JP6720932B2 - エジェクタ式冷凍サイクル - Google Patents

Description

本発明は、エジェクタを備えるエジェクタ式冷凍サイクルに関する。

従来、冷媒減圧装置としてエジェクタを備える蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置であるエジェクタ式冷凍サイクルが知られている。エジェクタ式冷凍サイクルでは、エジェクタの昇圧作用によって、圧縮機へ吸入される冷媒の圧力を、蒸発器における冷媒蒸発圧力よりも上昇させることができる。これにより、エジェクタ式冷凍サイクルでは、圧縮機の消費動力を低減させてサイクルの成績係数（ＣＯＰ）を向上させることができる。

さらに、特許文献１には、エジェクタ式冷凍サイクルを構成する際に用いられる蒸発器ユニットが開示されている。特許文献１の蒸発器ユニットは、エジェクタ式冷凍サイクルの構成機器のうち、分岐部、エジェクタ、吸引側減圧部、吸引側蒸発器、流出側蒸発器等を一体化（換言すると、ユニット化）させたものである。特許文献１では、このようなサイクル構成機器の一体化によって、エジェクタ式冷凍サイクルの生産性を向上させようとしている。

また、特許文献２には、空調対象空間である車室内の除湿暖房を行う車両用空調装置が開示されている。特許文献２の車両用空調装置に適用された冷凍サイクル装置は、室内凝縮器、室外熱交換器、室内蒸発器等を備えている。そして、車室内の除湿暖房を行う際には、室内凝縮器、室外熱交換器、室内蒸発器が、冷媒流れに対して、この順に直列的に接続された冷媒回路に切り替えられる。

さらに、特許文献２の冷凍サイクル装置では、車室内の除湿暖房を行う際に、室内凝縮器を放熱器として機能させるとともに、室外熱交換器および室内蒸発器を蒸発器として機能させる。そして、室内蒸発器にて車室内へ送風される送風空気を冷却して除湿し、室外熱交換器にて外気から吸熱した熱と室内蒸発器にて送風空気から吸熱した熱とを熱源として、除湿された送風空気を室内凝縮器にて再加熱している。

特許第４２５９５３１号公報 特許第３３３１７６５号公報

ここで、特許文献２の冷凍サイクル装置のＣＯＰ、および生産性を向上させる手段として、特許文献２の冷凍サイクル装置の室内蒸発器に代えて、特許文献１の蒸発器ユニットを採用してエジェクタ式冷凍サイクルを構成する手段が考えられる。

しかし、特許文献１の蒸発器ユニットを特許文献２の冷凍サイクル装置に適用してエジェクタ式冷凍サイクルを構成すると、車室内の除湿暖房を行う際に、送風空気の加熱能力が不充分になってしまうことがあった。そこで、本発明者らがその原因について調査したところ、車室内の除湿暖房を行う際に、室外熱交換器における冷媒の吸熱量が減少して、送風空気を再加熱するための熱が不足してしまうことが原因であると判った。

このことをより詳細に説明すると、まず、特許文献２の冷凍サイクル装置では、車室内の除湿暖房を行う際に、室外熱交換器および室内蒸発器が、冷媒流れに対して、この順に直列的に接続される。このため、室外熱交換器における冷媒蒸発温度を、室内蒸発器における冷媒蒸発温度よりも低下させることはできない。

さらに、特許文献１の蒸発器ユニットは、エジェクタおよび吸引側減圧部を備えている。このため、室外熱交換器における冷媒蒸発温度は、室外熱交換器から流出した冷媒がエジェクタや吸引側減圧部を流通する際の圧力損失によって、蒸発器ユニットの吸引側蒸発器および流出側蒸発器における冷媒蒸発温度よりも上昇してしまう。

これに加えて、特許文献２の冷凍サイクル装置では、車室内の除湿暖房を行う際に、室内蒸発器における冷媒蒸発温度を、室内蒸発器の着霜を抑制可能な温度（具体的には、０℃より高い温度）に設定しなければならない。このため、室外熱交換器にて熱交換する冷媒と外気との温度差が縮小して、室外熱交換器における冷媒の吸熱量が減少してしまう。

その結果、特許文献１の蒸発器ユニットを特許文献２の冷凍サイクル装置に適用すると、車室内の除湿暖房を行う際に、送風空気を再加熱するための熱が不足して、送風空気の加熱能力が不充分になってしまう。

本発明は、上記点に鑑み、空調装置に適用されるエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、エジェクタあるいは吸引側減圧部の圧力損失によって生じる空調能力の低下を抑制することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、空調装置に適用されるエジェクタ式冷凍サイクルであって、
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、圧縮機から吐出された冷媒と空調対象空間へ送風される送風空気とを熱交換させる室内放熱器（１２）と、室内放熱器から流出した冷媒を減圧させる暖房用減圧部（１３ａ）と、暖房用減圧部から流出した冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（１４）と、室外熱交換器から流出した冷媒を減圧させる冷房用減圧部（１３ｂ）と、冷房用減圧部から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部（１５）と、分岐部にて分岐された一方の冷媒を減圧させるノズル部（１６ａ）から噴射される噴射冷媒の吸引作用によって冷媒吸引口（１６ｃ）から冷媒を吸引し、噴射冷媒と冷媒吸引口から吸引された吸引冷媒との混合冷媒を昇圧させる昇圧部（１６ｄ）を有するエジェクタ（１６）と、エジェクタ（１６）から流出した冷媒と室内放熱器を通過前の送風空気とを熱交換させる流出側蒸発器（１８）と、分岐部にて分岐された他方の冷媒を減圧させる吸引側減圧部（１７）と、吸引側減圧部から流出した冷媒と室内放熱器を通過前の送風空気とを熱交換させる吸引側蒸発器（１９）と、を備え、
さらに、室外熱交換器の下流側の冷媒を、ノズル部および吸引側減圧部の少なくとも一方を迂回させて、流出側蒸発器および吸引側蒸発器のいずれか一方の冷媒入口側へ導くバイパス通路（２１）と、
バイパス通路を開閉する開閉機構（２２、２３）と、を備えるエジェクタ式冷凍サイクルである。

これによれば、開閉機構（２２、２３）がバイパス通路（２１）を開くことによって、室外熱交換器（１４）の下流側の冷媒を、エジェクタ（１６）のノズル部（１６ａ）および吸引側減圧部（１７）の少なくとも一方を迂回させて、流出側蒸発器（１８）および吸引側蒸発器（１９）の一方へ流入させることができる。

つまり、開閉機構（２２、２３）がバイパス通路（２１）を開くことで、冷媒がノズル部（１６ａ）および吸引側減圧部（１７）を流通する際に生じる圧力損失の発生を抑制することができる。従って、これらの圧力損失によって空調能力が低下してしまうことを抑制することができる。

具体的には、さらに、開閉機構（２２、２３）の作動を制御する開閉機構制御部（４０ｂ）を備え、開閉機構制御部は、暖房用減圧部が冷媒減圧作用を発揮する絞り状態となっており、かつ、室外熱交換器にて冷媒を蒸発させる運転条件となっている際に、バイパス通路を開くように開閉機構の作動を制御するものであってもよい。

これによれば、室外熱交換器（１４）における冷媒蒸発温度を、流出側蒸発器（１８）および吸引側蒸発器（１９）のいずれか一方における冷媒蒸発温度と同様となるまで低下させることができる。従って、室外熱交換器（１４）にて吸熱した熱を、室内放熱器（１２）にて送風空気に放熱させる運転条件時に、室内放熱器（１２）における送風空気の加熱能力の低下を抑制することができる。

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

第１実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの模式的な全体構成図である。 第１実施形態の室内空調ユニットの模式的な全体構成図である。 第１実施形態の車両用空調装置の電気制御部を示すブロック図である。 第２実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの模式的な全体構成図である。 第３実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの模式的な全体構成図である。 第４実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの模式的な全体構成図である。 第５実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの模式的な全体構成図である。 第６実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの模式的な全体構成図である。 第７実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの模式的な全体構成図である。 第８実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの制御フローの要部を示すフローチャートである。

