JP2010146819A - リレーの駆動装置及びこれを用いた空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】個々のリレーのオン／オフ駆動電圧特性に対応して駆動電力を低減させる回路を提供する。
【解決手段】室内機制御部１４は、ＰＷＭのＯＮパルス幅を０から徐々に増加させて出力し、室外機２から送信される通信データを室内機制御部１４の受信で、室内機電源リレー１６の開閉接点が『閉』となった時を検知し、この時のＰＷＭのＯＮパルス幅よりやや狭いパルス幅で開閉接点の『閉』状態を保持する。一方、室外機制御部２２は、ＰＷＭのＯＮパルス幅を０から徐々に増加させて出力し、モータ用整流部２４内の図示しない平滑コンデンサの両端電圧が急激に上昇した時を検知し、ＰＷＭのＯＮパルス幅を徐々に減少させ、平滑コンデンサの両端電圧が急激に減少した時よりも少し広いパルス幅で開閉接点の『閉』状態を保持する。
【選択図】図１

Description

本発明は、リレーの駆動装置及びこれを用いた空気調和機に係わり、より詳細には、個々のリレーの駆動電圧の特性に対応してリレーの駆動電力を低減させる構成に関する。

従来から、リレーの駆動電力を低減させる回路としてリレーの駆動電圧をＰＷＭ制御で行い、リレーをオンする瞬間だけ駆動電圧を上昇させ、リレーの接点が閉じてからは駆動電圧を低下させる回路が実用化されている。なお、ＰＷＭ制御において駆動電圧を上昇させる場合はオンパルス幅を広くし、駆動電圧を低下させる場合はオンパルス幅を狭くするように制御する。

図５はこのような制御を行い、また、電源となるバッテリの電圧変動にも対応した機器のブロック図である。この回路において、８１はバッテリ、８２はリレーの接点、８３は機器を制御する制御回路、８４はリレーのコイル、８５はリレー駆動用のトランジスタ、８６はフライホイールダイオード、８７はリレー制御回路である。

リレー制御回路８７はコイル８４の印加電圧の検出・増幅を行う検出増幅器８９と、反転入力側に設定電圧Ｖｓを、非反転入力側に検出増幅器８９の出力電圧Ｖｍが印加された誤差増幅器９０と、誤差増幅器９０の出力信号を入力とし、この出力信号によりトランジスタ５のスイッチングを行うＰＷＭ駆動回路９１とから構成されている。

図６に示すようにＰＷＭ駆動回路９１は、バッテリ８１が接続されるとチョッパ信号ＣＨを出力してコイル８４のスイッチング制御を開始する。ただし、ＰＷＭ駆動回路９１は、最初にリレーの接点８２をオンする場合に限ってデューティ比が１（ＰＷＭ１周期の間、パルスはオンのまま）の信号Ｔ０を出力する。これはリレーの接点がオフからオンになるために十分なパルス幅である。

次にＰＷＭ駆動回路９１は、リレーの接点８２をオンにしたまま維持できるデューティ比でチョッパ信号ＣＨを連続的に出力する。ただし、コイル８４を駆動するバッテリ８１の電圧が変動した場合でもコイル８４の平均駆動電圧が一定になるように、チョッパ信号ＣＨのデューティ比を制御する。

このため、誤差増幅器９０は、コイル８４の両端電圧Ｖｍを平均化した電圧と、予め設定され、リレーの接点８２をオンにしたまま維持できる電圧Ｖｓとを比較し、この電圧差を出力する。ＰＷＭ駆動回路９１はこの電圧差に対応してチョッパ信号ＣＨのデューティ比を制御する。つまり、バッテリ８１の電圧が低下するとチョッパ信号ＣＨのオンの時間を長くし、バッテリ８１の電圧が上昇するとチョッパ信号ＣＨのオンの時間を短くし、常に同じ駆動電圧をコイル８４に供給するようになっている（例えば、特許文献１参照。）。

しかしながら、この回路はバッテリ、つまり、リレー用の電源電圧の変動に対応して駆動できるものであるが、リレー自体の駆動特性のバラツキに対応したものではない。一般的にリレーの接点がオン／オフする駆動電圧は、機械的な誤差などにより、個々のリレーによって特性が少しづつ異なっている。従って、製品に搭載した場合は、個々のリレー特性を満たすように十分にマージンを持った電圧で駆動している。このため、比較的低電圧で駆動できるリレーに対しても高めの電圧で駆動することになり、余計な消費電力を発生していた。

