JP2004205118A

JP2004205118A - 空気調和装置の制御装置

Info

Publication number: JP2004205118A
Application number: JP2002375248A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Takada; 茂生高田; Takuya Inoue; 琢也井上; Junji Morimoto; 純司森本; Shinsaku Kusube; 真作楠部
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-12-25
Filing date: 2002-12-25
Publication date: 2004-07-22

Abstract

【課題】異常状態が検知されて空気調和装置の運転が停止しても、軽微な異常である場合には再運転し、空調環境の劣化を防止することができる空気調和装置の制御装置を提供する。
【解決手段】圧縮機１、凝縮器２、絞り手段３、蒸発器４およびこれらを連通する冷媒配管５を有する冷媒回路６と、上記圧縮機１に交流電圧を供給するインバータ１１と、上記圧縮機の温度、圧力検出手段１４〜１６および上記インバータ１１の電圧、電流検出手段１８〜２０を有し、各検出手段の検出値から異常を検知して上記冷媒回路６の運転を停止する異常検知手段２２と、上記異常検知手段２２によって検知された異常部位の動作を確認すると共に、確認結果にもとづいて異常状態の内容を判定する異常部位動作確認手段２３と、上記判定結果を表示する異常表示手段２６とを備えた構成とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気調和装置の制御装置、特に異常検知後に異常部位を特定すると共に、空気調和装置の運転を極力継続するための判断制御を行なう制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、空気調和装置において、異常検知時に要因の自己診断を行なうことができる装置が種々提案されている。例えば、圧縮機用電動機の駆動用インバータのスイッチング素子について、チェック対象のスイッチング素子と同相のアームを構成するスイッチング素子に外部から信号を与えてＯＮさせる作業を各相について繰り返し行ない、インバータに流入する過電流の有無を検知することによって、各スイッチング素子のショート破壊による故障診断を行なうと共に、結果を記憶および表示させるものがある。（例えば特許文献１参照）。
また、圧縮機用電動機を駆動するインバータに故障診断モード設定手段を設け、このモードの設定時に圧縮機の圧縮部が回転駆動しないような電圧を印加し、この時の電流を検出することによって圧縮機の異常または圧縮機とインバータとの結線異常を診断できるようにしたものがある。（例えば特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−７１８０５号公報（段落００３４−００３５、図２、図３）
【特許文献２】
特開平７−６７２４８号公報（段落００１４−００１９、図１、図３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の空気調和装置による異常自己診断は、上記のように行なわれていたので以下のような問題点があった。即ち、故障復旧作業の効率化を主目的として外部信号またはモード切り替えにもとづいて故障判定を実施しており、故障発生後に要因の解明と復旧作業を行なっているため、故障発生時に機器が機能停止するという状況は従来どおり発生し、空気調和装置の空調環境の劣化が避けられないという問題点があった。
また、異常状態の連続発生を前提として故障診断を自動判定する場合でも、部品の正常判定が得られた時に自動的に機器の運転を再開し、元の正常な運転状態に復帰する手段を備えておらず、故障が復旧した旨の情報提供に止まっていたという問題点があった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、異常状態が検知されて空気調和装置の運転が停止しても、軽微な異常である場合には再運転し、空調環境の劣化を防止することができる空気調和装置の制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る空気調和装置の制御装置は、圧縮機、凝縮器、絞り手段、蒸発器およびこれらを連通する冷媒配管を有する冷媒回路と、上記圧縮機に交流電圧を供給するインバータと、上記圧縮機の温度、圧力検出手段および上記インバータの電圧、電流検出手段を有し、各検出手段の検出値から異常を検知して上記冷媒回路の運転を停止する異常検知手段と、上記異常検知手段によって検知された異常部位の動作を確認すると共に、確認結果にもとづいて異常状態の内容を判定する異常部位動作確認手段と、上記判定結果を表示する異常表示手段とを備えたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図にもとづいて説明する。図１は、実施の形態１の構成を示す概略図である。この図において、圧縮機１と凝縮器２と絞り手段３と蒸発器４はそれぞれ冷媒配管５で連通され、冷媒回路６を構成している。圧縮機１は交流電源７を整流する整流回路８、直流リアクトル９、直流平滑コンデンサ１０による直流化を経てインバータ１１で交流に再変換された電圧により駆動されるものである。インバータ１１の冷却用として、ヒートシンク１２および冷却ファン１３が配設されている。
また、制御用のセンサとして、圧縮機１の吐出側に接続された高圧圧力（Ｐｄ）センサ１４、吐出温度（Ｔｄ）センサ１５、圧縮機１の吸入側に接続された低圧圧力（Ｐｓ）センサ１６、ヒートシンク１２の温度センサ１７、インバータ１１の直流側に接続された直流母線電圧センサ１８、直流電流（Ｉｄ）センサ１９、インバータ１１の交流側に接続され、Ｕ相およびＷ相の電流を検知する交流電流センサ２０が設けられている。
