JP3994574B2 - 空気調和機の制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、能力可変手段を備えた空気調和機の制御装置に関し、特に冷媒系の異常検出とその保護制御に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図12は、例えば、特開平6−137648号公報に示された従来の空気調和機の構成を示す冷媒回路図である。
図において、41は圧縮機、42は四方弁、43は室外ファン、44は室外側熱交換器、45は膨張弁、46は室内ファン、47は室内側熱交換器、48は冷媒配管、49は圧力センサである。
【0003】
次に、この従来例の動作について説明する。
まず、圧力センサ49では、圧縮機41の吐出圧を検出しており、この圧力センサ49により検出された吐出圧が、第1の制限値以上に達したときに、膨張弁45の開度を拡大する。
そして、またこの第1の制限値よりも高い第2の制限値以上に達したときに、圧縮機41の運転周波数を低減させ、さらに、この第2の制限値よりも高い第3の制限値以上に達したときに、圧縮機41の運転を停止させ、過圧防止を行っている。
【0004】
また、図13は、例えば、特開平2−203054号公報に示された別の従来の空気調和機の構成を示す冷媒回路図である。
図において、51は室外機、52は室内機、53は圧縮機、54は四方弁、55は室外熱側交換器、56は室内側熱交換器、57は検知器、58はマイクロコンピュータ等から構成され、圧縮機53の回転速度を変える周波数を制御する室外制御器である。
【0005】
次に、この従来例の動作について説明する。
まず、検知器57は暖房運転時室内側熱交換器56内の冷媒の凝縮温度を検出しており、その検出結果を室外制御器へ出力している。
そして、室外制御器58では、検知器57で検出された冷媒の凝縮温度に応じて、検知器57の検出した冷媒の凝縮温度が54℃未満の範囲をAゾーン、凝縮温度が54℃以上56℃未満の範囲をBゾーン、凝縮温度が56℃以上58℃未満の範囲をCゾーン、凝縮温度が58℃以上60℃未満の範囲をDゾーン、凝縮温度が60℃以上65℃未満の範囲をEゾーン、凝縮温度が65℃以上の範囲をFゾーンとし、これら各ゾーンに対応して室外制御器58は圧縮機53の回転速度を変える周波数を室内温度が設定値になるように増減制御することにより、圧縮機53の回転速度を変える周波数を変化させて圧縮機53を制御している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の空気調和器の制御装置は、上記のように構成されているので、図12に示すような圧力センサ49を用いるものでは、高価な圧力センサ49を使用しなければならず、コストが高くなる上、冷媒回路系に追加で部品を取り付ける形になるため、圧力センサの故障や取り付けた部分での冷媒配管詰まりの可能性を増大させるなど信頼性の低下を招いてしまうという問題点があった。
【0007】
また、図13に示すような冷媒配管の温度を利用するものでは、検知する温度の応答速度が遅いため、正常時の制御には使用できても、異常時の保護動作には異常検出速度が間に合わないという問題点があった。
【0008】
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、追加の部品などを使用せず、既存の検出手段を使用し、コストを上げることなく、また信頼性を損なうことなく圧縮機の圧力保護を迅速に行うことができる空気調和機の制御装置を得ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
第1の発明に係る空気調和機の制御装置は、圧縮機と、交流電源電圧が入力され、圧縮機を可変交流電圧で駆動する圧縮機駆動手段と、圧縮機駆動手段を制御し、圧縮機の運転周波数を可変する圧縮機運転周波数制御手段とを有する空気調和機の制御装置において、圧縮機運転周波数制御手段による圧縮機の運転周波数の制御に必要な情報を検出する検出手段と、圧縮機の運転周波数と検出手段で検出される検出情報との相関関係に基づいた冷媒系の異常判定データが記憶される判定データ記憶手段と、圧縮機運転周波数制御手段の運転周波数情報及び検出手段の検出情報が入力され、運転周波数情報と検出情報を比較し、その比較結果と判定データ記憶手段に記憶された異常判定データに基づいて、冷媒系の異常を判定する比較判定手段とを備え、判定データ記憶手段に、判定レベルの異なる2つの異常判定データを記憶させ、比較判定手段は、判定データ記憶手段に記憶された、判定レベルの低い異常判定データにより、冷媒系の異常を判定した場合に、一度圧縮機の運転周波数を上げて、冷媒系の異常判定を継続するものである。
【0010】
第2の発明に係る空気調和機の制御装置は、圧縮機と、交流電源電圧が入力され、圧縮機を可変交流電圧で駆動する圧縮機駆動手段と、圧縮機駆動手段を運転周波数情報で制御し、圧縮機の運転周波数を可変する圧縮機運転周波数制御手段とを有する空気調和機の制御装置において、圧縮機運転周波数制御手段による圧縮機の運転周波数の制御に必要な交流電源電圧の入力電流を検出する入力電流検出手段と、圧縮機の運転周波数と入力電流検出手段で検出される入力電流情報との相関関係に基づいた冷媒系の異常判定データが記憶される判定データ記憶手段と、圧縮機運転周波数制御手段の運転周波数情報及び入力電流検出手段の入力電流情報が入力され、運転周波数情報と入力電流情報を比較し、その比較結果と判定データ記憶手段に記憶された異常判定データに基づいて、冷媒系の異常を判定する比較判定手段とを備え、判定データ記憶手段に、判定レベルの異なる2つの異常判定データを記憶させ、比較判定手段は、判定データ記憶手段に記憶された、判定レベルの低い異常判定データにより、冷媒系の異常を判定した場合に、一度圧縮機の運転周波数を上げて、冷媒系の異常判定を継続するものである。