（第１実施形態）
図１〜図３を用いて、本発明の第１実施形態を説明する。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０は、車両走行用の駆動力を電動モータから得る電気自動車に搭載される車両用空調装置に適用されている。エジェクタ式冷凍サイクル１０は、車両用空調装置において、空調対象空間である車室内に送風される送風空気の温度を調整する機能を果たす。従って、エジェクタ式冷凍サイクル１０の温度調整対象流体は、送風空気である。

本実施形態の車両用空調装置では、冷房モードの運転と除湿暖房モードの運転とを切り替えることができる。冷房モードは、送風空気を冷却して車室内を冷房する運転モードである。除湿暖房モードは、冷却して除湿された送風空気を再加熱して車室内の除湿暖房を行う運転モードである。

さらに、エジェクタ式冷凍サイクル１０は、車両用空調装置の運転モードに応じて、冷房モードの冷媒回路と除湿暖房モードの冷媒回路とを切り替えることができる。

また、エジェクタ式冷凍サイクル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、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。この冷媒には、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。

まず、図１の全体構成図を用いて、エジェクタ式冷凍サイクル１０を構成する各構成機器について説明する。

圧縮機１１は、エジェクタ式冷凍サイクル１０において、冷媒を吸入し、圧縮して吐出するものである。圧縮機１１は、車両ボンネット内に配置されている。本実施形態では、圧縮機１１として、吐出容量が固定された固定容量型の圧縮機構を電動モータにて回転駆動する電動圧縮機を採用している。圧縮機１１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、回転数（すなわち、冷媒吐出能力）が制御される。

圧縮機１１の吐出口には、室内凝縮器１２の冷媒入口側が接続されている。室内凝縮器１２は、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒と後述する蒸発器ユニット２０を通過後の送風空気とを熱交換させて、高圧冷媒を熱源として送風空気を加熱する室内放熱器である。室内凝縮器１２は、後述する室内空調ユニット３０のケーシング３１内に配置されている。

室内凝縮器１２の冷媒出口には、暖房用膨張弁１３ａの入口側が接続されている。暖房用膨張弁１３ａは、車室内の除湿暖房を行う際に、室内凝縮器１２から流出した冷媒を減圧させる暖房用減圧部である。暖房用膨張弁１３ａは、圧縮機１１等とともに車両ボンネット内に配置されている。

暖房用膨張弁１３ａは、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体の開度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可変絞り機構である。暖房用膨張弁１３ａは、空調制御装置４０から出力される制御信号（制御パルス）によって、その作動が制御される。暖房用膨張弁１３ａは、弁開度を全開にすることによって冷媒減圧作用を殆ど発揮することなく単なる冷媒通路として機能する全開機能を有している。

暖房用膨張弁１３ａの出口には、室外熱交換器１４の冷媒入口側が接続されている。室外熱交換器１４は、暖房用膨張弁１３ａから流出した冷媒と外気ファン１４ａから送風された外気とを熱交換させる熱交換器である。室外熱交換器１４は、車両ボンネット内の前方側に配置されている。

室外熱交換器１４は、冷房モード時には、暖房用膨張弁１３ａから流出した冷媒を放熱させる放熱器として機能し、除湿暖房モード時には、暖房用膨張弁１３ａから流出した冷媒を放熱させる放熱器あるいは蒸発させる蒸発器として機能する熱交換器である。外気ファン１４ａは、空調制御装置４０から出力される制御電圧によって回転数（すなわち、送風能力）が制御される電動送風機である。

室外熱交換器１４の冷媒出口には、冷房用膨張弁１３ｂの入口側が接続されている。冷房用膨張弁１３ｂは、車室内の冷房を行う際に、室外熱交換器１４から流出した冷媒を減圧させる冷房用減圧部である。冷房用膨張弁１３ｂの基本的構成は、暖房用膨張弁１３ａと同様である。

冷房用膨張弁１３ｂの出口には、分岐部１５の流入口が接続されている。分岐部１５は、冷房用膨張弁１３ｂから流出した冷媒の流れを分岐するものである。分岐部１５は、３つの流入出口を有する三方継手構造のもので、３つの流入出口のうち１つを冷媒流入口とし、残りの２つを冷媒流出口としたものである。

分岐部１５の一方の流出口には、エジェクタ１６のノズル部１６ａの入口側が接続されている。また、分岐部１５の他方の流出口には、固定絞り１７の入口側が接続されている。

エジェクタ１６は、分岐部１５にて分岐された一方の冷媒を減圧させて噴射するノズル部１６ａを有し、冷媒減圧装置としての機能を果たす。さらに、エジェクタ１６は、ノズル部１６ａから噴射された噴射冷媒の吸引作用によって、冷媒を吸引して循環させる冷媒循環装置としての機能を果たす。これに加えて、エジェクタ１６は、噴射冷媒と吸引冷媒との混合冷媒の運動エネルギを圧力エネルギに変換し、混合冷媒を昇圧させるエネルギ変換装置としての機能を果たす。

より具体的には、エジェクタ１６は、ノズル部１６ａおよびボデー部１６ｂを有している。ノズル部１６ａは、冷媒の流れ方向に向かって徐々に先細る略円筒状の金属（本実施形態では、ステンレス合金）で形成されている。ノズル部１６ａは、内部に形成された冷媒通路にて冷媒を等エントロピ的に減圧膨張させるものである。

ノズル部１６ａの内部に形成された冷媒通路には、通路断面積を最も縮小させる喉部、および喉部から冷媒を噴射する冷媒噴射口へ向かうに伴って通路断面積が徐々に拡大する末広部が形成されている。つまり、本実施形態のノズル部１６ａは、ラバールノズルとして構成されている。

さらに、本実施形態では、ノズル部１６ａとして、サイクルの通常運転時に冷媒噴射口から噴射される噴射冷媒の流速が音速以上となるように設定されたものが採用されている。もちろん、ノズル部１６ａを先細ノズルで構成してもよい。

ボデー部１６ｂは、略円筒状の金属（本実施形態では、アルミニウム）で形成されている。ボデー部１６ｂは、内部にノズル部１６ａを支持固定する固定部材として機能するとともに、エジェクタ１６の外殻を形成するものである。より具体的には、ノズル部１６ａは、ボデー部１６ｂの長手方向一端側の内部に収容されるように圧入にて固定されている。ボデー部１６ｂは、樹脂にて形成されていてもよい。

ボデー部１６ｂの外周面のうち、ノズル部１６ａの外周側に対応する部位には、その内外を貫通してノズル部１６ａの冷媒噴射口と連通するように設けられた冷媒吸引口１６ｃが形成されている。冷媒吸引口１６ｃは、ノズル部１６ａから噴射される噴射冷媒の吸引作用によって、後述する吸引側蒸発器１７から流出した冷媒をエジェクタ１６の内部へ吸引するための貫通穴である。

ボデー部１６ｂの内部には、冷媒吸引口１６ｃから吸引された吸引冷媒をノズル部１６ａの冷媒噴射口側へ導く吸引通路１６ｅ、および吸引冷媒と噴射冷媒とを混合させて昇圧させる昇圧部であるディフューザ部１６ｄが形成されている。

吸引通路１６ｅは、ノズル部１６ａの先細り形状の先端部周辺の外周側とボデー部１６ｂの内周側との間の空間に形成されており、吸引通路１６ｅの冷媒通路面積は、冷媒流れ方向に向かって徐々に縮小している。これにより、吸引通路１６ｅを流通する吸引冷媒の流速を徐々に増加させて、ディフューザ部１６ｄにて吸引冷媒と噴射冷媒が混合する際のエネルギ損失（すなわち、混合損失）を減少させている。

ディフューザ部１６ｄは、吸引通路１６ｅの出口に連続するように配置された略円錐台状の冷媒通路である。ディフューザ部１６ｄでは、通路断面積が冷媒流れ下流側に向かって徐々に拡大する。ディフューザ部１６ｄは、このような通路形状によって、混合冷媒の運動エネルギを圧力エネルギに変換する。

ディフューザ部１６ｄの出口には、後述する蒸発器ユニット２０を構成する流出側蒸発器１８の冷媒入口側が接続されている。流出側蒸発器１８は、送風機２０ａから車室内へ向けて送風された送風空気とディフューザ部１６ｄから流出した冷媒とを熱交換させ、この冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させることによって送風空気を冷却する冷却用熱交換器である。

