JP4131318B2 - Air conditioner - Google Patents

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JP4131318B2
JP4131318B2 JP2002139944A JP2002139944A JP4131318B2 JP 4131318 B2 JP4131318 B2 JP 4131318B2 JP 2002139944 A JP2002139944 A JP 2002139944A JP 2002139944 A JP2002139944 A JP 2002139944A JP 4131318 B2 JP4131318 B2 JP 4131318B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は空調装置に係り、特に通常の空調制御を犠牲にした過熱防止制御をすることなく、コンプレッサあるいはインバータの過熱を防止する空調装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
車両には、車室内の温度を適正状態に維持する空調装置を搭載するものがある。この空調装置は、コンプレッサと、このコンプレッサを駆動するコンプレッサ用モータと、前記コンプレッサで圧縮された冷媒を気化するエバポレータとを備えている。
【0003】
空調装置としては、特開平8−40053号公報に開示されるものがある。この公報に開示される電動圧縮機の保護方法及びそれを有する装置は、電動圧縮機に内蔵されたモータの巻線の温度を連続的に検出する温度センサを設け、巻線の高温状態を検出する第1の設定と、第1の設定よりさらなる高温状態を検出する第2の設定と、巻線の低温状態を検出する第3の設定とを有し、巻線温度が第1の設定を超えたときには電動圧縮機の回転数を制限し、巻線温度が第2の設定を超えるか、または第3の設定より小さくなったときには電動圧縮機を停止させ、圧縮機の過熱によって、室温と吹出温度が大きく変動し乗員が不快になるのを防止し、同時に確実に精度良く高温状態から電動圧縮機を保護し、またヒートポンプ暖房によって圧縮機が非常に低外気温まで作動させられた場合に、液圧縮や潤滑機能不良で圧縮機が破損されるのを防止している。
【0004】
また、特開2001−66002号公報に開示されるものがある。この公報に開示される空気調和装置は、モータにより回転駆動されるコンプレッサを備えた空気調和装置において、コンプレッサから吐出される冷媒の温度及びモータの温度のいずれか一方を検出する温度検出手段を設け、温度検出手段による検出温度に基づき温度の変化率を求めて、変化率に応じてモータに供給する交流電流の周波数を補正し、より高効率的に空調を行っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両、例えば電気自動車に、ルームエアコンとして用いられる電動インバータ方式の空調装置を搭載した場合には、使用環境がルームエアコン用コンプレッサよりも激しくなり、常用範囲においてもコンプレッサがしばしば過熱し、コンプレッサを停止させる必要が生じる。
【0006】
一旦、コンプレッサを停止した場合には、2〜3分間程度の間だけ経過した後にコンプレッサを起動していたが、前記電気自動車の場合には、空調する空間が少ない事や日射の影響、そして冷房の場合には直接吹き出し風を乗員に当てる事で乗員を快適状態しているので、停止時間が室温及び乗員の快適感に与える影響が大きく、車室内温度と吹き出し温度とが大きく変動し、乗員が不快になるという不都合がある。
【0007】
また、開示した特開平8−40053号公報のものにおいては、コンプレッサ(公報中の「電動圧縮機」を換言)に内蔵されたモータの巻線の温度を連続的に検出する温度センサを設け、巻線の高温状態を検出する第1の設定と、第1の設定よりさらなる高温状態を検出する第2の設定と、巻線の低温状態を検出する第3の設定とを有し、巻線温度が第1の設定を超えたときには電動圧縮機の回転数を制限し、巻線温度が第2の設定を超えるか、または第3の設定より小さくなったときには電動圧縮機を停止させるようにしている。なお、前記第3の設定は、この発明のものとは無関係であるので、説明は省略する。
【0008】
しかし、上述の特開平8−40053号公報のものは、コンプレッサを停止させる頻度を低下することはできるが、コンプレッサを停止させる代わりに回転数を制限しているため、「車室内温度と吹き出し温度とが大きく変動し、乗員が不快になる」という不都合の解決にはなっていない。
【0009】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、モータにより駆動されるコンプレッサと、このコンプレッサで圧縮された冷媒を気化するエバポレータとから少なくとも構成された空調装置において、前記コンプレッサのコンプレッサ温度を検出する温度検出手段を設け、この温度検出手段により検出されたコンプレッサ温度と高温状態にあると判定される温度とは別に予め設定された目標コンプレッサ温度との差に基づいてコンプレッサ上限回転数を算出するとともに、任意に設定された設定温度に対応するように目標コンプレッサ回転数を算出し、前記コンプレッサ上限回転数と目標コンプレッサ回転数とを比較して、コンプレッサ上限回転数の方が低い場合には、コンプレッサ上限回転数を目標コンプレッサ回転数とする一方、コンプレッサ上限回転数の方が高い場合には、目標コンプレッサ回転数をそのまま用い車室内温度と吹き出し温度との大なる変動を防止するようにコンプレッサ駆動制御する制御手段を設けたことを特徴とする。
