JP4985668B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、ファンモータ異常発生時に、ファンモータ回転数を垂下させる自己保護機能を有するファンモータを備える空気調和機に関する。

空気調和機の熱交換器に送風するファンを駆動するファンモータには、自己保護機能をもつファンモータがある。このようなファンモータでは、ファンモータドライブ内部のパワーモジュール素子の温度やファンモータの駆動電流値等がモニタリングされ、該温度や該電流値等が予め定められた閾値を超えた場合に当該ファンモータが異常であると判定されて自己保護機能が働き、当該ファンモータの回転数が垂下されることで当該ファンモータを保護する。

ファンモータの回転数が垂下されると、熱交換器における冷媒の熱交換量が減少して空気調和機の能力が低下する。当該能力の低下を補うために、圧縮機の周波数が増加される場合は、圧縮機を駆動するモータの駆動電流が増大し、冷媒回路や制御回路を構成する各部品に悪影響を及ぼす可能性がある。

このような不具合を防止するために、例えば特許文献１に開示されている空気調和機の制御方法のように、圧縮機とファンモータを有する室外機の入力電流を検出し、この検出電流値に基づいて保護機能を作動する空気調和機の制御方法において、前記圧縮機の運転に先だって前記ファンモータを駆動するとともに、前記ファンモータの入力電流を検出し、この検出電流値が所定値に達していないとき、すなわちファンモータの回転数が所定値よりも少ないときには、前記圧縮機の運転を行わないようにする方法が知られている。

特開平６−２３５５５４号公報

しかしながら、一時的な要因でファンモータの回転数が垂下した場合、例えば、ファンに異物が挟まったが当該異物がすぐに外れた場合等には、必ずしも圧縮機の運転を停止する必要はない。このような場合にまで、特許文献１の空気調和機のように圧縮機の運転を止めて空気調和を停止してしまうことは、かえってユーザに無用な不快感を生じさせることになる。

ただし、ファンモータの回転数が垂下した場合に圧縮機を停止せずに空気調和機の運転を継続した場合、圧縮機の負荷は増大する。例えば、冷房運転時に室外機のファンモータ回転数が垂下すると、凝縮器として機能している室外熱交換器で冷媒が凝縮する際の冷媒の熱交換量が減少する。そのため、冷媒回路を循環する冷媒温度が上昇して、圧縮機から吐出される高圧冷媒の圧力（高圧圧力）が増加する。高圧圧力が予め定められた閾値を超えた場合は、圧縮機を保護するために、空気調和機に備えられている制御回路は、圧縮機の回転数を垂下させる。前記制御回路による高圧圧力上昇の回避が遅れた場合は、該制御回路は高圧異常と判定し、特許文献１に記載の空気調和機と同様に圧縮機は該制御回路によって停止されてしまう。

逆に、暖房運転時に室外機のファンモータ回転数が垂下すると、蒸発器として機能している室外熱交換器で冷媒が蒸発する際の冷媒の熱交換量が減少する。そのため、冷媒回路を循環する冷媒温度が低下して高圧圧力および圧縮機の吸入側の圧力である低圧圧力が低下する。このとき、制御回路は、高圧圧力を一定に保とうとして圧縮機の回転数を増加させるために、低圧圧力はさらに低下する。前記制御回路による低圧圧力の低下の回避が遅れた場合は、該制御回路は低圧異常と判断し、特許文献１に記載の空気調和機と同様に圧縮機は該制御回路によって停止されてしまう。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、ファンモータの回転数が垂下した場合に圧縮機を停止せずに空気調和機の運転を可能な限り継続し、かつ、高圧異常および低圧異常の発生を抑制できる空気調和機を提供することを目的とする。

請求項１に係る空気調和機は、圧縮機と、熱交換器と、ファンモータにより駆動されるファンと、ファンモータの異常を検知するファンモータ異常検知部と、ファンモータの異常を検知した場合に、当該ファンモータの回転数を垂下させる信号であるファンモータ垂下フラグを作成するファンモータ垂下フラグ作成部と、前記ファンモータを制御し、前記ファンモータ垂下フラグが作成された場合に、ファンモータの回転数を垂下させるファンモータ制御部と、通常運転時に前記圧縮機の回転数を制御し、前記ファンモータ垂下フラグが作成された場合には、前記ファンモータ制御部による前記ファンモータの回転数制御と連動して、前記圧縮機の回転数制御を行う圧縮機制御部と、を備え、前記ファンは室外機に据付けられたファンであり、前記圧縮機制御部は、冷房運転時に前記ファンモータ垂下フラグが作成された場合に、前記ファンモータ制御部がファンモータ回転数を垂下させるよりも前に、前記圧縮機の回転数制御を開始し、前記圧縮機の回転数を垂下して前記圧縮機から吐出される圧力を低下させる。

また、請求項１に係る発明によれば、前記圧縮機制御部は、冷房運転時に前記ファンモータ垂下フラグが作成された場合に、圧縮機の回転数を垂下させる。したがって、ファンモータの回転数が垂下することで生じる高圧圧力の上昇を、圧縮機の回転数を垂下させることで打ち消すことができるので、高圧異常の発生を抑制できる。

