開閉弁１６ａを開弁状態とし、低圧側開閉弁１６ｂを閉弁状態とし、冷房用開閉弁１６ｃを開弁状態とする。
【０１５２】
これにより、図４のステップＳ１２にて、各制御対象機器に制御信号あるいは制御電圧が出力されると、ヒートポンプサイクル１０は、図２の実線矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられることになる。
【０１５３】
より詳細には、ヒートポンプサイクル１０が、低段側圧縮機構および高段側圧縮機構の２つの圧縮機構にて冷媒を多段階に昇圧して、サイクルの中間圧冷媒を低段側圧縮機構から吐出された冷媒と合流させて高段側圧縮機構へ吸入させる、いわゆるガスインジェクションサイクル（エコノマイザ式冷凍サイクル）に切り替えられる。
【０１５４】
続くステップＳ９２では、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから高段側膨張弁１３の入口側へ至るヒートポンプサイクル１０の高圧側冷媒圧力Ｐｄの目標高圧ＴＰｄを決定し、ステップＳ９３へ進む。この目標高圧ＴＰｄは、図４のステップＳ４にて決定された目標吹出温度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、送風空気が目標吹出温度ＴＡＯとなるように決定される。
【０１５５】
ステップＳ９３では、現在の圧縮機１１の回転数Ｎｃが圧縮機１１の耐久性から予め決定される最大回転数Ｎｃｍａｘまで上昇しているか否か、すなわち、Ｎｃ＝Ｎｃｍａｘとなっているか否かが判定される。ステップＳ９３にて、Ｎｃ＝Ｎｃｍａｘとなっていない場合には、ステップＳ９４へ進み、サブクール制御が実行される。一方、Ｎｃ＝Ｎｃｍａｘとなっている場合には、ステップＳ９５へ進む。
【０１５６】
ここで、ステップＳ９４にて実行されるサブクール制御について、図６のフローチャートを用いて説明する。このサブクール制御は、ステップＳ９３にて、Ｎｃ＝Ｎｃｍａｘとなっていない場合、すなわち、圧縮機１１の冷媒吐出能力を現在の能力よりも増加させることができる場合に実行される制御である。
【０１５７】
まず、図６のステップＳ９４１では、室内凝縮器１２流出冷媒の目標過冷却度ＴＳＣを決定して、ステップＳ９４２へ進む。具体的には、この目標過冷却度ＴＳＣは、室内凝縮器１２流出冷媒の温度および圧力に基づいて、サイクル効率（ＣＯＰ）が最大となるように決定される。
【０１５８】
ステップＳ９４２では、室内凝縮器１２流出冷媒の温度および圧力に基づいて算出される現在の室内凝縮器１２流出冷媒の過冷却度ＳＣが目標過冷却度ＴＳＣより低くなっているか否かが判定される。ステップＳ９４２にて、現在の過冷却度ＳＣが目標過冷却度ＴＳＣより低くなっている場合は、ステップＳ９４４へ進み、現在の過冷却度ＳＣが目標過冷却度ＴＳＣより低くなっていない場合には、ステップＳ９４３へ進む。
【０１５９】
ここで、本実施形態の過冷却度ＳＣは、現在の液相冷媒の温度と同一の圧力の飽和液状態の冷媒との温度差の絶対値で定義される。従って、過冷却度ＳＣの上昇に伴って、実際の液相冷媒の温度は低下することになる。そして、ステップＳ９４３では、高段側膨張弁１３の弁開度を現在の弁開度に対して、予め定めた所定開度分だけ増加させてステップＳ９８へ戻る。この高段側膨張弁１３の弁開度増加により高圧冷媒の圧力が低下することで室内凝縮器１２流出冷媒の過冷却度ＳＣが低下して目標過冷却度ＴＳＣに近づく。
【０１６０】
ステップＳ９４４では、高段側膨張弁１３の現在の弁開度が、最小弁開度よりも大きくなっているか否かを判定する。ステップＳ９４４にて、高段側膨張弁１３の現在の弁開度が、最小弁開度よりも大きくなっている場合には、ステップＳ９４５へ進み、高段側膨張弁１３の弁開度を現在の弁開度に対して予め定めた所定開度分だけ減少させて、ステップＳ９８へ戻る。この高段側膨張弁１３の弁開度減少により高圧冷媒の圧力が上昇することで室内凝縮器１２流出冷媒の過冷却度ＳＣが上昇して、目標過冷却度ＴＳＣに近づく。
【０１６１】
一方、ステップＳ９４４にて、高段側膨張弁１３の現在の弁開度が、最小弁開度よりも大きくなっていない（すなわち、現在の弁開度が、最小弁開度になっている）場合には、現在の値よりも弁開度を減少させることはできないので、現在の弁開度が維持されて、ステップＳ９８へ戻る。
【０１６２】
つまり、ステップＳ９４にて実行されるサブクール制御では、圧縮機１１の冷媒吐出能力を現在の能力よりも増加させることができる場合に、高段側膨張弁１３の弁開度を調整して過冷却度ＳＣを目標過冷却度ＴＳＣに近づけることによって、サイクル効率を最大に近づける制御を行っている。
【０１６３】
次に、図５のステップＳ９５では、高段側膨張弁１３の現在の弁開度が、最大弁開度（全開状態）よりも小さくなっているか否かを判定する。ステップＳ９５にて、高段側膨張弁１３の現在の弁開度が、最大弁開度よりも小さくなっている場合には、ステップＳ９６へ進み、乾き度制御を実行し、最大弁開度よりも小さくなっていない（すなわち、現在の弁開度が、最大弁開度になっている）場合には、ステップＳ９７へ進み、ＰＴＣヒータ制御を実行する。
【０１６４】
ステップＳ９６にて実行される乾き度制御については、図７のフローチャートを用いて説明する。この乾き度制御は、高段側膨張弁１３の弁開度を現在の開度よりも増加させることによって、室内凝縮器１２流出冷媒を気液二相状態とすることができる場合に実行される制御である。つまり、上述した従来技術の能力不足時に実行される制御に対応している。
【０１６５】
まず、ステップＳ９６１では、現在の高圧側冷媒圧力ＰｄがステップＳ９２にて決定された目標高圧ＴＰｄより低くなっているか否かが判定される。ステップＳ９６１にて、現在の高圧側冷媒圧力Ｐｄが目標高圧ＴＰｄより低くなっていると判定された場合には、ステップＳ９６２へ進み、現在の高圧側冷媒圧力Ｐｄが目標高圧ＴＰｄより低くなっていない（すなわち、現在の高圧側冷媒圧力Ｐｄが目標高圧ＴＰｄ以上となっている）と判定された場合には、ステップＳ９６４へ進む。
【０１６６】
ステップＳ９６２では、高段側膨張弁１３の現在の弁開度が、最大弁開度（全開状態）よりも小さくなっているか否かを判定する。ステップＳ９６２にて、高段側膨張弁１３の現在の弁開度が、最大弁開度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Ｓ９６３へ進み、高段側膨張弁１３の弁開度を現在の弁開度に対して、予め定めた所定開度分だけ増加させてステップＳ９８へ戻る。この高段側膨張弁１３の弁開度増加により
一方、ステップＳ９６２にて、高段側膨張弁１３の現在の弁開度が、最大弁開度よりも小さくなっていない（すなわち、現在の弁開度が、最大弁開度になっている）と判定された場合には、現在の値よりも弁開度を増加させることはできないので、現在の弁開度が維持されて、ステップＳ９８へ戻る。
【０１６７】
また、ステップＳ９６４では、高段側膨張弁１３の現在の弁開度が、最小弁開度よりも大きくなっているか否かを判定する。ステップＳ９６４にて、高段側膨張弁１３の現在の弁開度が、最小弁開度よりも大きくなっている場合には、ステップＳ９６５へ進み、高段側膨張弁１３の弁開度を現在の弁開度に対して、予め定めた所定開度分だけ減少させてステップＳ９８へ戻る。
【０１６８】
一方、ステップＳ９６４にて、高段側膨張弁１３の現在の弁開度が、最小弁開度よりも大きくなっていない（すなわち、現在の弁開度が、最小弁開度になっている）場合には、現在の値よりも弁開度を減少させることはできないので、現在の弁開度が維持されて、ステップＳ９８へ戻る。
【０１６９】
つまり、ステップＳ９６にて実行される乾き度制御では、圧縮機１１の冷媒吐出能力を現在の能力よりも増加させることができない場合に、高段側膨張弁１３の弁開度を増加させることで、気液分離器１４から圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂへ流入させる冷媒流量（ガスインジェクション量）を増加させる。これにより、圧縮機１１の圧縮仕事量を増加させるとともに室内凝縮器１２流出冷媒の乾き度を増加させ、送風空気を目標吹出温度ＴＡＯまで上昇させている。
【０１７０】
次に、図５のステップＳ９７にて実行されるＰＴＣヒータ制御（ＰＴＣヒータ５０の能力制御）については、図８のフローチャートを用いて説明する。このＰＴＣヒータ制御は、ヒートポンプサイクル側での加熱能力向上のための能力制御が最大となっている場合に実行される。具体的には、圧縮機１１の回転数Ｎｃが最大回転数Ｎｃｍａｘとなっており、かつ、高段側膨張弁１３の現在の弁開度が、最大弁開度となっている場合には、圧縮機１１の回転数制御および高段側膨張弁１３の弁開度制御により送風空気を目標吹出温度ＴＡＯまで上昇させることができないので、図８に示すＰＴＣヒータ制御が実行される。
【０１７１】
まず、ステップＳ９７１では、現在の高圧側冷媒圧力ＰｄがステップＳ９２にて決定された目標高圧ＴＰｄより高くなっているか否かが判定される。ステップＳ９７１にて、現在の高圧側冷媒圧力Ｐｄが目標高圧ＴＰｄより高くなっていると判定された場合には、ステップＳ９７２へ進み、現在の高圧側冷媒圧力Ｐｄが目標高圧ＴＰｄより高くなっていないと判定された場合には、ステップＳ９７５へ進む。
【０１７２】
ステップＳ９７１にて、現在の高圧側冷媒圧力Ｐｄが目標高圧ＴＰｄより高くなっていると判定された場合は、室内凝縮器１２における加熱能力だけで、送風空気を目標吹出温度ＴＡＯまで昇温させることができる状態である。そこで、ステップＳ９７２では、現在のＰＴＣヒータ５０の稼働状態を判定して、ＰＴＣヒータ５０による送風空気の加熱量を減少させる。
【０１７３】
具体的には、ステップＳ９７２にて、ＰＴＣヒータ５０の稼働状態がＨｉ稼働モードであると判定された場合には、ステップＳ９７３にてＬｏ稼働モードへ切り替えてステップＳ９８へ戻る。また、ＰＴＣヒータ５０の稼働状態がＬｏ稼働モードであると判定された場合は、ステップＳ９７４にてＯＦＦモードへ切り替えてステップＳ９８へ戻る。さらに、ＰＴＣヒータ５０の稼働状態がＯＦＦモードであると判定された場合は、ＯＦＦモードを維持してステップＳ９８へ戻る。
【０１７４】
一方、ステップＳ９７１にて、現在の高圧側冷媒圧力Ｐｄが目標高圧ＴＰｄより高くなっていないと判定された場合は、室内凝縮器１２における加熱能力だけでは、送風空気を目標吹出温度ＴＡＯまで昇温させることができない状態である。そこで、ステップＳ９７５では、現在のＰＴＣヒータ５０の稼働状態を判定して、ＰＴＣヒータ５０による加熱量を増加させる。
【０１７５】
具体的には、ステップＳ９７５にて、ＰＴＣヒータ５０の稼働状態がＨｉ稼働モードであると判定された場合には、Ｈｉ稼働モードを維持してステップＳ９８へ戻る。また、ＰＴＣヒータ５０の稼働状態がＬｏ稼働モードであると判定された場合は、ステップＳ９７６にてＨｉ稼働モードへ切り替えてステップＳ９８へ戻る。さらに、ＰＴＣヒータ５０の稼働状態がＯＦＦモードであると判定された場合は、ステップＳ９７７にてＬｏ稼働モードへ切り替えてステップＳ９８へ戻る。
【０１７６】
そして、図５のステップＳ９８では、高圧側冷媒圧力Ｐｄが目標高圧ＴＰｄに近づくように、フィードバック制御手法によって圧縮機１１の回転数Ｎｃが決定される。圧縮機１１の回転数Ｎｃの決定については、図９のフローチャートを用いて説明する。まず、ステップＳ９８１では、現在の高圧側冷媒圧力ＰｄがステップＳ９２にて決定された目標高圧ＴＰｄより低くなっているか否かが判定される。
【０１７７】
ステップＳ９８１にて、現在の高圧側冷媒圧力Ｐｄが目標高圧ＴＰｄより低くなっていると判定された場合には、ステップＳ９８２へ進み、現在の圧縮機１１の回転数Ｎｃが最大回転数Ｎｃｍａｘより低くなっているか否かが判定される。ステップＳ９８２にて、現在の圧縮機１１の回転数Ｎｃが最大回転数Ｎｃｍａｘより低くなっていると判定された際には、ステップＳ９８３へ進み、圧縮機１１の回転数Ｎｃを予め定めた所定回転数分だけ増加させて図４のステップＳ１０へ戻る。
【０１７８】
一方、ステップＳ９８２にて、現在の圧縮機１１の回転数Ｎｃが最大回転数Ｎｃｍａｘより低くなっていない（すなわち、現在の圧縮機１１の回転数Ｎｃが最大回転数Ｎｃｍａｘになっている）と判定された際には、現在の値よりも圧縮機１１の回転数Ｎｃを増加させることはできないので、現在の回転数Ｎｃが維持されて図４のステップＳ１０へ戻る。
【０１７９】
また、ステップＳ９８１にて、現在の高圧側冷媒圧力Ｐｄが目標高圧ＴＰｄより低くなっていないと判定された場合には、ステップＳ９８４へ進み、圧縮機１１の回転数Ｎｃを予め定めた所定回転数分だけ減少させて図４のステップＳ１０へ戻る。
【０１８０】
暖房運転モードでは、以上の如く制御フローが実行されるので、ヒートポンプサイクル１０では、図１０のモリエル線図に示すように冷媒の状態が変化する。なお、図１０では、サブクール制御時の冷媒の状態の変化を太実線で示し、サブクール制御時から乾き度制御へ移行した際の冷媒の状態の変化を太破線で示し、さらに、乾き度制御からＰＴＣヒータ制御へ移行した際の冷媒の状態の変化を太一点鎖線で示している。
【０１８１】
まず、暖房運転モード時に制御ステップＳ９４（図６）で説明したサブクール制御が実行されると、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒（図１０のａ点）が室内凝縮器１２へ流入する。室内凝縮器１２へ流入した冷媒は、送風機３２から送風されて室内蒸発器２３を通過した送風空気と熱交換して放熱し、凝縮する（図１０のａ点→ｂ点）。これにより、送風空気が加熱される。
【０１８２】
室内凝縮器１２から流出した冷媒は、絞り状態となっている高段側膨張弁１３にて中間圧冷媒となるまで等エンタルピ的に減圧膨脹される（図１０のｂ点→ｃ１点）。そして、高段側膨張弁１３にて減圧された中間圧冷媒は、気液分離器１４にて気液分離される（図１０のｃ１点→ｃ２点、ｃ１点→ｃ３点）。
【０１８３】
気液分離器１４にて分離された中間圧の気相冷媒は、中間圧側開閉弁１６ａが開弁状態となっているので、中間圧冷媒導入通路１５を介して、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂへ流入し（図１０のｃ２点→ａ２点）、低段側圧縮機構吐出冷媒（図１０のａ１点）と合流して、高段側圧縮機構へ吸入される。
【０１８４】
一方、気液分離器１４にて分離された中間圧の液相冷媒は、低圧側開閉弁１６ｂが閉弁状態となっているので、低段側固定絞り１７へ流入して低圧冷媒となるまで等エンタルピ的に減圧膨脹される（図１０のｃ３点→ｃ４点）。低段側固定絞り１７から流出した低圧冷媒は、室外熱交換器２０へ流入して、送風ファン２１から送風された外気と熱交換して吸熱し、蒸発する（図１０のｃ４点→ｄ点）。
【０１８５】
室外熱交換器２０から流出した冷媒は、冷房用開閉弁１６ｃが開弁状態となっているので、膨張弁迂回用通路２５を介して、アキュムレータ２４へ流入して気液分離される。そして、分離された気相冷媒が圧縮機１１の吸入ポート１１ａ（図１０のｅ点）から吸入されて再び圧縮される。一方、分離された液相冷媒はサイクルが要求されている冷凍能力を発揮するために必要としていない余剰冷媒としてアキュムレータ２４内に蓄えられる。
【０１８６】
なお、図１０においてｄ点とｅ点が異なっている理由は、アキュムレータ２４から圧縮機１１の吸入ポート１１ａへ至る冷媒配管を流通する気相冷媒には圧力損失が生じるからである。従って、理想的なサイクルでは、ｄ点とｅ点が一致していることが望ましい。このことは、他の運転状態においても同様である。
【０１８７】
従って、暖房運転モード時のサブクール制御では、室内凝縮器１２にて圧縮機１１から吐出された高温高圧冷媒の有する熱を送風空気に放熱させて、加熱された室内送風空気を車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の暖房を実現することができる。この際、サブクール制御では、図６で説明したように高段側膨張弁１３の弁開度調整によって室内凝縮器１２流出冷媒（図１０のｂ点）の過冷却度ＳＣが目標過冷却度ＴＳＣに近づくように制御して、サイクル効率を最大に近づけることができる。
【０１８８】
さらに、サブクール制御時に、圧縮機１１の回転数Ｎｃを最大回転数Ｎｃｍａｘとなるまで増加させても、室内凝縮器１２にて、車室内へ吹き出される送風空気の温度を目標吹出温度ＴＡＯまで上昇させる加熱能力を発揮できない際には、サブクール制御から制御ステップＳ９６（図７）で説明した乾き度制御へ移行する。
【０１８９】
乾き度制御へ移行すると、図１０の太破線に示すように冷媒の状態が変化する。なお、図１０では、乾き度制御時の冷媒の状態の符号として、サブクール制御と同様の状態の冷媒の符号に「’」をつけて示している。
【０１９０】
この乾き度制御では、高段側膨張弁１３の弁開度を増加させて、室内凝縮器１２流出冷媒の乾き度を増加させるので、室内凝縮器１２流出冷媒の状態が図１０のｂ’点へ変化する。さらに、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂから流入する冷媒圧力（図１０のｃ２’点他）および圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出される冷媒圧力（図１０のａ’点他）が、サブクール制御時に対して上昇する。
【０１９１】
従って、サブクール制御時に対して、圧縮機１１吐出冷媒の温度を上昇させて、室内凝縮器１２を流通する高圧冷媒の温度と室内凝縮器１２へ流入する送風空気との温度差を拡大できるとともに、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂから流入させる気相冷媒流量（ガスインジェクション量）を増加させることができる。その結果、乾き度制御時には、サブクール制御時に対して、室内凝縮器１２における送風空気の加熱能力を向上させることができる。
【０１９２】
ところで、乾き度制御では、上記の如く、室内凝縮器１２における加熱能力を向上増加させることが期待できるものの、サブクール制御時に対して、室内凝縮器１２における出入口間エンタルピ差が低下してしまうので（図１０のａ点とｂ点とのエンタルピ差→ａ’点とｂ’点とのエンタルピ差）、高段側膨張弁１３の開度が一定の値よりも増加すると、加熱能力を増加させることができなくなってしまうことがある。
【０１９３】
そこで、本実施形態では、乾き度制御時に、高段側膨張弁１３の弁開度を最大弁開度となるまで増加させても、室内凝縮器１２にて、車室内へ吹き出される送風空気の温度を目標吹出温度ＴＡＯまで上昇させる加熱能力を発揮できない際、すなわち、乾き度制御時に車室内へ吹き出される送風空気の温度が目標吹出温度ＴＡＯ以下となった際に、乾き度制御から制御ステップＳ９７（図８）で説明したＰＴＣヒータ制御へ移行する。
【０１９４】
ＰＴＣヒータ制御へ移行すると、図１０の太一点鎖線に示すように冷媒の状態が変化する。なお、図１０では、サブクール制御と同様の状態の冷媒の符号に「’’」をつけて示している。
【０１９５】
このＰＴＣヒータ制御では、ＰＴＣヒータ５０へ印加する電圧を増加させてＰＴＣヒータ５０の加熱能力を増加させる。これにより、サブクール制御および乾き度制御時に対して、室内凝縮器１２へ流入する送風空気の温度が上昇し、室内凝縮器１２にて送風空気が吸熱する吸熱量、すなわち、室内凝縮器１２にて冷媒が送風空気に放熱する放熱量が一時的に減少する。
【０１９６】
このため、実質的に室内凝縮器１２の熱交換能力が低下して、ヒートポンプサイクル１０のサイクルバランスが、室内凝縮器１２内の冷媒圧力が上昇するようにバランスする（図１０のａ’’点、ｂ’’点）。従って、圧縮機１１吐出冷媒の温度が上昇し、室内凝縮器１２を流通する冷媒の温度と室内凝縮器１２へ流入する送風空気の温度差を拡大できる。
【０１９７】
さらに、圧縮機１１の高段側圧縮機構における圧縮行程（すなわち、図１０のａ２’点→ａ’’点で示す、中間圧ポート１１ｂから吐出ポート１１ｃへ至る範囲の圧縮行程）の圧縮仕事量を増加させることができ、乾き度制御に対して、室内凝縮器１２における出入口間エンタルピ差を増大させることができる（図１０のΔｉｃ２’→Δｉｃ２’’）。その結果、ＰＴＣヒータ制御時には、乾き度制御時に対して、室内凝縮器１２における送風空気の加熱能力を向上させることができる。
【０１９８】
本実施形態の車両用空調装置１は、上記の如く、車室内の冷房、除湿暖房および暖房を実現することができ、除湿暖房運転モードおよび暖房運転モードでは、要求される送風空気の加熱能力に応じて、送風空気を効率的かつ効果的に加熱することができる。
【０１９９】
さらに、本実施形態では、補助加熱手段であるＰＴＣヒータ５０を室内凝縮器１２の空気流れ上流側に配置しているので、ＰＴＣヒータ５０は、送風空気を室内凝縮器１２よりも先に加熱する。このため、ＰＴＣヒータ制御時に室内凝縮器１２における送風空気の加熱能力を向上させることができる。これにより、室内凝縮器１２にて加熱された後の送風空気をＰＴＣヒータ５０にて加熱する構成よりも、ＰＴＣヒータ５０の消費電力量を縮小できる。
【０２００】
より具体的には、従来技術のように、室内凝縮器１２にて加熱された後の送風空気をＰＴＣヒータ５０にて加熱する構成では、定格電圧を印加した際に２ｋＷの発熱量（基準加熱能力）となるものを採用しなければならない。これに対して、本実施形態では、定格電圧を印加した際に８００Ｗ程度の発熱量となるものを採用することができる。従って、ＰＴＣヒータ５０の消費電力量を縮小できる。