【0013】
第3の発明に係る空気調和機の制御装置は、直流ブラシレス電動機を使用した圧縮機と、交流電源電圧が入力され、圧縮機を可変交流電圧で駆動する圧縮機駆動手段と、圧縮機駆動手段を出力電圧情報で制御し、圧縮機の運転周波数を可変する圧縮機運転周波数制御手段とを有する空気調和機の制御装置において、圧縮機運転周波数制御手段による圧縮機の運転周波数の制御に必要な圧縮機のロータの位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段で検出される圧縮機のロータの位置に基づいた運転周波数と圧縮機への出力電圧との相関関係に基づいた冷媒系の異常判定データが記憶される判定データ記憶手段と、位置検出手段で検出される圧縮機のロータの位置に基づいた運転周波数情報及び圧縮機運転周波数制御手段の出力電圧情報が入力され、運転周波数情報と出力電圧情報を比較し、その比較結果と判定データ記憶手段に記憶された異常判定データに基づいて、冷媒系の異常を判定する比較判定手段とを備え、判定データ記憶手段に、判定レベルの異なる2つの異常判定データを記憶させ、比較判定手段は、判定データ記憶手段に記憶された、判定レベルの低い異常判定データにより、冷媒系の異常を判定した場合に、一度圧縮機の運転周波数を上げて、冷媒系の異常判定を継続するものである。
【0014】
第4の発明に係る空気調和機の制御装置は、直流ブラシレス電動機を使用した圧縮機と、交流電源電圧が入力され、圧縮機を可変交流電圧で駆動する圧縮機駆動手段と、圧縮機駆動手段を出力電圧情報で制御し、圧縮機の運転周波数を可変する圧縮機運転周波数制御手段とを有する空気調和機の制御装置において、圧縮機運転周波数制御手段による圧縮機の運転周波数の制御に必要な交流電源電圧の入力電流を検出する入力電流検出手段と、圧縮機運転周波数制御手段による圧縮機の運転周波数の制御に必要な圧縮機のロータの位置を検出する位置検出手段と、圧縮機の運転周波数と入力電流検出手段で検出される入力電流情報との相関関係、及び位置検出手段で検出される圧縮機のロータの位置に基づいた運転周波数と圧縮機への出力電圧との相関関係に基づいた冷媒系の異常判定データが記憶される判定データ記憶手段と、位置検出手段で検出される圧縮機のロータの位置に基づいた運転周波数情報、入力電流検出手段の入力電流情報及び圧縮機運転周波数制御手段の出力電圧情報が入力され、運転周波数情報と入力電流情報及び出力電圧情報を比較し、その比較結果と判定データ記憶手段に記憶された異常判定データに基づいて、冷媒系の異常を判定する比較判定手段とを備え、判定データ記憶手段に、判定レベルの異なる2つの異常判定データを記憶させ、比較判定手段は、判定データ記憶手段に記憶された、判定レベルの低い異常判定データにより、冷媒系の異常を判定した場合に、一度圧縮機の運転周波数を上げて、冷媒系の異常判定を継続するものである。
【0015】
第5の発明に係る空気調和機の制御装置の比較判定手段は、冷媒系の異常判定のための情報が安定するまで、冷媒系の異常判定を繰り返すものである。
【0016】
第6の発明に係る空気調和機の制御装置の比較判定手段は、冷媒系の異常を判定すると、圧縮機を停止させるものである。
第7の発明に係る空気調和機の制御装置は、比較判定手段により冷媒系の異常が判定されたとき、比較判定手段からの情報により、その旨の表示を行う表示手段を備えるものである。
【0017】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1は本発明の前提となる実施の形態に係る空気調和機の制御装置を示すブロック図である。
図において、1は交流電源、2は整流手段、3は平滑手段、4は圧縮機運転周波数生成手段であり、整流手段2、平滑手段3及び圧縮機運転周波数生成手段4で圧縮機駆動手段を構成している。
5は圧縮機電動機、6は圧縮機運転周波数制御手段(以下、圧縮機制御手段という)、7は入力電流検出手段、8は比較判定手段、9は判定データ記憶手段、10、11、12は各種データを伝送するためのライン、13は表示手段である。
【0018】
ここで、まず、この実施の形態の動作の概略について説明する。
まず、交流電源1は整流手段2で直流にされ平滑手段3で平滑されたリップル分のない直流電圧にされた後、圧縮機運転周波数生成手段4により三相交流に変換され圧縮機電動機5を駆動している。
【0019】
また、入力電流検出手段7で検出した電流は、ライン10を通して直接圧縮機制御手段6に送られる他、比較判定手段8により、判定データ記憶手段9に記憶されている正常時相関データと圧縮機制御手段6からライン11を通して送られる運転周波数データを使用して冷媒系の異常を判定し結果をライン12を通して圧縮機制御手段6にフィードバックさせている。
また、異常を判定した場合は、表示手段13を用いて外部に知らしめるようにする。
【0020】
次に、この実施の形態の動作について説明する。
図2はこの実施の形態において、異常判定に使用する圧縮機運転周波数と入力電流の関係を示すグラフであり、通常(正常)の運転状態に比較して冷媒系異常運転時は低周波数でも高い入力電流値となっている。
図2に示すように、圧縮機運転周波数と入力電流値の相関関係は、圧縮機の運転周波数が高くなるほど仕事量が増えるために入力電流も大きくなるが、冷媒系に詰まり等の異常がある場合は、圧縮機の運転周波数が小さい場合でも入力電流が非常に大きくなる。