請求項２に係る空気調和機は、圧縮機と、熱交換器と、ファンモータにより駆動されるファンと、ファンモータの異常を検知するファンモータ異常検知部と、ファンモータの異常を検知した場合に、当該ファンモータの回転数を垂下させる信号であるファンモータ垂下フラグを作成するファンモータ垂下フラグ作成部と、前記ファンモータを制御し、前記ファンモータ垂下フラグが作成された場合に、ファンモータの回転数を垂下させるファンモータ制御部と、通常運転時に前記圧縮機の回転数を制御し、前記ファンモータ垂下フラグが作成された場合には、前記ファンモータ制御部による前記ファンモータの回転数制御と連動して、前記圧縮機の回転数制御を行う圧縮機制御部と、を備え、前記ファンは室外機に据付けられたファンであり、前記圧縮機制御部は、暖房運転時に前記ファンモータ垂下フラグが作成された場合に、前記ファンモータ制御部がファンモータ回転数を垂下させるよりも前に、前記圧縮機の回転数制御を開始し、前記圧縮機の回転数の上限を、当該ファンモータ垂下フラグ作成時点の圧縮機の回転数とする制御を行って、前記圧縮機から吐出される圧力及び前記圧縮機に吸入される圧力を維持し、更に、前記吸入される圧力が予め定められた値まで低下したときには、前記圧縮機の回転数を減少して前記吸入される圧力を上昇させる。

請求項２に係る発明によれば、前記圧縮機制御部は、暖房運転時に前記ファンモータ垂下フラグが作成された場合に、圧縮機の回転数の上限を、当該ファンモータ垂下フラグ作成時点の圧縮機の回転数とする。したがって、ファンモータの回転数が垂下することで高圧圧力が低下しても圧縮機の回転数は増加しないので、低圧圧力の低下が抑制されて、低圧異常の発生を抑制することができる。

請求項３に係る空気調和機は、請求項１または２に記載の空気調和機において、前記ファンモータ異常検知部は、ファンモータ制御部内部のパワーモジュール素子またはパワーモジュール素子に接触するヒートシンクの温度に基づいて前記ファンの異常を検知する。

請求項３に係る発明によれば、前記ファンモータ異常検知部が、ファンモータ制御部内部のパワーモジュール素子またはパワーモジュール素子に接触するヒートシンクの温度に基づいて前記ファンの異常を検知するので、前記ファンモータの異常を簡便かつ確実に検知することができる。

請求項４に係る空気調和機は、請求項１または２に記載の空気調和機において、前記ファンモータ異常検知部は、ファンモータ駆動電流値に基づいて前記ファンモータの異常を検知する。

請求項４に係る発明によれば、前記ファンモータ異常検知部が、ファンモータ駆動電流
値に基づいて前記ファンモータの異常を検知するので、前記ファンモータの異常を簡便か
つ確実に検知することができる。

請求項５に係る空気調和機は、請求項１または２に記載の空気調和機において、前記ファンモータの実回転数を検知する回転数検知部をさらに備え、前記ファンモータ異常検知部は、前記回転数検知部が検知したファンモータ実回転数と前記ファンモータ制御部が設定したファンモータ設定回転数との差が、予め定められた閾値を超えた場合に、前記ファンモータを異常と判定する。

請求項５に係る発明によれば、前記ファンモータ異常検知部が、前記ファンモータ実回
転数と前記ファンモータ設定回転数との差が、予め定められた閾値を超えた場合に、前記
ファンモータを異常と判定するので、前記ファンモータの異常を簡便かつ確実に検知する
ことができる。

請求項６に係る空気調和機は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気調和機において、前記圧縮機の低圧異常を検知する低圧異常検知部と、前記圧縮機の高圧異常を検知する高圧異常検知部と、前記低圧異常検知部が前記低圧異常を検知した場合には当該低圧異常を報知し、前記高圧異常検知部が前記高圧異常を検知した場合には当該高圧異常を報知する報知部と、をさらに備え、前記報知部は、前記低圧異常および前記高圧異常を報知する場合に、前記ファンモータ異常検知部が前記ファンモータの異常を検知しているときには、前記低圧異常および前記高圧異常の報知に加えて、前記ファンモータの前記異常を報知する。

請求項６に係る発明によれば、前記報知部は、前記低圧異常および前記高圧異常を報知
する場合に、前記ファンモータ異常検知部が前記ファンモータの異常を検知しているとき
には、前記低圧異常および前記高圧異常の報知に加えて、ファンモータの異常を報知する
ので、ユーザおよびサービスマンは前記低圧異常および前記高圧異常の原因が、ファンモ
ータの異常であることを知ることができる。したがって、前記低圧異常および前記高圧異
常の発生時に、ユーザおよびサービスマンは適切な対応をとりやすくなる。

本発明に係る空気調和機によれば、ファンモータ回転数が垂下したことで発生する高圧圧力および低圧圧力の変化を打ち消すことができるので、高圧異常および低圧異常の発生を抑制することができる。したがって、ファンモータの回転数が垂下した場合に圧縮機を停止せずに空気調和機の運転を継続できる可能性が高くなるので、空気調和が停止することによって生じるユーザの不快感を低減することができる。

本発明の一実施形態に係る空気調和機の概略を示す模式図である。 図１に示す空気調和機の制御に関する構成を示す機能ブロック図である。 本発明の一実施形態に係る空気調和機の冷房運転時にファンモータ回転数が垂下した場合の動作を示すタイミングチャートである。（Ａ）はファンモータの回転数、（Ｂ）はファンモータ垂下フラグ値、（Ｃ）は高圧圧力、（Ｄ）は圧縮機の回転数、（Ｅ）は異常コードの表示状態、の経時変化をそれぞれ示す。 本発明の一実施形態に係る空気調和機の暖房運転時にファンモータ回転数が垂下した場合の動作を示すタイミングチャートである。（Ａ）はファンモータの回転数、（Ｂ）はファンモータ垂下フラグ値、（Ｃ）は高圧圧力および低圧圧力、（Ｄ）は圧縮機の回転数、（Ｅ）は異常コードの表示状態、の経時変化をそれぞれ示す。 本発明の一実施形態に係る空気調和機の制御を示すフローチャートである。 冷房運転時にファンモータの回転数が垂下した場合の圧縮機制御の詳細を示すフローチャートである。 暖房運転時にファンモータの回転数が垂下した場合の圧縮機制御の詳細を示すフローチャートである。