このようなリレー駆動回路を備えた機器としては空気調和機などがある。スプリット型の空気調和機では室内機で室外機の電源を制御したり、室外機内でもインバータ駆動用の電源を制御したりしており、これらの制御には商用電源をオン／オフするため比較的高電圧で大電流をオン／オフするリレーが用いられている。このため、これらのリレーを駆動する電力も大きくなり、低消費電力化が望まれていた。
特開平３−１６９２０５号公報（第２−３頁、図１）

本発明は以上述べた問題点を解決し、個々のリレーのオン／オフ駆動電圧特性に対応して駆動電力を低減させる回路を提供することを目的とする。

本発明は上述の課題を解決するため、開閉接点を備えたリレーを駆動する駆動回路に駆動信号を出力するリレーの駆動装置において、
同リレーの駆動装置は、前記リレーを駆動する駆動電圧を徐々に増加させ、前記リレーの開閉接点が開から閉となる時の電圧である接続電圧を求める接続電圧検知手段を用いて前記接続電圧を測定して記憶し、前記リレーの開閉接点を開から閉に駆動する場合、記憶していた前記接続電圧で前記リレーの開閉接点を駆動し、その後、前記接続電圧より低く、かつ、前記リレーの開閉接点が閉となる状態を維持できる電圧で前記リレーを駆動する。

一方、開閉接点を備えたリレーを駆動する駆動回路に駆動信号を出力するリレーの駆動装置において、
同リレーの駆動装置は、前記リレーの開閉接点が閉状態のとき、前記リレーを駆動する駆動電圧を徐々に減少させ、前記リレーの開閉接点が閉から開となる時の電圧である切断電圧を求める切断電圧検知手段を用いて前記切断電圧を測定して記憶し、前記リレーの開閉接点が開から閉になった後、記憶していた前記切断電圧以上の電圧で、かつ、前記リレーの開閉接点が閉状態のときの前記駆動電圧以下の電圧で前記リレーを駆動する。

一方、室内機と、室外機と、これらの間に接続された電源線とを備えた空気調和機において、
前記室内機は、前記電源線の接続をオン／オフ制御する電源リレーと、同電源リレーを駆動する請求項１記載のリレーの駆動装置とを備え、
前記室内機は、前記電源リレーを前記リレーの駆動装置で駆動する。

また、前記室内機と前記室外機との間に接続された通信線を備え、
前記リレーの駆動装置の前記接続電圧検知手段は、前記電源リレーがオンとなって前記室外機に電源が供給された後に前記室外機から前記室内機へ前記通信線を介して送信される室外機電源投入完了通知の信号を前記室内機が受信したことで、前記電源リレーの開閉接点が開から閉となったことを検知する。

一方、商用電源を整流して平滑する整流部を備えた空気調和機において、
前記整流部に供給される前記商用電源をオン／オフ制御する電源リレーと、前記電源リレーを駆動する請求項１記載のリレーの駆動装置とを備え、
前記空気調和機は前記電源リレーを前記リレーの駆動装置で駆動する。

また、前記電源リレーの接点間に突入電流防止抵抗を接続し、
前記リレーの駆動装置の前記接続電圧検知手段は、前記整流部の平滑電圧を監視し、前記電源リレーの接点が開から閉になって、前記突入電流防止抵抗が短絡されることによる前記整流部の平滑電圧の単位時間あたりの上昇電圧が所定電圧以上の時に、前記リレーの開閉接点が開から閉となったことを検知する。

一方、商用電源を整流して平滑する整流部を備えた空気調和機において、
前記整流部に供給される商用電源をオン／オフ制御する電源リレーと、前記電源リレーを駆動する請求項２記載のリレーの駆動装置とを備え、
前記空気調和機は前記電源リレーを前記リレーの駆動装置で駆動する。

また、前記電源リレーの接点間に突入電流防止抵抗を接続し、
前記リレーの駆動装置の前記切断電圧検知手段は、前記整流部の平滑電圧を監視し、前記電源リレーの接点が閉から開になって、前記突入電流防止抵抗での電流抑制による前記整流部の平滑電圧の単位時間あたりの上昇電圧が所定電圧以下の時に、前記リレーの開閉接点が閉から開となったことを検知する。

以上の手段を用いることにより、本発明によるリレーの駆動装置によれば、
請求項１に係わる発明は、リレーの接点が開から閉になる時のリレー駆動電圧特性を測定しこの特性に対応して測定を行ったリレーを駆動するので、個々のリレーの駆動電圧特性の違いに対応して、省エネに必要な駆動電圧の低減を正確に行うことができる。

