JP2014105947A - 空気調和機の室外機 - Google Patents

Abstract

【課題】直流電圧の昇圧回路を備え、空調負荷が軽い場合に電力損失を低減できるように昇圧回路を停止させる室外機において、空調負荷が軽い場合の圧縮機モータの起動失敗を低減させることを目的とする。
【解決手段】昇圧制御部３０は、電圧検出信号と対応する直流電圧値を順次サンプリングして更新し、予め定めた電圧監視期間分だけ記憶する記憶部３２と、記憶部３２内のサンプリングされた直流電圧値が圧縮機モータを起動することが可能な予め定めた所定電圧値未満の場合、所定電圧値未満と対応する電圧低下信号を出力する電源状態判定部３３とを備えている。そして、昇圧制御部３０は、モータ動作信号が入力された場合、同モータ動作信号が入力される直前の電圧監視期間における電圧低下信号が出力されていれば昇圧部を起動する。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気調和機に係わり、より詳細には、室外機の圧縮機モータを確実に起動させる構成に関する。

従来、空気調和機は例えば図４のブロック図のように構成されている。
この空気調和機は、室内機２と室外機１００とが通信線３で通信接続されている。また、室外機１００には交流電源４が接続されている。なお、空気調和機としては上記以外に冷媒回路が備えられているが、本願と直接関係ないため図示と説明とを省略する。

室外機１００は、入力電流を検出する電流検出部１７と、電流検出部１７を介して交流電源４に接続された整流器１１と、整流器１１から出力された脈流電圧を昇圧する昇圧部１２と、昇圧部１２から出力される直流電圧を検出する電圧検出部１３と、圧縮機モータ１５と、昇圧部１２から出力される直流電圧を入力し、ＰＷＭ制御されたモータ駆動信号に従って圧縮機モータ１５に印加する交流電圧を生成する駆動部１４と、電流検出部１７から出力される電流検出信号と電圧検出部１３から出力される電圧検出信号とが入力されると共に、指示された目標電圧指令値に従って昇圧部１２にＰＷＭ制御されたスイッチング信号を出力して出力電圧（直流電圧）の制御を行なう昇圧制御部３００と、昇圧制御部３００に目標電圧指令値を出力すると共に、室内機２からの通信による運転指示信号に基づいて目標電圧指令値の値を出力し、また、駆動部１４にモータ駆動信号を出力する室外機制御部１１６とを備えている。

一方、昇圧部１２は、正極入力端１２ｅと、負極入力端１２ｆと、正極出力端１２ｇと、負極出力端１２ｈと、スイッチング信号入力端１２ｉと、リアクタ１２ａと、ダイオード１２ｃと、トランジスタ１２ｂと、コンデンサ１２ｄとを備えている。そして、整流器１１の正極側に昇圧部１２の正極入力端１２ｅが、また、整流器１１の負極側に昇圧部１２の負極入力端１２ｆが、それぞれ接続され、昇圧部１２の正極出力端１２ｇと負極出力端１２ｈとが駆動部１４に、また、スイッチング信号入力端１２ｉはスイッチング信号を入力するために室外機制御部１１６に、それぞれ接続されている。さらに、正極出力端１２ｇと負極出力端１２ｈとの間に電圧検出部１３が接続されている。

そして昇圧部１２の内部では、正極入力端１２ｅがリアクタ１２ａの一端に、リアクタ１２ａの他端はダイオード１２ｃのアノード端子に、ダイオード１２ｃのカソード端子とコンデンサ１２ｄの正極とは正極出力端１２ｇに、それぞれ接続されている。また、トランジスタ１２ｂのコレクタ端子はリアクタ１２ａの他端に接続され、負極入力端１２ｆとトランジスタ１２ｂのエミッタ端子とコンデンサ１２ｄの負極と、負極出力端１２ｈとがそれぞれ接続されている。また、トランジスタ１２ｂのベース端子はスイッチング信号入力端１２ｉに接続されている。

