JP3913440B2 - Air conditioner - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ガスエンジンにより駆動される圧縮機を用いた空気調和機に係り、詳しくは、ガス供給電磁弁の制御の技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、室外機における圧縮機の駆動源としてガスエンジンを用いたエンジン駆動式空気調和機が省エネの観点からも広く採用される傾向にある。このような空気調和機は、燃料として天然ガス(LNG)やプロパンガス(LPG)を用いており、ガスエンジンへ燃料であるガスを導くガス供給管には2個のガス電磁弁と1個のガス比例弁が連設されており、先ず、ガス電磁弁は弁部を単に開閉させて燃料ガスの供給/停止を行い、ガス比例弁は電流を変化させることで弁部の開度を変えてガスエンジンの燃焼室に供給されるガス量を調整するようにしたものである。
【0003】
詳述すると次の通りである。図6は、従来のガスエンジン駆動式空気調和機で用いられたガス供給電磁弁の開閉制御を行うガス電磁弁駆動装置の回路構成図を示したものである。
【0004】
このガス電磁弁駆動装置は、2つのガス電磁弁(G11、G12)を制御するドライブ回路(D11、D12)及びリレー(R11、R12)が夫々に設けられ、これらへの動作信号は1つのマイコン(MPU)から行っていた。ガス電磁弁(G11、G12)の動作としては、まず運転が開始されると、マイコンからパルス信号による指令が発生され、ガス電磁弁G11とガス電磁弁G12が開放し、ガス供給管を通じて燃料ガスがガス比例弁G13へ供給される。夫々のガス電磁弁(G11、G12)を通過した燃料ガスは、ガス比例弁G13でガス供給量が調整され、ガスエンジンの燃焼室へ供給されガスエンジンを駆動するように動作している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、マイコンに異常が発生した場合(例えばマイコンが暴走し、プログラムが正常に動作しなくなった状態)、ガス電磁弁が強制開放される可能性があった。そのためこの問題を解決することが要望されていた。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、ガスエンジンにより駆動される圧縮機と、室外熱交換器と、室内熱交換器とを冷媒配管でつないで冷凍サイクルを構成した空気調和機において、前記ガスエンジンに燃料であるガスを導くガス供給管には直列に複数のガス電磁弁が具備され、これらガス電磁弁は、該ガス電磁弁の電源供給を制御するMPUと、該ガス電磁弁の開閉駆動を制御するMPUとの複数のMPUで制御されることである。
【0007】
請求項1に記載の発明によれば、ガスエンジンのガス供給管に具備されるガス電磁弁は、複数のMPUで制御されるのでいずれかのMPUが異常を起こしてもガス電磁弁の開放は行われないため、ガス漏れを防止し信頼性の向上が図れる。
【0008】
請求項2に記載の発明によれば、ガス電磁弁OFFの時の個別駆動とマルチMPUの組み合わせにより、フィードバック制御回路を設けなくても同等のガス電磁弁異常動作を防止する効果が期待できる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【0010】
図1はガスエンジンを用いたガスヒートポンプ型空気調和機の概略構成図である。本実施形態の空気調和機は、いわゆるマルチタイプパッケージエアコンであり、複数の室内ユニット1と一つの室外ユニット3とから構成されている。室内ユニット1側には、分流器5が付設された室内熱交換器7、電動ファン9、電動膨張弁11等が設置されている。51は、電動ファン9や電動膨張弁11を駆動する室内側コントロールユニット(以下、ECUと記す)で、この室内側ECU51は、MPUを始め、入出力インターフェースやROM、RAM、タイマカウンタ等から構成されている。
【0011】
一方、室外ユニット3側には、圧縮機13、四方弁15、分流器17が付設された室外熱交換器19、電動ファン21、アキュームレータ23、室外側ECU61等が設置されている。
【0012】
この室外ユニット3の内部には、四方弁15や電動ファン21、電磁遮断弁49の他、ステップモーター29を始めとするガスエンジン25関連の機器等も集中制御する室外側ECU61が設置されている。室外側ECU61は、MPUを始め、入出力インターフェースやROM、RAM、タイマカウンタ等から構成されており、ガスエンジンに燃料であるガス(LNGもしくはLPG)を導く図示しないガス供給管に具備される2つのガス電磁弁の開閉を制御している。
【0013】
更にこのECU61は、エンジン25の回転数を検出する回転センサ65と、エンジン25への燃料供給量を制御する燃料調整弁10とも接続しており、前記圧力センサ、温度センサが計測するデータに基づいて、エンジン25の運転を制御する。この燃料調整弁10は、ガスエンジン25につながれたガス管70に配置された2つのガス電磁弁(G1、G2)から構成されている。
【0014】
図2及び図3は、本発明の実施形態を示すガス電磁弁を制御する回路のブロック構成図であり、このブロック図に基づいて2つの制御回路の動作を説明する。
【0015】
この制御回路は、2つのMPU(M1、M2)と3つのドライブ回路(D1〜D3)と3つのリレー(R1〜R3)とから構成され、電源M4から電源供給を受け、2つのガス電磁弁(G1、G2)の開閉並びに圧縮機13のクランクケースヒータM3の通電を制御している。2つのMPUの役割分担としては、一方のMPU1(M1)がドライブ回路1(D1)を介してリレーR1を駆動しクランクケースヒータM3を通電するか、もしくはリレーR2及びリレーR3へ給電を行う。また、他方のMPU2(M2)は、ドライブ回路D2を介してリレーR2を駆動しガス電磁弁G1の開閉を行い、更にドライブ回路D3を介してリレーR3を駆動しガス電磁弁G2の開閉を行う。このため、一方のMPU1(M1)に異常が発生してリレーR1のスイッチが接点aへ切換わらなくなると、リレーR2及びリレーR3への給電が行われず2つのガス電磁弁(G1、G2)の開放は行われない。また、他方のMPU2(M2)に異常が発生しても、リレーR2及びリレーR3への駆動指示が行われないため2つのガス電磁弁(G1、G2)の開放は行われない。
【0016】