【０００８】
更に、制御用のアクチュエータとしては、圧縮機１の速度制御用としてインバータ１１、冷媒回路中で冷媒を減圧する絞り手段３、のほか凝縮器２および蒸発器４用の送風機（図示せず）などが設けられている。
上述した各種センサの検出値は、センサ検出手段２１に集約され、異常検知手段２２においてそれぞれの値が異常値かどうかを判断し、異常の場合は冷媒回路６の運転を一旦停止する。異常検知手段２２の異常判定に伴い、異常部位動作確認手段２３により、センサ検出手段２１の検出値を確認しつつアクチュエータ動作手段２４により上述した各種アクチュエータに所望の動作をさせると共に、異常の状態について「異常」「軽微な異常」「異常なし」の判定を行なう。
また、軽微な異常の場合には、計数手段２５により軽微な異常としての判定回数を数え、所定時間内に何回発生したかを確認する。軽微な異常の発生頻度が大になり、所定時間内に所定回数以上発生した場合は、異常判定されたものと同等に扱い、異常表示手段２６に異常表示を行なう。この場合、冷媒回路６はそのまま運転を停止する。異常部位動作確認手段２３による判定が「異常なし」および「軽微な異常」で計数手段２５の計数値が所定頻度以下の場合は、第１の再運転手段２７により冷媒回路６は通常の運転状態に復帰する。
【０００９】
この制御動作を図２に示すフローチャートにもとづき更に詳細に説明する。
ステップＳ１で各センサのセンサ入力値をセンサ検出手段２１に取り込み、ステップＳ２へ進む。ステップＳ２では、異常検知手段２２による異常判定を行ない、異常があればステップＳ３へ進み、異常がなければ本制御を終了する。
なお、ここで異常判定した場合には、冷媒回路６の運転を一旦停止させる。
ステップＳ３では、異常部位動作確認手段２３によって異常部位の動作を後述する判定手段と手順によって確認し、その判定情報を生成してステップＳ４に進む。ステップＳ４では、異常部位動作確認手段２３によって生成された判定結果情報を判別し、異常が確認できた場合はステップＳ８へ進み、軽微な異常と判定された場合にはステップＳ６へ進み、異常なし（正常）と判定された場合にはステップＳ５へ進む。ステップＳ５では、第１の再運転手段２７によって冷媒回路６を通常の運転状態に復旧させ、本制御を終了する。
【００１０】
ステップＳ６では、計数手段２５によって軽微な異常の発生回数を加算し、ステップＳ７へ進む。ステップＳ７では、軽微な異常の発生回数の加算値が所定値を超えているかどうかを判定し、超えておればステップＳ８へ進み、超えていなければステップＳ５へ進む。ステップＳ８では、冷媒回路６を異常停止状態とし、ステップＳ９へ進む。ステップＳ９では、異常表示手段２６に異常表示をし、ステップＳ１０へ進む。ステップＳ１０では、計数手段２５の軽微な異常の発生回数の加算値を０クリアし、本制御を終了する。
【００１１】
実施の形態１は、以上のような構成と制御手順を有するため、センサの検出値によって異常検知をした場合でも異常部位動作確認手段２３による確認作業を実施することにより軽微な異常の場合には、異常停止状態に至るのを抑制することができる。センサの検出値による異常停止後、異常部位動作確認手段２３による再確認で異常なし、と判定されるケースは外乱などによる一過性の異常検知と考えられ、冷媒回路６を再運転しても問題はないと考えられる。
また、センサの検出値による異常検知後、異常部位動作確認手段２３による再確認で軽微な異常、と判定されるケースは異常内容が、空調機の運転環境による特異な不具合状況による異常検知であり、再度起動から運転再開した場合、再発の可能性が低いと考えられるもので、例えば夏の昼間の過負荷運転など、時間の経過と共に発生の可能性が変化する場合である。
なお、本フローチャートでは、軽微な異常の加算計数において、時間管理を実施していないが、上述のように、所定時間内の加算計数値による判定を行なうことで、具体的には最初の異常判定からの経過時間により、計数値を０クリアすることで、異常の最終判定による空調機の停止状態の発生を一層抑制することができる。
【００１２】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２を図にもとづいて説明する。図３は、実施の形態２の構成を示す概略図である。この図において、図１と同一または相当部分にはそれぞれ同一符号を付して説明を省略する。図１と異なる点は、異常部位動作確認手段２３による「異常」「軽微な異常」「異常なし」の判定に対し、「異常」および「軽微な異常」の場合には、リセット手段２９により制御回路（具体的にはマイクロコンピュータ）または制御用電源をリセットした後、計数手段２５による計数を行ない、計数値によるその後の制御に移行するようにした点である。
計数値が少ない場合（計数累積の期間を設定する場合もあり）および「異常なし」の判定の場合は再運転するが、その動作は第２の再運転手段２８で実施する。
第２の再運転手段２８と第１の再運転手段２７とは同一構成による同一制御動作でもよいが、第２の再運転手段２８では、リセット手段２９によるリセット動作後の運転になる場合があることから初期設定動作等が必要になる場合があるため第１の再運転手段２７とは区別した。
【００１３】
実施の形態２の制御動作を図４に示すフローチャートにもとづき、更に詳細に説明する。ステップＳ２１で各センサの入力値をセンサ検出手段２１に取り込み、ステップＳ２２に進む。ステップＳ２２では、センサ入力値にもとづき異常検知手段２２による異常判定を実施し、異常があればステップＳ２３に進み、異常がなければ本制御を終了する。
なお、ここで異常判定した場合には、冷媒回路６の運転を一旦停止させる。