送風機２０ａは、空調制御装置４０から出力される制御電圧によって回転数（すなわち、送風能力）が制御される電動送風機である。送風機２０ａは、室内空調ユニット３０のケーシング３１内に配置されている。流出側蒸発器１８の冷媒出口側には、圧縮機１１の吸入口側が接続されている。

次に、固定絞り１７は、分岐部１５にて分岐された他方の冷媒を減圧させる吸引側減圧部である。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、キャピラリチューブ等を採用することができる。

固定絞り１７の出口側には、蒸発器ユニット２０を構成する吸引側蒸発器１９の冷媒入口側が接続されている。吸引側蒸発器１９は、流出側蒸発器１８を通過した送風空気と固定絞り１７から流出した冷媒とを熱交換させ、この冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させることによって送風空気を冷却する冷却用熱交換器である。

流出側蒸発器１８および吸引側蒸発器１９は、蒸発器ユニット２０として、一体的に構成されている。具体的には、流出側蒸発器１８および吸引側蒸発器１９は、いずれも冷媒を流通させる複数本のチューブと、この複数のチューブの両端側に配置されてチューブを流通する冷媒の集合あるいは分配を行う一対の集合分配用タンクとを有する、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。

そして、流出側蒸発器１８および吸引側蒸発器１９の集合分配用タンクが同一部材にて形成されていることによって、流出側蒸発器１８および吸引側蒸発器１９が一体化されている。この際、流出側蒸発器１８が吸引側蒸発器１９よりも送風空気流れ上流側に配置されるように一体化されている。蒸発器ユニット２０は、室内空調ユニット３０のケーシング３１内に配置されている。

さらに、エジェクタ式冷凍サイクル１０には、室外熱交換器１４の下流側の冷媒を、エジェクタ１６のノズル部１６ａおよび固定絞り１７の少なくとも一方を迂回させて、流出側蒸発器１８および吸引側蒸発器１９のいずれか一方の冷媒入口側へ導くバイパス通路２１が設けられている。

より具体的には、バイパス通路２１は、冷房用膨張弁１３ｂの下流側であって、かつ、分岐部１５の上流側の冷媒を、固定絞り１７を迂回させて、吸引側蒸発器１９の冷媒入口側へ導くように接続されている。

バイパス通路２１には、開閉弁２２が配置されている。開閉弁２２は、バイパス通路２１を開閉する開閉機構である。開閉弁２２は、空調制御装置４０から出力される制御電圧によって、その作動が制御される電磁弁である。

ここで、冷媒がバイパス通路２１を流通する際に生じる圧力損失は、冷媒が分岐部１５を介してエジェクタ１６のノズル部１６ａおよび固定絞り１７を流通する際に生じる圧力損失に比べて極めて小さい。それゆえ、開閉弁２２がバイパス通路２１を開いた際には、冷房用膨張弁１３ｂから流出した冷媒の殆どの流量がバイパス通路２１側へ流入する。

もちろん、開閉弁２２がバイパス通路２１を開いた際であっても、バイパス通路２１側の通路抵抗およびエジェクタ１６のノズル部１６ａおよび固定絞り１７側の通路抵抗によって、バイパス通路２１へ流入する流量が決定される。このため、開閉弁２２がバイパス通路２１を開いた際にも、僅かな流量の冷媒は、分岐部１５へ流入することになる。

次に、図２を用いて、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（すなわち、インストルメントパネル）の内側に配置されている。室内空調ユニット３０は、エジェクタ式冷凍サイクル１０によって温度調整された送風空気を車室内の適切な箇所へ吹き出すための空気通路を形成するものである。

室内空調ユニット３０は、図２に示すように、その外殻を形成するケーシング３１の内部に形成される空気通路に、送風機２０ａ、蒸発器ユニット２０、室内凝縮器１２等を収容したものである。

ケーシング３１は、車室内に送風される送風空気の空気通路を形成するもので、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂（具体的には、ポリプロピレン）にて形成されている。ケーシング３１の送風空気流れ最上流側には、ケーシング３１内へ内気（車室内空気）と外気（車室外空気）とを切替導入する内外気切替装置３３が配置されている。

内外気切替装置３３は、ケーシング３１内へ内気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、内気の導入風量と外気の導入風量との導入割合を変化させることができる。内外気切替ドアは、内外気切替ドア用の電動アクチュエータによって駆動され、この電動アクチュエータは、空調制御装置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。

内外気切替装置３３の送風空気流れ下流側には、送風機２０ａが配置されている。送風機２０ａの送風空気流れ下流側には、蒸発器ユニット２０および室内凝縮器１２が、送風空気の流れに対して、この順に配置されている。つまり、蒸発器ユニット２０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。

また、ケーシング３１内には、蒸発器ユニット２０を通過した送風空気を、室内凝縮器１２を迂回させて下流側へ流す冷風バイパス通路３５が形成されている。

蒸発器ユニット２０の送風空気流れ下流側であって、かつ、室内凝縮器１２の送風空気流れ上流側には、蒸発器ユニット２０通過後の送風空気のうち、室内凝縮器１２を通過させる風量と冷風バイパス通路３５を通過させる風量との風量割合を調整するエアミックスドア３４が配置されている。

室内凝縮器１２の送風空気流れ下流側には、室内凝縮器１２にて加熱された送風空気と冷風バイパス通路３５を通過して室内凝縮器１２にて加熱されていない送風空気とを混合させる混合空間３６が設けられている。さらに、ケーシング３１の送風空気流れ最下流部には、混合空間３６にて混合された送風空気（空調風）を、車室内へ吹き出す開口穴３７ａ〜３７ｃが配置されている。

この開口穴としては、フェイス開口穴３７ａ、フット開口穴３７ｂ、およびデフロスタ開口穴３７ｃが設けられている。フェイス開口穴３７ａは、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すための開口穴である。フット開口穴３７ｂは、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すための開口穴である。デフロスタ開口穴３７ｃは、車両前面窓ガラス内側面に向けて空調風を吹き出すための開口穴である。

これらのフェイス開口穴３７ａ、フット開口穴３７ｂ、およびデフロスタ開口穴３７ｃ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（いずれも図示せず）に接続されている。

従って、エアミックスドア３４が、室内凝縮器１２を通過させる風量と冷風バイパス通路３５を通過させる風量との風量割合を調整することによって、混合空間３６にて混合される空調風の温度が調整される。これにより、各吹出口から車室内へ吹き出される送風空気（空調風）の温度も調整される。

エアミックスドア３４は、エアミックスドア駆動用の電動アクチュエータによって駆動され、この電動アクチュエータは、空調制御装置から出力される制御信号によって、その作動が制御される。

また、フェイス開口穴３７ａ、フット開口穴３７ｂ、およびデフロスタ開口穴３７ｃの送風空気流れ上流側には、それぞれ、フェイス開口穴３７ａの開口面積を調整するフェイスドア、フット開口穴３７ｂの開口面積を調整するフットドア、デフロスタ開口穴３７ｃの開口面積を調整するデフロスタドア（いずれも図示せず）が配置されている。

これらのフェイスドア、フットドア、デフロスタドアは、空調風が吹き出される吹出口を切り替える吹出モード切替装置を構成するものである。フェイスドア、フットドア、デフロスタドアは、リンク機構等を介して、吹出口モードドア駆動用の電動アクチュエータに連結されて連動して回転操作される。この電動アクチュエータは、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。

次に、本実施形態の電気制御部の概要について説明する。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ている。そして、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、その出力側に接続された各種制御対象機器１１、１３ａ、１３ｂ、１４ａ、２０ａ、２２等の作動を制御する。

また、空調制御装置４０の入力側には、図３のブロック図に示すように、内気温センサ４１、外気温センサ４２、日射センサ４３、高圧センサ４４、蒸発器温度センサ４５、過熱度センサ４６、空調風温度センサ４７等の空調制御用のセンサ群が接続されている。空調制御装置４０には、これらの空調制御用のセンサ群の検出信号が入力される。