【0010】
また、インバータ制御されたモータにより駆動されるコンプレッサと、このコンプレッサで圧縮された冷媒を気化するエバポレータとから少なくとも構成された空調装置において、インバータのインバータ温度を検出する温度検出手段を設け、この温度検出手段により検出されたインバータ温度と高温状態にあると判定される温度とは別に予め設定された目標インバータ温度との差に基づいてコンプレッサ上限回転数を算出するとともに、任意に設定された設定温度に対応するように目標コンプレッサ回転数を算出し、前記コンプレッサ上限回転数と目標コンプレッサ回転数とを比較して、コンプレッサ上限回転数の方が低い場合には、コンプレッサ上限回転数を目標コンプレッサ回転数とする一方、コンプレッサ上限回転数の方が高い場合には、目標コンプレッサ回転数をそのまま用い車室内温度と吹き出し温度との大なる変動を防止するようにコンプレッサ駆動制御する制御手段を設けたことをを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
上述の如く発明したことにより、コンプレッサ上限回転数の方が低い場合には、制御手段によって、コンプレッサ上限回転数を目標コンプレッサ回転数としてコンプレッサ駆動制御し、通常の空調制御を犠牲にした過熱防止制御をすることなく、コンプレッサの過熱を防止し、商品力向上に貢献している。
【0012】
また、コンプレッサ上限回転数の方が低い場合には、制御手段によって、コンプレッサ上限回転数を目標コンプレッサ回転数としてコンプレッサ駆動制御し、通常の空調制御を犠牲にした過熱防止制御をすることなく、インバータの過熱を防止し、商品力向上に貢献している。
【0013】
【実施例】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
【0014】
図1〜図3はこの発明の実施例を示すものである。図3において、2は図示しない車両に搭載されるヒートポンプ式の空調装置である。
【0015】
この空調装置2は、コンプレッサ4と、このコンプレッサ4を駆動するコンプレッサ用モータ6と、前記コンプレッサ4で圧縮された冷媒を気化するエバポレータ8とから少なくとも構成される。
【0016】
つまり、前記空調装置2は、図3に示す如く、コンプレッサ4に第1路10−1を介してコンデンサ12を接続して設け、このコンデンサ12に第2路10−2を介してレシーバ14を接続して設け、レシーバ14に第3路10−3を介して膨張弁16を接続して設け、膨張弁16に第4路10−4を介して前記エバポレータ8を接続して設けるとともに、このエバポレータ8に第5路10−5を介して前記コンプレッサ4を接続して設けている。
【0017】
前記コンデンサ12近傍に、コンデンサ用モータ18によって駆動されるコンデンサファン20を設け、前記コンプレッサ4には前記コンプレッサ用モータ6を接続して設けている。
【0018】
また、前記空調装置2の制御手段(「A/Cコントローラ」あるいは「エアコンコントローラ」ともいう)22を設け、この制御手段22にインバータ24を接続して設ける。
【0019】
このインバータ24には、コンプレッサ4のコンプレッサ温度を検出するコンプレッサ温度センサ26と、コンプレッサ用モータ6のコンプレッサ用モータ電流を検出するコンプレッサ用モータ電流センサ28と、インバータ24のインバータ温度を検出するインバータ温度センサ30とを接続して設け、インバータ24は、前記制御手段22に実回転数やコンプレッサ電流、各温度等の検出信号を出力し、制御手段22から起動指令や回転数指令を入力している。
【0020】
更に、前記制御手段22には、コンプレッサ4とコンデンサ12間の第1路10−1途中に設けられ、高圧側冷媒圧力を検出する冷媒圧力センサ32と、前記エバポレータ8のエバポレータ温度を検出するエバポレータ温度センサ34と、前記コンデンサ用モータ18のコンデンサ用モータ電流を検出するコンデンサ用モータ電流センサ36と、外気温度を検出する外気温度センサ38と、温度調節値を入力する温度調節手段40とを接続して設ける。
【0021】
前記制御手段22の機能を図に沿って説明すると、コンプレッサ温度センサ26からのコンプレッサ温度やインバータ温度センサ30からのインバータ温度が制御手段22に入力されると、制御手段22は、コンプレッサ(インバータ)温度安定制御処理Aを行い、コンプレッサ用モータ駆動処理指令Bを前記インバータ24に出力するとともに、コンデンサ用モータ駆動処理指令Cをコンデンサ用モータ(「DCモータ」とも記載する)18に出力する。
【0022】
コンプレッサ用モータ駆動処理指令Bを入力したインバータ24は、コンプレッサ用モータ(「センサレスブラシレスモータ」とも記載する)6に出力し、このコンプレッサ用モータ(「センサレスブラシレスモータ」とも記載する)6がコンプレッサ4を駆動し、コンプレッサ4のコンプレッサ温度を前記コンプレッサ温度センサ26が検出する。
