JP2007147124A - 空気調和機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安価な湿度センサを用いても回路基板に実装される湿度センサのコネクタと、コネクタハウジングとの接続状態を検出可能にした空気調和機の制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】この発明に係る空気調和機の制御装置１００は、マイクロコンピュータ２を実装した第１の回路基板１と、部屋の相対湿度を検出し、０Ｖを含むパルス電圧を出力する湿度センサ素子７と、抵抗成分からなり、入力される電源電圧より小さく、且つ０Ｖより大きい電圧を出力する室温センサ５と、湿度センサ素子７と室温センサ５に共通であり、それらを第１の回路基板１に接続するコネクタ３Ａ及びコネクタハウジング３Ｂと、マイクロコンピュータ２に設けられ、室温センサ５から０Ｖが入力された場合に、コネクタ３Ａとコネクタハウジング３Ｂとの接続外れと判定する異常判定部とを備えたことを特徴とする
【選択図】図１

Description

この発明は、回路基板に実装される湿度センサのコネクタと、コネクタハウジングとの接続状態を検出可能にした空気調和機の制御装置に関するものである。

従来の湿度センサを用いる空気調和機の制御装置は、回路基板を備え、この回路基板に複数のコネクタが実装され、これらコネクタにコネクタハウジングが実装される。また、回路基板には空気調和機を制御するマイクロコンピュータ、パターン配線、抵抗、コンデンサ等の電子部品が実装される。室内の相対湿度を検出する湿度センサは、湿度センサ素子と電子回路とから構成される。例えば、５Ｖの直流電圧が湿度センサに入力され、湿度センサで検知した相対湿度に相当する定電圧がコネクタを経由して回路基板に実装されているマイクロコンピュータの入力ポートに入力される。また、湿度センサ以外のセンサ、例えば室温センサから出力される定電圧がコネクタを経由してマイクロコンピュータの別の入力ポートに入力される。

従来の湿度センサを用いた場合、マイクロコンピュータに入力される相対湿度に相当する定電圧Ｖ_Ｈは、０Ｖ（ボルト）＜Ｖ_Ｈ＜５Ｖとなる。湿度センサと回路基板とを接続しているコネクタとコネクタハウジングとの接続が外れたときは、０Ｖ又は５Ｖがマイクロコンピュータの入力ポートに入力されて異常と判定することができる。室温センサにおいても、０Ｖ又は５Ｖは制御で用いている定電圧としてマイクロコンピュータに入力されることはないので、異常と判定することができる。

しかし、相対湿度に相当する定電圧を出力することができる湿度センサは、他の室温センサ等に比べ電子回路を用いるため高価な部品である。
特開平１０−２３３２５７号公報 特開平１１−２９０５９３号公報

従来の湿度センサは、回路基板との接続が外れた場合、０Ｖ又は５Ｖがマイクロコンピュータの入力ポートに入力されて異常と判定することができるが、湿度センサが高価であるという課題があった。

また、安価な湿度センサを用いた場合、相対湿度に相当する電圧は、０Ｖ≦相対湿度に相当する電圧＜５Ｖの範囲となり、この電圧を用いて制御を行う為、湿度センサの回路基板との接続が外れたときに、従来のように０Ｖが入力されることで異常と判定することは出来ないといった課題が新たに発生する。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、安価な湿度センサを用いても回路基板に実装される湿度センサのコネクタと、コネクタハウジングとの接続状態を検出可能にした空気調和機の制御装置を提供することを目的とする。

この発明に係る空気調和機の制御装置は、マイクロコンピュータを実装した第１の回路基板と、部屋の相対湿度を検出し、０Ｖを含むパルス電圧を出力する湿度センサ素子と、抵抗成分からなり、入力される電源電圧より小さく、且つ０Ｖより大きい電圧を出力するセンサと、湿度センサ素子とセンサに共通であり、それらを第１の回路基板に接続するコネクタ及びコネクタハウジングと、マイクロコンピュータに設けられ、センサから０Ｖ又は電源電圧が入力された場合に、コネクタとコネクタハウジングとの接続外れと判定する異常判定部とを備えたことを特徴とする。