ステップＳ２３では、異常部位動作確認手段２３によって異常部位の動作を後述する判定手段と手順によって確認し、その判定結果情報を生成してステップＳ２４に進む。ステップＳ２４では、異常部位動作確認手段２３によって生成された判定結果情報を判別し、異常ありと認めた場合および軽微な異常と認めた場合にはステップＳ２５に進み、異常部位はなく正常と認めた場合にはステップＳ２８に進む。
【００１４】
ステップＳ２５では、制御回路マイコンのリセット動作を実施し、ステップＳ２６に進む。ステップＳ２６では、リセット動作が実施されたことに対応して計数手段２５の計数を１加算し、ステップＳ２７に進む。ステップＳ２７では、計数手段２５の計数値が所定値以上かどうかを判定し、所定値以上であればステップＳ２９へ進み、そうでなければステップＳ２８へ進む。ステップＳ２８では、冷媒回路６を再運転し、本制御を終了する。ステップＳ２９では、冷媒回路６を異常停止状態とし、ステップＳ３０に進む。ステップＳ３０では、異常表示手段２６に異常表示をし、ステップＳ３１に進む。ステップＳ３１では、計数手段２５の計数値を０クリアし、本制御を終了する。
なお、本フローチャートでは、異常および軽微な異常の加算計数において、時間管理を実施していないが、上述のように、所定時間内の加算計数値による判定を行なうことで、具体的には最初の異常判定からの経過時間により、計数値を０クリアすることで、異常の最終判定による空調機の停止状態の発生を一層抑制することができる。
【００１５】
実施の形態２は以上のような構成と制御手順を有するため、センサの検出値によって異常検知をした場合でも異常部位動作確認手段２３による確認作業を実施することにより軽微な異常の場合には異常停止状態に至るのを抑制することができる。センサの検出値による異常検知後、異常部位動作確認手段２３による再確認で異常なし、と判定されるケースは外乱などによる一過性の異常検知と考えられ、冷媒回路６を再運転しても問題はないと考えられる。
また、センサ検出値による異常停止後、異常部位動作確認手段２３による再確認で軽微な異常、と判定されるケースは異常内容が、空調機の運転環境による特異な不具合状況による異常検知であり、再度起動から運転再開した場合、再発の可能性が低いと考えられるもので、例えば夏の昼間の過負荷運転など、時間の経過と共に発生の可能性が変化する場合である。
更に、この実施の形態では、外来ノイズ等の影響でメモリ記憶内容が変化してしまったケースなどの要因で、制御動作が不調になったことにより異常検知に至った場合などにも、空調機の制御を司るマイクロコンピュータを一旦リセットすることにより制御を初期状態から再起動することができ、異常動作の再発を予防した状態で再起動し、空調機の運転を正常復旧することができる。
【００１６】
次に、実施の形態１および２における異常部位動作確認手段２３のうちの判定機能の処理手順の具体例を図５〜図８のフローチャートに示す。
先ず、図５に示す例について動作を説明する。ステップＳ４１で異常検知直後のセンサ入力値を再確認し、ステップＳ４２に進む。ステップＳ４２では、センサ入力値が正常値かどうかを判定し、正常であればステップＳ４３に進み、異常であればステップＳ４４に進む。ステップＳ４３では、異常検知直後に異常が解消した状態と判定し、トータルとして軽微な異常と判定して本制御を終了する。
ステップＳ４４では、異常と判定して本制御を終了する。
このように判定することで、異常検知時の一過性のセンサ入力値の異常値を識別し、一過性の異常の場合に空調機が異常停止に至ることを抑制することができる。この動作は、異常検知時のセンサ入力と再確認時のセンサ入力値が通常のセンサ検出値の変動では変化が少ないことを前提としているが、一般に空調機の圧力および温度はその変化時定数が充分長く、この条件を満たすことができる。
【００１７】
次に、図６に示す例について動作を説明する。ステップＳ５１でタイマ値を０クリアし、ステップＳ５２へ進む。ステップＳ５２では、センサ入力値を再確認し、ステップＳ５３へ進む。ステップＳ５３では、センサ入力値が正常かどうかを判定し、正常であればステップＳ５４へ進み、そうでなければステップＳ５５へ進む。ステップＳ５４では、異常検知直後に異常が解消した状態と判定し、トータルとして軽微な異常と判定して本制御を終了する。
ステップＳ５５では、タイマ値が所定時間を経過しているかどうかを判定し、所定時間を過ぎている場合はステップＳ５６で異常と判定して本制御を終了し、所定時間を過ぎていなければステップＳ５２へ戻る。
このように判定することで、センサ入力値が所定時間以内に正常復帰すれば軽微な異常として空調機の運転を復帰させ、異常判定は所定時間超の確実なセンサ入力異常時に限ることで、空調機が異常停止状態に至ることを極力抑制することができる。なお、この制御は、センサ入力部の外乱防止のフィルタ回路の時定数によって一旦取り込んだ異常値が保持されてしまう保持時間に対する配慮であり、図５における制御の補強である。
【００１８】
次に、図７に示す例について動作を説明する。ステップＳ６１で異常検知に対して、異常検知手段２２が常時保持している１回前（異常前）のセンサ入力値データを取り出し、ステップＳ６２へ進む。ステップＳ６２では、Ｓ６１において取り込んだ異常前のデータと異常検知時の値との差の絶対値が第１の所定範囲を超えているかどうかを判定し、超えていればステップＳ６３へ進み、超えていなければステップＳ６４へ進む。ステップＳ６３では、異常判定時のデータが外乱等による一過性のものであると判定して軽微な異常と判定し、本制御を終了する。
ステップＳ６４では、特異な変化とは判定できないため異常と判定し、本制御を終了する。このように判定することで、異常検知時のセンサ入力値が特異な変化による値であるかどうかを確認し、外乱等による一過性の異常検知を排除することができる。
【００１９】