【0023】
また、コンデンサ用モータ駆動処理指令Cを入力したコンデンサ用モータ(「DCモータ」とも記載する)18は、コンデンサファン20を駆動する。
【0024】
ここで、この発明の概要を説明すると、前記空調装置2は、空調用冷媒を圧縮し、コンプレッサ用モータ6の温度または後述するインバータ24の温度を検出するセンサ(後述するコンプレッサ温度センサ26またはインバータ温度センサ30)を内蔵するコンプレッサ4と、インバータ24を可変回転数にて制御するときの保護方策であり、モータ温度またはコンプレッサ温度が所定値になるようにインバータ24でコンプレッサ用モータ6を回転数制御(例えばPID(比例積分微分)制御)するものである。
【0025】
前記制御手段22は、この温度検出手段、例えばコンプレッサ温度センサ26により検出されたコンプレッサ温度と予め設定された目標コンプレッサ温度とからコンプレッサ上限回転数を算出するとともに、任意に設定された設定温度に対応するように目標コンプレッサ回転数を算出し、前記コンプレッサ上限回転数と目標コンプレッサ回転数とを比較して、コンプレッサ上限回転数の方が低い場合には、コンプレッサ上限回転数を目標コンプレッサ回転数としてコンプレッサ駆動制御する機能を有する。
【0026】
また、前記コンプレッサ上限回転数を算出する際に、コンプレッサ温度センサ26により検出されたコンプレッサ温度の代わりに、インバータ温度センサ30により検出されたインバータ温度を使用することもできる。しかし、この実施例においては、コンプレッサ温度について説明する。
【0027】
詳述すれば、前記制御手段22は、先ず、エバポレータ凍結防止処理条件が成立するか否かを判断している。このエバポレータ凍結防止処理条件は、エバポレータ温度が第1所定値以下になった場合に、コンプレッサ4を停止し、エバポレータ温度が第2所定値(>第1所定値)以上になった場合に、コンプレッサ4を駆動するものである。
【0028】
そして、上述のエバポレータ凍結防止処理条件が成立する場合には、前記制御手段22は、コンプレッサ温度センサ26によりコンプレッサ温度を検出し、このコンプレッサ温度と目標コンプレッサ温度との偏差によりコンプレッサ上限回転数を算出し、コンプレッサ(インバータ)温度安定制御処理Aを行う。
【0029】
つまり、コンプレッサ上限回転数NCtは、以下の式によって算出することが可能である。
NCt=Kp(TCm−TC)+KI∫(TCm−TC)dt+NCm
Kp :係数
TCm:目標コンプレッサ温度
TC :コンプレッサ温度
KI :係数
NCm:目標コンプレッサ回転数
【0030】
このとき、目標コンプレッサ回転数は、前記温度調節手段40の温度調節値に対応したコンプレッサ回転数を演算したものとするとともに、目標コンプレッサ温度は、コンプレッサ4が高温状態にあると判定される温度よりも低い温度とする。
【0031】
上述した式によって、コンプレッサ(インバータ)温度安定制御処理Aは、演算されたコンプレッサ上限回転数よりも目標コンプレッサ回転数が高い時、つまりコンプレッサ上限回転数と目標コンプレッサ回転数とを比較して、コンプレッサ上限回転数の方が低い場合には、目標コンプレッサ回転数を制限処理する。
【0032】
参考までに記載すると、前記制御手段22は、コンプレッサ用モータ6の起動時に、コンプレッサ用モータ6の電機子巻線に回転磁界を発生させ、強制運転制御(オープンループ制御)を起動命令によりインバータ24を介して実行させている。
【0033】
また、再起動時には、電機子巻線に発生する回転磁界の周波数を制御する周波数制御処理と、電機子巻線間に印加する電圧を制御する印加電圧制御処理と、強制運転させる時間を制御する運転時間制御処理とを組み合わせている。
【0034】
更に、前記制御手段22は、単なる12VDCモータからなるコンデンサ用モータ18に直接12Vを加えたりあるいは切ったりして、コンデンサファン20を駆動させるものである。
【0035】
次に、図1の空調装置2の制御用フローチャートに沿って作用を説明する。
【0036】
この図1における空調装置2の制御用フローチャートは、図2中のコンプレッサ(インバータ)温度安定制御処理Aを示すものである。
【0037】
制御用プログラムがスタート(102)すると、前記制御手段22が、前記温度調節手段40から出力される温度調節値の読み込み(104)を行う。
【0038】
そして、前記制御手段22に読み込まれた温度調節値に対応するコンプレッサ回転数である目標コンプレッサ回転数の演算(106)を実行する。
【0039】
また、前記制御手段22が、コンプレッサ温度センサ26の検出したコンプレッサ4のエバポレータ温度の読み込み(108)を行い、例えばコンプレッサ温度安定制御処理の演算(110)、つまり上述したコンプレッサ上限回転数の算出用式によって演算する。
【0040】
この処理(110)の後に、目標コンプレッサ回転数がコンプレッサ上限回転数未満であるか否かの判断(112)を行い、この判断(112)がNO、つまりコンプレッサ上限回転数と目標コンプレッサ回転数とを比較した際に、コンプレッサ上限回転数の方が低い場合には、コンプレッサ上限回転数を目標コンプレッサ回転数とし(114)、目標コンプレッサ回転数となるようにコンプレッサ駆動(116)を行い、制御用プログラムのリターン(118)に移行する。