図１は本発明の一実施形態に係る空気調和機１の概略を示す模式図である。空気調和機１は、室外機２０と、室内機３０と、コントローラ４０とを備える。室外機２０は、空気調和が行われる空調室の外部に設置され、圧縮機２０１、室外熱交換器２０２、室外膨張弁２０３、室外機ファン２１０、および四方切替弁２０６を内部に収容する。室内機３０は、空調室の内部に設置され、室内膨張弁３０４、室内熱交換器３０５を内部に収容する。

圧縮機２０１は、例えばスクロール型の圧縮機構を備えるスクロール圧縮機である。圧縮機２０１の吐出側の配管には高圧圧力センサ２４１が、吸入側の配管には低圧圧力センサ２４２が取付けられている。高圧圧力センサ２４１は、圧縮機２０１から吐出される高温・高圧の冷媒蒸気の圧力を測定する。低圧圧力センサ２４２は、蒸発器（冷房運転時は室内熱交換器３０５、暖房運転時は室外熱交換器２０２）を通過して圧縮機に吸入される低温・低圧の冷媒蒸気の圧力を検出する。

室外熱交換器２０２は、例えば、冷媒が流れる冷却管の外側にフィンを取付けたクロスフィン型の空冷式熱交換器であり、室外空気と冷媒とを熱交換させる。

室外膨張弁２０３は、例えばパルスモータ駆動方式の電子膨張弁であり、自在に開度を調整できる。室外膨張弁２０３は、冷房運転時には、凝縮器として機能する室外熱交換器２０２への冷媒流量を調節し、暖房運転時には蒸発器として機能する室外熱交換器２０２へ流入する冷媒を絞り膨張させる。

四方切替弁２０６は、圧縮機２０１から吐出された高圧冷媒蒸気の流路を切替える。すなわち、冷房運転時には、図１に実線で示すように高圧冷媒蒸気を室外熱交換器２０２に導き、暖房運転時には、図１に破線で示すように前記高圧冷媒蒸気を室内熱交換器３０５に導く。

室外機ファン２１０は、ファンモータ２２０によって駆動され、室外熱交換器２０２に室外空気を送風する。ファンモータ２２０の駆動電流値は、電流計２３０によってモニタリングされている。

室内膨張弁３０４は、例えばパルスモータ駆動方式の電子膨張弁であり、自在に開度を調整できる。室内膨張弁３０４は、冷房運転時には、蒸発器として機能する室内熱交換器３０５へ流入する冷媒を絞り膨張させ、暖房運転時には、凝縮器として機能する室内熱交換器３０５への冷媒流量を調節する。

室内熱交換器３０５は、例えば冷媒が流れる冷却管の外側にフィンを取付けたクロスフィン型の空冷式熱交換器であり、空調室内の空気と冷媒とを熱交換させる。なお、図示は省略しているが、空調室内の空気と冷媒とを室内熱交換器３０５で熱交換させるために、室内機３０の内部にもファンモータによって駆動され、室内熱交換器３０５に空調室内の空気を送風するファンが設けられている。

図２は、空気調和機１の制御に関する構成を示す機能ブロック図である。コントローラ４０は、制御部４１０、ファンモータ異常検知部４２０、計時部４３０、報知部４４０、高圧異常検知部４５１、および低圧異常検知部４５２を具備するように機能する。

制御部４１０は、圧縮機２０１の回転数や各膨張弁の開度等を制御することで、空気調和機１の運転を制御する。圧縮機２０１の回転数は、制御部４１０が備える圧縮機制御部４１１によって制御される。

ファンモータ異常検知部４２０は、電流計２３０によってモニタリングされているファンモータ２２０の駆動電流値が予め定められた閾値を超過した場合に、ファンモータ２２０が異常であると判定する。ファンモータ異常検知部４２０は、容易に測定できるファンモータ駆動電流値に基づいてファンモータ２２０の異常を検知するので、ファンモータ異常検知部４２０は、ファンモータ２２０の異常を簡便かつ確実に検知することができる。

計時部４３０は、一定周期でクロック信号を発生させるクロック 発信器を備え、このクロック信号を、制御部４１０およびファンモータ制御部２２１に出力する。

報知部４４０は、例えば複数の７セグメント形ＬＥＤからなる表示器であり、アラームコード等の情報を表示する。報知部４４０は、圧縮機２０１に高圧異常が発生した場合には、高圧異常の原因に応じて、例えば「Ｅ３」で始まるアラームコードを表示する。例えばファンモータ２２０の異常を原因とする高圧異常の場合、すなわちファンモータ異常検知部４２０がファンモータ２２０の異常を検知している場合は、報知部４４０は、アラームコード「Ｅ３―０１」を表示する。圧縮機２０１に低圧異常が発生した場合にも同様に、報知部４４０は、低圧異常の原因に応じて、例えば「Ｅ４」で始まるアラームコードを表示する。例えばファンモータ２２０の異常を原因とする低圧異常の場合、すなわちファンモータ異常検知部４２０がファンモータ２２０の異常を検知している場合は、報知部４４０は、アラームコード「Ｅ４―０１」を表示する。