次に、図８に示す例について動作を説明する。ステップＳ７１でセンサ等の入力値とＨ／Ｗでの設定値の比較により異常検知するＨ／Ｗ異常検知に対して、異常検知手段２２が常時保持している１回前（異常前）のセンサ入力値データを取り出し、ステップＳ７２へ進む。ステップＳ７２では、Ｓ７１において取り込んだ異常前のデータとＨ／Ｗ異常検知の異常判定設定値との差の絶対値が第２の所定範囲を超えているかどうかを判定し、超えていればステップＳ７３へ進み、超えていなければステップＳ７４へ進む。ステップＳ７３では、異常時のデータが外乱等による一過性のものであると判定して軽微な異常と判定し、本制御を終了する。ステップＳ７４では、特異な変化とは判定できないため異常と判定し、本制御を終了する。このように判定することで、アナログ値による異常判定ではなく、Ｈ／Ｗ的に異常判定する場合でも、異常検知時のセンサ入力値が特異な変化による値であるかどうかを確認し、外乱等による一過性の異常検知を排除することができる。なお、Ｈ／Ｗ異常検知は、具体的には、電圧・電流等のように高速で変化し、それに応じた高速応答を要求されるセンサ値に対する異常判定に用いられている。また、機器の安全確保上の保護協調のため、マイコン等の制御を介在させずに運転を停止させる必要性から、高圧圧力などにもＨ／Ｗ異常検知とそれにもとづくＨ／Ｗ的な運転停止手段が備えられている。
【００２０】
次に、実施の形態１および２における異常検知手段２２の処理手順の具体例を図９〜図１３のフローチャートに示す。
先ず、図９に示す例について動作を説明する。ステップＳ８１でセンサ入力値を取り込み、ステップＳ８２へ進む。ステップＳ８２では、空調機が運転中かどうかを判定し、運転中であればステップＳ８５へ進み、そうでなければステップＳ８３へ進む。ステップＳ８３では、センサ初期値に今回の入力取り込み値を代入し、ステップＳ８４へ進む。ステップＳ８４では、タイマ値を０クリアし、本制御を終了する。ステップＳ８５では、センサ入力取り込み値が異常値かどうかを判定し、異常値であればステップＳ８８へ進み、そうでなければステップＳ８６へ進む。ステップＳ８６では、タイマ値が第１の所定期間を超えているかどうかを判定し、超えておればステップＳ８７へ進み、そうでなければ本制御を終了する。ステップＳ８７では、センサ初期値と今回入力取り込み値との差の絶対値が第３の所定範囲を超えているかどうかを判定し、超えていれば本制御を終了し、そうでなければステップＳ８８へ進む。ステップＳ８８では、センサ異常と判定し、本制御を終了する。
【００２１】
このように異常判定をすることで、センサ値が異常値であることだけでなく、空調機動作に応じて通常では値が変化するはずのセンサ値が変化しないことによるセンサの異常も判定することができ、異常状況をより正確に把握できる。
センサ値が変化しないことによるセンサの異常としては、センサの故障、抜け、測定位置違い、および圧縮機、凝縮器ファン（図示せず）、蒸発器ファン（図示せず）、インバータ冷却ファン１３などのアクチュエータ動作不良が考えられる。
なお、ここでは「運転」の判定を空調機全体の運転として説明したが、個々のアクチュエータの運転を起点とすれば、対応するセンサの入力取り込み値の変化の判定を、より正確に行なうことができる。この場合、初期値としても個々のアクチュエータの動作直前の値を用いることになる。
具体的な例としては、インバータ冷却ファン１３とそれに対応するヒートシンク温度センサ１７、圧縮機１とそれに対応する高圧圧力センサ１４および低圧圧力センサ１６および吐出温度センサ１５の関係などがある。
【００２２】
次に、図１０に示す例について動作を説明する。ステップＳ９１でセンサ入力、ここではヒートシンク温度センサ１７の入力値を取り込み、ステップＳ９２に進む。ステップＳ９２では、ヒートシンクの冷却ファン１３の運転状態を確認し、運転であればステップＳ９５へ進み、停止であればステップＳ９３へ進む。
ステップＳ９３では、初期値に今回の入力取り込み値を代入し、ステップＳ９４へ進む。ステップＳ９４では、タイマ値を０クリアし、本制御を終了する。
ステップＳ９５では、タイマ値が第２の所定期間より短いかどうかを判定し、短ければステップＳ９６へ進み、そうでなければステップＳ９７へ進む。
ステップＳ９６では、起動時値に今回の入力取り込み値を代入し、本制御を終了する。ステップＳ９７では、入力取り込み値が異常値かどうかを判定し、異常値であればステップＳ９８へ進み、そうでなければ本制御を終了する。
ステップＳ９８では、初期値と起動時値との差の絶対値が第４の所定範囲より小さいかどうかを判定し、小さければステップＳ９９へ進み、そうでなければステップＳ１００へ進む。ステップＳ９９では、冷却ファンの異常と判定し、本制御を終了する。ステップＳ１００では、電源電圧値を確認して所定電圧値より小さいかどうかを判定し、小さければステップＳ１０１で軽微な異常と判定し、そうでなければステップＳ１０２で過負荷異常と判定する。
【００２３】
このような異常検知判定をすることで、ヒートシンク１２の温度が上昇し異常検知した場合に、冷却ファン１３の動作に伴ってヒートシンク１２の温度が低下するという効果が得られたかどうかの判定により、冷却ファン１３が機能しているかどうかを判定し、冷却ファン１３の異常状態を明確化することができる。
ただし、この場合も、冷却ファン１３そのものの異常と共に風路の詰り等も考慮する必要がある。また、冷却ファン１３は異常でないと判定した場合に、電源電圧値を確認することで、電源電圧が低いことによる空調機およびインバータの効率低下によるヒートシンク１２の温度上昇と判定できた場合は、再運転により空調機の運転状況が変化することも期待できるため異常検知時点で軽微な異常と判定して再運転を促すことができる。
【００２４】
