JP3748964B2 - 空気調和機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍サイクルによって室内の空気調和を図る空気調和機に関する。詳細には、フィルタを介して室内から吸引した空気を温調して室内へ吹出して空気調和を図る空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来一般に、冷房運転、除湿運転及び暖房運転によって室内の空気調和を図る空気調和機（以下「エアコン」という）は、クロスフローファン等の送風ファンによって室内の空気を室内ユニット内へ吸引する。室内ユニット内に吸引された空気が熱交換器を通過することにより温調され、室内ユニットから室内へ吹き出される。これによって、室内が所望の空調状態となるようにしている。
【０００３】
また、エアコンでは、例えば、コンプレッサの能力を制御すると共に、室内ユニットからの送風量、風向を制御することにより、効率的に室内を所望の空調状態とするようになっている。
【０００４】
このため、エアコンでは、送風ファンにＤＣモータ（例えばＤＣブラシレスモータ）を用いて、該ＤＣモータ（ＤＣブラシレスモータ）の回転数をＰＭＷ制御することにより、きめこまかく変化させるようにしたものがある。
【０００５】
一方、室内ユニットには、空気中の塵や埃等を除去するフィルタが設けられており、室内から吸込んだ空気がこのフィルタを通過することにより塵や埃が除去され、そして、その塵や埃が、温調された空気と共に再度室内へ吹き出されるのを抑えると共に、これらが熱交換器に付着して汚れとなったり、熱交換器のフィンの間に付着して目詰まりを生じさせたりしてしまうのを防止している。
【０００６】
ところで、フィルタに付着した塵や埃によってフィルタに目詰まりが生じると、送風量が低下する。これによって、エアコンの空調能力が下がり、必要以上に大きな能力で空調を行わなければならず、空調運転コストの上昇等を引き起こすと言う問題がある。これを防止するためには、フィルタを清掃して目詰まりを生じさせないようにしなければならない。
【０００７】
このため、従来のエアコンには、運転時間を積算して、この積算時間が所定時間に達する毎にフィルタの清掃を促す表示を行うものがある。しかし、この場合は、清掃を促すタイミングがフィルタの汚れを考慮したものでないため、フィルタの目詰まり等を的確に防止することができるものではない。
【０００８】
これに対して、フィルタを通過する空気量を計測し、この空気量からフィルタの汚れ度合いを判断したり、所定の風量が得られるように送風ファンを駆動したときの電流値の変化からフィルタの汚れ度合いを判断したりすることが考えられる。
【０００９】
しかしながら、フィルタを通過する空気量は、クロスフローファンの回転数等の送風能力によって変化するため、的確にフィルタの汚れを検出することは困難である。また、フィルタを通過する風量を測定するための専用のセンサを設ける必要が生じる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、風量を測定するセンサ等を特別に設けることなく、簡単にかつ的確にフィルタの汚れを検出することができる空気調和機を提案することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は、運転環境条件及び設定された運転条件に基づいて室内から吸引した空気を、冷凍サイクルを形成する熱交換器によって温調して吹出すことにより室内の空気調和を図る空気調和機であって、通過する空気をろ過するフィルタと、前記フィルタを介して室内の空気を吸引すると共に温調した空気として室内へ吹出し可能に設けられた送風ファンと、前記送風ファンを回転駆動する直流モータを用いたファンモータと、前記ファンモータを駆動する駆動回路と、前記送風ファンが前記運転環境条件ないし前記設定された運転条件に基づいた送風量となるために予め設定されているステップの電力を、前記駆動回路を介して前記ファンモータへ供給する電力供給手段と、前記送風ファンが予め設定された送風量となるように前記電力供給手段から前記ファンモータへ供給する電力のステップを補正する電力補正手段とを備え、前記電力供給手段が所定のデューテー比のパルスを供給するときに、前記電力供給手段及び電力補正手段が、該パルスのデューテー比を予め設定されているステップに応じて変更する構成とした空気調和機において、前記予め設定された電力のステップと前記電力補正手段によって補正された補正電力のステップとを比較し、その比較結果が所定値を越え、かつ、前記予め設定された電力のステップに対して前記電力補正手段によって補正された補正電力のステップが低いときには、前記フィルタに目詰まりが生じたと判定する判定手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、送風ファンの風量に応じたファンモータの回転数が設定される。また、ファンモータの回転数は、供給される電力によって決定するので、送風ファンの風量、すなわちファンモータの回転数にあわせてファンモータを駆動する電力のステップを予め設定しておく。ここで、運転条件等に基づいて風量が設定されると、この風量を得るためのファンモータへ供給する電力のステップが設定され、設定されたステップの電力によってファンモータを駆動する。
【００１３】
一方、電力補正手段は、ファンモータの回転数が設定した回転数となるように、ファンモータへ供給する電力のステップを補正する。これによって、送風ファンが設定された風量となるように回転する。
【００１４】
一般に、クロスフローファン等の送風ファンを駆動するファンモータでは、負荷が減少すると回転数が増加する。回転数検出手段の検出結果が設定した回転数よりも高いときには、空気抵抗が増加して吸引される空気量が少なくなり、モータの負荷が減少したと判断することができる。フィルタは、送風ファンの送風方向の上流側に設けられており、送風ファンが回転されると、室内の空気がフィルタを通過して吸引される。
【００１５】
ここで、フィルタに目詰まりが生じると、ファンモータの負荷が減少するために、ファンモータの回転数が高くなり易く、電力補正手段が、このファンモータの回転数が高くなるのを抑えるために、ファンモータを駆動するための電力のステップを下げる。
【００１６】
判定手段は、設定した電力のステップと電力補正手段によって補正されて実際にファンモータへ供給される電力のステップを比較し、実際のステップが低くなっているときには、フィルタに目詰まりが生じていると判断することができる。これによって、風量を検出するセンサ等の特別な部品を設けることなく、的確にフィルタの目詰まりを検出することができる。
【００１７】
また本発明では、前記ファンモータが直流モータであり、前記電力供給手段が所定のデューテー比のパルスを供給するときに、電力供給手段及び電力補正手段が、該パルスのデューテー比を予め設定されているステップに応じて変更する。
【００１８】
そのため、ファンモータとしてＤＣ（直流）モータを用い、ＤＣモータを駆動する電力のデューテー比を変化させることにより回転数を制御する。このときには、ファンモータの回転数にあわせてデューテー比のステップを設定し、フィードバック制御によってデューテー比のステップを変更して、ファンモータの回転数を一定に保つ。また、判定手段は、このデューテー比のステップを比較することにより、フィルタの目詰まりを判断することができる。
【００１９】
【００２０】
請求項２に記載の本発明においては、請求項１に記載の空気調和機において、前記判定手段の判定結果に基づいた表示を行う表示手段を含むことを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、表示手段の表示からフィルタに目詰まりが生じているか否かを判断することができ、フィルタの目詰まりが表示されているときに、フィルタの清掃を行えば良い。本発明ではフィルタの目詰まりを適切に判断できるのでこの判断結果に基づいた表示から、的確なタイミングでフィルタの清掃を行うことができ、効率的な空気調和運転及びメンテナンスが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施の形態を説明する。
【００２３】
図１には本実施の形態に適用した空気調和機（以下「エアコン１０」という）が示されている。このエアコン１０は、室内ユニット１２と室外ユニット１４とによって構成されており、リモコンスイッチ（以下「リモコン１２０」という）の操作によって運転／停止される。また、エアコン１０は、リモコン１２０で運転モード、設定温度等の運転条件が設定されて操作信号が送出されると、この操作信号を室内ユニット１２で受信して操作信号に基づいた運転が行われる。
【００２４】