一方、昇圧制御部３００は図５に示すように、入力された電圧検出信号をＡ／Ｄ変換して直流電圧値として出力するＡ／Ｄ変換部３１と、目標電圧指令値と直流電圧値とが入力されると目標電圧指令値に対応する目標デューティー値を生成し、さらに、目標電圧指令値と直流電圧値との差に対応して目標デューティー値を調整したＰＷＭデューティ値を出力する目標デューティー生成部３７と、入力されたＰＷＭデューティ値に対応してＰＷＭ制御されたスイッチング信号を出力するスイッチング信号発生部３８と、電流検出信号を入力して内部に格納された電流判定閾値、例えば６アンペアと比較し、電流検出信号がこの閾値を超えた時にハイレベル（昇圧許可信号）の信号を出力する電流判定部３９と、スイッチング信号と昇圧許可信号とが入力され、昇圧許可信号がハイレベルの時にスイッチング信号を出力するアンド回路４０とを備えている。

次に室外機制御部１１６と昇圧制御部３００との動作について説明する。
室外機制御部１１６は、室内機２から送信される運転指示信号を受信すると、この運転指示信号と対応するように圧縮機モータ１５を回転させるため、昇圧制御部３００に目標電圧指令値を出力し、次に駆動部１４へモータ駆動信号を出力して圧縮機モータ１５を回転させて空調制御を開始する。

一方、昇圧制御部３００は、電流判定部３９によって監視している電流が所定値（電流判定閾値）を超えた場合、スイッチング信号の昇圧部１２への出力を許可する。このスイッチング信号が入力された昇圧部１２は直流電圧の昇圧動作を開始する。そして昇圧制御部３００は、電圧検出部１３の電圧と目標電圧指令値との差を目標デューティー生成部３７で算出し、直流電圧値が目標電圧指令値となるように目標デューティー値を調整するフィードバック制御を行い、指示された電圧を維持するようにスイッチング信号のパルス幅（ＰＷＭデューティー）を制御する。なお、電流判定部３９によって監視している電流が所定値を超えない場合、昇圧制御部３００は昇圧部１２による昇圧動作を行なわせない。

一方、室内機２の運転指示により空調能力を低下させる場合、室外機制御部１１６は駆動部１４に出力するモータ駆動信号のパルス幅を狭くすることによって圧縮機モータ１５の回転数を低下させる。この時、昇圧制御部３００は電流判定部３９によって監視している電流が所定値以下となった時、スイッチング信号の出力を禁止することで昇圧部１２の昇圧動作を停止させる。

このように、空気調和機の運転において昇圧制御部３００は、電流判定部３９によって監視している電流が所定値以下となる空調負荷（空気調和機の運転負荷）が軽い場合は昇圧部１２の動作を停止させて、昇圧部１２でのスイッチングロスを低減させている（例えば、特許文献１参照。）。

図６はサーモオン／オフ運転時における従来の室外機１００の動作を示す説明図であり、横軸はすべて時間を、また、縦軸には５つの項目をそれぞれ示している。
図６（１）は交流電源４の入力電圧を、図６（２）は直流電圧の状態を、図６（３）は圧縮機モータ１５の状態を、図６（４）は電流検出部１７で検出した入力電流を、図６（５）は昇圧部１２に入力されるスイッチング信号をそれぞれ表している。なお、ｔ０〜ｔ４は時刻を示している。
前述したようにサーモオン／オフ運転を交互に行なう場合は室温の維持が目的であり、室温がユーザーによって設定された温度設定と大きく乖離しない限り空調負荷が軽い状態が維持される。従って昇圧部１２の動作も停止状態となっている場合が多いため、昇圧部１２の動作が停止している状態を前提条件とする。

図６（１）において入力電圧はｔ０〜ｔ３の間で、例えば同じ電源ラインに接続された図示しない冷凍庫などのオン／オフ動作で電圧変動が発生している。そして、図６（２）に示すように、この入力電圧の変動により直流電圧も連動して変動している。
そして、室外機制御部１１６が圧縮機モータ１５の起動処理を開始させたｔ０のタイミングでは、室外機１００の動作保証電圧の範囲である入力電圧が９０〜１１０ボルトの範囲外である８５ボルトまで一時的に低下している。

このため、入力電圧不足による圧縮機モータ１５の起動処理失敗によって、室外機制御部１１６は起動処理をｔ１のタイミングで強制的に中断している。一方、室外機制御部１１６はｔ４において起動処理を再実行しているが、この場合は入力電圧が動作保証電圧の範囲内である１００ボルトであるため起動処理に成功している。