請求項２に係わる発明は、リレーのオン状態を保持できなくなる電圧、つまり、切断電圧を個々のリレー毎に測定し、切断電圧よりもやや高い電圧である継続電圧を用いて測定を行ったリレーの接点を保持するように駆動するので、個々のリレーの駆動電圧特性の違いに対応して、省エネに必要な駆動電圧の低減を請求項１の構成よりも正確に行うことができる。
一方、本発明による空気調和機によれば、
請求項３に係わる発明は、室内機が室外機への電源供給を制御する電源リレーの駆動に、請求項１のリレーの駆動装置を用いているため、空気調和機が稼動している間、連続的に駆動している電源リレーの消費電力を低減させることができる。

請求項４に係わる発明は、スプリット型の空気調和機のように、独立した機器の電源を制御するリレーを駆動する場合であっても、すでに空気調和機に備えられている通信機能を用いてリレーの開閉状態を確認することができるため、ハードウェアのコストを増加させないで、リレーの駆動電力を低減することができる。

請求項５に係わる発明は、空気調和機の室外機のように、室外機の内部に備えられた比較的大きな電力を扱う整流部などを電源リレーでオン／オフ制御する場合、請求項１のリレーの駆動装置を用いているため、空気調和機が稼動している間、連続的に駆動している電源リレーの消費電力を低減させることができる。

請求項６に係わる発明は、整流部などの電源オン／オフに使用される電源リレーで、同時に制御される突入電流防止抵抗による整流部の平滑電圧の変化で電源リレーがオンしたことを検知できるため、請求項４の構成よりも比較的高速に、リレーの開閉状態を確認することができる。また、整流部の平滑電圧の監視回路は従来の空気調和機でも備えられており、ハードウェアのコストを増加させないで、リレーの駆動電力を低減することができる。

請求項７に係わる発明は、空気調和機の室外機のように、室外機の内部に備えられた比較的大きな電力を扱う整流部などを電源リレーでオン／オフ制御する場合、請求項２のリレーの駆動装置を用いているため、空気調和機が稼動している間、連続的に駆動している電源リレーの消費電力を低減させることができる。

請求項８に係わる発明は、整流部などの電源オン／オフに使用される電源リレーで、同時に制御される突入電流防止抵抗による整流部の平滑電圧の変化で、駆動電圧の低下によるリレーの切断電圧を検知できるため、リレーの接点を保持可能な電圧を正確に測定し、最低限の保持電圧で駆動して電源リレーの消費電力を低減させることができる。また、整流部の平滑電圧の監視回路は従来の空気調和機でも備えられており、ハードウェアのコストを増加させないで、リレーの駆動電力を低減することができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。

図１は空気調和機の要部ブロック図である。この空気調和機は室内機１と室外機２とを備えており、室内機１と室外機２とは電源線３と通信線４とで接続されている。

室内機１は電源プラグ１１に接続された電源線３が接続され、室内機１内の各部に直流電源を供給する室内機電源部１３と、通信線４に接続された室内機通信部１５と、この室内機通信部１５に接続され室内機１全体の制御を行う室内機制御部１４と、室外機２と接続される電源線３の切断／接続を行う室内機電源リレー１６と、室内機電源部１３から出力される室内機電源リレー１６の駆動電圧を室内機制御部１４のＰＷＭパルス信号によりオン／オフ制御するトランジスタ１２とを備えている。

室外機２は、通信線４と接続された室外機通信部２３と、室内機電源リレー１６を介して電源プラグ１１と接続される電源線３に接続された室外機電源部２１と室外機電源リレー２７と、室外機電源リレー２７を介して電源線３が接続されるモータ用整流部２４と、モータ用整流部２４から出力される直流電圧を入力し、インバータ制御を行うインバータ部２５と、インバータ部２５で駆動される圧縮機モータ２６と、モータ用整流部２４から出力される直流電圧を測定すると共に、インバータ部２５や室外機通信部２３の制御や室外機２全体の制御を行う室外機制御部２２と、室外機電源部２１から出力される室外機電源リレー２７の駆動電圧を室外機制御部２２から出力されるＰＷＭパルス信号によりオン／オフ制御するトランジスタ２８と、室外機電源リレー２７の開閉接点と並列に接続された突入電流防止抵抗２９とを備えている。

なお、室内機制御部１４と室外機制御部２２とはマイコンを利用して構成されており、このマイコンと、このマイコンで実行されるプログラムとで各種の機能を実現する手段を構成している。例えば、室内機電源リレー１６を駆動するリレーの駆動装置は、後述する図４（１）で示されるステップを実行するプログラムを含む室内機制御部１４で構成され、室外機電源リレー２７を駆動するリレーの駆動装置は、後述する図４（２）で示されるステップを実行するプログラムを含む室外機制御部２２で構成されている。また、後述するこれ以外の手段、例えば接続電圧検知手段や切断電圧検知手段も、各制御部とこれを制御するプログラムの一部で構成されている。各手段で実行されるプログラムと対応するステップ部分は図４に点線枠で記載する。