図２には、エアコン１０の室内ユニット１２と室外ユニット１４との間に構成されている冷凍サイクルの概略を示している。室内ユニット１２と室外ユニット１４の間には、冷媒を循環させる太管の冷媒配管１６Ａと、細管の冷媒配管１６Ｂが対で設けられており、それぞれの一端が室内ユニット１２に設けられている熱交換器１８に接続されている。
【００２５】
冷媒配管１６Ａの他端は、室外ユニット１４のバルブ２０Ａに接続されている。このバルブ２０Ａは、マフラー２２Ａを介して四方弁２４に接続されている。この四方弁２４には、それぞれがコンプレッサ２６に接続されているアキュムレータ２６とマフラー２２Ｂが接続されている。さらに、室外ユニット１４には、熱交換器３０が設けられている。この熱交換器３０は、一方が四方弁２４に接続され、他方が冷暖房用のキャピラリチューブ３２、ストレーナ３４、電動膨張弁３６、モジュレータ３８を介してバルブ２０Ｂに接続されている。このバルブ２０Ｂには、冷媒配管１６Ｂの他端が接続されており、これによって、室内ユニット１２と室外ユニット１４の間に冷凍サイクルを形成する冷媒の密閉された循環路が構成されている。
【００２６】
エアコン１０では、四方弁２４の切り換えによって、運転モードが冷房モード（ドライモード）と暖房モードが切り換えられる。なお、図２では、矢印で冷房モード（冷房運転）と暖房モード（暖房運転）におけるそれぞれの冷媒の流れを示している。
【００２７】
図３には、室内ユニット１２の概略断面を示している。この室内ユニット１２には、図示しない室内の壁面に固定された取付ベース４０の上下（図２の紙面上下）に係止されるケーシング４２によって内部が覆われている。このケーシング４２内には、送風ファンとして中央部にクロスフローファン４４が配置されている。熱交換器１８は、クロスフローファン４４の前面側から上面側に渡って配置されていおり、熱交換器１８とケーシング４２の前面側から上面側に形成されている吸込み口４６との間には、フィルタ４８が配置されている。また、ケーシング４２の下部には、吹出し口５０が形成されている。すなわち、熱交換器１８及びフィルタ４８は、クロスフローファン４４の上流側に設けられている。
【００２８】
これにより、室内ユニット１２では、クロスフローファン４４の回転駆動により、吸込み口４６から室内の空気を吸引し、この吸引した空気がフィルタ４８及び熱交換器熱交換器１８を通過する。熱交換器１８は通過した空気は、クロスフローファン４４へ至り、クロスフローファン４４から吹出し口５０へ向けて送られ、吹出し口５０から室内へ向けて吹き出される。
【００２９】
また、室内ユニット１２では、冷凍サイクルによって熱交換器１８が冷却または加熱されており、室内から吸込んだ空気は、熱交換器１８のフィンの図示しないフィンの間を通過することにより熱交換が行われ、所定の温度に冷却または加熱されることにより、室内へ吹出されたときに室内の空気調和を図るようになっている。
【００３０】
吹出し口５０内には、左右フラップ５２及び上下フラップ５４が設けられており、左右フラップ５２及び上下フラップ５４によって、吹き出される空調風の向きが変えられるようになっている。
【００３１】
図４に示されるように、室内ユニット１２には、電源基板５６、コントロール基板５８及びパワーリレー基板６０が設けられている。エアコン１０を運転するための電力が供給される電源基板５６には、モータ電源６２、制御回路電源６４、シリアル電源６６及び駆動回路６８が設けられている。また、コントロール基板５８には、シリアル回路７０、駆動回路７２及びマイコン７４が設けられている。
【００３２】
電源基板５６の駆動回路６８には、送風ファンとしてのクロスフローファン４４を駆動するためのファンモータ７６が接続されている。このファンモータ７６としては、ＤＣブラシレスモータ（ブラシレス直流モータ）を用いている。
【００３３】
ファンモータ７６には、コントロール基板５８に設けられているマイコン７４からの制御信号に応じてモータ電源６２から駆動電力が供給される。このとき、マイコン７４は、駆動回路６８への出力電圧を、１２Ｖ〜３６Ｖの範囲で、２５６ステップで変化させるように制御している。
【００３４】
コントロール基板５８の駆動回路７２には、パワーリレー基板６０及び上下フラップ５４を操作する上下フラップモータ７８が接続されている。パワーリレー基板６０には、パワーリレー８０と温度ヒューズ等が設けられており、マイコン７４からの信号によって、パワーリレー８０を操作し、室外ユニット１４へ電力を供給するための接点８０Ａを開閉する。エアコン１０は、接点８０Ａが閉じられることにより、室外ユニット１４へ電力が供給されて運転される。
【００３５】
また、上下フラップモータ７８は、マイコン７４の制御信号に応じて制御されて、上下フラップ５４を操作する。上下フラップ５４が、上下方向へスイングされることにより、室内ユニット１２の吹出し口５０から吹き出される空気の吹出し方向が上下方向へ変えられる。この上下フラップ５４の操作は、吹出し風が任意の位置に向けられるように固定できるが、自動モードでは、ランダムに変化するようになっている。
【００３６】
このように、エアコン１０の室内ユニット１２では、クロスフローファン４４の回転と、上下フラップ５４の操作が制御されることにより、所望の風量及び風向、または室内を快適にするために制御された風量及び風向で、空調された空気を室内へ吹出すことができるようになっている。
【００３７】
シリアル回路７０は、マイコン７４及び電源回路５６のシリアル電源６６に接続され、さらに室外ユニット１４へ接続されている。マイコン７４は、このシリアル回路７０を介して室外ユニット１４との間でシリアル通信を行い、室外ユニット１４の作動を制御するようになっている。
【００３８】
また、室内ユニット１２には、後述するリモコン１２０からの操作信号を受信する受信回路及び運転表示用の表示ＬＥＤ等を備えた表示基板８２が設けられており、この表示基板８２がマイコン７４に接続されている。図１に示されるように、表示基板８２は表示部８２Ａがケーシング４２の表面に露出されており、リモコン１２０からの操作信号がこの表示部８２Ａで受信されて入力される。
【００３９】
図４に示されるように、マイコン７４には、室内温度を検出する室温センサ８４及び熱交換器１８のコイル温度を検出する熱交温度センサ８６が接続され、さらに、コントロール基板５８に設けられているサービスＬＥＤ及び運転切換スイッチ８８が接続されている。なお、後述するリモコン１２０にも温度センサが設けられており、室内温度は通常は、リモコン１２０によって計測されて所定のタイミングで送出されてくるようになっている。
【００４０】
運転切換スイッチ８８は、室内ユニット１２の前面を覆うカバー４２Ａ内に設けられており（図７参照）、通常運転とメンテナンス時等に行う試験運転との切換用であると共に、電源スイッチ８８Ａの接点を開放してエアコン１０への運転電力の供給を遮断できるようになっている。通常、この運転切換スイッチ８８は、通常運転に設定されている。なお、サービスＬＥＤは運転切換スイッチに並んで設けられており、メンテナンス時に点灯操作することにより、サービスマンに自己診断結果を知らせるようになっている。
【００４１】
この室内ユニット１２は、端子板９０のターミナル９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃを介して室外ユニット１４に接続されている。
【００４２】
一方、図５に示されるように、室外ユニット１４には、端子板９２が設けられ、この端子板９２のターミナル９２Ａ、９２Ｂ、９２Ｃがそれぞれ、室内ユニット１２の端子板９０のターミナル９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃに接続されている。これにより、室外ユニット１４には、室内ユニット１２から運転電力が供給されると共に、室内ユニット１２との間でシリアル通信が可能となっている。
【００４３】
この室外ユニット１４には、整流基板９４、コントロール基板９６が設けられている。コントロール基板９６には、マイコン９８共に、ノイズフィルタ１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、シリアル回路１０２及びスイッチング電源１０４等が設けられている。
【００４４】
整流基板９４は、ノイズフィルタ１００Ａを介して供給される電力を整流し、その整流された電力をノイズフィルタ１００Ｂ、１００Ｃを介して平滑化してスイッチング電源１０４へ出力する。スイッチング電源１０４は、マイコン９８と共にインバータ回路１０６に接続されている。これにより、マイコン９８から出力される制御信号に応じた周波数の電力をインバータ回路１０６からコンプレッサモータ１０８へ出力して、コンプレッサ２６を回転駆動させるようになっている。
【００４５】