なお、例えばユーザーによって設定された温度設定と室温とが大きく乖離した場合、空調負荷が上昇することになる。このため、室外機制御部１１６は室内機２の指示に基づいて圧縮機モータ１５の回転数を増加させる。そして図６（４）に示すように入力電流が所定電流値（電流判定閾値）以上になれば、図６（２）に示すように、昇圧制御部３００は強制的に昇圧部１２を動作させて直流電圧の昇圧を行なう。

ところで、空気調和機は例えば暖房時において、室内機２の室温センサ２１で検出した温度が図示しないリモコンで温度設定された値よりも大きくなった場合、圧縮機モータ１５の運転を中止してサーモオン運転を終了し、室内機２のファンモータ２３だけを回転させるサーモオフ運転を開始する。そして室温センサ２１で検出した温度が図示しないリモコンで温度設定された値よりも小さくなった場合、圧縮機モータ１５の運転を再開し、再び室温が温度設定された値となるようにするサーモオン運転を行なう。つまり、空調運転される部屋の室温が設定された温度付近となった空調負荷が軽い運転時に、比較的短時間で圧縮機モータ１５の運転と停止とが繰り返される状態が継続する。

以上説明したように空調負荷が軽い場合は昇圧部１２の動作を停止させて昇圧部１２での損失を低減させる構成の場合、空調負荷が軽いサーモオン／オフの運転が繰り返される時には昇圧部１２の動作が停止している場合が多く、交流電源４の入力電圧の低下によっては圧縮機モータ１５の起動に失敗する場合があった。この結果、もう一度起動処理をやり直すことになり、再起動での無駄な電力消費が増えたり、再起動に時間がかかって空調運転が一時的にできなくなり、ユーザーに不快な思いをさせてしまう場合があった。

特開平１０−２６２３７５号公報（第５頁、図１）

本発明は以上述べた問題点を解決し、直流電圧の昇圧回路を備え、空調負荷が軽い場合に電力損失を低減できるように昇圧回路を停止させる室外機において、空調負荷が軽い場合の圧縮機モータの起動失敗を低減させ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、本発明に関わる空気調和機の室外機は、圧縮機モータを駆動する駆動部と、交流電圧が整流された脈流電圧が印加され、入力されたスイッチング信号に従って前記脈流電圧を昇圧した直流電圧を前記駆動部に出力する昇圧部と、前記駆動部で消費される電流を検出し、同電流と対応する電流検出信号を出力する電流検出部と、前記直流電圧を検出して対応する電圧検出信号を出力する電圧検出部と、前記電流検出信号に対応して昇圧動作の開始／停止を実行する昇圧制御部と、これらを制御する室外機制御部とを備えた空気調和機の室外機であって、
前記昇圧制御部は、前記直流電圧値を順次サンプリングして更新し、予め定めた電圧状態判定時間分だけ記憶する記憶部と、ＰＷＭ制御された前記スイッチング信号を出力するスイッチング信号発生部と、前記記憶部内のサンプリングされた前記直流電圧値が前記圧縮機モータを起動することが可能な予め定めた所定電圧値未満の場合、前記所定電圧値未満と対応する電圧低下信号を出力する電圧状態判定部とを備え、
前記昇圧制御部は、モータ動作信号が入力された場合、同モータ動作信号が入力される前の前記電圧状態判定時間における前記電圧低下信号が出力されていれば、前記スイッチング信号発生部から出力されたスイッチング信号を前記昇圧部へ出力して前記昇圧部を起動することを特徴とする。

以上の手段を用いることにより、本発明による空気調和機によれば、直流電圧の昇圧回路を備え、入力電流が小さい、つまり、空調負荷が軽い場合に電力損失を低減できるように昇圧回路を停止させる室外機において、圧縮機モータを起動する時に交流電圧低下が一時的に発生する場合であっても、圧縮機モータの起動失敗を低減させることができる。

本発明による空気調和機の室外機の実施例を示すブロック図である。 本発明による昇圧制御部を示すブロック図である。 本発明による室外機の動作を説明する説明図である。 従来の空気調和機を示すブロック図である。 従来の昇圧制御部を示すブロック図である。 従来の室外機の動作を示す説明図である。

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は本発明による室外機を備えた空気調和機の実施例を示すブロック図である。
この空気調和機は、室内機２と室外機１とが通信線３で通信接続されている。また、室外機１には交流電源４が接続されている。なお、空気調和機としては上記以外に冷媒回路が備えられているが、本願と直接関係ないため図示と説明とを省略する。