【０２０１】
さらに、ＰＴＣヒータ５０として、基準加熱能力よりも低い加熱能力を発揮するものを採用できるので、ＰＴＣヒータ５０自体の小型化、ＰＴＣヒータ５０と空調制御装置４０とを接続するハーネス（電力線）の細径化等により、車両用空調装置１（冷凍サイクル装置）全体としての小型化および製造コストの低減を図ることができる。
【０２０２】
また、本実施形態では、図８の制御ステップＳ９７にて説明したように、ＰＴＣヒータ制御時に、高圧側冷媒圧力Ｐｄ（室内凝縮器１２における冷媒圧力）が目標高圧ＴＰｄとなるように、加熱能力制御手段４０ａがＰＴＣヒータ５０の加熱能力を調整している。従って、送風空気の目標吹出温度ＴＡＯに基づいて目標高圧ＴＰｄを設定することで、送風空気を容易に、かつ、不必要なエネルギ消費を抑制しながら目標吹出温度ＴＡＯまで昇温させることができる。
【０２０３】
ここで、本実施形態では、ヒートポンプサイクル１０として、運転モードに応じて種々のサイクル構成を切替可能なものを採用した例を説明したが、本実施形態の暖房運転モード時における室内凝縮器１２の加熱能力向上効果は、少なくとも暖房運転モード時に、本実施形態のヒートポンプサイクル１０のようにガスインジェクションサイクルが構成されることで確実に得ることができる。
【０２０４】
このことを、圧縮機、放熱器（本実施形態の室内凝縮器１２に対応）、膨張弁、蒸発器（本実施形態の室外熱交換器２０に対応）を環状に接続して構成された通常の蒸気圧縮式の冷凍サイクルと、この放熱器の送風空気流れ上流側に配置されて放熱器へ流入する送風空気を加熱するＰＴＣヒータとを備える比較例の車両用空調装置と比較して説明する。
【０２０５】
図１１は、この比較例の車両用空調装置に適用された冷凍サイクルにおける冷媒の状態の変化を示すモリエル線図である。この図１１では、ＰＴＣヒータへ電力を供給することなく上述のサブクール制御と同様に放熱器流出冷媒の過冷却度が目標過冷却度に近づくように制御した際の冷媒の状態の変化を太実線で示し、ＰＴＣヒータへ電力を供給して同様のサブクール制御を行った際の冷媒の状態の変化を太破線で示している。また、図１１では、図１０と同等の冷媒の状態を同一の符号を用いて表している。
【０２０６】
図１１から明らかなように、ＰＴＣヒータに電力を供給することによって、高圧側冷媒圧力Ｐｄが上昇し、圧縮機の圧縮行程の圧縮仕事量を増加させることができるものの（図１１のΔｉｃ→Δｉｃ’）、室外熱交換器２０における出入口間エンタルピ差（室外熱交換器２０の吸熱量）が低減してしまう（図１１のΔｉｅ→Δｉｅ’）。その結果、室内凝縮器１２における送風空気の加熱能力が減少してしまうこともある。
【０２０７】
これに対して、本実施形態では、少なくとも暖房運転モード時にガスインジェクションサイクルが構成されるので、補助加熱手段（ＰＴＣヒータ５０）を室内凝縮器１２にて高圧冷媒と熱交換する送風空気を加熱するように配置することによる室内凝縮器１２の加熱能力向上効果を確実に得ることができる。
【０２０８】
（第２実施形態）
第１実施形態では、補助加熱手段としてＰＴＣヒータ５０を採用した例を説明したが、本実施形態では、図１２の全体構成図に示すように、ＰＴＣヒータ５０を廃止して、図示しない走行用電動モータおよび走行用電動モータに電力を供給するインバータを冷却する冷却水（熱媒体）を熱源として送風空気を加熱する補助加熱用熱交換器６０を採用した例を説明する。
【０２０９】
なお、図１２では、ヒートポンプサイクル１０が暖房運転モードの冷媒回路に切り替えられた状態を示している。さらに、図１２では、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。
【０２１０】
補助加熱用熱交換器６０は、外部熱源である走行用電動モータおよびインバータを冷却する冷却水を循環させる冷却水回路６１に配置されており、内部を流通する冷却水と送風空気とを熱交換させて送風空気を加熱する、いわゆるタンクアンドチューブ型の熱交換器で構成されている。
【０２１１】
さらに、この補助加熱用熱交換器６０としては、第１実施形態と同様に基準加熱能力よりも低い加熱能力を発揮するものが採用されている。なお、本実施形態における基準加熱能力とは、仮に、室内凝縮器１２にて加熱された後の送風空気を補助加熱用熱交換器６０にて加熱するように配置した際に、補助加熱用熱交換器６０と室内凝縮器１２との双方の加熱能力によって送風空気を目標温度まで上昇させるために必要な最大加熱能力である。
【０２１２】
具体的には、本実施形態では、基準加熱能力より低い加熱能力を発揮する補助加熱用熱交換器６０として、冷却水と送風空気とを熱交換させる熱交換コア部における熱交換面積が、基準加熱能力を発揮するために必要な熱交換面積よりも小さいものを採用している。
【０２１３】
また、冷却水回路６１には、補助加熱用熱交換器６０へ流入する冷却水の流量を調整する流量調整弁６２が配置されている。この流量調整弁６２は、冷却水通路の通路面積を変化させる弁体と、この弁体を変位させて冷却水通路の通路断面積を変化させる電動アクチュエータとを有して構成される電気式の開度調整弁であり、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。
【０２１４】
そして、空調制御装置４０が流量調整弁６２の作動を制御することによって、補助加熱用熱交換器６０へ流入する冷却水の流量が調整され、これにより、補助加熱用熱交換器６０における送風空気の加熱能力が調整される。従って、本実施形態の流量調整弁６２は、加熱能力調整手段を構成している。
【０２１５】
さらに、本実施形態の空調制御装置４０では、流量調整弁６２の制御状態として、その冷却水通路を全開として補助加熱用熱交換器６０に高い加熱能力を発揮させるＨｉ稼働モードと、冷却水通路の通路面積を中開度として補助加熱用熱交換器６０に低い加熱能力を発揮させるＬｏ稼働モードと、冷却水通路を全閉として補助加熱用熱交換器６０に加熱能力を発揮させないＯＦＦモードを切り替えることができる。
【０２１６】
そして、図５のステップＳ９７にて、第１実施形態のＰＴＣヒータ５０の稼働状態の切替と同様に、流量調整弁６２の作動状態を切り替える。その他の構成および作動は、第１実施形態と全く同様である。
【０２１７】
従って、本実施形態の車両用空調装置１（冷凍サイクル装置）によれば、第１実施形態と同様に、室内凝縮器１２における送風空気の加熱能力を向上させることができる。その結果、暖房運転モード時の補助加熱手段におけるエネルギ消費量を低減できるとともに、車両用空調装置１全体としての小型化および製造コストの低減を図ることができる。
【０２１８】
（第３実施形態）
第１実施形態では、空調制御装置４０がＰＴＣヒータ５０へ供給する電力（具体的には、電圧）を調整することで、ＰＴＣヒータ５０の稼働状態をＨｉ稼働モード、Ｌｏ稼働モードおよびＯＦＦモードに切り替える例を説明したが、本実施形態では、ＰＴＣヒータ５０として、複数本のＰＴＣヒータを一体化したものを採用している。
【０２１９】
具体的には、本実施形態のＰＴＣヒータ５０は、３本のＰＴＣヒータを一体化することによって構成されており、通電するＰＴＣヒータの本数を変化させることによって、ＰＴＣヒータ５０全体としての加熱能力が制御される。
【０２２０】
換言すると、通電するＰＴＣヒータの本数を変化させることによって、ＰＴＣヒータ５０へ供給される電力量が調整される。さらに、本実施形態のＰＴＣヒータ５０おいても、３本のＰＴＣヒータの全てに通電した際に、基準加熱能力よりも低い加熱能力を発揮するものが採用されている。
【０２２１】
そして、第１実施形態の図８で説明したステップＳ９７を図１３に示すように変更して、ステップＳ９７１にて現在の高圧側冷媒圧力Ｐｄが目標高圧ＴＰｄより低くなっていると判定された場合には、ステップＳ９７２’へ進み、通電するＰＴＣヒータの本数を増加させる。但し、ステップＳ９７２’にて通電するＰＴＣヒータの本数が既に３本となっている場合は、通電するＰＴＣヒータの本数は３本に維持される。
【０２２２】
逆に、ステップＳ９７１にて現在の高圧側冷媒圧力Ｐｄが目標高圧ＴＰｄより低くなっていないと判定された場合には、ステップＳ９７５’へ進み、通電するＰＴＣヒータの本数を減少させる。但し、ステップＳ９７５’にて通電するＰＴＣヒータの本数が既に０本となっている場合、すなわちＰＴＣヒータ５０に通電されていない場合は、ＰＴＣヒータ５０に通電しない状態が維持される。
【０２２３】
その他の構成および作動は、第１実施形態と全く同様である。従って、本実施形態の車両用空調装置１（冷凍サイクル装置）においても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、通電するＰＴＣヒータの本数を変化させることによってＰＴＣヒータ５０全体の加熱能力を多段階（本実施形態では、３段階）に変化させることができるので、より一層、暖房運転モード時の補助加熱手段におけるエネルギ消費量を低減できる。
【０２２４】
（第４実施形態）
上述の第１〜３実施形態では、高段側膨張弁１３と、低段側固定絞り１７と、高段側膨張弁１３にて減圧された中間圧冷媒の気液を分離し、分離された気相冷媒を中間圧ポート１１ｂ側へ流出させる気液分離器１４とを備えた２段膨張型のガスインジェクションサイクルを構成しているが、本第４実施形態は、内部熱交換方式のガスインジェクションサイクルを構成するものであって、上記した高段側膨張弁１３、低段側固定絞り１７及び中間圧冷媒の気液分離器１４を設けていない。
【０２２５】
第４実施形態を図１４に基づいて具体的に説明すると、第４実施形態では、室内凝縮器１２の冷媒出口側に、室内凝縮器１２から流出した高圧冷媒の冷媒通路を複数に分岐する冷媒分岐部７０を設け、この冷媒分岐部７０により分岐された一方の冷媒通路７１に第１減圧手段として温度式膨張弁７２を設けている。この温度式膨張弁７２は、室内凝縮器１２出口側の高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧するものである。
【０２２６】
そして、冷媒分岐部７０により分岐された他方の冷媒通路７３を通過する室内凝縮器１２出口側の高圧冷媒と、温度式膨張弁７２により減圧された中間圧冷媒との間で熱交換を行う内部熱交換器７４が設けられている。この内部熱交換器７４には、冷媒通路７３を通過する高圧冷媒が流れる高圧冷媒通路部７４ａと、温度式膨張弁７２により減圧された中間圧冷媒が流れる中間圧冷媒通路部７４ｂとが形成されている。
【０２２７】
内部熱交換器７４においては、高圧冷媒通路部７４ａの温度が高い高圧冷媒によって中間圧冷媒通路部７４ｂの温度が低い中間圧冷媒が加熱されることで、中間圧冷媒が蒸発して気相冷媒となる。
【０２２８】
上記中間圧冷媒通路部７４ｂの冷媒出口側は中間圧冷媒導入通路１５により圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂに接続されている。そして、中間圧冷媒導入通路１５には温度式膨張弁７２の感温部７２ａが配置され、この感温部７２ａにより感知される中間圧冷媒の温度に応じた圧力と中間圧冷媒の圧力とに基づいて温度式膨張弁７２の弁体が変位し、これにより、温度式膨張弁７２の弁開度は中間圧冷媒通路部７４ｂから流出する中間圧冷媒が所定の過熱度を持つように自動的に調整される。
【０２２９】
内部熱交換器７４の中間圧冷媒通路部７４ｂにおいて蒸発した気相の中間圧冷媒は中間圧冷媒導入通路１５を通過して中間圧ポート１１ｂに導入される。
【０２３０】
内部熱交換器７４の高圧冷媒通路部７４ａの出口側には、第２減圧手段として電気的に弁体の開度が調整可能な電気式膨張弁７５が設けられ、この電気式膨張弁７５の出口側は室外熱交換器２０の冷媒入口側に接続されている。この電気式膨張弁７５は、第１実施形態にて説明した高段側膨張弁１３と同様の構成でよい。
【０２３１】
第４実施形態の他の構成は第１実施形態と同じであるので、図１４には第１実施形態と同一または均等部分に同一符号を付して、この同一または均等部分の説明を省略する。
【０２３２】
なお、図１４では、空調制御用センサ群４１のうち、特に、室内凝縮器１２出口側の高圧冷媒温度を検出する冷媒温度センサ４１ａと、室内凝縮器１２出口側の高圧冷媒圧力を検出する冷媒圧力センサ４１ｂとを室内凝縮器１２出口側の高圧冷媒通路部に配置した状態を図示している。
【０２３３】
第４実施形態では、上記両センサ４１ａ、４１ｂの検出信号に基づいて室内凝縮器１２出口側の高圧冷媒の状態（具体的には冷媒過冷却度又は冷媒乾き度）を判定し、この高圧冷媒の状態に応じて電気式膨張弁７５の弁開度が調整される。
【０２３４】
第４実施形態による内部熱交換方式のガスインジェクションサイクルにおける暖房運転モードでは、圧縮機１１の回転数Ｎｃが最大回転数Ｎｃｍａｘに上昇するまでは電気式膨張弁７５の弁開度制御により図５〜図７において前述した過冷却度制御または乾き度制御を行い、そして、圧縮機１１の回転数Ｎｃが最大回転数Ｎｃｍａｘに上昇してサイクル側の能力向上制御が最大となっている状態で、暖房能力不足の状態を判定すると、ＰＴＣヒータ５０を作動させる。
【０２３５】
暖房運転モード時にＰＴＣヒータ５０が作動することで、室内空調ユニット３０では室内送風空気がＰＴＣヒータ５０によってまず最初に加熱され、その後に室内送風空気が室内凝縮器１２により加熱される。
【０２３６】
これにより、ＰＴＣヒータ５０の作動時には、室内凝縮器１２に当たる空気温度がＰＴＣヒータ５０の停止時よりも上昇するので、高圧冷媒の圧力及び冷媒凝縮温度がＰＴＣヒータ５０の停止時よりも上昇するようにサイクルバランスが行われる。そして、高圧冷媒の圧力上昇によって、圧縮機１１の圧縮仕事量が増大するので、室内凝縮器１２による加熱能力を増大できる。
【０２３７】
図１５は、第４実施形態による暖房運転モード時のサイクル挙動を示すもので、図１５の実線はＰＴＣヒータ５０を停止状態とした場合のサイクル挙動を示し、１点鎖線はＰＴＣヒータ５０を作動状態とした場合のサイクル挙動を示している。
【０２３８】
図１５において、図１０と同一符号は図１０と同一部位における冷媒状態を示す。図１５の符号ｆ、ｆ’’は冷媒分岐部７０における冷媒状態を示し、符号ｇは温度式膨張弁７２の出口部、すなわち、内部熱交換器７４の中間圧冷媒通路部７４ｂの入口部の冷媒状態を示している。
【０２３９】
そして、符号ｈ、ｈ’’は内部熱交換器７４の高圧冷媒通路部７４ａの出口部、すなわち、電気式膨張弁７５の入口部の冷媒状態を示し、符号ｃは電気式膨張弁７５の出口部、すなわち、室外熱交換器２０の入口部の冷媒状態を示している。符号ｆ、ｆ’’→符号ｈ、ｈ’’間のエンタルピ減少と、符号ｇ→符号ａ２間のエンタルピ増大は内部熱交換器７４における内部熱交換に基づくものである。
【０２４０】
第４実施形態においても、ＰＴＣヒータ５０を作動状態とすることにより圧縮機１１の高段側圧縮機構における圧縮仕事量を、ＰＴＣヒータ５０の停止状態に比較して、増大することができ（図１５のΔｉｃ２→Δｉｃ２’’）、室内凝縮器１２による加熱能力を増大できる。
【０２４１】
なお、第４実施形態では、補助加熱手段として電気ヒータ、具体的にはＰＴＣヒータ５０を用いる例について説明したが、第４実施形態においても、補助加熱手段として図１２の第２実施形態にて説明した補助加熱用熱交換器６０を用いることができる。
【０２４２】
（第５実施形態）
上述の第１〜４実施形態では、いずれも、補助加熱手段をなすＰＴＣヒータ５０、あるいは補助加熱用熱交換器６０を室内凝縮器１２の空気流れ上流側に配置する例について説明したが、第５実施形態では、補助加熱手段をなすＰＴＣヒータ５０を空気流れに対して室内凝縮器１２と並列に配置する。
【０２４３】
具体的には、第５実施形態では図１６に示すように室内凝縮器１２の高圧冷媒が流れる熱交換部を空気流れと直交する方向に複数の熱交換部１２ａ、１２ｂ、１２ｃに分割し、この複数の熱交換部１２ａ、１２ｂ、１２ｃの間にＰＴＣヒータ５０、５０を配置することで、室内凝縮器１２の複数の熱交換部１２ａ、１２ｂ、１２ｃとＰＴＣヒータ５０、５０とを空気流れに対して並列に配置している。
【０２４４】
そして、複数の熱交換部１２ａ、１２ｂ、１２ｃはそれぞれ、フィンと高圧冷媒が流れるチューブにより構成され、この複数の熱交換部１２ａ、１２ｂ、１２ｃの間にＰＴＣヒータ５０、５０を配置した状態で、適宜の締め付け手段等により複数の熱交換部１２ａ、１２ｂ、１２ｃとＰＴＣヒータ５０、５０は一体構造に組み付けられる。従って、第５実施形態による室内凝縮器１２は、ＰＴＣヒータ５０、５０を一体化した熱交換器構造となっている。
【０２４５】
このように、第５実施形態による室内凝縮器１２においては、複数の熱交換部１２ａ、１２ｂ、１２ｃとＰＴＣヒータ５０、５０とが空気流れに対して並列に配置されているので、ＰＴＣヒータ５０、５０の作動時には複数の熱交換部１２ａ、１２ｂ、１２ｃとＰＴＣヒータ５０、５０とが空気流れを同時に加熱することになる。
【０２４６】
その際、室内凝縮器１２は、高圧冷媒が流れる複数の熱交換部１２ａ、１２ｂ、１２ｃとＰＴＣヒータ５０、５０とを交互に並列配置した一体化構造となっているので、複数の熱交換部１２ａ、１２ｂ、１２ｃに当たる空気温度が、ＰＴＣヒータ５０、５０を設けない場合に比較してＰＴＣヒータ５０、５０の加熱作用の影響で上昇する。これにより、高圧冷媒の圧力及び冷媒凝縮温度が上昇して、前述した圧縮機１１の圧縮仕事量増大による室内凝縮器１２の加熱能力の増大を実現できる。
【０２４７】
なお、第５実施形態では、補助加熱手段として電気ヒータ、具体的にはＰＴＣヒータ５０を用いる例について説明したが、第５実施形態においても、補助加熱手段として図１２の第２実施形態にて説明した補助加熱用熱交換器６０を用いることができる。すなわち、室内凝縮器１２として、高圧冷媒が流れる複数の熱交換部１２ａ、１２ｂ、１２ｃと、外部熱源冷却用の熱媒体が流れる補助加熱用熱交換器６０とを交互に並列配置して一体化した熱交換器構造を採用してもよい。
【０２４８】
（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。
【０２４９】
（１）上述の実施形態では、本発明の冷凍サイクル装置を電気自動車用の車両用空調装置１に適用した例を説明したが、本発明の冷凍サイクル装置は、例えば、エンジン（内燃機関）および走行用電動モータから走行用の駆動力を得るハイブリッド車両のように、エンジン廃熱が暖房用熱源として不充分となることのある車両に適用して有効である。
【０２５０】
さらに、本発明の冷凍サイクル装置は、例えば、据置型空調装置、冷温保存庫、液体加熱装置等に適用してもよい。液体加熱装置に適用する場合は、利用側熱交換器として液体−冷媒熱交換器を採用し、流量調整手段として液体−冷媒熱交換器へ流入する液体流量を調整する液体ポンプあるいは流量調整弁を採用してもよい。
【０２５１】
（２）上述の実施形態では、外部熱源として走行用電動モータおよびインバータを採用し、これらを冷却する冷却水（熱媒体）を補助加熱用熱交換器の熱源とした例を説明したが、外部熱源および熱媒体はこれに限定されいない。例えば、本発明の冷凍サイクル装置を上述のハイブリッド車両の車両用空調装置に適用する場合には、外部熱源としてエンジンを採用して、熱媒体としてエンジン冷却水を採用してもよい。
【０２５２】
さらに、本発明の冷凍サイクル装置を据置型空調装置、冷温保存庫、液体加熱装置等の据置型の装置に適用する場合も、外部熱源として圧縮機駆動用のエンジンを採用してもよいし、その他の外部熱源を採用してもよい。
【０２５３】
（３）上述の第１、第２実施形態では、補助加熱手段（ＰＴＣヒータ５０、補助加熱用熱交換器６０）の加熱能力をＨｉ稼働モード、Ｌｏ稼働モードおよびＯＦＦモードに段階的に切り替えた例を説明し、第３実施形態では、多段階に切り替えた例を説明したが、補助加熱手段の加熱能力の調整はこれに限定されない。例えば、目標高圧ＴＰｄから高圧側冷媒圧力Ｐｄを減算した差の拡大に伴って、補助加熱手段の加熱能力を連続的に徐々に増加させるようにしてもよい。
【０２５４】
（４）上述の第２実施形態では、基準加熱能力よりも低い加熱能力を発揮する補助加熱用熱交換器６０として、基準加熱能力を発揮できるものよりも熱交換面積の小さいものを採用した例を説明したが、補助加熱用熱交換器６０は、これに限定されない。例えば、タンクアンドチューブ型の熱交換器のチューブ本数や熱交換促進用のフィン数を低減させてもよいし、熱交換効率を低下させてもよい。また、別の形式の熱交換器を採用してもよい。
【０２５５】
（５）上述の実施形態では、図４の制御ステップＳ６にて、モード選択スイッチに応じて、冷房運転モード、除湿暖房運転モードおよび暖房運転モードを決定した例を説明したが、各運転モードの決定はこれに限定されない。例えば、外気温に対して設定温度が低い場合に冷房運転モードを実行することを決定し、外気温に対して設定温度が高い場合に暖房運転モードを実行するように決定してもよい。
【０２５６】
（６）上述の実施形態では、低段側減圧手段（第２減圧手段）としての低段側固定絞り１７の流量特性を適切に設定することによって、暖房運転モード時に、室外熱交換器２０へ流入する冷媒の乾き度Ｘを０．１以下としているが、低段側減圧手段（第２減圧手段）は、固定絞りに限定されない。
【０２５７】
つまり、低段側減圧手段として、高段側膨張弁１３と同様の構成の可変絞り機構を採用してもよい。この場合は、空調制御装置４０が、室外熱交換器２０へ流入する冷媒の温度および圧力等に基づいて、室外熱交換器２０へ流入する冷媒の乾き度Ｘを検出し、この検出値が０．１以下となるように、低段側減圧手段を構成する可変絞り機構の開度を制御すればよい。