なお、マイコン９８は、インバータ回路１０６から出力される電力の周波数が、オフまたは１４Hz以上（上限は運転電流の上限による）の範囲となるように制御しており、これによって、コンプレッサモータ１０８、すなわちコンプレッサ２６の回転数が変えられ、コンプレッサ２６の能力（エアコン１０の冷暖房能力）が制御される。
【００４６】
このコントロール基板９６には、四方弁２４及び熱交換器３０を冷却するための図示しないファンを駆動するファンモータ１１０、ファンモータコンデンサ１１０Ａが接続されている。また、室外ユニット１４には、外気温度を検出する外気温度センサ１１２、熱交換器３０の冷媒コイルの温度を検出するコイル温度センサ１１４及びコンプレッサ２６の温度を検出するコンプレッサ温度センサ１１６が設けられており、これらがマイコン９８に接続されている。
【００４７】
マイコン９８は、運転モードに応じて四方弁２４を切り換えると共に、室内ユニット１２からの制御信号、外気温度センサ１１２、コイル温度センサ１１４及びコンプレッサ温度センサ１１６の検出結果に基づいて、ファンモータ１１０のオン／オフ及びコンプレッサモータ１０８の運転周波数（コンプレッサ２６の能力）等を制御するようになっている。
【００４８】
ところで、図６に示されるように、前記したクロスフローファン４４を回転駆動させて送風を行うファンモータ７６には、ファンモータ７６のフィードバック制御するときなどに用いられるジェネレータ１２２が設けられている。
【００４９】
一方、ファンモータ７６を制御する駆動回路６８には、ＰＷＭ制御部１２４、駆動部１２６と共に増幅部１２８が設けられている。ＰＷＭ制御部１２４には、マイコン７４から１２Ｖ〜３６Ｖの範囲の電圧を２５６ステップに分割した制御信号が入力されるようになっている。
【００５０】
ＰＷＭ制御部１２４では、マイコン７４から入力される電圧に応じて、モータ電源６２から入力される直流電力のデューテー比を変化させて駆動部１２６へ出力する。駆動部１２６は、ＰＷＭ制御部１２４から出力された所定のデューテー比の電力によってファンモータ７６を回転駆動する。これにより、ファンモータ７６の回転数は、マイコン７４から出力される制御信号に応じて回転数が６００rpm 〜１１５０rpm の間で変化する。
【００５１】
増幅部１２８には、ファンモータ７６に設けられているジェネレータ１２２が接続されており、ファンモータ７６の回転に応じてジェネレータ１２２から出力される電圧を増幅してマイコン７４へ出力するようになっている。
【００５２】
一方、マイコン７４には、エアコン１０の送風量に対応したファンモータ７６の回転数（クロスフローファン４４の回転数）が求められ、それぞれの回転数に対する制御信号のステップが設定されて記憶されている。このため、風量ないし回転数が設定されると、設定された回転数に応じたステップが求められ、１２Ｖ〜３６Ｖの範囲のステップに応じた制御信号を出力するようになっている。
【００５３】
エアコン１０では、リモコン１２０で設定された風量（例えばＨ、Ｍ、Ｌの３段階）となる回転数（例えば風量Ｈ、Ｍ、Ｌのそれぞれで１１５０rpm 、１０００rpm 、９２０rpm ）でクロスフローファン４４を回転駆動する。また、風量が自動に設定されているときには、設定されている運転条件及び室内温度等に基づいて風量を制御する。このとき、ファンモータ７６の回転数は、１１５０rpm （最大風量）〜６００rpm （最低風量）で変化するようにしており、マイコン７４では、ファンモータ７６の回転数が２５６ステップで変化するように制御信号を出力する。
【００５４】
すなわち、マイコン７４は、ファンモータ７６の回転数を設定する回転数設定部１３０と、設定された回転数に応じた制御信号のステップを設定するステップ変換部１３６の機能を備えており、ステップ変換部１３６によって設定されたステップが、ステップ比較補正部１３２及びＤ／Ａ変換器１３８を介して出力されることにより、設定されたステップに応じた電圧の制御信号がＰＷＭ制御部１２４へ出力される。
【００５５】
マイコン７４には、駆動回路６８の増幅部１２８の出力がＡ／Ｄ変換器１４０を介して入力されるようになっており、このＡ／Ｄ変換器１４０の出力がステップ比較補正部１３２へ入力されるようになっている。
【００５６】
ステップ比較補正部１３２では、Ａ／Ｄ変換器１４０からの入力に基づいて制御信号のステップを補正（ステップアップ又はステップダウン）して、ファンモータ７６の回転数が設定した回転数に至るようにしている。このようにしてファンモータ７６のフィードバック制御を行うことにより、ファンモータ７６の回転数、すなわち、クロスフローファン４４の回転数が設定された回転数に維持される。
【００５７】
また、マイコン７４には、判定部１３４が設けられており、ステップ比較補正部１３２では、ステップ変換部１３６で設定されたステップと、ステップ比較補正部１３２で補正されたステップとを比較して判定部１３４へ出力するようになっている。
【００５８】
判定部１３４は、ステップ比較補正部１３２から出力される比較結果（例えばステップ数の差又は差の比率）が所定値を越え、かつ、ステップ変換部１３６で設定されたステップに対して実際のステップが低いときには、フィルタ４８に目詰まりが生じたと判断する。
【００５９】
通常、ファンモータ７６へ供給する電圧が変化しないのにかかわらず、実際のファンモータ７６の回転数が変化したときには、ファンモータ７６の負荷が変化したと判断できる。一方、室内ユニット１２内で、ファンモータ７６の負荷が変化する場合、室内ユニット１２内へ吸込む空気中から塵やほこりを濾すフィルタ４８の目詰まりが考えられる。すなわち、フィルタ４８に塵やほこりが付着して目詰まりが生じると、吸込まれる空気量が少なくなるために、ファンモータ７６の負荷が小さくなって回転数が上昇する。この回転の上昇を抑えるために、実際の制御信号のステップが最初に設定されたステップより下げられる。
【００６０】
ここから、マイコン７４では、設定した制御信号のステップと、実際の制御信号のステップとを比較し、比較結果から実際のステップが所定の比率以上に低くなったときには、フィルタ４８に目詰まりが生じていると判断するようになっている。
【００６１】
図４に示されるようように、表示部８２には、フィルタ４８に目詰まりが生じていると判断したときに点灯する、表示ＬＥＤ１３６Ｐが設けられている。図７に示されるように、この表示ＬＥＤ１３６Ｐは、表示パネル８２Ａに取付けられており、例えばカバー４２Ａを空けてケーシング４２の内部を除くことなく室内側から点灯を確認できるようになっている。マイコン７４は、判定部１３４でフィルタ４８に目詰まりが生じていると判断したときには、表示回路８２の表示ＬＥＤ１３６Ｐを点灯させ、フィルタ４８に目詰まりが生じて清掃又は交換等のメンテナンスが必要となっている旨の表示を行うようになっている。
【００６２】
以下に、本実施の形態の作用を説明する。
【００６３】
エアコン１０では、リモコン１２０の操作によって運転モード、設定温度、風向、風量等の運転条件が設定され、これらの運転条件と図示しない運転／停止ボタンの操作に応じた操作信号がリモコン１２０から送出されると、操作信号に応じて運転を開始する。これによって、エアコン１０の室内ユニット１２が設けられている室内は、リモコン１２０の操作に応じた所望の空調状態とされる。
【００６４】
また、エアコン１０は、空調運転中にリモコン１２０の運転／停止ボタンが操作されて、リモコン１２０から停止を指示する操作信号が入力されることによって、運転を停止する。
【００６５】
ところで、エアコン１０のマイコン７４では、設定された運転条件、室内温度等の環境条件に基づいて、コンプレッサ２６の運転能力と共に、クロスフローファン４４の送風量を設定し、この設定結果に基づいて空調運転を行うようになっている。
【００６６】
クロスフローファン４４の回転数は送風量に応じて定められ、回転数設定部１３０で送風量に応じた回転数が設定されると、この回転数に応じたステップの駆動信号が駆動回路６８へ出力される。駆動回路６８では、モータ電源６２から供給される直流電圧を制御信号に応じたパルス幅に変換して出力するＰＷＭ制御によってファンモータ７６を駆動させる。これによって、室内ユニット１２の吹出し口５０から設定された風量で温調された空気が吹出される。
【００６７】
これと共にマイコン７４では、ファンモータ７６のフィードバック制御により、送風量に基づいて設定した駆動信号のステップと、実際に駆動回路６８へ出力されている駆動信号のステップとを比較することにより、フィルタ４８に目詰まりが生じているか否かの判断を行っている。
【００６８】
このフィルタ４８の目詰まりの判定を図８に示されるフローチャートを参照しながら説明する。なお、このフローチャートは、ファンモータ７６の駆動電力に基づいたフィルタ４８の目詰まり検出の一例を示すものである。