室外機１は、入力電流を検出する電流検出部１７と、電流検出部１７を介して交流電源４に接続された整流器１１と、整流器１１から出力された脈流電圧を昇圧する昇圧部１２と、昇圧部１２から出力される直流電圧を検出する電圧検出部１３と、圧縮機モータ１５と、昇圧部１２から出力される直流電圧を入力し、ＰＷＭ制御されたモータ駆動信号に従って圧縮機モータ１５に印加する交流電圧を生成する駆動部１４と、電流検出部１７から出力される電流検出信号と電圧検出部１３から出力される電圧検出信号と圧縮機モータ１５の動作／停止を示すモータ動作信号とが入力されると共に、指示された目標電圧指令値に従って昇圧部１２にＰＷＭ制御されたスイッチング信号を出力して出力電圧（直流電圧）の制御を行なう昇圧制御部３０と、昇圧制御部３０に目標電圧指令値とモータ動作信号とを出力すると共に、室内機２からの通信による運転指示信号に基づいて目標電圧指令値の値を出力し、また、駆動部１４にモータ駆動信号を出力する室外機制御部１６とを備えている。

一方、昇圧部１２は、正極入力端１２ｅと、負極入力端１２ｆと、正極出力端１２ｇと、負極出力端１２ｈと、スイッチング信号入力端１２ｉと、リアクタ１２ａと、ダイオード１２ｃと、トランジスタ１２ｂと、コンデンサ１２ｄとを備えている。そして、整流器１１の正極側に昇圧部１２の正極入力端１２ｅが、また、整流器１１の負極側に昇圧部１２の負極入力端１２ｆが、それぞれ接続され、昇圧部１２の正極出力端１２ｇと負極出力端１２ｈとが駆動部１４に、また、スイッチング信号入力端１２ｉはスイッチング信号を入力するために室外機制御部１６に、それぞれ接続されている。さらに、正極出力端１２ｇと負極出力端１２ｈとの間に電圧検出部１３が接続されている。

そして昇圧部１２の内部では、正極入力端１２ｅがリアクタ１２ａの一端に、リアクタ１２ａの他端はダイオード１２ｃのアノード端子に、ダイオード１２ｃのカソード端子とコンデンサ１２ｄの正極とは正極出力端１２ｇに、それぞれ接続されている。また、トランジスタ１２ｂのコレクタ端子はリアクタ１２ａの他端に接続され、負極入力端１２ｆとトランジスタ１２ｂのエミッタ端子とコンデンサ１２ｄの負極と、負極出力端１２ｈとがそれぞれ接続されている。また、トランジスタ１２ｂのベース端子はスイッチング信号入力端１２ｉに接続されている。

一方、昇圧制御部３０は図２に示すように、入力された電圧検出信号をＡ／Ｄ変換して直流電圧値として出力するＡ／Ｄ変換部３１と、目標電圧指令値と直流電圧値とが入力されると目標電圧指令値に対応する目標デューティー値を生成し、さらに、目標電圧指令値と直流電圧値との差に対応して目標デューティー値を調整して出力する目標デューティー生成部３７と、目標デューティー値が入力され、これに対応してＰＷＭ制御されたスイッチング信号を出力するスイッチング信号発生部３８と、電流検出信号を入力して内部に格納された電流判定閾値と比較し、電流検出信号がこの閾値を超えた時にハイレベル（昇圧許可信号）の信号を出力する電流判定部３９と、スイッチング信号と昇圧許可信号とが入力され、昇圧許可信号がハイレベルの時にスイッチング信号を出力するアンド回路４０とを備えている。ここまでは背景技術で説明した構成と同じである。なお、アンド回路４０の出力はオア回路４１に接続されている。そしてオア回路４１の出力は昇圧部１２のスイッチング信号入力端１２ｉに接続されている。

さらに昇圧制御部３０は直流電圧値を所定タイミング、例えば１０ミリセカンド毎に取り込んで時系列で記憶すると共に、記憶した直流電圧値を出力する記憶部３２と、記憶部３２から読み込んだ直流電圧値により所定期間（電圧状態判定時間）の入力電圧状態を判定し、この状態が予め定めた所定電圧以下の時に電圧低下信号を出力する電圧状態判定部３３と、入力されたモータ動作信号の立ち上がりに同期して所定幅、例えば５分間のパルスからなる昇圧期間信号を出力する昇圧期間発生部３５と、電圧低下信号と昇圧期間信号とスイッチング信号とが入力されるアンド回路３６と、アンド回路３６とアンド回路４０との出力信号が入力され、出力信号が昇圧制御部３０から出力されるスイッチング信号となるオア回路４１とを備えている。

