JP2024080722A - 車両用熱サイクル装置およびこれを用いた冷媒充填状態確認方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外気温が低い環境下においても、冷媒サイクルの冷媒の不足を的確に把握できる車両用熱サイクル装置および冷媒充填状態確認方法を提供する。【解決手段】圧縮機２１、冷媒熱媒体熱交換器２２、膨張弁２４、吸熱用熱交換器２５を有する冷媒サイクル２０と、ポンプ３１、熱媒体加熱装置３２、放熱用熱交換器３４を有し、冷媒熱媒体熱交換器２２にて冷媒サイクル２０と熱的に結合する熱媒体サイクル３０と、冷媒温度検出部４１と、冷媒圧力検出部４２と、外気温度検出部４３と、を備え、外気温度が所定外気温度より低いと判定された場合に、冷媒サイクルの膨張弁２４を全開とし、圧縮機２１、ポンプ３１および熱媒体加熱装置３２を稼働する判定運転モードへ切り替え、その後、冷媒温度が第１の所定冷媒温度を超えた場合に、冷媒温度と冷媒圧力とから把握される冷媒状態が冷媒の飽和蒸気圧曲線Ｃから所定の圧力差Ｓを差し引いた圧力よりも低圧かを判定する。【選択図】 図１

Description

本発明は、車両に搭載される熱サイクル装置およびこれを用いた冷媒充填状態確認方法であって、特に低外気温時における冷媒充填状態を検知するために有用な技術に関する。

従来において、冷媒を循環させる冷媒サイクル（ヒートポンプサイクル）と、熱媒体を循環させる熱媒体サイクルとを組み合わせた車両用熱サイクル装置として、下記する特許文献１に示されるものが公知となっている。
これは、冷媒を圧縮する圧縮機（圧縮機１１）、圧縮機から吐出した高圧冷媒と熱媒体とを熱交換させる冷媒熱媒体熱交換器（高温側水―冷媒熱交換器１２）、冷媒熱媒体熱交換器から流出した冷媒を減圧させる膨張弁（暖房用膨張弁１３）、膨張弁を通過した冷媒が流入する吸熱用熱交換器（室外熱交換器１４）を有する冷媒サイクル(ヒートポンプサイクル１０)と、
熱媒体を循環させるポンプ(温水側水ポンプ２１ａ)と、このポンプから送り出された熱媒体が流入しこの熱媒体を放熱可能な放熱用熱交換器(ヒータコア２３)と、を有し、前記冷媒熱媒体熱交換器(高温側水―冷媒熱交換器１２)によって冷媒サイクル(ヒートポンプサイクル１０)と熱的に結合する熱媒体サイクル(高圧側熱媒体循環回路２１)と、
を備えたものである。

このような車両用熱サイクル装置において、外気温度が低くなって暖房運転モードに設定される場合には、冷媒サイクルの圧縮機（圧縮機１１）を稼働させると共に、熱媒体サイクルのポンプ(温水側水ポンプ２１ａ)を稼働させる。すると、冷媒サイクルでは、圧縮機（圧縮機１１）→冷媒熱媒体熱交換器（高温側水―冷媒熱交換器１２）の冷媒通路→膨張弁（暖房用膨張弁１３）→吸熱用熱交換器（室外熱交換器１４）→圧縮機（圧縮機１１）の順に冷媒が循環するヒートポンプサイクルが構成される。また、熱媒体サイクルでは、ポンプ(温水側水ポンプ２１ａ)→冷媒熱媒体熱交換器（高温側水―冷媒熱交換器１２）の熱媒体通路→放熱用熱交換器(ヒータコア２３)→ポンプ(温水側水ポンプ２１ａ)の順で熱媒体が循環する熱媒体循環回路が構成される。
これにより、暖房モードにおいては、冷媒サイクルの圧縮機（圧縮機１１）から吐出した高温高圧の冷媒の熱が、冷媒熱媒体熱交換器（高温側水―冷媒熱交換器１２）を介して熱媒体に伝達されて熱媒体を加熱し、この加熱された熱媒体を放熱用熱交換器(ヒータコア２３)に供給することでここを通過する空気を加熱可能としている。

特開平２０１５－１０１１８０号公報

このように、上述した車両用熱サイクル装置においては、暖房運転が必要となる外気温度が低い環境下においても冷媒サイクルを稼働させる要請があるため、圧縮機を保護する観点から、このような低外気温時においても冷媒サイクル(ヒートポンプサイクル１０)の冷媒充填状態を的確に把握できるようにする必要がある。
冷媒サイクル内の冷媒充填状態は、冷媒サイクルが停止するなど冷媒サイクル内の圧力が均衡している状態において、サイクル内の冷媒の温度と圧力を検出することで把握可能であり、検出した冷媒の温度に対する冷媒圧力が飽和圧力よりも低くなっていることが検出されれば、冷媒充填量が不足していることを把握可能となる。
しかしながら、外気温度が極低温、例えば―１０℃以下となる環境下においては、図８に示されるように、冷媒の飽和圧力は低くなり、圧縮機を起動させる前の冷媒の飽和圧力と大気圧との差（ΔＰ）は非常に小さくなる。このため、冷媒の不足に伴う冷媒圧力の変動幅も外気温度が低くなると相対的に小さくなるため、冷媒の圧力を検出する冷媒圧力センサの測定誤差を考慮すると、冷媒の不足に伴う冷媒圧力の変動を精度よく捉えることができなくなり、冷媒の不足の有無を的確に判定することが困難となる。

このような場合に、圧縮機を稼働させて吐出冷媒圧を高めることも考えられるが、低外気時（―１０℃以下）においては外気から吸熱しにくく、冷媒圧力の上昇は望めないため、冷媒充填状態の判定は困難となる。
また、圧縮機を積極的に稼働させて冷媒流量を検出して冷媒充填状態を把握する方法も考えられるが、冷媒が不足していた場合には圧縮機から冷媒サイクルに流出した潤滑油が回収されず、圧縮機が早期に劣化するリスクがある。

本発明は係る事情に鑑みてなされたものであり、外気温度が低い環境下においても、冷媒サイクルの冷媒充填状態（冷媒の不足）を的確に把握することが可能な車両用熱サイクル装置および冷媒充填状態確認方法を提供することを主たる課題としている。

上記課題を達成するために、本発明に係る車両用熱サイクル装置（１）は、
内部を冷媒が循環し、前記冷媒を送り出す圧縮機（２１）、前記圧縮機（２１）から送り出された冷媒が流入する冷媒熱媒体熱交換器（２２）、前記冷媒熱媒体熱交換器（２２）を流出した冷媒が通過可能な膨張弁（２４）、及び前記膨張弁（２４）を通過した冷媒が流入する吸熱用熱交換器（２５）、を有する冷媒サイクル（２０）と、
内部を熱媒体が循環し、前記熱媒体を送り出すポンプ（３１）、前記ポンプ（３１） から送り出された熱媒体が流入しこの熱媒体を加熱可能な熱媒体加熱装置（３２）、前記熱媒体加熱装置（３２）を流出した熱媒体が流入しこの熱媒体を放熱可能な放熱用熱交換器（３４）、を有し、前記冷媒熱媒体熱交換器（２２）によって前記冷媒サイクル（２０）と熱的に結合する熱媒体サイクル（３０）と、
前記冷媒サイクル（２０）の冷媒の温度を検出する冷媒温度検出部（４１）と、
前記冷媒サイクルの冷媒の圧力を検出する冷媒圧力検出部（４２）と、
外気温度を検出する外気温度検出部（４３）と、
前記冷媒温度検出部（４１）で検出された冷媒温度（Ｔｘ）と、前記冷媒圧力検出部（４２）で検出された冷媒圧力（Ｐｘ）と、前記外気温度検出部（４３）で検出された外気温度（Ｔoutx）と、を利用して前記冷媒サイクル（２０）及び前記熱媒体サイクル（３０）の運転を制御すると共に前記冷媒サイクル（２０）内の冷媒充填状態を判定する制御部（４０）と、を備えた車両用熱サイクル装置（１）であって、
前記吸熱用熱交換器（２５）と前記放熱用熱交換器（３４）とは、送風機（１１） を有する空調装置（１０）の送風空間（１２）に収容され、
前記制御部（４０）は、前記外気温度（Ｔoutx）が所定外気温度（Ｔout1）より低いと判定された場合に、前記膨張弁（２４）を全開とし、前記圧縮機（２１）、前記ポンプ（３１）および前記熱媒体加熱装置（３２）を稼働する判定運転モードへの切り替えと、
前記判定運転モードへの切り換え後に、前記冷媒温度（Ｔｘ）が第１の所定冷媒温度（Ｔref1）を超えた場合に、前記冷媒温度（Ｔｘ）と前記冷媒圧力（Ｐｘ）とから把握される冷媒状態が前記冷媒の飽和蒸気圧曲線（Ｃ）に対し所定の圧力差（Ｓ）を介して低圧側に設定される冷媒不足領域（Ｌ）にあるかの判定と、を行う、
ことを特徴としている。

したがって、外気温度（Ｔoutx）が所定外気温度（Ｔout1）より低い場合には、判定運転モードに切り替えられ、熱媒体サイクルにおいて熱媒体加熱装置により温められた熱媒体の熱が、冷媒熱媒体熱交換器を介して冷媒サイクルの冷媒に伝達され、冷媒が温められるので、冷媒の飽和圧力と大気圧との差を大きくすることが可能となる。このため、冷媒温度（Ｔｘ）が第１の所定冷媒温度（Ｔref1）を超えた場合に、検出された冷媒温度（Ｔｘ）と冷媒圧力（Ｐｘ）とから把握される冷媒状態と冷媒の成分毎に固有の値である飽和蒸気圧曲線（Ｃ）とを比較すれば、検出された冷媒温度（Ｔｘ）と冷媒圧力（Ｐｘ）とから把握される冷媒状態が冷媒の飽和蒸気圧曲線（Ｃ）から所定の圧力差（Ｓ）を差し引いた圧力よりも低圧であるか否かを把握しやすくなり、冷媒の不足の判定精度を高めることが可能となる。

ここで、前記制御部（４０）は、冷媒不足判定手段による判定が完了するまで、送風機（１１）を停止させるとよい。
このような制御を行うことで、判定運転モードにおいて送風機による送風によって放熱用熱交換器や吸熱用熱交換器からの放熱を防ぎ、熱媒体の加熱が促進されると共に冷媒への蓄熱が促進される。すなわち、熱媒体サイクルで生成された熱や冷媒サイクルで蓄熱された熱が送風機からの送風によって放熱されることを防ぎ、熱媒体から冷媒に伝達される熱を冷媒に効果的に蓄積し、冷媒温度を早期に上昇させて冷媒の不足の有無を迅速に判定することが可能となる。

