JPH05172390A - 空気調和機の制御装置 - Google Patents

空気調和機の制御装置

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JPH05172390A
JPH05172390A JP3354577A JP35457791A JPH05172390A JP H05172390 A JPH05172390 A JP H05172390A JP 3354577 A JP3354577 A JP 3354577A JP 35457791 A JP35457791 A JP 35457791A JP H05172390 A JPH05172390 A JP H05172390A
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Tsugio Nakae
継雄 中江
Tomonori Isobe
知典 礒部
Manabu Ishihara
学 石原
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 空気調和機の制御回路の共通基板化によりコ
スト低減を図る。 【構成】 空気調和機の機種ごとの固有の特性や機能に
係る固有データを記憶させた記憶素子を別体として用意
して制御回路に組込むようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は空気調和機の制御装置に
関する。
【0002】
【従来技術】近年、オフィスや家庭あるいは乗り物など
において室内の温度や湿度あるいは換気を調整して快適
にする空気調和機が普及している。家庭用の空気調和機
いわゆるエアコンを例にとると、外気温や室温を検出
し、室温をできるだけ早く希望の温度になるように吹出
し風温や風量を制御したり、ユーザの要求に応じた冷暖
房能力が得られるように運転能力を制御したり、冷温風
の吹出し方向を調整したり、あるいは必要なときに余り
待たずに冷温風が吹出すようにするなどさまざまな機能
が設けられており、ユーザの要求に応じた異なる機能を
選択して備えた機種が種々開発されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】空気調和機の制御は通
常マイコンで行われており、異なる機種に対してはそれ
ぞれ機種の機能や能力あるいは特性に関するデータ(以
下「固有データ」という)を予め設定した専用のマイコ
ンを製作して対応していた(例えば特開平3−9164
4号)。ところが、ユーザのニーズが多様化するに伴い
機種も多くなり、家庭用エアコンを例にとっても数10
機種が販売されているのが現状であるが、機種ごとに異
なる機能または能力に合わせた専用のマイコンを製作す
ることは設計上、製造上不利でコスト上昇の原因となっ
ている。
【0004】本発明は上記の点にかんがみてなされたも
ので、空気調和機の異なる機種に対しても特性データの
設定や変更が容易で且つマイコン基板の汎用化を可能に
し、コスト低下を図ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、圧縮機、室外
側熱交換器、減圧装置、室内側熱交換器を冷媒配管で接
続した冷凍サイクルを有し、圧縮機、送風機等の機器を
制御して被調和室に室内側熱交換器で温調された空気を
供給するように構成した空気調和機の前記機器を制御す
る制御装置において、機器の動作を制御するためのプロ
グラムを格納した主ROM、操作に応じた設定データや
各種データを格納するRAM、及びプログラムを実行す
るCPUを同一のパッケージ内に収納した制御素子と、
少なくともそれぞれの機器の能力を示した固有データま
たは空気調和機の機能を定める固有データのいずれか一
方が予め格納されているとともに、制御素子からの出力
に応答して格納されている固有データを順次出力する補
助ROMとを有し、前記CPUはプログラムに基づいて
前記補助ROMから出力される固有データを前記RAM
に格納させた後、該RAMに格納されたデータに基づい
て機器の動作の制御を開始するように構成した。
【0006】また本発明は、圧縮機、室外側熱交換器、
減圧装置、室内側熱交換器を冷媒配管で接続した冷凍サ
イクルを有し、圧縮機、送風機等の機器を制御して被調