そこで、図2に示すような異常判定境界のデータをあらかじめ判定データ記憶手段9に格納しておき、比較判定手段8により運転周波数に対する入力電流が、異常判定境界の正常側にあるか異常側にあるかを判定するようになっている。
【0021】
図3はこの実施の形態の異常検出の動作を示すフローチャートである。
まず、元電源である交流電圧1は整流手段2で直流電圧に整流された後、平滑手段3でリップル分を除去され圧縮機運転周波数生成手段4により三相交流信号に変換され圧縮機電動機5を駆動している。
また、入力電流検出手段7で検出された運転電流値は、ライン10を通して直接圧縮機制御手段6に送られ、圧縮機制御手段6では圧縮機運転周波数生成手段4を制御し、通常運転時に運転電流が元電源の電流容量(ブレーカー容量)を越えないように運転周波数を制御している状態となっている。
【0022】
そして、比較判定手段8には圧縮機制御手段6から運転周波数がライン11を通して入力され、入力電流検出手段7で検出された運転電流値が入力されており、比較判定手段8では、まず、圧縮機制御手段6から運転周波数がライン11を通して入力された圧縮機運転周波数を読み込み(S100)、その運転周波数に対応する入力判定値Is を、判定データ記憶手段9に記憶された異常判定境界のデータから読み込む(S101)。
【0023】
そして、入力電流検出手段7で検出された運転電流値In を検出し(S102)、運転電流値In が入力判定値Is を越えているか否かを判断し(S103)、S103で運転電流値In が入力判定値Is を越えていないと判断されると、通常制御に入り、S103で運転電流値In が入力判定値Is を越えていると判断されると、異常であると判定し、異常である旨を圧縮機制御手段6にライン12を通して送信し、その異常信号により圧縮機5の運転を停止させ(S104)、表示手段13に異常の旨を表示させ異常発生を空気調和機使用者又は保守点検者に知らせ(S105)、終了する。
【0024】
この実施の形態では、圧縮機の運転周波数を変化させ、その能力を可変させることのできる空気調和機は、通常ブレーカー容量以内で空気調和機を運転させる制御が必要であるため、入力電流検出手段が設けられており、その入力電流検出手段で検出された運転電流値により、圧縮機の異常を判定するので、コストを上げることなく、また信頼性を損なうことなく圧縮機の圧力保護を迅速に行うことが可能となる。
【0025】
実施の形態2.
図4は本発明の前提となる実施の形態に係る空気調和機の制御装置を示すブロック図である。
この実施の形態は、実施の形態1において、比較判定手段8で比較する時間を1点ではなく時間を持たせるようにしたものである。
図において、14はタイマーカウンターであり、比較判定手段8に接続されており、他の構成は実施の形態1と同様である。
【0026】
次に、この実施の形態の動作について説明する。
図5はこの実施の形態の異常検出の動作を示すフローチャートである。
まず、元電源である交流電圧1は整流手段2で直流電圧に整流された後、平滑手段3でリップル分を除去され圧縮機運転周波数生成手段4により三相交流信号に変換され圧縮機電動機5を駆動している。
また、入力電流検出手段7で検出された運転電流値は、ライン10を通して直接圧縮機制御手段6に送られ、圧縮機制御手段6では圧縮機運転周波数生成手段4を制御し、通常運転時に運転電流が元電源の電流容量(ブレーカー容量)を越えないよう運転周波数を制御している状態となっている。
【0027】
そして、比較判定手段8には圧縮機制御手段6から運転周波数がライン11を通して入力され、入力電流検出手段7で検出された運転電流値も入力されており、比較判定手段8では、まず、タイマーカウンター14のカウンタnをクリアし(S110)、圧縮機制御手段6から運転周波数がライン11を通して入力された圧縮機運転周波数を読み込み(S111)、その運転周波数に対応する入力判定値Is を、判定データ記憶手段9に記憶された異常判定境界のデータから読み込む(S112)。
【0028】
そして、入力電流検出手段7で検出された運転電流値In を検出し(S113)、運転電流値In が入力判定値Is を越えているか否かを判断し(S114)、S114で運転電流値In が入力判定値Is を越えていないと判断されると、通常制御に入り、S114で運転電流値In が入力判定値Is を越えていると判断されると、異常の可能性があると判定し、タイマーカウンター14のカウンタnをn+1とし(S115)、タイマーカウンター14のカウンタnがあらかじめ設定されたm(データが安定するまでの時間定数)以上になるまでS113〜S115を繰り返す(S116)。
【0029】
また、タイマーカウンター14のカウンタnがあらかじめ設定されたm以上になる前に、S114で運転電流値In が入力判定値Is を越えていないと判断されると、通常制御に入り、S116でタイマーカウンター14のカウンタnがあらかじめ設定されたm以上になると、異常であると判定し、異常である旨を圧縮機制御手段6にライン12を通して送信し、その異常信号により圧縮機5の運転を停止させ(S117)、表示手段13に異常の旨を表示させ異常発生を空気調和機使用者又は保守点検者に知らせ(S118)、終了する。
【0030】
この実施の形態では、タイマーカウンター14により以上の判断を1回の判断ではなく、時間を持たせるようにしたので、運転電流値のデータが、気温、電源などの環境要因の変動により変化する場合であっても、誤判定することがなく、安定した異常判断を行うことが可能となる。
【0031】
実施の形態3.