図１で説明した構成において、電源プラグ１１が図示しない商用電源に接続されると、室内機電源部１３から室内機１の各部に電源が供給され、室内機制御部１４が動作を開始する。室内機制御部１４はトランジスタ１２をオフに制御するため、室内機電源リレー１６の開閉接点が『開』となり、室外機へは商用電源が供給されない。

室内機制御部１４は図示しないリモコンなどの指示により運転開始が指示されると、トランジスタ１２に１周期を１０ミリセカンドとするＰＷＭ制御によるパルス信号を出力する。この時、ＰＷＭのＯＮパルス幅を０から徐々に増加させて出力する。ＰＷＭのオンパルスのデューティー比が１の時（１０ミリセカンド）はトランジスタ１２が連続的にオン状態となる。一方、室内機電源部１３から出力される電圧は、室内機電源リレー１６の定格駆動電圧よりやや高めに設定されており、この電圧が室内機電源リレー１６に印加されている。

従って、ＰＷＭのオンパルスの幅を０から徐々に増加、例えばＯＮパルス幅が０ミリセカンドから１ミリセカンド単位で増加させた場合、オンパルスのデューティー比が１となる前に室内機電源リレー１６の開閉接点が『閉』となる。この『閉』となった時のオンパルスの幅と対応する駆動電圧が、室内機電源リレー１６固有の接続電圧である。背景技術で説明したように、この接続電圧は個々のリレーによって異なるため、室内機電源リレー１６固有の接続電圧に対応して室内機電源リレー１６を駆動することで、個々のリレー特性に対応して必要最小限の電力でリレーを駆動することができる。

室内機電源リレー１６の開閉接点が『閉』となった時を検出するため、室外機２から送信される『室外機電源投入完了通知』の通信データを利用している。前述したように、室内機電源リレー１６が『閉』となることにより、室外機へ商用電源が供給され、この結果、室外機制御部２２が動作を開始して、室外機通信部２３を介して『室外機電源投入完了通知』の通信データを送信する。

つまり、このデータを室内機通信部１５を介して室内機制御部１４が受信できれば、室内機電源リレー１６の開閉接点が『閉』となったことを室内機制御部１４が知ることができる。なお、室内機電源リレー１６の開閉接点が『閉』となった時を検出するため、電源線３に設けられた図示しない電流検出器での室外機２の起動による電流値の増加を検出するようにしてもよい。

以上説明した室内機電源リレー１６の接続電圧の検出方法について、図２のタイムチャートを用いて詳細に説明する。図２（１）は室外機２へ供給される商用電源の波形を示し、図２（２）は、室内機電源リレー１６の駆動電圧波形を示し、図２（３）は、室内機電源リレー１６の接点状態を示し、図２（４）は、室外機電源部２１の出力電圧を示し、図２（５）は、室外機２から送信される送信信号を示している。

室内機制御部１４は、室内機電源リレー１６の接続電圧の検出を行うため、室内機通信部１５を介して『室外機電源投入完了通知』の通信データを待っている。そして、室内機制御部１４は、図２（２）に示すように、トランジスタ１２を駆動するＰＷＭパルスのＯＮパルス幅を、ＰＷＭ周期、この例では１０ミリセカンドの４周期（４０ミリセカンド）毎に１ミリセカンドずつ増加させる。この実施例では、この４周期毎のＰＷＭ周期の期間を駆動サイクル、また、ＯＮパルス幅の増加分をαと呼称する。

これは、室外機２に商用電源が供給され、室外機通信部２３から『室外機電源投入完了通知』の通信データを受信するまでに２０〜３０ミリセカンドが必要なため、この時間を待つためである。ＰＷＭの１周期以内にこの通信データを受信できるのなら、ＰＷＭ周期の１周期毎に１ミリセカンドずつ増加させるようにしてもよい。

室内機制御部１４は、駆動サイクルを７回実施、つまり、ＰＷＭパルスのＯＮパルス幅が７ミリセカンドの時に図２（５）に示すように、『室外機電源投入完了通知』を受信した場合、この時のＯＮパルス幅を室内機電源リレー１６の接点をオフからオンへすることができる接続パルス幅：Ｐｏとして記憶する。

一般的に、接点のオン状態を維持するだけなら、これよりも短いパルス幅でも可能なので、接続パルス幅：Ｐｏよりも小さい値、例えばＰｏからパルス幅を削減しても接点のオン状態を維持できるパルス幅を継続パルス幅：Ｐｃと定義する。また、接続パルス幅：Ｐｏから一律に削減できるパルス幅を実験で求めて、これを削減パルス幅と定義する。