また、上記課題を達成するために、本発明に係る車両用熱サイクル装置（１Ａ）は、
内部を冷媒が循環し、前記冷媒を送り出す圧縮機（２１）、前記圧縮機（２１）から送り出された冷媒が流入する冷媒熱媒体熱交換器（２２）、前記冷媒熱媒体熱交換器（２２）を流出した冷媒が通過可能な膨張弁（２４）、及び前記膨張弁（２４）を通過した冷媒が流入する吸熱用熱交換器（２５）、を有し、前記冷媒熱媒体熱交換器（２２）の流出部と前記膨張弁（２４）の流入部との間と、前記吸熱用熱交換器（２５）の流出部と前記圧縮機（２１）吸入部との間と、を接続するバイパス通路（２６）を設け、このバイパス通路上に前記冷媒熱媒体熱交換器（２２）を流出した冷媒が通過可能なバイパス側膨張弁（２７）と、前記バイパス側膨張弁（２７）を通過した冷媒が流入しこの冷媒によって発熱体（２８）の熱を回収するバイパス側吸熱用熱交換器（２９）と、を備えた冷媒サイクル（２０）と、
内部を熱媒体が循環し、前記熱媒体を送り出すポンプ（３１）、前記ポンプ（３１） から送り出された熱媒体が流入しこの熱媒体を加熱可能な熱媒体加熱装置（３２）、前記熱媒体加熱装置（３２）を流出した熱媒体が流入しこの熱媒体を放熱可能な放熱用熱交換器（３４）、を有し、前記冷媒熱媒体熱交換器（２２）にて前記冷媒サイクル（２０）と熱的に結合する熱媒体サイクル（３０）と、
前記冷媒サイクル（２０）の冷媒の温度を検出する冷媒温度検出部（４１）と、
前記冷媒サイクル（２０）の冷媒の圧力を検出する冷媒圧力検出部（４２）と、
外気温度を検出する外気温度検出部（４３）と、
前記冷媒温度検出部で（４１）検出された冷媒温度（Ｔｘ）と、前記冷媒圧力検出部（４２）で検出された冷媒圧力（Ｐｘ）と、前記外気温度検出部（４３）で検出された外気温度（Ｔoutx）と、を利用して前記冷媒サイクル（２０）及び前記熱媒体サイクル（３０）の運転を制御すると共に前記冷媒サイクル（２０）内の冷媒充填状態を判定する制御部（４０）と、を備えた車両用熱サイクル装置（１）であって、
前記吸熱用熱交換器（２５）と前記放熱用熱交換器（３４）とは、送風機（１１）を有する空調装置（１０）の送風空間（１２）に収容され、
前記制御部（４０）は、前記外気温度（Ｔoutx）が所定外気温度（Ｔout1）より低いと判定された場合に、前記膨張弁（２４）を閉、前記バイパス側膨張弁（２７）を全開とし,前記圧縮機（２１）、前記ポンプ（３１）および前記熱媒体加熱装置（３２）を稼働する判定運転モードへの切り替えと、
前記判定運転モードへの切り換え後に、前記冷媒温度（Ｔｘ）が第１の所定冷媒温度（Ｔref1）を超えた場合に、前記冷媒温度（Ｔｘ）と前記冷媒圧力（Ｐｘ）とから把握される冷媒状態が前記冷媒の飽和蒸気圧曲線（Ｃ）に対し所定の圧力差（Ｓ）を介して低圧側に設定される冷媒不足領域（Ｌ）にあるかの判定と、を行うものであってもよい。

このような構成においては、外気温度（Ｔoutx）が所定外気温度（Ｔout1）より低い場合には、判定運転モードに切り替えられることで、冷媒の飽和圧力と大気圧との差を大きくして、検出された冷媒温度（Ｔｘ）と冷媒圧力（Ｐｘ）とから把握される冷媒状態が冷媒の飽和蒸気圧曲線（Ｃ）から所定の圧力差（Ｓ）を差し引いた圧力よりも低圧であるか否かを把握しやすくなり、冷媒の不足の判定精度を高めることが可能になる効果に加え、
冷媒サイクルに吸熱用熱交換器をバイパスさせるバイパス通路を設け、このバイパス通路に発熱体から熱を回収可能なバイパス側吸熱用熱交換器を備えているので、冷媒の温度を高める際に、冷媒熱媒体熱交換器を介して熱媒体から伝達される熱の他に、発熱体から回収した熱も利用可能となり、冷媒の温度を速やかに上昇させ、冷媒の不足の有無を迅速に判定することが可能となる。

ここで、前記制御部（４０）は、前記判定運転モードに切り替えた後に、前記送風機（１１）を稼働し、前記送風機（１１）による前記放熱用熱交換器（３４）への通風を確保するようにしてもよい。
このような構成においては、判定運転モードにおいて冷媒の温度を高めるために、発熱体から発生する熱を利用することが可能となり、また、車室ＣＲを暖房するために、熱媒体加熱装置で発生させる熱を利用することが可能となるので、冷媒サイクルの冷媒充填量の判定と並行して車室ＣＲ内の暖房を行うことが可能となる。

また、車両用熱サイクル装置（１，１Ａ）において、前記冷媒温度検出部（４１）と前記冷媒圧力検出部（４２）は、前記圧縮機（２１）の吐出側と吸入側のいずれか一方、又は、両方に設けるようにしてもよい。
冷媒温度検出部と冷媒圧力検出部の位置は、圧縮機保護の観点から少なくとも高圧側（吐出側）に配置すればよいが、冷媒経路全体の平均圧力の把握や、低圧側冷媒量の把握のために、吸入側にも設けられていてもよい。

さらに、車両用熱サイクル装置（１，１Ａ）において、前記判定は、前記熱媒体サイクル（３０）を稼働した後に、前記冷媒サイクル（２０）を稼働して行うことが望ましい。
このような構成においては、熱媒体サイクルを先に稼働させることで、熱媒体の温度を先に温めておくことが可能となり、その後、冷媒サイクルを稼働させることで、判定結果を得るまでの冷媒サイクルの稼働時間を短くすることが可能となり、万が一冷媒が不足していた場合での圧縮機の長時間稼働を避けることが可能となる。

以上の構成は、車両用熱サイクル装置を用いた冷媒充填状態確認方法として捉え、運転モードが判定運転モードに切り替わった後に、冷媒の不足の有無を判定する方法として特定することも可能である。
すなわち、内部を冷媒が循環し、前記冷媒を送り出す圧縮機（２１）、前記圧縮機（２１）から送り出された冷媒が流入する冷媒熱媒体熱交換器（２２）、前記冷媒熱媒体熱交換器（２２）を流出した冷媒が通過可能な膨張弁（２４）、及び前記膨張弁（２４）を通過した冷媒が流入する吸熱用熱交換器（２５）、を有する冷媒サイクル（２０）と、
内部を熱媒体が循環し、前記熱媒体を送り出すポンプ（３１）、前記ポンプ（３１） から送り出された熱媒体が流入しこの熱媒体を加熱可能な熱媒体加熱装置（３２）、前記熱媒体加熱装置（３２）を流出した熱媒体が流入しこの熱媒体を放熱可能な放熱用熱交換器（３４）、を有し、前記冷媒熱媒体熱交換器（２２）にて前記冷媒サイクル（２０）と熱的に結合する熱媒体サイクル（３０）と、
前記冷媒サイクルの冷媒の温度を検出する冷媒温度検出部（４１）と、
前記冷媒サイクルの冷媒の圧力を検出する冷媒圧力検出部（４２）と、
外気温度を検出する外気温度検出部（４３）と、
前記冷媒温度検出部（４１）で検出された冷媒温度（Ｔｘ）と、前記冷媒圧力検出部（４２）で検出された冷媒圧力（Ｐｘ）と、前記外気温度検出部（４３）で検出された外気温度（Ｔoutx）と、を利用して前記冷媒サイクル（２０）及び前記熱媒体サイクル（３０）の運転を制御すると共に前記冷媒サイクル（２０）内の冷媒充填状態を判定する制御部（４０）と、を備え,
前記吸熱用熱交換器（２５）と前記放熱用熱交換器（３４）とは、送風機（１１）を有する空調装置（１０）の送風空間（１２）に収容されている車両用熱サイクル装置（１）を用いた冷媒充填状態確認方法であって、
前記外気温度（Ｔoutx）が所定外気温度（Ｔout1）より低いと判定された場合に、前記膨張弁（２４）を全開とし、前記圧縮機（２１）、前記ポンプ（３１）および前記熱媒体加熱装置（３２）を稼働する判定運転モードへ切り替える運転モード切替ステップ（Ｓ０５～Ｓ０７）と、
前記判定運転モードへ切り換えた後に、冷媒温度（Ｔｘ）が第１の所定冷媒温度（Ｔref1）を超えた場合に、その温度での冷媒の飽和圧力に対する冷媒の実際の圧力との乖離度合いを判定し、前記乖離度合いから前記冷媒サイクル（２０）の冷媒の不足の有無を判定する冷媒充填状態判定ステップ（Ｓ０９～Ｓ１０）と、
を具備するようにしてもよい。

また、内部を冷媒が循環し、前記冷媒を送り出す圧縮機（２１）、前記圧縮機（２１）から送り出された冷媒が流入する冷媒熱媒体熱交換器（２２）、前記冷媒熱媒体熱交換器（２２）を流出した冷媒を通過可能な膨張弁（２４）、及び前記膨張弁（２４）を通過した冷媒が流入する吸熱用熱交換器（２５）、を有し、前記冷媒熱媒体熱交換器（２２）の流出部と前記膨張弁（２４）の流入部との間と、前記吸熱用熱交換器（２５）の流出部と前記圧縮機（２１）吸入部との間と、を接続するバイパス通路（２６）を設け、このバイパス通路上に前記冷媒熱媒体熱交換器（２２）を流出した冷媒が通過可能なバイパス側膨張弁（２７）と、前記バイパス側膨張弁（２７）を通過した冷媒が流入しこの冷媒によって発熱体（２８）の熱を回収するバイパス側吸熱用熱交換器（２９）と、を備えた冷媒サイクル（２０）と、
内部を熱媒体が循環し、前記熱媒体を送り出すポンプ（３１）、前記ポンプ（３１）から送り出された熱媒体が流入しこの熱媒体を加熱可能な熱媒体加熱装置（３２）、前記熱媒体加熱装置（３２）を流出した熱媒体が流入しこの熱媒体を放熱可能な放熱用熱交換器（３４）、を有し、前記冷媒熱媒体熱交換器（２２）にて前記冷媒サイクル（２０）と熱的に結合する熱媒体サイクル（３０）と、
前記冷媒サイクル（２０）の冷媒の温度を検出する冷媒温度検出部（４１）と、
前記冷媒サイクル（２０）の冷媒の圧力を検出する冷媒圧力検出部（４２）と、
外気温度を検出する外気温度検出部（４３）と、
前記冷媒温度検出部で（４１）検出された冷媒温度（Ｔｘ）と、前記冷媒圧力検出部（４２）で検出された冷媒圧力（Ｐｘ）と、前記外気温度検出部（４３）で検出された外気温度（Ｔoutx）と、を利用して前記冷媒サイクル（２０）及び前記熱媒体サイクル（３０）の運転を制御すると共に前記冷媒サイクル（２０）内の冷媒充填状態を判定する制御部（４０）と、を備え、
前記吸熱用熱交換器（２５）と前記放熱用熱交換器（３４）とは、送風機（１１）を有する空調装置（１０）の送風空間（１２）に収容されている車両用熱サイクル装置（１Ａ）を用いた冷媒充填状態確認方法であって、
前記外気温度（Ｔoutx）が所定外気温度（Ｔout1）より低いと判定された場合に、前記膨張弁（２４）を閉、前記バイパス側膨張弁（２７）を全開とし、前記圧縮機（２１）、前記ポンプ（３１）および前記熱媒体加熱装置（３２）を稼働する判定運転モードへ切り替える運転モード切替ステップ（Ｓ１５～Ｓ１７）と、
前記判定運転モードへ切り換えた後に、冷媒温度（Ｔｘ）が第１の所定冷媒温度（Ｔref1）を超えた場合に、その温度での冷媒の飽和圧力に対する冷媒の実際の圧力との乖離度合いを判定し、前記乖離度合いから前記冷媒サイクル（２０）の冷媒の不足の有無を判定する冷媒充填状態判定ステップ（Ｓ０９～Ｓ１０）と、
を具備するようにしてもよい。