次に、上述した制御回路によるガス電磁弁制御の流れを示すフローを図4に示す。先ず、一方のMPU1(M1)で運転開始の信号入力の有無を判断し、この信号入力が発生するまで繰り返す(ステップS1)。ステップ2でガスエンジンの起動指示を行い、クランクケースヒータへの通電出力をOFFするとともにガス電磁弁を駆動するリレーR2及びR3へ電源供給を開始する。
【0017】
他方のMPU2(M2)は、一方のMPU1(M1)からのガスエンジン起動信号を受信し、2つのガス電磁弁(G1、G2)の開放指示を行う(ステップS3)。更に、エンジンの起動及び完爆を確認し、ガスエンジンの完爆通知信号を一方のMPU1へ送信する。
【0018】
続いて、一方のMPU1(M1)がガスエンジンの完爆通知信号を受取り、ガスエンジンの運転制御を開始する(ステップS5)。ステップS6では、運転停止の信号入力の有無を判断しこの信号入力が発生するまで繰り返す(ステップS1)。そして、ガスエンジンの運転停止信号を再び他方のMPU2(M2)へ送信する(ステップS7)。
【0019】
再び他方のMPU2(M2)は、一方のMPU1(M1)からガスエンジン停止指示を確認したら2つのガス電磁弁(G1、G2)を交互にOFFにする。この2つのガス電磁弁をOFFにする順番としては、ガスエンジンを停止する毎に順序を入れ替える(ステップS8)。この時、最初のガス電磁弁OFFでガスエンジンが停止したか判断を行い、ガスエンジンが停止しなければガス電磁弁の動作不良と判断し、ガスエンジンが停止すればガス電磁弁は正常と判断しガスエンジン停止信号を一方のMPU1(M1)へ送信する(ステップS9〜S11)。
【0020】
最後に、ガスエンジン停止信号を受信した一方のMPU1(M1)は、ガス電磁弁を駆動するリレーR2及びR3への給電を停止し、クランクケースヒータへの通電を開始する(ステップS12)。
【0021】
図5は、図4に示したフロー図に基づき各機器へ発信される出力信号を時系列でしめすチャート図である。図5のチャート図の横軸は、時系列を示しており右方向へ時間がt1〜t10のように経過していることを示し、▲1▼は運転/停止信号、▲2▼はガスエンジン起動停止指示信号(MPU1→MPU2)、▲3▼クランケースヒータ通電信号、▲4▼は一方のガス電磁弁開放指示信号、▲5▼は他方のガス電磁弁開放指示信号、▲6▼はガスエンジン始動/停止完了信号を示している。
【0022】
これらの各信号の発生する流れとしては、時間t1で▲1▼は運転/停止信号がON、時間t2で▲2▼はガスエンジン起動停止指示信号(MPU1→MPU2)がONするとともに▲3▼クランケースヒータ通電信号がOFF、時間t3で▲4▼は一方のガス電磁弁開放指示信号及び▲5▼は他方のガス電磁弁開放指示信号がON、時間t4で▲6▼はガスエンジン始動/停止完了信号がONする。時間t5で▲1▼は運転/停止信号がOFF、時間t6で▲2▼はガスエンジン起動停止指示信号(MPU1→MPU2)がOFFし、時間t7で▲4▼は一方のガス電磁弁開放指示信号がOFF、時間t8で▲5▼は他方のガス電磁弁開放指示信号がOFF、時間t9で▲6▼はガスエンジン始動/停止完了信号がOFF、時間t10で▲3▼クランケースヒータ通電信号がOFFする。
【0023】
以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0024】
【発明の効果】
以上に説明したように、請求項1の発明によれば、ガスエンジンのガス供給管に具備されるガス電磁弁は、複数のMPUで制御されるのでいずれかのMPUが異常を起こしてもガス電磁弁の開放は行われないため、ガス漏れを防止し信頼性の向上が図れる。
【0025】
また、請求項2の発明によれば、ガス電磁弁OFFの時の個別駆動とマルチMPUの組み合わせにより、フィードバック制御回路を設けなくても同等のガス電磁弁異常動作を防止する効果が期待できるため、基板回路の簡素化を図り且つ低コストで製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るガスエンジン駆動式空気調和機の構造を示した冷媒回路図である。
【図2】本発明に係る制御回路の一実施例を示したブロック構成図1である。
【図3】本発明に係る制御回路の一実施例を示したブロック構成図2である。
【図4】本発明に係る制御回路の動作の流れを示すフロー図である。
【図5】本発明に係る制御回路の制御信号が発生するタイミングを示したチャート図である。
【図6】従来のガスエンジン駆動式空気調和機のガス電磁弁の制御構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
7 室内熱交換器
13 圧縮機
19 室外熱交換器
25 ガスエンジン
33〜45冷媒配管
70 ガス供給管
M1、M2 MPU
G1、G2 ガス電磁弁[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an air conditioner using a compressor driven by a gas engine, and more particularly to a technique for controlling a gas supply solenoid valve.
[0002]
[Prior art]
In recent years, an engine-driven air conditioner using a gas engine as a drive source of a compressor in an outdoor unit has been widely adopted from the viewpoint of energy saving. Such an air conditioner uses natural gas (LNG) or propane gas (LPG) as fuel, and two gas solenoid valves and one gas supply pipe for guiding gas as fuel to the gas engine. A gas proportional valve is provided in series. First, the gas solenoid valve simply opens and closes the valve to supply / stop the fuel gas, and the gas proportional valve changes the current by changing the opening of the valve. The amount of gas supplied to the combustion chamber of the gas engine is adjusted.