この発明に係る空気調和機の制御装置は、上記構成により、安価な湿度センサ素子を用いても第１の回路基板と湿度センサ素子を接続するコネクタとコネクタハウジングの接続外れを検出することが可能となる。

実施の形態１．
図１乃至図７は実施の形態１を示す図で、図１は空気調和機の制御装置の構成図、図２は空気調和機の制御装置のブロック図、図３は湿度センサ素子制御部２Ａのフローチャート、図４は室温センサ制御部２Ｂのフローチャート、図５は異常判定部２Ｃのフローチャート、図６はマイクロコンピュータ２に入力される相対湿度に相当する電圧と相対湿度との関係を示す図、図７はコネクタハウジングが第１の回路基板から外れた状態を示す図である。

図１に示すように、空気調和機の制御装置１００は、マイクロコンピュータ２等が実装された第１の回路基板１と、共通のコネクタハウジング３Ｂに接続された湿度センサ素子７及び室温センサ５（センサの一例）とを備える。湿度センサ素子７は、例えば、有機高分子タイプのものを使用する。また、室温センサ５は、例えば、温度により抵抗値の変化する抵抗体であるサーミスタを使用する。コネクタハウジング３Ｂは、第１の回路基板１のコネクタ３Ａに接続される。

マイクロコンピュータ２と湿度センサ素子７との間には、パターン配線、リード線、抵抗、コンデンサ、コネクタ３Ａ、コネクタハウジング３Ｂが接続される。

マイクロコンピュータ２と室温センサ５との間にも、パターン配線、リード線、抵抗、コンデンサ、コネクタ３Ａ、コネクタハウジング３Ｂが接続される。室温センサ５には、直流電圧の５Ｖ（電源電圧の一例）が入力され、室温に相当する電圧を出力している。室温センサ５に入力される直流電圧は、５Ｖ以外に、３．３Ｖの場合もある。

図２に示すように、マイクロコンピュータ２は、湿度センサ素子７を制御する湿度センサ素子制御部２Ａ、室温センサ５を制御する室温センサ制御部２Ｂ、コネクタ３Ａとコネクタハウジング３Ｂの接続外れを検知する異常判定部２Ｃを備える。

本実施の形態では、湿度センサ素子７単体をマイクロコンピュータ２で制御することにより、従来のように湿度センサに電子回路を設けていないので、湿度センサが安価になる。

図３により湿度センサ素子制御部２Ａの動作を説明する。マイクロコンピュータ２から、湿度センサ素子７を制御するために、マイクロコンピュータ２の出力ポート２ｃと出力ポート２ｄとから５Ｖのパルス電圧を出力し（Ｓ１０）、湿度センサ素子７に５Ｖのパルス電圧を印加する（Ｓ１１）。湿度センサ素子７は、相対湿度に相当するパルス電圧を出力する（Ｓ１２）。マイクロコンピュータ２の入力ポート２ａに相対湿度に相当するパルス電圧が入力される（Ｓ１３）。入力された相対湿度に相当するパルス電圧をＡ／Ｄ変換し（Ｓ１４）、さらに、サンプリングして（Ｓ１５）、相対湿度値を確定する（Ｓ１６）。この演算した相対湿度値により、空気調和機の制御装置１００は、空気調和機の制御（部屋の湿度に関する制御）を行っている。

図６に、マイクロコンピュータ２に入力される相対湿度に相当するパルス電圧と相対湿度との関係を示す。マイクロコンピュータ２に入力される相対湿度に相当するパルス電圧は、相対湿度が低くなる程、又湿度センサ素子７の周囲温度が低くなる程、小さくなる。また、マイクロコンピュータ２に入力される相対湿度に相当するパルス電圧は、相対湿度が高くなる程、又湿度センサ素子７の周囲温度が高くなる程、大きくなる。結局、０Ｖ≦マイクロコンピュータ２に入力される相対湿度に相当するパルス電圧＜５Ｖの範囲になる。