【0041】
更に、目標コンプレッサ回転数がコンプレッサ上限回転数未満であるか否かの判断(112)がYESの場合には、コンプレッサ上限回転数を勘案せずに、目標コンプレッサ回転数となるようにコンプレッサ駆動(116)を行い、制御用プログラムのリターン(118)に移行する。
【0042】
これにより、温度検出手段としてコンプレッサ温度センサ26を使用することによって、通常の空調制御を犠牲にした過熱防止制御をすることなく、コンプレッサ4の過熱を防止することができ、商品力向上に貢献し得る。
【0043】
また、温度検出手段としてインバータ温度センサ30を使用すれば、通常の空調制御を犠牲にした過熱防止制御をすることなく、インバータ24の過熱を防止することができ、商品力向上に貢献し得る。
【0044】
更に、過熱防止処理による車室内温度と吹き出し温度との大なる変動を防止することができることにより、乗員に不快感を与えるおそれがなく、実用上有利である。
【0045】
なお、この発明は上述実施例に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能である。
【0046】
例えば、この発明の実施例においては、制御手段によってコンプレッサ上限回転数と目標コンプレッサ回転数とを比較し、コンプレッサ上限回転数の方が高い場合には、目標コンプレッサ回転数を使用してコンプレッサ駆動制御するとともに、逆にコンプレッサ上限回転数の方が低い場合には、コンプレッサ上限回転数を目標コンプレッサ回転数としてコンプレッサ駆動制御する構成としたが、目標コンプレッサ回転数がコンプレッサ上限回転数に近づくに連れて目標コンプレッサ回転数を徐々に小となるように補正する特別構成とすることも可能である。
【0047】
すなわち、目標コンプレッサ回転数がコンプレッサ上限回転数に近づくに連れて目標コンプレッサ回転数を徐々に小となるように補正する機能を制御手段に付加して設け、極力コンプレッサ上限回転数を使用せずに、目標コンプレッサ回転数のみでコンプレッサ駆動制御を行うものである。
【0048】
さすれば、前記制御手段による補正によって、コンプレッサ(あるいはインバータ)の動作状態が徐々に弱くなり、吹き出し温度が少々変化しても、乗員の慣性によって乗員に不快感を与えてしまうという状況にはさほど影響がなく、コンプレッサ(あるいはインバータ)の負担を軽減し得て、コンプレッサ(あるいはインバータ)の使用寿命を長くすることができるとともに、燃費の向上に寄与し得て、経済的に有利である。
【0049】
【発明の効果】
以上詳細に説明した如くこの本発明によれば、通常の空調制御を犠牲にした過熱防止制御をすることなく、コンプレッサの過熱を防止することができ、商品力向上に貢献し得る。
【0050】
また、通常の空調制御を犠牲にした過熱防止制御をすることなく、インバータの過熱を防止することができ、商品力向上に貢献し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示す空調装置の制御用フローチャートである。
【図2】空調装置のブロック図である。
【図3】空調装置の概略構成図である。
【符号の説明】
2 空調装置
4 コンプレッサ
6 コンプレッサ用モータ
8 エバポレータ
12 コンデンサ
14 レシーバ
16 膨張弁
18 コンデンサ用モータ
20 コンデンサファン
22 制御手段
24 インバータ
26 コンプレッサ温度センサ
28 コンプレッサ用モータ電流センサ
30 インバータ温度センサ
32 冷媒圧力センサ
34 エバポレータ温度センサ
36 コンデンサ用モータ電流センサ
38 外気温度センサ
40 温度調節手段
A コンプレッサ(インバータ)温度安定制御処理
B コンプレッサ用モータ駆動処理指令
C コンデンサ用モータ駆動処理指令
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an air conditioner, and more particularly to an air conditioner that prevents overheating of a compressor or an inverter without performing overheat prevention control at the expense of normal air conditioning control.
[0002]
[Prior art]
Some vehicles are equipped with an air conditioner that maintains the temperature in the passenger compartment in an appropriate state. The air conditioner includes a compressor, a compressor motor that drives the compressor, and an evaporator that vaporizes the refrigerant compressed by the compressor.