高圧異常もしくは低圧異常が発生している場合に、原因がファンモータ２２０の異常であるときに、高圧異常もしくは低圧異常のアラームコードに加えてファンモータ異常のアラームコードを報知部４４０が表示することで、ユーザおよびサービスマンは低圧異常および高圧異常の原因が、ファンモータの異常であることを知ることができる。したがって、前記低圧異常もしくは前記高圧異常の発生時に、ユーザおよびサービスマンは適切な対応をとりやすくなる。

高圧異常検知部４５１は、高圧圧力センサ２４１が検出した圧縮機２０１から吐出される冷媒蒸気の圧力が、予め定められた閾値を超えている場合に高圧異常と判定する。

低圧異常検知部４５２は、低圧圧力センサ２４２が検出した圧縮機２０１から吐出される冷媒蒸気の圧力が、予め定められた閾値を下回る場合に低圧異常と判断する。

ファンモータ２２０は、ファンモータ制御部２２１と、ファンモータ垂下フラグ作成部２２２とを備える。ファンモータ垂下フラグ作成部２２２は、ファンモータ異常検知部４２０がファンモータ２２０の異常を検知した場合に、ファンモータ２２０の回転数を垂下させる信号であるファンモータ垂下フラグを作成する。ファンモータ制御部２２１は、ファンモータ２２０を制御し、前記ファンモータ垂下フラグが作成された場合に、ファンモータ２２０の回転数を垂下させる。

図３および図４は、空気調和機１のファンモータ回転数が垂下した場合の動作を示すタイミングチャートである。図３は冷房運転時を、図４は暖房運転時を、それぞれ示す。図３および図４のタイミングチャートでは、ファン回転数、ファンモータ垂下フラグ、高圧圧力、圧縮機回転数、異常コード表示を同じ時系列で示している。実線は、ファンモータ垂下制御と圧縮機回転数制御とが連動している本実施形態の空気調和機１の動作を示し、破線はファンモータ垂下制御と圧縮機回転数制御とが連動していない空気調和機の動作を示す。また、二点鎖線は、異常発生時の動作を示す。

図３のタイミングチャートに基づいて、空気調和機１の冷房運転時にファンモータ回転数が垂下した場合の動作を、ファンモータ垂下制御と圧縮機回転数制御とが連動していない場合の動作と対比しながら説明する。図３（Ａ）はファンモータ２２０の回転数、図３（Ｂ）はファンモータ垂下フラグ値、図３（Ｃ）は圧縮機２０１から吐出される高圧冷媒の圧力（高圧圧力）、図３（Ｄ）は圧縮機２０１の回転数、図３（Ｅ）は異常コードの表示状態、の経時変化をそれぞれ示す。

ファンモータ垂下制御と圧縮機回転数制御とが連動していない場合の動作は次のようになる。ファンモータ垂下フラグ作成部２２２がファンモータ垂下フラグを作成（垂下フラグの値が１）すると（図３（Ｂ））、ファンモータ制御部２２１はファンモータ２２０の回転数を垂下させる（図３（Ａ））。ファンモータ２２０の回転数が垂下すると（図３（Ａ））、凝縮器として機能している室外熱交換器２０２で冷媒が凝縮する際の冷媒と室外空気との熱交換量が減少する。その結果、冷媒回路を循環する冷媒温度が上昇するので、高圧圧力も上昇する（図３（Ｃ））。

通常運転時には、圧縮機制御部４１１は、高圧異常を発生させないために高圧圧力が高圧垂下値以下となるように圧縮機２０１の回転数を制御するので、上昇した高圧圧力を下げるために、圧縮機制御部４１１は、圧縮機２０１の回転数を減少させる（図３（Ｄ））。

圧縮機２０１の回転数を減少させたにもかかわらず、高圧圧力が予め定められた閾値である高圧垂下値に到達した場合（図３（Ｃ））、圧縮機制御部４１１は、圧縮機２０１を保護するために圧縮機２０１の回転数を最小回転数まで垂下させる（図３（Ｄ））。その結果、高圧圧力は高圧垂下値に保たれる（図３（Ｃ））。しかしながらファンモータ２２０の回転数の垂下が続いている場合は（図３（Ａ））、高圧圧力を高圧垂下値に保ち続けることはできず、高圧圧力は再び上昇し始める（図３（Ｃ））。

ファンモータ２２０の異常が解消し、ファンモータ垂下フラグ作成部２２２がファンモータ垂下フラグをオフ（垂下フラグの値が０）にすると（図３（Ｂ））、ファンモータ制御部２２１がファンモータの回転数を増加させるので（図３（Ａ））、高圧圧力が低下し始める（図３（Ｃ））。高圧圧力が高圧垂下値以下に低下すると（図３（Ｃ））、圧縮機制御部４１１は、圧縮機２０１を通常運転に復帰させ、圧縮機２０１の回転数を増加させる（図３（Ｄ））。

圧縮機２０１の回転数の垂下開始が遅れた場合、あるいは高圧圧力の上昇が止まらない場合には、高圧圧力が高圧垂下値よりも大きい予め定められた閾値である高圧待機値に到達する（図３（Ｃ））。このとき圧縮機制御部４１１は、圧縮機２０１内部の冷媒圧力が、圧縮機２０１耐圧上限値を超えないようにするため圧縮機２０１を停止させ（図３（Ｄ））、報知部４４０は、異常コードを表示する（図３（Ｅ））。なお、高圧待機値は、圧縮機２０１の耐圧上限値に必要な安全係数を乗じた値であり、耐圧上限値よりも低い値とされている。