図７に示すように、湿度センサ素子７と第１の回路基板１を接続するコネクタ３Ａと、コネクタハウジング３Ｂとの接続が外れた場合には電流が流れなくなる為、０Ｖがマイクロコンピュータ２の入力ポート２ａに入力されるが、０Ｖは湿度センサ素子７では使用している電圧範囲の為にコネクタ３Ａとコネクタハウジング３Ｂとの接続が外れとして検知することは出来ない。

次に、図４により室温センサ制御部２Ｂの動作を説明する。先ず、室温センサ５に５Ｖを印加する（Ｓ２０）。室温センサ５は、室温に相当する電圧を出力し（Ｓ２１）、マイクロコンピュータ２の入力ポート２ｂに室温に相当する電圧が入力される（Ｓ２２）。入力された室温に相当する電圧をＡ／Ｄ変換し（Ｓ２３）、さらに、サンプリングして（Ｓ２４）、室温値を確定する（Ｓ２５）。この室温値により空気調和機の制御（部屋の温度制御）を行っている。

室温センサ５からマイクロコンピュータ２に入力される定電圧は、室温センサ５が抵抗成分であるから、０Ｖ＜電圧＜５Ｖの範囲となり、０Ｖになることはない。室温センサ５と第１の回路基板１を接続するコネクタ３Ａとコネクタハウジング３Ｂが外れた場合には、電流が流れなくなることで図４に示すように０Ｖがマイクロコンピュータ２の入力ポート２ｂに入力される。この電圧は、室温センサ５で使用している電圧範囲ではない為、異常判定部２Ｃが、室温センサ５の接続外れとして検知することが出来る。

図５により異常判定部２Ｃの動作を説明する。空気調和機が運転を開始すると（Ｓ３０）、異常判定部２Ｃは異常検知待機となる（Ｓ３１）。室温センサ５からマイクロコンピュータ２に０Ｖが印加されたか判定し（Ｓ３２）、室温センサ５からマイクロコンピュータ２に０Ｖが印加された場合は、異常検知とする（Ｓ３３）。誤動作を回避するため、異常判定部２Ｃは再度室温センサ５から電圧を取り込み（Ｓ３４）、マイクロコンピュータ２に０Ｖが印加されたか判定する（Ｓ３５）。マイクロコンピュータ２に０Ｖが印加された場合は、室温センサ５と湿度センサ素子７との第１の回路基板１への接続、即ちコネクタ３Ａとコネクタハウジング３Ｂの接続が外れたと判断し（Ｓ３６）、空気調和機の運転を停止する（Ｓ３７）。

以上のように、湿度センサ素子７からマイクロコンピュータ２の入力ポート２ａに入力されるパルス電圧は、０Ｖ≦マイクロコンピュータ２に入力される相対湿度に相当するパルス電圧＜５Ｖの範囲であり、０Ｖも含まれるため、コネクタ３Ａとコネクタハウジング３Ｂとの接続が外れ、マイクロコンピュータ２の入力ポート２ａに入力されるパルス電圧が０Ｖになっても、コネクタ３Ａとコネクタハウジング３Ｂとの接続が外れたと判定することはできない。

しかし、室温センサ５からマイクロコンピュータ２に入力される定電圧は、０Ｖ＜電圧＜５Ｖの範囲となり、０Ｖになることはないので、コネクタ３Ａとコネクタハウジング３Ｂとの接続が外れ、マイクロコンピュータ２の入力ポート２ｂに入力される電圧が０Ｖになれば、コネクタ３Ａとコネクタハウジング３Ｂとの接続外れと判定することができる。

湿度センサ素子７及び室温センサ５のコネクタ３Ａとコネクタハウジング３Ｂとを共通（一体）にすることにより、コネクタ３Ａとコネクタハウジング３Ｂとの接続が外れた場合は、マイクロコンピュータ２の入力ポート２ｂに入力される０Ｖから、本来はコネクタの接続外れを検出できない湿度センサ素子７が接続されるコネクタ３Ａとコネクタハウジング３Ｂとの接続外れを検出することができる。