和室に室内側熱交換器で温調された空気を供給するよう
に構成した空気調和機の前記機器を制御する制御装置に
おいて、機器の動作を制御するためのプログラムを格納
した主ROM、操作に応じた設定データや各種データを
格納するRAM、およびプログラムを実行するCPUを
同一のパッケージ内に収納した制御素子と、該制御素子
からの出力に応答して格納されているデータを出力する
補助ROMとを有し、該補助ROMには予め定められた
空気調和機の機能を示すデータおよびそれぞれの機器に
対応するデータを選択して格納して成り、前記CPUは
プログラムに基づいて前記補助ROMから出力される固
有データを前記RAMに格納させた後、該RAMに格納
されたデータに基づいて機器の動作の制御を開始するよ
うに構成した。
【0007】
【作用】このような制御装置を用いると、空気調和機の
有する機能や搭載する圧縮機、送風機などの能力を示す
固有データが格納されている補助ROMを用いることに
よって、空気調和機の有する機能や圧縮機、送風機の能
力に応じた運転制御が行えるものである。
【0008】すなわち、空気調和機の機能や搭載する圧
縮機、送風機などの能力が異なっても補助ROMを取り
換えることによって同じ制御装置を用いることができる
ものである。
【0009】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
【0010】空気調和機は図2に示すように室内に配置
されるユニット(以下室内ユニットという)1と、室外
に配置されるユニット(以下室外ユニットという)2と
からなり、両ユニット1、2は電力線100および通信
線200で結ばれている。
【0011】さらに室内ユニット1には室内側熱交換器
1aが搭載され、室外ユニット2には室外側熱交換器2
a、圧縮機2b、減圧装置(電動膨張弁)2c、四方弁
2dが搭載されており、これらの構成要素が冷媒配管3
00で接続されて冷凍サイクルを構成している。
【0012】図1は本発明による空気調和機の制御回路
を示しており、図の中央に引いた一点鎖線の左側の回路
部分は室内ユニット1に設けられる制御回路、右側の回
路部分は室外ユニット2に設けられる制御回路であり、
図2に示した電力線100および通信線200で接続さ
れている。
【0013】さて、室内ユニット1の制御回路には、プ
ラグ10から供給される交流100Vを整流する整流回
路11と、室内へ冷温風を送風するDCファンモータ
(ブラレスモータ)(M1 )16に印加する直流電力の
電圧をマイコン14からの信号に応じて10〜36
(V)に変えるモータ用電源回路12と、マイコン14
用の5Vの直流電力を発生する制御用電源回路13と、
DCファンモータの回転位置情報に基づく、マイコン1
4からの信号に応答してDCファンモータ16の固定子
巻線の通電タイミングを制御するモータ駆動回路15
と、室内ユニット1の操作パネルに設けられたON/O
FFスイッチ、試運転スイッチなどが設けられたスイッ
チ基板17と、ワイヤレスリモコン60からの遠隔操作
信号(ON/OFF信号、冷暖房の切換信号、室温設定
値信号)を受信する受信器18aと、空気調和機の運転
状態を表示する表示板18と、冷温風の吹出し方向を可
変するためのフラップを動かすためのフラップモータ
(M2 )19が設けられている。
【0014】さらに、室温を検出する室温センサ20
と、室内側熱交換器1aの温度を検出する熱交換器温度
センサ21と、室内の湿度を検出する湿度センサ22と
が設けられ、これらのセンサの検出値はマイコン14が
A/D変換して取込む。一方、マイコン14から室外ユ
ニット2への制御信号はシリアル回路23および端子板
3 を介して伝送される。別にマイコン14からの信号
によりドライバ24を介してトライアック26およびヒ
ータリレー27が制御され、これにより除湿時の再加熱
用ヒータ25の通電が位相制御される。
【0015】30は空気調和器の機種や諸特性を特定す
る「固有データ」を記憶させた外付けのROMであり、
この外付けROM30(補助ROM)に記憶される固有