内気温センサ４１は、車室内温度（内気温）Ｔｒを検出する内気温検出部である。外気温センサ４２は、車室外温度（外気温）Ｔａｍを検出する外気温検出部である。日射センサ４３は、車室内へ照射される日射量Ａｓを検出する日射量検出部である。高圧センサ４４は、圧縮機１１の吐出口側から暖房用膨張弁１３ａの入口側へ至る冷媒流路の高圧冷媒圧力Ｐｄを検出する冷媒圧力検出部である。

蒸発器温度センサ４５は、吸引側蒸発器１９における冷媒蒸発温度（蒸発器温度）Ｔｅｆｉｎを検出する蒸発器温度検出部である。過熱度センサ４６は、蒸発器ユニット２０の出口側（具体的には、流出側蒸発器１８の出口側）の冷媒の過熱度ＳＨを検出する過熱度検出部である。空調風温度センサ４７は、混合空間３６から車室内へ送風される送風空気温度ＴＡＶを検出する空調風温度検出部である。

さらに、空調制御装置４０の入力側には、図３に示すように、車室内前部の計器盤付近に配置された操作パネル５０が接続され、この操作パネル５０に設けられた各種操作スイッチからの操作信号が入力される。

操作パネル５０に設けられた各種操作スイッチとしては、具体的に、車両用空調装置の自動制御運転を設定あるいは解除するオートスイッチ、車室内の冷房を行うことを要求する冷房スイッチ、送風機１８ａの風量をマニュアル設定する風量設定スイッチ、車室内の目標温度Ｔｓｅｔを設定する温度設定スイッチ等がある。

なお、本実施形態の空調制御装置４０は、その出力側に接続された各種制御対象機器を制御する制御部が一体に構成されたものであるが、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部を構成している。例えば、空調制御装置４０のうち、圧縮機１１の作動を制御する構成は、吐出能力制御部４０ａである。開閉弁２２の作動を制御する構成は、開閉機構制御部４０ｂである。

次に、上記構成における本実施形態の作動について説明する。本実施形態の車両用空調装置１では、車室内の冷房、および除湿暖房を行うことができる。これに応じて、エジェクタ式冷凍サイクル１０では、冷房モードの運転、および除湿暖房モードの運転を切り替えることができる。各運転モードの切り替えは、空調制御プログラムが実行されることによって行われる。

この空調制御プログラムは、操作パネル５０のオートスイッチが投入（ＯＮ）された際に実行される。そして、オートスイッチが投入（ＯＮ）された状態で、冷房スイッチが投入（ＯＮ）されると冷房モードが実行され、冷房スイッチが解除（ＯＦＦ）されている際には除湿暖房モードが実行される。以下に各運転モードについて説明する。

（ａ）冷房モード
冷房モードでは、空調制御装置４０が、暖房用膨張弁１３ａを全開状態とし、冷房用膨張弁１３ｂを冷媒減圧作用を発揮する絞り状態とし、開閉弁２２を閉じる。

これにより、冷房モードでは、冷媒が、圧縮機１１の吐出口（→室内凝縮器１２→暖房用膨張弁１３ａ）→室外熱交換器１４→冷房用膨張弁１３ｂ→分岐部１５→エジェクタ１６→流出側蒸発器１８→圧縮機１１の吸入口の順に循環するとともに、分岐部１５→固定絞り１７→吸引側蒸発器１９→エジェクタ１６の冷媒吸引口の順に循環するエジェクタ式冷凍サイクルが構成される。

このサイクル構成で、空調制御装置４０は、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置４０に記憶されている制御マップを参照して、蒸発器ユニット２０から吹き出される送風空気の目標蒸発器温度ＴＥＯを決定する。そして、蒸発器温度センサ４５によって検出された蒸発器温度Ｔｅｆｉｎが目標蒸発器温度ＴＥＯに近づくように圧縮機１１の電動モータへ出力される制御信号を決定する。

ここで、目標吹出温度ＴＡＯは、車室内に吹き出される送風空気（空調風）の目標温度である。目標吹出温度ＴＡＯは、内気温センサ４１によって検出された内気温Ｔｒ、外気温センサ４２によって検出された外気温Ｔａｍ、日射センサ４３によって検出された日射量Ａｓ、および操作パネル５０の温度設定スイッチによって設定された設定温度Ｔｓｅｔを用いて算定される。

この制御マップでは、目標吹出温度ＴＡＯの低下に伴って、目標蒸発器温度ＴＥＯを低下させるように決定する。さらに、目標蒸発器温度ＴＥＯは、流出側蒸発器１８および吸引側蒸発器１９の着霜を抑制可能な範囲（具体的には、１℃以上）の値に決定される。

また、空調制御装置４０は、過熱度センサ４６によって検出された蒸発器ユニット２０の出口側の冷媒の過熱度ＳＨが、予め定めた基準加熱度ＫＳＨ（本実施形態では、３℃）に近づくように、冷房用膨張弁１３ｂへ出力する制御パルスを決定する。

また、空調制御装置４０は、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２側の通風路を全閉とし、冷風バイパス通路３５側の通風路を全開とするように、エアミックスドア駆動用の電動アクチュエータに出力する制御信号を決定する。

そして、上記の如く決定された制御信号等を各種制御対象機器へ出力する。その後、車両用空調装置の作動停止が要求されるまで、所定の制御周期毎に、検出信号および操作信号の読み込み→各種制御対象機器の作動状態の決定→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。なお、このような制御ルーチンの繰り返しは、他の運転モード時にも同様に行われる。

従って、冷房モードでは、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が、室内凝縮器１２へ流入する。冷房モードでは、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２側の通風路を全閉としているので、室内凝縮器１２へ流入した高圧冷媒は、送風空気に放熱することなく、室内凝縮器１２から流出する。

室内凝縮器１２から流出した高圧冷媒は、暖房用膨張弁１３ａへ流入する。冷房モードでは、暖房用膨張弁１３ａが全開となっているので、暖房用膨張弁１３ａへ流入した高圧冷媒は、減圧されることなく暖房用膨張弁１３ａから流出する。

暖房用膨張弁１３ａから流出した高圧冷媒は、室外熱交換器１４へ流入する。室外熱交換器１４へ流入した高圧冷媒は、外気ファン１４ａによって送風された外気と熱交換し、放熱して凝縮する。室外熱交換器１４にて凝縮した冷媒は、冷房用膨張弁１３ｂへ流入して減圧される。この際、冷房用膨張弁１３ｂの絞り開度は、流出側蒸発器１８の出口側の冷媒の過熱度ＳＨが基準過熱度ＫＳＨに近づくように調整される。

冷房用膨張弁１３ｂにて減圧された低圧冷媒は、開閉弁２２が閉じているので、バイパス通路２１側へ流入することなく、分岐部１５へ流入する。分岐部１５にて分岐された一方の冷媒は、エジェクタ１６のノズル部１６ａへ流入して等エントロピ的に減圧されて噴射される。そして、この噴射冷媒の吸引作用によって、吸引側蒸発器１９から流出した冷媒が、エジェクタ１６の冷媒吸引口１６ｃから吸引される。

ノズル部１６ａから噴射された噴射冷媒、および冷媒吸引口１６ｃから吸引された吸引冷媒は、エジェクタ１６のディフューザ部１６ｄへ流入する。ディフューザ部１６ｄでは、冷媒通路面積の拡大により、冷媒の速度エネルギが圧力エネルギに変換される。これにより、噴射冷媒と吸引冷媒との混合冷媒の圧力が上昇する。ディフューザ部１６ｄにて昇圧された冷媒は、蒸発器ユニット２０の流出側蒸発器１８へ流入する。

流出側蒸発器１８へ流入した冷媒は、送風機２０ａによって送風された送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、送風機２０ａによって送風された送風空気が冷却される。流出側蒸発器１８から流出した冷媒は、圧縮機１１に吸入されて再び圧縮される。

一方、分岐部１５にて分岐された他方の冷媒は、固定絞り１７にて等エンタルピ的に減圧される。固定絞り１７にて減圧された冷媒は、蒸発器ユニット２０の吸引側蒸発器１９へ流入する。吸引側蒸発器１９へ流入した冷媒は、流出側蒸発器１８を通過した送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、流出側蒸発器１８通過後の送風空気が、さらに冷却される。吸引側蒸発器１９から流出した冷媒は、冷媒吸引口１６ｃから吸引される。