なお、記憶部３２と電圧状態判定部３３とにはモータ動作信号が入力されており、この信号がローレベル（圧縮機モータ１５が停止状態）の時に直流電圧のサンプリングと記憶、そして入力電圧状態の判定をそれぞれ行なうようになっている。そして、モータ動作信号がローレベルからハイレベルになった時に直前の状態を維持し、モータ動作信号がハイレベルからローレベルになった時に、記憶部３２は記憶データを０ボルトとして記憶し、電圧状態判定部３３は判定動作を再開する。

次に室外機制御部１６と昇圧制御部３０との動作について説明する。
室外機制御部１６は、室内機２から送信される運転指示信号を受信すると、この運転指示信号に基づいて圧縮機モータ１５を回転させるため、昇圧制御部３０に対して目標電圧指令値の指示と圧縮機モータ１５の動作状態と対応するモータ動作信号とを出力する。次に駆動部１４へモータ駆動信号を出力して圧縮機モータ１５の回転を開始する。

一方、昇圧制御部３０は、電流判定部３９によって監視している電流が６アンペア（電流判定閾値）を超えた場合、スイッチング信号を昇圧部１２へ出力する。このスイッチング信号が入力された昇圧部１２は直流電圧の昇圧動作を開始する。そして昇圧制御部３０は、電圧検出部１３の電圧と目標電圧指令値との差を目標デューティー生成部３７で算出し、直流電圧値が目標電圧指令値となるように目標デューティー値を調整するフィードバック制御を行い、指示された電圧を維持するようにスイッチング信号のパルス幅（ＰＷＭデューティー）を制御する。

また、昇圧制御部３０は、モータ動作信号がローレベルからハイレベル（圧縮機モータ１５が動作開始状態）になった時、昇圧期間発生部３５から所定幅、この実施例では５分のパルスからなる昇圧期間信号を出力する。この昇圧期間信号とスイッチング信号発生部３８から出力されるスイッチング信号とはアンド回路３６に入力されており、電圧状態判定部３３から出力される電圧低下信号がハイレベルとなった時にオア回路４１からスイッチング信号が出力され、昇圧部１２が昇圧動作を行なうようになっている。

記憶部３２は圧縮機モータ１５が停止状態で昇圧部１２が停止状態の時、つまり、モータ動作信号がローレベルの時に、Ａ／Ｄ変換部３１から出力された直流電圧値を１０ミリセカンド毎に順次記憶し、また、５分以上前のデータを順次消去することで直前の５分間分の直流電圧値の変化を記憶する。入力電圧と整流・平滑された直流電圧とは相関関係があるため、直流電圧値の変化で入力電圧の変化を推測することができる。

電圧状態判定部３３は、１０ミリセカンド毎に記憶部３２に記憶している直流電圧値を読み出し、直流電圧値の変化から過去５分間の入力電圧の状態を判定する。なお、実際に圧縮機モータ１５を動作させるのはこの５分間以降であるが、この圧縮機モータ１５の動作開始直前の５分間の入力電圧の状態が圧縮機モータ１５の動作開始以降の５分間も継続される可能性が高いため、昇圧制御部３０は電圧状態判定部３３の判定結果に従って電圧状態が悪い場合はスイッチング信号を出力して昇圧部１２を動作させ、電圧状態が良い場合はスイッチング信号を停止させて昇圧部１２を停止させる。

このため電圧状態判定部３３は、１０ミリセカンド毎に過去５分間の直流電圧値に関して、予め定めた所定電圧である動作電圧の下限値未満になったか否かと、瞬間的な電圧低下値（瞬時低下電圧）未満になったか否かとの２つの状態をチェックし、総合的に電圧状態を判定する。なお、瞬時低下電圧とは室外機１の運転が継続可能な瞬間的な電圧低下における最低値であり、室外機１の仕様として決められる電圧低下の継続時間（例えば１０ミリセカンド以内）における低下電圧を示す。従って、この継続時間内であれば瞬時低下電圧まで入力電圧が低下しても室外機１は運転を継続することができる。つまり、室外機の運転に支障がない電圧低下である。