この実施例では、ＯＮパルス幅の増加分をα単位（１ミリセカンド単位）としているため、実験で求めた削減パルス幅が例えば１．５ミリセカンドであった場合、１ミリセカンド以下の端数を切り捨てて１ミリセカンド（ＯＮパルス幅の増加分：αと対応）を削減パルス幅の設定値とし、この削減パルス幅の設定値をＰｏから減じた値、つまり、Ｐｏ−α＝６ミリセカンドを、オン状態の接点を維持する継続パルス幅：Ｐｃとして室内機制御部１４は記憶し、以降はこの継続パルス幅：Ｐｃで室内機電源リレー１６のオン状態を維持する。

次に以上説明した室内機電源リレー制御を実現する室内機制御部１４の処理手順を図４（１）のフローチャートを用いて説明する。また、図４において、ＳＴはステップを表し、これに続く数字はステップ番号を示す。また、図４中の『Ｙ』はＹｅｓを、『Ｎ』はＮｏを示している。

室内機制御部１４は、前述のようにリモコンなどで空気調和機の電源投入の指示を受けると、まず、ＯＮパルス幅を規定するパルス幅カウンタを”０”に初期化する。そして、ＰＷＭのパルス出力を開始する（ＳＴ１）。

次に、『室外機電源投入完了通知』があるか確認し（ＳＴ２）、『室外機電源投入完了通知』がない場合（ＳＴ２−Ｎ）、パルス幅カウンタに１を加算する（ＳＴ３）。そして、１駆動サイクル（ＰＷＭ周期で４パルス出力）終了か確認する（ＳＴ４）。１駆動サイクル終了の場合（ＳＴ４−Ｙ）、ＳＴ２へジャンプする。

１駆動サイクル終了でない場合（ＳＴ４−Ｎ）、パルス幅カウンタの値をＰＷＭのＯＮパルス幅として設定する（ＳＴ５）。なお、設定されたＯＮパルス幅は、室内機制御部１４内のＰＷＭ制御回路に設定され、ＰＷＭ周期ごとにこの設定されたパルスが出力される。次に、ＰＷＭの１周期の期間終了を待つ（ＳＴ６）。そして、ＳＴ４へジャンプする。

一方、『室外機電源投入完了通知』がある場合（ＳＴ２−Ｙ）、パルス幅カウンタの値から１を減算した値をＰＷＭのＯＮパルス幅として設定し（ＳＴ７）、この処理を終了する。以降はＰＷＭ制御回路に設定された値に従って、ＰＷＭ周期ごとに設定されたパルスが連続的に出力される。

以上説明したように、この実施例に係わる発明は、室内機電源リレー１６の接点が開から閉になる時の室内機電源リレー１６の駆動電圧特性、つまり、接続パルス幅を測定し、これに対応して測定を行った室内機電源リレー１６を駆動するので、個々のリレーの駆動電圧特性の違いに対応して、リレーの定格電圧よりも低い電圧で駆動し、消費電力を低減することができる。また、接続パルス幅よりも削減パルス幅だけ狭いＯＮパルス幅、つまり低い電圧で駆動するため、室内機電源リレー１６の接点オン状態を保持するため、省エネに必要な駆動電圧の低減を正確に行うことができる。
一方、本発明による空気調和機によれば、スプリット型の空気調和機のように、独立した室外機の電源を制御する室内機電源リレー１６を駆動する場合であっても、すでに空気調和機に備えられている通信機能を用いて室内機電源リレー１６の開閉状態を確認することができるため、ハードウェアのコストを増加させないで、室内機電源リレー１６の駆動電力を低減することができる。

次に室外機電源リレー２７の接続電圧の検出方法について、図３のタイムチャートを用いて詳細に説明する。図３（１）はモータ用整流部２４の直流電圧波形を示し、図３（２）は、室外機電源リレー２７の駆動電圧波形を示し、図３（３）は、室外機電源リレー２７の接点状態を示している。

前述のように室内機電源リレー１６の接点がオンとなって、商用電源が室外機２に供給されると、室外機電源部２１が起動し、室外機２の各部に直流電源が供給される。すると、室外機制御部２２が制御動作を開始する。この時点では室外機電源リレー２７の接点はまだオフ状態である。

室外機制御部２２は、室外機電源リレー２７の接点をオンにするため、トランジスタ２８に１周期を１０ミリセカンドとするＰＷＭ制御によるパルス信号を出力する。この時、ＰＷＭのＯＮパルス幅を０から徐々に増加させて出力する。ＰＷＭのオンパルスのデューティー比が１の時（１０ミリセカンド）はトランジスタ２８が連続的にオン状態となる。一方、室外機電源部２１から出力される電圧は、室外機電源リレー２７の定格駆動電圧よりやや高めに設定されており、この電圧が室外機電源リレー２７に印加されている。

