JP2000055442A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】マイクロコンピュータに不具合が生じたときに
も、圧縮機の温度の異常上昇を防止する。 【課題解決手段】マイクロコンピュータ７を用いること
により、圧縮機１の電流値または温度が上限値を越える
ときには、圧縮機１の電流を減少させる空気調和機に適
用し、圧縮機１の電流値を検出する電流検出回路３と、
電流検出回路３により検出された電流値が予め設定され
た許容値を越える場合、マイクロコンピュータ７の出力
が圧縮機１を運転状態に設定するときにも、圧縮機１の
運転を停止する運転停止回路４とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロコンピュ
ータを用いて圧縮機の運転を制御する空気調和機に係
り、より詳細には、マイクロコンピュータとは異なるハ
ードウエアを用いて、圧縮機に流れる電流値が許容値を
越えると、圧縮機の運転を停止する空気調和機に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】空気調和機に設けられた圧縮機に過大な
電流が流れる場合、ブレーカや電子部品の破損、あるい
は火災の発生等の、重大事故を招く恐れがある。このた
め、圧縮機の運転周波数範囲を複数のゾーンに分け、そ
れぞれのゾーン毎に、電流レリース動作を行う電流値
と、電流レリース動作を解除する電流値とを設定した技
術（特開平６−２６６９５号）が提案されている（第１
の従来技術とする）。また、電源プラグに流れる電流値
が上限値を越えたとき、あるいは電源プラグの温度が上
限値を越えたときには、レリース運転を行うと共に、時
間の経過に伴って上限値を変化させる技術（特開昭６３
−３２２５５号）が提案されている（第２の従来技術と
する）。また、圧縮機を所定時間にわたって運転したと
きの吐出温度が設定値を越えているにも関わらず、圧縮
機の電流値が設定値を越えていないときには、圧縮機の
電流値を検出する検出回路が異常であると判定し、圧縮
機の回転範囲の最大値を低い値に変更する技術（特開平
６−１８５７９７号）が提案されている（第３の従来技
術とする）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記技
術を用いた場合では、以下に示す問題が生じていた。す
なわち、第１の従来技術においては、圧縮機の電流値
が、電流レリースを行う値となったかどうかの判定を制
御部において行っているが、制御部の構成をハードロジ
ック回路で構成すると、制御部の回路規模が極めて大き
くなる。従って、実用的な装置とするためには、制御部
は、マイクロコンピュータにより構成されることにな
る。また、第２の従来技術においても、同様であり、電
源プラグの電流値あるいは電源プラグの温度が上限値を
越えたときレリース運転を行う制御部は、マイクロコン
ピュータにより構成される。また、第３の従来技術で
は、圧縮機の電流値を検出する検出回路が異常であるか
どうかを、マイクロコンピュータによって判定してい
る。

【０００４】一方、マイクロコンピュータは、周辺回路
となるハードウエアの規模を小さくするため、より複雑
な動作を行うようになってきている。このため、ノイズ
の影響による暴走等の不具合を発生し易い。また、マイ
クロコンピュータを構成するハードウエアそのものに不
具合が生じることがある。このような不具合が、上記し
た第１〜第３の従来技術のマイクロコンピュータに生じ
ると、圧縮機の電流値が大きくなったときにも、電流値
を低い値に戻すための制御が行われない。このため、火
災等の重大事故の発生を招く恐れがある。

【０００５】本発明は上記課題を解決するため創案され
たものであって、請求項１記載の発明の目的は、圧縮機
の電流値が許容値を越えるときには、マイクロコンピュ
ータの出力が圧縮機を運転状態とするときにも、強制的
に圧縮機の運転を停止することにより、マイクロコンピ
ュータに不具合が生じたときにも、圧縮機の温度の異常
上昇を防止することのできる空気調和機を提供すること
にある。

【０００６】また請求項２記載の発明の目的は、上記目
的に加え、圧縮機の運転を停止するときには、マイクロ
コンピュータのリセットを行うことにより、圧縮機の異
常状態が解除されたときには、マイクロコンピュータに
よる制御を再開させることのできる空気調和機を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１記載の発明に係る空気調和機は、マイクロコン
ピュータを用いることにより、圧縮機の電流値または前
記圧縮機の温度が予め設定された上限値を越えるときに
は、前記圧縮機に流れる電流を減少させる空気調和機に
適用し、前記圧縮機に流れる電流値を検出する電流検出
回路と、前記電流検出回路により検出された電流値が予
め設定された許容値を越える場合、前記マイクロコンピ
ュータの出力が前記圧縮機を運転状態に設定するときに
も、前記圧縮機の運転を停止する運転停止回路とを備え
た構成としている。