【００６９】
このフローチャートは、エアコン１０の運転が開始されると実行され、最初のステップ２００では、設定された運転条件、室内温度等に基づいて設定された風量が得られるようにファンモータ７６の回転数を設定する。これに続いてステップ２０２では、ファンモータ７６を設定した回転数とするための制御信号のステップＦを設定する。これにより、ステップ２０４では、設定されたステップＦが、ファンモータ７６を制御するための制御信号のステップｆとして設定され、駆動回路６８に設定されたステップに応じた電圧の制御信号が出力され、この制御信号に基づいてファンモータ７６が回転駆動される。
【００７０】
一方、ステップ２０６では、ファンモータ７６の回転に応じたジェネレータ１２２の出力を読込んで、実際のファンモータ７６の回転数が設定した回転数より低いか否か又は設定した回転数となっているかを判断する。この判定は、例えば設定した制御信号の電圧と増幅部１２８を介して入力されるジェネレータ１２２の電圧を比較するなどの、従来公知の種々の方法で行うことができる。
【００７１】
ここで、ファンモータ７６の回転数が低く回転数を上昇させる必要があるときには、ステップ２１０へ移行して、制御信号のステップｆを１ステップ上昇させる。また、ファンモータ７６の回転数が高いときには、ステップ２１２へ移行して、ファンモータ７６の回転数を抑えるために制御信号のステップｆを１ステップダウンさせる。
【００７２】
このようにして、ファンモータ７６の回転をフィードバックして制御信号のステップを補正することにより、ファンモータ７６の回転数が設定された回転数に至り、さらに設定された回転数に維持される。
【００７３】
一方、ステップ２１４では、実際の制御信号のステップｆと、送風量に応じて最初に設定した制御信号のステップＦとを比較する。
【００７４】
ここで、最初に設定したステップと実際のステップとがほぼ同じか、実際のステップが低くとも所定の比率α（例えばα＝０．８）以内であれば、このステップ２１４で否定判定されて、ステップ２１６へ移行する。ステップ２１６では、風量の設定が変更されたか否かを確認し、変更されていなければ（否定判定）、ステップ２０４へ移行する。また、風量が変更されているとき（肯定判定）には、最初のステップ２００へ移行して新たな回転数に回転数を設定し、設定した回転数に応じた制御信号のステップＦの設定を行う。
【００７５】
一方、実際のステップｆと設定されているステップＦとの差が所定の比率α以上となったとき（ステップ２１４で肯定判定）には、ステップ２１８へ移行してエラーカウンタｅの値をインクリメントする（ｅ＝ｅ＋１）。なお、このエラーカウンタｅは、エアコン１０の運転開始時に予めリセットされている。
【００７６】
次のステップ２２０では、エラーカウンタｅのカウント値が「１」か否か、すなわち、エラーカウンタｅによるカウントが開始されたか否かを判断し、カウントが開始されたとき（ステップ２２０で肯定判定）には、ステップ２２２へ移行してエラーカウンタｅのカウント時間を計測するタイマをリセット／スタートさせる。
【００７７】
また、ステップ２２４では、エラーカウンタｅのカウント値が、所定値Ｅ（例えば１００）を越えたか否かを確認し、ステップ２２６では、タイマがタイムアップしたか（タイマの計測時間が予め設定されている時間（例えば１分間）を越えたか）を確認している。ここで、エラーカウンタｅによるカウント値が所定値Ｅに達する前（ステップ２２４では否定判定状態）に、タイマがタイムアップしたとき（ステップ２２６で肯定判定）には、エラーカウンタ及びタイマをリセットして、カウントを中止する（ステップ２２８）。
【００７８】
これに対してタイマがタイムアップする前にエラーカウンタｅのカウントが所定値Ｅを越えたとき（ステップ２２４で肯定判定）には、ステップ２３０へ移行する。すなわち、所定の時間内に設定されたステップＦに対して実際のステップｆが比率αを下回った回数が、所定値Ｅを越えたときには、フィルタ４８に目詰まりが生じてクロスフローファン４４によって室内の空気を吸引するときの通気抵抗が高くなることによって実際のファンモータ７６のステップｆが低くなっていると判断する。
【００７９】
ファンモータ７６の負荷が低くなっていると判断されてステップ２３０へ移行することにより、フィルタ４８の目詰まりの発生を示すフラグＨをセット（Ｈ＝１）すると共に、表示回路８２の表示ＬＥＤ１３６Ｐを点灯させる（ステップ２３２）。
【００８０】
これによって、室内ユニット１２の前面に設けている表示パネル８２Ａ内の表示ＬＥＤ１３６Ｐが点灯して、フィルタ４８のメンテナンスを促す。なお、フラグＨがセットされている間は、表示ＬＥＤ１３６Ｐが点灯し続け、フィルタ４８のメンテナンスが終了し、ファンモータ７６の制御信号のステップＦと実際の制御信号のステップｆが略一致する状態となるとリセットされる（Ｈ＝０）。また、フラグＨがセットされている状態では、実際のステップｆと設定したステップＦの比較を行わず、設定された風量に応じて設定されたステップＦに基づいたファンモータ７６のフィードバック制御のみが実行される（ステップ２００〜２１２、２１６の繰り返しに相当）。
【００８１】
このように、本実施の形態では、特別にフィルタ４８の目詰まりを検出するためのセンサを設けることなく簡単にフィルタ４８の目詰まりを検出して、フィルタ４８のメンテナンスを促すことができる。このとき、回転数ｆが回転数Ｆを越えた回数と時間をカウントすることにより、フィルタ４８の目詰まりの誤検出を防止することができ、正確にフィルタ４８の目詰まりを検出することができる。なお、本実施の形態は、本発明の一例を示すものであり、本発明は、室内の空気調和を図る全ての空気調和機に適用することができる。
【００８２】
例えば、本実施の形態では、フィルタ４８の目詰まりを室内ユニット１２の表示パネル８２Ａに設けた表示ＬＥＤ１３６Ｐによって表示するようにしたが、リモコン１２０のＬＣＤパネルに表示するようにしても良い。
【００８３】
【発明の効果】
本発明によれば、送風ファンを駆動するファンモータに直流モータを用いた空気調和機において、予め設定された電力のステップと電力補正手段によって補正された補正電力のステップとを比較し、その比較結果が所定値を越え、かつ、予め設定された電力のステップに対して電力補正手段によって補正された補正電力のステップが低いときには、フィルタに目詰まりが生じたと判定する判定手段を備えたことにより、送風ファンを駆動するファンモータに直流モータを用いた場合、フィルタの目詰まりを検出するための特別のセンサを設ける必要が無く、簡単な構成で、かつ、的確に、フィルタの汚れや目詰まりを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施の形態に適用したエアコンの概略構成図である。
【図２】 本実施の形態に適用したエアコンの冷凍サイクルを示す概略図である。
【図３】 室内ユニットを示す概略断面図である。
【図４】 室内ユニットの回路構成の概略を示すブロック図である。
【図５】 室外ユニットの回路構成の概略を示すブロック図である。
【図６】 ファンモータの駆動制御の概略を示す機能ブロック図である。
【図７】 表示手段の一例を示す室内ユニットの要部斜視図である。
【図８】 本実施の形態に係るフィルタの目詰まり検出の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ エアコン（空気調和機）
１２ 室内ユニット
１４ 室外ユニット
１８ 熱交換器
２６ コンプレッサ
４４ クロスフローファン（送風ファン）
４８ フィルタ
６２ モータ電源
６８ 駆動回路
７４ マイコン（駆動制御手段、判定手段）
７６ ファンモータ（直流モータ）
１２２ ジェネレータ
１２４ ＰＷＭ制御部
１３０ 回転数設定部
１３２ ステップ比較補正部（電力補正手段，電力供給手段、判定手段）
１３４ 判定部（判定手段）
１３６ ステップ変換部
１３６Ｐ 表示ＬＥＤ（表示手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍サイクルによって室内の空気調和を図る空気調和機に関する。詳細には、フィルタを介して室内から吸引した空気を温調して室内へ吹出して空気調和を図る空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来一般に、冷房運転、除湿運転及び暖房運転によって室内の空気調和を図る空気調和機（以下「エアコン」という）は、クロスフローファン等の送風ファンによって室内の空気を室内ユニット内へ吸引する。室内ユニット内に吸引された空気が熱交換器を通過することにより温調され、室内ユニットから室内へ吹き出される。これによって、室内が所望の空調状態となるようにしている。
【０００３】