データは次のようなものである。 (1)室内ユニットか室外ユニットの区別 (2)開発年度 (3)開発変更履歴 (4)大型か小型の区別 (5)製造連続番号 (6)対応リモコンの種別 (7)冷房専用か冷暖房かの区別 (8)ヒータの有無、湿度センサの有無 (9)ユニットの能力 (10)リモコンアドレスの有無 (11)暖房および冷房定格周波数 (12)暖房最高周波数(例えば105〜180Hz) (13)フラップ角度位置 (14)冷房時および暖房時のフラップのスイング範囲 (15)ファンモータの最大電圧制御回転数 (16)データチェックコード これらの固有データを記憶させた外付けROM30から
は電源投入直後と運転停止直後にこの固有データの取り
込みを行う。電源投入時はこの外付けROM30から固
有データの取り込みが終了するまでワイヤレスリモコン
60からの指令入力や後述する運転、試運転スイッチの
状態の検出は行われない。
【0016】次に、室外ユニット2の制御回路について
説明する。
【0017】室外ユニット2には、室内ユニット1の端
子板T1 、T2 、T3 とそれぞれ結線される端子板
1'、T2'、T3'が設けられている。31は端子板T1'
とT2'に並列に接続されたバリスタ、32はノイズフィ
ルタ、34はリアクタ、35は倍電圧回路、36はノイ
ズフィルタ、37は倍電圧回路35により発生された倍
電圧を平滑する平滑回路であり、100(V)の交流か
ら約280Vの直流電圧が得られる。
【0018】39は端子板T3'から入力される室内ユニ
ット1からの制御信号をマイコン41に伝達するために
信号変換をするシリアル回路、40は室外ユニット2の
負荷に供給される電流を変流器(CT)33で検出し直
流電圧に平滑した後マイコン41に供給する電流検出回
路、41はマイコン、42はマイコン41用の電源電圧
を発生するスイッチング電源回路である。38はマイコ
ン41からの制御信号に基づいて後述するコンプレッサ
43への通電をPWM制御するモータ駆動回路であり、
6個のパワートランジスタが三相ブリッジ状に接続され
て、いわゆるインバータ装置を構成している。43は冷
凍サイクルの圧縮機を駆動するコンプレッサモータ、4
4はコンプレッサ吐出側の冷媒温度を検出する吐出温度
センサ、45は3速に調速されるファンモータであり、
室外側熱交換器2aへ送風を行なう。46および47は
冷凍サイクルにおいて冷媒の流路を切換えるための四方
弁および電磁弁である。
【0019】さらに、室外ユニット2には吸気口近傍に
外気温を検出するための外気センサ48が設けられ、さ
らに室外側熱交換器2aの温度を検出するための熱交換
器温度センサ49が設けられていて、これらのセンサ4
8、49の検出値はマイコン41がA/D変換して取り
込む。
【0020】50は室内ユニット1における外付けRO
M30と同じ機能を有する外付けROMで、これには外
付けROM30について説明したと同じような室外ユニ
ット21に対する固有データが記憶される。
【0021】なお、室内ユニット1および室外ユニット
2の制御回路中に示した符号Fはヒューズを示してい
る。
【0022】なお、マイコン4(制御素子)は、内部に
予めプログラムが格納されたROM、参照データを格納
するRAM、およびプログラムを実行するCPUを同一
のパッケージに収納したもの(インテル社製U879J
P)である。
【0023】図3および図4は図2に示した空気調和機
の電気回路のうちの室内ユニット1の制御回路のマイコ
ン14を中心とする実体配線図である。図3はマイコン
14の左側の配線、図4はマイコン14の右側の配線を
示しており、図3と図4が一体となって実体配線図の全
体となる。図中図1と同じ構成部分には同じ参照数字を
付して示してある。
【0024】図3を参照すれば、マイコン14は室外ユ
ニット2へ送る制御データをポートP1から出力し、バ
ッファ101を介してシリアル回路23へ与える。シリ
アル回路23は制御データを室内ユニット1と室外ユニ
ット2とをつなぐ信号線200に出力する。制御データ
を室外ユニット2から受信する際は、マイコン14は通
信線200、シリアル回路23、バッファ102を介し
てポートP2から入力する。シリアル回路23はフォト
カプラを用いて通信線200とバッファ101、102
との間での制御データの入力を行なう。
【0025】出力ポートP3〜P6はフラップモータ1
9の駆動信号を出力する。このフラップモータ19には
ステップモータが用いられており、出力ポートP3〜P
6から出力される信号でフラップモータ19コイルを通
電することによってフラップモータ19の回転角度を変