【０００８】すなわち、運転停止回路は、電流検出回路
により検出された電流値が許容値を越える場合、マイク
ロコンピュータの出力が圧縮機を運転状態に設定すると
きにも、圧縮機の運転を停止させる。このため、マイク
ロコンピュータに不具合が生じ、圧縮機の運転の停止が
不能となるときにも、圧縮機の電流が増加すると、圧縮
機の運転は停止されることになる。

【０００９】また請求項２記載の発明に係る空気調和機
は、上記構成に加え、前記運転停止回路は、前記圧縮機
の運転を停止するときには、前記マイクロコンピュータ
をリセットする構成としている。

【００１０】すなわち、暴走等が生じて、圧縮機の運転
の制御ができなくなったマイクロコンピュータは、リセ
ットによって初期状態に戻る。このため、リセットが解
除されたときには、マイクロコンピュータは、圧縮機の
運転を制御することが可能な正常状態に復帰する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例の形態を、
図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明に係る空気
調和機の一実施形態の電気的接続を示す回路図である。

【００１２】本実施形態の主要部の構成を概略的に説明
すると、リレー接点Ｓと駆動コイルＲＬとからなるリレ
ー５は、圧縮機１の電流経路の接続を開閉する開閉器と
なっている。また、マイクロコンピュータ７は、外部か
ら導かれた出力２３に基づいて圧縮機１の運転を制御す
ることにより、室温を所定温度に維持するためのブロッ
クとなっている。また、マイクロコンピュータ７は、サ
ーミスタ８により検出された圧縮機１の温度が、予め設
定された上限値を越えるときには、リレー接点Ｓの接続
を開き、圧縮機１に流れる電流を減少させる（電流値を
０とする）。

【００１３】また、カレントトランス９、ダイオードＤ
１、抵抗Ｒ１、および、コンデンサＣ１からなるブロッ
ク３は、圧縮機１に流れる電流値を検出するための電流
検出回路となっている。また、４つの抵抗Ｒ２〜Ｒ５、
２つのダイオードＤ２，Ｄ３、および、比較器１１から
なるブロック４は、運転停止回路となっていて、電流検
出回路３によって検出された電流値が、予め設定された
許容値を越える場合、マイクロコンピュータ７がリレー
接点Ｓの接続を閉じているときにも、強制的にリレー接
点Ｓの接続を開く。また、運転停止回路４は、リレー接
点Ｓの接続を強制的に開くときには、マイクロコンピュ
ータ７をリセットする。

【００１４】なお、運転停止回路４が、リレー接点Ｓの
接続を開き、圧縮機１の運転を停止させるときの電流値
（上記した許容値）は、マイクロコンピュータ７が、サ
ーミスタ８の温度に基づいて圧縮機１の運転を停止させ
るとき、圧縮機１に流れていた電流値より、１〜２Ａ程
大きい値に設定されている。

【００１５】本実施形態を詳細に説明すると、冷媒の圧
縮を行う圧縮機１に商用電源２を供給する電流経路に
は、リレー接点Ｓが挿入されている。また、電流経路の
電流を検出するカレントトランス９の出力は、ダイオー
ドＤ１によって整流された後、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ
１とからなる遅延回路に導かれている。この遅延回路
は、時定数が数秒に設定された積分回路となっていて、
圧縮機１を起動するときの突入電流の影響を除去した出
力を運転停止回路４に送出する。

【００１６】抵抗Ｒ２，Ｒ３からなる分圧回路は、電流
検出回路３の出力レベルを、比較が容易となるレベルに
シフトするための回路となっている。また、抵抗Ｒ４，
Ｒ５からなる分圧回路は、判定基準である許容値に対応
した電圧を設定する回路となっている。従って、圧縮機
１に流れる電流値が許容値以下であるときには、比較器
１１のマイナス入力のレベルは、プラス入力のレベルよ
り低くなり、比較器１１の出力はＨレベルとなる。一
方、圧縮機１に流れる電流値が許容値より大きくなると
きには、マイナス入力のレベルがプラス入力のレベルよ
り高くなるため、比較器１１の出力はＬレベルとなる。