[0003]
As an air conditioner, there is one disclosed in JP-A-8-40053. The electric compressor protecting method disclosed in this publication and the apparatus having the same are provided with a temperature sensor that continuously detects the temperature of the winding of the motor built in the electric compressor, and detects the high temperature state of the winding. A first setting for detecting, a second setting for detecting a higher temperature state than the first setting, and a third setting for detecting a low temperature state of the winding, wherein the winding temperature is set to the first setting. When it exceeds, the number of rotations of the electric compressor is limited. When the winding temperature exceeds the second setting or becomes lower than the third setting, the electric compressor is stopped. Prevents occupants from becoming uncomfortable due to large fluctuations in the air temperature, and at the same time ensuring that the electric compressor is protected from high temperature conditions with high accuracy and when the compressor is operated to a very low outside temperature by heat pump heating. , Compression due to liquid compression and poor lubrication function There has been prevented from being damaged.
[0004]
Further, there is one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-66002. The air conditioner disclosed in this publication is provided with a temperature detecting means for detecting either the temperature of the refrigerant discharged from the compressor or the temperature of the motor in an air conditioner including a compressor driven to rotate by a motor. The rate of change in temperature is obtained based on the temperature detected by the temperature detection means, the frequency of the alternating current supplied to the motor is corrected according to the rate of change, and air conditioning is performed more efficiently.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when an electric inverter type air conditioner used as a room air conditioner is mounted on a vehicle, for example, an electric vehicle, the usage environment becomes more intense than the room air conditioner compressor, and the compressor often overheats even in the normal range. Need to be stopped.
[0006]
Once the compressor was stopped, the compressor was started after only about 2 to 3 minutes. However, in the case of the electric vehicle, there is little space to be air-conditioned, the influence of solar radiation, and cooling. In this case, since the occupant is in a comfortable state by directly applying the blowing wind to the occupant, the stop time has a large effect on the room temperature and the occupant's comfort, and the cabin temperature and the blowing temperature fluctuate greatly, There is an inconvenience that passengers become uncomfortable.
[0007]
Further, in the disclosed Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-40053, a temperature sensor for continuously detecting the temperature of the winding of the motor built in the compressor (in other words, “electric compressor” in the publication) is provided, A first setting for detecting a high temperature state of the winding, a second setting for detecting a higher temperature state than the first setting, and a third setting for detecting a low temperature state of the winding. When the temperature exceeds the first setting, the rotational speed of the electric compressor is limited, and when the winding temperature exceeds the second setting or becomes lower than the third setting, the electric compressor is stopped. ing. The third setting is irrelevant to that of the present invention and will not be described.
[0008]
However, the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 8-40053 can reduce the frequency of stopping the compressor, but limits the rotation speed instead of stopping the compressor. It is not a solution to the inconvenience that the occupants are uncomfortable.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
Accordingly, in order to eliminate the above-described disadvantages, the present invention detects the compressor temperature of the compressor in an air conditioner composed of at least a compressor driven by a motor and an evaporator that vaporizes refrigerant compressed by the compressor. And a compressor upper limit rotational speed is calculated based on a difference between a compressor temperature detected by the temperature detector and a target compressor temperature set in advance separately from a temperature determined to be in a high temperature state. At the same time, the target compressor speed is calculated so as to correspond to the arbitrarily set temperature, the compressor upper limit speed is compared with the target compressor speed, and if the compressor upper limit speed is lower, While the compressor upper limit speed is set as the target compressor speed, Presser when towards the upper limit engine speed is high, characterized in that a control means for controlling the compressor driving to prevent large becomes variation of the target compressor rotational speed is directly used passenger compartment temperature and the outlet temperature.
[0010]
Further, in an air conditioner composed at least of a compressor driven by an inverter-controlled motor and an evaporator for vaporizing refrigerant compressed by the compressor, a temperature detecting means for detecting the inverter temperature of the inverter is provided, and this temperature The compressor upper limit rotation speed is calculated based on the difference between the inverter temperature detected by the detection means and the target inverter temperature set in advance separately from the temperature determined to be in a high temperature state, and the set temperature set arbitrarily. The target compressor speed is calculated so that the compressor upper limit speed is compared with the target compressor speed. If the compressor upper speed is lower, the compressor upper speed is set to the target compressor speed. On the other hand, if the compressor upper limit speed is higher It is characterized in that a control means for controlling the compressor driving to prevent large become variations of the temperature and blowing directly used vehicle interior temperature target compressor speed.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As a result of the invention as described above, when the compressor upper limit rotational speed is lower, the control means controls the compressor drive with the compressor upper limit rotational speed as the target compressor rotational speed, and overheat prevention control sacrifices normal air conditioning control. This prevents the compressor from overheating and contributes to the improvement of product appeal.
[0012]
In addition, when the compressor upper limit rotational speed is lower, the control means controls the compressor drive with the compressor upper limit rotational speed as the target compressor rotational speed, and does not perform overheat prevention control at the expense of normal air conditioning control. This contributes to the improvement of product appeal.