従って、ＰＷＭのＯＮパルスの幅を０から徐々に増加、例えばＯＮパルス幅が０ミリセカンドから１ミリセカンド単位（パルス幅α）で増加させた場合、オンパルスのデューティー比が１となる前に室外機電源リレー２７の開閉接点が『閉』となる。この『閉』となった時のオンパルスの幅と対応する駆動電圧が、室外機電源リレー２７固有の接続電圧である。

室外機電源リレー２７の開閉接点が『閉』となった時を検出するため、室外機制御部２２はモータ用整流部２４の直流電圧を監視している。室外機電源リレー２７の開閉接点には突入電流防止抵抗２９が並列に接続されているため、室内機電源リレー１６の接点がオンとなって、商用電源が室外機２に供給されると、商用電源の電圧が突入電流防止抵抗２９を介してモータ用整流部２４へ供給される。

突入電流防止抵抗２９のため、モータ用整流部２４内の図示しない平滑コンデンサの両端電圧は比較的ゆっくりと上昇していく。一方、これと並行して室外機制御部２２は前述のように、ＰＷＭのＯＮパルスの幅を０から徐々にα時間幅単位（１ミリセカンド）で増加させる。そして、このパルス幅が７ミリセカンド（α＝７）の時に室外機電源リレー２７の接点がオンとなった場合、この時のＰＷＭのＯＮパルスの幅が接続パルス幅：Ｐｏである。

室外機電源リレー２７の接点がオンとなった場合、突入電流防止抵抗２９は短絡状態になり、この結果、モータ用整流部２４内の図示しない平滑コンデンサの両端電圧は急激に上昇していく。室外機制御部２２はＰＷＭ制御によるパルス信号の１周期の終わりのタイミングで、前回の１周期の終わりにおけるモータ用整流部２４内の平滑コンデンサの両端電圧と、今回の平滑コンデンサの両端電圧とを比較し、今回の電圧が前回の電圧よりも所定電圧より大きい場合に、室外機電源リレー２７の開閉接点が『閉』となったと判断する。例えば前回の電圧が１０５ボルトで今回の電圧が１５０ボルトの場合、増加電圧は４５ボルトであり、これが所定電圧、たとえば３０ボルト以上のときに室外機電源リレー２７の開閉接点が『閉』となったと判断する。また、電圧の増加分を所定電圧で判断するのでなく、増加率で判断するようにしてもよい。

室外機制御部２２は接続パルス幅：Ｐｏを検出すると、次に継続パルス幅：Ｐｃを検出するため、ＰＷＭのＯＮパルスの幅をＰｏ−αとして出力する。この場合、モータ用整流部２４内の平滑コンデンサの両端電圧はまだ増加傾向（前回の検知電圧より今回の検知電圧が大きい）にあるため、室外機電源リレー２７の接点はオン状態であると判断する。

室外機制御部２２は、次にＰＷＭのＯＮパルスの幅をＰｏ−２αとして出力する。この場合、モータ用整流部２４内の平滑コンデンサの両端電圧は減少傾向（前回の検知電圧より今回の検知電圧が小さい）になったため、室外機電源リレー２７の接点はオフ状態になったと判断する。従って、ＰＷＭのＯＮパルスの幅がＰｏ−αが継続パルス幅：Ｐｃと認識する。

この状態では室外機電源リレー２７の接点はオフ状態であるため、室外機制御部２２はＰＷＭのＯＮパルスの幅をＰｏとして室外機電源リレー２７の接点を再度オン状態にし、その後、ＰＷＭのＯＮパルスの幅を継続パルス幅：Ｐｃ＝Ｐｏ−αにして出力し、以後、この状態を維持する。

次に以上説明した室外機電源リレー制御を実現する室外機制御部２２の処理手順を図４（２）のフローチャートを用いて説明する。また、図４において、ＳＴはステップを表し、これに続く数字はステップ番号を示す。また、図４中の『Ｙ』はＹｅｓを、『Ｎ』はＮｏを示している。

前述のように室内機電源リレー１２の開閉接点が『閉』となり、室外機２の電源が投入されると室外機制御部２２は、まず、ＯＮパルス幅を規定するパルス幅カウンタを”０”に初期化する。そして、ＰＷＭのパルス出力を開始する（ＳＴ１１）。

次に、モータ用整流部２４の現在のＤＣ電圧を読み込み、ＤＣ電圧の増加は大きいか確認する（ＳＴ１２）。これは前述のようにＰＷＭの１周期における電圧の増加分が所定値を超えたかどうかで判断する。ＤＣ電圧の増加が小さい場合（ＳＴ１２−Ｎ）、パルス幅カウンタに１を加算し、このパルス幅カウンタの値をＰＷＭのＯＮパルス幅として設定する（ＳＴ１３）。次に、ＰＷＭの１周期の期間終了を待つ（ＳＴ１４）。そして、ＳＴ１２へジャンプする。