【００１７】リセット回路６は、電源投入時にマイクロ
コンピュータ７をリセットするための回路となってお
り、オープンコレクタ出力でもってリセット信号を出力
する。このため、リセット回路６の出力は、抵抗Ｒ６を
介してプルアップされている。また、リセット回路６の
出力は、ダイオードＤ３を介して、比較器１１の出力に
接続されている。従って、比較器１１の出力がＬレベル
となるときには、マイクロコンピュータ７はリセットさ
れることになる。

【００１８】マイクロコンピュータ７から送出され、圧
縮機１の運転を制御する出力は、抵抗Ｒ８を介して、ト
ランジスタＱ１のベースに導かれている。また、トラン
ジスタＱ１のエミッタは接地されている。そして、トラ
ンジスタＱ１のコレクタには駆動コイルＲＬが接続され
ている。また、トランジスタＱ１のベースには、ダイオ
ードＤ２のアノードが接続され、ダイオードＤ２のカソ
ードは、比較器１１の出力に導かれている。

【００１９】従って、比較器１１の出力がＨレベルであ
る場合、トランジスタＱ１は、マイクロコンピュータ７
の出力がＨレベルになると、オン状態になる。また、マ
イクロコンピュータ７の出力がＬレベルになると、オフ
状態となる。一方、比較器１１の出力がＬレベルである
ときには、マイクロコンピュータ７の出力が、Ｈレベル
となるときとＬレベルとなるときとの双方において、ト
ランジスタＱ１はオフ状態となる。すなわち、比較器１
１の出力がＬレベルとなるときには、マイクロコンピュ
ータ７から送出されるレベルに関わりなく、リレー接点
Ｓは開かれることになる。

【００２０】なお、ダイオードＤ４は、駆動コイルＲＬ
の逆起電力を吸収するための素子、抵抗Ｒ７は、トラン
ジスタＱ１のベースが開放となることを防止する素子と
なっている。

【００２１】以上説明したように、本実施形態では、リ
レー５は、運転停止回路４が圧縮機１の電流経路を開く
ための開閉器に該当すると共に、マイクロコンピュータ
７が圧縮機１の電流経路を開閉するための開閉器にも該
当している。すなわち、部品価格が高価なリレーの使用
個数は１つとなっている。

【００２２】上記構成からなる実施形態の動作を説明す
る。

【００２３】電流検出回路３により検出された電流値が
許容値以下である場合、すなわち、比較器１１の出力が
Ｈレベルである場合、リレー接点Ｓは、マイクロコンピ
ュータ７がトランジスタＱ１に送出するレベルにより、
開閉が制御される。従って、マイクロコンピュータ７
は、サーミスタ８により検出された温度が上限値以下で
あるときには、出力２３に従い、室温が所定温度となる
ように、圧縮機１の運転を制御する。

【００２４】上記した制御を行っているとき、圧縮機１
の負荷の増大等が原因となって、圧縮機１に流れる電流
が増加すると、電流の増加に対応して圧縮機１の温度が
上昇する。このため、サーミスタ８により検出された温
度が上限値を越えると、マイクロコンピュータ７は、圧
縮機１の温度のさらなる上昇を防止するため、トランジ
スタＱ１に送出するレベルをＬレベルとすることによっ
て、リレー接点Ｓの接続を開き、圧縮機１の運転を停止
する。そして、サーミスタ８により検出された温度が、
運転を再開する温度まで低下したときには、マイクロコ
ンピュータ７は、圧縮機１の運転を再開するため、リレ
ー接点Ｓの接続を閉じる。

【００２５】上記した運転が行われているとき、マイク
ロコンピュータ７に不具合が生じたとする。また、マイ
クロコンピュータ７に不具合が生じたときには、リレー
接点Ｓの接続が閉じられていたことから、圧縮機１の電
流が増加し、サーミスタ８により検出された温度が上限
値を越えたとする。しかし、マイクロコンピュータ７は
不具合状態にあるため、サーミスタ８により検出された
温度が上限値を越えた場合にも、トランジスタＱ１に送
出されるレベルは、Ｈレベルから変化しない。その結
果、圧縮機１の電流の増加は続くことになる。

【００２６】圧縮機１に流れる電流の増加が続いたこと
から、電流検出回路３により検出された電流値が、運転
停止回路４に設定された許容値を越えると、比較器１１
の出力レベルが、ＨレベルからＬレベルに変化する。従
って、トランジスタＱ１がオフとなって、リレー接点Ｓ
の接続が開かれ、圧縮機１に流れる電流が０となる。ま
た、マイクロコンピュータ７にリセット信号が与えられ
る。このため、マイクロコンピュータ７の出力端子も初
期状態となるので、トランジスタＱ１に送出されるレベ
ルは、ＨレベルからＬレベルに変化する。