以上の如く、冷房モードでは、蒸発器ユニット２０（具体的には、流出側蒸発器１８および吸引側蒸発器１９）にて送風空気を冷却することができる。そして、冷却された送風空気を車室内へ吹き出すことによって、車室内の冷房を実現することができる。

この際、エジェクタ式冷凍サイクル１０では、流出側蒸発器１８下流側の冷媒、すなわちエジェクタ１６のディフューザ部１６ｄにて昇圧された冷媒を圧縮機１１へ吸入させることができる。従って、エジェクタ式冷凍サイクル１０では、蒸発器における冷媒蒸発圧力と圧縮機吸入冷媒の圧力が同等となる通常の冷凍サイクル装置よりも、圧縮機１１の消費動力を低減させて、サイクルの成績係数（ＣＯＰ）を向上させることができる。

また、エジェクタ式冷凍サイクル１０では、流出側蒸発器１８における冷媒蒸発圧力をディフューザ部１６ｄにて昇圧された冷媒圧力とし、吸引側蒸発器１９における冷媒蒸発圧力をノズル部１６ａにて減圧された直後の低い冷媒圧力とすることができる。従って、各蒸発器における冷媒蒸発温度と送風空気との温度差を確保して、送風空気を効率的に冷却することができる。

（ｂ）除湿暖房モード
除湿暖房モードでは、空調制御装置４０が、暖房用膨張弁１３ａを絞り状態とし、冷房用膨張弁１３ｂを絞り状態とし、開閉弁２２を開く。

これにより、除湿暖房モードでは、殆どの冷媒が圧縮機１１の吐出口→室内凝縮器１２→暖房用膨張弁１３ａ→室外熱交換器１４→冷房用膨張弁１３ｂ→バイパス通路２１→吸引側蒸発器１９→エジェクタ１６→流出側蒸発器１８→圧縮機１１の吸入口の順に循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。

つまり、除湿暖房モードでは、室内凝縮器１２、室外熱交換器１４、蒸発器ユニット２０（すなわち、吸引側蒸発器１９、および流出側蒸発器１８）が、冷媒流れに対して、この順に直列的に接続された冷媒回路に切り替えられる。

このサイクル構成で、空調制御装置４０は、冷房モードと同様に、圧縮機１１の電動モータへ出力される制御信号を決定する。

また、空調制御装置４０は、目標吹出温度ＴＡＯおよび外気温Ｔａｍに基づいて、予め空調制御装置に記憶されている制御マップを参照して、暖房用膨張弁１３ａおよび冷房用膨張弁１３ｂへ出力する制御パルスを決定する。

この制御マップでは、空調風温度センサ４７によって検出された送風空気温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯに近づくように、目標吹出温度ＴＡＯの上昇および外気温Ｔａｍの低下に伴って、暖房用膨張弁１３ａの絞り開度を縮小させ、冷房用膨張弁１３ｂの絞り開度を増加させるように制御パルスを決定する。

また、空調制御装置４０は、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２側の通風路を全開とし、冷風バイパス通路３５側の通風路を全閉とするように、エアミックスドア駆動用の電動アクチュエータに出力する制御信号を決定する。

従って、除湿暖房モードでは、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が、室内凝縮器１２へ流入する。除湿暖房モードでは、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２側の通風路を全開としているので、室内凝縮器１２へ流入した高圧冷媒は、蒸発器ユニット２０通過後の送風空気と熱交換して放熱する。これにより、蒸発器ユニット２０通過後の送風空気が目標吹出温度ＴＡＯに近づくように加熱される。

室内凝縮器１２から流出した高圧冷媒は、暖房用膨張弁１３ａへ流入して等エンタルピ的に減圧される。暖房用膨張弁１３ａにて減圧された冷媒は、室外熱交換器１４へ流入する。

この際、室外熱交換器１４における冷媒の飽和温度が外気温Ｔａｍよりも高い場合には、室外熱交換器１４は、冷媒の有する熱を外気に放熱させる放熱器として機能する。一方、室外熱交換器１４における冷媒の飽和温度が外気温Ｔａｍよりも低い場合には、室外熱交換器１４は、外気の有する熱を吸熱させて冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する。

さらに、室外熱交換器１４における冷媒の飽和温度が外気温Ｔａｍよりも高い場合には、空調制御装置４０が目標吹出温度ＴＡＯの上昇および外気温Ｔａｍの低下に伴って、室外熱交換器１４の冷媒の飽和温度を低下させることによって、室外熱交換器１４における冷媒の放熱量を減少させることができる。これにより、室内凝縮器１２における冷媒の放熱量を増加させて送風空気の加熱能力を向上させることができる。

一方、室外熱交換器１４における冷媒の飽和温度が外気温Ｔａｍよりも低い場合には、空調制御装置４０が目標吹出温度ＴＡＯの上昇および外気温Ｔａｍの低下に伴って、室外熱交換器１４の冷媒の飽和温度を低下させることによって、室外熱交換器１４における冷媒の吸熱量を増加させることができる。これにより、室内凝縮器１２における冷媒の放熱量を増加させて送風空気の加熱能力を向上させることができる。

室外熱交換器１４から流出した冷媒は、冷房用膨張弁１３ｂへ流入して等エンタルピ的に減圧される。冷房用膨張弁１３ｂにて減圧された低圧冷媒は、開閉弁２２が開いているので、殆ど全ての流量がバイパス通路２１を介して、蒸発器ユニット２０の吸引側蒸発器１９へ流入する。

吸引側蒸発器１９へ流入した冷媒は、吸引側蒸発器１９→エジェクタ１６の冷媒吸引口２１ｂ→吸引通路１６ｅ→ディフューザ部１６ｄ→流出側蒸発器１８の順に流れる。この際、冷媒は吸引側蒸発器１９および流出側蒸発器１８にて送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、室内凝縮器１２通過前の送風空気が冷却されて除湿される。

蒸発器ユニット２０の流出側蒸発器１８から流出した冷媒は、圧縮機１１へ吸入されて再び圧縮される。

以上の如く、除湿暖房モードでは、蒸発器ユニット２０（具体的には、流出側蒸発器１８および吸引側蒸発器１９）にて送風空気を冷却して除湿し、除湿された送風空気を室内凝縮器１２にて再加熱することができる。そして、再加熱された送風空気を車室内へ吹き出すことによって、車室内の除湿暖房を実現することができる。

ところで、除湿暖房モードのエジェクタ式冷凍サイクル１０では、目標吹出温度ＴＡＯの上昇および外気温Ｔａｍの低下に伴って、暖房用膨張弁１３ａの絞り開度を縮小させ、冷房用膨張弁１３ｂの絞り開度を増加させている。つまり、除湿暖房モードのエジェクタ式冷凍サイクル１０では、要求される送風空気の加熱能力（すなわち、暖房能力）の増加に伴って、室外熱交換器１４における冷媒の飽和温度を低下させている。

さらに、除湿暖房モードのエジェクタ式冷凍サイクル１０では、室外熱交換器１４、吸引側蒸発器１９、流出側蒸発器１８が、冷媒流れに対して、この順に直列的に接続される冷媒回路に切り替えられる。このため、除湿暖房モード時に、室外熱交換器１４における冷媒蒸発温度を、吸引側蒸発器１９あるいは流出側蒸発器１８における冷媒蒸発温度よりも低下させることができない。

従って、エジェクタ式冷凍サイクル１０において、除湿暖房モード時の送風空気の加熱能力を最大とするためには、冷房用膨張弁１３ｂを全開として、室外熱交換器１４における冷媒蒸発温度を、吸引側蒸発器１９および流出側蒸発器１８の冷媒蒸発温度に近づけることが有効である。

これに対して、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、除湿暖房モード時に、開閉弁２２がバイパス通路２１を開く。これによれば、冷房用膨張弁１３ｂから流出した冷媒を、エジェクタ１６のノズル部１６ａおよび固定絞り１７を迂回させて、吸引側蒸発器１９および流出側蒸発器１８へ流入させることができる。