【０２５８】
（７）上述の実施形態では、除湿暖房運転モード時に目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、第１除湿暖房モードから第４除湿暖房モードへ段階的に切り替える例を説明したが、第１除湿暖房モードから第４除湿暖房モードへの切り替えはこれに限定されない。例えば、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、第１除湿暖房モードから第４除湿暖房モードへ連続的に切り替えるようにしてもよい。
【０２５９】
すなわち、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、高段側膨張弁１３を絞り開度を縮小させ、さらに、冷房用膨張弁２２の絞り開度を増加させればよい。このように高段側膨張弁１３および冷房用膨張弁２２の絞り開度を変化させることによって、室外熱交換器２０における冷媒の圧力（温度）が調整されるので、室外熱交換器２０を自動的に、放熱器として作用させる状態から蒸発器として作用させる状態へ切り替えることができる。
【符号の説明】
【０２６０】
１１ 圧縮機
１１ａ 吸入ポート
１１ｂ 中間圧ポート
１１ｃ 吐出ポート
１２ 室内凝縮器（利用側熱交換器）
１３ 高段側膨張弁
１４ 気液分離器
１７ 低段側固定絞り
２０ 室外熱交換器
４０ａ 加熱能力調整手段（加熱能力調整手段）
５０ ＰＴＣヒータ（補助加熱手段）
６０ 補助加熱用熱交換器（補助加熱手段）
６２ 流量調整弁（加熱能力調整手段）
７４ 内部熱交換器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを用いた冷凍サイクル装置に関するもので、車両用の冷凍サイクル装置に適用して有効である。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを用いて車室内へ送風される送風空気を加熱して車室内の暖房を行う車両用空調装置が開示されている。より具体的には、この特許文献１の車両用空調装置では、冷凍サイクルの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利用側熱交換器にて熱交換させて送風空気を加熱している。
【０００３】
さらに、この車両用空調装置は、利用側熱交換器の送風空気流れ方向下流側に配置されて、利用側熱交換器にて発揮される送風空気の加熱能力を補う補助加熱手段としての電気ヒータを備えている。そして、最大暖房時等のように利用側熱交換器の加熱能力だけでは送風空気を乗員の所望の温度まで上昇させることができない場合に、電気ヒータに通電して送風空気を加熱することによって乗員の暖房感の悪化を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１９０５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１の車両用空調装置のように、補助加熱手段である電気ヒータを備える構成では、最大暖房時等のような電気ヒータの作動時に、電気ヒータが大きな電力を消費してしまうことがある。従って、最大暖房時等に、送風空気を乗員の所望の温度まで上昇させる適切な暖房を実現するためのエネルギ消費量が多くなってしまう。
【０００６】
つまり、熱交換対象流体を加熱する蒸気圧縮式の冷凍サイクルの加熱能力を補うために補助加熱手段を設ける構成では、熱交換対象流体を所望の温度まで昇温させるために消費されるエネルギ量が大きくなってしまうという問題がある。
【０００７】
さらに、このような補助加熱手段としては、予め利用側熱交換器の加熱能力が最も不足する運転条件を想定し、この運転条件でも充分に利用側熱交換器の加熱能力を補うことのできる高い加熱能力のものを採用しておく必要がある。このため、補助加熱手段の大型化等を招き、延いては、冷凍サイクル装置全体としての大型化や製造コストの増加を招く原因にもなる。
【０００８】
上記点に鑑み、本発明は、利用側熱交換器および補助加熱手段にて熱交換対象流体を加熱可能に構成された冷凍サイクル装置のエネルギ消費量を低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、吸入ポート（１１ａ）から吸入した低圧冷媒を圧縮して吐出ポート（１１ｃ）から高圧冷媒を吐出するとともに、サイクル内の中間圧冷媒を流入させて圧縮過程の冷媒に合流させる中間圧ポート（１１ｂ）を有する圧縮機（１１）と、吐出ポート（１１ｃ）から吐出された高圧冷媒と熱交換対象流体とを熱交換させて、熱交換対象流体を加熱する利用側熱交換器（１２）と、利用側熱交換器（１２）から流出した高圧冷媒のうち中間圧状態まで減圧された気相の中間圧冷媒を中間圧ポート（１１ｂ）に導く中間圧冷媒導入通路（１５）と、利用側熱交換器（１２）から流出した高圧冷媒のうち低圧状態まで減圧された低圧冷媒を蒸発させて、吸入ポート（１１ａ）側へ流出させる蒸発器（２０）と、熱交換対象流体を加熱する補助加熱手段（５０、６０）とを備え、補助加熱手段（５０、６０）は、熱交換対象流体を利用側熱交換器（１２）よりも先に加熱するか、もしくは熱交換対象流体を利用側熱交換器（１２）と同時に加熱するように構成されている冷凍サイクル装置を特徴とする。
【００１０】
これによれば、補助加熱手段（５０、６０）が、熱交換対象流体を利用側熱交換器（１２）よりも先に加熱するか、もしくは熱交換対象流体を利用側熱交換器（１２）と同時に加熱する。その結果、従来技術の如く、利用側熱交換器（１２）にて加熱された後の熱交換対象流体を補助加熱手段にてさらに加熱する構成よりも、熱交換対象流体を目標温度まで昇温させる際の補助加熱手段（５０、６０）のエネルギ消費量を低減できる。
【００１１】
その理由は、補助加熱手段（５０、６０）にて利用側熱交換器（１２）へ流入する熱交換対象流体の温度を上昇させて利用側熱交換器（１２）における冷媒の放熱量を減少させることができるので、冷凍サイクルのサイクルバランスを、利用側熱交換器（１２）内の冷媒圧力が上昇するようにバランスさせることができるからである。
【００１２】
これにより、圧縮機（１１）吐出冷媒の温度を上昇させて、利用側熱交換器（１２）を流通する冷媒の温度と利用側熱交換器（１２）へ流入する熱交換対象流体との温度差を拡大できる。さらに、圧縮機（１１）の中間圧ポート（１１ｂ）から吐出ポート（１１ｃ）へ至る範囲の圧縮行程の圧縮仕事量を増加させることができ、利用側熱交換器（１２）における出入口間エンタルピ差を増大させることができる。
【００１３】
従って、従来技術に対して、利用側熱交換器（１２）における加熱能力を増加させることができ、補助加熱手段（５０、６０）の加熱能力を低下させても、熱交換対象流体を目標温度まで昇温させることができる。その結果、補助加熱手段（５０、６０）として従来技術よりも低い加熱能力を発揮するものを採用することができ、利用側熱交換器（１２）および補助加熱手段（５０、６０）にて熱交換対象流体を加熱可能に構成された冷凍サイクル装置のエネルギ消費量を低減させることができる。
【００１４】
次に、請求項２に記載の発明では、吸入ポート（１１ａ）から吸入した低圧冷媒を圧縮して吐出ポート（１１ｃ）から高圧冷媒を吐出するとともに、サイクル内の中間圧冷媒を流入させて圧縮過程の冷媒に合流させる中間圧ポート（１１ｂ）を有する圧縮機（１１）と、吐出ポート（１１ｃ）から吐出された高圧冷媒と熱交換対象流体とを熱交換させて、熱交換対象流体を加熱する利用側熱交換器（１２）と、利用側熱交換器（１２）から流出した高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧させる高段側減圧手段（１３）と、高段側減圧手段（１３）にて減圧された中間圧冷媒の気液を分離し、分離された気相冷媒を中間圧ポート（１１ｂ）側へ流出させる気液分離手段（１４）と、気液分離手段（１４）にて分離された液相冷媒を低圧冷媒となるまで減圧させる低段側減圧手段（１７）と、低段側減圧手段（１７）にて減圧された低圧冷媒を蒸発させて、吸入ポート（１１ａ）側へ流出させる蒸発器（２０）と、熱交換対象流体を加熱する補助加熱手段（５０、６０）とを備え、補助加熱手段（５０、６０）は、熱交換対象流体を利用側熱交換器（１２）よりも先に加熱するか、もしくは熱交換対象流体を利用側熱交換器（１２）と同時に加熱するように構成されている冷凍サイクル装置を特徴とする。
【００１５】
これによれば、高段側減圧手段（１３）と気液分離手段（１４）と低段側減圧手段（１７）とを組み合わせた２段膨張型のガスインジェクションサイクルを構成する冷凍サイクル装置において、請求項１に記載の発明と同様の作用効果を奏することができる。
【００１６】
次に、請求項３に記載の発明では、吸入ポート（１１ａ）から吸入した低圧冷媒を圧縮して吐出ポート（１１ｃ）から高圧冷媒を吐出するとともに、サイクル内の中間圧冷媒を流入させて圧縮過程の冷媒に合流させる中間圧ポート（１１ｂ）を有する圧縮機（１１）と、吐出ポート（１１ｃ）から吐出された高圧冷媒と熱交換対象流体とを熱交換させて、熱交換対象流体を加熱する利用側熱交換器（１２）と、利用側熱交換器（１２）から流出した高圧冷媒の冷媒通路を複数に分岐する冷媒分岐部（７０）と、冷媒分岐部（７０）により分岐された一方の冷媒通路（７１）に設けられ、利用側熱交換器（１２）出口側の高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧させる第１減圧手段（７２）と、冷媒分岐部（７０）により分岐された他方の冷媒通路（７３）を通過する利用側熱交換器（１２）出口側の高圧冷媒と、第１減圧手段（７２）により減圧された中間圧冷媒との間で熱交換を行うとともに、熱交換を終えた中間圧冷媒を中間圧ポート（１１ｂ）側へ流出させる内部熱交換器（７４）と、内部熱交換器（７４）での熱交換を終えた高圧冷媒を低圧冷媒となるまで減圧させる第２減圧手段（７５）と、第２減圧手段（７５）にて減圧された低圧冷媒を蒸発させて、吸入ポート（１１ａ）側へ流出させる蒸発器（２０）と、熱交換対象流体を加熱する補助加熱手段（５０、６０）とを備え、補助加熱手段（５０、６０）は、熱交換対象流体を利用側熱交換器（１２）よりも先に加熱するか、もしくは熱交換対象流体を利用側熱交換器（１２）と同時に加熱するように構成されている冷凍サイクル装置を特徴とする。
【００１７】
これによれば、内部熱交換方式のガスインジェクションサイクルを構成する冷凍サイクル装置において、請求項１に記載の発明と同様の作用効果を奏することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明のように、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置において、具体的には、補助加熱手段（５０、６０）は、利用側熱交換器（１２）よりも熱交換対象流体の上流側部位に配置され、熱交換対象流体を利用側熱交換器（１２）よりも先に加熱するようになっている構成とすればよい。
【００１９】
また、請求項５に記載の発明のように、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置において、具体的には、補助加熱手段（５０、６０）は、熱交換対象流体の流れに対して利用側熱交換器（１２）と並列に配置されて利用側熱交換器（１２）と一体に構成され、これにより、補助加熱手段（５０、６０）と利用側熱交換器（１２）が熱交換対象流体を同時に加熱するようになっていてもよい。
【００２０】
請求項６に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置において、仮に、補助加熱手段（５０、６０）を利用側熱交換器（１２）にて加熱された後の熱交換対象流体を加熱するように配置した状態で、利用側熱交換器（１２）および補助加熱手段（５０、６０）の双方の加熱能力によって熱交換対象流体を目標温度まで昇温させる際に、補助加熱手段（５０、６０）に要求される最大加熱能力を基準加熱能力としたときに、補助加熱手段（５０、６０）として、基準加熱能力よりも低い加熱能力を発揮するものが採用されていることを特徴とする。
【００２１】
これによれば、補助加熱手段（５０、６０）として、基準加熱能力よりも低い加熱能力を発揮するものを採用しているので、従来技術に対して、補助加熱手段（５０、６０）のエネルギ消費量を確実に低減できる。さらに、補助加熱手段（５０、６０）自体の小型化を図ることができる。延いては、冷凍サイクル装置全体としての小型化および製造コストの低減を図ることもできる。
【００２２】
請求項７に記載の発明では、補助加熱手段（５０、６０）における熱交換対象流体の加熱能力を調整する加熱能力調整手段（４０ａ、６２）を備え、加熱能力調整手段（４０ａ、６２）は、利用側熱交換器（１２）における冷媒圧力（Ｐｄ）が目標高圧（ＴＰｄ）となるように補助加熱手段（５０、６０）の加熱能力を調整することを特徴とする。
【００２３】
これによれば、利用側熱交換器（１２）における冷媒圧力が目標高圧（ＴＰｄ）となるように加熱能力調整手段（４０ａ、６２）が補助加熱手段（５０、６０）の加熱能力を調整するので、熱交換対象流体の目標温度に応じて目標高圧（ＴＰｄ）を設定することで、熱交換対象流体を容易に目標温度まで昇温させることができる。
【００２４】
請求項８に記載の発明のように、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置において、補助加熱手段として、具体的には電力を供給されることによって発熱する電気ヒータ（５０）を採用してもよい。なお、補助加熱手段が電気ヒータ（５０）である場合、「低い加熱能力を発揮するもの」には、例えば、所定の電圧を印加した際の発熱量（ワット数）が小さい電気ヒータ等が含まれる。
【００２５】
さらに、請求項９に記載の発明のように、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置において、補助加熱手段として、具体的には外部熱源を冷却する熱媒体を熱源として熱交換対象流体を加熱する補助加熱用熱交換器（６０）を採用してもよい。補助加熱手段が補助加熱用熱交換器（６０）である場合、「低い加熱能力を発揮するもの」には、例えば、熱交換面積の小さい補助加熱用熱交換器等が含まれる。
【００２６】
請求項１０に記載の発明のように、請求項７に記載の冷凍サイクル装置において、補助加熱手段は、具体的には電力を供給されることによって発熱する電気ヒータ（５０）であり、加熱能力調整手段（４０ａ、６２）は、電気ヒータ（５０）へ供給する電力量を調整することによって、電気ヒータ（５０）の加熱能力を調整するようになっていてもよい。
【００２７】
さらに、請求項１１に記載の発明のように、請求項７に記載の冷凍サイクル装置において、補助加熱手段は、具体的には外部熱源を冷却する熱媒体を熱源として熱交換対象流体を加熱する補助加熱用熱交換器（６０）であり、加熱能力調整手段（４０ａ、６２）は、補助加熱用熱交換器（６０）へ流入する熱媒体の流量を調整することによって、補助加熱用熱交換器（６０）の加熱能力を調整するようになっていてもよい。
【００２８】
請求項１２に記載の発明では、請求項７、１０，１１のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置において、加熱能力調整手段（４０ａ、６２）は、熱交換対象流体の加熱能力向上のための冷凍サイクル側での能力向上制御が最大となっている状態で、熱交換対象流体の加熱能力不足が判定されたときに、補助加熱手段（５０、６０）を作動させることを特徴とする。
【００２９】
これによれば、補助加熱手段（５０、６０）の作動を必要最小限に抑止できる。
【００３０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１実施形態のヒートポンプサイクルの冷房運転モード時の冷媒流路を示す全体構成図である。
【図２】第１実施形態のヒートポンプサイクルの暖房運転モード時の冷媒流路を示す全体構成図である。
【図３】（ａ）は、第１実施形態の気液分離器の外観斜視図であり、（ｂ）は、上面図である。
【図４】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。
【図５】第１実施形態の暖房運転モード時における制御処理を示すフローチャートである。
【図６】第１実施形態の暖房運転モード時のサブクール制御時おける制御処理を示すフローチャートである。
【図７】第１実施形態の暖房運転モード時の乾き度制御時における制御処理を示すフローチャートである。
【図８】第１実施形態の暖房運転モード時のＰＴＣヒータ制御時における制御処理を示すフローチャートである。
【図９】第１実施形態の車両用空調装置の制御処理の要部を示すフローチャートである。
【図１０】第１実施形態のヒートポンプサイクルの暖房運転モード時における冷媒の状態を示すモリエル線図である。
【図１１】比較例の冷凍サイクルの暖房運転モード時における冷媒の状態を示すモリエル線図である。
【図１２】第２実施形態のヒートポンプサイクルの暖房運転モード時の冷媒流路を示す全体構成図である。
【図１３】第３実施形態の暖房運転モード時のＰＴＣヒータ制御時における制御処理を示すフローチャートである。
【図１４】第４実施形態のヒートポンプサイクルの暖房運転モード時の冷媒流路を示す全体構成図である。
【図１５】第４実施形態のヒートポンプサイクルの暖房運転モード時における冷媒の状態を示すモリエル線図である。
【図１６】第５実施形態のヒートポンプサイクルの暖房運転モード時の冷媒流路を示す全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
（第１実施形態）
図１〜図１０により、本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態では、本発明の冷凍サイクル装置を走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得る電気自動車の車両用空調装置１に適用している。この冷凍サイクル装置は、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あるいは加熱する機能を果たす。従って、本実施形態の熱交換対象流体は送風空気である。
【００３３】
さらに、冷凍サイクル装置は、ヒートポンプサイクル（蒸気圧縮式の冷凍サイクル）１０を備えており、ヒートポンプサイクル１０は、図１の全体構成図に示すように、車室内を冷房する冷房運転モード（送風空気を冷却する冷却運転モード）あるいは車室内を除湿しながら暖房する除湿暖房運転モード（除湿運転モード）の冷媒回路、および、図２の全体構成図に示すように、車室内を暖房する暖房運転モード（送風空気を加熱する加熱運転モード）の冷媒回路を切替可能に構成されている。
【００３４】
また、このヒートポンプサイクル１０では、冷媒としてＨＦＣ系冷媒（具体的には、Ｒ１３４ａ）を採用しており、高圧側冷媒圧力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、ＨＦＯ系冷媒（例えば、Ｒ１２３４ｙｆ）等を採用してもよい。さらに、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。
【００３５】
ヒートポンプサイクル１０の構成機器のうち、圧縮機１１は、車両のボンネット内に配置され、ヒートポンプサイクル１０において冷媒を吸入し、圧縮して吐出するものである。この圧縮機１１は、その外殻を形成するハウジングの内部に、固定容量型の圧縮機構からなる低段側圧縮機構と高段側圧縮機構との２つの圧縮機構、および、双方の圧縮機構を回転駆動する電動モータを収容して構成された二段昇圧式の電動圧縮機である。
【００３６】
圧縮機１１のハウジングには、ハウジングの外部から低段側圧縮機構へ低圧冷媒を吸入させる吸入ポート１１ａ、ハウジングの外部からハウジングの内部へ中間圧冷媒を流入させて低圧から高圧への圧縮過程の冷媒に合流させる中間圧ポート１１ｂ、および、高段側圧縮機構から吐出された高圧冷媒をハウジングの外部へ吐出させる吐出ポート１１ｃが設けられている。
【００３７】
より具体的には、中間圧ポート１１ｂは、低段側圧縮機構の冷媒吐出口側（すなわち、高段側圧縮機構の冷媒吸入口側）に接続されている。また、低段側圧縮機構および高段側圧縮機は、スクロール型圧縮機構、ベーン型圧縮機構、ローリングピストン型圧縮機構等の各種形式のものを採用することができる。
【００３８】
電動モータは、後述する空調制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動（回転数）が制御されるもので、交流モータ、直流モータのいずれの形式を採用してもよい。そして、この回転数制御によって、圧縮機１１の冷媒吐出能力が変更される。従って、本実施形態では、電動モータが圧縮機１１の吐出能力変更手段を構成している。
【００３９】
なお、本実施形態では、２つの圧縮機構を１つのハウジング内に収容した圧縮機１１を採用しているが、圧縮機の形式はこれに限定されない。つまり、中間圧ポート１１ｂから中間圧冷媒を流入させて低圧から高圧への圧縮過程の冷媒に合流させることが可能であれば、ハウジングの内部に、１つの固定容量型の圧縮機構およびこの圧縮機構を回転駆動する電動モータを収容して構成された電動圧縮機であってもよい。