車両用熱サイクル装置（１，１Ａ）の冷媒充填状態確認方法においては、前記冷媒充填状態判定ステップ（Ｓ０９～Ｓ１０）によって冷媒サイクル（２０）が冷媒不足と判定された場合に、圧縮機（２１）を停止して当該圧縮機（２１）を保護する圧縮機保護モードへ切り替える圧縮機保護ステップ（Ｓ１２）
をさらに具備するとよい。
冷媒充填量が不足していると判定された場合に圧縮機を継続稼働させることは、圧縮機が早期に劣化するリスクが大きくなるため、圧縮機を停止させることで、圧縮機の保護が可能となる。

以上述べたように、本発明に係る車両用熱サイクル装置（１、１Ａ）およびこれを用いた方法によれば、外気温度（Ｔoutx）が所定外気温度（Ｔout1）より低いと判定された場合に、判定運転モードへ切り替えて、熱媒体サイクルで加熱された熱媒体の熱を冷媒熱媒体熱交換器を介して冷媒サイクルの冷媒に移行させ、冷媒の温度を高めた上で冷媒の不足の有無を判定するようにしたので、すなわち、冷媒温度（Ｔｘ）が第１の所定冷媒温度（Ｔref1）を超えた場合に、冷媒温度（Ｔｘ）と冷媒圧力（Ｐｘ）とから把握される冷媒状態が冷媒の飽和蒸気圧曲線（Ｃ）に対し所定の圧力差（Ｓ）を介して低圧側に設定される冷媒不足領域（Ｌ）にあるか否かの判定を行うようにしたので、外気温度が極低温である環境下においても、冷媒サイクルの冷媒充填状態（冷媒の不足）を的確に把握することが可能となる。

図１は、本発明に係る車両用熱サイクル装置の第１の実施形態を示す図である。 図２は、図１で示す車両用熱サイクル装置の各運転モードを示す図であり、（ａ）は判定運転モード、（ｂ）は暖房運転モード、（ｃ）は除湿運転モード、（ｄ）は冷房運転モードのそれぞれの状態を示す図である。 図３は、図１で示す車両用熱サイクル装置を用いた場合の制御部での冷媒の不足の判定手法を説明するフローチャートである。 図４は、冷媒サイクルの冷媒の不足を判定する手法を説明する図である。 図５は、本発明に係る車両用熱サイクル装置の第２の実施形態を示す図である。 図６は、図５で示す車両用熱サイクル装置の各運転モードを示す図であり、（ａ）は判定運転モード、（ｂ）は暖房運転モード、（ｃ）は除湿運転モード、（ｄ）は冷房運転モードのそれぞれの状態を示す図である。 図７は、図５で示す車両用熱サイクル装置を用いた場合の制御部での冷媒の不足の判定手法を説明するフローチャートである。 図８は、冷媒の飽和蒸気圧曲線を示す線図である。

＜第１の実施形態＞
以下、本発明に係る車両用熱サイクル装置の実施形態を図面により説明する。
図１において、車両用熱サイクル装置の第１の実施形態（車両用熱サイクル装置１）が示されている。この車両用熱サイクル装置１は、車両Ｖに搭載され、冷媒サイクル２０とこれと熱的に結合された熱媒体サイクル３０とを用いて各種運転モードに対応するもので、特に、冷媒サイクル２０の冷媒充填状態を判定することを可能としたものである。

冷媒サイクル２０は、内部を冷媒が循環し、この冷媒を送り出す圧縮機２１と、圧縮機２１から送り出された冷媒が流入する冷媒熱媒体熱交換器２２と、冷媒熱媒体熱交換器２２を流出した冷媒を気液分離するリキッドタンク２３と、リキッドタンク２３を流出した冷媒が通過可能な膨張弁２４と、膨張弁２４を通過した冷媒が流入する吸熱用熱交換器２５とを順次配管結合して構成されている。

冷媒は、機能を発揮する成分であれば特に限定しないが、例えばフロン系の媒体（ＨＦＣ－１３４ａ、Ｒ－１２３４ｙｆ）や二酸化炭素（ＣＯ２）が用いられる。

圧縮機２１は内部に冷媒の圧縮機構を有し、圧縮機構が回転されることで冷媒を吸引するとともに高温高圧の状態に圧縮し、吐出する機能を有する。本発明に用いられる圧縮機２１の種類は、機能を発揮するものであれば特に限定しないが、例えば電動モータで駆動される電動圧縮機が用いられる。

リキッドタンク２３は、機能を発揮するものであれば特に限定しない。なお、リキッドタンク２３に代えて、吸熱用熱交換器２５と圧縮機２１との間に図示しないアキュムレータを設けることでもよい。

膨張弁２４は、機械式膨張弁ではなく、開度を外部からの制御信号で任意に調節でき、開度を全開として冷媒を減圧膨張させずに通過させることが可能な電子式膨張弁が用いられる。

熱媒体サイクル３０は、内部を熱媒体が循環し、熱媒体を送り出すポンプ３１と、ポンプ３１から送り出された熱媒体が流入しこの熱媒体を加熱可能な熱媒体加熱装置３２と、熱媒体加熱装置３２を流出した熱媒体が流入しこの熱媒体を放熱可能な放熱用熱交換器３４と、放熱用熱交換器３４を流出した熱媒体が流入し、前記冷媒サイクル２０と熱的に結合する前記冷媒熱媒体熱交換器２２と、を備えている。

熱媒体は、機能を発揮する成分であれば特に限定しないが、例えば水、不凍液、防錆成分を含むクーラントなどが用いられる。

熱媒体加熱装置３２は、熱媒体が通流する加熱流路と、加熱流路の内部に備えられて加熱流路を通流する熱媒体を加熱する電気発熱素子（螺旋状の電気発熱線など）を有する。

冷媒熱媒体熱交換器２２は、冷媒サイクル２０の冷媒が流通する冷媒通路部２２ａと、熱媒体サイクル３０の熱媒体が流通する熱媒体通路部２２ｂと、を備え、冷媒通路部２２ａを流れる冷媒と熱媒体通路部２２ｂを流れる熱媒体との間で熱を伝達させるもので、水コンデンサと呼ばれることがある。

また、熱媒体サイクル３０は、前記放熱用熱交換器３４に対して並列的に接続されると共に、車室ＣＲ外の空気と熱交換する車室外熱交換器（ラジエータ）３５をさらに備えている。熱媒体加熱装置３２と放熱用熱交換器３４との間には、三方弁３６が配置され、熱媒体加熱装置３２を流出した熱媒体は、この三方弁３６によって放熱用熱交換器３４へ送出するか車室外熱交換器３５へ送出するかが切り替え可能となっている。

冷媒サイクル２０の吸熱用熱交換器２５と熱媒体サイクル３０の放熱用熱交換器３４は、送風機１１を有する空調装置１０の送風空間１２に収容されている。具体的には、空調装置１０は、車両Ｖのうち車両前室ＦＲと車室ＣＲとを仕切る図示しない仕切板より後方の車室ＣＲに設けられているもので、最上流側に内外気切換装置１３が設けられ、内気導入口１４と外気導入口１５の開度の比率がインテークドア１６によって調整可能となっている。この空調装置１０に導入される内気および／または外気は、送風機１１の回転により吸引され、送風空間１２に配置された吸熱用熱交換器２５および放熱用熱交換器３４に送られ、ここで適宜熱交換されて所望の温度に調整された後に、空調装置１０に設けられた図示しない複数の吹き出し口から車室ＣＲに供給される。

吸熱用熱交換器２５は、空調装置１０内の送風空間１２の断面全体を塞ぐように配置され、送風機１１の回転により空調装置１０内に導入された空気の全てが通過するようになっている。放熱用熱交換器３４は、吸熱用熱交換器２５の下流側に配置され、送風空間１２の断面の一部を塞ぐと共にこれをバイパスする通路が形成されるように配置されている。そして、吸熱用熱交換器２５と放熱用熱交換器３４との間には、放熱用熱交換器３４を通過する空気と放熱用熱交換器３４をバイパスする空気との通風割合を調節するエアミックスドア１７が配置されている。
ここで、エアミックスドア１７は、図示するようなスライド式のものであっても、図示しない片持ち式又はバタフライ式の回転ドアであってもよい。

冷媒サイクル２０の圧縮機２１の吐出側には、冷媒サイクル２０の冷媒の温度を検出する冷媒温度センサ（冷媒温度検出部）４１と、冷媒サイクル２０の冷媒の圧力を検出する冷媒圧力センサ（冷媒圧力検出部）４２が設けられている。また、車両Ｖの適所には、車両Ｖの外気の温度を検出する外気温度センサ（外気温度検出部）４３が設けられている。これらセンサ（検出部）によって検出された検出データや操作パネル４５からの制御信号は、制御部４０に入力され、前記圧縮機２１の駆動状態や膨張弁２４の開度、送風機１１の送風量、三方弁３６の切り換え、エアミックスドア１７の位置、圧縮機２１のオンオフや回転数、ポンプ３１のオンオフ、熱媒体加熱装置３２のオンオフ等の制御に利用される。