従って、室外熱交換器１４から流出した冷媒が、エジェクタ１６のノズル部１６ａおよび固定絞り１７を流通する際の圧力損失によって、室外熱交換器１４における冷媒蒸発温度が吸引側蒸発器１９および流出側蒸発器１８の冷媒蒸発温度よりも上昇してしまうことを抑制することができる。つまり、室外熱交換器１４における冷媒蒸発温度を、吸引側蒸発器１９および流出側蒸発器１８の冷媒蒸発温度における冷媒蒸発温度に効果的に近づけることができる。

その結果、除湿暖房モードのエジェクタ式冷凍サイクル１０では、冷媒がエジェクタ１６のノズル部１６ａおよび固定絞り１７を流通する際に生じる圧力損失によって、室外熱交換器１４における冷媒の吸熱量が減少してしまうことを抑制して、空調能力（具体的には、送風空気の加熱能力）が低下してしまうことを抑制することができる。

すなわち、エジェクタ式冷凍サイクル１０によれば、除湿暖房モード時に、冷媒がエジェクタ１６のノズル部１６ａおよび固定絞り１７を流通する際に生じる圧力損失によって、空調能力が低下してしまうことを抑制することができる。

また、本実施形態のバイパス通路２１は、冷房用膨張弁１３ｂの下流側の冷媒を流入させるように接続されている。従って、分岐部１５、エジェクタ１６、固定絞り１７、バイパス通路２１、および開閉弁２２を近接配置して容易に一体化（モジュール化）させることができる。

また、本実施形態のバイパス通路２１は、流入させた室外熱交換器１４の下流側の冷媒を、吸引側蒸発器１９の冷媒入口側へ導くように接続されている。従って、吸引側蒸発器１９および流出側蒸発器１８の双方に冷媒を流通させることができ、双方の蒸発器１８、１９にて、冷媒を充分に蒸発させることができる。これにより、より一層、吸熱量の低下を抑制することができる。

また、本実施形態では、除湿暖房モード時に、開閉弁２２を開く例を説明したが、除湿暖房モード時あっても、要求される送風空気の加熱能力が少ない運転条件、すなわち、室外熱交換器１４における冷媒の飽和温度が外気温Ｔａｍよりも高くなっている運転条件時には、開閉弁２２を閉じてもよい。

換言すると、除湿暖房モード時のうち、暖房用膨張弁１３ａが絞り状態となっており、かつ、室外熱交換器１４にて冷媒を蒸発させる運転条件となっている際に、開閉弁２２を開くようにしてもよい。これによれば、除湿暖房モード時のうち、要求される送風空気の加熱能力が少ない運転条件では、エジェクタ１６の昇圧作用によるＣＯＰ向上効果を得ることができる。

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に対して、バイパス通路２１の接続態様を変更している。具体的には、本実施形態のバイパス通路２１は、図４の全体構成図に示すように、室外熱交換器１４の下流側であって、かつ、冷房用膨張弁１３ｂの上流側の冷媒を、固定絞り１７を迂回させて、吸引側蒸発器１９の冷媒入口側へ導くように接続されている。

また、本実施形態の冷房用膨張弁１３ｂは、弁開度を全閉にすることで冷媒通路を閉塞する全閉機能を有している。その他のエジェクタ式冷凍サイクル１０の構成は、第１実施形態と同様である。なお、図３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。このことは、以下の図面でも同様である。

さらに、本実施形態の除湿暖房モードでは、空調制御装置４０が、暖房用膨張弁１３ａを絞り状態とし、冷房用膨張弁１３ｂを全閉状態とし、開閉弁２２を開く。

これにより、本実施形態の除湿暖房モードでは、冷媒が圧縮機１１の吐出口→室内凝縮器１２→暖房用膨張弁１３ａ→室外熱交換器１４→バイパス通路２１→吸引側蒸発器１９→エジェクタ１６→流出側蒸発器１８→圧縮機１１の吸入口の順に循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。このため、本実施形態の除湿暖房モードでは、室外熱交換器１４は蒸発器として機能する。

さらに、本実施形態の除湿暖房モードでは、空調制御装置４０が、目標吹出温度ＴＡＯおよび外気温Ｔａｍに基づいて、予め空調制御装置に記憶されている制御マップを参照して、暖房用膨張弁１３ａへ出力する制御パルスを決定する。この制御マップでは、送風空気温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯに近づくように、目標吹出温度ＴＡＯの上昇および外気温Ｔａｍの低下に伴って、暖房用膨張弁１３ａの絞り開度を縮小させる。

その他のエジェクタ式冷凍サイクル１０の構成および作動は、第１実施形態と同様である。従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０によれば、第１実施形態と同様に車室内の冷房および除湿暖房を実現することができる。

さらに、除湿暖房モード時に、冷房用膨張弁１３ｂが全閉となる。従って、開閉弁２２がバイパス通路２１を開いた際には、僅かな流量の冷媒がエジェクタ１６のノズル部１６ａあるいは固定絞り１７へ流入してしまうことがなく、室外熱交換器１４から流出した冷媒の全流量をバイパス通路２１へ流入させることができる。

その結果、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０によれば、除湿暖房モード時に、空調能力が低下してしまうことをより一層効果的に抑制することができる。

（第３実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に対して、バイパス通路２１の接続態様を変更している。具体的には、本実施形態のバイパス通路２１は、図５の全体構成図に示すように、分岐部１５の下流側であって、かつ、固定絞り１７の上流側の冷媒を、固定絞り１７を迂回させて、吸引側蒸発器１９の冷媒入口側へ導くように接続されている。

これにより、本実施形態の冷房モードでは、第１実施形態と同様のサイクルが構成される。また、本実施形態の除湿暖房モードでは、殆どの冷媒が圧縮機１１の吐出口→室内凝縮器１２→暖房用膨張弁１３ａ→室外熱交換器１４→冷房用膨張弁１３ｂ→分岐部１５→バイパス通路２１→吸引側蒸発器１９→エジェクタ１６→流出側蒸発器１８→圧縮機１１の吸入口の順に循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。

その他のエジェクタ式冷凍サイクル１０の構成および作動は、第１実施形態と同様である。従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０によれば、第１実施形態と同様に車室内の冷房および除湿暖房を実現することができる。

さらに、本実施形態のバイパス通路２１は、固定絞り１７の入口部と出口部とを冷媒配管等で接続することが実現できる。従って、分岐部１５、エジェクタ１６、固定絞り１７、バイパス通路２１、および開閉弁２２を近接配置して、容易に一体化（モジュール化）させることができる。

（第４実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に対して、バイパス通路２１の接続態様を変更している。具体的には、本実施形態のバイパス通路２１は、図６の全体構成図に示すように、冷房用膨張弁１３ｂの下流側であって、かつ、分岐部１５の上流側の冷媒を、エジェクタ１６を迂回させて、流出側蒸発器１８の冷媒入口側へ導くように接続されている。

本実施形態の除湿暖房モードでは、殆どの冷媒が圧縮機１１の吐出口→室内凝縮器１２→暖房用膨張弁１３ａ→室外熱交換器１４→冷房用膨張弁１３ｂ→バイパス通路２１→流出側蒸発器１８→圧縮機１１の吸入口の順に循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。

その他のエジェクタ式冷凍サイクル１０の構成および作動は、第１実施形態と同様である。従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０によれば、第１実施形態と同様に車室内の冷房および除湿暖房を実現することができ、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態のバイパス通路２１は、流入させた室外熱交換器１４の下流側の冷媒を、流出側蒸発器１８の冷媒入口側へ導くように接続されている。これによれば、吸引側蒸発器１９から流出した冷媒がエジェクタ１６の冷媒吸引口１６ｃおよび吸引通路１６ｅを流通する際に生じる圧力損失によって、空調能力が低下してしまうことを抑制することができる。

（第５実施形態）
本実施形態では、第４実施形態に対して、バイパス通路２１の接続態様を変更している。具体的には、本実施形態のバイパス通路２１は、図７の全体構成図に示すように、室外熱交換器１４の下流側であって、かつ、冷房用膨張弁１３ｂの上流側の冷媒を、エジェクタ１６を迂回させて、流出側蒸発器１８の冷媒入口側へ導くように接続されている。また、本実施形態の冷房用膨張弁１３ｂは、第２実施形態と同様に全閉機能を有している。