えることができる。なお、ポートP3〜P6から出力さ
れる信号はバッファ19aでフラップモータ19のコイ
ルを通電できるまでに電力増幅されている。
【0026】出力ポートP11はトライアック26の点
弧信号を出力し、出力ポートP17はヒータリレー27
の通電を制御する信号を出力し、出力ポートP18はブ
ザー103を鳴らす信号を出力する。これらの信号はい
ずれもバッファ19aで電力増幅されている。
【0027】出力ポートP19はファンモータ16に印
加する直流電圧の信号を出力する。この直流電圧の信号
はパルス幅のデューティを変えたパルス列から成ってい
る。このパルス列は変換回路104で直流電圧に変換さ
れる。この直流電圧はモータ電源回路12へ与えられ
る。モータ電源回路12はこの直流電圧に対応する電圧
の直流電力をモータ駆動回路15へ供給する。従って、
ポートP19から出力されるパルス列のデューティを変
えればモータ駆動回路15へ供給する電圧を変えること
ができる。なお、後記するがファンモータ16にはDC
ブラレンスモータを用いているので、モータ駆動回路1
5へ供給される電圧を変えればファンモータ16の回転
数を変えることができる。
【0028】なお、変換回路104は主にトランジス
タ、抵抗および平滑用のコンデンサで構成されている。
【0029】入力ポートP21はファンモータ(三相ブ
ラシレスモータ)16の通電タイミングを制御するため
の信号を入力する。この信号は三相ブラシレスモータの
それぞれの固定子巻線に流れる電流が中性点を境にして
極性が変わる際に得られる信号であり、モータの1回転
で6回得られる。この信号を得る回路はモータ駆動回路
15(三洋電機製ハイブリッドICKA160)に組み
込まれている。さらにこのモータ駆動回路15には6個
のパワートランジスタを三相ブリッジ状に接続したイン
バータ回路、およびこれらのパワートランジスタの高速
ON/OFFを行なうためのスイッチング回路(主にパ
ワートランジスタのベースエミッタ間の蓄積電荷の放電
時間を短くする回路)が組み込まれている。
【0030】従って、このパワートランジスタをあらか
じめ定められたON/OFFの組み合わせで順にモータ
のロータの回転角に合わせてON/OFFさせればファ
ンモータ16を回転させることができる。このON/O
FFの組み合わせに基づくパワートランジスタそれぞれ
のON/OFF信号はマイコン14の出力ポートP22
〜P27から出力される。
【0031】マイコン14はポートP21から入力した
信号(信号と信号との間の時間)から予め定めた演算を
行ないロータの回転角を判断した後、この回転角に合わ
せたON/OFFの信号をポートP22〜P27からモ
ータ駆動回路15へ出力する。
【0032】次に図4を参照すると、マイコンのポート
P51には室温センサ20の出力が、ポートP50には
熱交換器温度センサ21の出力が、ポートP49には照
度検出センサ105(Cds)の出力が、ポートP48
には湿度センサ22の出力が出力される。これらの出力
はポートP51、P50、P49、P48でA/D(ア
ナログ/デジタル)変換された後、マイコン14ないの
RAMにデータとして格納される。スイッチ基板17に
は、全停止、運転、試運転、故障診断などの接点C1
4 が設けられ、手動操作により摺動子17aが左右に
摺動するようになっている。接点C1 〜C4 の電位は抵
抗106〜108と5(V)の電圧とによって4段階の
それぞれ異なる電位が与えられている。従って、この電
位を入力ポートP47(A/D変換入力ポート)で判断
することによって摺動子17aがいずれの接点と接して
いるかを判断することができる。故障診断スイッチ10
8はマイコン14のポートP45に接続されている。受
信器18aで受信した遠隔操作信号はマイコン14のポ
ートP42に入力し、ポートP36〜P41からは表示
板18に運転、自動冷房、自動暖房、除湿を表示する発
光ダイオード18bを点灯する信号が出力される。
【0033】マイコン14のポートP34、P35およ
びP44には外付けROM30が接続され、マイコン1
4はこのROM30に記憶された前述の固有データを必
要に応じて読み出すようになっている。
【0034】固有データを読み出す時は、マイコン14
は図5に示すように外付けROM30をポートP34か