以上の構成において、次に、車両用熱サイクル装置１を用いて車室ＣＲ内を空調するための通常の運転モード（暖房運転モード、除湿運転モード、冷房運転モード）について説明する。

図２（ｂ）を参照する。運転モードが暖房運転モード（第１の実施形態での暖房運転モード）に設定された場合には、制御部４０は、圧縮機２１を停止して冷媒サイクル２０を稼働しない。また、ポンプ３１をＯＮにして熱媒体サイクル３０を稼働する。このとき、熱媒体加熱装置３２はＯＮにして熱媒体の加熱を行い、三方弁３６を熱媒体加熱装置３２と放熱用熱交換器３４とを連通させる状態に設定する。また、エアミックスドア１７をフルホット位置に設定し、送風機１１を回転（ＯＮ）させる。

すると、熱媒体サイクル３０において、ポンプ３１から送出された熱媒体は、熱媒体加熱装置３２によって加熱され、その後、放熱用熱交換器３４において空調装置１０内に導入された空気（送風機１１から送風された空気）を温める。この際、冷媒サイクル２０は稼働していないため、送風機１１から送風された空気は、吸熱用熱交換器２５を通過する際に冷やされずに放熱用熱交換器３４に導かれ、放熱用熱交換器３４で温められた後に車室ＣＲに供給される。この場合、冷媒サイクル２０は稼働していないので、冷媒熱媒体熱交換器２２では、冷媒が熱媒体から積極的に熱を吸収することはない。したがって、放熱用熱交換器３４で熱が吸収された熱媒体は温度が低下し過ぎることなく熱媒体加熱装置３２に流入し、加熱されて再び放熱用熱交換器３４に流入するので、車室ＣＲを速やかに高めることが可能となる。

図２（ｃ）を参照する。運転モードが除湿運転モードに設定された場合には、制御部４０は、圧縮機２１をＯＮにして冷媒サイクル２０を稼働する。このとき、膨張弁２４は除湿作用が得られるように絞り状態に設定される。また、ポンプ３１をＯＮにして熱媒体サイクル３０を稼働する。このとき、熱媒体加熱装置３２はＯＦＦとして熱媒体の加熱を行わず、三方弁３６を熱媒体加熱装置３２と放熱用熱交換器３４とを連通させる状態に設定する。また、エアミックスドア１７を中間位置に設定し、送風機１１を回転させる。

すると、冷媒サイクル２０において、圧縮機２１から吐出された高温高圧の冷媒は、冷媒熱媒体熱交換器２２にて熱媒体に放熱し、リキッドタンク２３を介して膨張弁２４に流入し、減圧膨張された後、吸熱用熱交換器２５に流入して空調装置１０内に導入された空気（送風機１１から送風される空気）から熱を吸収する。すなわち、空調装置１０内に導入された空気を除湿する。

熱媒体サイクル３０において、ポンプ３１から送出された熱媒体は、熱媒体加熱装置３２で加熱されることなく放熱用熱交換器３４へ流入する。この際、熱媒体は冷媒熱媒体熱交換器２２にて冷媒の熱を吸収している（冷媒によって加熱されている）ので、放熱用熱交換器３４に流入する熱媒体は一定の熱量を有している。このため、吸熱用熱交換器２５を通過して除湿された空気は、エアミックスドア１７の開度に応じて一部が放熱用熱交換器３４に導かれて加熱され、残りが放熱用熱交換器３４を迂回し、混合されて車室ＣＲへ送出される。例えば、エアミックスドア１７をフルクール寄りに位置させれば除湿冷房とし、エアミックスドア１７をフルホット寄りに位置させれば除湿暖房とすることができる。

なお、熱媒体加熱装置３２はＯＦＦとして熱媒体の加熱を行わないものとして説明したが、熱媒体加熱装置３２をＯＮとして熱媒体の加熱を行ってもよい。除湿暖房運転を行うことができる。

あるいは、三方弁３６を、熱媒体加熱装置３２と放熱用熱交換器３４とを連通させる状態に設定するとして説明したが、熱媒体加熱装置３２から三方弁３６に流入した熱媒体を、放熱用熱交換器３４に加えて車室外熱交換器３５にも流れるよう設定してもよい。吸熱用熱交換器２５を通過した空気を放熱用熱交換器３４にて加熱（再加熱）するとしても、放熱用熱交換器３４を流れる熱媒体の量を減少させることで、除湿冷房運転を行うことができる。

図２（ｄ）を参照する。運転モードが冷房運転モードに設定された場合には、制御部４０は、圧縮機２１をＯＮにして冷媒サイクル２０を稼働する。このとき、膨張弁２４は、車室ＣＲを十分に冷却できるように吸熱用熱交換器２５に流入する送風空気（空調装置１０の送風空間１２を流れる空気）の熱負荷に応じた絞り状態に設定される。また、ポンプ３１をＯＮにして熱媒体サイクル３０を稼働する。このとき、熱媒体加熱装置３２をＯＦＦとして熱媒体の加熱を行わず、三方弁３６を熱媒体加熱装置３２と車室外熱交換器３５とを連通させる状態に設定する。また、エアミックスドア１７をフルクール位置に設定し、送風機１１を回転させる。

すると、冷媒サイクル２０において、圧縮機２１から吐出された高温高圧の冷媒は、冷媒熱媒体熱交換器２２にて熱媒体に放熱し、リキッドタンク２３を介して膨張弁２４に流入し、減圧膨張された後、吸熱用熱交換器２５に流入して空調装置１０内に導入された空気（送風機１１から送風される空気）から熱を吸収する。すなわち、空調装置１０内に導入された空気を冷却する。エアミックスドア１７はフルクール位置に設定されているので、吸熱用熱交換器２５を通過した空気は加熱されることなくそのまま車室ＣＲへ供給される。

一方、熱媒体サイクル３０において、ポンプ３１から送出された熱媒体は、熱媒体加熱装置３２によって加熱されることなく車室外熱交換器３５及び冷媒熱媒体熱交換器２２を通って循環する。熱媒体は、冷媒熱媒体熱交換器２２にて冷媒の熱を吸収したのち、車室外熱交換器３５にて車両Ｖの外気に放熱する。すなわち、吸熱用熱交換器２５によって送風空気から吸収した熱は、冷媒熱媒体熱交換器２２及び車室外熱交換器３５を介して車両Ｖの外界に放熱されるので、空調装置１０内に導入された空気（送風機１１から送風される空気）を効率よく冷却することが可能となる。

ところで、暖房運転モードが設定される場合とは、概して車両Ｖの外気の温度が低い場合である。このため、車室ＣＲの温度調整の観点では、冷媒サイクル２０を稼働し、送風空気を冷却する必要性は乏しい。一方、外気の温度が低い場合はウインドウガラスが結露しやすく、視認性を確保する観点では、むしろ冷媒サイクル２０を稼働し、送風空気を除湿したいとの要請がある。すなわち、除湿運転や、除湿暖房運転を行う必要性がある。

そして、圧縮機２１をＯＮにして冷媒サイクル２０を稼働させる以上、外気の温度の条件にかかわらず、冷媒サイクル２０の冷媒充填量は十分に確保されている必要がある。仮に冷媒充填量が不足している場合、予定していた除湿能力が得られずに圧縮機２１を過剰に運転（例えば、予定していた回転数よりも高い回転数での運転や、予定していた時間よりも長い時間の運転）し、圧縮機２１が早期の劣化する不都合が懸念される。あるいは、冷媒の循環とともに冷媒サイクル２０の内部を循環するはずの潤滑油が冷媒サイクル２０の内部に滞留し、圧縮機２１に十分に回収されず、圧縮機２１が早期に劣化する不都合が懸念される。このため、低外気温時（―１０℃以下の極低温時）も含めて、冷媒サイクル２０の冷媒充填量の不足の有無を的確に判定する必要がある。

ここで冷媒は、図８に示されるように、低温時における飽和圧力と大気圧との差（ΔＰ）が小さいとの物性を有する。冷媒サイクル２０の冷媒充填量が十分である状態と、冷媒充填量が不足している状態との有意差は極めて小さく、さらに一般的な冷媒圧力センサの検出誤差を考慮すると、低温時に精度よく冷媒充填状態（冷媒の不足）を判定することは困難となる。このため、飽和圧力と大気圧との差が十分に大きくなる温度まで冷媒の温度を高めた上で冷媒の不足の有無を評価することが望ましいが、極低温時において冷媒サイクル内の冷媒の温度を如何に高めるかが問題となる。

そこで、上述した冷媒サイクル２０と熱媒体サイクル３０とを用い、以下述べる判定運転モードを形成し、冷媒サイクル２０を除湿装置として利用する前に冷媒サイクル２０の冷媒充填状態（冷媒の不足の有無）を判定可能とした。

この判定運転モードは、低外気温時において、冷媒充填状態を判定するために一時的に設定されるもので、以下、制御部４０による運転モードの切り換え制御を含む判定運転モードの動作処理例について、図３に示すフローチャートに基づき説明する。

まず、車両用熱サイクル装置１が起動し始めると、制御部４０は、外気温度センサ４３によって検出された外気温度Ｔoutxが所定外気温度Ｔout1より低いか否かを判定する（ステップＳ０１）。この所定外気温度Ｔout1は、冷媒の飽和圧力と大気圧との差が、冷媒の不足による冷媒の変動を的確に把握することが可能となる限界温度として設定されており、例えば、５℃に設定されている。

外気温度Ｔoutxが所定外気温度Ｔout1以上であると判定された場合には、冷媒の飽和圧力と大気圧との差が冷媒の不足による圧力変動を的確に捉えることが可能となる圧力差になっているので（冷媒圧力センサ４２の測定誤差を見越しても冷媒が不足した場合の圧力変動を確実に測定可能となる圧力差になっているので）、現在の状態からさらに冷媒を温めて冷媒の圧力を高める必要はなく、冷媒温度センサ４１で検出された冷媒温度Ｔｘと冷媒圧力センサ４２で検出された冷媒圧力Ｐｘとから把握される冷媒状態が飽和蒸気圧曲線Ｃから所定の圧力差Ｓ以上に乖離しているか否か（把握される冷媒状態が、後述する冷媒不足領域Ｌにあるか否か）を判定することで冷媒不足の有無を判定する（ステップＳ０２）。

その結果、飽和蒸気圧曲線Ｃからの乖離が殆どなく、冷媒の不足が認められない場合には、車室ＣＲ内の熱負荷に応じて、第１の実施形態における前記暖房運転モード、除湿運転モード、冷房運転モードのいずれかの運転モードに移行する（ステップＳ０３）。これに対して、飽和蒸気圧曲線Ｃからの乖離が所定の圧力差Ｓ以上に大きいと判定された場合には、冷媒サイクル２０の冷媒充填量が不足しているため、このままいずれかの運転モードで運転を続けると圧縮機２１が早期に劣化する虞があるため、圧縮機２１を停止させる（ステップＳ０４）。