図6は本発明の参考例としての実施の形態に係る空気調和機の制御装置を示すブロック図である。
図において、1は交流電源、2は整流手段、3は平滑手段、4は圧縮機運転周波数生成手段、13は表示手段、14はタイマーカウンター、15は誘導電動機を使用した圧縮機、16は圧縮機制御手段、17は電流位相検出手段、18は比較判定手段、19は判定データ記憶手段、20、21、22は各種データを伝送するためのラインであり、図6の(a)はタイマーカウンタ14が比較判定手段18に接続されていない構成、図6の(b)はタイマーカウンタ14が比較判定手段18に接続されている構成を示している。
【0032】
次に、この実施の形態の動作について説明する。
まず、交流電源1は整流手段2で直流にされ平滑手段3で平滑されたリップル分のない直流電圧にされた後、圧縮機運転周波数生成手段4により誘導電動機を駆動させるための信号が生成され、誘導電動機を使用した圧縮機15を駆動している。
【0033】
また、電流位相検出手段17で検出した圧縮機入力電流位相データは、ライン20を通して直接圧縮機制御手段16に送られ、負荷変動に対応する制御を行うために使用されている。
また、圧縮機制御手段16では、電流位相検出手段17で検出された圧縮機入力電流位相データを位相差データに変換し、ライン21を通して比較判定手段18に運転周波数と共に送っている。
【0034】
また、比較判定手段18により、判定データ記憶手段19に記憶されている正常時相関データと圧縮機制御手段16からライン21を通して送られる運転周波数データを使用して冷媒系の異常を判定し結果をライン22を通して圧縮機制御手段16にフィードバックさせている。
また、異常を判定した場合は、表示手段13を用いて外部に知らしめるようにする。
【0035】
ここで、この実施の形態の異常判定の動作について説明する。
図7はこの実施の形態において、異常判定に使用する圧縮機運転周波数と位相差の関係を示すグラフであり、通常(正常)の運転状態に比較して冷媒系異常運転時は低周波数でも高い位相差となっている。
図7に示すように、圧縮機運転周波数と位相差の相関関係は、圧縮機運転周波数が高くなるほどトルクを稼ぐために滑りが大きくなり、従って位相差も大きくなるが、冷媒系に詰まり等の異常がある場合は、圧縮機運転周波数が低い場合でも位相差が非常に大きくなる。
そこで、図7に示すような異常判定境界のデータを判定データ記憶手段19に格納しておき、比較判定手段18により運転周波数に対する位相差が、異常判定境界の正常側にあるか異常側にあるかを判定するようになっている。
【0036】
なお、この実施の形態の異常判定の動作は、実施の形態1、2における入力電流検出手段7で検出された運転電流値と、あらかじめ判定データ記憶手段9に記憶された圧縮機運転周波数と入力電流値の相関関係に基づいた異常判定境界のデータを用いる代わりに、電流位相検出手段17で検出した圧縮機入力電流位相データに基づいた位相差データと、あらかじめ判定データ記憶手段19に記憶された圧縮機運転周波数と位相差の相関関係に基づいた異常判定境界のデータを用いる他は、図6の(a)については、実施の形態1の動作と同様であり、図6の(b)については、実施の形態2の動作と同様である。
【0037】
この実施の形態では、誘導電動機を使用した圧縮機の運転周波数を変化させ、その能力を可変させることのできる空気調和機は、圧縮機の運転範囲を広くし、負荷変動に対応する制御を行うため、位相差検出手段が設けられており、その位相差検出手段で検出された圧縮機入力電流位相データに基づいた位相差データにより、圧縮機の異常を判定するので、コストを上げることなく、また信頼性を損なうことなく圧縮機の圧力保護を迅速に行うことが可能となる。
また、タイマーカウンター14により以上の判断を1回の判断ではなく、時間を持たせるようにしたので、運転電流値のデータが、気温、電源などの環境要因の変動により変化する場合であっても、誤判定することがなく、安定した異常判断を行うことが可能となる。
【0038】
実施の形態4.
図8は本発明の前提となる実施の形態に係る空気調和機の制御装置を示すブロック図である。
図において、1は交流電源、2は整流手段、3は平滑手段、4は圧縮機運転周波数生成手段、13は表示手段、14はタイマーカウンター、25は直流ブラシレス電動機を使用した圧縮機、26は圧縮機制御手段、27は運転周波数検出手段、28は比較判定手段、29は判定データ記憶手段、30、31、32は各種データを伝送するためのラインであり、図8の(a)はタイマーカウンタ14が比較判定手段28に接続されていない構成、図8の(b)はタイマーカウンタ14が比較判定手段28に接続されている構成を示している。
【0039】
次に、この実施の形態の動作について説明する。
まず、交流電源1は整流手段2で直流にされ平滑手段3で平滑されたリップル分のない直流電圧にされた後、圧縮機運転周波数生成手段4により直流ブラシレス電動機を駆動させるための信号が生成され、直流ブラシレス電動機を使用した圧縮機25を駆動している。
【0040】
また、運転周波数検出手段27で検出した周波数データは、ライン30を通して直接圧縮機制御手段26に送られ、直流ブラシレス電動機を制御するために使用されている。
また、圧縮機制御手段26では、運転周波数検出手段27で検出した周波数データに基づいて、圧縮機運転周波数生成手段4に送る出力電圧データを制御すると共に、ライン31を通して比較判定手段28に送っている。
【0041】