【００４０】
さらに、２つの圧縮機を直列に接続して、低段側に配置される低段側圧縮機の吸入口を吸入ポート１１ａとし、高段側に配置される高段側圧縮機の吐出口を吐出ポート１１ｃとし、低段側圧縮機の吐出口と高段側圧縮機との吸入口とを接続する接続部に中間圧ポート１１ｂを設け、低段側圧縮機と高段側圧縮機との２つの圧縮機によって、１つの二段昇圧式の圧縮機１１を構成してもよい。
【００４１】
圧縮機１１の吐出ポート１１ｃ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、後述する車両用空調装置１の室内空調ユニット３０の空調ケース３１内に配置され、圧縮機１１（具体的には、高段側圧縮機構）から吐出された高温高圧冷媒を放熱させる放熱器として機能し、後述する室内蒸発器２３を通過した送風空気を加熱する利用側熱交換器である。
【００４２】
室内凝縮器１２の冷媒出口側には、室内凝縮器１２から流出した高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧させる高段側減圧手段としての高段側膨張弁１３の入口側が接続されている。この高段側膨張弁１３は、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体の絞り開度を変化させるステッピングモータからなる電動アクチュエータとを有して構成される電気式の可変絞り機構である。
【００４３】
より具体的には、高段側膨張弁１３では、冷媒を減圧させる絞り状態となると、絞り通路面積が相当直径φ０．５〜φ３ｍｍとなる範囲で絞り開度を変化させる。さらに、絞り開度を全開とすると、絞り通路面積を相当直径φ１０ｍｍ程度確保して、冷媒減圧作用を発揮させないようにすることもできる。なお、高段側膨張弁１３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。
【００４４】
高段側膨張弁１３の出口側には、室内凝縮器１２から流出して高段側膨張弁１３にて減圧された中間圧冷媒の気液を分離する気液分離手段としての気液分離器１４の冷媒流入ポート１４ｂが接続されている。この気液分離器１４は、遠心力の作用によって冷媒の気液を分離する遠心分離方式のものである。
【００４５】
気液分離器１４の詳細構成については、図３を用いて説明する。なお、図３（ａ）は、気液分離器１４の模式的な外観斜視図であり、図３（ｂ）は、気液分離器１４の上方側から見た上面図である。また、図３における上下の各矢印は、気液分離器１４を車両用空調装置１に搭載した状態における上下の各方向を示している。
【００４６】
本実施形態の気液分離器１４は、上下方向に延びる略中空有底円筒状（断面円形状）の本体部１４ａ、中間圧冷媒を流入させる冷媒流入口１４ｅが形成された冷媒流入ポート１４ｂ、分離された気相冷媒を流出させる気相冷媒流出口１４ｆが形成された気相冷媒流出ポート１４ｃ、および、分離された液相冷媒を流出させる液相冷媒流出口１４ｇが形成された液相冷媒流出ポート１４ｄ等を有して構成されている。
【００４７】
本体部１４ａの直径は、各流入出ポート１４ｂ〜１４ｄに接続される冷媒配管の直径に対して、１．５倍以上、３倍以下程度の径に設定されており、気液分離器１４全体としての小型化を図っている。
【００４８】
より詳細には、本実施形態の気液分離器１４（具体的には、本体部１４ａ）の内容積は、サイクルに封入される冷媒量を液相に換算した際の封入冷媒体積から、サイクルが最大能力を発揮するために必要な冷媒量を液相に換算した際の必要最大冷媒体積を減算した余剰冷媒体積よりも小さく設定されている。このため、本実施形態の気液分離器１４の内容積は、サイクルに負荷変動が生じてサイクルを循環する冷媒循環流量が変動しても、実質的に余剰冷媒を溜めることができない程度の容積になっている。
【００４９】
冷媒流入ポート１４ｂは、本体部１４ａの円筒状側面に接続されており、図３（ｂ）に示すように、気液分離器１４を上方側から見たときに、本体部１４ａの断面円形状の外周の接線方向に延びる冷媒配管によって構成されている。さらに、冷媒流入口１４ｅは、冷媒流入ポート１４ｂのうち本体部１４ａの反対側端部に形成されている。なお、冷媒流入ポート１４ａは、必ずしも水平方向に延びている必要はなく、上下方向の成分を有して延びていてもよい。
【００５０】
気相冷媒流出ポート１４ｃは、本体部１４ａの軸方向上側端面（上面）に接続されており、本体部１４ａの内外に亘って本体部１４ａと同軸上に延びる冷媒配管によって構成されている。さらに、気相冷媒流出口１４ｆは、気相冷媒流出ポート１４ｃの上方側端部に形成され、一方、下方側端部は、冷媒流入ポート１４ｂと本体部１４ａとの接続部よりも下方側に位置付けられている。
【００５１】
液相冷媒流出ポート１４ｄは、本体部１４ａの軸方向下側端面（底面）に接続されており、本体部１４ａから下方側へ向かって、本体部１４ａと同軸上に延びる冷媒配管によって構成されている。さらに、液相冷媒流出口１４ｇは、液相冷媒流出ポート１４ｄの下方側端部に形成されている。
【００５２】
従って、冷媒流入ポート１４ａの冷媒流入口１４ｅから流入した冷媒は、本体部１４ａの円筒状内壁面に沿って旋回して流れ、この旋回流によって生じる遠心力の作用によって冷媒の気液が分離される。さらに、分離された液相冷媒が、重力の作用によって本体部１４ａの下方側に落下する。
【００５３】
そして、分離されて下方側に落下した液相冷媒は液相冷媒流出ポート１４ｄの液相冷媒流出口１４ｇから流出し、分離された気相冷媒は気相冷媒流出ポート１４ｃの気相冷媒流出口１４ｆから流出する。なお、図３では、本体部１４ａの軸方向下側端面（底面）を円板状に形成した例を図示しているが、本体部１４ａの下方側部位を下側に向かって徐々に縮径するテーパ形状に形成し、このテーパ形状の最下位部に液相冷媒流出ポート１４ｄを接続してもよい。
【００５４】
また、気液分離器１４の気相冷媒流出ポート１４ｃには、図１、図２に示すように、中間圧冷媒導入通路１５を介して、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂが接続されている。この中間圧冷媒導入通路１５には、中間圧側開閉弁１６ａが配置されている。この中間圧側開閉弁１６ａは中間圧冷媒導入通路１５を開閉する電磁弁であり、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。
【００５５】
なお、中間圧側開閉弁１６ａは、中間圧冷媒導入通路１５を開いた際に気液分離器１４の気相冷媒出口から圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂ側へ冷媒が流れることのみを許容する逆止弁としての機能を兼ね備えている。これにより、中間圧側開閉弁１６ａが中間圧冷媒導入通路１５を開いた際に、圧縮機１１側から気液分離器１４へ冷媒が逆流することが防止される。
【００５６】
さらに、中間圧側開閉弁１６ａは、中間圧冷媒導入通路１５を開閉することによって、サイクル構成（冷媒流路）を切り替える機能を果たす。従って、本実施形態の中間圧側開閉弁１６ａは、サイクルを循環する冷媒の冷媒流路を切り替える冷媒流路切替手段を構成している。
【００５７】
一方、気液分離器１４の液相冷媒流出ポート１４ｄには、気液分離器１４にて分離された液相冷媒を低圧冷媒となるまで減圧させる低段側減圧手段（第２減圧手段）としての低段側固定絞り１７の入口側が接続され、低段側固定絞り１７の出口側には、室外熱交換器２０の冷媒入口側が接続されている。この低段側固定絞り１７としては、絞り開度が固定されたノズル、オリフィスを採用できる。
【００５８】
ノズル、オリフィス等の固定絞りでは、絞り通路面積が急縮小あるいは急拡大するので、上流側と下流側との圧力差（出入口間差圧）の変化に伴って、固定絞りを通過する冷媒の流量および低段側固定絞り１７上流側冷媒の乾き度を自己調整（バランス）することができる。
【００５９】
具体的には、圧力差が比較的大きい場合には、サイクルを循環させる必要のある必要循環冷媒流量が減少するに伴って、固定絞り上流側冷媒の乾き度が大きくなるようにバランスする。一方、圧力差が比較的小さい場合には、必要循環冷媒流量が増加するに伴って、固定絞り上流側冷媒の乾き度が小さくなるようにバランスする。
【００６０】
ところが、低段側固定絞り１７上流側冷媒の乾き度が大きくなってしまうと、室外熱交換器２０が冷媒に吸熱作用を発揮させる蒸発器として機能する際に、室外熱交換器２０における冷媒の吸熱量（冷凍能力）が減ってサイクルの成績係数（ＣＯＰ）が悪化してしまう。
【００６１】
そこで、本実施形態では、暖房運転モード時にサイクルの負荷変動によって必要循環冷媒流量が変化しても、低段側固定絞り１７上流側冷媒の乾き度Ｘが０．１以下となる低段側固定絞り１７を採用し、ＣＯＰの悪化を抑制している。つまり、本実施形態の低段側固定絞り１７では、ヒートポンプサイクル１０に負荷変動が生じた際に想定される範囲で、冷媒循環流量および低段側固定絞り１７の出入口間差圧が変化しても、低段側固定絞り１７上流側冷媒の乾き度Ｘが０．１以下に調整される。
【００６２】
さらに、気液分離器１４の液相冷媒流出ポート１４ｄには、気液分離器１４にて分離された液相冷媒を低段側固定絞り１７を迂回させて室外熱交換器２０側へ導く固定絞り迂回用通路１８が接続されている。この固定絞り迂回用通路１８には、固定絞り迂回用通路１８を開閉する低圧側開閉弁１６ｂが配置されている。低圧側開閉弁１６ｂの基本的構成は、中間圧側開閉弁１６ａと同等であり、空調制御装置４０から出力される制御電圧によって、その開閉作動が制御される電磁弁である。
【００６３】
また、冷媒が低圧側開閉弁１６ｂを通過する際に生じる圧力損失は、低段側固定絞り１７を通過する際に生じる圧力損失に対して極めて小さい。従って、室内凝縮器１２から流出した冷媒は、低圧側開閉弁１６ｂが開いている場合には固定絞り迂回用通路１８側を介して室外熱交換器２０へ流入し、低圧側開閉弁１６ｂが閉じている場合には低段側固定絞り１７を介して室外熱交換器２０へ流入する。
【００６４】
これにより、低圧側開閉弁１６ｂは、ヒートポンプサイクル１０の冷媒流路を切り替えることができる。従って、本実施形態の低圧側開閉弁１６ｂは、上述の中間圧側開閉弁１６ａとともに冷媒流路切替手段を構成している。
【００６５】
なお、このような冷媒流路切替手段としては、気液分離器１４の液相冷媒流出ポート１４ｄ出口側と低段側固定絞り１７入口側とを接続する冷媒回路および液相冷媒流出ポート１４ｄ出口側と固定絞り迂回用通路１８入口側とを接続する冷媒回路を切り替える電気式の三方弁等を採用してもよい。
【００６６】
室外熱交換器２０は、ボンネット内に配置されて、内部を流通する冷媒と送風ファン２１から送風された外気とを熱交換させるものである。この室外熱交換器２０は、少なくとも暖房運転モード時には、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる蒸発器として機能し、冷房運転モード時等には、高圧冷媒を放熱させる放熱器として機能する熱交換器である。
【００６７】
室外熱交換器２０の冷媒出口側には、第３減圧手段としての冷房用膨張弁２２の冷媒入口側が接続されている。冷房用膨張弁２２は、冷房運転モード時等に室外熱交換器２０から流出し、室内蒸発器２３へ流入する冷媒を減圧させるものである。この冷房用膨張弁２２の基本的構成は、高段側膨張弁１３と同様であり、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。
【００６８】
冷房用膨張弁２２の出口側には、室内蒸発器２３の冷媒入口側が接続されている。室内蒸発器２３は、室内空調ユニット３０の空調ケース３１内のうち、室内凝縮器１２の送風空気流れ上流側に配置され、冷房運転モード時、除湿暖房運転モード等にその内部を流通する冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させることにより送風空気を冷却する蒸発器である。
【００６９】
室内蒸発器２３の出口側には、アキュムレータ２４の入口側が接続されている。アキュムレータ２４は、その内部に流入した冷媒の気液を分離して余剰冷媒を蓄える低圧側気液分離器である。さらに、アキュムレータ２４の気相冷媒出口には、圧縮機１１の吸入ポート１１ａが接続されている。従って、室内蒸発器２３は、圧縮機１１の吸入ポート１１ａ側へ流出させるように接続されている。
【００７０】
さらに、室外熱交換器２０の冷媒出口側には、室外熱交換器２０から流出した冷媒を冷房用膨張弁２２および室内蒸発器２３を迂回させてアキュムレータ２４の入口側へ導く膨張弁迂回用通路２５が接続されている。この膨張弁迂回用通路２５には、膨張弁迂回用通路２５を開閉する冷房用開閉弁１６ｃが配置されている。
【００７１】
冷房用開閉弁１６ｃの基本的構成は、低圧側開閉弁１６ｂと同様であり、空調制御装置４０から出力される制御電圧によって、その開閉作動が制御される。また、冷媒が冷房用開閉弁１６ｃを通過する際に生じる圧力損失は、冷房用膨張弁２２を通過する際に生じる圧力損失に対して極めて小さい。
【００７２】
従って、室外熱交換器２０から流出した冷媒は、冷房用開閉弁１６ｃが開いている場合には膨張弁迂回用通路２５を介してアキュムレータ２４へ流入する。この際、冷房用膨張弁２２の絞り開度を全閉としてもよい。
【００７３】
また、冷房用開閉弁１６ｃが閉じている場合には冷房用膨張弁２２を介して室内蒸発器２３へ流入する。これにより、冷房用開閉弁１６ｃは、ヒートポンプサイクル１０の冷媒流路を切り替えることができる。従って、本実施形態の冷房用開閉弁１６ｃは、中間圧側開閉弁１６ａおよび低圧側開閉弁１６ｂとともに冷媒流路切替手段を構成している。
【００７４】
次に、室内空調ユニット３０について説明する。室内空調ユニット３０は、車室内最前部の計器盤（インストルメントパネル）の内側に配置されて、室内空調ユニット３０の外殻を形成するとともに、その内部に車室内に送風される送風空気の空気通路を形成する空調ケース３１を有している。そして、この空気通路に送風機３２、前述の室内凝縮器１２、室内蒸発器２３等が収容されている。
【００７５】
空調ケース３１の空気流れ最上流側には、車室内空気（内気）と外気とを切替導入する内外気切替装置３３が配置されている。この内外気切替装置３３は、空調ケース３１内に内気を導入させる内気導入口および外気を導入させる外気導入口の開口面積を、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ものである。
【００７６】
内外気切替装置３３の空気流れ下流側には、内外気切替装置３３を介して吸入した空気を車室内へ向けて送風する送風機３２が配置されている。この送風機３２は、遠心多翼ファン（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、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（送風量）が制御される。
【００７７】
送風機３２の空気流れ下流側には、室内蒸発器２３、ＰＴＣヒータ５０および室内凝縮器１２が、送風空気の流れに対して、室内蒸発器２３→ＰＴＣヒータ５０→室内凝縮器１２の順に配置されている。換言すると、室内蒸発器２３は、ＰＴＣヒータ５０に対して送風空気流れ上流側に配置され、ＰＴＣヒータ５０は、室内凝縮器１２に対して送風空気流れ上流側に配置されている。
【００７８】
ＰＴＣヒータ５０は、室内凝縮器１２の送風空気の加熱能力を補うために送風空気を加熱する補助加熱手段である。より具体的には、ＰＴＣヒータ５０は、ＰＴＣ素子（正特性サーミスタ）を有し、このＰＴＣ素子に空調制御装置４０から電力が供給されることによって発熱して、室内凝縮器１２へ流入する送風空気を加熱する電気ヒータである。また、ＰＴＣヒータ５０は、供給される電力の増加に伴ってその発熱量を増加させる。
【００７９】
さらに、本実施形態の空調制御装置４０では、ＰＴＣヒータ５０の稼働状態として、１２Ｖの電圧で電力を供給して高い発熱量を出力させるＨｉ稼働モードと、６Ｖの電圧で電力を供給して低い発熱量を出力させるＬｏ稼働モードと、電力を供給しないＯＦＦモードを切り替えることができる。
【００８０】
ここで、本実施形態にて採用されているＰＴＣヒータ５０の加熱能力について説明する。まず、本発明者らは、仮に、室内凝縮器１２にて加熱された後の送風空気をＰＴＣヒータにて加熱するように配置した際に、すなわち、本実施形態とは逆にＰＴＣヒータを室内凝縮器１２に対して送風空気流れ下流側に配置した際に、ＰＴＣヒータと室内凝縮器１２との双方の加熱能力によって送風空気を目標温度まで上昇させる場合について検討した。
【００８１】
本発明者らの検討によれば、この場合には、室内凝縮器１２における送風空気の加熱能力が最も小さくなったときにＰＴＣヒータに要求される最大加熱能力は約２ｋＷとなった。つまり、この場合には、例えば１２Ｖの定格電圧を印加した際に、２ｋＷの発熱量（ワット数）となるＰＴＣヒータを採用する必要がある。なお、以下の説明ではこの最大加熱能力を基準加熱能力と記載する。
【００８２】
これに対して、本実施形態では、ＰＣＴヒータ５０として、基準加熱能力よりも低い加熱能力を発揮するもの、具体的には、１２Ｖの定格電圧を印加した際に、基準加熱能力の２分の１以下となる約８００Ｗの発熱量となるものを採用している。
【００８３】
また、ケーシング３１内には、室内蒸発器２３通過後の送風空気を、室内凝縮器１２およびＰＴＣヒータを迂回して流すバイパス通路３５が設けられており、室内蒸発器２３の空気流れ下流側であって、かつ、室内凝縮器１２の空気流れ上流側には、エアミックスドア３４が配置されている。
【００８４】
本実施形態のエアミックスドア３４は、室内蒸発器２３通過後の送風空気のうち、ＰＴＣヒータ５０および室内凝縮器１２側を通過する送風空気の風量とバイパス通路３５を通過させる風量との風量割合を調整することによって、室内凝縮器１２へ流入する送風空気の流量（風量）を調整する流量調整手段であり、室内凝縮器１２の熱交換能力を調整する機能を果たす。
【００８５】
また、室内凝縮器１２およびバイパス通路３５の空気流れ下流側には、室内凝縮器１２にて冷媒と熱交換して加熱された送風空気とバイパス通路３５を通過して加熱されていない送風空気が合流する合流空間３６が設けられている。この合流空間３６は、加熱された送風空気（温風）と加熱されていない送風空気（冷風）とを混合させるエアミックスチャンバを構成する。
【００８６】
ケーシング３１の空気流れ最下流部には、合流空間３６にて合流した送風空気を、冷却対象空間である車室内へ吹き出す開口穴が配置されている。具体的には、この開口穴としては、車両前面窓ガラス内側面に向けて空調風を吹き出すデフロスタ開口穴３７ａ、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すフェイス開口穴３７ｂ、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すフット開口穴３７ｃが設けられている。
【００８７】
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、合流空間３６内の送風空気の温度が調整される。なお、エアミックスドア３４は、空調制御装置４０から出力される制御信号によって作動が制御される図示しないサーボモータによって駆動される。
【００８８】
さらに、デフロスタ開口穴３７ａ、フェイス開口穴３７ｂおよびフット開口穴３７ｃの空気流れ上流側には、それぞれ、デフロスタ開口穴３７ａの開口面積を調整するデフロスタドア３８ａ、フェイス開口穴３７ｂの開口面積を調整するフェイスドア３８ｂ、フット開口穴３７ｃの開口面積を調整するフットドア３８ｃが配置されている。
【００８９】
これらのデフロスタドア３８ａ、フェイスドア３８ｂおよびフットドア３８ｃは、各開口穴３７ａ〜３７ｃを開閉して、吹出口モードを切り替える吹出口モード切替手段を構成するものであって、リンク機構等を介して、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図示しないサーボモータによって駆動される。
【００９０】
また、デフロスタ開口穴３７ａ、フェイス開口穴３７ｂおよびフット開口穴３７ｃの空気流れ下流側は、それぞれ空気通路を形成するダクトを介して、車室内に設けられたフェイス吹出口、フット吹出口およびデフロスタ吹出口に接続されている。
【００９１】
なお、吹出口モードとしては、フェイス開口穴３７ｂを全開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フェイスモード、フェイス開口穴３７ｂとフット開口穴３７ｃ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バイレベルモード、フット開口穴３７ｃを全開するとともにデフロスタ開口穴３７ａを小開度だけ開口して、フット吹出口から主に空気を吹き出すフットモード等がある。
【００９２】
次に、本実施形態の電気制御部について説明する。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、そのＲＯＭ内に記憶された空調制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された各種空調制御機器（圧縮機１１、冷媒流路切替手段１６ａ〜１６ｃ、送風機３２、ＰＴＣヒータ５０等）の作動を制御する。