次に、図１１に示す例について動作を説明する。ステップＳ１１１で直流母線電圧センサ１８の前回取り込み値を前回値データとして保持し、ステップＳ１１２へ進む。ステップＳ１１２では、新たに直流母線電圧センサ１８の入力値を取り込み、ステップＳ１１３へ進む。ステップＳ１１３では、空調機、より正確にはインバータ１１の運転状態を確認し、運転しておればステップＳ１１５へ進み、停止であればステップＳ１１４へ進む。ステップＳ１１４では、センサ入力取り込み値が異常値かどうかを判定し、異常値であればステップＳ１２１へ進み、そうでなければ本制御を終了する。
ステップＳ１１５では、センサ入力取り込み値が異常値かどうかを判定し、異常値であればステップＳ１１６へ進み、そうでなければ本制御を終了する。
ステップＳ１１６では、前回値と今回の取り込み値との差の絶対値が第５の所定範囲より小さいかどうかを判定し、小さければステップＳ１２０へ進み、そうでなければステップＳ１１７へ進む。ステップＳ１１７では、一旦空調機（インバータ）の運転を停止し、ステップＳ１１８へ進む。ステップＳ１１８では、再度直流母線電圧のセンサ１８の入力値を取り込み、ステップＳ１１９へ進む。
ステップＳ１１９では、異常検知時のセンサ入力取り込み値と再度取り込んだ値との差の絶対値が第６の所定範囲を超えているかどうかを判定し、超えていればステップＳ１２０へ進み、そうでなければステップＳ１２１へ進む。
ステップＳ１２０では、インバータへの入力電源回路を開閉する電源開閉部（図示せず）の不良と判定し、本制御を終了する。ステップＳ１２１では、電源の不良と判定し、本制御を終了する。
【００２５】
このように、異常判定をすることで、停止中の直流母線電圧の異常および運転中の定常的な直流母線電圧の異常時に電源の不良と判定し、異常要因の絞り込みを実施できる。また、運転中の過渡的な直流母線電圧の異常検知に関しては電源開閉部の異常として識別することができる。
このように、１つのセンサによる異常検知に対して、要因をさらに識別することで不具合状況の修正作業に対して便宜を図ることができる。
なお、過渡的な直流母線電圧の異常検知に関しては、図５〜図７のアルゴリズムとの組合せにより軽微な異常と判定され、所定回数以下であれば再運転されることになる。
【００２６】
次に、図１２に示す例について動作を説明する。ステップＳ１３１で電流センサ入力値を取り込み、ステップＳ１３２へ進む。ステップＳ１３２では、空調機（インバータ）の運転状態を確認し、運転しておればステップＳ１３６へ進み、停止しておればステップＳ１３３へ進む。ステップＳ１３３では、初期値に今回入力取り込み値を代入し、ステップＳ１３４へ進む。ステップＳ１３４では、入力取り込み値が異常値かどうかを判定し、異常値であればステップＳ１３５へ進み、そうでなければ本制御を終了する。ステップＳ１３５では、センサ異常と判定し、本制御を終了する。
ステップＳ１３６では、初期値と今回入力取り込み値との差の絶対値が第７の所定範囲より小さいかどうかを判定し、小さければステップＳ１３７へ進み、そうでなければ本制御を終了する。ステップＳ１３７では、インバータ出力配線不良と判定し、本制御を終了する。
このように異常検知をすることで、電流センサ入力取り込み値に関する異常において、不具合点の分類を実施することができる。なお、図９のアルゴリズムとの併用により、電流センサのセンサ異常判定と配線不良判定が共存することになり、不具合時の確認ポイントを指摘するという意味で絞り込みとは相反するが実メンテナンス作業時には有効な情報が提供できる。
【００２７】
次に、図１３に示す例について動作を説明する。ステップＳ１４１でセンサ入力、ここでは圧縮機１の高圧圧力（Ｐｄ）、低圧圧力（Ｐｓ）、吐出温度（Ｔｄ）、インバータの電流等のセンサ入力を取り込み、ステップＳ１４２へ進む。
ステップＳ１４２では、空調機が運転しているかどうかを判定し、運転しておればステップＳ１４４へ進み、そうでなければステップＳ１４３へ進む。
ステップＳ１４３では、各入力取り込み値を初期値に代入し、本制御を終了する。ステップＳ１４４では、電流取り込み値が所定値より大きいかどうかを判定し、大きければステップＳ１４７へ進み、そうでなければステップＳ１４５へ進む。ステップＳ１４５では、Ｐｄ，Ｐｓ，Ｔｄの各々が初期値と今回取り込み値との差の絶対値として高圧圧力、低圧圧力、吐出温度にそれぞれ設定された第８〜第１０の所定範囲より小さいかどうか（ＡＮＤ条件）を判定し、そうであればステップＳ１４６へ進み、そうでなければ本制御を終了する。
ステップＳ１４６では、配線又は圧縮機不良と判定し、本制御を終了する。
ステップＳ１４７では、過電流異常と判定し、本制御を終了する。
【００２８】
このように異常判定することで、空調機の起動時に過電流であれば過電流異常とするが、そうでない場合に圧縮機の動作に伴って変化するはずの諸センサ値の変化が小さいことにより起動不良と判断し、そのことを配線または圧縮機不良として絞り込むことで、メンテナンスサービスの利便性を向上することができる。
なお、この場合も図１２と同様に、図９のアルゴリズムとの併用により、各センサのセンサ異常判定と圧縮機不良判定が共存することになり、不具合時の確認ポイントを指摘するという意味で絞り込みとは相反するが実メンテナンス作業時には有効な情報が提供できる。
【００２９】
次に、実施の形態１および２における第１および第２の再運転手段２７、２８の特殊な処理手順の具体例を図１４および図１５のフローチャートに示す。
再運転の手順は、通常の運転と同様であってもよいが、以下に示すような工夫を施すことでさらに改善することができる。
先ず、図１４に示す再運転の手順について説明する。ステップＳ１５１で異常判定が電流センサ異常（過電流異常）であったかどうかを判定し、そうであればステップＳ１５２へ進み、そうでなければステップＳ１５３へ進む。