【００２７】そして、リレー接点Ｓの接続が開かれ、圧
縮機１に流れる電流が０になると、電流検出回路３によ
り検出される電流値も０となる。このため、比較器１１
の出力は、ＬレベルからＨレベルに変化する。しかし、
マイクロコンピュータ７がトランジスタＱ１に送出する
レベルは、リセット信号によりＬレベルとなっている。
従って、比較器１１の出力がＨレベルとなったときに
も、リレー接点Ｓの接続は開かれた状態に維持される。

【００２８】上記動作の原因となったマイクロコンピュ
ータ７の不具合が、暴走による不具合であった場合、比
較器１１の出力がＬレベルからＨレベルに変化すると、
マイクロコンピュータ７は正常動作が可能となる。そし
て、このときの動作は、リセットにより再開された動作
であるため、電源投入後の動作と同一となる。すなわ
ち、外部から運転の指示が入力されるのを待つ待機動作
となる。そして、冷房運転等の指示が外部から与えられ
たときには、指示された運転を開始するため、リレー接
点Ｓの接続を閉じ、圧縮機１を運転する。

【００２９】なお、マイクロコンピュータ７の不具合
が、暴走以外の原因で生じた場合では、リセット信号を
与えられても、マイクロコンピュータ７は、トランジス
タＱ１に送出するレベルを、ＨレベルからＬレベルに変
化させない場合がある。そして、このような事態が生じ
ると、リレー接点Ｓが開かれたことから、圧縮機１の電
流値が０となり、比較器１１の出力がＬレベルからＨレ
ベルに変化すると、リレー接点Ｓが再び閉じられる。そ
の結果、圧縮機１には、許容値を越える電流が流れるの
で、再び、比較器１１の出力がＬレベルとなり、リレー
接点Ｓの接続が開かれる。以下、同様の繰り返しとな
り、ハンチング状態となる。

【００３０】図２は、上記した事態を防止するため、マ
イクロコンピュータ７により初期状態に復帰させること
が可能な保持回路を追加した運転停止回路の構成を示し
ている。すなわち、比較器１１の出力を、保持回路であ
るフリップフロップ３１のリセット入力に導いている。
また、フリップフロップ３１のセット入力には、コンデ
ンサＣ２を介して、マイクロコンピュータ７からの出力
３２を導いている。また、セット入力を、抵抗Ｒ９によ
ってプルアップすると共に、抵抗Ｒ９に並列にダイオー
ドＤ５を接続している。なお、リセット入力、および、
セット入力は、Ｌレベルでアクティブとなっている。

【００３１】上記構成からなる運転停止回路４の動作を
説明すると、マイクロコンピュータ７は、電源投入時の
初期動作の１つとして、出力３２を、Ｈレベルにした
後、Ｌレベルに変化させ、フリップフロップ３１をセッ
トする。このため、フリップフロップ３１の出力ＱはＨ
レベルとなる。この状態において、圧縮機１の電流値が
許容値を越え、比較器１１の出力がＬレベルになると、
フリップフロップ３１の出力がＬレベルとなる。従っ
て、トランジスタＱ１がオフとなる。また、マイクロコ
ンピュータ７はリセットされる。このとき、マイクロコ
ンピュータ７は、内部回路の不具合から、トランジスタ
Ｑ１に送出する出力を、ＨレベルからＬレベルに変化さ
せなかったとする。

【００３２】一方、リレー接点Ｓが開かれたときには、
圧縮機１の電流値が０となるので、比較器１１の出力
は、ＬレベルからＨレベルに変化する。しかし、フリッ
プフロップ３１の出力Ｑのレベルは、比較器１１の出力
がＬレベルからＨレベルに変化したときにも、Ｌレベル
から変化しない。従って、リレー接点Ｓは開かれたまま
となる。このため、マイクロコンピュータ７がトランジ
スタＱ１に送出するレベルが、リセットによってＬレベ
ルとならなかったときにも、圧縮機１の運転は停止を続
けることになり、上記したハンチングが防止される。