また、比較判定手段28により、判定データ記憶手段29に記憶されている正常時相関データと圧縮機制御手段26からライン31を通して送られる出力電圧データを使用して冷媒系の異常を判定し結果をライン32を通して圧縮機制御手段26にフィードバックさせている。
また、異常を判定した場合は、表示手段13を用いて外部に知らしめるようにする。
【0042】
ここで、この実施の形態の異常判定の動作について説明する。
図9はこの実施の形態において、異常判定に使用する圧縮機運転周波数と出力電圧の関係を示すグラフであり、通常(正常)の運転状態に比較して冷媒系異常運転時は低周波数でも高い出力電圧となっている。
図9に示すように、圧縮機運転周波数と出力電圧の相関関係は、圧縮機運転周波数が高くなるほどトルクを稼ぐために出力電圧を大きくする必要があが、冷媒系に詰まり等の異常がある場合、圧縮機運転周波数が低い場合でも出力電圧が非常に大きくなる。
そこで、図9に示すような異常判定境界のデータを判定データ記憶手段29に格納しておき、比較判定手段28により運転周波数に対する出力電圧が、異常判定境界の正常側にあるか異常側にあるかを判定するようになっている。
【0043】
なお、この実施の形態の異常判定の動作は、実施の形態1、2における入力電流検出手段7で検出された運転電流値と、あらかじめ判定データ記憶手段9に記憶された圧縮機運転周波数と入力電流値の相関関係に基づいた異常判定境界のデータを用いる代わりに、運転周波数検出手段27で検出した周波数データと、あらかじめ判定データ記憶手段19に記憶された圧縮機運転周波数と出力電圧に基づいた異常判定境界のデータを用いる他は、図8の(a)については、実施の形態1の動作と同様であり、図8の(b)については、実施の形態2の動作と同様である。
【0044】
この実施の形態では、直流ブラシレス電動機を使用した圧縮機の運転周波数を変化させ、その能力を可変させることのできる空気調和機は、その制御上必ず運転周波数の検出が必要であるため運転周波数検出手段が設けられており、また、直流ブラシレス電動機を制御するための出力電圧データは圧縮機制御手段26で生成しており、特別に検出回路を設けることなく運転周波数と出力電圧の検出ができ、コストを上げることなく、また信頼性を損なうことなく圧縮機の圧力保護を迅速に行うことができるという効果を有する。
また、タイマーカウンター14により以上の判断を1回の判断ではなく、時間を持たせるようにしたので、運転電流値のデータが、気温、電源などの環境要因の変動により変化する場合であっても、誤判定することがなく、安定した異常判断を行うことが可能となる。
【0045】
なお、この実施の形態では、運転周波数検出手段27を使用しているが、圧縮機のロータの位置を検出する位置検出手段を使用し、この位置検出手段で検出される圧縮機のロータの位置に基づいた運転周波数を使用するようにしてもよい。
【0046】
実施の形態5.
この実施の形態は、実施の形態1において、判定データ記憶手段9に記憶させる異常判定境界のデータとして、図10に示すように異常停止判定境界と正常電流判定境界の2つの境界データとし、中間状態を区分として設け、この異常停止判定境界:Irと正常電流判定境界:Isの間に電流値が入った場合、一度運転周波数を上げて電流値の挙動を確定させてより確実な判定が行えるようにしたものであり、その他の構成及び、異常判定の動作以外の動作は実施の形態1と同様である。
【0047】
次に、この実施の形態の異常判定の動作について説明する。
図11はこの実施の形態の異常検出の動作を示すフローチャートである。
まず、フラグnをクリアし(S120)、圧縮機制御手段6から運転周波数がライン11を通して入力された圧縮機運転周波数を読み込み(S121)、その運転周波数に対応する正常電流判定値Is 及び異常停止電流判定値Ir を、判定データ記憶手段9に記憶された異常判定境界のデータから読み込む(S122)。
【0048】
そして、入力電流検出手段7で検出された運転電流値In を検出し(S123)、正常電流判定値Is が運転電流値In を越えているか否かを判断し(S124)、S124で正常電流判定値Is が運転電流値In を越えていると判断されると、通常制御に入り、S124で正常電流判定値Is が運転電流値In を越えていないと判断されると、運転電流値In が異常停止電流判定値Ir を越えているか否かを判断し(S125)、S125で運転電流値In が異常停止電流判定値Ir を越えていると判断されると、異常であると判定し、異常である旨を圧縮機制御手段6にライン12を通して送信し、その異常信号により圧縮機5の運転を停止させ(S126)、表示手段13に異常の旨を表示させ異常発生を空気調和機使用者又は保守点検者に知らせ(S127)、終了する。
【0049】
また、S125で運転電流値In が異常停止電流判定値Ir を越えていないと判断されると、フラグnがクリアであるか否かを判断し(S128)、S128でフラグnがクリアであると判断されると、フラグnをセットし(S129)、運転周波数を上げて運転させ、S123に戻る。
【0050】
そして、S124で正常電流判定値Is が運転電流値In を越えていると判断されると、通常制御に入り、S125で運転電流値In が異常停止電流判定値Ir を越えていると判断されると、異常であると判定し、異常である旨を圧縮機制御手段6にライン12を通して送信し、その異常信号により圧縮機5の運転を停止させ(S126)、表示手段13に異常の旨を表示させ異常発生を空気調和機使用者又は保守点検者に知らせ(S127)、終了する。
【0051】