ところで、ステップＳ０１において、外気温度センサ４３によって検出された外気温度Ｔoutxが所定外気温度Ｔout1より低いと判定された場合は（外気温度Ｔoutxが５℃未満と判定された場合は）、冷媒の飽和圧力と大気圧との差が小さくなり、この差圧の範囲内で冷媒の不足による圧力低下の状態を検知することが困難となってくる。そこで、外気温度Ｔoutxが所定外気温度Ｔout1より低いと判定された場合には、運転モードを判定運転モードに切り替える以下のステップが行われる。

図２（ａ）を参照する。運転モード切替ステップ（Ｓ０５～Ｓ０７）を説明する。即ち、運転モード切替ステップでは、まず三方弁３６を熱媒体加熱装置３２と放熱用熱交換器３４とを連通させる状態としてポンプ３１を起動させ、また、熱媒体加熱装置３２をＯＮとして熱媒体を加熱する状態とする（ステップＳ０５）。この際、空調装置１０において、エアミックスドア１７をフルクール位置とし、また、送風機１１を停止（ＯＦＦ）する（ステップＳ０６）。その後、冷媒サイクル２０において、膨張弁２４を全開として冷媒を減圧膨張せることなく通過させる状態とし、圧縮機２１は、万が一冷媒が不足している場合の早期劣化のリスクを低減するために低回転で起動させる（ステップＳ０７）。低回転とは、除湿運転や冷房運転における圧縮機２１の回転速度（圧縮機２１の内部に構成された圧縮機構の回転速度）に対して、相対的に遅い回転速度のことである。

なお、ステップＳ０５にて三方弁３６は、熱媒体加熱装置３２と車室外熱交換器３５とを連通させない状態とすることが好ましい。熱媒体加熱装置３２により熱媒体に与えられた熱エネルギを、車室外熱交換器３５から車両Ｖの外部に放熱することが防止される。すなわち、冷媒熱媒体熱交換器２２に流入する熱媒体の温度が低下することが防止される。

すると、熱媒体サイクル３０において、ポンプ３１から送出された熱媒体は、熱媒体加熱装置３２により温められて放熱用熱交換器３４に流入するが、ここで放熱されることなく放熱用熱交換器３４を流出し、冷媒熱媒体熱交換器２２に流入する。そして、冷媒サイクル２０を通流する冷媒に放熱し、その後、ポンプ３１に吸引される。すなわち、熱媒体加熱装置３２で熱媒体に与えられた熱エネルギは冷媒熱媒体熱交換器２２にて冷媒に伝達される。

膨張弁２４は冷媒を減圧膨張することなくここを通過させるため、圧縮機２１は、冷媒サイクル２０内の冷媒を循環させるための循環ポンプの機能のみが発揮される。すなわち、冷媒サイクル２０は、熱エネルギを積極的に放熱する熱交換器を有さす、冷媒熱媒体熱交換器２２を介して冷媒に伝達された熱媒体加熱装置３２の熱エネルギが、冷媒サイクル２０の内部を循環する冷媒全体に蓄積され続ける。

ここで、運転モード切替ステップでの冷媒サイクル２０は、熱媒体サイクル３０と同時に稼働を開始してもよいが、図３にも示されるように、熱媒体サイクル３０を先に稼働させ、熱媒体の温度が所定温度以上となった場合に冷媒サイクル２０を稼働することが好ましい。
このような稼働順序とすることで、冷媒の温度を効率よく高めることが可能となり、冷媒充填状態の判定結果が得られるまでの冷媒サイクル２０の稼働時間を短くすることが可能となり、圧縮機２１を保護する観点からも望ましい。

このようにして冷媒サイクル２０の冷媒の温度は速やかに高められるが、このような判定運転モードにおいては、冷媒サイクル内の冷媒を放熱させる箇所がないことから、冷媒の温度が上昇し過ぎて危険な状態になる場合が想定される。そこで、冷媒の温度が上昇し過ぎたような場合には（冷媒が蓄熱し過ぎて冷媒温度Ｔｘが第２の所定冷媒温度Ｔref2に達する、あるいは第２の所定冷媒温度Ｔref2よりも高くなった場合には：ステップＳ０８）、暖房運転モード（第１の実施形態での暖房運転モード）に切り替えて、圧縮機２１を停止させて空調装置１０のエアミックスドア１７をフルホット位置にすると共に送風機１１を稼働させる（ステップＳ１１）。これにより、冷媒に蓄積された熱エネルギを吸熱用熱交換器２５から送風空気に放熱し、冷媒サイクル２０の冷媒を冷却する。また、熱媒体に与えられた熱エネルギを放熱用熱交換器３４から送風空気に放熱し、冷媒熱媒体熱交換器２２に流入する熱媒体の温度を低下させて、熱媒体から冷媒への移動する熱量を減少させる。

このようなセイフティ機能が動作しない通常の判定運転モードにおいては、判定運転モードへの切り換えにより冷媒の温度は徐々に高められるので、冷媒の飽和圧力と大気圧との差が冷媒の不足を的確に検知するに足りる差となった場合、すなわち、冷媒温度センサ４１によって検出された冷媒温度Ｔｘが第２の所定冷媒温度Ｔref２よりも低い第１の所定冷媒温度Ｔref１を超えた場合に、冷媒の不足の判定を行う（ステップＳ０９、Ｓ１０）。第１の所定冷媒温度Ｔref１は、冷媒の不足の判定を開始する判定開始温度と呼ぶことができる。

図４を参照する。冷媒充填状態判定ステップ（Ｓ０９～Ｓ１０）を説明する。即ち、冷媒の不足の判定は、冷媒が不足して冷媒の圧力が飽和圧力よりも低下した状態を確実に判定できる温度・圧力領域として冷媒不足領域Ｌを設定しておき、車両Ｖに搭乗した後に車両用熱サイクル装置１を起動させて判定運転モードに移行し、冷媒の温度が徐々に高められ、冷媒温度Ｔｘが第１の所定冷媒温度Ｔref1を超えた後に冷媒充填状態の判定が開始される（ステップＳ０９）。ここで、冷媒不足領域Ｌは、飽和蒸気圧曲線Ｃから所定の圧力差Ｓを差し引いた冷媒の温度・圧力領域で、所定の圧力差Ｓとしては、例えば冷媒圧力センサ４２の検出誤差の２倍程度（０．１ＭＰa程度）を適用する。所定の圧力差Ｓを考慮せず、冷媒圧力Ｐｘが冷媒の飽和蒸気圧曲線Ｃからわずかに乖離したときに冷媒充填量が不足すると判定すると、実際に冷媒充填量が充足しているにもかかわらず、冷媒圧力センサ４２の検出誤差のために冷媒充填量が不足していると誤判定する可能性がある。そして、実際の冷媒の温度（冷媒温度センサ４１により検出された冷媒温度Ｔｘ）と冷媒の圧力（冷媒圧力センサ４２により検出された冷媒圧力Ｐｘ）とから把握される冷媒の状態（図４の冷媒の温度が第１の所定冷媒温度Ｔref1を超えた後にセンサによって把握される黒丸で示される冷媒状態）が冷媒不足領域Ｌにあるか否かを判定し、冷媒不足領域Ｌにある場合（冷媒圧力Ｐｘが冷媒の飽和蒸気圧曲線Ｃから所定の圧力差Ｓを差し引いた圧力よりも低圧となっていた場合）に冷媒サイクル内の冷媒充填量が不足していると判定し、冷媒不足領域Ｌにない場合（冷媒圧力Ｐｘが冷媒不足領域Ｌよりも高圧側にある場合）に冷媒充填量が充足していると判定する（ステップＳ１０）。

図３を参照する。そして、ステップＳ１０にて冷媒充填量が充足していると判定された場合には、冷媒の不足による圧縮機２１の早期の劣化のおそれはないため、暖房運転モード（第１の実施形態での暖房運転モード）に移行させる（ステップＳ１１）。

圧縮機保護ステップ（Ｓ１２）を説明する。冷媒充填量が不足していると判定された場合には、圧縮機２１を稼働し続けると、除湿能力の不足や圧縮機２１に回収されるべき潤滑油の不足に起因して圧縮機２１が早期に劣化する虞があるため、圧縮機２１を停止させる圧縮機保護モードへ移行する（ステップＳ１２）。

したがって、以上のような判定運転モードを導入したので、冷媒充填状態の把握が困難な外気温が低い環境下においても、冷媒熱媒体熱交換器２２を介して熱媒体から冷媒に熱を移動させることで、冷媒の温度（冷媒の圧力）を速やかに上昇させて冷媒充填状態を判定できるようにし、冷媒の不足と判定された場合には圧縮機２１を停止させるようにしたので、圧縮機２１の早期の劣化を防止することが可能となる。

＜第２の実施形態＞
図５において、車両用熱サイクル装置の第２の実施形態（車両用熱サイクル装置１Ａ）が示されている。この車両用熱サイクル装置１Ａは、図１で示される車両用熱サイクル装置１に対して、冷媒サイクル２０の冷媒熱媒体熱交換器２２の流出部と膨張弁２４の流入部との間と、吸熱用熱交換器２５の流出部と圧縮機２１の吸入部との間と、を接続するバイパス通路２６を設け、このバイパス通路２６上に、冷媒熱媒体熱交換器２２を流出した冷媒が通過可能なバイパス側膨張弁２７と、バイパス側膨張弁２７を通過した冷媒が流入しこの冷媒によって発熱体２８の熱を回収するバイパス側吸熱用熱交換器２９とを、さらに設けたものである。

ここで、発熱体２８は、駆動モータなどを制御するインバータや車両走行用に利用されるバッテリー等を含むもので、バイパス側吸熱用熱交換器２９に熱的に結合されて冷媒に熱が回収されるように備えられている。また、バイパス側膨張弁２７は、機械式膨張弁ではなく、開度を外部からの制御信号で任意に調節でき、開度を全開として冷媒を減圧膨張させずに通過させることが可能な電子式膨張弁が用いられる。このバイパス側膨張弁２７の開度も制御部４０により制御可能となっている。

なお、他の構成は第１の実施形態と同様であるので、同一箇所に同一符号を付して説明を省略する。

図６（ｂ）を参照する。このような車両用熱サイクル装置１Ａにおいて、運転モードが暖房運転モード（第２の実施形態での暖房運転モード）に設定された場合には、制御部４０は、圧縮機２１をＯＮにして冷媒サイクル２０を稼働する。このとき、膨張弁２４を閉、バイパス側膨張弁２７を全開に設定する。また、ポンプ３１をＯＮにして熱媒体サイクル３０を稼働する。このとき、熱媒体加熱装置３２はＯＮにして熱媒体の加熱を行い、三方弁３６を熱媒体加熱装置３２と放熱用熱交換器３４とを連通させる状態に設定する。また、エアミックスドア１７をフルホット位置に設定し、送風機１１を回転（ＯＮ）させる。