【００９３】
また、空調制御装置４０の入力側には、車室内温度を検出する内気センサ、外気温を検出する外気センサ、車室内の日射量を検出する日射センサ、室内蒸発器２３からの吹出空気温度（蒸発器温度）を検出する蒸発器温度センサ、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒圧力を検出する吐出圧センサ、室内凝縮器１２から流出した冷媒の温度を検出する凝縮器温度センサ、圧縮機１１へ吸入される吸入冷媒圧力を検出する吸入圧センサ等の種々の空調制御用のセンサ群４１が接続されている。
【００９４】
さらに、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図示しない操作パネルが接続され、この操作パネルに設けられた各種空調操作スイッチからの操作信号が入力される。操作パネルに設けられた各種空調操作スイッチとしては、具体的に、車両用空調装置１の作動スイッチ、車室内温度を設定する車室内温度設定スイッチ、冷房運転モード、除湿暖房運転モードおよび暖房運転モードを選択するモード選択スイッチ等が設けられている。
【００９５】
また、空調制御装置４０には、図示しないバッテリ（定格電圧１２Ｖ）が接続されており、このバッテリから空調制御装置４０に電力が供給されるとともに、さらに、空調制御装置４０は、バッテリから供給された電力を変圧してＰＴＣヒータ５０等の各種空調制御機器へ供給することもできる。
【００９６】
なお、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の作動を制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、それぞれの制御対象機器の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が、それぞれの制御対象機器の作動を制御する制御手段等を構成している。
【００９７】
例えば、本実施形態では、圧縮機１１の電動モータの作動を制御する構成が吐出能力制御手段を構成し、冷媒流路切替手段１６ａ〜１６ｃの作動を制御する構成が冷媒流路制御手段を構成し、さらに、ＰＴＣヒータ５０へ供給する電力量を調整してＰＴＣヒータ５０の加熱能力を調整する構成が加熱能力制御手段（加熱能力調整手段）４０ａを構成している。もちろん、吐出能力制御手段、冷媒流路制御手段および加熱能力制御手段４０ａ等を空調制御装置４０に対して別体の制御装置によって構成してもよい。
【００９８】
次に、図４〜図９を用いて、上記構成における本実施形態の車両用空調装置１の作動を説明する。図４は、本実施形態の車両用空調装置１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。この制御処理は、車両用空調装置１の作動スイッチが投入（ＯＮ）されるとスタートする。なお、各図面のフローチャートにおける各制御ステップは、空調制御装置４０が有する各種の機能実現手段を構成している。
【００９９】
まず、ステップＳ１では、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の初期位置合わせ等のイニシャライズ（初期化処理）が行われてステップＳ２へ進む。このステップＳ１の初期化処理では、フラグや演算値のうち、前回の車両用空調装置１の作動終了時に記憶された値が維持されるものもある。
【０１００】
ステップＳ２では、車室内温度設定スイッチによって設定された車室内の設定温度Ｔｓｅｔ、モード選択スイッチによって選択された運転モード等の操作パネルの操作信号等を読み込んでステップＳ３へ進む。ステップＳ３では、空調制御に用いられる車両環境状態の信号、すなわち上述の空調制御用のセンサ群４１の検出信号を読み込んでステップＳ４へ進む。
【０１０１】
ステップＳ４では、各種吹出口から車室内へ吹き出される送風空気の目標吹出温度（目標温度）ＴＡＯを算出してステップＳ５へ進む。具体的には、ステップＳ４では、本実施形態の目標吹出温度ＴＡＯは、車室内設定温度Ｔｓｅｔ、内気センサによって検出された車室内温度（内気温）Ｔｒ、外気センサによって検出された外気温Ｔａｍ、日射センサによって検出された日射量Ｔｓを用いて算出される。
【０１０２】
ステップＳ５では、送風機３２の送風能力（送風量）を決定してステップＳ６へ進む。具体的には、ステップＳ５では、ステップＳ４にて決定された目標吹出温度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、送風機３２の風量（具体的には、電動モータに印加するブロワモータ電圧）を決定する。
【０１０３】
より詳細には、本実施形態では、ＴＡＯの極低温域および極高温域でブロワモータ電圧を最大値付近の高電圧にして、送風機３２の風量を最大風量付近に制御する。また、ＴＡＯが極低温域から中間温度域に向かって上昇すると、ＴＡＯの上昇に応じてブロワモータ電圧を減少させて、送風機３２の風量を減少させる。
【０１０４】
さらに、ＴＡＯが極高温域から中間温度域に向かって低下すると、ＴＡＯの低下に応じてブロワモータ電圧を減少させて、送風機３２の風量を減少させる。また、ＴＡＯが所定の中間温度域内に入ると、ブロワモータ電圧を最小値にして送風機３２の風量を最小値にする。
【０１０５】
ステップＳ６では、操作パネルのモード選択スイッチの操作信号に基づいて、運転モードを決定する。そして、モード選択スイッチによって冷房運転モードが選択されている際にはステップＳ７へ進み、除湿暖房運転モードが選択されている際にはステップＳ８へ進み、さらに、暖房運転モードが選択されている際にはステップＳ９へ進み、各運転モードの制御処理が実行される。
【０１０６】
ステップＳ７〜Ｓ９では、各運転モードに応じた制御処理が実行されて、ステップＳ１０へ進む。これらのステップＳ７〜Ｓ９の制御処理の詳細内容については後述する。
【０１０７】
ステップＳ１０では、吸込口モード、すなわち内外気切替装置３３の切替状態が決定されてステップＳ１１へ進む。ステップＳ１０では、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吸込口モードを決定する。本実施形態では、基本的に外気を導入する外気モードが優先されるが、ＴＡＯが極低温域となって高い冷房性能を得たい場合等に内気を導入する内気モードが選択される。
【０１０８】
ステップＳ１１では、吹出口モードが決定されてステップＳ１２へ進む。ステップＳ１１では、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吹出口モードを決定する。本実施形態では、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→フェイスモードへと順次切り替える。
【０１０９】
ステップＳ１２では、上述のステップＳ６〜Ｓ１１にて決定された制御状態が得られるように、空調制御装置４０から出力側に接続された各種制御対象機器に対して、制御信号および制御電圧が出力される。続くステップＳ１３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に戻るようになっている。
【０１１０】
以上の如く、図４に示すメインルーチンでは、検出信号および操作信号の読み込み→各制御対象機器の制御状態の決定→各制御対象機器に対する制御信号および制御電圧の出力を繰り返し、このメインルーチンは、車両用空調装置１の作動停止が要求される（例えば、作動スイッチがＯＦＦされる）まで実行される。次に、ステップＳ７〜Ｓ９にて実行される各運転モードの詳細について説明する。
【０１１１】
（ａ）冷房運転モード
まず、ステップＳ７にて実行される冷房運転モードについて説明する。冷房運転モードでは、空調制御装置４０が、高段側膨張弁１３を全開状態とし、冷房用膨張弁２２を減圧作用を発揮する絞り状態とし、さらに、中間圧側開閉弁１６ａを閉弁状態とし、低圧側開閉弁１６ｂを開弁状態とし、冷房用開閉弁１６ｃを閉弁状態とする。
【０１１２】
これにより、図４のステップＳ１２にて、各制御対象機器に制御信号あるいは制御電圧が出力されると、ヒートポンプサイクル１０は、図１の実線矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。この冷媒流路の構成で、制御ステップＳ４で算出された目標吹出温度ＴＡＯおよびセンサ群の検出信号に基づいて、空調制御装置４０の出力側に接続された各種空調制御機器の作動状態を決定する。
【０１１３】
例えば、圧縮機１１の回転数Ｎｃ（すなわち圧縮機１１の電動モータに出力される制御信号）については、次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２３の目標蒸発器吹出温度ＴＥＯを決定する。この目標蒸発器吹出温度ＴＥＯは、室内蒸発器２３の着霜を防止するため、着霜温度（０℃）よりも高い所定温度（本実施形態では、１℃）以上となるように決定される。
【０１１４】
そして、この目標蒸発器吹出温度ＴＥＯと蒸発器温度センサによって検出された室内蒸発器２３からの吹出空気温度との偏差に基づいて、フィードバック制御手法を用いて室内蒸発器２３からの吹出空気温度が目標蒸発器吹出温度ＴＥＯに近づくように、圧縮機１１の回転数Ｎｃが決定される。
【０１１５】
また、冷房用膨張弁２２へ出力される制御信号については、冷房用膨張弁２２へ流入する冷媒の過冷却度が、ＣＯＰを略最大値に近づくように予め決定された目標過冷却度に近づくように決定される。また、エアミックスドア３４のサーボモータへ出力される制御信号については、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２の空気通路を閉塞し、室内蒸発器２３通過後の送風空気の全流量がバイパス通路３５を通過するように決定される。
【０１１６】
そして、上記の如く決定された制御信号等を各種空調制御機器へ出力する。その後、図４のステップＳ６にて運転モードが除湿暖房運転モードあるいは暖房運転モードに切り替えられるまで、あるいは、操作パネルの操作信号等によって車両用空調装置１の作動停止が要求されるまで、所定の制御周期毎に、上述の検出信号および操作信号の読み込み→目標吹出温度ＴＡＯの算出→各種空調制御機器の作動状態決定→制御電圧および制御信号の出力といった制御ルーチンが繰り返される。
【０１１７】
従って、冷房運転モードのヒートポンプサイクル１０では、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒が室内凝縮器１２へ流入する。この際、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２の空気通路を閉塞しているので、室内凝縮器１２へ流入した冷媒は殆ど送風空気へ放熱することなく、室内凝縮器１２から流出していく。
【０１１８】
室内凝縮器１２から流出した高圧冷媒は、高段側膨張弁１３→気液分離器１４→低圧側開閉弁１６ｂの順に流れて室外熱交換器２０へ流入する。より詳細には、室内凝縮器１２から流出した高圧冷媒は、高段側膨張弁１３が全開状態となっているので、高段側膨張弁１３にて殆ど減圧されることなく流出し、気液分離器１４の冷媒流入ポート１４ａから気液分離器１４内へ流入する。
【０１１９】
ここで、室内凝縮器１２では、冷媒は殆ど送風空気へ放熱することがないので、気液分離器１４へ流入する冷媒は気相状態となる。従って、気液分離器１４では冷媒の気液が分離されることなく、気相冷媒が液相冷媒流出ポート１４ｄから流出していく。さらに、中間圧側開閉弁１６ａが閉弁状態となっているので、気相冷媒流出ポート１４ｃから気相冷媒が流出することはない。
【０１２０】
液相冷媒流出ポート１４ｄから流出した高圧の気相冷媒は、低圧側開閉弁１６ｂが開弁状態となっているので、低段側固定絞り１７側へ流入することなく固定絞り迂回用通路１８を介して室外熱交換器２０へ流入する。室外熱交換器２０へ流入した高圧冷媒は、送風ファン２１から送風された外気と熱交換して放熱し、凝縮する。
【０１２１】
室外熱交換器２０から流出した冷媒は、冷房用開閉弁１６ｃが閉弁状態となっているので、絞り状態となっている冷房用膨張弁２２へ流入して低圧冷媒となるまで、等エンタルピ的に減圧膨脹される。そして、冷房用膨張弁２２にて減圧された低圧冷媒は、室内蒸発器２３へ流入し、送風機３２から送風された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。
【０１２２】
室内蒸発器２３から流出した冷媒は、アキュムレータ２４へ流入して気液分離される。そして、分離された気相冷媒が圧縮機１１の吸入ポート１１ａから吸入されて低段側圧縮機構→高段側圧縮機構の順に再び圧縮される。以上の如く、冷房運転モードでは、エアミックスドア３４にて室内凝縮器１２の空気通路を閉塞しているので、室内蒸発器２３にて冷却された送風空気を冷却状態のまま車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の冷房を実現することができる。
【０１２３】
（ｂ）除湿暖房運転モード
次に、ステップＳ８にて実行される除湿暖房運転モードについて説明する。除湿暖房運転モードでは、高段側膨張弁１３を全開状態あるいは絞り状態とし、冷房用膨張弁２２を全開状態あるいは絞り状態とし、さらに、中間圧側開閉弁１６ａを閉弁状態とし、低圧側開閉弁１６ｂを開弁状態とし、冷房用開閉弁１６ｃを閉弁状態とする。これにより、ヒートポンプサイクル１０は、冷房運転モードと同様の図１の実線矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。
【０１２４】
また、エアミックスドア３４のサーボモータへ出力される制御信号については、エアミックスドア３４がバイパス通路３５を閉塞する最小開度となり、室内蒸発器２３通過後の送風空気の全流量が室内凝縮器１２を通過するように決定される。
【０１２５】
また、圧縮機１１の回転数Ｎｃについては、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから高段側膨張弁１３の入口側へ至るヒートポンプサイクル１０の高圧側冷媒圧力Ｐｄが、フィードバック制御手法等によって目標高圧ＴＰｄに近づくように決定される。この目標高圧Ｔｄ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、車室内へ吹き出される送風空気が目標吹出温度ＴＡＯとなるように決定される。
【０１２６】
さらに、本実施形態の除湿暖房モードでは、設定温度と外気温との温度差に応じて、高段側膨張弁１３および冷房用膨張弁２２の絞り開度を変化させている。具体的には、前述した目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、第１除湿暖房モードから第４除湿暖房モードの４段階の除湿暖房モードを実行する。
【０１２７】
（ｂ）−１：第１除湿暖房モード
第１除湿暖房モードでは、高段側膨張弁１３を全開状態とし、冷房用膨張弁２２を絞り状態とする。このため、サイクル構成（冷媒流路）については、冷房運転モードと全く同様となるものの、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２の空気通路を全開する最小開度となっている。
【０１２８】
従って、第１除湿暖房モードでは、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒は、室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器２３にて冷却されて除湿された送風空気と熱交換して放熱し、凝縮する。これにより、送風空気が加熱される。
【０１２９】
室内凝縮器１２から流出した冷媒は、冷房運転モードと同様に、高段側膨張弁１３→気液分離器１４→低圧側開閉弁１６ｂの順に流れて室外熱交換器２０へ流入する。そして、室外熱交換器２０へ流入した高圧冷媒は、送風ファン２１から送風された外気と熱交換してさらに放熱し、凝縮する。以降の作動は冷房運転モードと同様である。
【０１３０】
以上の如く、第１除湿暖房モード時には、室内蒸発器２３にて冷却され除湿された送風空気を、室内凝縮器１２にて加熱して車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の除湿暖房を実現することができる。
【０１３１】
（ｂ）−２：第２除湿暖房モード
次に、第１除湿暖房モードの実行中に、目標吹出温度ＴＡＯが予め定めた第１基準温度よりも高くなった際には、第２除湿暖房モードが実行される。第２除湿暖房モードでは、高段側膨張弁１３を絞り状態とし、冷房用膨張弁２２の絞り開度を第１除湿暖房モードよりも増加させた絞り状態とする。
【０１３２】
従って、第２除湿暖房モードでは、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒は、第１除湿暖房モードと同様に、室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器２３にて冷却されて除湿された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。
【０１３３】
室内凝縮器１２から流出した冷媒は、絞り状態となっている高段側膨張弁１３によって中間圧冷媒となるまで等エンタルピ的に減圧される。高段側膨張弁１３にて減圧された中間圧冷媒は、気液分離器１４→低圧側開閉弁１６ｂの順に流れて室外熱交換器２０へ流入する。そして、室外熱交換器２０へ流入した中間圧冷媒は、送風ファン２１から送風された外気と熱交換して放熱する。以降の作動は冷房運転モードと同様である。
【０１３４】
以上の如く、第２除湿暖房モードでは、第１除湿暖房モード時と同様に、室内蒸発器２３にて冷却され除湿された送風空気を、室内凝縮器１２にて加熱して車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の除湿暖房を実現することができる。
【０１３５】
この際、第２除湿暖房モードでは、高段側膨張弁１３を絞り状態としているので、第１除湿暖房モードに対して、室外熱交換器２０を流通する冷媒の温度を低下させることができる。従って、室外熱交換器２０における冷媒の温度と外気温との温度差を縮小して、室外熱交換器２０における冷媒の放熱量を低減できる。
【０１３６】
その結果、室内凝縮器１２における冷媒の放熱量を増加させることができ、第１除湿暖房モードよりも室内凝縮器１２における送風空気の加熱能力を向上させることができる。
【０１３７】
（ｂ）−３：第３除湿暖房モード
次に、第２除湿暖房モードの実行中に、目標吹出温度ＴＡＯが予め定めた第２基準温度よりも高くなった際には、第３除湿暖房モードが実行される。第３除湿暖房モードでは、高段側膨張弁１３の絞り開度を第２除湿暖房モードよりも縮小させた絞り状態とし、冷房用膨張弁２２の絞り開度を第２除湿暖房モードよりも増加させる。
【０１３８】
従って、第３除湿暖房モードでは、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒は、第１、第２除湿暖房モードと同様に、室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器２３にて冷却されて除湿された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。
【０１３９】
室内凝縮器１２から流出した冷媒は、絞り状態となっている高段側膨張弁１３によって外気温よりも温度の低い中間圧冷媒となるまで等エンタルピ的に減圧される。高段側膨張弁１３にて減圧された中間圧冷媒は、気液分離器１４→低圧側開閉弁１６ｂの順に流れて室外熱交換器２０へ流入する。
【０１４０】
そして、室外熱交換器２０へ流入した中間圧冷媒は、送風ファン２１から送風された外気と熱交換して吸熱し、蒸発する。さらに、室外熱交換器２０から流出した冷媒は、冷房用膨張弁２２にて等エンタルピ的に減圧されて、室内蒸発器２３へ流入する。以降の作動は冷房運転モードと同様である。
【０１４１】
以上の如く、第３除湿暖房モードでは、第１、第２除湿暖房モード時と同様に、室内蒸発器２３にて冷却され除湿された送風空気を、室内凝縮器１２にて加熱して車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の除湿暖房を実現することができる。
【０１４２】
この際、第３除湿暖房モードでは、高段側膨張弁１３の絞り開度を縮小させることによって、室外熱交換器２０を蒸発器として作用させているので、第２除湿暖房モードに対して、冷媒が外気から吸熱する吸熱量を増加させ、室内凝縮器１２における冷媒の放熱量を増加させることができる。その結果、第２除湿暖房モードよりも室内凝縮器１２における送風空気の加熱能力を向上させることができる。
【０１４３】
（ｂ）−４：第４除湿暖房モード
次に、第３除湿暖房モードの実行中に、目標吹出温度ＴＡＯが予め定めた第３基準温度よりも高くなった際には、第４除湿暖房モードが実行される。第４除湿暖房モードでは、高段側膨張弁１３の絞り開度を第３除湿暖房モードよりも縮小させた絞り状態とし、冷房用膨張弁２２を全開状態とする。
【０１４４】