ら出力する信号でリセットした後ポートP35からクロ
ックを出力し、ポートP44からクロックに応じてデー
タを入力し、内部のRAMに格納する。外付けROM3
0としては一時的に記録可能な順次読出し専用メモリ(O
ne time programmable sequential read only memory)
が用いられ、たとえば富士通製のMB85419Pが使
われる。
【0035】図6はマイコン14の主な動作を示すフロ
ーチャートである。
【0036】この図において、ステップS1でプラグ1
0をコンセントに接続して電力の供給を開始すると、ま
ずステップS2でマイコン14のイニシャライズが行な
われる。次いでステップS3で補助ROM30に格納さ
れているデータを読み出し、マイコン14内のRAMに
格納する。この手順は前記したように、補助ROM30
にリセット信号を与えた後、パルスを所定周期ごとに出
力し、このパルスの出力に応答したデータをポートP4
4から取入れ、順次RAMに格納するものである。
【0037】次いで、ステップS4へ進み、センサ20
〜22、および105の検出を入力し、そのデータをR
AMに格納する。同様にスイッチ17aがいずれの端子
と接しているかをポートP47に印加される電圧から判
断し、接している端子を示すデータをRAMに格納す
る。なお、リモコン60からの信号(運転情報)を入力
した際は、受信信号がポートP42に与えられることに
よってプログラムに割り込みがかかり、受信した一連の
運転情報をそれぞれのデータに分割してRAMに格納さ
れる。
【0038】ステップS5、ステップS6で空気調和機
が運転中であるかの判断、運転中から停止に変化したか
の判断、停止であるかの判断が行なわれ、運転中の時は
ステップS7へ進み、RAMに格納されたデータに基づ
く運転が行なわれる。例えば、スイッチ17aが運転
(C2 )の端子にあり、暖房運転が行なわれている時
は、まず暖房を表示するランプを点灯し、室温と設定温
度とに基づいて圧縮機の運転を制御するものである(例
えば室外ユニットへ圧縮機の運転能力を設定するデータ
を送信する)。
【0039】室外ユニット2の制御回路のマイコン41
についてもほぼ同様であるので説明は省略する。
【0040】このように構成された空気調和機では、例
えばA機種では対応リモコンの種別が“VR”であり、
冷暖房機能を有し、電機ヒータおよび湿度センサなし、
ユニットの能力が2500Kcal・・・であり、B機
種では対応リモコンの種別が“VS”(VSはVRより
多数の機能の運転情報を送信することができ、空気調和
機の機能を多く行なわせることができる)、冷暖房機能
を有し、電気ヒータおよび湿度センサあり、ユニットの
能力が2800Kcal・・・である。同様にC機種、
D機種・・・がある。
【0041】これらの機種の違いは、主に備える機能の
数、ユニットの能力2000Kcal、2500Kca
l、2800Kcal、3200Kcalなどがある。
従って、これらを組み合わせた数だけ機種があるが、有
効にする機能を選択し、室内ユニットの能力に合わせて
(室外ユニットに要求する圧縮機の運転能力を変えれば
単一の制御装置で複数の機種を制御することができる。
すなわち、本発明の制御装置は補助ROMに格納する固
有データをそれぞれの機種に合わせて設定すれば、それ
ぞれの機種に対応する制御が行なえるものである。
【0042】上記実施例においては、機種ごとに固有の
データを格納した補助ROMを用意し、制御装置を搭載
する空気調和機の機種に合わせて適した補助ROMを装
着すればよいものである。また上記実施例では補助RO
MにOTPROMを用いたが、これに限るものではなく
補助ROMにE2 PROMを用いてもよい。この時、E
2 PROMをOTPROMと同様に用いてもよいが、E
2 PROMを予め制御装置に装着した後に固有のデータ
をE2 PROMに格納するように構成してもよい。さら
にバックアップ電源を設けることによってRAMを補助
ROMの代わりに用いることも可能である。
【0043】
【発明の効果】本発明は、空気調和機の制御回路に、機
種ごとに固有の特性や機能に係る固有データを記憶させ
た記憶素子を組込むようにしたので、その他の制御回路
部分を他の機種と共通の基板として製作することができ
るようになり、コスト上有利になるとともに、固有デー