すると、熱媒体サイクル３０において、ポンプ３１から送出された熱媒体は、熱媒体加熱装置３２によって加熱され、その後、放熱用熱交換器３４において送風機１１から送風された空気を温める。この際、冷媒サイクル２０は稼働しているが、膨張弁２４は閉じられているので、送風機１１から送風された空気は、吸熱用熱交換器２５を通過する際に冷やされずに放熱用熱交換器３４に導かれ、放熱用熱交換器３４で温められた後に車室ＣＲに供給される。冷媒サイクル２０を流れる冷媒は、全開に設定されたバイパス側膨張弁２７を減圧膨張されることなく通過してバイパス側吸熱用熱交換器２９に流入し、発熱体２８で発生した熱を回収する。暖房運転が行われているときは外気温度Ｔoutxが低く、冷媒サイクル２０を流れる冷媒の温度も低いため、冷媒は減圧膨張されていなくとも、発熱体２８で発生した熱を回収することが可能である。そして冷媒は、時間の経過と共に徐々に温度が上昇し、熱媒体サイクル３０の熱媒体の温度より高められる。冷媒に蓄積された熱は、冷媒熱媒体熱交換器２２を介して熱媒体サイクル３０の熱媒体へ移動し、放熱用熱交換器３４を介して送風機１１から送風される空気に放熱される。

なお、暖房運転においてバイパス側膨張弁２７は、図示しないが、冷媒を断熱膨張するように絞り状態に設定されることでもよい。バイパス側膨張弁２７にて断熱膨張された冷媒がバイパス側吸熱用熱交換器２９にて発熱体２８で発生した熱を効率的に回収するとともに、圧縮機２１で高温高圧に圧縮されて冷媒熱媒体熱交換器２２に流入し、熱媒体サイクル３０の熱媒体へ効率的に熱エネルギを伝達することができる。

図６（ｃ）を参照する。運転モードが除湿運転モードに設定された場合には、制御部４０は、圧縮機２１をＯＮにして冷媒サイクル２０を稼働する。このとき、膨張弁２４は除湿作用が得られるような絞り状態に設定され、バイパス側膨張弁２７は発熱体２８の発熱を効果的に回収できるような絞り状態に設定される。また、ポンプ３１をＯＮにして熱媒体サイクル３０を稼働する。このとき、熱媒体加熱装置３２をＯＦＦとして熱媒体の加熱を行わず、三方弁３６を熱媒体加熱装置３２と放熱用熱交換器３４とを連通させる状態に設定する。また、エアミックスドア１７を中間位置に設定し、送風機１１を回転させる。

すると、冷媒サイクル２０において、圧縮機２１から吐出された高温高圧の冷媒は、冷媒熱媒体熱交換器２２にて熱媒体に放熱し、リキッドタンク２３を介して一部は膨張弁２４に流入し、残りはバイパス側膨張弁２７に流入する。膨張弁２４に流入した冷媒は、当該膨張弁２４で減圧膨張された後、吸熱用熱交換器２５に流入して空調装置１０内に導入された空気から熱を吸収する。すなわち、空調装置１０内に導入された空気を除湿する。バイパス側膨張弁２７に流入した冷媒は、当該バイパス側膨張弁２７で減圧膨張された後、バイパス側吸熱用熱交換器２９にて発熱体２８の熱を回収（吸熱）する。吸熱用熱交換器２５を流出した冷媒とバイパス側吸熱用熱交換器２９を流出した冷媒は、合流し、圧縮機２１に吸入される。

熱媒体サイクル３０において、ポンプ３１から送出された熱媒体は、熱媒体加熱装置３２で加熱されることなく放熱用熱交換器３４へ流入する。この際、熱媒体は冷媒熱媒体熱交換器２２にて冷媒の熱を吸収している（冷媒によって加熱されている）ので、放熱用熱交換器３４に流入する熱媒体は一定の熱量を有している。このため、吸熱用熱交換器２５を通過して除湿された空気は、エアミックスドア１７の開度に応じて一部が放熱用熱交換器３４に導かれて加熱され、残りが放熱用熱交換器３４を迂回し、混合されて車室ＣＲへ送出される。例えば、エアミックスドア１７をフルクール寄りに位置させれば除湿冷房とし、エアミックスドア１７をフルホット寄りに位置させれば除湿暖房とすることができる。

なお、熱媒体加熱装置３２はＯＦＦとして熱媒体の加熱を行わないとして説明したが、熱媒体加熱装置３２をＯＮとして熱媒体の加熱を行い、除湿暖房運転を行うことでもよい。あるいは三方弁３６を、熱媒体加熱装置３２から流入した熱媒体を放熱用熱交換器３４に加えて車室外熱交換器３５にも流れるように設定して、除湿冷房運転を行うことでもよい。

図６（ｄ）を参照する。運転モードが冷房運転モードに設定された場合には、制御部４０は、圧縮機２１をＯＮにして冷媒サイクル２０を稼働する。このとき、膨張弁２４は冷房作用が得られるような絞り状態に設定され、バイパス側膨張弁２７は発熱体２８の発熱を効果的に回収できるような絞り状態に設定される。また、ポンプ３１をＯＮにして熱媒体サイクル３０を稼働する。このとき、熱媒体加熱装置３２をＯＦＦとして熱媒体の加熱を行わず、三方弁３６を熱媒体加熱装置３２と車室外熱交換器３５とを連通させる状態とする。また、エアミックスドア１７をフルクール位置に設定し、送風機１１を回転させる。

すると、冷媒サイクル２０において、圧縮機２１から吐出された高温高圧の冷媒は、冷媒熱媒体熱交換器２２にて熱媒体に放熱し、リキッドタンク２３を介して一部は膨張弁２４に流入し、残りはバイパス側膨張弁２７に流入する。膨張弁２４に流入した冷媒は、当該膨張弁２４で減圧膨張された後、吸熱用熱交換器２５に流入して空調装置１０内に導入された空気から熱を吸収する。すなわち、空調装置１０内に導入された空気を冷却する。バイパス側膨張弁２７に流入した冷媒は、当該バイパス側膨張弁２７で減圧膨張された後、バイパス側吸熱用熱交換器２９にて発熱体２８の熱を回収（吸熱）する。吸熱用熱交換器２５を流出した冷媒とバイパス側吸熱用熱交換器２９を流出した冷媒は、合流し、圧縮機２１に吸入される。

エアミックスドア１７はフルクール位置に設定されているので、吸熱用熱交換器２５を通過した空気は加熱されることなく空調装置１０から吹き出され、車室ＣＲを冷房する。

一方、熱媒体サイクル３０において、ポンプ３１から送出された熱媒体は、熱媒体加熱装置３２によって加熱されることなく車室外熱交換器３５及び冷媒熱媒体熱交換器２２を通って循環する。熱媒体は、冷媒熱媒体熱交換器２２にて冷媒の熱を吸収したのち、車室外熱交換器３５にて車両Ｖの外気に放熱する。すなわち、吸熱用熱交換器２５によって送風空気（空調装置１０の送風空間１２を流れる空気）から吸収した熱は、冷媒熱媒体熱交換器２２及び車室外熱交換器３５を介して車両Ｖの外界に放熱されるので、空調装置１０内に導入された空気（送風機１１から送風される空気）を効率よく冷却することが可能となる。

ところで、上述した第２の実施形態においては、低外気温時の暖房運転モードにおいて、膨張弁２４を閉とし、冷媒サイクル２０を、圧縮機２１→冷媒熱媒体熱交換器２２→バイパス側膨張弁２７→バイパス側吸熱用熱交換器２９によるサイクルによって構成すれば、冷媒を吸熱用熱交換器２５に通流することなく冷媒サイクル２０を稼働できる。このため、暖房運転を行いながら、冷媒サイクル２０を循環する冷媒に熱エネルギを蓄積することが可能となる。すなわち、暖房運転と、判定運転とを同時に行うことができる。

もっとも、暖房運転と判定運転とを同時に行った場合、熱媒体加熱装置３２から熱媒体に与えられた熱エネルギは、放熱用熱交換器３４にて送風空気を温めるために用いられる熱量と、冷媒熱媒体熱交換器２２にて冷媒を温めるために用いられる熱量とに振り分けられる。このため、暖房運転と判定運転とを同時に行った場合、暖房運転を単独で行った場合と比較すると暖房能力は低下し、判定運転を単独で行った場合と比較すると判定時間が長くなる。このため、暖房運転と判定運転とを同時に行うことができるよう構成することと、それぞれの運転を単独で実施できるように構成し、乗員の要求に応じて選択可能とすることが好ましい。

次に、第２の実施形態における冷媒充填状態の判定運転モードについて、図７に示すフローチャートに基づき説明する。
第２の実施形態の各ステップのうち、ステップＳ０１からステップＳ０４は第１の実施形態と同様である。

まず、車両用熱サイクル装置１Ａが起動し始めると、制御部４０は、外気温度センサ４３によって検出された外気温度Ｔoutxが所定外気温度Ｔout1より低いか否かを判定する（ステップＳ０１）。

外気温度Ｔoutxが所定外気温度Ｔout1以上であると判定された場合には、冷媒の飽和圧力と大気圧との差が冷媒の不足による圧力変動を的確に捉えることが可能となる圧力差になっており、検出された冷媒温度Ｔｘと冷媒圧力Ｐｘとから把握される冷媒状態が飽和蒸気圧曲線Ｃから所定の圧力差Ｓ以上に乖離しているか否か（把握される冷媒状態が、冷媒不足領域Ｌにあるか否か）を判定し、冷媒充填量の不足の有無を判定する（ステップＳ０２）。

その結果、飽和蒸気圧曲線Ｃからの乖離が殆どなく、冷媒の不足が認められない場合には、車室ＣＲ内の熱負荷に応じて、第２の実施形態における暖房運転モード、除湿運転モード、冷房運転モードのいずれかの運転モードに移行する（ステップＳ０３）。飽和蒸気圧曲線Ｃからの乖離が所定の圧力差Ｓ以上に大きいと判定された場合（冷媒温度Ｔｘと冷媒圧力Ｐｘとから把握される冷媒状態が冷媒の飽和蒸気圧曲線Ｃに対し所定の圧力差Ｓを介して低圧側に設定される冷媒不足領域Ｌにある場合）には、冷媒サイクル２０の冷媒充填量が不足しているため、このまま運転を続けると圧縮機２１が早期に劣化する虞があり、圧縮機２１を停止させる（ステップＳ０４）。