[0003]
The details are as follows. FIG. 6 is a circuit configuration diagram of a gas solenoid valve driving device that performs opening / closing control of a gas supply solenoid valve used in a conventional gas engine driven air conditioner.
[0004]
This gas solenoid valve drive device is provided with drive circuits (D11, D12) and relays (R11, R12) for controlling two gas solenoid valves (G11, G12), respectively, and the operation signal to these is one microcomputer. (MPU). As the operation of the gas solenoid valves (G11, G12), when the operation is started, a command by a pulse signal is generated from the microcomputer, the gas solenoid valve G11 and the gas solenoid valve G12 are opened, and the fuel gas is passed through the gas supply pipe. Is supplied to the gas proportional valve G13 . The fuel gas that has passed through the respective gas solenoid valves (G11, G12) is supplied to the combustion chamber of the gas engine by adjusting the gas supply amount by the gas proportional valve G13, and operates to drive the gas engine.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when an abnormality occurs in the microcomputer (for example, the microcomputer runs away and the program does not operate normally), the gas solenoid valve may be forcibly opened. Therefore, it has been desired to solve this problem.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
[0007]
According to the first aspect of the present invention, since the gas solenoid valve provided in the gas supply pipe of the gas engine is controlled by a plurality of MPUs, the gas solenoid valve is not opened even if any MPU malfunctions. Since it is not performed, gas leakage can be prevented and reliability can be improved.
[0008]
According to the second aspect of the present invention, it is possible to expect the same effect of preventing abnormal gas solenoid valve operation without providing a feedback control circuit by combining the individual drive when the gas solenoid valve is OFF and the multi-MPU.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0010]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a gas heat pump type air conditioner using a gas engine. The air conditioner according to the present embodiment is a so-called multi-type package air conditioner, and includes a plurality of
[0011]
On the other hand, on the
[0012]
Inside the
[0013]
The ECU 61 is also connected to a
[0014]
2 and 3 are block configuration diagrams of a circuit for controlling the gas solenoid valve according to the embodiment of the present invention, and operations of the two control circuits will be described based on the block diagrams.