一方、ファンモータ垂下制御と圧縮機回転数制御とが連動している本実施形態の空気調和機１の動作は次のようになる。ファンモータ垂下フラグ作成部２２２がファンモータ垂下フラグを作成すると（図３（Ｂ））、圧縮機制御部４１１は、圧縮機２０１の回転数を垂下させる（図３（Ｄ））。このとき、高圧圧力は低下する（図３（Ｃ））。ファンモータ垂下フラグ作成時点では、ファンモータ制御部２２１は、ファンモータ２２０の回転数を維持する（図３（Ａ））。

圧縮機２０１の回転数の垂下開始から、予め定められた時間が経過すると、ファンモータ制御部２２１はファンモータ２２０の回転数を、最小回転数を下限として垂下させる（図３（Ｂ））。ファンモータ２２０の回転数が垂下すると、凝縮器として機能している室外熱交換器２０２で冷媒が凝縮する際の冷媒と室外空気との熱交換量が減少する。そのため、冷媒回路を循環する冷媒温度が上昇して、高圧圧力が増加する（図３（Ｃ））。

しかしながら、予め圧縮機２０１の回転数を垂下させて、高圧圧力を垂下フラグ作成前よりも低くしてあるので、ファンモータ垂下制御と圧縮機回転数制御とが連動していない場合よりも、高圧圧力が高圧垂下値に到達するまでの時間は長くなり、高圧圧力が高圧待機値に到達しにくくなる（図３（Ｃ））。

ファンモータ２２０の異常が解消し、ファンモータ垂下フラグ作成部２２２がファンモータ垂下フラグをオフする時点から以降は、ファンモータ垂下制御と圧縮機回転数制御とが連動していない場合と同様である。

図４のタイミングチャートに基づいて、空気調和機１の暖房運転時にファンモータ回転数が垂下した場合の動作を、ファンモータ垂下制御と圧縮機回転数制御とが連動していない場合の動作と対比しながら説明する。図４（Ａ）はファンモータ２２０の回転数、図４（Ｂ）はファンモータ垂下フラグ値、図４（Ｃ）は高圧圧力および圧縮機２０１に流入する低圧冷媒の圧力（低圧圧力）、図４（Ｄ）は圧縮機２０１の回転数、図４（Ｅ）は異常コードの表示状態、の経時変化をそれぞれ示す。

ファンモータ垂下制御と圧縮機回転数制御とが連動していない場合の動作は次のようになる。ファンモータ垂下フラグ作成部２２２がファンモータ垂下フラグを作成すると（図４（Ｂ））、ファンモータ制御部２２１はファンモータ２２０の回転数を垂下させる（図４（Ａ））。ファンモータ２２０の回転数が垂下すると、蒸発器として機能している室外熱交換器２０２で冷媒が蒸発する際の冷媒と室外空気との熱交換量が減少する。その結果、冷媒回路を循環する冷媒温度が低下するので、高圧圧力および低圧圧力も低下する（図４（Ｃ））。

通常運転時には、圧縮機制御部４１１は、高圧圧力を一定に保つように圧縮機２０１の回転数を制御するので、低下した高圧圧力を上げるために、圧縮機制御部４１１は、最大回転数を上限として圧縮機２０１の回転数を増加させる（図４（Ｄ））。このとき低圧圧力の低下速度は逆に大きくなる（図４（Ｃ））。

低圧圧力が予め定められた閾値である低圧垂下値に到達した場合（図４（Ｃ））、低圧圧力を上昇させるために、圧縮機制御部４１１は、圧縮機２０１の回転数を、最小回転数を限度として垂下させる（図４（Ｄ））。圧縮機２０１の回転数が最小回転数に到達し、ファンモータの回転数がなおも垂下している場合は、低圧圧力は低圧垂下値を下回ることになる（図４（Ｃ））。なお、低圧垂下値とは、過渡的な低圧低下時に、上述のように圧縮機２０１の回転数が増加することで圧縮機２０１の内部温度が上昇するを抑えるため、低圧圧力に基づいて、圧縮機の上限回転数を制限する圧力値（閾値）のことである。

ファンモータ２２０の異常が解消し、ファンモータ垂下フラグ作成部２２２がファンモータ垂下フラグをオフにすると（図４（Ｂ））、ファンモータ制御部２２１がファンモータの回転数を増加させるので（図４（Ａ））、低圧圧力および高圧圧力が上昇し始める（図４（Ｃ））。

低圧圧力が低圧垂下値よりも大きくなると（図４（Ｃ））、圧縮機制御部４１１は、圧縮機２０１を通常運転に復帰させ、高圧圧力を通常運転時の値まで上昇させるために圧縮機２０１の回転数を増加させ、高圧圧力が当該通常運転時の値に到達した時点で、圧縮機２０１を一定の回転数に制御する（図４（Ｄ））。

圧縮機２０１の回転数の垂下開始が遅れて、低圧圧力の下降が止まらない場合には、低圧圧力が低圧垂下値よりも小さい予め定められた閾値である低圧待機値に到達する（図４（Ｃ））。このとき圧縮機制御部４１１は、冷媒回路内の冷媒循環に異常が発生したと判断して、圧縮機２０１を停止させ（図４（Ｄ））、報知部４４０は、異常コードを表示する（図４（Ｅ））。

一方、ファンモータ垂下制御と圧縮機回転数制御とが連動している本実施形態の空気調和機１の動作は次のようになる。ファンモータ垂下フラグ作成部２２２がファンモータ垂下フラグを作成すると（図４（Ｂ））、圧縮機制御部４１１は、圧縮機２０１の上限回転数をファンモータの垂下フラグ作成時の圧縮機回転数に制限する（図４（Ｄ））。ファンモータ垂下フラグ作成時点では、ファンモータ制御部２２１は、ファンモータ２２０の回転数を維持する（図４（Ｂ））。