本実施形態の除湿暖房モードでは、空調制御装置４０が、暖房用膨張弁１３ａを絞り状態とし、冷房用膨張弁１３ｂを全閉状態とし、開閉弁２２を開く。

これにより、本実施形態の除湿暖房モードでは、冷媒が圧縮機１１の吐出口→室内凝縮器１２→暖房用膨張弁１３ａ→室外熱交換器１４→バイパス通路２１→流出側蒸発器１８→圧縮機１１の吸入口の順に循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。このため、本実施形態の除湿暖房モードでは、室外熱交換器１４は蒸発器として機能する。

その他のエジェクタ式冷凍サイクル１０の構成および作動は、第４実施形態と同様である。従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０によれば、第４実施形態と同様に車室内の冷房および除湿暖房を実現することができる。

さらに、除湿暖房モード時に、冷房用膨張弁１３ｂが全閉となる。従って、第２実施形態と同様に、開閉弁２２がバイパス通路２１を開いた際には、室外熱交換器１４から流出した冷媒の全流量をバイパス通路へ流入させることができる。

（第６実施形態）
本実施形態では、第４実施形態に対して、バイパス通路２１の接続態様を変更している。具体的には、本実施形態のバイパス通路２１は、図８の全体構成図に示すように、分岐部１５の下流側であって、かつ、固定絞り１７の上流側の冷媒を、エジェクタ１６を迂回させて、流出側蒸発器１８の冷媒入口側へ導くように接続されている。

これにより、本実施形態の冷房モードでは、第４実施形態と同様のサイクルが構成される。また、本実施形態の除湿暖房モードでは、殆どの冷媒が圧縮機１１の吐出口→室内凝縮器１２→暖房用膨張弁１３ａ→室外熱交換器１４→冷房用膨張弁１３ｂ→分岐部１５→バイパス通路２１→流出側蒸発器１８→圧縮機１１の吸入口の順に循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。

その他のエジェクタ式冷凍サイクル１０の構成および作動は、第４実施形態と同様である。従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０によれば、第４実施形態と同様に車室内の冷房および除湿暖房を実現することができる。

さらに、本実施形態のバイパス通路２１は、固定絞り１７の入口部とエジェクタ１６のディフューザ部１６ｄの出口部とを冷媒配管等で接続することが実現できる。従って、第３実施形態と同様に、分岐部１５、エジェクタ１６、固定絞り１７、バイパス通路２１、開閉弁２２等を一体化（モジュール化）させる際に、モジュールの小型化を狙うこともできる。

（第７実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に対して、図９の全体構成図に示すように、開閉弁２２を廃止して、開閉機構としてバイパス通路２１の入口部に電気式の三方弁２３を配置した例を説明する。

三方弁２３は、冷房用膨張弁１３ｂから流出した冷媒を分岐部１５へ流入させる冷媒回路と、冷房用膨張弁１３ｂから流出した冷媒をバイパス通路２１へ流入させる冷媒回路とを切り替えるものである。三方弁２３は、空調制御装置４０から出力される制御電圧によって、その作動が制御される。

空調制御装置４０は、冷房モード時に、冷房用膨張弁１３ｂから流出した冷媒を分岐部１５へ流入させるように三方弁２３の作動を制御する。これにより、バイパス通路２１を閉じる。一方、除湿暖房モード時には、冷房用膨張弁１３ｂから流出した冷媒をバイパス通路２１へ流入させるように三方弁２３の作動を制御する。これにより、バイパス通路２１を開く。

その他のエジェクタ式冷凍サイクル１０の構成および作動は、第１実施形態と同様である。従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０によれば、第１実施形態と同様に車室内の冷房および除湿暖房を実現することができる。

さらに、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、除湿暖房モード時に、冷房用膨張弁１３ｂから流出した冷媒の全流量をバイパス通路２１へ流入させるように冷媒回路が切り替えることができる。従って、第２、第５実施形態と同様に、除湿暖房モード時に、空調能力が低下してしまうことをより一層効果的に抑制することができる。

（第８実施形態）
第１実施形態では、除湿暖房モード時に、開閉弁２２を開く例を説明したが、本実施形態では、さらに、第１実施形態で説明したエジェクタ式冷凍サイクル１０において、図１０の制御フローを実行することによって、除湿暖房モード時に以外にも開閉弁２２を開くようにした例を説明する。図１０は、空調制御装置４０が実行する空調制御プログラムのサブルーチンとして実行される制御フローを示したフローチャートである。

図１０のステップＳ１では、操作パネル５０のオートスイッチが投入（ＯＮ）されてからの経過時間、すなわち圧縮機１１の起動開始からの経過時間Ｔｍが、予め定めた基準時間ＫＴｍ以下である場合は、ステップＳ３へ進み、開閉弁２２を開く。ステップＳ２では、圧縮機１１の回転数Ｎｃが、予め定めた基準回転数Ｎｃ以下である場合は、ステップＳ３へ進み、開閉弁２２を開く。

本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０によれば、圧縮機１１の起動開始から基準時間ＫＴｍを経過するまで開閉弁２２を開くので、圧縮機１１の起動直後にエジェクタ１６のノズル部１６ａへ流入する冷媒流量を低下させることができる。従って、ノズル部１６ａへ多量の冷媒が流れ込むことによって生じる騒音や振動を低減することができる。

また、圧縮機１１が低回転となる運転条件、すなわち圧縮機１１の冷媒吐出能力が低くなる運転条件では、このため、低負荷運転時には、エジェクタ１６の冷媒吸引能力も低下して、吸引側蒸発器１９へ流入する冷媒流量が不足してしまうこともある。ここで、圧縮機の冷媒吐出能力とは、圧縮機から吐出される冷媒流量Ｑと圧縮機の昇圧量ΔＰとの積算値によって定義することができる。

これに対して、エジェクタ式冷凍サイクル１０によれば、圧縮機１１の回転数Ｎｃが基準回転数ＫＮｃ以下となっている際に、開閉弁２２を開くので、圧縮機１１の冷媒吐出能力が予め定めた基準能力以下となっている際に、開閉弁２２を開くことができる。

従って、エジェクタ１６の冷媒吸引能力によらず、吸引側蒸発器１９へ冷媒を流入させることができる。従って、吸引側蒸発器１９における送風空気の温度分布を抑制することができる。さらに、吸引側蒸発器１９における冷凍機油の滞留を抑制することができる。その結果、空調能力が低下してしまうことを抑制することができる。

本実施形態で説明した制御フローは、第２、第３、第７実施形態でエジェクタ式冷凍サイクル１０のみならず、第４〜第６実施形態で説明したエジェクタ式冷凍サイクル１０に適用しても有効である。

つまり、第４〜第６実施形態で説明したエジェクタ式冷凍サイクル１０では、開閉弁２２を開くことで、吸引側蒸発器１９に冷媒が流通しなくなるので、吸引側蒸発器１９における送風空気の温度分布を抑制する効果、および冷凍機油の滞留を抑制する効果を得ることができる。

（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。

（１）上述の各実施形態では、本発明に係るエジェクタ式冷凍サイクル１０を車両用空調装置に適用した例を説明したが、エジェクタ式冷凍サイクル１０の適用はこれに限定されない。例えば、定置型の空調装置に適用してもよい。

（２）上述の各実施形態では、冷房モードの冷媒回路と除湿暖房モードの冷媒回路とを切替可能に構成されたエジェクタ式冷凍サイクルについて説明したが、エジェクタ式冷凍サイクルの構成はこれに限定されない。さらに、暖房モードに切替可能になっていてもよい。

例えば、第１実施形態で説明したエジェクタ式冷凍サイクル１０において、暖房用バイパス通路、および暖房用開閉弁を追加してもよい。暖房用バイパス通路は、室外熱交換器１４の冷媒流れ下流側であって、かつ、冷房用膨張弁１３ｂの冷媒流れ上流側の部位から圧縮機１１の吸入側へ冷媒を導く冷媒通路である。暖房用開閉弁は、空調制御装置４０から出力される制御電圧に応じて、暖房用バイパス通路を開閉する電磁弁である。

そして、暖房モード時に、空調制御装置４０が、暖房用バイパス通路を開き、暖房用膨張弁１３ａを絞り状態とする。これにより、媒が圧縮機１１の吐出口→室内凝縮器１２→暖房用膨張弁１３ａ→室外熱交換器１４→圧縮機１１の吸入口の順に循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルを構成する。