電圧状態判定部３３は記憶部３２から読み出した電圧状態判定時間における直流電圧値を用いて前述した電圧状態を判定する。なお、昇圧部１２が停止している場合、入力電圧と直流電圧とは相関関係があるため、この実施例では直流電圧＝入力電圧×１．４の関係があるとして説明するが予め実験的に関係を求めておく。以下の説明ではこの関係に基づいて直流電圧値と入力電圧値とを説明する。

空気調和機の動作電圧下限値、例えば定格ＡＣ１００ボルトで±１０％の動作電圧範囲が保証されている場合、動作電圧下限値はＡＣ９０ボルトとなる。これを直流電圧に換算すると定格入力電圧時の直流電圧は１４０ボルト±１０％となり、動作電圧下限の直流電圧値は１２６ボルトに換算される。従って、電圧状態判定部３３は、読み出した直流電圧値が１２６ボルト未満の場合は電圧状態が悪いと判断し、電圧低下信号をハイレベルにする。ただし、電圧状態判定部３３は前述した１０ミリセカンド以内における電圧低下の値を調べ、予め室外機１として規定されている限度閾値である瞬時低下電圧値以上の場合は電圧状態が良いと判断し、電圧低下信号をローレベルにする。
一方、電圧状態判定部３３は読み出した電圧値が１２６ボルト以上の場合は電圧状態が良いと判断し、電圧低下信号をローレベルにする。

前述した瞬時低下電圧はＡＣ１００ボルトの機器の場合、例えばＡＣ７５ボルト（１０ミリセカンド幅）と規定されており、直流電圧に換算した１０５ボルトを瞬時低下電圧閾値とする。
このため、電圧状態判定部３３は、記憶部３２内の過去５分間の直流電圧値の中で瞬時低下電圧閾値（１０５ボルト）未満の電圧が有るか確認する。そして、瞬時低下電圧閾値未満の電圧が有る場合、電圧状態が悪いと判断し、電圧低下信号をハイレベルにする。

なお、電圧状態を判定する方法としては上記以外の方法でもよい。例えば直流電圧値そのものを記憶するのでなく、直流電圧値を記憶する１０ミリセカンドの隣接するタイミングで直流電圧値の差分を算出して記憶ビット数を減らして記憶することで記憶容量を低減させたり、例えばタイマー機能を備えた記憶部が、瞬時低下電圧閾値未満となる直流電圧発生時の時刻値を記憶し、電圧状態判定部３３では現在時刻から過去５分間内の時刻値があるか判断するなどの方法でもよい。

なお、前述したようにモータ動作信号がハイレベルになった時、電圧状態判定部３３から出力される電圧低下信号は、モータ動作信号がハイレベルになる直前の信号状態を保持しているが、モータ動作信号がハイレベルからローレベルになった時、記憶部３２は記憶している直流電圧値をリセットする。この直流電圧値のリセットとは、記憶している直流電圧値をすべて電圧状態が悪い場合の値、例えばすべてゼロボルトに書き換えることである。このため、モータ動作信号がハイレベルからローレベルになった後、５分が経過して実際の直流電圧値に書き換えられるまで、電圧状態判定部３３から出力される
が出力される。

以上説明したように圧縮機モータ１５を起動する直前の５分間の直流電圧の状態、つまり直流電圧と相関する入力電圧状態により昇圧部１２の動作／非動作を選択するため、入力電圧が安定して状態が良い場合に昇圧部１２の動作を停止させた状態で圧縮機モータ１５を起動できる。このため、不要な昇圧部１２の動作による損失を低減することができる。

一方、圧縮機モータ１５が動作中に、室内機２の運転指示に基づいて圧縮機モータ１５の回転数を低下させる場合、室外機制御部１６は駆動部１４に出力するモータ駆動信号のパルス幅を狭くすることによって回転数を低下させる。この時、昇圧制御部３０は電流判定部３９によって監視している電流が所定値以下となった時、スイッチング信号の出力を禁止することで昇圧部１２の昇圧動作を停止させる。

この空気調和機の運転において昇圧制御部３０は、電流判定部３９によって監視している電流が所定値以下となる空調負荷が軽い場合は昇圧部１２の動作を停止させて、昇圧部１２でのスイッチングロスを低減させることができる。