従って、第４除湿暖房モードでは、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒は、第１、第２除湿暖房モードと同様に、室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器２３にて冷却されて除湿された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。
【０１４５】
室内凝縮器１２から流出した冷媒は、絞り状態となっている高段側膨張弁１３によって外気温よりも温度の低い低圧冷媒となるまで等エンタルピ的に減圧される。高段側膨張弁１３にて減圧された低圧冷媒は、気液分離器１４→低圧側開閉弁１６ｂの順に流れて室外熱交換器２０へ流入する。
【０１４６】
そして、室外熱交換器２０へ流入した低圧冷媒は、送風ファン２１から送風された外気と熱交換して吸熱し、蒸発する。さらに、室外熱交換器２０から流出した冷媒は、冷房用膨張弁２２が全開状態となっているので、減圧されることなく室内蒸発器２３へ流入する。以降の作動は冷房運転モードと同様である。
【０１４７】
以上の如く、第４除湿暖房モードでは、第１〜第３除湿暖房モード時と同様に、室内蒸発器２３にて冷却され除湿された送風空気を、室内凝縮器１２にて加熱して車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の除湿暖房を実現することができる。
【０１４８】
この際、第４除湿暖房モードでは、第３除湿暖房モードと同様に、室外熱交換器２０を蒸発器として作用させるとともに、第３除湿暖房モードよりも高段側膨張弁１３の絞り開度を縮小させているので、室外熱交換器２０における冷媒蒸発温度を低下させることができる。
【０１４９】
従って、第３除湿暖房モードに対して、室外熱交換器２０における冷媒の温度と外気温との温度差を拡大させて、室外熱交換器２０にて冷媒が外気から吸熱する吸熱量を増加させることができる。その結果、第３除湿暖房モードよりも室内凝縮器１２における冷媒の放熱量を増加させることができ、室内凝縮器１２における送風空気の加熱能力を向上させることができる。
【０１５０】
（ｃ）暖房運転モード
次に、ステップＳ９にて実行される暖房運転モードの詳細を、図５〜図８を用いて説明する。なお、図５〜図８は、暖房運転モード時に実行される制御フローを示すフローチャートである。まず、図５のステップＳ９１では、暖房運転モードにおける各膨張弁１３、２２、エアミックスドア３４、冷媒流路切替手段１６ａ〜１６ｃ等の制御状態を決定する。
【０１５１】
具体的には、高段側膨張弁１３を冷媒を減圧させる絞り状態とし、冷房用膨張弁２２を全閉状態とし、エアミックスドア３４の開度がバイパス通路３５を閉塞させる最小開度となるようにエアミックスドア３４用のサーボモータの制御状態を決定し、さらに、中間圧側開閉弁１６ａを開弁状態とし、低圧側開閉弁１６ｂを閉弁状態とし、冷房用開閉弁１６ｃを開弁状態とする。
【０１５２】
これにより、図４のステップＳ１２にて、各制御対象機器に制御信号あるいは制御電圧が出力されると、ヒートポンプサイクル１０は、図２の実線矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられることになる。
【０１５３】
より詳細には、ヒートポンプサイクル１０が、低段側圧縮機構および高段側圧縮機構の２つの圧縮機構にて冷媒を多段階に昇圧して、サイクルの中間圧冷媒を低段側圧縮機構から吐出された冷媒と合流させて高段側圧縮機構へ吸入させる、いわゆるガスインジェクションサイクル（エコノマイザ式冷凍サイクル）に切り替えられる。
【０１５４】
続くステップＳ９２では、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから高段側膨張弁１３の入口側へ至るヒートポンプサイクル１０の高圧側冷媒圧力Ｐｄの目標高圧ＴＰｄを決定し、ステップＳ９３へ進む。この目標高圧ＴＰｄは、図４のステップＳ４にて決定された目標吹出温度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、送風空気が目標吹出温度ＴＡＯとなるように決定される。
【０１５５】
ステップＳ９３では、現在の圧縮機１１の回転数Ｎｃが圧縮機１１の耐久性から予め決定される最大回転数Ｎｃｍａｘまで上昇しているか否か、すなわち、Ｎｃ＝Ｎｃｍａｘとなっているか否かが判定される。ステップＳ９３にて、Ｎｃ＝Ｎｃｍａｘとなっていない場合には、ステップＳ９４へ進み、サブクール制御が実行される。一方、Ｎｃ＝Ｎｃｍａｘとなっている場合には、ステップＳ９５へ進む。
【０１５６】
ここで、ステップＳ９４にて実行されるサブクール制御について、図６のフローチャートを用いて説明する。このサブクール制御は、ステップＳ９３にて、Ｎｃ＝Ｎｃｍａｘとなっていない場合、すなわち、圧縮機１１の冷媒吐出能力を現在の能力よりも増加させることができる場合に実行される制御である。
【０１５７】
まず、図６のステップＳ９４１では、室内凝縮器１２流出冷媒の目標過冷却度ＴＳＣを決定して、ステップＳ９４２へ進む。具体的には、この目標過冷却度ＴＳＣは、室内凝縮器１２流出冷媒の温度および圧力に基づいて、サイクル効率（ＣＯＰ）が最大となるように決定される。
【０１５８】
ステップＳ９４２では、室内凝縮器１２流出冷媒の温度および圧力に基づいて算出される現在の室内凝縮器１２流出冷媒の過冷却度ＳＣが目標過冷却度ＴＳＣより低くなっているか否かが判定される。ステップＳ９４２にて、現在の過冷却度ＳＣが目標過冷却度ＴＳＣより低くなっている場合は、ステップＳ９４４へ進み、現在の過冷却度ＳＣが目標過冷却度ＴＳＣより低くなっていない場合には、ステップＳ９４３へ進む。
【０１５９】
ここで、本実施形態の過冷却度ＳＣは、現在の液相冷媒の温度と同一の圧力の飽和液状態の冷媒との温度差の絶対値で定義される。従って、過冷却度ＳＣの上昇に伴って、実際の液相冷媒の温度は低下することになる。そして、ステップＳ９４３では、高段側膨張弁１３の弁開度を現在の弁開度に対して、予め定めた所定開度分だけ増加させてステップＳ９８へ戻る。この高段側膨張弁１３の弁開度増加により高圧冷媒の圧力が低下することで室内凝縮器１２流出冷媒の過冷却度ＳＣが低下して目標過冷却度ＴＳＣに近づく。
【０１６０】
ステップＳ９４４では、高段側膨張弁１３の現在の弁開度が、最小弁開度よりも大きくなっているか否かを判定する。ステップＳ９４４にて、高段側膨張弁１３の現在の弁開度が、最小弁開度よりも大きくなっている場合には、ステップＳ９４５へ進み、高段側膨張弁１３の弁開度を現在の弁開度に対して予め定めた所定開度分だけ減少させて、ステップＳ９８へ戻る。この高段側膨張弁１３の弁開度減少により高圧冷媒の圧力が上昇することで室内凝縮器１２流出冷媒の過冷却度ＳＣが上昇して、目標過冷却度ＴＳＣに近づく。
【０１６１】
一方、ステップＳ９４４にて、高段側膨張弁１３の現在の弁開度が、最小弁開度よりも大きくなっていない（すなわち、現在の弁開度が、最小弁開度になっている）場合には、現在の値よりも弁開度を減少させることはできないので、現在の弁開度が維持されて、ステップＳ９８へ戻る。
【０１６２】
つまり、ステップＳ９４にて実行されるサブクール制御では、圧縮機１１の冷媒吐出能力を現在の能力よりも増加させることができる場合に、高段側膨張弁１３の弁開度を調整して過冷却度ＳＣを目標過冷却度ＴＳＣに近づけることによって、サイクル効率を最大に近づける制御を行っている。
【０１６３】
次に、図５のステップＳ９５では、高段側膨張弁１３の現在の弁開度が、最大弁開度（全開状態）よりも小さくなっているか否かを判定する。ステップＳ９５にて、高段側膨張弁１３の現在の弁開度が、最大弁開度よりも小さくなっている場合には、ステップＳ９６へ進み、乾き度制御を実行し、最大弁開度よりも小さくなっていない（すなわち、現在の弁開度が、最大弁開度になっている）場合には、ステップＳ９７へ進み、ＰＴＣヒータ制御を実行する。
【０１６４】
ステップＳ９６にて実行される乾き度制御については、図７のフローチャートを用いて説明する。この乾き度制御は、高段側膨張弁１３の弁開度を現在の開度よりも増加させることによって、室内凝縮器１２流出冷媒を気液二相状態とすることができる場合に実行される制御である。つまり、上述した従来技術の能力不足時に実行される制御に対応している。
【０１６５】
まず、ステップＳ９６１では、現在の高圧側冷媒圧力ＰｄがステップＳ９２にて決定された目標高圧ＴＰｄより低くなっているか否かが判定される。ステップＳ９６１にて、現在の高圧側冷媒圧力Ｐｄが目標高圧ＴＰｄより低くなっていると判定された場合には、ステップＳ９６２へ進み、現在の高圧側冷媒圧力Ｐｄが目標高圧ＴＰｄより低くなっていない（すなわち、現在の高圧側冷媒圧力Ｐｄが目標高圧ＴＰｄ以上となっている）と判定された場合には、ステップＳ９６４へ進む。
【０１６６】
ステップＳ９６２では、高段側膨張弁１３の現在の弁開度が、最大弁開度（全開状態）よりも小さくなっているか否かを判定する。ステップＳ９６２にて、高段側膨張弁１３の現在の弁開度が、最大弁開度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Ｓ９６３へ進み、高段側膨張弁１３の弁開度を現在の弁開度に対して、予め定めた所定開度分だけ増加させてステップＳ９８へ戻る。この高段側膨張弁１３の弁開度増加により
一方、ステップＳ９６２にて、高段側膨張弁１３の現在の弁開度が、最大弁開度よりも小さくなっていない（すなわち、現在の弁開度が、最大弁開度になっている）と判定された場合には、現在の値よりも弁開度を増加させることはできないので、現在の弁開度が維持されて、ステップＳ９８へ戻る。
【０１６７】
また、ステップＳ９６４では、高段側膨張弁１３の現在の弁開度が、最小弁開度よりも大きくなっているか否かを判定する。ステップＳ９６４にて、高段側膨張弁１３の現在の弁開度が、最小弁開度よりも大きくなっている場合には、ステップＳ９６５へ進み、高段側膨張弁１３の弁開度を現在の弁開度に対して、予め定めた所定開度分だけ減少させてステップＳ９８へ戻る。
【０１６８】
一方、ステップＳ９６４にて、高段側膨張弁１３の現在の弁開度が、最小弁開度よりも大きくなっていない（すなわち、現在の弁開度が、最小弁開度になっている）場合には、現在の値よりも弁開度を減少させることはできないので、現在の弁開度が維持されて、ステップＳ９８へ戻る。
【０１６９】
つまり、ステップＳ９６にて実行される乾き度制御では、圧縮機１１の冷媒吐出能力を現在の能力よりも増加させることができない場合に、高段側膨張弁１３の弁開度を増加させることで、気液分離器１４から圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂへ流入させる冷媒流量（ガスインジェクション量）を増加させる。これにより、圧縮機１１の圧縮仕事量を増加させるとともに室内凝縮器１２流出冷媒の乾き度を増加させ、送風空気を目標吹出温度ＴＡＯまで上昇させている。
【０１７０】
次に、図５のステップＳ９７にて実行されるＰＴＣヒータ制御（ＰＴＣヒータ５０の能力制御）については、図８のフローチャートを用いて説明する。このＰＴＣヒータ制御は、ヒートポンプサイクル側での加熱能力向上のための能力制御が最大となっている場合に実行される。具体的には、圧縮機１１の回転数Ｎｃが最大回転数Ｎｃｍａｘとなっており、かつ、高段側膨張弁１３の現在の弁開度が、最大弁開度となっている場合には、圧縮機１１の回転数制御および高段側膨張弁１３の弁開度制御により送風空気を目標吹出温度ＴＡＯまで上昇させることができないので、図８に示すＰＴＣヒータ制御が実行される。
【０１７１】
まず、ステップＳ９７１では、現在の高圧側冷媒圧力ＰｄがステップＳ９２にて決定された目標高圧ＴＰｄより高くなっているか否かが判定される。ステップＳ９７１にて、現在の高圧側冷媒圧力Ｐｄが目標高圧ＴＰｄより高くなっていると判定された場合には、ステップＳ９７２へ進み、現在の高圧側冷媒圧力Ｐｄが目標高圧ＴＰｄより高くなっていないと判定された場合には、ステップＳ９７５へ進む。
【０１７２】
ステップＳ９７１にて、現在の高圧側冷媒圧力Ｐｄが目標高圧ＴＰｄより高くなっていると判定された場合は、室内凝縮器１２における加熱能力だけで、送風空気を目標吹出温度ＴＡＯまで昇温させることができる状態である。そこで、ステップＳ９７２では、現在のＰＴＣヒータ５０の稼働状態を判定して、ＰＴＣヒータ５０による送風空気の加熱量を減少させる。
【０１７３】
具体的には、ステップＳ９７２にて、ＰＴＣヒータ５０の稼働状態がＨｉ稼働モードであると判定された場合には、ステップＳ９７３にてＬｏ稼働モードへ切り替えてステップＳ９８へ戻る。また、ＰＴＣヒータ５０の稼働状態がＬｏ稼働モードであると判定された場合は、ステップＳ９７４にてＯＦＦモードへ切り替えてステップＳ９８へ戻る。さらに、ＰＴＣヒータ５０の稼働状態がＯＦＦモードであると判定された場合は、ＯＦＦモードを維持してステップＳ９８へ戻る。
【０１７４】
一方、ステップＳ９７１にて、現在の高圧側冷媒圧力Ｐｄが目標高圧ＴＰｄより高くなっていないと判定された場合は、室内凝縮器１２における加熱能力だけでは、送風空気を目標吹出温度ＴＡＯまで昇温させることができない状態である。そこで、ステップＳ９７５では、現在のＰＴＣヒータ５０の稼働状態を判定して、ＰＴＣヒータ５０による加熱量を増加させる。
【０１７５】
具体的には、ステップＳ９７５にて、ＰＴＣヒータ５０の稼働状態がＨｉ稼働モードであると判定された場合には、Ｈｉ稼働モードを維持してステップＳ９８へ戻る。また、ＰＴＣヒータ５０の稼働状態がＬｏ稼働モードであると判定された場合は、ステップＳ９７６にてＨｉ稼働モードへ切り替えてステップＳ９８へ戻る。さらに、ＰＴＣヒータ５０の稼働状態がＯＦＦモードであると判定された場合は、ステップＳ９７７にてＬｏ稼働モードへ切り替えてステップＳ９８へ戻る。
【０１７６】
そして、図５のステップＳ９８では、高圧側冷媒圧力Ｐｄが目標高圧ＴＰｄに近づくように、フィードバック制御手法によって圧縮機１１の回転数Ｎｃが決定される。圧縮機１１の回転数Ｎｃの決定については、図９のフローチャートを用いて説明する。まず、ステップＳ９８１では、現在の高圧側冷媒圧力ＰｄがステップＳ９２にて決定された目標高圧ＴＰｄより低くなっているか否かが判定される。
【０１７７】
ステップＳ９８１にて、現在の高圧側冷媒圧力Ｐｄが目標高圧ＴＰｄより低くなっていると判定された場合には、ステップＳ９８２へ進み、現在の圧縮機１１の回転数Ｎｃが最大回転数Ｎｃｍａｘより低くなっているか否かが判定される。ステップＳ９８２にて、現在の圧縮機１１の回転数Ｎｃが最大回転数Ｎｃｍａｘより低くなっていると判定された際には、ステップＳ９８３へ進み、圧縮機１１の回転数Ｎｃを予め定めた所定回転数分だけ増加させて図４のステップＳ１０へ戻る。
【０１７８】
一方、ステップＳ９８２にて、現在の圧縮機１１の回転数Ｎｃが最大回転数Ｎｃｍａｘより低くなっていない（すなわち、現在の圧縮機１１の回転数Ｎｃが最大回転数Ｎｃｍａｘになっている）と判定された際には、現在の値よりも圧縮機１１の回転数Ｎｃを増加させることはできないので、現在の回転数Ｎｃが維持されて図４のステップＳ１０へ戻る。
【０１７９】
また、ステップＳ９８１にて、現在の高圧側冷媒圧力Ｐｄが目標高圧ＴＰｄより低くなっていないと判定された場合には、ステップＳ９８４へ進み、圧縮機１１の回転数Ｎｃを予め定めた所定回転数分だけ減少させて図４のステップＳ１０へ戻る。
【０１８０】
暖房運転モードでは、以上の如く制御フローが実行されるので、ヒートポンプサイクル１０では、図１０のモリエル線図に示すように冷媒の状態が変化する。なお、図１０では、サブクール制御時の冷媒の状態の変化を太実線で示し、サブクール制御時から乾き度制御へ移行した際の冷媒の状態の変化を太破線で示し、さらに、乾き度制御からＰＴＣヒータ制御へ移行した際の冷媒の状態の変化を太一点鎖線で示している。
【０１８１】
まず、暖房運転モード時に制御ステップＳ９４（図６）で説明したサブクール制御が実行されると、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒（図１０のａ点）が室内凝縮器１２へ流入する。室内凝縮器１２へ流入した冷媒は、送風機３２から送風されて室内蒸発器２３を通過した送風空気と熱交換して放熱し、凝縮する（図１０のａ点→ｂ点）。これにより、送風空気が加熱される。
【０１８２】
室内凝縮器１２から流出した冷媒は、絞り状態となっている高段側膨張弁１３にて中間圧冷媒となるまで等エンタルピ的に減圧膨脹される（図１０のｂ点→ｃ１点）。そして、高段側膨張弁１３にて減圧された中間圧冷媒は、気液分離器１４にて気液分離される（図１０のｃ１点→ｃ２点、ｃ１点→ｃ３点）。
【０１８３】
気液分離器１４にて分離された中間圧の気相冷媒は、中間圧側開閉弁１６ａが開弁状態となっているので、中間圧冷媒導入通路１５を介して、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂへ流入し（図１０のｃ２点→ａ２点）、低段側圧縮機構吐出冷媒（図１０のａ１点）と合流して、高段側圧縮機構へ吸入される。
【０１８４】
一方、気液分離器１４にて分離された中間圧の液相冷媒は、低圧側開閉弁１６ｂが閉弁状態となっているので、低段側固定絞り１７へ流入して低圧冷媒となるまで等エンタルピ的に減圧膨脹される（図１０のｃ３点→ｃ４点）。低段側固定絞り１７から流出した低圧冷媒は、室外熱交換器２０へ流入して、送風ファン２１から送風された外気と熱交換して吸熱し、蒸発する（図１０のｃ４点→ｄ点）。
【０１８５】
室外熱交換器２０から流出した冷媒は、冷房用開閉弁１６ｃが開弁状態となっているので、膨張弁迂回用通路２５を介して、アキュムレータ２４へ流入して気液分離される。そして、分離された気相冷媒が圧縮機１１の吸入ポート１１ａ（図１０のｅ点）から吸入されて再び圧縮される。一方、分離された液相冷媒はサイクルが要求されている冷凍能力を発揮するために必要としていない余剰冷媒としてアキュムレータ２４内に蓄えられる。
【０１８６】
なお、図１０においてｄ点とｅ点が異なっている理由は、アキュムレータ２４から圧縮機１１の吸入ポート１１ａへ至る冷媒配管を流通する気相冷媒には圧力損失が生じるからである。従って、理想的なサイクルでは、ｄ点とｅ点が一致していることが望ましい。このことは、他の運転状態においても同様である。
【０１８７】
従って、暖房運転モード時のサブクール制御では、室内凝縮器１２にて圧縮機１１から吐出された高温高圧冷媒の有する熱を送風空気に放熱させて、加熱された室内送風空気を車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の暖房を実現することができる。この際、サブクール制御では、図６で説明したように高段側膨張弁１３の弁開度調整によって室内凝縮器１２流出冷媒（図１０のｂ点）の過冷却度ＳＣが目標過冷却度ＴＳＣに近づくように制御して、サイクル効率を最大に近づけることができる。
【０１８８】
さらに、サブクール制御時に、圧縮機１１の回転数Ｎｃを最大回転数Ｎｃｍａｘとなるまで増加させても、室内凝縮器１２にて、車室内へ吹き出される送風空気の温度を目標吹出温度ＴＡＯまで上昇させる加熱能力を発揮できない際には、サブクール制御から制御ステップＳ９６（図７）で説明した乾き度制御へ移行する。
【０１８９】
乾き度制御へ移行すると、図１０の太破線に示すように冷媒の状態が変化する。なお、図１０では、乾き度制御時の冷媒の状態の符号として、サブクール制御と同様の状態の冷媒の符号に「’」をつけて示している。
【０１９０】
この乾き度制御では、高段側膨張弁１３の弁開度を増加させて、室内凝縮器１２流出冷媒の乾き度を増加させるので、室内凝縮器１２流出冷媒の状態が図１０のｂ’点へ変化する。さらに、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂから流入する冷媒圧力（図１０のｃ２’点他）および圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出される冷媒圧力（図１０のａ’点他）が、サブクール制御時に対して上昇する。
【０１９１】
従って、サブクール制御時に対して、圧縮機１１吐出冷媒の温度を上昇させて、室内凝縮器１２を流通する高圧冷媒の温度と室内凝縮器１２へ流入する送風空気との温度差を拡大できるとともに、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂから流入させる気相冷媒流量（ガスインジェクション量）を増加させることができる。その結果、乾き度制御時には、サブクール制御時に対して、室内凝縮器１２における送風空気の加熱能力を向上させることができる。
【０１９２】
ところで、乾き度制御では、上記の如く、室内凝縮器１２における加熱能力を向上増加させることが期待できるものの、サブクール制御時に対して、室内凝縮器１２における出入口間エンタルピ差が低下してしまうので（図１０のａ点とｂ点とのエンタルピ差→ａ’点とｂ’点とのエンタルピ差）、高段側膨張弁１３の開度が一定の値よりも増加すると、加熱能力を増加させることができなくなってしまうことがある。
【０１９３】
そこで、本実施形態では、乾き度制御時に、高段側膨張弁１３の弁開度を最大弁開度となるまで増加させても、室内凝縮器１２にて、車室内へ吹き出される送風空気の温度を目標吹出温度ＴＡＯまで上昇させる加熱能力を発揮できない際、すなわち、乾き度制御時に車室内へ吹き出される送風空気の温度が目標吹出温度ＴＡＯ以下となった際に、乾き度制御から制御ステップＳ９７（図８）で説明したＰＴＣヒータ制御へ移行する。