ステップＳ１５２では、インバータ１１の運転に用いる出力周波数と出力電圧の関係の設定値（ｖ/ｆ設定値）を出力電圧が高めになるように変更し、ステップＳ１５３へ進む。ステップＳ１５３では、ｖ／ｆ設定値を用いて空調機を再起動し、本制御を終了する。ここで、ｖ／ｆ設定値を高めに変更する場合、出力電圧設定値を上昇するやり方のほかにインバータ１１の出力電圧歪み軽減のために用いられるＴｄ補正量（詳細説明せず）を大きくすることでも対応できる。
つまり、インバータ１１による圧縮機起動時に制御パラメータのばらつきなどにより起動トルクが不足して電流センサ異常（過電流異常）となった場合に、再起動に際してｖ/ｆ設定値に制御パラメータのばらつきを集約して補正することで運転状態を正常に近づけることができ、異常の再発を抑制することができる。
【００３０】
次に、図１５に示す再運転の手順について説明する。ステップＳ１６１で異常判定が電流センサ異常（過電流異常）であったかどうかを判定し、そうであればステップＳ１６２へ進み、そうでなければステップＳ１６５へ進む。
ステップＳ１６２では、ヒートシンク１２の温度が所定値より高いかどうかを判定し、高ければステップＳ１６３へ進み、そうでなければステップＳ１６４へ進む。ステップＳ１６３では、ｖ／ｆ設定値を２段階上昇させ、ステップＳ１６５へ進む。ステップＳ１６４では、ｖ／ｆ設定値をステップＳ１６３より小さい１段階上昇させ、ステップＳ１６５へ進む。ステップＳ１６５では、ｖ／ｆ設定値を用いて空調機を再起動し、本制御を終了する。
ここで、１段階、２段階と説明しているｖ／ｆ設定値の変更は、例えば段階を１Ｖ刻みとして、１段階なら１Ｖ、２段階なら２Ｖだけｖ／ｆ設定値を変更することを示している。このように制御することで図１４に対してヒートシンク温度が高い、即ち、インバータ主回路素子温度が高いことによる出力電圧ズレ分も補正して、より安定に再起動し、異常の再発を抑制することができる。
【００３１】
次に、実施の形態１および２における異常部位動作確認手段の処理手順の他の具体例を図１６および図１７のフローチャートに示す。この例では、より積極的に各アクチュエータを動作させることで判定を行なうようにしている。
先ず、図１６に示す異常部位動作確認運転の手順について説明する。
ここで、仮変数ｉを用いるが、ｉはインバータ１１のスイッチング素子（モジュール）と対応しており、ｉ＝１はＵ相上アームのモジュール、２はＶ相上アームのモジュール、３はＷ相上アームのモジュール、４はＵ相下アームのモジュール、５はＶ相下アームのモジュール、６はＷ相下アームのモジュールをそれぞれ示す。また、電流センサ２０としては、Ｕ相およびＷ相にインバータ１１から圧縮機１に向かう方向を正としている。
【００３２】
ステップＳ１７１では、異常検知が直流部電流（Ｉｄｃ）異常であったかどうかを判定し、そうであればステップＳ１７２へ進み、そうでなければ本制御を終了する。ステップＳ１７２では、仮変数ｉを１とし、ステップＳ１７３へ進む。
ステップＳ１７３では、仮変数ｉの値に応じて、インバータ１１のスイッチング素子（モジュール）のモジュールｉをＯＮし、ステップＳ１７４へ進む。
ステップＳ１７４では、Ｉｄｃ異常が発生したかどうかを判定し、発生しておればステップＳ１８８へ進み、発生していなければステップＳ１７５へ進む。
ステップＳ１７５では、モジュールｉをＯＦＦし、ステップＳ１７６へ進む。
ステップＳ１７６では、仮変数ｉを１加算し、ステップＳ１７７へ進む。
ステップＳ１７７では、仮変数ｉが６を超えたかどうかを判定し、超えておればステップＳ１７８へ進み、そうでなければステップＳ１７３へ戻る。
ステップＳ１７８では、Ｕ相上アームとＶ相下アームのモジュールをＯＮし、ステップＳ１７９へ進む。ステップＳ１７９では、Ｕ相電流センサ２０が正で、かつＷ相電流センサ２０が０であるかどうかを判定し、そうであればステップＳ１８０へ進み、そうでなければステップＳ１８８へ進む。
ステップＳ１８０では、Ｕ相上アームとＶ相下アームのモジュールをＯＦＦし、ステップＳ１８１へ進む。ステップＳ１８１では、Ｖ相上アームとＷ相下アームのモジュールをＯＮし、ステップＳ１８２へ進む。ステップＳ１８２では、Ｕ相電流センサ２０が０で、かつＷ相電流センサ２０が負であるかどうかを判定し、そうであればステップＳ１８３へ進み、そうでなければステップＳ１８８へ進む。
ステップＳ１８３では、Ｖ相上アームとＷ相下アームのモジュールをＯＦＦし、ステップＳ１８４へ進む。ステップＳ１８４では、Ｗ相上アームとＵ相下アームのモジュールをＯＮし、ステップＳ１８５へ進む。ステップＳ１８５では、Ｕ相電流センサ２０が負で、かつＷ相電流センサ２０が正であるかどうかを判定し、そうであればステップＳ１８６へ進み、そうでなければステップＳ１８８へ進む。
ステップＳ１８６では、Ｗ相上アームとＵ相下アームのモジュールをＯＦＦし、ステップＳ１８７へ進む。ステップＳ１８７では、軽微な異常であり、かつインバータモジュールを正常と判定し、本制御を終了する。ステップＳ１８８では、インバータ１１の６つのモジュールを全てＯＦＦとし、ステップＳ１８９へ進む。
ステップＳ１８９では、異常であり、かつインバータモジュールを不良と判定し、本制御を終了する。このように制御することで、インバータモジュールの不良判定ができ、不良時には再起動なしに異常表示し、早期の正常復旧を促すことができる。
【００３３】
次に、図１７に示す異常部位動作確認運転の手順について説明する。