次に図３示す説明図を用いて本室外機１の動作を説明する。
図３において横軸はすべて時間を、また、縦軸には８種類の項目をそれぞれ示している。図３（１）は入力電圧（交流電源４の電圧）を、図３（２）は昇圧部１２から出力される直流電圧を、図３（３）はモータ動作信号を、図３（４）は圧縮機モータ１５の状態を、図３（５）は昇圧期間信号を、図３（６）は電圧低下信号を、図３（７）は昇圧部１２へ出力するスイッチング信号を、図３（８）は電流検出信号をそれぞれ示している。なお、ｔ０〜ｔ６は時刻を示す。

図３（１）において、図示しない機器の影響によりｔ０からｔ３の間で入力電圧が変動している。このため昇圧部１２が動作していないｔ２以前と、ｔ３〜ｔ６の期間では、この入力電圧の変動が図３（２）に示す直流電圧の変動として現れる。ここで室外機制御部１６は室内機２からの要求に従って、ｔ２において図３（３）、図３（４）に示すように圧縮機モータ１５を起動すると同時にモータ動作信号を昇圧制御部３０へ出力する。

前述したように記憶部３２はモータ動作信号の立ち上がり時点から５分前までの直流電圧値を記憶しており、電圧状態判定部３３はこの５分間（ｔ０〜ｔ２）の電圧状態をｔ２の時点で判定済みである。つまり、電圧状態判定部３３は記憶部３２に記憶されているｔ０〜ｔ２の直流電圧値を読み出し、これが１２６ボルトであった場合、動作電圧下限値：１２６ボルト（入力電圧換算値でＡＣ９０ボルト）未満でないため、空気調和機の動作可能電圧範囲と判断し、次にｔ０〜ｔ２の直流電圧値の範囲内で瞬時低下電圧値：１０５ボルト（入力電圧換算で７５ボルト）未満の値を検索する。図３（２）の場合、ｔ１にて９８ボルト（入力電圧値換算で７０ボルト）であるため、電圧状態判定部３３は電圧状態がよくないと判断し、ｔ１以降で電圧低下信号をハイレベルにしている。

一方、モータ動作信号がローレベルからハイレベルになった時、昇圧期間発生部３５は５分間持続するハイレベル信号からなる昇圧期間信号を発生させる。この信号の発生時間は圧縮機モータ１５の起動処理時間よりも長く設定されており、昇圧部１２が動作する場合、確実に起動処理が行なわれるようになっている。

図３（５）の昇圧期間信号と図３（６）の電圧低下信号とがｔ２において共にハイレベルになっているためスイッチング信号発生部３８から出力されるスイッチング信号はアンド回路３６を通過し、図３（７）に示すように昇圧制御部３０から昇圧部１２へスイッチング信号として出力される。このため、昇圧制御部３０は、室外機制御部１６が出力する目標電圧指令値（例えば１６０ボルト）に従ってｔ２からｔ３の間で昇圧部１２から出力される直流電圧が１６０ボルトになるまで昇圧させ、駆動部１４はこの電圧で圧縮機モータ１５を起動する。

圧縮機モータ１５の起動処理が完了した後、昇圧期間発生部３５は昇圧期間信号をハイレベルにしてから所定時間経過（ここでは５分間）でローレベルにする。本実施例による空気調和機では、サーモオン／オフの運転が繰り返される空調負荷が軽い場合にできるだけ昇圧部１２の動作を停止させるようになっているため、圧縮機モータ１５が起動処理を終了し安定的に動作するタイミング（５分間経過）になったら昇圧部１２の動作を停止させるようになっている。

一方、空調運転により室温が設定温度になった時、室外機制御部１６は室内機２の指示に従って圧縮機モータ１５の運転を停止すると同時にモータ動作信号をハイレベルからローレベルにしてサーモオフ運転を開始する。この立ち下がりの信号変化により、記憶部３２は記憶していた直流電圧値を全て０ボルトに書き換え、新たに直流電圧値を順次記憶する動作を再開する。このため、電圧状態判定部３３は記憶部３２にｔ３からｔ４までの５分間の直流電圧値が書き換えられるまで電圧低下信号をハイレベルのままとする。なお、図３（１）に示すようにｔ３以降では入力電圧変動がないため、電圧状態判定部３３はｔ４以降、電圧低下信号をローレベルにしている。