[0013]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
[0014]
1 to 3 show an embodiment of the present invention. In FIG. 3, 2 is a heat pump type air conditioner mounted on a vehicle (not shown).
[0015]
The air conditioner 2 includes at least a compressor 4, a compressor motor 6 that drives the compressor 4, and an evaporator 8 that vaporizes the refrigerant compressed by the compressor 4.
[0016]
That is, as shown in FIG. 3, the air conditioner 2 is provided with a condenser 12 connected to the compressor 4 via a first path 10-1, and a receiver 14 is connected to the capacitor 12 via a second path 10-2. Connected and provided, connected to the receiver 14 via the third path 10-3 and provided with the expansion valve 16, connected to the expansion valve 16 via the fourth path 10-4 and provided with the evaporator 8 The compressor 4 is connected to the evaporator 8 via a fifth path 10-5.
[0017]
A condenser fan 20 driven by a condenser motor 18 is provided in the vicinity of the condenser 12, and the compressor motor 6 is connected to the compressor 4.
[0018]
Further, a control means (also referred to as “A / C controller” or “air conditioner controller”) 22 of the air conditioner 2 is provided, and an inverter 24 is connected to the control means 22.
[0019]
The inverter 24 includes a compressor temperature sensor 26 that detects the compressor temperature of the compressor 4, a compressor motor current sensor 28 that detects the compressor motor current of the compressor motor 6, and an inverter temperature that detects the inverter temperature of the inverter 24. The inverter 24 is connected to the sensor 30, and the inverter 24 outputs detection signals such as the actual rotation speed, the compressor current, and each temperature to the control means 22, and inputs a start command and a rotation speed command from the control means 22. .
[0020]
Further, the control means 22 is provided in the middle of the first path 10-1 between the compressor 4 and the condenser 12, and includes a refrigerant pressure sensor 32 that detects a high-pressure side refrigerant pressure, and an evaporator that detects the evaporator temperature of the evaporator 8. The temperature sensor 34, the capacitor motor current sensor 36 for detecting the capacitor motor current of the capacitor motor 18, the outside air temperature sensor 38 for detecting the outside air temperature, and the temperature adjusting means 40 for inputting the temperature adjustment value are connected. Provide.
[0021]
The function of the control means 22 will be described with reference to FIG. 2. When the compressor temperature from the compressor temperature sensor 26 or the inverter temperature from the inverter temperature sensor 30 is input to the control means 22, the control means 22 ) Temperature stability control processing A is performed, and a compressor motor drive processing command B is output to the inverter 24, and a capacitor motor drive processing command C is output to the capacitor motor (also referred to as “DC motor”) 18.
[0022]
The inverter 24 to which the compressor motor drive processing command B is input outputs the compressor 24 to the compressor motor (also referred to as “sensorless brushless motor”) 6, and the compressor motor (also referred to as “sensorless brushless motor”) 6 serves as the compressor 4. , And the compressor temperature sensor 26 detects the compressor temperature of the compressor 4.
[0023]
In addition, the capacitor motor (also referred to as “DC motor”) 18 to which the capacitor motor drive processing instruction C is input drives the capacitor fan 20.
[0024]
Here, the outline of the present invention will be described. The air conditioner 2 compresses the air conditioning refrigerant and detects the temperature of the compressor motor 6 or the temperature of an inverter 24 described later (a compressor temperature sensor 26 or inverter described later). This is a protective measure when the compressor 4 incorporating the temperature sensor 30) and the inverter 24 are controlled at a variable rotational speed, and the rotational speed of the compressor motor 6 is controlled by the inverter 24 so that the motor temperature or the compressor temperature becomes a predetermined value. Control (for example, PID (proportional integral derivative) control).
[0025]
The control means 22 calculates the compressor upper limit rotation speed from the temperature detection means, for example, the compressor temperature detected by the compressor temperature sensor 26 and a preset target compressor temperature, and corresponds to an arbitrarily set temperature. If the compressor upper limit rotational speed is lower than the compressor upper limit rotational speed, the compressor upper limit rotational speed is set as the target compressor rotational speed. It has a drive control function.
[0026]
Further, when calculating the compressor upper limit rotation speed, the inverter temperature detected by the inverter temperature sensor 30 can be used instead of the compressor temperature detected by the compressor temperature sensor 26. However, in this embodiment, the compressor temperature will be described.
[0027]
Specifically, the control means 22 first determines whether or not the evaporator freeze prevention processing condition is satisfied. The evaporator freeze prevention processing condition is that the compressor 4 is stopped when the evaporator temperature becomes equal to or lower than the first predetermined value, and the compressor is stopped when the evaporator temperature becomes equal to or higher than the second predetermined value (> first predetermined value). 4 is driven.