一方、ＤＣ電圧の増加が大きい場合（ＳＴ１２−Ｙ）、パルス幅カウンタの値を接続パルス幅として、室外機制御部２２内の図示しない記憶部に記憶する（ＳＴ１５）。そして、パルス幅カウンタの値から１を減算し、このパルス幅カウンタの値をＰＷＭのＯＮパルス幅として設定する（ＳＴ１６）。次に、ＰＷＭの１周期の期間終了を待つ（ＳＴ１７）。

次に、モータ用整流部２４のＤＣ電圧を読み込み、ＤＣ電圧が減少傾向か確認する（ＳＴ１８）。これは１周期前のＤＣ電圧と今回のＤＣ電圧との電圧差を算出し、この電圧差が所定値より小さいか確認することで判断する。ＤＣ電圧が増加傾向の場合（ＳＴ１８−Ｎ）、ＳＴ１６へジャンプする。ＤＣ電圧が減少傾向の場合（ＳＴ１８−Ｙ）、現在のパルス幅カウンタを切断パルス幅として、室外機制御部２２内の図示しない記憶部に記憶する（ＳＴ１９）。

次に、記憶していた接続パルス幅の値をＰＷＭのＯＮパルス幅として設定する（ＳＴ２０）。次に、ＰＷＭの１周期の期間終了を待つ（ＳＴ２１）。そして、記憶していた切断パルス幅の値に１を加算した値をＰＷＭのＯＮパルス幅として設定し（ＳＴ２２）、この処理を終了する。以降はＰＷＭ制御回路に設定された値に従って、ＰＷＭ周期ごとに設定されたパルスが連続的に出力される。なお、切断パルス幅の値に１を加算した値が継続パルス幅（継続電圧）である。

以上説明したように、室外機電源リレー２７のオン状態を保持できる電圧、つまり、接続電圧と切断電圧とを個々のリレー毎に測定し、接続電圧と切断電圧との間の電圧である継続電圧を用いて測定を行った室外機電源リレー２７を駆動するので、個々のリレーの駆動電圧特性の違いに対応して、省エネに必要な駆動電圧の低減を実施例１の構成よりも正確に行うことができる。特にこの実施例では切断電圧、つまり、切断パルス幅よりＯＮパルス幅の増加分：αの時間だけ広くしたパルス幅で継続的に室外機電源リレー２７の接点オン状態を保持するため、駆動電力をギリギリまで低減させて省エネ性を向上させることができる。

また、空気調和機の室外機２のように、室外機２の内部に備えられた比較的大きな電力を扱うモータ用整流部２４などを室外機電源リレー２７でオン／オフ制御する場合、この室外機電源リレー２７で制御される突入電流防止抵抗２９によるモータ用整流部２４の平滑電圧の急激な変化で室外機電源リレー２７がオンしたことを検知できるため、実施例１の構成よりも比較的高速に、室外機電源リレー２７の開閉状態を確認することができる。また、モータ用整流部の平滑電圧の監視回路は従来の空気調和機でも備えられており、ハードウェアのコストを増加させないで、室外機電源リレー２７の駆動電力を低減することができる。

また、室外機電源リレー２７で制御される突入電流防止抵抗２９によるモータ用整流部２４の平滑電圧の急激な変化で駆動電圧の低下による室外機電源リレー２７の切断電圧を検知できるため、室外機電源リレー２７の接点保持特性を正確に測定できる。また、モータ用整流部２４の平滑電圧の監視回路は従来の空気調和機でも備えられており、ハードウェアのコストを増加させないで、室外機電源リレー２７の駆動電力を低減することができる。

実施例１と実施例２とは、本発明によるリレーの駆動装置を空気調和機に応用した例を説明しているが、これに限るものでなく、他の電子機器に応用してもよい。

また、本発明ではリレーの駆動電圧をＰＷＭ方式で変化させているが、これは、駆動電圧を変化させる１つの方式である。また、これに限らず、リレーの駆動電圧を変化させる方式であれはどのような方式でもよい。

また、各リレーのオン／オフ検知を、すでに空気調和機に備えられている手段を用いて検知しているが、これに限るものではない。例えば、電源線が接続された開閉接点でなく、リレーに設けられた他の開閉接点の状態を検知してもよい。