ステップＳ１９１で異常検知が直流部電流（Ｉｄｃ）異常であったかどうかを判定し、そうであればステップＳ１９２へ進み、そうでなければ本制御を終了する。ステップＳ１９２では、インバータ出力のｖ／ｆを調整することにより圧縮機１が回転しない程度の低トルクを与え圧縮機モータを発熱させる周知の「拘束通電」運転を実施し、ステップＳ１９３へ進む。ステップＳ１９３では、Ｉｄｃ異常を検知したかどうかを判定し、検知しておればステップＳ１９９へ進み、そうでなければステップＳ１９４へ進む。ステップＳ１９９では、異常かつモジュールまたは圧縮機の不良と判定し、本制御を終了する。ステップＳ１９４では、所定期間の拘束通電運転を実施したかどうかを判定し、そうであればステップＳ１９５へ進み、そうでなければステップＳ１９３に戻る。ステップＳ１９５では、空調機を再運転し、ステップＳ１９６へ進む。ステップＳ１９６では、Ｉｄｃ異常が発生するかどうかを確認し、発生すればステップＳ１９７へ進み、発生しなければステップＳ１９８へ進む。ステップＳ１９７では、異常かつ圧縮機不良と判定し、本制御を終了する。ステップＳ１９８では、軽微な異常と判定し、本制御を終了する。このように制御することで、Ｉｄｃ異常に際し、より詳細な不具合部位を特定し、メンテナンスサービスをより迅速に実施することができる。
【００３４】
【発明の効果】
この発明に係る空気調和装置の制御装置は、圧縮機、凝縮器、絞り手段、蒸発器およびこれらを連通する冷媒配管を有する冷媒回路と、上記圧縮機に交流電圧を供給するインバータと、上記圧縮機の温度、圧力検出手段および上記インバータの電圧、電流検出手段を有し、各検出手段の検出値から異常を検知して上記冷媒回路の運転を停止する異常検知手段と、上記異常検知手段によって検知された異常部位の動作を確認すると共に、確認結果にもとづいて異常状態の内容を判定する異常部位動作確認手段と、上記判定結果を表示する異常表示手段とを備えたものであるため、軽微な異常である場合には再運転し、空調環境の劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１の構成を示す概略図である。
【図２】実施の形態１の制御手順を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態２の構成を示す概略図である。
【図４】実施の形態２の制御手順を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態１および２における異常部位動作確認手段の処理手順の具体例を示すフローチャートである。
【図６】実施の形態１および２における異常部位動作確認手段の処理手順の具体例を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態１および２における異常部位動作確認手段の処理手順の具体例を示すフローチャートである。
【図８】実施の形態１および２における異常部位動作確認手段の処理手順の具体例を示すフローチャートである。
【図９】実施の形態１および２における異常検知手段の処理手順の具体例を示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態１および２における異常検知手段の処理手順の具体例を示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態１および２における異常検知手段の処理手順の具体例を示すフローチャートである。
【図１２】実施の形態１および２における異常検知手段の処理手順の具体例を示すフローチャートである。
【図１３】実施の形態１および２における異常検知手段の処理手順の具体例を示すフローチャートである。
【図１４】実施の形態１および２における再運転手段の処理手順の具体例を示すフローチャートである。
【図１５】実施の形態１および２における再運転手段の処理手順の具体例を示すフローチャートである。
【図１６】実施の形態１および２における異常部位動作確認手段の処理手順の他の具体例を示すフローチャートである。
【図１７】実施の形態１および２における異常部位動作確認手段の処理手順の他の具体例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１圧縮機、２凝縮器、３絞り手段、４蒸発器、６冷媒回路、７交流電源、１１インバータ、１２ヒートシンク、１３冷却ファン、１４高圧圧力センサ、１５吐出温度センサ、１６低圧圧力センサ、１７温度センサ、１８直流母線電圧センサ、１９直流電流センサ、２０交流電流センサ、２１センサ検出手段、２２異常検知手段、２３異常部位動作確認手段、２４アクチュエータ動作手段、２５計数手段、２６異常表示手段、２７第１の再運転手段、２８第２の再運転手段。

Claims

圧縮機、凝縮器、絞り手段、蒸発器およびこれらを連通する冷媒配管を有する冷媒回路と、上記圧縮機に交流電圧を供給するインバータと、上記圧縮機の温度、圧力検出手段および上記インバータの電圧、電流検出手段を有し、各検出手段の検出値から異常を検知して上記冷媒回路の運転を停止する異常検知手段と、上記異常検知手段によって検知された異常部位の動作を確認すると共に、確認結果にもとづいて異常状態の内容を判定する異常部位動作確認手段と、上記判定結果を表示する異常表示手段とを備えたことを特徴とする空気調和装置の制御装置。
圧縮機、凝縮器、絞り手段、蒸発器およびこれらを連通する冷媒配管を有する冷媒回路と、上記圧縮機に交流電圧を供給するインバータと、上記圧縮機の温度、圧力検出手段および上記インバータの電圧、電流検出手段を有し、各検出手段の検出値から異常を検知して上記冷媒回路の運転を停止する異常検知手段と、上記異常検知手段によって検知された異常部位の動作を確認すると共に、確認結果にもとづいて異常状態の内容を判定する異常部位動作確認手段と、上記判定結果が異常なしまたは軽微な異常の場合には上記冷媒回路を再運転する再運転手段とを備えたことを特徴とする空気調和装置の制御装置。
圧縮機、凝縮器、絞り手段、蒸発器およびこれらを連通する冷媒配管を有する冷媒回路と、上記圧縮機に交流電圧を供給するインバータと、上記圧縮機の温度、圧力検出手段および上記インバータの電圧、電流検出手段を有し、各検出手段の検出値から異常を検知して上記冷媒回路の運転を停止する異常検知手段と、上記異常検知手段によって検知された異常部位の動作を確認すると共に、確認結果にもとづいて異常状態の内容を判定する異常部位動作確認手段と、上記判定結果が異常または軽微な異常の場合には、上記冷媒回路の制御手段の制御回路をリセットするリセット手段と、リセット後に上記冷媒回路を再運転する再運転手段とを備えたことを特徴とする空気調和装置の制御装置。