ところで、ステップＳ０１において、外気温度Ｔoutxが所定外気温度Ｔout1より低いと判定された場合は（外気温度Ｔoutxが５℃未満と判定された場合は）、運転モードを判定運転モードに切り替える以下のステップが行われる。

図６（ａ）を参照する。運転モード切替ステップ（Ｓ１５～Ｓ１７）を説明する。即ち、運転モード切替ステップは、三方弁３６を熱媒体加熱装置３２と放熱用熱交換器３４とを連通させる状態としてポンプ３１を起動させ、また、熱媒体加熱装置３２をＯＮとして熱媒体を加熱する状態とする（ステップＳ１５）。この際、空調装置１０において、エアミックスドア１７をフルクール位置とし、送風機１１を停止（ＯＦＦ）する（ステップＳ１６）。その後、冷媒サイクル２０において、膨張弁２４を閉として吸熱用熱交換器２５の冷媒の通流を禁止し、バイパス側膨張弁２７を全開として冷媒を減圧膨張せることなく通過させる状態とし、圧縮機２１は、万が一冷媒が不足している場合の早期劣化のリスクを低減するために低回転で起動させる（ステップＳ１７）。

なお、ステップＳ１５でも、三方弁３６は、熱媒体加熱装置３２と車室外熱交換器３５とを連通させない状態とすることが好ましい。熱媒体加熱装置３２により熱媒体に与えられた熱エネルギを、車室外熱交換器３５から車両Ｖの外部に放熱することが防止される。すなわち、冷媒熱媒体熱交換器２２に流入する熱媒体の温度が低下することが防止される。

すると、熱媒体サイクル３０において、ポンプ３１から送出された熱媒体は、熱媒体加熱装置３２により温められて放熱用熱交換器３４に流入するが、ここで放熱されることなく放熱用熱交換器３４を流出し、冷媒熱媒体熱交換器２２に流入する。そして、冷媒サイクル２０を通流する冷媒に放熱し、その後、ポンプ３１に吸引される。すなわち、熱媒体加熱装置３２で熱媒体に与えられた熱エネルギは冷媒熱媒体熱交換器２２にて冷媒に伝達される。

膨張弁２４は閉じられており、バイパス側膨張弁２７は冷媒を減圧膨張することなくここを通過させるため、圧縮機２１は、冷媒サイクル２０内の冷媒を循環させるための循環ポンプの機能のみが発揮される。すなわち、冷媒サイクル２０は、熱エネルギを積極的に放熱する熱交換器を有さず、冷媒熱媒体熱交換器２２を介して冷媒に伝達された熱媒体加熱装置３２の熱エネルギと、バイパス側吸熱用熱交換器２９を介して冷媒が回収した発熱体２８の熱エネルギが、冷媒サイクル２０の内部を循環する冷媒全体に蓄積され続ける。第１の実施形態に対する第２の実施形態の相違点は、バイパス側吸熱用熱交換器２９により発熱体２８の熱エネルギを回収できる点であり、より速やかに冷媒に熱エネルギを蓄積することができる。

このようにして冷媒サイクル２０の冷媒の温度は速やかに高められるが、このような判定運転モードにおいては、冷媒サイクル内の冷媒を放熱させる箇所がないことから、冷媒の温度が上昇し過ぎて危険な状態になる場合が想定される。そこで、冷媒の温度が上昇し過ぎたような場合には（冷媒が蓄熱し過ぎて冷媒温度Ｔｘ第２の所定冷媒温度Ｔref2に達する、あるいは第２の所定冷媒温度Ｔref2よりも高くなった場合には：ステップＳ０８）、暖房運転モード（第２の実施形態での暖房運転モード）に切り替える（ステップＳ２１）。第２の所定冷媒温度Ｔref2は、安全を確保するための温度（安全確保温度）と呼ぶことができる。これにより熱媒体に与えられた熱エネルギを放熱用熱交換器３４から送風空気に放熱し、冷媒熱媒体熱交換器２２に流入する熱媒体の温度を低下させて、熱媒体から冷媒への移動する熱量を減少させる。

このようなセイフティ機能が動作しない通常の判定運転モードにおいては、判定運転モードへの切り換えにより冷媒の温度は徐々に高められるので、冷媒の飽和圧力と大気圧との差が冷媒の不足を正確に検知するに足りる差となった場合、すなわち、冷媒温度Ｔｘが第２の所定冷媒温度Ｔref2よりも低い第１の所定冷媒温度Ｔref1を超えた場合に、冷媒の不足の判定を行う（ステップＳ０９、Ｓ１０）。

この冷媒の不足の判定（図７におけるステップＳ１０）は、第１実施例での冷媒不測の判定（図３におけるステップＳ１０）と同様に行う。

そして、ステップＳ１０にて冷媒充填量が充足していると判定された場合には、冷媒の不足による圧縮機２１の早期の劣化のおそれはないため、暖房運転モード（第２の実施形態での暖房運転モード）に移行させる（ステップＳ２１）。

圧縮機保護ステップ（Ｓ１２）を説明する。冷媒充填量が不足していると判定された場合には、圧縮機２１を稼働し続けると、除湿能力の不足や圧縮機２１に回収されるべき潤滑油の不足に起因して圧縮機２１が早期に劣化する虞があるため、圧縮機２１を停止させる圧縮機保護モードへ移行する（ステップＳ１２）。

したがって、以上のような判定運転モードを導入したので、冷媒充填状態の把握が困難な外気温が低い環境下においても、冷媒熱媒体熱交換器２２を介して熱媒体から冷媒に熱を移動させることで、冷媒の温度（冷媒の圧力）を速やかに上昇させて冷媒充填状態を判定できるようにし、冷媒の不足と判定された場合には圧縮機２１を停止させるようにしたので、圧縮機２１の早期の劣化を防止することが可能となる。また、この第２の実施形態においては、暖房運転を行いながら冷媒の不足の判定を行うことも可能となることから、外気が低い場合に冷媒の不足の判定運転と並行して車室ＣＲの暖房運転を実施することができる。

＜その他の実施形態＞
第１の実施形態および第２の実施形態において、冷媒温度センサ（冷媒温度検出部）４１と冷媒圧力センサ（冷媒圧力検出部）４２を圧縮機２１の高圧側（吐出側）に配置した例を示したが、圧縮機２１の低圧側（吸入側）に配置した冷媒温度センサ４６と冷媒圧力センサ４７を用いて同様の処理を行うようにしてもよい。また、圧縮機２１の高圧側（吐出側）に配置した冷媒温度センサ４１及び冷媒圧力センサ４２と圧縮機２１の低圧側（吸入側）に配置した冷媒温度センサ４６及び冷媒圧力センサ４７とを用い、冷媒サイクル全体の平均温度及び平均圧力を把握し、その平均値に基づき冷媒充填状態（冷媒の不足）の判定を行うようにしてもよい。冷媒温度センサ（冷媒温度検出部）４１と冷媒圧力センサ（冷媒圧力検出部）４２の数や圧縮機２１に対する位置は、適宜選択される。

１、１Ａ 車両用熱サイクル装置
１０ 空調装置
１１ 送風機
１２ 送風空間
２０ 冷媒サイクル
２１ 圧縮機
２２ 冷媒熱媒体熱交換器
２４ 膨張弁
２５ 吸熱用熱交換器
２６ バイパス通路
２７ バイパス側膨張弁
２８ 発熱体
２９ バイパス側吸熱用熱交換器
３０ 熱媒体サイクル
３１ ポンプ
３２ 熱媒体加熱装置
３４ 放熱用熱交換器
４０ 制御部
４１，４６ 冷媒温度センサ（冷媒温度検出部）
４２，４７ 冷媒圧力センサ（冷媒圧力検出部）
４３ 外気温度センサ（外気温度検出部）
Ｖ 車両
ＣＲ 車室
Ｓ 所定の圧力差
Ｌ 冷媒不足領域

Claims (9)