本発明による空気調和機の実施例を示す要部ブロック図である。 本発明による実施例を説明するタイムチャートである。 本発明による他の実施例を説明するタイムチャートである。 本発明による、（１）は室内機電源リレー制御を、（２）は室外機電源リレー制御をそれぞれ説明するフローチャートである。 従来の機器におけるリレー駆動回路を示す要部ブロック図である。 従来のリレー駆動回路による駆動電圧信号を説明するタイムチャートである。

符号の説明

１ 室内機
２ 室外機
３ 電源線
４ 通信線
１１ 電源プラグ
１２ トランジスタ
１２ 室内機電源リレー
１３ 室内機電源部
１４ 室内機制御部
１５ 室内機通信部
１６ 室内機電源リレー
２１ 室外機電源部
２２ 室外機制御部
２３ 室外機通信部
２４ モータ用整流部
２５ インバータ部
２６ 圧縮機モータ
２７ 室外機電源リレー
２８ トランジスタ
２９ 突入電流防止抵抗

Claims (8)

1. 開閉接点を備えたリレーを駆動する駆動回路に駆動信号を出力するリレーの駆動装置において、
   同リレーの駆動装置は、前記リレーを駆動する駆動電圧を徐々に増加させ、前記リレーの開閉接点が開から閉となる時の電圧である接続電圧を求める接続電圧検知手段を用いて前記接続電圧を測定して記憶し、前記リレーの開閉接点を開から閉に駆動する場合、記憶していた前記接続電圧で前記リレーの開閉接点を駆動し、その後、前記接続電圧より低く、かつ、前記リレーの開閉接点が閉となる状態を維持できる電圧で前記リレーを駆動することを特徴とするリレーの駆動装置。
2. 開閉接点を備えたリレーを駆動する駆動回路に駆動信号を出力するリレーの駆動装置において、
   同リレーの駆動装置は、前記リレーの開閉接点が閉状態のとき、前記リレーを駆動する駆動電圧を徐々に減少させ、前記リレーの開閉接点が閉から開となる時の電圧である切断電圧を求める切断電圧検知手段を用いて前記切断電圧を測定して記憶し、前記リレーの開閉接点が開から閉になった後、記憶していた前記切断電圧以上の電圧で、かつ、前記リレーの開閉接点が閉状態のときの前記駆動電圧以下の電圧で前記リレーを駆動することを特徴とするリレーの駆動装置。
3. 室内機と、室外機と、これらの間に接続された電源線とを備えた空気調和機において、
   前記室内機は、前記電源線の接続をオン／オフ制御する電源リレーと、同電源リレーを駆動する請求項１記載のリレーの駆動装置とを備え、
   前記室内機は、前記電源リレーを前記リレーの駆動装置で駆動することを特徴とする空気調和機。
4. 前記室内機と前記室外機との間に接続された通信線を備え、
   前記リレーの駆動装置の前記接続電圧検知手段は、前記電源リレーがオンとなって前記室外機に電源が供給された後に前記室外機から前記室内機へ前記通信線を介して送信される室外機電源投入完了通知の信号を前記室内機が受信したことで、前記電源リレーの開閉接点が開から閉となったことを検知することを特徴とする請求項３記載の空気調和機。
5. 商用電源を整流して平滑する整流部を備えた空気調和機において、
   前記整流部に供給される前記商用電源をオン／オフ制御する電源リレーと、前記電源リレーを駆動する請求項１記載のリレーの駆動装置とを備え、
   前記空気調和機は前記電源リレーを前記リレーの駆動装置で駆動することを特徴とする空気調和機。
6. 前記電源リレーの接点間に突入電流防止抵抗を接続し、
   前記リレーの駆動装置の前記接続電圧検知手段は、前記整流部の平滑電圧を監視し、前記電源リレーの接点が開から閉になって、前記突入電流防止抵抗が短絡されることによる前記整流部の平滑電圧の単位時間あたりの上昇電圧が所定電圧以上の時に、前記リレーの開閉接点が開から閉となったことを検知することを特徴とする請求項５記載の空気調和機。
7. 商用電源を整流して平滑する整流部を備えた空気調和機において、
   前記整流部に供給される商用電源をオン／オフ制御する電源リレーと、前記電源リレーを駆動する請求項２記載のリレーの駆動装置とを備え、
   前記空気調和機は前記電源リレーを前記リレーの駆動装置で駆動することを特徴とする空気調和機。
8. 前記電源リレーの接点間に突入電流防止抵抗を接続し、
   前記リレーの駆動装置の前記切断電圧検知手段は、前記整流部の平滑電圧を監視し、前記電源リレーの接点が閉から開になって、前記突入電流防止抵抗での電流抑制による前記整流部の平滑電圧の単位時間あたりの上昇電圧が所定電圧以下の時に、前記リレーの開閉接点が閉から開となったことを検知することを特徴とする請求項７記載の空気調和機。

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