また、エアコンでは、例えば、コンプレッサの能力を制御すると共に、室内ユニットからの送風量、風向を制御することにより、効率的に室内を所望の空調状態とするようになっている。
【０００４】
このため、エアコンでは、送風ファンにＤＣモータ（例えばＤＣブラシレスモータ）を用いて、該ＤＣモータ（ＤＣブラシレスモータ）の回転数をＰＭＷ制御することにより、きめこまかく変化させるようにしたものがある。
【０００５】
一方、室内ユニットには、空気中の塵や埃等を除去するフィルタが設けられており、室内から吸込んだ空気がこのフィルタを通過することにより塵や埃が除去され、そして、その塵や埃が、温調された空気と共に再度室内へ吹き出されるのを抑えると共に、これらが熱交換器に付着して汚れとなったり、熱交換器のフィンの間に付着して目詰まりを生じさせたりしてしまうのを防止している。
【０００６】
ところで、フィルタに付着した塵や埃によってフィルタに目詰まりが生じると、送風量が低下する。これによって、エアコンの空調能力が下がり、必要以上に大きな能力で空調を行わなければならず、空調運転コストの上昇等を引き起こすと言う問題がある。これを防止するためには、フィルタを清掃して目詰まりを生じさせないようにしなければならない。
【０００７】
このため、従来のエアコンには、運転時間を積算して、この積算時間が所定時間に達する毎にフィルタの清掃を促す表示を行うものがある。しかし、この場合は、清掃を促すタイミングがフィルタの汚れを考慮したものでないため、フィルタの目詰まり等を的確に防止することができるものではない。
【０００８】
これに対して、フィルタを通過する空気量を計測し、この空気量からフィルタの汚れ度合いを判断したり、所定の風量が得られるように送風ファンを駆動したときの電流値の変化からフィルタの汚れ度合いを判断したりすることが考えられる。
【０００９】
しかしながら、フィルタを通過する空気量は、クロスフローファンの回転数等の送風能力によって変化するため、的確にフィルタの汚れを検出することは困難である。また、フィルタを通過する風量を測定するための専用のセンサを設ける必要が生じる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、風量を測定するセンサ等を特別に設けることなく、簡単にかつ的確にフィルタの汚れを検出することができる空気調和機を提案することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は、運転環境条件及び設定された運転条件に基づいて室内から吸引した空気を、冷凍サイクルを形成する熱交換器によって温調して吹出すことにより室内の空気調和を図る空気調和機であって、通過する空気をろ過するフィルタと、前記フィルタを介して室内の空気を吸引すると共に温調した空気として室内へ吹出し可能に設けられた送風ファンと、前記送風ファンを回転駆動する直流モータを用いたファンモータと、前記ファンモータを駆動する駆動回路と、前記送風ファンが前記運転環境条件ないし前記設定された運転条件に基づいた送風量となるために予め設定されているステップの電力を、前記駆動回路を介して前記ファンモータへ供給する電力供給手段と、前記送風ファンが予め設定された送風量となるように前記電力供給手段から前記ファンモータへ供給する電力のステップを補正する電力補正手段とを備え、前記電力供給手段が所定のデューテー比のパルスを供給するときに、前記電力供給手段及び電力補正手段が、該パルスのデューテー比を予め設定されているステップに応じて変更する構成とした空気調和機において、前記予め設定された電力のステップと前記電力補正手段によって補正された補正電力のステップとを比較し、その比較結果が所定値を越え、かつ、前記予め設定された電力のステップに対して前記電力補正手段によって補正された補正電力のステップが低いときには、前記フィルタに目詰まりが生じたと判定する判定手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、送風ファンの風量に応じたファンモータの回転数が設定される。また、ファンモータの回転数は、供給される電力によって決定するので、送風ファンの風量、すなわちファンモータの回転数にあわせてファンモータを駆動する電力のステップを予め設定しておく。ここで、運転条件等に基づいて風量が設定されると、この風量を得るためのファンモータへ供給する電力のステップが設定され、設定されたステップの電力によってファンモータを駆動する。
【００１３】
一方、電力補正手段は、ファンモータの回転数が設定した回転数となるように、ファンモータへ供給する電力のステップを補正する。これによって、送風ファンが設定された風量となるように回転する。
【００１４】
一般に、クロスフローファン等の送風ファンを駆動するファンモータでは、負荷が減少すると回転数が増加する。回転数検出手段の検出結果が設定した回転数よりも高いときには、空気抵抗が増加して吸引される空気量が少なくなり、モータの負荷が減少したと判断することができる。フィルタは、送風ファンの送風方向の上流側に設けられており、送風ファンが回転されると、室内の空気がフィルタを通過して吸引される。
【００１５】
ここで、フィルタに目詰まりが生じると、ファンモータの負荷が減少するために、ファンモータの回転数が高くなり易く、電力補正手段が、このファンモータの回転数が高くなるのを抑えるために、ファンモータを駆動するための電力のステップを下げる。
【００１６】
判定手段は、設定した電力のステップと電力補正手段によって補正されて実際にファンモータへ供給される電力のステップを比較し、実際のステップが低くなっているときには、フィルタに目詰まりが生じていると判断することができる。これによって、風量を検出するセンサ等の特別な部品を設けることなく、的確にフィルタの目詰まりを検出することができる。
【００１７】
また本発明では、前記ファンモータが直流モータであり、前記電力供給手段が所定のデューテー比のパルスを供給するときに、電力供給手段及び電力補正手段が、該パルスのデューテー比を予め設定されているステップに応じて変更する。
【００１８】
そのため、ファンモータとしてＤＣ（直流）モータを用い、ＤＣモータを駆動する電力のデューテー比を変化させることにより回転数を制御する。このときには、ファンモータの回転数にあわせてデューテー比のステップを設定し、フィードバック制御によってデューテー比のステップを変更して、ファンモータの回転数を一定に保つ。また、判定手段は、このデューテー比のステップを比較することにより、フィルタの目詰まりを判断することができる。
【００１９】
【００２０】
請求項２に記載の本発明においては、請求項１に記載の空気調和機において、前記判定手段の判定結果に基づいた表示を行う表示手段を含むことを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、表示手段の表示からフィルタに目詰まりが生じているか否かを判断することができ、フィルタの目詰まりが表示されているときに、フィルタの清掃を行えば良い。本発明ではフィルタの目詰まりを適切に判断できるのでこの判断結果に基づいた表示から、的確なタイミングでフィルタの清掃を行うことができ、効率的な空気調和運転及びメンテナンスが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施の形態を説明する。
【００２３】
図１には本実施の形態に適用した空気調和機（以下「エアコン１０」という）が示されている。このエアコン１０は、室内ユニット１２と室外ユニット１４とによって構成されており、リモコンスイッチ（以下「リモコン１２０」という）の操作によって運転／停止される。また、エアコン１０は、リモコン１２０で運転モード、設定温度等の運転条件が設定されて操作信号が送出されると、この操作信号を室内ユニット１２で受信して操作信号に基づいた運転が行われる。
【００２４】
図２には、エアコン１０の室内ユニット１２と室外ユニット１４との間に構成されている冷凍サイクルの概略を示している。室内ユニット１２と室外ユニット１４の間には、冷媒を循環させる太管の冷媒配管１６Ａと、細管の冷媒配管１６Ｂが対で設けられており、それぞれの一端が室内ユニット１２に設けられている熱交換器１８に接続されている。
【００２５】
冷媒配管１６Ａの他端は、室外ユニット１４のバルブ２０Ａに接続されている。このバルブ２０Ａは、マフラー２２Ａを介して四方弁２４に接続されている。この四方弁２４には、それぞれがコンプレッサ２６に接続されているアキュムレータ２６とマフラー２２Ｂが接続されている。さらに、室外ユニット１４には、熱交換器３０が設けられている。この熱交換器３０は、一方が四方弁２４に接続され、他方が冷暖房用のキャピラリチューブ３２、ストレーナ３４、電動膨張弁３６、モジュレータ３８を介してバルブ２０Ｂに接続されている。このバルブ２０Ｂには、冷媒配管１６Ｂの他端が接続されており、これによって、室内ユニット１２と室外ユニット１４の間に冷凍サイクルを形成する冷媒の密閉された循環路が構成されている。