ファンモータ垂下フラグ作成から、予め定められた時間が経過すると、ファンモータ制御部２２１はファンモータ２２０の回転数を、最小回転数を下限として垂下させる（図４（Ａ））。ファンモータ２２０の回転数が垂下すると、蒸発器として機能している室外熱交換器２０２で冷媒が蒸発する際の冷媒と室外空気との熱交換量が減少する。その結果、冷媒回路を循環する冷媒温度が低下するので、高圧圧力および低圧圧力も低下する（図４（Ｃ））。

低圧圧力が予め定められた閾値である低圧垂下値に到達した場合（図４（Ｃ））、圧縮機制御部４１１は、低圧圧力を上昇させるために圧縮機２０１の回転数を減少させる（図４（Ｄ））。そのため、低圧圧力は低圧垂下値を下回ることはない（図４（Ｃ））。ファンモータ２２０の異常が解消し、ファンモータ垂下フラグ作成部２２２がファンモータ垂下フラグをオフにすると（図４（Ｂ））、ファンモータ制御部２２１がファンモータの回転数を増加させるので（図４（Ａ））、低圧圧力および高圧圧力が上昇し始める（図４（Ｃ））。低圧圧力が低圧垂下値以上になると、圧縮機制御部４１１は、圧縮機２０１を通常運転に復帰させ、圧縮機２０１の回転数を増加させる（図４（Ｄ））。

圧縮機制御部４１１は、圧縮機２０１の上限回転数をファンモータの垂下フラグ作成時の圧縮機回転数に制限するので（図４（Ｄ））、ファンモータ垂下制御と圧縮機回転数制御とが連動していない場合よりも、低圧圧力が低圧垂下値に下降するまでの時間は長くなり、低圧圧力が低圧待機値に到達しにくくなる（図４（Ｃ））。

図５は、空気調和機１の制御を示すフローチャートである。空気調和機１の起動時には、ファンモータ垂下フラグの値は０である（ステップＳ１）。ファンモータ異常検知部４２０は、電流計２３０によってモニタリングされているファンモータ２２０の駆動電流値が予め定められた閾値を超過した場合に、ファンモータ２２０が異常であると判定し（ステップＳ２でＹＥＳ）、ファンモータ垂下フラグ作成部２２２は、ファンモータ垂下フラグを作成する（ステップＳ３）。電流計２３０によってモニタリングされているファンモータ２２０の駆動電流値が前記閾値以下の場合は（ステップＳ２でＮＯ）、ステップＳ１に戻る。

ファンモータ垂下フラグが作成されると、計時部４３０は予め定められた時間のタイマをスタートし（ステップＳ４）、同時に圧縮機制御部４１１は、圧縮機２０１の回転数制御を開始する（ステップＳ５）。タイマのカウントが終了すると（ステップＳ６でＹＥＳ）、ファンモータ制御部２２１は、ファンモータ２２０の回転数を垂下させる（ステップＳ７）。

ファンモータ制御部２２１によってファンモータ２２０の回転数が垂下されて、電流計２３０によってモニタリングされているファンモータ２２０の駆動電流値が前記閾値以下となった場合は、ファンモータ異常検知部４２０は、ファンモータ２２０が正常に復帰したと判定し（ステップＳ８でＹＥＳ）、ファンモータ垂下フラグ作成部２２２は、ファンモータ垂下フラグをオフにする（ステップＳ９）。ファンモータ垂下フラグがオフであるから、ファンモータ制御部２２１は、ファンモータ２２０の回転数を復帰させる（ステップＳ１０）。このとき高圧圧力および低圧圧力も復帰するので、圧縮機制御部４１１は、圧縮機２０１を通常運転に戻す（ステップＳ１１）。なお、図５では、一時的な要因でファンモータ２２０の駆動電流値が上昇した場合を想定し、ステップＳ８でＮＯの場合はステップＳ８がループしているが、ファンモータ２２０の駆動電流値が一定時間以上前記閾値を上回る場合には、ファンモータ制御部２２１は、ファンモータ２２０の駆動を停止する。

図６は、冷房運転時にファンモータの回転数が垂下した場合の圧縮機制御の詳細を示すフローチャートである。なお、図５と同じステップは同じステップ番号で表している。計時部４３０が予め定められた時間のタイマをスタートし（ステップＳ４）、圧縮機制御部４１１が、圧縮機２０１の回転数制御を開始すると（ステップＳ５）、圧縮機制御部４１１は、圧縮機２０１の回転数を垂下させるか否かを判定する（ステップＳ５０１）。高圧圧力センサ２４１が検出した高圧圧力が高圧垂下値を上回る場合は（ステップＳ５０１でＹＥＳ）、圧縮機制御部４１１は、圧縮機２０１の回転数を垂下させる（ステップＳ５０２）。

タイマのカウントが終了すると（ステップＳ６でＹＥＳ）、ファンモータ制御部２２１は、ファンモータ２２０の回転数を垂下させる（ステップＳ７）。

圧縮機２０１の回転数を最小回転数まで垂下させてもなお、高圧圧力が上昇して高圧待機値を超えた場合は（ステップＳ５０３でＹＥＳ）、圧縮機制御部４１１は、圧縮機２０１を停止する（ステップＳ５０４）。このとき報知部４４０は、例えばアラームコード「Ｅ３―０１」を表示することで、ファンモータ２２０の異常を原因とする高圧異常であることを報知する（ステップＳ５０５）。