また、S124で正常電流判定値Is が運転電流値In を越えていないと判断され、S125で運転電流値In が異常停止電流判定値Ir を越えていないと判断されると、フラグnがセットされているので、S128でフラグnがクリアでないと判断され、運転周波数を上昇させても異常判定領域まで運転電流が上昇しない場合であり、破壊に繋がるような異常状態ではないと判断し、周波数を低く抑えて連続運転を継続させる(S131)。
【0052】
この実施の形態では、圧縮機の運転周波数を変化させ、その能力を可変させることのできる空気調和機は、通常ブレーカー容量以内で空気調和機を運転させる制御が必要であるため、入力電流検出手段が設けられており、その入力電流検出手段で検出された運転電流値により、圧縮機の異常を判定するので、コストを上げることなく、また信頼性を損なうことなく圧縮機の圧力保護を迅速に行うことが可能となり、さらに、判定データ記憶手段9に記憶させる異常判定境界のデータとして、異常停止判定境界と正常電流判定境界の2つの境界データとし、中間状態を区分として設けたので、より正確な異常判断を行うことが可能となる。
【0053】
なお、この実施の形態では、実施の形態1において、判定データ記憶手段9に記憶させる異常判定境界のデータとして、図10に示すように異常停止判定境界と正常電流判定境界の2つの境界データとし、中間状態を区分として設けるようにしたが、実施の形態3、実施の形態4においても同様に、異常停止判定境界と正常位相差判定境界、異常停止判定境界と正常出力電圧判定境界の2つの境界データとし、中間状態を区分として設けるようにして、異常判断を行うようにしてもよい。
なお、本発明の成立には、実施の形態1、2、4で説明した前提構成の下、この実施の形態で説明した構成が必要であることを付言しておく。
【0054】
また、実施の形態1〜4では、それぞれ別々の異常判定処理を行っているが、実施の形態1〜4を組み合わせて、異常判定を行うようにしてもよい。この場合、異常判定の信頼性を向上させることが可能となる。
【0055】
また、実施の形態1〜5では、圧縮機の起動時の異常判断の例で説明したが、起動時だけではなく、通常運転時にも異常判断を行い、通常運転時に異常と判断された場合も同様に、圧縮機を停止させるなどの動作をするようにしてもよい。
【0056】
【発明の効果】
以上のように第1の発明によれば、検出手段により、圧縮機運転周波数制御手段による圧縮機の運転周波数の制御に必要な情報を検出し、判定データ記憶手段により、圧縮機の運転周波数と検出手段で検出される検出情報との相関関係に基づいた冷媒系の異常判定データを記憶し、圧縮機運転周波数制御手段の運転周波数情報及び検出手段の検出情報が入力される比較判定手段により、運転周波数情報と検出情報を比較し、その比較結果と判定データ記憶手段に記憶された異常判定データに基づいて、冷媒系の異常を判定するようにしたので、通常運転制御のために予め備えているセンサー等からの情報を利用して冷媒系の異常判定を行うことができ、装置が安価にでき、また、運転のための電気的データを直接使用するためサーミスタを介した温度を利用した保護方法よりも高速に保護が行えるため信頼性をより高めることができるという効果を有する。
また、判定データ記憶手段に、判定レベルの異なる2つの異常判定データを記憶させ、比較判定手段により、判定データ記憶手段に記憶された、判定レベルの低い異常判定データにより、冷媒系の異常を判定した場合に、一度圧縮機の運転周波数を上げて、冷媒系の異常判定を継続するようにしたので、より正確な異常判断を行うことができるという効果を有する。
【0057】
また、第2の発明によれば、入力電流検出手段により、圧縮機運転周波数制御手段による圧縮機の運転周波数の制御に必要な交流電源電圧の入力電流を検出し、判定データ記憶手段により、圧縮機の運転周波数と入力電流検出手段で検出される入力電流情報との相関関係に基づいた冷媒系の異常判定データを記憶し、圧縮機運転周波数制御手段の運転周波数情報及び入力電流検出手段の入力電流情報が入力される比較判定手段により、運転周波数情報と入力電流情報を比較し、その比較結果と判定データ記憶手段に記憶された異常判定データに基づいて、冷媒系の異常を判定するようにしたので、圧縮機の運転周波数を変化させ、その能力を可変させることのできる空気調和機に設けられている入力電流検出手段で検出された運転電流値により、圧縮機の異常を判定するので、コストを上げることなく、また信頼性を損なうことなく圧縮機の圧力保護を迅速に行うことができるという効果を有する。
また、判定データ記憶手段に、判定レベルの異なる2つの異常判定データを記憶させ、比較判定手段により、判定データ記憶手段に記憶された、判定レベルの低い異常判定データにより、冷媒系の異常を判定した場合に、一度圧縮機の運転周波数を上げて、冷媒系の異常判定を継続するようにしたので、より正確な異常判断を行うことができるという効果を有する。
【0060】
また、第3の発明によれば、位置検出手段により、圧縮機運転周波数制御手段による圧縮機の運転周波数の制御に必要な圧縮機のロータの位置を検出し、判定データ記憶手段により、位置検出手段で検出される圧縮機のロータの位置に基づいた運転周波数と圧縮機への出力電圧との相関関係に基づいた冷媒系の異常判定データを記憶し、位置検出手段で検出される圧縮機のロータの位置に基づいた運転周波数情報及び圧縮機運転周波数制御手段の出力電圧情報が入力される比較判定手段により、運転周波数情報と出力電圧情報を比較し、その比較結果と判定データ記憶手段に記憶された異常判定データに基づいて、冷媒系の異常を判定するようにしたので、直流ブラシレス電動機を使用した圧縮機の運転周波数を変化させ、その能力を可変させることのできる空気調和機に設けられている位置検出手段で検出された圧縮機のロータの位置に基づいた運転周波数データにより、圧縮機の異常を判定するので、コストを上げることなく、また信頼性を損なうことなく圧縮機の圧力保護を迅速に行うことができるという効果を有する。