以上の説明では、湿度センサ素子７とコネクタを共通化するセンサとして室温センサ５を例に説明したが、室温センサ５以外に、空気調和機の室内機の配管温度を測定する配管温度センサを用いてもよい。また、室温センサ５の代わりに単なる抵抗を用いてもよい。

本実施の形態によれば、安価な湿度センサ素子７単独では検出できないコネクタの接続外れを、コネクタの接続外れを検出できるセンサとコネクタを共通化することで、安価な湿度センサ素子７のコネクタの接続外れを検出することができる。

実施の形態２．
図８は実施の形態２を示す図で、空気調和機の制御装置２００の構成図である。
図８に示すように、空気調和機の制御装置２００は、室温センサ５と湿度センサ素子７を第２の回路基板８に実装している。その他は、実施の形態１と同様である。

室温センサ５と湿度センサ素子７を第２の回路基板８に実装することにより、まとまりがよくなり、第１の回路基板１の組立時の作業性が改善される。

実施の形態１と同様、室温センサ５以外に、空気調和機の室内機の配管温度を測定する配管温度センサを用いてもよい。また、室温センサ５の代わりに単なる抵抗を用いてもよい。

実施の形態３．
図９は実施の形態３を示す図で、空気調和機の制御装置の構成図である。
図９に示すように、空気調和機の制御装置３００は、室温センサ５には、５Ｖの直流電圧を抵抗を介して印加しているので、コネクタ３Ａとコネクタハウジング３Ｂとの接続が外れた場合、マイクロコンピュータ２の入力ポート２ｂに入力される電圧は５Ｖ（室温センサ５の電源電圧）になる。

図９のような回路とすることで、マイクロコンピュータ２の入力ポート２ｂに入力される電圧が５Ｖ（室温センサ５の電源電圧）の場合も、コネクタ３Ａとコネクタハウジング３Ｂとの接続外れを検出することができる。

実施の形態１を示す図で、空気調和機の制御装置の構成図である。 実施の形態１を示す図で、空気調和機の制御装置のブロック図である。 実施の形態１を示す図で、湿度センサ素子制御部２Ａのフローチャート図である。 実施の形態１を示す図で、室温センサ制御部２Ｂのフローチャート図である。 実施の形態１を示す図で、異常判定部２Ｃのフローチャート図である。 実施の形態１を示す図で、マイクロコンピュータ２に入力される相対湿度に相当する電圧と相対湿度との関係を示す図である。 実施の形態１を示す図で、コネクタハウジングが回路基板から外れた状態を示す図である。 実施の形態２を示す図で、空気調和機の制御装置の構成図である。 実施の形態３を示す図で、空気調和機の制御装置の構成図である。

符号の説明

１ 第１の回路基板、２ マイクロコンピュータ、２ａ 入力ポート、２ｂ 入力ポート、２ｃ 出力ポート、２ｄ 出力ポート、２Ａ 湿度センサ素子制御部、２Ｂ 室温センサ制御部、２Ｃ 異常判定部、３Ａ コネクタ、３Ｂ コネクタハウジング、５ 室温センサ、７ 湿度センサ素子、８ 第２の回路基板、１００ 空気調和機の制御装置、２００ 空気調和機の制御装置、３００ 空気調和機の制御装置。

Claims (3)

1. マイクロコンピュータを実装した第１の回路基板と、
   部屋の相対湿度を検出し、０Ｖ（ボルト）を含むパルス電圧を出力する湿度センサ素子と、
   抵抗成分からなり、入力される電源電圧より小さく、且つ０Ｖより大きい電圧を出力するセンサと、
   前記湿度センサ素子と前記センサに共通であり、それらを前記第１の回路基板に接続するコネクタ及びコネクタハウジングと、
   前記マイクロコンピュータに設けられ、前記センサから０Ｖ又は前記電源電圧が入力された場合に、前記コネクタと前記コネクタハウジングとの接続外れと判定する異常判定部とを備えたことを特徴とする空気調和機の制御装置。
2. 前記センサに抵抗を用いたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機の制御装置。
3. 前記湿度センサ素子と、前記センサとを第２の回路基板に実装したことを特徴とする請求項１記載の空気調和機の制御装置。

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