ファンモータ制御部２２１によってファンモータ２２０の回転数が垂下されて、ファンモータ２２０の駆動電流値が前記閾値以下となり（ステップＳ８でＹＥＳ）、ファンモータ垂下フラグがオフにされ（ステップＳ９）、ファンモータ制御部２２１が、ファンモータ２２０の回転数を復帰させると（ステップＳ１０）、高圧圧力が高圧垂下値以下となるので、高圧圧力センサ２４１が検出した高圧圧力が高圧垂下値以下となった場合は（ステップＳ５０１でＹＥＳ）、圧縮機制御部４１１は、圧縮機２０１を通常運転に戻す（ステップＳ１１）。

冷房運転時にファンモータ２２０の回転数が垂下した場合に、圧縮機制御部４１１が以上に説明したように圧縮機２０１を制御するので、ファンモータ２２０の回転数が垂下することで生じる高圧圧力の上昇を、打ち消すことができる。しかも、ファンモータ制御部２２１がファンモータ回転数を垂下させるよりも前に、圧縮機制御部４１１は圧縮機２０１の回転数制御を開始するので、ファンモータ２２０の回転数が垂下することで生じる高圧圧力の上昇を、遅らせることができる。したがって、高圧異常の発生を確実に抑制することができる。

図７は、暖房運転時にファンモータの回転数が垂下した場合の圧縮機制御の詳細を示すフローチャートである。なお、図５と同じステップは同じステップ番号で表している。計時部４３０が予め定められた時間のタイマをスタートすると（ステップＳ４）、圧縮機制御部４１１は、圧縮機２０１の回転数制御を開始し（ステップＳ５）、圧縮機２０１の上限回転数をファンモータの垂下フラグ作成時の圧縮機回転数に制限する（ステップＳ５２１）。タイマのカウントが終了すると（ステップＳ６でＹＥＳ）、ファンモータ制御部２２１は、ファンモータ２２０の回転数を垂下させる（ステップＳ７）。

圧縮機２０１の上限回転数をファンモータの垂下フラグ作成時の圧縮機回転数に制限してもなお、低圧圧力が低下して低圧待機値を下回った場合は（ステップＳ５２２でＹＥＳ）、圧縮機制御部４１１は、圧縮機２０１を停止する（ステップＳ５２３）。報知部４４０は、例えばアラームコード「Ｅ４―０１」を表示することで、ファンモータ２２０の異常を原因とする低圧異常であることを報知する（ステップＳ５２４）。

ファンモータ制御部２２１によってファンモータ２２０の回転数が垂下されて、ファンモータ２２０の駆動電流値が前記閾値以下となり（ステップＳ８でＹＥＳ）、ファンモータ垂下フラグがオフにされ（ステップＳ９）、ファンモータ制御部２２１が、ファンモータ２２０の回転数を復帰させると（ステップＳ１０）、圧縮機制御部４１１は、圧縮機２０１の上限回転数を圧縮機最大回転数に戻し（ステップＳ５２５）。圧縮機２０１を通常運転に戻す（ステップＳ１１）。

暖房運転時にファンモータ２２０の回転数が垂下した場合に、圧縮機制御部４１１が以上に説明したように圧縮機２０１を制御することによって、ファンモータ２２０の回転数が垂下することで高圧圧力が低下しても圧縮機２０１の回転数は増加しないので、低圧圧力の低下が抑制される。しかも、ファンモータ制御部２２１がファンモータ回転数を垂下させるよりも前に、圧縮機制御部４１１は圧縮機２０１の回転数制御を開始するので、低圧圧力の低下を、遅らせることができる。したがって、低圧異常の発生を抑制することができる。

上記実施形態に係る空気調和機１によれば、ファンモータ回転数が垂下したことで発生する高圧圧力および低圧圧力の変化を打ち消すことができるので、高圧異常および低圧異常の発生を抑制することができる。したがって、ファンモータの回転数が垂下した場合に圧縮機を停止せずに空気調和機の運転を継続できる可能性が高くなるので、空気調和が停止することによって生じるユーザの不快感を低減することができる。

以上、本発明の一実施形態に係る空気調和機１について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を取ることもできる。

（１）上記実施形態では、室外機２０に設けられた室外機ファン２１０を駆動するファンモータ２２０の垂下制御と、圧縮機回転数の垂下制御とを連動させているが、室内熱交換器３０５に空調室内の空気を送風するために室内機３０に設けられたファンを駆動するファンモータの垂下制御と、圧縮機回転数の垂下制御とを連動させることも可能である。この場合、冷房運転時おける制御方法は、上記実施形態の暖房運転時おける制御方法と同様となり、暖房運転時おける制御方法は、上記実施形態の冷房運転時おける制御方法と同様となる。

（２）上記実施形態では、電流計２３０によってモニタリングされているファンモータ２２０の駆動電流値が予め定められた閾値を超過した場合に、ファンモータ異常検知部４２０は、ファンモータ２２０が異常であると判定するようにしている。電流計２３０に換えて、ファンモータ制御部内部のパワーモジュール素子またはパワーモジュール素子に接触するヒートシンクに温度センサを設けて、該温度センサが検知した温度が予め定められた閾値を超過した場合に、ファンモータ異常検知部４２０は、ファンモータ２２０が異常であると判定するようにしてもよい。

また、電流計２３０に換えて、ファンモータ２２０の実回転数を検知する回転数検知部を設けて、ファンモータ異常検知部４２０は、前記回転数検知部が検知したファンモータ実回転数とファンモータ制御部２２１が設定したファンモータ設定回転数との差が、予め定められた閾値を超えた場合に、ファンモータ２２０を異常と判定するようにしてもよい。

いずれの場合も、容易に測定できる値に基づいて異常判定をすることができるので、ファンモータ２２０の駆動電流値に基づいて異常判定をする場合と同様に、ファンモータ２２０の異常を簡便かつ確実に検知することができる。