[0015]
This control circuit is composed of two MPUs (M1, M2), three drive circuits (D1-D3), and three relays (R1-R3). The opening and closing of (G1, G2) and the energization of the crankcase heater M3 of the
[0016]
Next, the flow which shows the flow of the gas solenoid valve control by the control circuit mentioned above is shown in FIG. First, one MPU 1 (M1) determines whether or not an operation start signal is input, and the process is repeated until this signal input is generated (step S1). In step 2, a start instruction for the gas engine is issued, the energization output to the crankcase heater is turned off, and power supply to the relays R2 and R3 that drive the gas solenoid valve is started.
[0017]
The other MPU2 (M2) receives the gas engine start signal from one MPU1 (M1) and issues an instruction to open the two gas solenoid valves (G1, G2) (step S3). Furthermore, the start and complete explosion of the engine are confirmed, and a complete explosion notification signal of the gas engine is transmitted to one
[0018]
Subsequently, one MPU 1 (M1) receives the gas engine complete explosion notification signal and starts operation control of the gas engine (step S5). In step S6, it is determined whether or not an operation stop signal is input, and the process is repeated until this signal input is generated (step S1). Then, a gas engine operation stop signal is transmitted again to the other MPU 2 (M2) (step S7).
[0019]
The other MPU2 (M2) again turns off the two gas solenoid valves (G1, G2) alternately after confirming the gas engine stop instruction from one MPU1 (M1). The order of turning off the two gas solenoid valves is changed every time the gas engine is stopped (step S8). At this time, it is determined whether the gas engine has stopped when the gas solenoid valve is turned off for the first time. If the gas engine does not stop, it is determined that the gas solenoid valve is malfunctioning. If the gas engine stops, the gas solenoid valve is determined to be normal. Then, a gas engine stop signal is transmitted to one MPU 1 (M1) (steps S9 to S11).
[0020]
Finally, one MPU1 (M1) that has received the gas engine stop signal stops supplying power to the relays R2 and R3 that drive the gas solenoid valve, and starts energizing the crankcase heater (step S12).
[0021]
FIG. 5 is a chart showing the time series of output signals transmitted to each device based on the flowchart shown in FIG. The horizontal axis of the chart of FIG. 5 shows a time series, indicating that time has elapsed in the right direction as t1 to t10, (1) is an operation / stop signal, and (2) is a gas engine. Start / stop instruction signal (MPU1 → MPU2), (3) Clan case heater energization signal, (4) is one gas solenoid valve opening instruction signal, (5) is the other gas solenoid valve opening instruction signal, and (6) is gas An engine start / stop completion signal is shown.
[0022]
The flow of these signals is as follows. At time t1, (1) the operation / stop signal is ON, and at time t2, (2) is the gas engine start / stop instruction signal (MPU1 → MPU2) is ON (3). Clan case heater energization signal is OFF, at time t3, (4) is one gas solenoid valve opening instruction signal, and (5) is the other gas solenoid valve opening instruction signal, and at time t4, (6) is gas engine start / The stop completion signal turns ON. At time t5 (1), the operation / stop signal is OFF, at time t6 (2), the gas engine start / stop instruction signal (MPU1 → MPU2) is OFF, and at time t7, (4) is one gas solenoid valve opening instruction. When the signal is OFF, at time t8 (5), the other gas solenoid valve opening instruction signal is OFF, at time t9, (6), the gas engine start / stop completion signal is OFF, and at time t10, (3) Clan case heater energization signal Turns off.
[0023]
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the said embodiment, this invention is not limited to this.
[0024]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the gas solenoid valve provided in the gas supply pipe of the gas engine is controlled by a plurality of MPUs. Since the solenoid valve is not opened, gas leakage can be prevented and reliability can be improved.
[0025]
Further, according to the invention of claim 2, the combination of the individual drive when the gas solenoid valve is OFF and the multi-MPU can be expected to have an effect of preventing an abnormal gas solenoid valve operation without providing a feedback control circuit. Thus, the circuit board can be simplified and manufactured at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram showing the structure of a gas engine driven air conditioner according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram 1 showing one embodiment of a control circuit according to the present invention.
FIG. 3 is a block diagram 2 showing an embodiment of a control circuit according to the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing a flow of operation of the control circuit according to the present invention.
FIG. 5 is a chart showing timings at which control signals of the control circuit according to the present invention are generated.
FIG. 6 is a block diagram showing a control configuration of a gas solenoid valve of a conventional gas engine driven air conditioner.
[Explanation of symbols]
7
G1, G2 Gas solenoid valve
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