[0028]
When the above-described evaporator freeze prevention processing condition is satisfied, the control means 22 detects the compressor temperature by the compressor temperature sensor 26, and calculates the compressor upper limit rotational speed from the deviation between the compressor temperature and the target compressor temperature. Then, the compressor (inverter) temperature stability control process A is performed.
[0029]
That is, the compressor upper limit rotation speed NCt can be calculated by the following equation.
NCt = Kp (TCm−TC) + KI∫ (TCm−TC) dt + NCm
Kp: coefficient TCm: target compressor temperature TC: compressor temperature KI: coefficient NCm: target compressor speed
At this time, the target compressor speed is calculated by calculating the compressor speed corresponding to the temperature adjustment value of the temperature adjusting means 40, and the target compressor temperature is higher than the temperature at which the compressor 4 is determined to be in a high temperature state. Also make the temperature low.
[0031]
According to the above formula, the compressor (inverter) temperature stabilization control process A compares the compressor upper limit rotational speed with the target compressor rotational speed when the target compressor rotational speed is higher than the calculated compressor upper limit rotational speed. When the upper limit rotational speed is lower, the target compressor rotational speed is limited.
[0032]
For reference, the control means 22 generates a rotating magnetic field in the armature winding of the compressor motor 6 when the compressor motor 6 is started, and performs forced operation control (open loop control) in response to the start command. Is running through.
[0033]
Further, at the time of restart, the frequency control process for controlling the frequency of the rotating magnetic field generated in the armature winding, the applied voltage control process for controlling the voltage applied between the armature windings, and the time for forced operation are controlled. Combined with operation time control processing.
[0034]
Further, the control means 22 drives the condenser fan 20 by directly applying or turning off 12 V to the condenser motor 18 consisting of a simple 12 VDC motor.
[0035]
Next, the operation will be described along the control flowchart of the air conditioner 2 of FIG.
[0036]
The flowchart for control of the air conditioner 2 in FIG. 1 shows the compressor (inverter) temperature stability control process A in FIG.
[0037]
When the control program starts (102), the control means 22 reads the temperature adjustment value output from the temperature adjustment means 40 (104).
[0038]
Then, a calculation (106) of the target compressor speed which is the compressor speed corresponding to the temperature adjustment value read by the control means 22 is executed.
[0039]
Further, the control means 22 reads the evaporator temperature of the compressor 4 detected by the compressor temperature sensor 26 (108), for example, the calculation of the compressor temperature stability control process (110), that is, the calculation of the compressor upper limit rotational speed described above. Operate with an expression.
[0040]
After this processing (110), it is determined (112) whether or not the target compressor speed is less than the compressor upper limit speed, and this determination (112) is NO, that is, the compressor upper limit speed and the target compressor speed. When the compressor upper limit rotational speed is lower, the compressor upper limit rotational speed is set as the target compressor rotational speed (114), and the compressor drive (116) is performed so as to become the target compressor rotational speed. The program returns (118).
[0041]
Further, if the determination (112) as to whether or not the target compressor speed is less than the compressor upper limit speed is YES, the compressor is driven so as to reach the target compressor speed without considering the compressor upper limit speed ( 116), and the process proceeds to the return (118) of the control program.
[0042]
Thereby, by using the compressor temperature sensor 26 as the temperature detecting means, it is possible to prevent overheating of the compressor 4 without performing overheat prevention control at the expense of normal air-conditioning control, which contributes to the improvement of commercial power. obtain.
[0043]
Further, if the inverter temperature sensor 30 is used as the temperature detecting means, the overheating of the inverter 24 can be prevented without performing the overheating prevention control at the expense of the normal air conditioning control, which can contribute to the improvement of the commercial power.
[0044]
Further, since it is possible to prevent a large fluctuation between the passenger compartment temperature and the blowout temperature due to the overheat prevention process, there is no possibility of causing discomfort to the occupant, which is practically advantageous.
[0045]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various application modifications are possible.
[0046]
For example, in the embodiment of the present invention, the compressor upper limit rotational speed and the target compressor rotational speed are compared by the control means, and when the compressor upper limit rotational speed is higher, the compressor drive control is performed using the target compressor rotational speed. On the other hand, when the compressor upper limit rotational speed is lower, the compressor drive control is performed with the compressor upper limit rotational speed as the target compressor rotational speed. However, as the target compressor rotational speed approaches the compressor upper limit rotational speed, It is also possible to adopt a special configuration in which the target compressor rotational speed is corrected so as to gradually decrease.
[0047]
That is, a function for correcting the target compressor speed so that it gradually decreases as the target compressor speed approaches the compressor upper limit speed is added to the control means, and the compressor upper limit speed is used as much as possible. The compressor drive control is performed only with the target compressor speed.