１ 空気調和機
２０ 室外機
２０１ 圧縮機
２０２ 室外熱交換器
２１０ 室外機ファン
２２０ ファンモータ
２２１ ファンモータ制御部
２２２ ファンモータ垂下フラグ作成部
２３０ 電流計
２４１ 高圧圧力センサ
２４２ 低圧圧力センサ
３０ 室内機
３０４ 室内膨張弁
３０５ 室内熱交換器
４０ コントローラ
４１０ 制御部
４１１ 圧縮機制御部
４２０ ファンモータ異常検知部
４４０ 報知部
４５１ 高圧異常検知部
４５２ 低圧異常検知部

Claims (6)

1. 圧縮機（２０１）と、
   熱交換器（２０２、３０５）と、
   ファンモータ（２２０）により駆動されるファン（２１０）と、
   ファンモータ（２２０）の異常を検知するファンモータ異常検知部（４２０）と、
   ファンモータ（２２０）の異常を検知した場合に、当該ファンモータ（２２０）の回転数を垂下させる信号であるファンモータ垂下フラグを作成するファンモータ垂下フラグ作成部（２２２）と、
   前記ファンモータ（２２０）を制御し、前記ファンモータ垂下フラグが作成された場合に、ファンモータ（２２０）の回転数を垂下させるファンモータ制御部（２２１）と、
   通常運転時に前記圧縮機（２０１）の回転数を制御し、前記ファンモータ垂下フラグが作成された場合には、前記ファンモータ制御部（２２１）による前記ファンモータ（２２０）の回転数制御と連動して、前記圧縮機（２０１）の回転数制御を行う圧縮機制御部（４１１）と、を備え、
   前記ファン（２１０）は室外機（２０）に据付けられたファン（２１０）であり、
   前記圧縮機制御部（４１１）は、冷房運転時に前記ファンモータ垂下フラグが作成された場合に、前記ファンモータ制御部（２２１）がファンモータ回転数を垂下させるよりも前に、前記圧縮機（２０１）の回転数制御を開始し、前記圧縮機（２０１）の回転数を垂下して前記圧縮機（２０１）から吐出される圧力を低下させる空気調和機。
2. 圧縮機（２０１）と、
   熱交換器（２０２、３０５）と、
   ファンモータ（２２０）により駆動されるファン（２１０）と、
   ファンモータ（２２０）の異常を検知するファンモータ異常検知部（４２０）と、
   ファンモータ（２２０）の異常を検知した場合に、当該ファンモータ（２２０）の回転数を垂下させる信号であるファンモータ垂下フラグを作成するファンモータ垂下フラグ作成部（２２２）と、
   前記ファンモータ（２２０）を制御し、前記ファンモータ垂下フラグが作成された場合に、ファンモータ（２２０）の回転数を垂下させるファンモータ制御部（２２１）と、
   通常運転時に前記圧縮機（２０１）の回転数を制御し、前記ファンモータ垂下フラグが作成された場合には、前記ファンモータ制御部（２２１）による前記ファンモータ（２２０）の回転数制御と連動して、前記圧縮機（２０１）の回転数制御を行う圧縮機制御部（４１１）と、を備え、
   前記ファン（２１０）は室外機（２０）に据付けられたファン（２１０）であり、
   前記圧縮機制御部（４１１）は、暖房運転時に前記ファンモータ垂下フラグが作成された場合に、前記ファンモータ制御部（２２１）がファンモータ回転数を垂下させるよりも前に、前記圧縮機（２０１）の回転数制御を開始し、前記圧縮機（２０１）の回転数の上限を、当該ファンモータ垂下フラグ作成時点の圧縮機（２０１）の回転数とする制御を行って、前記圧縮機（２０１）から吐出される圧力及び前記圧縮機（２０１）に吸入される圧力を維持し、更に、前記吸入される圧力が予め定められた値まで低下したときには、前記圧縮機（２０１）の回転数を減少して前記吸入される圧力を上昇させる空気調和機。
3. 前記ファンモータ異常検知部（４２０）は、ファンモータ制御部（２２１）内部のパワーモジュール素子またはパワーモジュール素子に接触するヒートシンクの温度に基づいて前記ファンモータ（２２０）の異常を検知する請求項１または２に記載の空気調和機。
4. 前記ファンモータ異常検知部（４２０）は、ファンモータ駆動電流値に基づいて前記ファンモータ（２２０）の異常を検知する請求項１または２に記載の空気調和機。
5. 前記ファンモータ（２２０）の実回転数を検知する回転数検知部をさらに備え、
   前記ファンモータ異常検知部（４２０）は、前記回転数検知部が検知したファンモータ実回転数と前記ファンモータ制御部（２２１）が設定したファンモータ設定回転数との差が、予め定められた閾値を超えた場合に、前記ファンモータ（２２０）を異常と判定する請求項１または２に記載の空気調和機。
6. 前記圧縮機の低圧異常を検知する低圧異常検知部（４５２）と、
   前記圧縮機の高圧異常を検知する高圧異常検知部（４５１）と、
   前記低圧異常検知部（４５２）が前記低圧異常を検知した場合には当該低圧異常を報知し、前記高圧異常検知部（４５１）が前記高圧異常を検知した場合には当該高圧異常を報知する報知部（４４０）と、をさらに備え、
   前記報知部（４４０）は、前記低圧異常および前記高圧異常を報知する場合に、前記ファンモータ異常検知部（４２０）が前記ファンモータ（２２０）の異常を検知しているときには、前記低圧異常および前記高圧異常の報知に加えて、前記ファンモータ（２２０）の前記異常を報知する請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気調和機。
   

Images