【００２６】
エアコン１０では、四方弁２４の切り換えによって、運転モードが冷房モード（ドライモード）と暖房モードが切り換えられる。なお、図２では、矢印で冷房モード（冷房運転）と暖房モード（暖房運転）におけるそれぞれの冷媒の流れを示している。
【００２７】
図３には、室内ユニット１２の概略断面を示している。この室内ユニット１２には、図示しない室内の壁面に固定された取付ベース４０の上下（図２の紙面上下）に係止されるケーシング４２によって内部が覆われている。このケーシング４２内には、送風ファンとして中央部にクロスフローファン４４が配置されている。熱交換器１８は、クロスフローファン４４の前面側から上面側に渡って配置されていおり、熱交換器１８とケーシング４２の前面側から上面側に形成されている吸込み口４６との間には、フィルタ４８が配置されている。また、ケーシング４２の下部には、吹出し口５０が形成されている。すなわち、熱交換器１８及びフィルタ４８は、クロスフローファン４４の上流側に設けられている。
【００２８】
これにより、室内ユニット１２では、クロスフローファン４４の回転駆動により、吸込み口４６から室内の空気を吸引し、この吸引した空気がフィルタ４８及び熱交換器熱交換器１８を通過する。熱交換器１８は通過した空気は、クロスフローファン４４へ至り、クロスフローファン４４から吹出し口５０へ向けて送られ、吹出し口５０から室内へ向けて吹き出される。
【００２９】
また、室内ユニット１２では、冷凍サイクルによって熱交換器１８が冷却または加熱されており、室内から吸込んだ空気は、熱交換器１８のフィンの図示しないフィンの間を通過することにより熱交換が行われ、所定の温度に冷却または加熱されることにより、室内へ吹出されたときに室内の空気調和を図るようになっている。
【００３０】
吹出し口５０内には、左右フラップ５２及び上下フラップ５４が設けられており、左右フラップ５２及び上下フラップ５４によって、吹き出される空調風の向きが変えられるようになっている。
【００３１】
図４に示されるように、室内ユニット１２には、電源基板５６、コントロール基板５８及びパワーリレー基板６０が設けられている。エアコン１０を運転するための電力が供給される電源基板５６には、モータ電源６２、制御回路電源６４、シリアル電源６６及び駆動回路６８が設けられている。また、コントロール基板５８には、シリアル回路７０、駆動回路７２及びマイコン７４が設けられている。
【００３２】
電源基板５６の駆動回路６８には、送風ファンとしてのクロスフローファン４４を駆動するためのファンモータ７６が接続されている。このファンモータ７６としては、ＤＣブラシレスモータ（ブラシレス直流モータ）を用いている。
【００３３】
ファンモータ７６には、コントロール基板５８に設けられているマイコン７４からの制御信号に応じてモータ電源６２から駆動電力が供給される。このとき、マイコン７４は、駆動回路６８への出力電圧を、１２Ｖ〜３６Ｖの範囲で、２５６ステップで変化させるように制御している。
【００３４】
コントロール基板５８の駆動回路７２には、パワーリレー基板６０及び上下フラップ５４を操作する上下フラップモータ７８が接続されている。パワーリレー基板６０には、パワーリレー８０と温度ヒューズ等が設けられており、マイコン７４からの信号によって、パワーリレー８０を操作し、室外ユニット１４へ電力を供給するための接点８０Ａを開閉する。エアコン１０は、接点８０Ａが閉じられることにより、室外ユニット１４へ電力が供給されて運転される。
【００３５】
また、上下フラップモータ７８は、マイコン７４の制御信号に応じて制御されて、上下フラップ５４を操作する。上下フラップ５４が、上下方向へスイングされることにより、室内ユニット１２の吹出し口５０から吹き出される空気の吹出し方向が上下方向へ変えられる。この上下フラップ５４の操作は、吹出し風が任意の位置に向けられるように固定できるが、自動モードでは、ランダムに変化するようになっている。
【００３６】
このように、エアコン１０の室内ユニット１２では、クロスフローファン４４の回転と、上下フラップ５４の操作が制御されることにより、所望の風量及び風向、または室内を快適にするために制御された風量及び風向で、空調された空気を室内へ吹出すことができるようになっている。
【００３７】
シリアル回路７０は、マイコン７４及び電源回路５６のシリアル電源６６に接続され、さらに室外ユニット１４へ接続されている。マイコン７４は、このシリアル回路７０を介して室外ユニット１４との間でシリアル通信を行い、室外ユニット１４の作動を制御するようになっている。
【００３８】
また、室内ユニット１２には、後述するリモコン１２０からの操作信号を受信する受信回路及び運転表示用の表示ＬＥＤ等を備えた表示基板８２が設けられており、この表示基板８２がマイコン７４に接続されている。図１に示されるように、表示基板８２は表示部８２Ａがケーシング４２の表面に露出されており、リモコン１２０からの操作信号がこの表示部８２Ａで受信されて入力される。
【００３９】
図４に示されるように、マイコン７４には、室内温度を検出する室温センサ８４及び熱交換器１８のコイル温度を検出する熱交温度センサ８６が接続され、さらに、コントロール基板５８に設けられているサービスＬＥＤ及び運転切換スイッチ８８が接続されている。なお、後述するリモコン１２０にも温度センサが設けられており、室内温度は通常は、リモコン１２０によって計測されて所定のタイミングで送出されてくるようになっている。
【００４０】
運転切換スイッチ８８は、室内ユニット１２の前面を覆うカバー４２Ａ内に設けられており（図７参照）、通常運転とメンテナンス時等に行う試験運転との切換用であると共に、電源スイッチ８８Ａの接点を開放してエアコン１０への運転電力の供給を遮断できるようになっている。通常、この運転切換スイッチ８８は、通常運転に設定されている。なお、サービスＬＥＤは運転切換スイッチに並んで設けられており、メンテナンス時に点灯操作することにより、サービスマンに自己診断結果を知らせるようになっている。
【００４１】
この室内ユニット１２は、端子板９０のターミナル９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃを介して室外ユニット１４に接続されている。
【００４２】
一方、図５に示されるように、室外ユニット１４には、端子板９２が設けられ、この端子板９２のターミナル９２Ａ、９２Ｂ、９２Ｃがそれぞれ、室内ユニット１２の端子板９０のターミナル９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃに接続されている。これにより、室外ユニット１４には、室内ユニット１２から運転電力が供給されると共に、室内ユニット１２との間でシリアル通信が可能となっている。
【００４３】
この室外ユニット１４には、整流基板９４、コントロール基板９６が設けられている。コントロール基板９６には、マイコン９８共に、ノイズフィルタ１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、シリアル回路１０２及びスイッチング電源１０４等が設けられている。
【００４４】
整流基板９４は、ノイズフィルタ１００Ａを介して供給される電力を整流し、その整流された電力をノイズフィルタ１００Ｂ、１００Ｃを介して平滑化してスイッチング電源１０４へ出力する。スイッチング電源１０４は、マイコン９８と共にインバータ回路１０６に接続されている。これにより、マイコン９８から出力される制御信号に応じた周波数の電力をインバータ回路１０６からコンプレッサモータ１０８へ出力して、コンプレッサ２６を回転駆動させるようになっている。
【００４５】
なお、マイコン９８は、インバータ回路１０６から出力される電力の周波数が、オフまたは１４Hz以上（上限は運転電流の上限による）の範囲となるように制御しており、これによって、コンプレッサモータ１０８、すなわちコンプレッサ２６の回転数が変えられ、コンプレッサ２６の能力（エアコン１０の冷暖房能力）が制御される。
【００４６】
このコントロール基板９６には、四方弁２４及び熱交換器３０を冷却するための図示しないファンを駆動するファンモータ１１０、ファンモータコンデンサ１１０Ａが接続されている。また、室外ユニット１４には、外気温度を検出する外気温度センサ１１２、熱交換器３０の冷媒コイルの温度を検出するコイル温度センサ１１４及びコンプレッサ２６の温度を検出するコンプレッサ温度センサ１１６が設けられており、これらがマイコン９８に接続されている。
【００４７】