また、判定データ記憶手段に、判定レベルの異なる2つの異常判定データを記憶させ、比較判定手段により、判定データ記憶手段に記憶された、判定レベルの低い異常判定データにより、冷媒系の異常を判定した場合に、一度圧縮機の運転周波数を上げて、冷媒系の異常判定を継続するようにしたので、より正確な異常判断を行うことができるという効果を有する。
【0061】
また、第4の発明によれば、入力電流検出手段により、圧縮機運転周波数制御手段による圧縮機の運転周波数の制御に必要な交流電源電圧の入力電流を検出し、位置検出手段により、圧縮機運転周波数制御手段による圧縮機の運転周波数の制御に必要な圧縮機のロータの位置を検出し、判定データ記憶手段により、圧縮機の運転周波数と入力電流検出手段で検出される入力電流情報との相関関係、及び位置検出手段で検出される圧縮機のロータの位置に基づいた運転周波数と圧縮機への出力電圧との相関関係に基づいた冷媒系の異常判定データを記憶し、位置検出手段で検出される圧縮機のロータの位置に基づいた運転周波数情報、入力電流検出手段の入力電流情報及び圧縮機運転周波数制御手段の出力電圧情報が入力される比較判定手段により、運転周波数情報と入力電流情報及び出力電圧情報を比較し、その比較結果と判定データ記憶手段に記憶された異常判定データに基づいて、冷媒系の異常を判定するようにしたので、異常判定の信頼性を向上させることができるという効果を有する。
また、判定データ記憶手段に、判定レベルの異なる2つの異常判定データを記憶させ、比較判定手段により、判定データ記憶手段に記憶された、判定レベルの低い異常判定データにより、冷媒系の異常を判定した場合に、一度圧縮機の運転周波数を上げて、冷媒系の異常判定を継続するようにしたので、より正確な異常判断を行うことができるという効果を有する。
【0062】
また、第5の発明によれば、比較判定手段により、冷媒系の異常判定のための情報が安定するまで、冷媒系の異常判定を繰り返すようにしたので、検出された情報が、気温、電源などの環境要因の変動により変化する場合であっても、誤判定することがなく、安定した異常判断を行うことができるという効果を有する。
【0063】
また、第6の発明によれば、比較判定手段により、冷媒系の異常を判定すると、圧縮機を停止させるようにしたので、安全に圧縮機を扱うことができるという効果を有する。
また、第7の発明によれば、表示手段により、比較判定手段により冷媒系の異常が判定されたとき、比較判定手段からの情報により、その旨の表示を行うようにしたので、冷媒系の異常が発生したときに、使用者などに異常を知らせることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の前提となる実施の形態に係る空気調和機の制御装置を示すブロック図である。
【図2】 実施の形態1の異常判定に使用する圧縮機運転周波数と入力電流の関係を示すグラフである。
【図3】 実施の形態1の異常検出の動作を示すフローチャートである。
【図4】 本発明の前提となる実施の形態に係る空気調和機の制御装置を示すブロック図である。
【図5】 実施の形態2の異常検出の動作を示すフローチャートである。
【図6】 本発明の参考例としての実施の形態に係る空気調和機の制御装置を示すブロック図である。
【図7】 実施の形態3の異常判定に使用する圧縮機運転周波数と位相差の関係を示すグラフである。
【図8】 本発明の前提となる実施の形態に係る空気調和機の制御装置を示すブロック図である。
【図9】 実施の形態4の異常判定に使用する圧縮機運転周波数と出力電圧の関係を示すグラフである。
【図10】 実施の形態5の異常判定に使用する圧縮機運転周波数と入力電流の関係を示すグラフである。
【図11】 実施の形態5の異常検出の動作を示すフローチャートである。
【図12】 従来の空気調和機の構成を示す冷媒回路図である。
【図13】 従来の空気調和機の構成を示す冷媒回路図である。
【符号の説明】
1 交流電源、2 整流手段、3 平滑手段、4 圧縮機運転周波数生成手段、5 圧縮機電動機、6 圧縮機運転周波数制御手段(圧縮機制御手段)、7 入力電流検出手段、8 比較判定手段、9 判定データ記憶手段、10、11、12 ライン、13 表示手段、14 タイマーカウンター、15 誘導電動機を使用した圧縮機、16 圧縮機運転周波数制御手段(圧縮機制御手段)、17 電流位相検出手段、18 比較判定手段、19 判定データ記憶手段、20、21、22 ライン、25 直流ブラシレス電動機を使用した圧縮機、26 圧縮機運転周波数制御手段(圧縮機制御手段)、27 運転周波数検出手段、28 比較判定手段、29 判定データ記憶手段、30、31、32 ライン。
Claims (7)
- 圧縮機と、交流電源電圧が入力され、前記圧縮機を可変交流電圧で駆動する圧縮機駆動手段と、前記圧縮機駆動手段を制御し、前記圧縮機の運転周波数を可変する圧縮機運転周波数制御手段とを有する空気調和機の制御装置において、
前記圧縮機運転周波数制御手段による前記圧縮機の運転周波数の制御に必要な情報を検出する検出手段と、
前記圧縮機の運転周波数と前記検出手段で検出される検出情報との相関関係に基づいた冷媒系の異常判定データが記憶される判定データ記憶手段と、
前記圧縮機運転周波数制御手段の運転周波数情報及び前記検出手段の検出情報が入力され、前記運転周波数情報と検出情報を比較し、その比較結果と前記判定データ記憶手段に記憶された異常判定データに基づいて、冷媒系の異常を判定する比較判定手段と