一方、空調運転により室温が設定温度から乖離した時、室外機制御部１６は室内機２の指示に従って図３（３）と図３（４）とに示すようにｔ５のタイミングで圧縮機モータ１５の運転を開始すると同時にモータ動作信号をローレベルからハイレベルにしてサーモオン運転を開始する。
前述したようにｔ５のタイミングでも昇圧期間信号がハイレベルとなるが、ｔ５の５分間以前の入力電圧（直流電圧）は良好であるため電圧低下信号はローレベルのままである。従って昇圧制御部３０からはスイッチング信号が出力されずに圧縮機モータ１５の起動処理が開始される。

その後、図３（８）に示すように負荷の増大によって電流検出信号が増大する。電流判定部３９は電流検出信号を監視しており、この値が電流判定閾値、ここでは６アンペアを超えると昇圧許可信号をハイレベルにする。このため、スイッチング信号発生部３８から出力されたスイッチング信号はアンド回路４０とオア回路４１とを通過し、昇圧部１２へ出力される。昇圧制御部３０は、室外機制御部１６が出力する目標電圧指令値（例えば２００ボルト）に従ってｔ６のタイミング以降、昇圧部１２から出力される直流電圧が２００ボルトになるように昇圧させる。

以上説明したように、昇圧制御部３０は、圧縮機モータ１５を起動する前に電圧状態判定時間における交流電圧変動を参照し、この電圧の変動状態により昇圧部１２による直流電圧の昇圧動作／停止を行なうため、交流電圧が動作下限値や瞬時低下電圧値未満の場合には昇圧部１２を動作させて圧縮機モータ１５を確実に起動させる一方、交流電圧が動作下限値や瞬時低下電圧値以上の場合には昇圧部１２を停止させて昇圧部１２によるスイッチングロスを低減させることができる。

なお、本実施例で規定している所定電圧や所定タイミング、電圧状態判定時間などは昇圧部１２やその他の回路定数、仕様などで決定されるため適宜変更されるものである。また、昇圧制御部３０はハードウェアとして説明しているが、Ａ／Ｄ変換部３１を除けばソフトウェアでも実現可能であり、本発明をハードウェアに制限するものではない。

１ 室外機
２ 室内機
３ 通信線
４ 交流電源
１１ 整流器
１２ 昇圧部
１２ａ リアクタ
１２ｂ トランジスタ
１２ｃ ダイオード
１２ｄ コンデンサ
１２ｅ 正極入力端
１２ｆ 負極入力端
１２ｇ 正極出力端
１２ｈ 負極出力端
１２ｉ スイッチング信号入力端
１３ 電圧検出部
１４ 駆動部
１５ 圧縮機モータ
１６ 室外機制御部
１７ 電流検出部
３０ 昇圧制御部
３１ Ａ／Ｄ変換部
３２ 記憶部
３３ 電圧状態判定部
３５ 昇圧期間発生部
３６ アンド回路
３７ 目標デューティー生成部
３８ スイッチング信号発生部
３９ 電流判定部
４０ アンド回路
４１ オア回路
１１６ 室外機制御部
３００ 昇圧制御部

Claims (1)

1. 圧縮機モータを駆動する駆動部と、交流電圧が整流された脈流電圧が印加され、入力されたスイッチング信号に従って前記脈流電圧を昇圧した直流電圧を前記駆動部に出力する昇圧部と、前記駆動部で消費される電流を検出し、同電流と対応する電流検出信号を出力する電流検出部と、前記直流電圧を検出して対応する電圧検出信号を出力する電圧検出部と、前記電流検出信号に対応して昇圧動作の開始／停止を実行する昇圧制御部と、これらを制御する室外機制御部とを備えた空気調和機の室外機であって、
   前記昇圧制御部は、前記直流電圧値を順次サンプリングして更新し、予め定めた電圧状態判定時間分だけ記憶する記憶部と、ＰＷＭ制御された前記スイッチング信号を出力するスイッチング信号発生部と、前記記憶部内のサンプリングされた前記直流電圧値が前記圧縮機モータを起動することが可能な予め定めた所定電圧値未満の場合、前記所定電圧値未満と対応する電圧低下信号を出力する電圧状態判定部とを備え、
   前記昇圧制御部は、モータ動作信号が入力された場合、同モータ動作信号が入力される前の前記電圧状態判定時間における前記電圧低下信号が出力されていれば、前記スイッチング信号発生部から出力されたスイッチング信号を前記昇圧部へ出力して前記昇圧部を起動することを特徴とする空気調和機の室外機。

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