【０１９４】
ＰＴＣヒータ制御へ移行すると、図１０の太一点鎖線に示すように冷媒の状態が変化する。なお、図１０では、サブクール制御と同様の状態の冷媒の符号に「’’」をつけて示している。
【０１９５】
このＰＴＣヒータ制御では、ＰＴＣヒータ５０へ印加する電圧を増加させてＰＴＣヒータ５０の加熱能力を増加させる。これにより、サブクール制御および乾き度制御時に対して、室内凝縮器１２へ流入する送風空気の温度が上昇し、室内凝縮器１２にて送風空気が吸熱する吸熱量、すなわち、室内凝縮器１２にて冷媒が送風空気に放熱する放熱量が一時的に減少する。
【０１９６】
このため、実質的に室内凝縮器１２の熱交換能力が低下して、ヒートポンプサイクル１０のサイクルバランスが、室内凝縮器１２内の冷媒圧力が上昇するようにバランスする（図１０のａ’’点、ｂ’’点）。従って、圧縮機１１吐出冷媒の温度が上昇し、室内凝縮器１２を流通する冷媒の温度と室内凝縮器１２へ流入する送風空気の温度差を拡大できる。
【０１９７】
さらに、圧縮機１１の高段側圧縮機構における圧縮行程（すなわち、図１０のａ２’点→ａ’’点で示す、中間圧ポート１１ｂから吐出ポート１１ｃへ至る範囲の圧縮行程）の圧縮仕事量を増加させることができ、乾き度制御に対して、室内凝縮器１２における出入口間エンタルピ差を増大させることができる（図１０のΔｉｃ２’→Δｉｃ２’’）。その結果、ＰＴＣヒータ制御時には、乾き度制御時に対して、室内凝縮器１２における送風空気の加熱能力を向上させることができる。
【０１９８】
本実施形態の車両用空調装置１は、上記の如く、車室内の冷房、除湿暖房および暖房を実現することができ、除湿暖房運転モードおよび暖房運転モードでは、要求される送風空気の加熱能力に応じて、送風空気を効率的かつ効果的に加熱することができる。
【０１９９】
さらに、本実施形態では、補助加熱手段であるＰＴＣヒータ５０を室内凝縮器１２の空気流れ上流側に配置しているので、ＰＴＣヒータ５０は、送風空気を室内凝縮器１２よりも先に加熱する。このため、ＰＴＣヒータ制御時に室内凝縮器１２における送風空気の加熱能力を向上させることができる。これにより、室内凝縮器１２にて加熱された後の送風空気をＰＴＣヒータ５０にて加熱する構成よりも、ＰＴＣヒータ５０の消費電力量を縮小できる。
【０２００】
より具体的には、従来技術のように、室内凝縮器１２にて加熱された後の送風空気をＰＴＣヒータ５０にて加熱する構成では、定格電圧を印加した際に２ｋＷの発熱量（基準加熱能力）となるものを採用しなければならない。これに対して、本実施形態では、定格電圧を印加した際に８００Ｗ程度の発熱量となるものを採用することができる。従って、ＰＴＣヒータ５０の消費電力量を縮小できる。
【０２０１】
さらに、ＰＴＣヒータ５０として、基準加熱能力よりも低い加熱能力を発揮するものを採用できるので、ＰＴＣヒータ５０自体の小型化、ＰＴＣヒータ５０と空調制御装置４０とを接続するハーネス（電力線）の細径化等により、車両用空調装置１（冷凍サイクル装置）全体としての小型化および製造コストの低減を図ることができる。
【０２０２】
また、本実施形態では、図８の制御ステップＳ９７にて説明したように、ＰＴＣヒータ制御時に、高圧側冷媒圧力Ｐｄ（室内凝縮器１２における冷媒圧力）が目標高圧ＴＰｄとなるように、加熱能力制御手段４０ａがＰＴＣヒータ５０の加熱能力を調整している。従って、送風空気の目標吹出温度ＴＡＯに基づいて目標高圧ＴＰｄを設定することで、送風空気を容易に、かつ、不必要なエネルギ消費を抑制しながら目標吹出温度ＴＡＯまで昇温させることができる。
【０２０３】
ここで、本実施形態では、ヒートポンプサイクル１０として、運転モードに応じて種々のサイクル構成を切替可能なものを採用した例を説明したが、本実施形態の暖房運転モード時における室内凝縮器１２の加熱能力向上効果は、少なくとも暖房運転モード時に、本実施形態のヒートポンプサイクル１０のようにガスインジェクションサイクルが構成されることで確実に得ることができる。
【０２０４】
このことを、圧縮機、放熱器（本実施形態の室内凝縮器１２に対応）、膨張弁、蒸発器（本実施形態の室外熱交換器２０に対応）を環状に接続して構成された通常の蒸気圧縮式の冷凍サイクルと、この放熱器の送風空気流れ上流側に配置されて放熱器へ流入する送風空気を加熱するＰＴＣヒータとを備える比較例の車両用空調装置と比較して説明する。
【０２０５】
図１１は、この比較例の車両用空調装置に適用された冷凍サイクルにおける冷媒の状態の変化を示すモリエル線図である。この図１１では、ＰＴＣヒータへ電力を供給することなく上述のサブクール制御と同様に放熱器流出冷媒の過冷却度が目標過冷却度に近づくように制御した際の冷媒の状態の変化を太実線で示し、ＰＴＣヒータへ電力を供給して同様のサブクール制御を行った際の冷媒の状態の変化を太破線で示している。また、図１１では、図１０と同等の冷媒の状態を同一の符号を用いて表している。
【０２０６】
図１１から明らかなように、ＰＴＣヒータに電力を供給することによって、高圧側冷媒圧力Ｐｄが上昇し、圧縮機の圧縮行程の圧縮仕事量を増加させることができるものの（図１１のΔｉｃ→Δｉｃ’）、室外熱交換器２０における出入口間エンタルピ差（室外熱交換器２０の吸熱量）が低減してしまう（図１１のΔｉｅ→Δｉｅ’）。その結果、室内凝縮器１２における送風空気の加熱能力が減少してしまうこともある。
【０２０７】
これに対して、本実施形態では、少なくとも暖房運転モード時にガスインジェクションサイクルが構成されるので、補助加熱手段（ＰＴＣヒータ５０）を室内凝縮器１２にて高圧冷媒と熱交換する送風空気を加熱するように配置することによる室内凝縮器１２の加熱能力向上効果を確実に得ることができる。
【０２０８】
（第２実施形態）
第１実施形態では、補助加熱手段としてＰＴＣヒータ５０を採用した例を説明したが、本実施形態では、図１２の全体構成図に示すように、ＰＴＣヒータ５０を廃止して、図示しない走行用電動モータおよび走行用電動モータに電力を供給するインバータを冷却する冷却水（熱媒体）を熱源として送風空気を加熱する補助加熱用熱交換器６０を採用した例を説明する。
【０２０９】
なお、図１２では、ヒートポンプサイクル１０が暖房運転モードの冷媒回路に切り替えられた状態を示している。さらに、図１２では、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。
【０２１０】
補助加熱用熱交換器６０は、外部熱源である走行用電動モータおよびインバータを冷却する冷却水を循環させる冷却水回路６１に配置されており、内部を流通する冷却水と送風空気とを熱交換させて送風空気を加熱する、いわゆるタンクアンドチューブ型の熱交換器で構成されている。
【０２１１】
さらに、この補助加熱用熱交換器６０としては、第１実施形態と同様に基準加熱能力よりも低い加熱能力を発揮するものが採用されている。なお、本実施形態における基準加熱能力とは、仮に、室内凝縮器１２にて加熱された後の送風空気を補助加熱用熱交換器６０にて加熱するように配置した際に、補助加熱用熱交換器６０と室内凝縮器１２との双方の加熱能力によって送風空気を目標温度まで上昇させるために必要な最大加熱能力である。
【０２１２】
具体的には、本実施形態では、基準加熱能力より低い加熱能力を発揮する補助加熱用熱交換器６０として、冷却水と送風空気とを熱交換させる熱交換コア部における熱交換面積が、基準加熱能力を発揮するために必要な熱交換面積よりも小さいものを採用している。
【０２１３】
また、冷却水回路６１には、補助加熱用熱交換器６０へ流入する冷却水の流量を調整する流量調整弁６２が配置されている。この流量調整弁６２は、冷却水通路の通路面積を変化させる弁体と、この弁体を変位させて冷却水通路の通路断面積を変化させる電動アクチュエータとを有して構成される電気式の開度調整弁であり、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。
【０２１４】
そして、空調制御装置４０が流量調整弁６２の作動を制御することによって、補助加熱用熱交換器６０へ流入する冷却水の流量が調整され、これにより、補助加熱用熱交換器６０における送風空気の加熱能力が調整される。従って、本実施形態の流量調整弁６２は、加熱能力調整手段を構成している。
【０２１５】
さらに、本実施形態の空調制御装置４０では、流量調整弁６２の制御状態として、その冷却水通路を全開として補助加熱用熱交換器６０に高い加熱能力を発揮させるＨｉ稼働モードと、冷却水通路の通路面積を中開度として補助加熱用熱交換器６０に低い加熱能力を発揮させるＬｏ稼働モードと、冷却水通路を全閉として補助加熱用熱交換器６０に加熱能力を発揮させないＯＦＦモードを切り替えることができる。
【０２１６】
そして、図５のステップＳ９７にて、第１実施形態のＰＴＣヒータ５０の稼働状態の切替と同様に、流量調整弁６２の作動状態を切り替える。その他の構成および作動は、第１実施形態と全く同様である。
【０２１７】
従って、本実施形態の車両用空調装置１（冷凍サイクル装置）によれば、第１実施形態と同様に、室内凝縮器１２における送風空気の加熱能力を向上させることができる。その結果、暖房運転モード時の補助加熱手段におけるエネルギ消費量を低減できるとともに、車両用空調装置１全体としての小型化および製造コストの低減を図ることができる。
【０２１８】
（第３実施形態）
第１実施形態では、空調制御装置４０がＰＴＣヒータ５０へ供給する電力（具体的には、電圧）を調整することで、ＰＴＣヒータ５０の稼働状態をＨｉ稼働モード、Ｌｏ稼働モードおよびＯＦＦモードに切り替える例を説明したが、本実施形態では、ＰＴＣヒータ５０として、複数本のＰＴＣヒータを一体化したものを採用している。
【０２１９】
具体的には、本実施形態のＰＴＣヒータ５０は、３本のＰＴＣヒータを一体化することによって構成されており、通電するＰＴＣヒータの本数を変化させることによって、ＰＴＣヒータ５０全体としての加熱能力が制御される。
【０２２０】
換言すると、通電するＰＴＣヒータの本数を変化させることによって、ＰＴＣヒータ５０へ供給される電力量が調整される。さらに、本実施形態のＰＴＣヒータ５０おいても、３本のＰＴＣヒータの全てに通電した際に、基準加熱能力よりも低い加熱能力を発揮するものが採用されている。
【０２２１】
そして、第１実施形態の図８で説明したステップＳ９７を図１３に示すように変更して、ステップＳ９７１にて現在の高圧側冷媒圧力Ｐｄが目標高圧ＴＰｄより低くなっていると判定された場合には、ステップＳ９７２’へ進み、通電するＰＴＣヒータの本数を増加させる。但し、ステップＳ９７２’にて通電するＰＴＣヒータの本数が既に３本となっている場合は、通電するＰＴＣヒータの本数は３本に維持される。
【０２２２】
逆に、ステップＳ９７１にて現在の高圧側冷媒圧力Ｐｄが目標高圧ＴＰｄより低くなっていないと判定された場合には、ステップＳ９７５’へ進み、通電するＰＴＣヒータの本数を減少させる。但し、ステップＳ９７５’にて通電するＰＴＣヒータの本数が既に０本となっている場合、すなわちＰＴＣヒータ５０に通電されていない場合は、ＰＴＣヒータ５０に通電しない状態が維持される。
【０２２３】
その他の構成および作動は、第１実施形態と全く同様である。従って、本実施形態の車両用空調装置１（冷凍サイクル装置）においても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、通電するＰＴＣヒータの本数を変化させることによってＰＴＣヒータ５０全体の加熱能力を多段階（本実施形態では、３段階）に変化させることができるので、より一層、暖房運転モード時の補助加熱手段におけるエネルギ消費量を低減できる。
【０２２４】
（第４実施形態）
上述の第１〜３実施形態では、高段側膨張弁１３と、低段側固定絞り１７と、高段側膨張弁１３にて減圧された中間圧冷媒の気液を分離し、分離された気相冷媒を中間圧ポート１１ｂ側へ流出させる気液分離器１４とを備えた２段膨張型のガスインジェクションサイクルを構成しているが、本第４実施形態は、内部熱交換方式のガスインジェクションサイクルを構成するものであって、上記した高段側膨張弁１３、低段側固定絞り１７及び中間圧冷媒の気液分離器１４を設けていない。
【０２２５】
第４実施形態を図１４に基づいて具体的に説明すると、第４実施形態では、室内凝縮器１２の冷媒出口側に、室内凝縮器１２から流出した高圧冷媒の冷媒通路を複数に分岐する冷媒分岐部７０を設け、この冷媒分岐部７０により分岐された一方の冷媒通路７１に第１減圧手段として温度式膨張弁７２を設けている。この温度式膨張弁７２は、室内凝縮器１２出口側の高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧するものである。
【０２２６】
そして、冷媒分岐部７０により分岐された他方の冷媒通路７３を通過する室内凝縮器１２出口側の高圧冷媒と、温度式膨張弁７２により減圧された中間圧冷媒との間で熱交換を行う内部熱交換器７４が設けられている。この内部熱交換器７４には、冷媒通路７３を通過する高圧冷媒が流れる高圧冷媒通路部７４ａと、温度式膨張弁７２により減圧された中間圧冷媒が流れる中間圧冷媒通路部７４ｂとが形成されている。
【０２２７】
内部熱交換器７４においては、高圧冷媒通路部７４ａの温度が高い高圧冷媒によって中間圧冷媒通路部７４ｂの温度が低い中間圧冷媒が加熱されることで、中間圧冷媒が蒸発して気相冷媒となる。
【０２２８】
上記中間圧冷媒通路部７４ｂの冷媒出口側は中間圧冷媒導入通路１５により圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂに接続されている。そして、中間圧冷媒導入通路１５には温度式膨張弁７２の感温部７２ａが配置され、この感温部７２ａにより感知される中間圧冷媒の温度に応じた圧力と中間圧冷媒の圧力とに基づいて温度式膨張弁７２の弁体が変位し、これにより、温度式膨張弁７２の弁開度は中間圧冷媒通路部７４ｂから流出する中間圧冷媒が所定の過熱度を持つように自動的に調整される。
【０２２９】
内部熱交換器７４の中間圧冷媒通路部７４ｂにおいて蒸発した気相の中間圧冷媒は中間圧冷媒導入通路１５を通過して中間圧ポート１１ｂに導入される。
【０２３０】
内部熱交換器７４の高圧冷媒通路部７４ａの出口側には、第２減圧手段として電気的に弁体の開度が調整可能な電気式膨張弁７５が設けられ、この電気式膨張弁７５の出口側は室外熱交換器２０の冷媒入口側に接続されている。この電気式膨張弁７５は、第１実施形態にて説明した高段側膨張弁１３と同様の構成でよい。
【０２３１】
第４実施形態の他の構成は第１実施形態と同じであるので、図１４には第１実施形態と同一または均等部分に同一符号を付して、この同一または均等部分の説明を省略する。
【０２３２】
なお、図１４では、空調制御用センサ群４１のうち、特に、室内凝縮器１２出口側の高圧冷媒温度を検出する冷媒温度センサ４１ａと、室内凝縮器１２出口側の高圧冷媒圧力を検出する冷媒圧力センサ４１ｂとを室内凝縮器１２出口側の高圧冷媒通路部に配置した状態を図示している。
【０２３３】
第４実施形態では、上記両センサ４１ａ、４１ｂの検出信号に基づいて室内凝縮器１２出口側の高圧冷媒の状態（具体的には冷媒過冷却度又は冷媒乾き度）を判定し、この高圧冷媒の状態に応じて電気式膨張弁７５の弁開度が調整される。
【０２３４】
第４実施形態による内部熱交換方式のガスインジェクションサイクルにおける暖房運転モードでは、圧縮機１１の回転数Ｎｃが最大回転数Ｎｃｍａｘに上昇するまでは電気式膨張弁７５の弁開度制御により図５〜図７において前述した過冷却度制御または乾き度制御を行い、そして、圧縮機１１の回転数Ｎｃが最大回転数Ｎｃｍａｘに上昇してサイクル側の能力向上制御が最大となっている状態で、暖房能力不足の状態を判定すると、ＰＴＣヒータ５０を作動させる。
【０２３５】
暖房運転モード時にＰＴＣヒータ５０が作動することで、室内空調ユニット３０では室内送風空気がＰＴＣヒータ５０によってまず最初に加熱され、その後に室内送風空気が室内凝縮器１２により加熱される。
【０２３６】
これにより、ＰＴＣヒータ５０の作動時には、室内凝縮器１２に当たる空気温度がＰＴＣヒータ５０の停止時よりも上昇するので、高圧冷媒の圧力及び冷媒凝縮温度がＰＴＣヒータ５０の停止時よりも上昇するようにサイクルバランスが行われる。そして、高圧冷媒の圧力上昇によって、圧縮機１１の圧縮仕事量が増大するので、室内凝縮器１２による加熱能力を増大できる。
【０２３７】
図１５は、第４実施形態による暖房運転モード時のサイクル挙動を示すもので、図１５の実線はＰＴＣヒータ５０を停止状態とした場合のサイクル挙動を示し、１点鎖線はＰＴＣヒータ５０を作動状態とした場合のサイクル挙動を示している。
【０２３８】
図１５において、図１０と同一符号は図１０と同一部位における冷媒状態を示す。図１５の符号ｆ、ｆ’’は冷媒分岐部７０における冷媒状態を示し、符号ｇは温度式膨張弁７２の出口部、すなわち、内部熱交換器７４の中間圧冷媒通路部７４ｂの入口部の冷媒状態を示している。
【０２３９】
そして、符号ｈ、ｈ’’は内部熱交換器７４の高圧冷媒通路部７４ａの出口部、すなわち、電気式膨張弁７５の入口部の冷媒状態を示し、符号ｃは電気式膨張弁７５の出口部、すなわち、室外熱交換器２０の入口部の冷媒状態を示している。符号ｆ、ｆ’’→符号ｈ、ｈ’’間のエンタルピ減少と、符号ｇ→符号ａ２間のエンタルピ増大は内部熱交換器７４における内部熱交換に基づくものである。
【０２４０】
第４実施形態においても、ＰＴＣヒータ５０を作動状態とすることにより圧縮機１１の高段側圧縮機構における圧縮仕事量を、ＰＴＣヒータ５０の停止状態に比較して、増大することができ（図１５のΔｉｃ２→Δｉｃ２’’）、室内凝縮器１２による加熱能力を増大できる。
【０２４１】
なお、第４実施形態では、補助加熱手段として電気ヒータ、具体的にはＰＴＣヒータ５０を用いる例について説明したが、第４実施形態においても、補助加熱手段として図１２の第２実施形態にて説明した補助加熱用熱交換器６０を用いることができる。
【０２４２】
（第５実施形態）
上述の第１〜４実施形態では、いずれも、補助加熱手段をなすＰＴＣヒータ５０、あるいは補助加熱用熱交換器６０を室内凝縮器１２の空気流れ上流側に配置する例について説明したが、第５実施形態では、補助加熱手段をなすＰＴＣヒータ５０を空気流れに対して室内凝縮器１２と並列に配置する。
【０２４３】
具体的には、第５実施形態では図１６に示すように室内凝縮器１２の高圧冷媒が流れる熱交換部を空気流れと直交する方向に複数の熱交換部１２ａ、１２ｂ、１２ｃに分割し、この複数の熱交換部１２ａ、１２ｂ、１２ｃの間にＰＴＣヒータ５０、５０を配置することで、室内凝縮器１２の複数の熱交換部１２ａ、１２ｂ、１２ｃとＰＴＣヒータ５０、５０とを空気流れに対して並列に配置している。
【０２４４】
そして、複数の熱交換部１２ａ、１２ｂ、１２ｃはそれぞれ、フィンと高圧冷媒が流れるチューブにより構成され、この複数の熱交換部１２ａ、１２ｂ、１２ｃの間にＰＴＣヒータ５０、５０を配置した状態で、適宜の締め付け手段等により複数の熱交換部１２ａ、１２ｂ、１２ｃとＰＴＣヒータ５０、５０は一体構造に組み付けられる。従って、第５実施形態による室内凝縮器１２は、ＰＴＣヒータ５０、５０を一体化した熱交換器構造となっている。
【０２４５】
このように、第５実施形態による室内凝縮器１２においては、複数の熱交換部１２ａ、１２ｂ、１２ｃとＰＴＣヒータ５０、５０とが空気流れに対して並列に配置されているので、ＰＴＣヒータ５０、５０の作動時には複数の熱交換部１２ａ、１２ｂ、１２ｃとＰＴＣヒータ５０、５０とが空気流れを同時に加熱することになる。
【０２４６】
その際、室内凝縮器１２は、高圧冷媒が流れる複数の熱交換部１２ａ、１２ｂ、１２ｃとＰＴＣヒータ５０、５０とを交互に並列配置した一体化構造となっているので、複数の熱交換部１２ａ、１２ｂ、１２ｃに当たる空気温度が、ＰＴＣヒータ５０、５０を設けない場合に比較してＰＴＣヒータ５０、５０の加熱作用の影響で上昇する。これにより、高圧冷媒の圧力及び冷媒凝縮温度が上昇して、前述した圧縮機１１の圧縮仕事量増大による室内凝縮器１２の加熱能力の増大を実現できる。
【０２４７】
なお、第５実施形態では、補助加熱手段として電気ヒータ、具体的にはＰＴＣヒータ５０を用いる例について説明したが、第５実施形態においても、補助加熱手段として図１２の第２実施形態にて説明した補助加熱用熱交換器６０を用いることができる。すなわち、室内凝縮器１２として、高圧冷媒が流れる複数の熱交換部１２ａ、１２ｂ、１２ｃと、外部熱源冷却用の熱媒体が流れる補助加熱用熱交換器６０とを交互に並列配置して一体化した熱交換器構造を採用してもよい。
【０２４８】
（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。
【０２４９】
（１）上述の実施形態では、本発明の冷凍サイクル装置を電気自動車用の車両用空調装置１に適用した例を説明したが、本発明の冷凍サイクル装置は、例えば、エンジン（内燃機関）および走行用電動モータから走行用の駆動力を得るハイブリッド車両のように、エンジン廃熱が暖房用熱源として不充分となることのある車両に適用して有効である。
【０２５０】
さらに、本発明の冷凍サイクル装置は、例えば、据置型空調装置、冷温保存庫、液体加熱装置等に適用してもよい。液体加熱装置に適用する場合は、利用側熱交換器として液体−冷媒熱交換器を採用し、流量調整手段として液体−冷媒熱交換器へ流入する液体流量を調整する液体ポンプあるいは流量調整弁を採用してもよい。