[0048]
In other words, due to the correction by the control means, the operating state of the compressor (or inverter) gradually weakens, and even if the blowing temperature changes slightly, the passenger's inertia gives the passenger discomfort. There is not so much influence, the burden on the compressor (or inverter) can be reduced, the service life of the compressor (or inverter) can be extended, and the fuel consumption can be improved, which is economically advantageous.
[0049]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, overheating prevention control can be prevented without sacrificing normal air conditioning control, and overheating of the compressor can be prevented, which can contribute to improvement in commercial power.
[0050]
In addition, the inverter can be prevented from being overheated without performing overheat prevention control at the expense of normal air conditioning control, which can contribute to improving the product appeal.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart for controlling an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of an air conditioner.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an air conditioner.
[Explanation of symbols]
2 Air Conditioner 4 Compressor 6 Compressor Motor 8 Evaporator 12 Capacitor 14 Receiver 16 Expansion Valve 18 Capacitor Motor 20 Capacitor Fan 22 Control Unit 24 Inverter 26 Compressor Temperature Sensor 28 Compressor Motor Current Sensor 30 Inverter Temperature Sensor 32 Refrigerant Pressure Sensor 34 Evaporator Temperature sensor 36 Condenser motor current sensor 38 Outside air temperature sensor 40 Temperature adjusting means A Compressor (inverter) temperature stability control process B Compressor motor drive process command C Capacitor motor drive process command

Claims (2)

モータにより駆動されるコンプレッサと、このコンプレッサで圧縮された冷媒を気化するエバポレータとから少なくとも構成された空調装置において、前記コンプレッサのコンプレッサ温度を検出する温度検出手段を設け、この温度検出手段により検出されたコンプレッサ温度と高温状態にあると判定される温度とは別に予め設定された目標コンプレッサ温度との差に基づいてコンプレッサ上限回転数を算出するとともに、任意に設定された設定温度に対応するように目標コンプレッサ回転数を算出し、前記コンプレッサ上限回転数と目標コンプレッサ回転数とを比較して、コンプレッサ上限回転数の方が低い場合には、コンプレッサ上限回転数を目標コンプレッサ回転数とする一方、コンプレッサ上限回転数の方が高い場合には、目標コンプレッサ回転数をそのまま用い車室内温度と吹き出し温度との大なる変動を防止するようにコンプレッサ駆動制御する制御手段を設けたことを特徴とする空調装置。An air conditioner comprising at least a compressor driven by a motor and an evaporator that vaporizes refrigerant compressed by the compressor is provided with temperature detecting means for detecting the compressor temperature of the compressor, and is detected by the temperature detecting means. The compressor upper limit rotation speed is calculated based on the difference between the compressor temperature and the target compressor temperature set in advance separately from the temperature determined to be in a high temperature state, and is adapted to the arbitrarily set temperature. The target compressor speed is calculated, and the compressor upper limit speed and the target compressor speed are compared. If the compressor upper limit speed is lower, the compressor upper limit speed is set as the target compressor speed. If the upper speed limit is higher, the target control Air-conditioning system, characterized in that a control means for controlling the compressor driving to prevent large becomes variation of the temperature blows suppressor speed and directly used vehicle interior temperature. インバータ制御されたモータにより駆動されるコンプレッサと、このコンプレッサで圧縮された冷媒を気化するエバポレータとから少なくとも構成された空調装置において、インバータのインバータ温度を検出する温度検出手段を設け、この温度検出手段により検出されたインバータ温度と高温状態にあると判定される温度とは別に予め設定された目標インバータ温度との差に基づいてコンプレッサ上限回転数を算出するとともに、任意に設定された設定温度に対応するように目標コンプレッサ回転数を算出し、前記コンプレッサ上限回転数と目標コンプレッサ回転数とを比較して、コンプレッサ上限回転数の方が低い場合には、コンプレッサ上限回転数を目標コンプレッサ回転数とする一方、コンプレッサ上限回転数の方が高い場合には、目標コンプレッサ回転数をそのまま用い車室内温度と吹き出し温度との大なる変動を防止するようにコンプレッサ駆動制御する制御手段を設けたことを特徴とする空調装置。An air conditioner comprising at least a compressor driven by an inverter-controlled motor and an evaporator for vaporizing refrigerant compressed by the compressor is provided with temperature detecting means for detecting the inverter temperature of the inverter, and this temperature detecting means Compressor upper limit rotation speed is calculated based on the difference between the inverter temperature detected by the above and the temperature determined to be in a high temperature state, separately from the preset target inverter temperature, and it corresponds to the arbitrarily set temperature The target compressor speed is calculated, and the compressor upper limit speed and the target compressor speed are compared. If the compressor upper limit speed is lower, the compressor upper limit speed is set as the target compressor speed. On the other hand, if the compressor upper limit speed is higher, Air-conditioning system, characterized in that a control means for controlling the compressor driving to prevent large become variations of the temperature and blowing directly used vehicle interior temperature target compressor speed.
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