上記再運転手段による再運転回数をカウントする再運転回数カウント手段と、所定期間中の再運転回数が所定回数以上の場合には異常と判断して上記冷媒回路の運転を停止すると共に、異常内容を表示する異常表示手段とを設けたことを特徴とする請求項２または請求項３記載の空気調和装置の制御装置。
上記異常検知手段による異常検知後に上記温度および圧力検出手段の検出値を再確認し、正常値であれば上記異常部位動作確認手段による判定を軽微な異常とすることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の空気調和装置の制御装置。
上記異常検知手段による異常検知後に上記温度および圧力検出手段の検出値を再確認し、所定期間内に正常値に復帰すれば上記異常部位動作確認手段による判定を軽微な異常とすることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の空気調和装置の制御装置。
上記異常検知手段による異常検知後に上記各検出手段の異常前の検出値と異常判定時の検出値との乖離を求め、各乖離が所定値以上である場合は上記異常部位動作確認手段による判定を軽微な異常とすることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の空気調和装置の制御装置。
上記異常部位動作確認手段が上記各検出手段からの検出値とＨ／Ｗでの設定値との比較により異常を検知するものにおいて、異常検知後に上記各検出手段の異常前の検出値と異常判定時の検出値との乖離を求め、各乖離が所定値以上である場合は上記異常部位動作確認手段による判定を軽微な異常とすることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の空気調和装置の制御装置。
上記異常検知手段は、上記冷媒回路の動作中における上記各検出手段の検出値の経時変化を確認し、経時変化が所定値以下の場合は上記検出手段の異常と判定することを特徴とする請求項１記載の空気調和装置の制御装置。
上記異常検知手段は、上記圧縮機、凝縮器、蒸発器およびインバータの冷却用送風機の運転中における上記各検出手段の検出値の経時変化を確認し、経時変化が所定値以下の場合は上記冷却用送風機の異常と判定することを特徴とする請求項１記載の空気調和装置の制御装置。
上記異常検知手段は、上記インバータのヒートシンク用冷却ファンの駆動前後における上記ヒートシンクの温度検出手段の検出値および上記インバータの電源電圧または直流母線電圧の電圧検出手段の検出値をそれぞれ確認し、温度検出値の変化が所定値以下の場合は上記冷却ファンの異常と判定し、上記温度検出値の変化が所定値以上で、かつ電圧検出値が所定値以下の場合は軽微な異常と判定することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の空気調和装置の制御装置。
上記異常検知手段は、上記インバータの運転中における上記インバータの直流母線電圧の電圧検出手段の検出値が所定値以下となった時、上記検出値の経時変化を確認し、経時変化が所定値以下の場合、または上記インバータの運転停止後における上記電圧検出手段の検出値が所定時間以内に復帰した場合は電源の開閉器部の不良と判定することを特徴とする請求項１記載の空気調和装置の制御装置。
上記異常検知手段は、上記冷媒回路の動作中に上記インバータの電流検出手段の検出値の経時変化を確認し、経時変化が所定範囲以下の場合は圧縮機入力部の配線不良と判定することを特徴とする請求項１記載の空気調和装置の制御装置。
上記異常検知手段は、上記冷媒回路の動作中で上記インバータの電流検出手段の検出値が所定値以下である場合において、上記圧縮機の圧力および温度検出手段の検出値の経時変化を確認し、各検出手段の検出値の経時変化がそれぞれ所定範囲以下の場合は圧縮機入力部の配線不良または圧縮機不良と判定することを特徴とする請求項１記載の空気調和装置の制御装置。
上記再運転手段による再運転は、上記異常部位動作確認手段による異常判定が過電流にもとづく異常であった場合は、上記インバータの出力電圧を高めに変更して行なわれることを特徴とする請求項２または請求項３記載の空気調和装置の制御装置。
上記再運転手段による再運転は、上記異常部位動作確認手段による異常判定が過電流にもとづく異常であった場合は、上記インバータのヒートシンク温度に応じて上記インバータの出力電圧を高めに変更して行なわれることを特徴とする請求項２または請求項３記載の空気調和装置の制御装置。
上記インバータの出力電圧の変更は、上記圧縮機の吐出温度の補正量を大きくすることによって行なうことを特徴とする請求項１５または請求項１６記載の空気調和装置の制御装置。
上記冷媒回路の運転時に上記インバータの電流検出手段の検出値が所定値以上となった場合は、上記冷媒回路の運転を停止し、上記異常部位動作確認手段において、上記インバータの各相アームを構成するスイッチング素子を個別に順次ＯＮするか、または所定相の上アームと隣接相の下アームを構成する２個のスイッチング素子を順次ＯＮすることを特徴とする請求項１記載の空気調和装置の制御装置。
上記冷媒回路の運転時に上記インバータの電流検出手段の検出値が所定値以上となった場合は、上記冷媒回路の運転を停止し、上記再運転手段において、上記圧縮機が回転しない程度の低トルクを与える拘束通電運転を実施した後、再運転を実施するようにし、上記拘束通電運転時に異常が発生せず、再運転時に異常が発生した場合は圧縮機不良と判定することを特徴とする請求項２または請求項３記載の空気調和装置の制御装置。