を備え、
前記判定データ記憶手段に、判定レベルの異なる2つの異常判定データを記憶させ、
前記比較判定手段は、前記判定データ記憶手段に記憶された、判定レベルの低い異常判定データにより、冷媒系の異常を判定した場合に、一度前記圧縮機の運転周波数を上げて、冷媒系の異常判定を継続することを特徴とする空気調和機の制御装置。 - 圧縮機と、交流電源電圧が入力され、前記圧縮機を可変交流電圧で駆動する圧縮機駆動手段と、前記圧縮機駆動手段を運転周波数情報で制御し、前記圧縮機の運転周波数を可変する圧縮機運転周波数制御手段とを有する空気調和機の制御装置において、
前記圧縮機運転周波数制御手段による前記圧縮機の運転周波数の制御に必要な前記交流電源電圧の入力電流を検出する入力電流検出手段と、
前記圧縮機の運転周波数と前記入力電流検出手段で検出される入力電流情報との相関関係に基づいた冷媒系の異常判定データが記憶される判定データ記憶手段と、
前記圧縮機運転周波数制御手段の運転周波数情報及び前記入力電流検出手段の入力電流情報が入力され、前記運転周波数情報と入力電流情報を比較し、その比較結果と前記判定データ記憶手段に記憶された異常判定データに基づいて、冷媒系の異常を判定する比較判定手段と
を備え、
前記判定データ記憶手段に、判定レベルの異なる2つの異常判定データを記憶させ、
前記比較判定手段は、前記判定データ記憶手段に記憶された、判定レベルの低い異常判定データにより、冷媒系の異常を判定した場合に、一度前記圧縮機の運転周波数を上げて、冷媒系の異常判定を継続することを特徴とする空気調和機の制御装置。 - 直流ブラシレス電動機を使用した圧縮機と、交流電源電圧が入力され、前記圧縮機を可変交流電圧で駆動する圧縮機駆動手段と、前記圧縮機駆動手段を出力電圧情報で制御し、前記圧縮機の運転周波数を可変する圧縮機運転周波数制御手段とを有する空気調和機の制御装置において、
前記圧縮機運転周波数制御手段による前記圧縮機の運転周波数の制御に必要な前記圧縮機のロータの位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段で検出される圧縮機のロータの位置に基づいた運転周波数と前記圧縮機への出力電圧との相関関係に基づいた冷媒系の異常判定データが記憶される判定データ記憶手段と、
前記位置検出手段で検出される圧縮機のロータの位置に基づいた運転周波数情報及び前記圧縮機運転周波数制御手段の出力電圧情報が入力され、前記運転周波数情報と出力電圧情報を比較し、その比較結果と前記判定データ記憶手段に記憶された異常判定データに基づいて、冷媒系の異常を判定する比較判定手段と
を備え、
前記判定データ記憶手段に、判定レベルの異なる2つの異常判定データを記憶させ、
前記比較判定手段は、前記判定データ記憶手段に記憶された、判定レベルの低い異常判定データにより、冷媒系の異常を判定した場合に、一度前記圧縮機の運転周波数を上げて 、冷媒系の異常判定を継続することを特徴とする空気調和機の制御装置。 - 直流ブラシレス電動機を使用した圧縮機と、交流電源電圧が入力され、前記圧縮機を可変交流電圧で駆動する圧縮機駆動手段と、前記圧縮機駆動手段を出力電圧情報で制御し、前記圧縮機の運転周波数を可変する圧縮機運転周波数制御手段とを有する空気調和機の制御装置において、
前記圧縮機運転周波数制御手段による前記圧縮機の運転周波数の制御に必要な前記交流電源電圧の入力電流を検出する入力電流検出手段と、
前記圧縮機運転周波数制御手段による前記圧縮機の運転周波数の制御に必要な前記圧縮機のロータの位置を検出する位置検出手段と、
前記圧縮機の運転周波数と前記入力電流検出手段で検出される入力電流情報との相関関係、及び前記位置検出手段で検出される圧縮機のロータの位置に基づいた運転周波数と前記圧縮機への出力電圧との相関関係に基づいた冷媒系の異常判定データが記憶される判定データ記憶手段と、
前記位置検出手段で検出される圧縮機のロータの位置に基づいた運転周波数情報、入力電流検出手段の入力電流情報及び前記圧縮機運転周波数制御手段の出力電圧情報が入力され、前記運転周波数情報と入力電流情報及び出力電圧情報を比較し、その比較結果と前記判定データ記憶手段に記憶された異常判定データに基づいて、冷媒系の異常を判定する比較判定手段と
を備え、
前記判定データ記憶手段に、判定レベルの異なる2つの異常判定データを記憶させ、
前記比較判定手段は、前記判定データ記憶手段に記憶された、判定レベルの低い異常判定データにより、冷媒系の異常を判定した場合に、一度前記圧縮機の運転周波数を上げて、冷媒系の異常判定を継続することを特徴とする空気調和機の制御装置。 - 前記比較判定手段は、冷媒系の異常判定のための情報が安定するまで、冷媒系の異常判定を繰り返すことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の空気調和機の制御装置。
- 前記比較判定手段は、冷媒系の異常を判定すると、前記圧縮機を停止させることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の空気調和機の制御装置。
- 前記比較判定手段により冷媒系の異常が判定されたとき、前記比較判定手段からの情報により、その旨の表示を行う表示手段を備えることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の空気調和機の制御装置。
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