1. 内部を冷媒が循環し、前記冷媒を送り出す圧縮機（２１）、前記圧縮機（２１）から送り出された冷媒が流入する冷媒熱媒体熱交換器（２２）、前記冷媒熱媒体熱交換器（２２） を流出した冷媒が通過可能な膨張弁（２４）、及び前記膨張弁（２４）を通過した冷媒が流入する吸熱用熱交換器（２５）、を有する冷媒サイクル（２０）と、
   内部を熱媒体が循環し、前記熱媒体を送り出すポンプ（３１）、前記ポンプ（３１）から送り出された熱媒体が流入しこの熱媒体を加熱可能な熱媒体加熱装置（３２）、前記熱媒体加熱装置（３２）を流出した熱媒体が流入しこの熱媒体を放熱可能な放熱用熱交換器（３４）、を有し、前記冷媒熱媒体熱交換器（２２）にて前記冷媒サイクル（２０）と熱的に結合する熱媒体サイクル（３０）と、
   前記冷媒サイクル（２０）の冷媒の温度を検出する冷媒温度検出部（４１）と、
   前記冷媒サイクル（２０）の冷媒の圧力を検出する冷媒圧力検出部（４２）と、
   外気温度を検出する外気温度検出部（４３）と、
   前記冷媒温度検出部（４１）で検出された冷媒温度（Ｔｘ）と、前記冷媒圧力検出部（４２）で検出された冷媒圧力（Ｐｘ）と、前記外気温度検出部（４３）で検出された外気温度（Ｔoutx）と、を利用して前記冷媒サイクル（２０）及び前記熱媒体サイクル（３０）の運転を制御すると共に前記冷媒サイクル（２０）内の冷媒充填状態を判定する制御部（４０）と、を備えた車両用熱サイクル装置（１）であって、
   前記吸熱用熱交換器（２５）と前記放熱用熱交換器（３４）とは、送風機（１１） を有する空調装置（１０）の送風空間（１２）に収容され、
   前記制御部（４０）は、前記外気温度（Ｔoutx）が所定外気温度（Ｔout1）より低いと判定された場合に、前記膨張弁（２４）を全開とし、前記圧縮機（２１）、前記ポンプ（３１）および前記熱媒体加熱装置(３２)を稼働する判定運転モードへの切り替えと、
   前記判定運転モードへの切り換え後に、前記冷媒温度（Ｔｘ）が第１の所定冷媒温度（Ｔref１）を超えた場合に、前記冷媒温度（Ｔｘ）と前記冷媒圧力（Ｐｘ）とから把握される冷媒状態が前記冷媒の飽和蒸気圧曲線Ｃに対し所定の圧力差（Ｓ）を介して低圧側に設定される冷媒不足領域（Ｌ）にあるかの判定と、を行う、
   ことを特徴とする車両用熱サイクル装置（１）。
2. 前記制御部（４０）は、前記判定が完了するまで、前記送風機（１１）を停止させることを特徴とすることを特徴とする請求項１記載の車両用熱サイクル装置（１）。
3. 内部を冷媒が循環し、前記冷媒を送り出す圧縮機（２１）、前記圧縮機（２１）から送り出された冷媒が流入する冷媒熱媒体熱交換器（２２）、前記冷媒熱媒体熱交換器（２２）を流出した冷媒が通過可能な膨張弁（２４）、及び前記膨張弁（２４）を通過した冷媒が流入する吸熱用熱交換器（２５）、を有し、前記冷媒熱媒体熱交換器（２２）の流出部と前記膨張弁（２４）の流入部との間と、前記吸熱用熱交換器（２５）の流出部と前記圧縮機（２１）吸入部との間と、を接続するバイパス通路（２６）を設け、このバイパス通路上に前記冷媒熱媒体熱交換器（２２） を流出した冷媒が通過可能なバイパス側膨張弁（２７）と、前記バイパス側膨張弁（２７）を通過した冷媒が流入しこの冷媒によって発熱体（２８）の熱を回収するバイパス側吸熱用熱交換器（２９）と、を備えた冷媒サイクル（２０）と、
   内部を熱媒体が循環し、前記熱媒体を送り出すポンプ（３１）、前記ポンプ（３１） から送り出された熱媒体が流入しこの熱媒体を加熱可能な熱媒体加熱装置（３２）、前記熱媒体加熱装置（３２）を流出した熱媒体が流入しこの熱媒体を放熱可能な放熱用熱交換器（３４）、を有し、前記冷媒熱媒体熱交換器（２２）にて前記冷媒サイクル（２０）と熱的に結合する熱媒体サイクル（３０）と、
   前記冷媒サイクル（２０）の冷媒の温度を検出する冷媒温度検出部（４１）と、
   前記冷媒サイクル（２０）の冷媒の圧力を検出する冷媒圧力検出部（４２）と、
   外気温度を検出する外気温度検出部（４３）と、
   前記冷媒温度検出部で（４１）検出された冷媒温度（Ｔｘ）と、前記冷媒圧力検出部（４２）で検出された冷媒圧力（Ｐｘ）と、前記外気温度検出部（４３）で検出された外気温度（Ｔoutx）と、を利用して前記冷媒サイクル（２０）及び前記熱媒体サイクル（３０）の運転を制御すると共に前記冷媒サイクル（２０）内の冷媒充填状態を判定する制御部（４０）と、を備えた車両用熱サイクル装置（１Ａ）であって、
   前記吸熱用熱交換器（２５）と前記放熱用熱交換器（３４）とは、送風機（１１） を有する空調装置（１０）の送風空間（１２）に収容され、
   前記制御部（４０）は、前記外気温度（Ｔoutx）が所定外気温度（Ｔout１）より低いと判定された場合に、前記膨張弁（２４）を閉、前記バイパス側膨張弁（２７）を全開とし,前記圧縮機（２１）、前記ポンプ(３１)および前記熱媒体加熱装置（３２）を稼働する判定運転モードへの切り替えと、
   前記判定運転モードへの切り換え後に、前記冷媒温度（Ｔｘ）が第１の所定冷媒温度(Ｔref1)を超えた場合に、前記冷媒温度（Ｔｘ）と前記冷媒圧力（Ｐｘ）とから把握される冷媒状態が前記冷媒の飽和蒸気圧曲線（Ｃ）に対し所定の圧力差（Ｓ）を介して低圧側に設定される冷媒不足領域（Ｌ）にあるかの判定と、を行う、
   ことを特徴とする車両用熱サイクル装置（１Ａ）。
4. 前記制御部（４０）は、前記判定運転モードに切り替えた後に、前記送風機（１１）を稼働し、前記送風機（１１）による前記放熱用熱交換器（３４）への通風を確保することを特徴とする請求項３に記載の車両用熱サイクル装置（１Ａ）。
5. 前記冷媒温度検出部（４１）と前記冷媒圧力検出部（４２）は、前記圧縮機（２１）の吐出側と吸入側のいずれか一方、又は、両方に設けられることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車両用熱サイクル装置（１、１Ａ）。
6. 前記判定は、前記熱媒体サイクル（３０）を稼働した後に、前記冷媒サイクル（２０）を稼働して行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車両用熱サイクル装置（１、１Ａ）。
7. 内部を冷媒が循環し、前記冷媒を送り出す圧縮機（２１）、前記圧縮機（２１）から送り出された冷媒が流入する冷媒熱媒体熱交換器（２２）、前記冷媒熱媒体熱交換器（２２）を流出した冷媒が通過可能な膨張弁（２４）、及び前記膨張弁（２４）を通過した冷媒が流入する吸熱用熱交換器（２５）、を有する冷媒サイクル（２０）と、
   内部を熱媒体が循環し、前記熱媒体を送り出すポンプ（３１）、前記ポンプ（３１） から送り出された熱媒体が流入しこの熱媒体を加熱可能な熱媒体加熱装置（３２）、前記熱媒体加熱装置（３２）を流出した熱媒体が流入しこの熱媒体を放熱可能な放熱用熱交換器（３４）、を有し、前記冷媒熱媒体熱交換器（２２）にて前記冷媒サイクル（２０）と熱的に結合する熱媒体サイクル（３０）と、
   前記冷媒サイクルの冷媒の温度を検出する冷媒温度検出部（４１）と、
   前記冷媒サイクルの冷媒の圧力を検出する冷媒圧力検出部（４２）と、
   外気温度を検出する外気温度検出部（４３）と、
   前記冷媒温度検出部（４１）で検出された冷媒温度（Ｔｘ）と、前記冷媒圧力検出部（４２）で検出された冷媒圧力（Ｐｘ）と、前記外気温度検出部（４３）で検出された外気温度（Ｔoutx）と、を利用して前記冷媒サイクル（２０）及び前記熱媒体サイクル（３０）の運転を制御すると共に前記冷媒サイクル（２０）内の冷媒充填状態を判定する制御部（４０）と、を備え,
   前記吸熱用熱交換器（２５）と前記放熱用熱交換器（３４）とは、送風機（１１） を有する空調装置（１０）の送風空間（１２）に収容されている車両用熱サイクル装置（１）を用いた冷媒充填状態確認方法であって、
   前記外気温度（Ｔoutx）が所定外気温度（Ｔout１）より低いと判定された場合に、前記膨張弁（２４）を全開とし、前記圧縮機（２１）、前記ポンプ（３１）および前記熱媒体加熱装置（３２）を稼働する判定運転モードへ切り替える運転モード切替ステップ（Ｓ０５～Ｓ０７）と、
   前記判定運転モードへ切り換えた後に、冷媒温度（Ｔｘ）が第１の所定冷媒温度（Ｔref１）を超えた場合に、その温度での冷媒の飽和圧力に対する冷媒の実際の圧力との乖離度合いを判定し、前記乖離度合いから前記冷媒サイクル（２０）の冷媒の不足の有無を判定する冷媒充填状態判定ステップ（Ｓ０９～Ｓ１０）と、
   を具備することを特徴とする冷媒充填状態確認方法。
8. 内部を冷媒が循環し、前記冷媒を送り出す圧縮機（２１）、前記圧縮機（２１）から送り出された冷媒が流入する冷媒熱媒体熱交換器（２２）、前記冷媒熱媒体熱交換器（２２） を流出した冷媒を通過可能な膨張弁（２４）、及び前記膨張弁（２４）を通過した冷媒が流入する吸熱用熱交換器（２５）、を有し、前記冷媒熱媒体熱交換器（２２）の流出部と前記膨張弁（２４）の流入部との間と、前記吸熱用熱交換器（２５）の流出部と前記圧縮機（２１）吸入部との間と、を接続するバイパス通路（２６）を設け、このバイパス通路上に前記冷媒熱媒体熱交換器（２２）を流出した冷媒が通過可能なバイパス側膨張弁（２７）と、前記バイパス側膨張弁（２７）を通過した冷媒が流入しこの冷媒によって発熱体（２８）の熱を回収するバイパス側吸熱用熱交換器（２９）と、を備えた冷媒サイクル（２０）と、
   内部を熱媒体が循環し、前記熱媒体を送り出すポンプ（３１）、前記ポンプ（３１）から送り出された熱媒体が流入しこの熱媒体を加熱可能な熱媒体加熱装置（３２）、前記熱媒体加熱装置（３２）を流出した熱媒体が流入しこの熱媒体を放熱可能な放熱用熱交換器（３４）、を有し、前記冷媒熱媒体熱交換器（２２）にて前記冷媒サイクル（２０）と熱的に結合する熱媒体サイクル（３０）と、
   前記冷媒サイクル（２０）の冷媒の温度を検出する冷媒温度検出部（４１）と、
   前記冷媒サイクル（２０）の冷媒の圧力を検出する冷媒圧力検出部（４２）と、
   外気温度を検出する外気温度検出部（４３）と、
   前記冷媒温度検出部で（４１）検出された冷媒温度（Ｔｘ）と、前記冷媒圧力検出部（４２）で検出された冷媒圧力（Ｐｘ）と、前記外気温度検出部（４３）で検出された外気温度（Ｔoutx）と、を利用して前記冷媒サイクル（２０）及び前記熱媒体サイクル（３０）の運転を制御すると共に前記冷媒サイクル（２０）内の冷媒充填状態を判定する制御部（４０）と、を備え、
   前記吸熱用熱交換器（２５）と前記放熱用熱交換器（３４）とは、送風機（１１） を有する空調装置（１０）の送風空間（１２）に収容されている車両用熱サイクル装置（１Ａ）を用いた冷媒充填状態確認方法であって、
   前記外気温度（Ｔoutx）が所定外気温度（Ｔout１）より低いと判定された場合に、前記膨張弁（２４）を閉、前記バイパス側膨張弁（２７）を全開とし、前記圧縮機（２１）、前記ポンプ（３１）および前記熱媒体加熱装置（３２）を稼働する判定運転モードへ切り替える運転モード切替ステップ（Ｓ１５～Ｓ１７）と、
   前記判定運転モードへ切り換えた後に、冷媒温度（Ｔｘ）が第１の所定冷媒温度（Ｔref1）を超えた場合に、その温度での冷媒の飽和圧力に対する冷媒の実際の圧力との乖離度合いを判定し、前記乖離度合いから前記冷媒サイクル（２０）の冷媒の不足の有無を判定する冷媒充填状態判定ステップ（Ｓ０９～Ｓ１０）と、
   を具備することを特徴とする冷媒充填状態確認方法。
9. 前記冷媒充填状態判定ステップ（Ｓ０９～Ｓ１０）によって前記冷媒サイクル（２０）が冷媒不足と判定されたとき、前記圧縮機（２１）を停止して当該圧縮機（２１）を保護する圧縮機保護モードへ切り替える圧縮機保護ステップ（Ｓ１２）
   をさらに具備することを特徴とする請求項７又は８記載の冷媒充填状態確認方法。

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