タを記憶した記憶素子を交換したり、固有データを書き
換えたりするだけでいつでも空気調和機の特性や機能を
容易に変更することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による空気調和機の制御回路を示すブロ
ック線図である。
【図2】空気調和機の室内ユニットと室外ユニットの制
御回路の電気的接続状態を示す図である。
【図3】図1に示した制御回路の一部の実体配線図であ
る。
【図4】図1に示した制御回路の残部の実体配線図であ
る。
【図5】本発明で用いる外付けROMからの固有データ
の読み出しタイミングを示すタイミングチャートであ
る。
【符号の説明】
1 室内ユニット 2 室外ユニット 12 モータ電源回路 13 制御用電源回路 14、41 マイコン 20 室温センサ 21 熱交換器温度センサ 22 湿度センサ 30、50 外付けROM 35 倍電圧回路 38 モータ駆動回路 39 シリアル回路 40 電源検出回路
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年1月24日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】追加
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図6】本発明による空気調和機の制御動作をつかさど
るマイコン動作を示すフローチャートである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧縮機、室外側熱交換器、減圧装置、室内
    側熱交換器を冷媒配管で接続した冷凍サイクルを有し、
    圧縮機、送風機等の機器を制御して被調和室に室内側熱
    交換器で温調された空気を供給するように構成した空気
    調和機の前記機器を制御する制御装置において、機器の
    動作を制御するためのプログラムを格納した主ROM、
    操作に応じた設定データや各種データを格納するRA
    M、およびプログラムを実行するCPUを同一のパッケ
    ージ内に収納した制御素子と、少なくともそれぞれの機
    器の能力を示した固有データまたは空気調和機の機能を
    定める固有データのいずれか一方が予め格納されている
    とともに、前記制御素子からの出力に応答して格納され
    ている固有データを順次出力する補助ROMとを有し、
    前記CPUはプログラムに基づいて前記補助ROMから
    出力される固有データを前記RAMに格納させた後、該
    RAMに格納されたデータに基づいて機器の動作の制御
    を開始することを特徴とする空気調和機の制御装置。
  2. 【請求項2】前記補助ROMが、前記固有データが予め
    書込まれた一時的に記録可能な順次読出し専用メモリ
    (One time programmable sequential read only memor
    y)である請求項1に記載の空気調和機の制御装置。
  3. 【請求項3】 圧縮機、室外側熱交換器、減圧装置、室
    内側熱交換器を冷媒配管で接続した冷凍サイクルを有
    し、圧縮機、送風機等の機器を制御して被調和室に室内
    側熱交換器で温調された空気を供給するように構成した
    空気調和機の前記機器を制御する制御装置において、機
    器の動作を制御するためのプログラムを格納した主RO
    M、操作に応じた設定データや各種データを格納するR
    AM、およびプログラムを実行するCPUを同一のパッ
    ケージ内に収納した制御素子と、該制御素子からの出力
    に応答して格納されているデータを出力する補助ROM
    とを有し、該補助ROMには予め定められた空気調和機
    の機能を示すデータおよびそれぞれの機器に対応するデ
    ータを選択して格納して成り、前記CPUはプログラム
    に基づいて前記補助ROMから出力される固有データを
    前記RAMに格納させた後、該RAMに格納されたデー
    タに基づいて機器の動作の制御を開始することを特徴と
    する空気調和機の制御装置。
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