【０２５１】
（２）上述の実施形態では、外部熱源として走行用電動モータおよびインバータを採用し、これらを冷却する冷却水（熱媒体）を補助加熱用熱交換器の熱源とした例を説明したが、外部熱源および熱媒体はこれに限定されいない。例えば、本発明の冷凍サイクル装置を上述のハイブリッド車両の車両用空調装置に適用する場合には、外部熱源としてエンジンを採用して、熱媒体としてエンジン冷却水を採用してもよい。
【０２５２】
さらに、本発明の冷凍サイクル装置を据置型空調装置、冷温保存庫、液体加熱装置等の据置型の装置に適用する場合も、外部熱源として圧縮機駆動用のエンジンを採用してもよいし、その他の外部熱源を採用してもよい。
【０２５３】
（３）上述の第１、第２実施形態では、補助加熱手段（ＰＴＣヒータ５０、補助加熱用熱交換器６０）の加熱能力をＨｉ稼働モード、Ｌｏ稼働モードおよびＯＦＦモードに段階的に切り替えた例を説明し、第３実施形態では、多段階に切り替えた例を説明したが、補助加熱手段の加熱能力の調整はこれに限定されない。例えば、目標高圧ＴＰｄから高圧側冷媒圧力Ｐｄを減算した差の拡大に伴って、補助加熱手段の加熱能力を連続的に徐々に増加させるようにしてもよい。
【０２５４】
（４）上述の第２実施形態では、基準加熱能力よりも低い加熱能力を発揮する補助加熱用熱交換器６０として、基準加熱能力を発揮できるものよりも熱交換面積の小さいものを採用した例を説明したが、補助加熱用熱交換器６０は、これに限定されない。例えば、タンクアンドチューブ型の熱交換器のチューブ本数や熱交換促進用のフィン数を低減させてもよいし、熱交換効率を低下させてもよい。また、別の形式の熱交換器を採用してもよい。
【０２５５】
（５）上述の実施形態では、図４の制御ステップＳ６にて、モード選択スイッチに応じて、冷房運転モード、除湿暖房運転モードおよび暖房運転モードを決定した例を説明したが、各運転モードの決定はこれに限定されない。例えば、外気温に対して設定温度が低い場合に冷房運転モードを実行することを決定し、外気温に対して設定温度が高い場合に暖房運転モードを実行するように決定してもよい。
【０２５６】
（６）上述の実施形態では、低段側減圧手段（第２減圧手段）としての低段側固定絞り１７の流量特性を適切に設定することによって、暖房運転モード時に、室外熱交換器２０へ流入する冷媒の乾き度Ｘを０．１以下としているが、低段側減圧手段（第２減圧手段）は、固定絞りに限定されない。
【０２５７】
つまり、低段側減圧手段として、高段側膨張弁１３と同様の構成の可変絞り機構を採用してもよい。この場合は、空調制御装置４０が、室外熱交換器２０へ流入する冷媒の温度および圧力等に基づいて、室外熱交換器２０へ流入する冷媒の乾き度Ｘを検出し、この検出値が０．１以下となるように、低段側減圧手段を構成する可変絞り機構の開度を制御すればよい。
【０２５８】
（７）上述の実施形態では、除湿暖房運転モード時に目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、第１除湿暖房モードから第４除湿暖房モードへ段階的に切り替える例を説明したが、第１除湿暖房モードから第４除湿暖房モードへの切り替えはこれに限定されない。例えば、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、第１除湿暖房モードから第４除湿暖房モードへ連続的に切り替えるようにしてもよい。
【０２５９】
すなわち、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、高段側膨張弁１３を絞り開度を縮小させ、さらに、冷房用膨張弁２２の絞り開度を増加させればよい。このように高段側膨張弁１３および冷房用膨張弁２２の絞り開度を変化させることによって、室外熱交換器２０における冷媒の圧力（温度）が調整されるので、室外熱交換器２０を自動的に、放熱器として作用させる状態から蒸発器として作用させる状態へ切り替えることができる。
【符号の説明】
【０２６０】
１１ 圧縮機
１１ａ 吸入ポート
１１ｂ 中間圧ポート
１１ｃ 吐出ポート
１２ 室内凝縮器（利用側熱交換器）
１３ 高段側膨張弁
１４ 気液分離器
１７ 低段側固定絞り
２０ 室外熱交換器
４０ａ 加熱能力調整手段（加熱能力調整手段）
５０ ＰＴＣヒータ（補助加熱手段）
６０ 補助加熱用熱交換器（補助加熱手段）
６２ 流量調整弁（加熱能力調整手段）
７４ 内部熱交換器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入ポート（１１ａ）から吸入した低圧冷媒を圧縮して吐出ポート（１１ｃ）から高圧冷媒を吐出するとともに、サイクル内の中間圧冷媒を流入させて圧縮過程の冷媒に合流させる中間圧ポート（１１ｂ）を有する圧縮機（１１）と、
前記吐出ポート（１１ｃ）から吐出された高圧冷媒と熱交換対象流体とを熱交換させて、前記熱交換対象流体を加熱する利用側熱交換器（１２）と、
前記利用側熱交換器（１２）から流出した高圧冷媒のうち中間圧状態まで減圧された気相の中間圧冷媒を前記中間圧ポート（１１ｂ）に導く中間圧冷媒導入通路（１５）と、
前記利用側熱交換器（１２）から流出した高圧冷媒のうち低圧状態まで減圧された低圧冷媒を蒸発させて、前記吸入ポート（１１ａ）側へ流出させる蒸発器（２０）と、
前記熱交換対象流体を加熱する補助加熱手段（５０、６０）とを備え、
前記補助加熱手段（５０、６０）は、前記熱交換対象流体を前記利用側熱交換器（１２）よりも先に加熱するか、もしくは前記熱交換対象流体を前記利用側熱交換器（１２）と同時に加熱するように構成されていることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
吸入ポート（１１ａ）から吸入した低圧冷媒を圧縮して吐出ポート（１１ｃ）から高圧冷媒を吐出するとともに、サイクル内の中間圧冷媒を流入させて圧縮過程の冷媒に合流させる中間圧ポート（１１ｂ）を有する圧縮機（１１）と、
前記吐出ポート（１１ｃ）から吐出された高圧冷媒と熱交換対象流体とを熱交換させて、前記熱交換対象流体を加熱する利用側熱交換器（１２）と、
前記利用側熱交換器（１２）から流出した高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧させる高段側減圧手段（１３）と、
前記高段側減圧手段（１３）にて減圧された中間圧冷媒の気液を分離し、分離された気相冷媒を前記中間圧ポート（１１ｂ）側へ流出させる気液分離手段（１４）と、
前記気液分離手段（１４）にて分離された液相冷媒を低圧冷媒となるまで減圧させる低段側減圧手段（１７）と、
前記低段側減圧手段（１７）にて減圧された低圧冷媒を蒸発させて、前記吸入ポート（１１ａ）側へ流出させる蒸発器（２０）と、
前記熱交換対象流体を加熱する補助加熱手段（５０、６０）とを備え、
前記補助加熱手段（５０、６０）は、前記熱交換対象流体を前記利用側熱交換器（１２）よりも先に加熱するか、もしくは前記熱交換対象流体を前記利用側熱交換器（１２）と同時に加熱するように構成されていることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項３】
吸入ポート（１１ａ）から吸入した低圧冷媒を圧縮して吐出ポート（１１ｃ）から高圧冷媒を吐出するとともに、サイクル内の中間圧冷媒を流入させて圧縮過程の冷媒に合流させる中間圧ポート（１１ｂ）を有する圧縮機（１１）と、
前記吐出ポート（１１ｃ）から吐出された高圧冷媒と熱交換対象流体とを熱交換させて、前記熱交換対象流体を加熱する利用側熱交換器（１２）と、
前記利用側熱交換器（１２）から流出した高圧冷媒の冷媒通路を複数に分岐する冷媒分岐部（７０）と、
前記冷媒分岐部（７０）により分岐された一方の冷媒通路（７１）に設けられ、前記利用側熱交換器（１２）出口側の高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧させる第１減圧手段（７２）と、
前記冷媒分岐部（７０）により分岐された他方の冷媒通路（７３）を通過する前記利用側熱交換器（１２）出口側の高圧冷媒と、前記第１減圧手段（７２）により減圧された中間圧冷媒との間で熱交換を行うとともに、前記熱交換を終えた前記中間圧冷媒を前記中間圧ポート（１１ｂ）側へ流出させる内部熱交換器（７４）と、
前記内部熱交換器（７４）での熱交換を終えた前記高圧冷媒を低圧冷媒となるまで減圧させる第２減圧手段（７５）と、
前記第２減圧手段（７５）にて減圧された低圧冷媒を蒸発させて、前記吸入ポート（１１ａ）側へ流出させる蒸発器（２０）と、
前記熱交換対象流体を加熱する補助加熱手段（５０、６０）とを備え、
前記補助加熱手段（５０、６０）は、前記熱交換対象流体を前記利用側熱交換器（１２）よりも先に加熱するか、もしくは前記熱交換対象流体を前記利用側熱交換器（１２）と同時に加熱するように構成されていることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記補助加熱手段（５０、６０）は、前記利用側熱交換器（１２）よりも前記熱交換対象流体の上流側部位に配置され、前記熱交換対象流体を前記利用側熱交換器（１２）よりも先に加熱することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記補助加熱手段（５０、６０）は、前記熱交換対象流体の流れに対して前記利用側熱交換器（１２）と並列に配置されて前記利用側熱交換器（１２）と一体に構成され、これにより、前記補助加熱手段（５０、６０）と前記利用側熱交換器（１２）が前記熱交換対象流体を同時に加熱することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
仮に、前記補助加熱手段（５０、６０）を前記利用側熱交換器（１２）にて加熱された後の前記熱交換対象流体を加熱するように配置した状態で、前記利用側熱交換器（１２）および前記補助加熱手段（５０、６０）の双方の加熱能力によって前記熱交換対象流体を目標温度まで昇温させる際に、前記補助加熱手段（５０、６０）に要求される最大加熱能力を基準加熱能力としたときに、
前記補助加熱手段（５０、６０）として、前記基準加熱能力よりも低い加熱能力を発揮するものが採用されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記補助加熱手段（５０、６０）における前記熱交換対象流体の加熱能力を調整する加熱能力調整手段（４０ａ、６２）を備え、
前記加熱能力調整手段（４０ａ、６２）は、前記利用側熱交換器（１２）における冷媒圧力（Ｐｄ）が目標高圧（ＴＰｄ）となるように前記補助加熱手段（５０、６０）の加熱能力を調整することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記補助加熱手段は、電力を供給されることによって発熱する電気ヒータ（５０）であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項９】
前記補助加熱手段は、外部熱源を冷却する熱媒体を熱源として前記熱交換対象流体を加熱する補助加熱用熱交換器（６０）であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１０】
前記補助加熱手段は、電力を供給されることによって発熱する電気ヒータ（５０）であり、
前記加熱能力調整手段（４０ａ）は、前記電気ヒータ（５０）へ供給する電力量を調整することによって、前記電気ヒータ（５０）の加熱能力を調整することを特徴とする請求項７に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１１】
前記補助加熱手段は、外部熱源を冷却する熱媒体を熱源として前記熱交換対象流体を加熱する補助加熱用熱交換器（６０）であり、
前記加熱能力調整手段（６２）は、前記補助加熱用熱交換器（６０）へ流入する熱媒体の流量を調整することによって、前記補助加熱用熱交換器（６０）の加熱能力を調整することを特徴とすることを特徴とする請求項７に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１２】
前記加熱能力調整手段（４０ａ、６２）は、前記熱交換対象流体の加熱能力向上のための冷凍サイクル側での能力向上制御が最大となっている状態で、前記熱交換対象流体の加熱能力不足が判定されたときに、前記補助加熱手段（５０、６０）を作動させることを特徴とする請求項７、１０、１１のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１】
吸入ポート（１１ａ）から吸入した低圧冷媒を圧縮して吐出ポート（１１ｃ）から高圧冷媒を吐出するとともに、サイクル内の中間圧冷媒を流入させて圧縮過程の冷媒に合流させる中間圧ポート（１１ｂ）を有する圧縮機（１１）と、
前記吐出ポート（１１ｃ）から吐出された高圧冷媒と熱交換対象流体とを熱交換させて、前記熱交換対象流体を加熱する利用側熱交換器（１２）と、
前記利用側熱交換器（１２）から流出した高圧冷媒のうち中間圧状態まで減圧された気相の中間圧冷媒を前記中間圧ポート（１１ｂ）に導く中間圧冷媒導入通路（１５）と、
前記利用側熱交換器（１２）から流出した高圧冷媒のうち低圧状態まで減圧された低圧冷媒を蒸発させて、前記吸入ポート（１１ａ）側へ流出させる蒸発器（２０）と、
前記熱交換対象流体を加熱する補助加熱手段（５０、６０）とを備え、
前記補助加熱手段（５０、６０）は、前記熱交換対象流体を前記利用側熱交換器（１２）よりも先に加熱するか、もしくは前記熱交換対象流体を前記利用側熱交換器（１２）と同時に加熱するように構成されていることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
吸入ポート（１１ａ）から吸入した低圧冷媒を圧縮して吐出ポート（１１ｃ）から高圧冷媒を吐出するとともに、サイクル内の中間圧冷媒を流入させて圧縮過程の冷媒に合流させる中間圧ポート（１１ｂ）を有する圧縮機（１１）と、
前記吐出ポート（１１ｃ）から吐出された高圧冷媒と熱交換対象流体とを熱交換させて、前記熱交換対象流体を加熱する利用側熱交換器（１２）と、
前記利用側熱交換器（１２）から流出した高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧させる高段側減圧手段（１３）と、
前記高段側減圧手段（１３）にて減圧された中間圧冷媒の気液を分離し、分離された気相冷媒を前記中間圧ポート（１１ｂ）側へ流出させる気液分離手段（１４）と、
前記気液分離手段（１４）にて分離された液相冷媒を低圧冷媒となるまで減圧させる低段側減圧手段（１７）と、
前記低段側減圧手段（１７）にて減圧された低圧冷媒を蒸発させて、前記吸入ポート（１１ａ）側へ流出させる蒸発器（２０）と、
前記熱交換対象流体を加熱する補助加熱手段（５０、６０）とを備え、
前記補助加熱手段（５０、６０）は、前記熱交換対象流体を前記利用側熱交換器（１２）よりも先に加熱するか、もしくは前記熱交換対象流体を前記利用側熱交換器（１２）と同時に加熱するように構成されていることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項３】
吸入ポート（１１ａ）から吸入した低圧冷媒を圧縮して吐出ポート（１１ｃ）から高圧冷媒を吐出するとともに、サイクル内の中間圧冷媒を流入させて圧縮過程の冷媒に合流させる中間圧ポート（１１ｂ）を有する圧縮機（１１）と、
前記吐出ポート（１１ｃ）から吐出された高圧冷媒と熱交換対象流体とを熱交換させて、前記熱交換対象流体を加熱する利用側熱交換器（１２）と、
前記利用側熱交換器（１２）から流出した高圧冷媒の冷媒通路を複数に分岐する冷媒分岐部（７０）と、
前記冷媒分岐部（７０）により分岐された一方の冷媒通路（７１）に設けられ、前記利用側熱交換器（１２）出口側の高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧させる第１減圧手段（７２）と、
前記冷媒分岐部（７０）により分岐された他方の冷媒通路（７３）を通過する前記利用側熱交換器（１２）出口側の高圧冷媒と、前記第１減圧手段（７２）により減圧された中間圧冷媒との間で熱交換を行うとともに、前記熱交換を終えた前記中間圧冷媒を前記中間圧ポート（１１ｂ）側へ流出させる内部熱交換器（７４）と、
前記内部熱交換器（７４）での熱交換を終えた前記高圧冷媒を低圧冷媒となるまで減圧させる第２減圧手段（７５）と、
前記第２減圧手段（７５）にて減圧された低圧冷媒を蒸発させて、前記吸入ポート（１１ａ）側へ流出させる蒸発器（２０）と、
前記熱交換対象流体を加熱する補助加熱手段（５０、６０）とを備え、
前記補助加熱手段（５０、６０）は、前記熱交換対象流体を前記利用側熱交換器（１２）よりも先に加熱するか、もしくは前記熱交換対象流体を前記利用側熱交換器（１２）と同時に加熱するように構成されていることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記補助加熱手段（５０、６０）は、前記利用側熱交換器（１２）よりも前記熱交換対象流体の上流側部位に配置され、前記熱交換対象流体を前記利用側熱交換器（１２）よりも先に加熱することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記補助加熱手段（５０、６０）は、前記熱交換対象流体の流れに対して前記利用側熱交換器（１２）と並列に配置されて前記利用側熱交換器（１２）と一体に構成され、これにより、前記補助加熱手段（５０、６０）と前記利用側熱交換器（１２）が前記熱交換対象流体を同時に加熱することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
仮に、前記補助加熱手段（５０、６０）を前記利用側熱交換器（１２）にて加熱された後の前記熱交換対象流体を加熱するように配置した状態で、前記利用側熱交換器（１２）および前記補助加熱手段（５０、６０）の双方の加熱能力によって前記熱交換対象流体を目標温度まで昇温させる際に、前記補助加熱手段（５０、６０）に要求される最大加熱能力を基準加熱能力としたときに、
前記補助加熱手段（５０、６０）として、前記基準加熱能力よりも低い加熱能力を発揮するものが採用されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記補助加熱手段（５０、６０）における前記熱交換対象流体の加熱能力を調整する加熱能力調整手段（４０ａ、６２）を備え、
前記加熱能力調整手段（４０ａ、６２）は、前記利用側熱交換器（１２）における冷媒圧力（Ｐｄ）が目標高圧（ＴＰｄ）となるように前記補助加熱手段（５０、６０）の加熱能力を調整することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記補助加熱手段は、電力を供給されることによって発熱する電気ヒータ（５０）であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項９】
前記補助加熱手段は、外部熱源を冷却する熱媒体を熱源として前記熱交換対象流体を加熱する補助加熱用熱交換器（６０）であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１０】
前記補助加熱手段は、電力を供給されることによって発熱する電気ヒータ（５０）であり、
前記加熱能力調整手段（４０ａ）は、前記電気ヒータ（５０）へ供給する電力量を調整することによって、前記電気ヒータ（５０）の加熱能力を調整することを特徴とする請求項７に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１１】
前記補助加熱手段は、外部熱源を冷却する熱媒体を熱源として前記熱交換対象流体を加熱する補助加熱用熱交換器（６０）であり、
前記加熱能力調整手段（６２）は、前記補助加熱用熱交換器（６０）へ流入する熱媒体の流量を調整することによって、前記補助加熱用熱交換器（６０）の加熱能力を調整することを特徴とすることを特徴とする請求項７に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１２】
前記加熱能力調整手段（４０ａ、６２）は、前記熱交換対象流体の加熱能力向上のための冷凍サイクル側での能力向上制御が最大となっている状態で、前記熱交換対象流体の加熱能力不足が判定されたときに、前記補助加熱手段（５０、６０）を作動させることを特徴とする請求項７、１０、１１のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−６８４０７（Ｐ２０１３−６８４０７Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１６９４０４（Ｐ２０１２−１６９４０４）
【出願日】平成２４年７月３１日（２０１２．７．３１）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年７月３１日（２０１２．７．３１）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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