【００３３】一方、マイクロコンピュータ７の不具合の
原因が暴走であったときには、リセットにより、トラン
ジスタＱ１に送出するレベルがＬレベルとなる。そし
て、比較器１１の出力が、ＬレベルからＨレベルとなっ
たときには、マイクロコンピュータ７は、正常動作を再
開し、初期設定の動作を行う。すなわち、出力３２をＨ
レベルに変化させた後、Ｌレベルに変化させる。従っ
て、フリップフロップ３１のセット入力には、出力３２
の立ち下がりエッジにより生じたＬレベルパルスが印加
され、セットされる。このため、出力ＱがＨレベルに変
化する。従って、以後では、マイクロコンピュータ７に
より、圧縮機１の運転を制御することが可能になる。

【００３４】なお、本実施形態では、マイクロコンピュ
ータ７は、サーミスタ８により検出された圧縮機１の温
度が上限値を越えると、リレー接点Ｓの接続を開き、圧
縮機１の運転を停止する動作を行うが、その他の動作を
行う構成とすることが可能である。すなわち、サーミス
タ８と、サーミスタ８の出力をマイクロコンピュータ７
に導く経路２１を省略し、電流検出回路３の出力をマイ
クロコンピュータ７に導く経路２２を設ける。そして、
マイクロコンピュータ７には、電流検出回路３により検
出された電流が上限値を越えると、リレー接点Ｓの接続
を開く制御を行わせる。但し、上記した上限値は、運転
停止回路４に設定される許容値より、１〜２Ａ程度低い
値となる。

【００３５】また、圧縮機１の電流経路の接続を開閉す
る開閉回路には、駆動コイルＲＬにより、リレー接点Ｓ
の接続が開閉されるメカニカルリレー５を用いた場合に
ついて説明したが、ソリッドステートリレー等を用いた
構成とすることが可能になっている。

【００３６】また、リレー接点Ｓの開閉によって、圧縮
機１の運転を制御する構成とした場合について説明した
が、商用電源２を整流平滑する整流平滑回路と、整流平
滑回路の出力を電源として、マイクロコンピュータ７の
出力により動作が制御されるインバータ回路とを用い
て、圧縮機１の運転を制御する構成の場合にも、同様に
適用することが可能となっている。

【００３７】

【発明の効果】請求項１記載の発明に係る空気調和機
は、マイクロコンピュータを用いることにより、圧縮機
の電流値または前記圧縮機の温度が予め設定された上限
値を越えるときには、前記圧縮機に流れる電流を減少さ
せる空気調和機に適用し、前記圧縮機に流れる電流値を
検出する電流検出回路と、前記電流検出回路により検出
された電流値が予め設定された許容値を越える場合、前
記マイクロコンピュータの出力が前記圧縮機を運転状態
に設定するときにも、前記圧縮機の運転を停止する運転
停止回路とを備えた構成としている。このため、マイク
ロコンピュータに不具合が生じ、圧縮機の運転停止が不
能となるときにも、圧縮機の電流が増加すると、圧縮機
の運転は停止されることになるので、マイクロコンピュ
ータに不具合が生じたときにも、圧縮機の温度の異常上
昇を防止することが可能になっている。

【００３８】また請求項２記載の発明に係る空気調和機
は、前記運転停止回路は、前記圧縮機の運転を停止する
ときには、前記マイクロコンピュータをリセットする構
成としている。すなわち、不具合が生じたマイクロコン
ピュータは、リセットにより、正常動作が可能な初期状
態に戻る。このため、圧縮機の異常状態が解除されたと
きには、マイクロコンピュータによる制御を再開させる
ことが可能となっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る空気調和機の一実施形態の電気的
接続を示す回路図である。

【図２】フリップフロップを設けた運転停止回路の電気
的接続を示す回路図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 商用電源 ３ 電流検出回路 ４ 運転停止回路 ５ リレー ７ マイクロコンピュータ ８ サーミスタ ３１ フリップフロップ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マイクロコンピュータを用いることによ
   り、圧縮機の電流値または前記圧縮機の温度が予め設定
   された上限値を越えるときには、前記圧縮機に流れる電
   流を減少させる空気調和機において、 前記圧縮機に流れる電流値を検出する電流検出回路と、 前記電流検出回路により検出された電流値が予め設定さ
   れた許容値を越える場合、前記マイクロコンピュータの
   出力が前記圧縮機を運転状態に設定するときにも、前記
   圧縮機の運転を停止する運転停止回路とを備えたことを
   特徴とする空気調和機。
2. 【請求項２】 前記運転停止回路は、前記圧縮機の運転
   を停止するときには、前記マイクロコンピュータをリセ
   ットすることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。