マイコン９８は、運転モードに応じて四方弁２４を切り換えると共に、室内ユニット１２からの制御信号、外気温度センサ１１２、コイル温度センサ１１４及びコンプレッサ温度センサ１１６の検出結果に基づいて、ファンモータ１１０のオン／オフ及びコンプレッサモータ１０８の運転周波数（コンプレッサ２６の能力）等を制御するようになっている。
【００４８】
ところで、図６に示されるように、前記したクロスフローファン４４を回転駆動させて送風を行うファンモータ７６には、ファンモータ７６のフィードバック制御するときなどに用いられるジェネレータ１２２が設けられている。
【００４９】
一方、ファンモータ７６を制御する駆動回路６８には、ＰＷＭ制御部１２４、駆動部１２６と共に増幅部１２８が設けられている。ＰＷＭ制御部１２４には、マイコン７４から１２Ｖ〜３６Ｖの範囲の電圧を２５６ステップに分割した制御信号が入力されるようになっている。
【００５０】
ＰＷＭ制御部１２４では、マイコン７４から入力される電圧に応じて、モータ電源６２から入力される直流電力のデューテー比を変化させて駆動部１２６へ出力する。駆動部１２６は、ＰＷＭ制御部１２４から出力された所定のデューテー比の電力によってファンモータ７６を回転駆動する。これにより、ファンモータ７６の回転数は、マイコン７４から出力される制御信号に応じて回転数が６００rpm 〜１１５０rpm の間で変化する。
【００５１】
増幅部１２８には、ファンモータ７６に設けられているジェネレータ１２２が接続されており、ファンモータ７６の回転に応じてジェネレータ１２２から出力される電圧を増幅してマイコン７４へ出力するようになっている。
【００５２】
一方、マイコン７４には、エアコン１０の送風量に対応したファンモータ７６の回転数（クロスフローファン４４の回転数）が求められ、それぞれの回転数に対する制御信号のステップが設定されて記憶されている。このため、風量ないし回転数が設定されると、設定された回転数に応じたステップが求められ、１２Ｖ〜３６Ｖの範囲のステップに応じた制御信号を出力するようになっている。
【００５３】
エアコン１０では、リモコン１２０で設定された風量（例えばＨ、Ｍ、Ｌの３段階）となる回転数（例えば風量Ｈ、Ｍ、Ｌのそれぞれで１１５０rpm 、１０００rpm 、９２０rpm ）でクロスフローファン４４を回転駆動する。また、風量が自動に設定されているときには、設定されている運転条件及び室内温度等に基づいて風量を制御する。このとき、ファンモータ７６の回転数は、１１５０rpm （最大風量）〜６００rpm （最低風量）で変化するようにしており、マイコン７４では、ファンモータ７６の回転数が２５６ステップで変化するように制御信号を出力する。
【００５４】
すなわち、マイコン７４は、ファンモータ７６の回転数を設定する回転数設定部１３０と、設定された回転数に応じた制御信号のステップを設定するステップ変換部１３６の機能を備えており、ステップ変換部１３６によって設定されたステップが、ステップ比較補正部１３２及びＤ／Ａ変換器１３８を介して出力されることにより、設定されたステップに応じた電圧の制御信号がＰＷＭ制御部１２４へ出力される。
【００５５】
マイコン７４には、駆動回路６８の増幅部１２８の出力がＡ／Ｄ変換器１４０を介して入力されるようになっており、このＡ／Ｄ変換器１４０の出力がステップ比較補正部１３２へ入力されるようになっている。
【００５６】
ステップ比較補正部１３２では、Ａ／Ｄ変換器１４０からの入力に基づいて制御信号のステップを補正（ステップアップ又はステップダウン）して、ファンモータ７６の回転数が設定した回転数に至るようにしている。このようにしてファンモータ７６のフィードバック制御を行うことにより、ファンモータ７６の回転数、すなわち、クロスフローファン４４の回転数が設定された回転数に維持される。
【００５７】
また、マイコン７４には、判定部１３４が設けられており、ステップ比較補正部１３２では、ステップ変換部１３６で設定されたステップと、ステップ比較補正部１３２で補正されたステップとを比較して判定部１３４へ出力するようになっている。
【００５８】
判定部１３４は、ステップ比較補正部１３２から出力される比較結果（例えばステップ数の差又は差の比率）が所定値を越え、かつ、ステップ変換部１３６で設定されたステップに対して実際のステップが低いときには、フィルタ４８に目詰まりが生じたと判断する。
【００５９】
通常、ファンモータ７６へ供給する電圧が変化しないのにかかわらず、実際のファンモータ７６の回転数が変化したときには、ファンモータ７６の負荷が変化したと判断できる。一方、室内ユニット１２内で、ファンモータ７６の負荷が変化する場合、室内ユニット１２内へ吸込む空気中から塵やほこりを濾すフィルタ４８の目詰まりが考えられる。すなわち、フィルタ４８に塵やほこりが付着して目詰まりが生じると、吸込まれる空気量が少なくなるために、ファンモータ７６の負荷が小さくなって回転数が上昇する。この回転の上昇を抑えるために、実際の制御信号のステップが最初に設定されたステップより下げられる。
【００６０】
ここから、マイコン７４では、設定した制御信号のステップと、実際の制御信号のステップとを比較し、比較結果から実際のステップが所定の比率以上に低くなったときには、フィルタ４８に目詰まりが生じていると判断するようになっている。
【００６１】
図４に示されるようように、表示部８２には、フィルタ４８に目詰まりが生じていると判断したときに点灯する、表示ＬＥＤ１３６Ｐが設けられている。図７に示されるように、この表示ＬＥＤ１３６Ｐは、表示パネル８２Ａに取付けられており、例えばカバー４２Ａを空けてケーシング４２の内部を除くことなく室内側から点灯を確認できるようになっている。マイコン７４は、判定部１３４でフィルタ４８に目詰まりが生じていると判断したときには、表示回路８２の表示ＬＥＤ１３６Ｐを点灯させ、フィルタ４８に目詰まりが生じて清掃又は交換等のメンテナンスが必要となっている旨の表示を行うようになっている。
【００６２】
以下に、本実施の形態の作用を説明する。
【００６３】
エアコン１０では、リモコン１２０の操作によって運転モード、設定温度、風向、風量等の運転条件が設定され、これらの運転条件と図示しない運転／停止ボタンの操作に応じた操作信号がリモコン１２０から送出されると、操作信号に応じて運転を開始する。これによって、エアコン１０の室内ユニット１２が設けられている室内は、リモコン１２０の操作に応じた所望の空調状態とされる。
【００６４】
また、エアコン１０は、空調運転中にリモコン１２０の運転／停止ボタンが操作されて、リモコン１２０から停止を指示する操作信号が入力されることによって、運転を停止する。
【００６５】
ところで、エアコン１０のマイコン７４では、設定された運転条件、室内温度等の環境条件に基づいて、コンプレッサ２６の運転能力と共に、クロスフローファン４４の送風量を設定し、この設定結果に基づいて空調運転を行うようになっている。
【００６６】
クロスフローファン４４の回転数は送風量に応じて定められ、回転数設定部１３０で送風量に応じた回転数が設定されると、この回転数に応じたステップの駆動信号が駆動回路６８へ出力される。駆動回路６８では、モータ電源６２から供給される直流電圧を制御信号に応じたパルス幅に変換して出力するＰＷＭ制御によってファンモータ７６を駆動させる。これによって、室内ユニット１２の吹出し口５０から設定された風量で温調された空気が吹出される。
【００６７】
これと共にマイコン７４では、ファンモータ７６のフィードバック制御により、送風量に基づいて設定した駆動信号のステップと、実際に駆動回路６８へ出力されている駆動信号のステップとを比較することにより、フィルタ４８に目詰まりが生じているか否かの判断を行っている。
【００６８】
このフィルタ４８の目詰まりの判定を図８に示されるフローチャートを参照しながら説明する。なお、このフローチャートは、ファンモータ７６の駆動電力に基づいたフィルタ４８の目詰まり検出の一例を示すものである。
【００６９】
このフローチャートは、エアコン１０の運転が開始されると実行され、最初のステップ２００では、設定された運転条件、室内温度等に基づいて設定された風量が得られるようにファンモータ７６の回転数を設定する。これに続いてステップ２０２では、ファンモータ７６を設定した回転数とするための制御信号のステップＦを設定する。これにより、ステップ２０４では、設定されたステップＦが、ファンモータ７６を制御するための制御信号のステップｆとして設定され、駆動回路６８に設定されたステップに応じた電圧の制御信号が出力され、この制御信号に基づいてファンモータ７６が回転駆動される。
【００７０】
一方、ステップ２０６では、ファンモータ７６の回転に応じたジェネレータ１２２の出力を読込んで、実際のファンモータ７６の回転数が設定した回転数より低いか否か又は設定した回転数となっているかを判断する。この判定は、例えば設定した制御信号の電圧と増幅部１２８を介して入力されるジェネレータ１２２の電圧を比較するなどの、従来公知の種々の方法で行うことができる。