さらに、空調制御装置４０は、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２側の通風路を全開とし、冷風バイパス通路３５側の通風路を全閉とするように、エアミックスドア駆動用の電動アクチュエータに出力する制御信号を決定する。

これによれば、暖房モード時に、室内凝縮器１２を放熱器として機能させ、室外熱交換器１４を蒸発器として機能させて、室内凝縮器１２にて加熱された送風空気を車室内へ吹き出すことによって、車室内の暖房を実現することができる。

（３）エジェクタ式冷凍サイクル１０を構成する各構成機器は、上述の実施形態に開示されたものに限定されない。

例えば、上述の実施形態では、圧縮機１１として、電動圧縮機を採用した例を説明したが、圧縮機１１として、プーリ、ベルト等を介して車両走行用エンジンから伝達される回転駆動力によって駆動されるエンジン駆動式の圧縮機を採用してもよい。さらに、エンジン駆動式の圧縮機としては、吐出容量の変化により冷媒吐出能力を調整可能な可変容量型圧縮機、あるいは電磁クラッチの断続により圧縮機の稼働率を変化させて冷媒吐出能力を調整可能な固定容量型圧縮機を採用することができる。

また、上述の実施形態では、エジェクタのノズル部として冷媒通路断面積が一定の固定ノズル部を採用した例を説明したが、ノズル部として冷媒通路断面積を変更可能に構成された可変ノズル部を採用してもよい。このような可変ノズル部としては、ノズル部の内部に配置されてノズル部の冷媒通路面積を調整するニードル弁、このニードル弁をノズル部の軸方向に変位させる電動式の駆動部を有するものを採用すればよい。

さらに、可変ノズル部として、冷媒通路を閉塞する全閉機能を有するものを採用することが望ましい。そして、開閉弁２２がバイパス通路２１を開いた際に、可変ノズル部を全閉状態とすることで、室外熱交換器１４から流出した冷媒の全流量をバイパス通路へ流入させやすい。

また、上述の実施形態では、吸引側減圧部として固定絞り１７を採用したが、吸引側減圧部として絞り通路の断面積を変更可能に構成された可変絞り機構を採用してもよい。このような可変絞り機構としては、暖房用膨張弁１３ａ、冷房用膨張弁１３ｂと同様の構成のものを採用すればよい。

さらに、全閉機能を有する可変絞り機構を採用することが望ましい。そして、開閉弁２２がバイパス通路２１を開いた際に、可変絞り機構を全閉状態とすることで、室外熱交換器１４から流出した冷媒の全流量をバイパス通路へ流入させやすい。

また、上述の実施形態では、過熱度センサ４６を採用した例を説明したが、過熱度センサ４６に代えて、流出側蒸発器１８から流出した低圧冷媒温度Ｔｓを検出する低圧冷媒温度検出部、流出側蒸発器１８から流出した低圧冷媒圧力Ｐｓを検出する低圧冷媒圧量検出部を採用し、低圧冷媒温度Ｔｓおよび低圧冷媒圧力Ｐｓから蒸発器ユニット２０の出口側冷媒の過熱度を算定してもよい。

また、上述の実施形態では、冷媒としてＲ１３４ａを採用した例を説明したが、冷媒はこれに限定されない。例えば、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ６００ａ、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０４Ａ、Ｒ３２、Ｒ４０７Ｃ、等を採用してもよい。または、これらの冷媒のうち複数種を混合させた混合冷媒等を採用してもよい。さらに、冷媒として二酸化炭素を採用して、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルを構成してもよい。

１０ エジェクタ式冷凍サイクル
１２ 室内凝縮器（室内放熱器）
１３ａ 暖房用膨張弁（暖房用減圧部）
１３ｂ 冷房用膨張弁（冷房用減圧部）
１４ 室外熱交換器
１６ エジェクタ
１７ 固定絞り（吸引側減圧部）
１８ 流出側蒸発器
１９ 吸引側蒸発器
２１ バイパス通路
２２、２３ 開閉弁、三方弁（開閉機構）

Claims (9)

1. 空調装置に適用されるエジェクタ式冷凍サイクルであって、
   冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
   前記圧縮機から吐出された冷媒と空調対象空間へ送風される送風空気とを熱交換させる室内放熱器（１２）と、
   前記室内放熱器から流出した冷媒を減圧させる暖房用減圧部（１３ａ）と、
   前記暖房用減圧部から流出した冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（１４）と、
   前記室外熱交換器から流出した冷媒を減圧させる冷房用減圧部（１３ｂ）と、
   前記冷房用減圧部から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部（１５）と、
   前記分岐部にて分岐された一方の冷媒を減圧させるノズル部（１６ａ）から噴射される噴射冷媒の吸引作用によって冷媒吸引口（１６ｃ）から冷媒を吸引し、前記噴射冷媒と前記冷媒吸引口から吸引された吸引冷媒との混合冷媒を昇圧させる昇圧部（１６ｄ）を有するエジェクタ（１６）と、
   前記エジェクタ（１６）から流出した冷媒と前記室内放熱器を通過前の前記送風空気とを熱交換させる流出側蒸発器（１８）と、
   前記分岐部にて分岐された他方の冷媒を減圧させる吸引側減圧部（１７）と、
   前記吸引側減圧部から流出した冷媒と前記室内放熱器を通過前の前記送風空気とを熱交換させる吸引側蒸発器（１９）と、
   前記室外熱交換器の下流側の冷媒を、前記ノズル部および前記吸引側減圧部の少なくとも一方を迂回させて、前記流出側蒸発器および前記吸引側蒸発器のいずれか一方の冷媒入口側へ導くバイパス通路（２１）と、
   前記バイパス通路を開閉する開閉機構（２２、２３）と、を備えるエジェクタ式冷凍サイクル。
2. さらに、前記開閉機構の作動を制御する開閉機構制御部（４０ｂ）を備え、
   前記開閉機構制御部は、前記暖房用減圧部が冷媒減圧作用を発揮する絞り状態となっており、かつ、前記室外熱交換器にて冷媒を蒸発させる運転条件となっている際に、前記バイパス通路を開くように前記開閉機構の作動を制御するものである請求項１に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
3. さらに、前記開閉機構の作動を制御する開閉機構制御部（４０ｂ）を備え、
   前記開閉機構制御部は、前記圧縮機の冷媒吐出能力が予め定めた基準能力以下となっている際に、前記バイパス通路を開くように前記開閉機構の作動を制御するものである請求項１または２に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
4. さらに、前記開閉機構の作動を制御する開閉機構制御部（４０ｂ）を備え、
   前記開閉機構制御部は、前記圧縮機の起動開始からの経過時間（Ｔｍ）が予め定めた基準時間（ＫＴｍ）以下である際に、前記バイパス通路を開くように前記開閉機構の作動を制御するものである請求項１ないし３のいずれか１つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
5. 前記バイパス通路は、前記冷房用減圧部の下流側であって、かつ、前記分岐部の上流側の冷媒を、前記流出側蒸発器および前記吸引側蒸発器のいずれか一方の冷媒入口側へ導くように接続されている請求項１ないし４のいずれか１つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
6. 前記バイパス通路は、前記室外熱交換器の下流側であって、かつ、前記冷房用減圧部の上流側の冷媒を、前記流出側蒸発器および前記吸引側蒸発器のいずれか一方の冷媒入口側へ導くように接続されている請求項１ないし４のいずれか１つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
7. 前記バイパス通路は、前記分岐部の下流側であって、かつ、前記吸引側減圧部の上流側の冷媒を、前記流出側蒸発器および前記吸引側蒸発器のいずれか一方の冷媒入口側へ導くように接続されている請求項１ないし４のいずれか１つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
8. 前記バイパス通路は、前記室外熱交換器の下流側の冷媒を、前記吸引側蒸発器の冷媒入口側へ導くように接続されている請求項１ないし７のいずれか１つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。
9. 前記開閉機構は、前記バイパス通路を開いた際に、前記室外熱交換器から流出した冷媒の全流量を前記バイパス通路へ流入させるものである請求項１ないし８に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。

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