【００７１】
ここで、ファンモータ７６の回転数が低く回転数を上昇させる必要があるときには、ステップ２１０へ移行して、制御信号のステップｆを１ステップ上昇させる。また、ファンモータ７６の回転数が高いときには、ステップ２１２へ移行して、ファンモータ７６の回転数を抑えるために制御信号のステップｆを１ステップダウンさせる。
【００７２】
このようにして、ファンモータ７６の回転をフィードバックして制御信号のステップを補正することにより、ファンモータ７６の回転数が設定された回転数に至り、さらに設定された回転数に維持される。
【００７３】
一方、ステップ２１４では、実際の制御信号のステップｆと、送風量に応じて最初に設定した制御信号のステップＦとを比較する。
【００７４】
ここで、最初に設定したステップと実際のステップとがほぼ同じか、実際のステップが低くとも所定の比率α（例えばα＝０．８）以内であれば、このステップ２１４で否定判定されて、ステップ２１６へ移行する。ステップ２１６では、風量の設定が変更されたか否かを確認し、変更されていなければ（否定判定）、ステップ２０４へ移行する。また、風量が変更されているとき（肯定判定）には、最初のステップ２００へ移行して新たな回転数に回転数を設定し、設定した回転数に応じた制御信号のステップＦの設定を行う。
【００７５】
一方、実際のステップｆと設定されているステップＦとの差が所定の比率α以上となったとき（ステップ２１４で肯定判定）には、ステップ２１８へ移行してエラーカウンタｅの値をインクリメントする（ｅ＝ｅ＋１）。なお、このエラーカウンタｅは、エアコン１０の運転開始時に予めリセットされている。
【００７６】
次のステップ２２０では、エラーカウンタｅのカウント値が「１」か否か、すなわち、エラーカウンタｅによるカウントが開始されたか否かを判断し、カウントが開始されたとき（ステップ２２０で肯定判定）には、ステップ２２２へ移行してエラーカウンタｅのカウント時間を計測するタイマをリセット／スタートさせる。
【００７７】
また、ステップ２２４では、エラーカウンタｅのカウント値が、所定値Ｅ（例えば１００）を越えたか否かを確認し、ステップ２２６では、タイマがタイムアップしたか（タイマの計測時間が予め設定されている時間（例えば１分間）を越えたか）を確認している。ここで、エラーカウンタｅによるカウント値が所定値Ｅに達する前（ステップ２２４では否定判定状態）に、タイマがタイムアップしたとき（ステップ２２６で肯定判定）には、エラーカウンタ及びタイマをリセットして、カウントを中止する（ステップ２２８）。
【００７８】
これに対してタイマがタイムアップする前にエラーカウンタｅのカウントが所定値Ｅを越えたとき（ステップ２２４で肯定判定）には、ステップ２３０へ移行する。すなわち、所定の時間内に設定されたステップＦに対して実際のステップｆが比率αを下回った回数が、所定値Ｅを越えたときには、フィルタ４８に目詰まりが生じてクロスフローファン４４によって室内の空気を吸引するときの通気抵抗が高くなることによって実際のファンモータ７６のステップｆが低くなっていると判断する。
【００７９】
ファンモータ７６の負荷が低くなっていると判断されてステップ２３０へ移行することにより、フィルタ４８の目詰まりの発生を示すフラグＨをセット（Ｈ＝１）すると共に、表示回路８２の表示ＬＥＤ１３６Ｐを点灯させる（ステップ２３２）。
【００８０】
これによって、室内ユニット１２の前面に設けている表示パネル８２Ａ内の表示ＬＥＤ１３６Ｐが点灯して、フィルタ４８のメンテナンスを促す。なお、フラグＨがセットされている間は、表示ＬＥＤ１３６Ｐが点灯し続け、フィルタ４８のメンテナンスが終了し、ファンモータ７６の制御信号のステップＦと実際の制御信号のステップｆが略一致する状態となるとリセットされる（Ｈ＝０）。また、フラグＨがセットされている状態では、実際のステップｆと設定したステップＦの比較を行わず、設定された風量に応じて設定されたステップＦに基づいたファンモータ７６のフィードバック制御のみが実行される（ステップ２００〜２１２、２１６の繰り返しに相当）。
【００８１】
このように、本実施の形態では、特別にフィルタ４８の目詰まりを検出するためのセンサを設けることなく簡単にフィルタ４８の目詰まりを検出して、フィルタ４８のメンテナンスを促すことができる。このとき、回転数ｆが回転数Ｆを越えた回数と時間をカウントすることにより、フィルタ４８の目詰まりの誤検出を防止することができ、正確にフィルタ４８の目詰まりを検出することができる。なお、本実施の形態は、本発明の一例を示すものであり、本発明は、室内の空気調和を図る全ての空気調和機に適用することができる。
【００８２】
例えば、本実施の形態では、フィルタ４８の目詰まりを室内ユニット１２の表示パネル８２Ａに設けた表示ＬＥＤ１３６Ｐによって表示するようにしたが、リモコン１２０のＬＣＤパネルに表示するようにしても良い。
【００８３】
【発明の効果】
本発明によれば、送風ファンを駆動するファンモータに直流モータを用いた空気調和機において、予め設定された電力のステップと電力補正手段によって補正された補正電力のステップとを比較し、その比較結果が所定値を越え、かつ、予め設定された電力のステップに対して電力補正手段によって補正された補正電力のステップが低いときには、フィルタに目詰まりが生じたと判定する判定手段を備えたことにより、送風ファンを駆動するファンモータに直流モータを用いた場合、フィルタの目詰まりを検出するための特別のセンサを設ける必要が無く、簡単な構成で、かつ、的確に、フィルタの汚れや目詰まりを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施の形態に適用したエアコンの概略構成図である。
【図２】 本実施の形態に適用したエアコンの冷凍サイクルを示す概略図である。
【図３】 室内ユニットを示す概略断面図である。
【図４】 室内ユニットの回路構成の概略を示すブロック図である。
【図５】 室外ユニットの回路構成の概略を示すブロック図である。
【図６】 ファンモータの駆動制御の概略を示す機能ブロック図である。
【図７】 表示手段の一例を示す室内ユニットの要部斜視図である。
【図８】 本実施の形態に係るフィルタの目詰まり検出の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ エアコン（空気調和機）
１２ 室内ユニット
１４ 室外ユニット
１８ 熱交換器
２６ コンプレッサ
４４ クロスフローファン（送風ファン）
４８ フィルタ
６２ モータ電源
６８ 駆動回路
７４ マイコン（駆動制御手段、判定手段）
７６ ファンモータ（直流モータ）
１２２ ジェネレータ
１２４ ＰＷＭ制御部
１３０ 回転数設定部
１３２ ステップ比較補正部（電力補正手段，電力供給手段、判定手段）
１３４ 判定部（判定手段）
１３６ ステップ変換部
１３６Ｐ 表示ＬＥＤ（表示手段）
Claims (2)
- 運転環境条件及び設定された運転条件に基づいて室内から吸引した空気を、冷凍サイクルを形成する熱交換器によって温調して吹出すことにより室内の空気調和を図る空気調和機であって、
通過する空気をろ過するフィルタと、
前記フィルタを介して室内の空気を吸引すると共に温調した空気として室内へ吹出し可能に設けられた送風ファンと、
前記送風ファンを回転駆動する直流モータを用いたファンモータと、
前記ファンモータを駆動する駆動回路と、
前記送風ファンが前記運転環境条件ないし前記設定された運転条件に基づいた送風量となるために予め設定されているステップの電力を、前記駆動回路を介して前記ファンモータへ供給する電力供給手段と、
前記送風ファンが予め設定された送風量となるように前記電力供給手段から前記ファンモータへ供給する電力のステップを補正する電力補正手段とを備え、
前記電力供給手段が所定のデューテー比のパルスを供給するときに、前記電力供給手段及び電力補正手段が、該パルスのデューテー比を予め設定されているステップに応じて変更する構成とした空気調和機において、
前記予め設定された電力のステップと前記電力補正手段によって補正された補正電力のステップとを比較し、その比較結果が所定値を越え、かつ、前記予め設定された電力のステップに対して前記電力補正手段によって補正された補正電力のステップが低いときには、前記フィルタに目詰まりが生じたと判定する判定手段を備えたことを特長とする空気調和機。 - 前記判定手段の判定結果に基づいた表示を行う表示手段とを含むことを特長とする請求項１に記載の空気調和機。
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