JPH06101893A - 空気調和機の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 空調機の室外機において、圧縮機、室外送風
機及び室外機の制御を１つのマイコンで行う。 【構成】 交流電源２を回路３によって所定の直流電圧
とし、この電圧を圧縮機用の第１の駆動回路４及び室外
送風機用の第２の駆動回路１５の入力電源電圧とし、圧
縮機用及び室外送風機用の第１及び第２の直流ブラシレ
スモータ１，１１の回転子の位置を検出しそれぞれの位
置検出信号をマイコン２２に入力し、マイコン２２はこ
のそれぞれの位置検出信号に基づき第１及び第２の駆動
回路４，１５の上アーム及び下アームの各スイッチング
素子を所定にオン、オフする駆動信号を発生し、かつ駆
動回路４，１５のそれぞれの上下アームのうち少くとも
一方のアームの各スイッチング素子の駆動信号のオン部
分を所定周波数でチョッピングし、チョッピングによる
オン、オフ比を可変制御した駆動回路の素子の駆動信号
を出力し、モータを制御し且つ室外機を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は室内機および室外機で
構成された空気調和機の制御方法に係り、更に詳しくは
室外機の送風機用モータおよび圧縮機用モータを制御す
る空気調和機の制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来例】近年、各種家電機器のモータとして、交流モ
ータに代わって直流ブラシレスモータが利用されようし
ており、また同直流ブラシレスモータを各種機器に適用
し、かつ容易に利用可能とするため、同直流ブラシレス
モータを制御する直流ブラシレスモータ制御回路が種々
提案されている。

【０００３】例えば図９に示すように、空気調和機の室
外機においては、室外送風機のモータに直流ブラシレス
モータを使用する場合、同直流ブラシレスモータ駆動用
の直流電圧を可変して出力する直流電源、同直流ブラシ
レスモータの所定固定子巻線に可変直流電圧を供給する
駆動回路および同直流ブラシレスモータを制御する直流
ブラシレスモータ制御回路を必要とし、また室外機の圧
縮機のモータに直流ブラシレスモータを使用した場合、
同直流ブラシレスモータ駆動用の所定の直流電圧を出力
する直流電源、同直流ブラシレスモータの所定固定子巻
線に所定直流電圧を供給する駆動回路、および同直流ブ
ラシレスモータを制御するとともに、当該室外機の制御
に必要な入出力機能を有し、当該室外機を制御するため
のマイクロコンピュータを必要とする。

【０００４】図９において、この室外機は、当該空気調
和機の冷凍サイクルを構成する圧縮機のモータ（第１の
直流ブラシレスモータ）１と、入力商用交流電源２によ
り同第１の直流ブラシレスモータ１の駆動用所定直流電
圧を得るための整流回路３ａ、倍電圧回路３ｂおよび平
滑用コンデンサ３ｃ等で構成した電源回路３と、この電
源回路３から出力される所定直流電圧を第１の直流ブラ
シレスモータ１の所定固定子巻線に印加するブリッジ接
続された複数のスイッチング素子（トランジスタ）で構
成された第１の駆動回路４と、第１の直流ブラシレスモ
ータ１の回転子の位置を検出し、位置検出信号を出力す
る位置検出回路５と、室内機からの必要な制御信号を入
力し、空気調和機の室外機の制御に必要な各種入出力を
行い、室外機を制御するとともに、上記第１の直流ブラ
シレスモータ１を回転するために上記位置検出信号を入
力し、同位置検出信号に基づいて上記第１の駆動回路４
の各トランジスタを所定にオン、オフして上記第１の直
流ブラシレスモータ１の所定固定子巻線に上記直流電圧
を印加する駆動信号を出力し、かつ同駆動信号のうち、
上記第１の駆動回路を構成する上アーム４ａまたは下ア
ーム４ｂ（図１０に示す）のうち少なくとも一方のアー
ム（例えば下アーム４ｂ）のトランジスタを所定にオ
ン、オフする駆動信号のオン部分をチョッピングするた
めのチョッピング信号を出力し、かつ当該室外送風機の
回転数指令を出力するマイクロコンピュータ６と、この
マイクロコンピュータ６からの駆動信号により上記第１
の駆動回路４の上アーム４ａおよび下アーム４ｂの各ト
ランジスタをオン、オフする駆動信号を出力する上アー
ムドライブ回路７および下アームドライブ回路８と、上
記チョッピング信号により下アームドライブ回路８から
の駆動信号のオン部分をチョッピングするチョッピング
制御回路９と、上記電源回路３から出力される所定直流
電圧をマイクロコンピュータ６および当該室外機の他の
制御回路の電源電圧に降圧する第１の電圧制御回路１０
と、室外送風機のモータ（第２の直流ブラシレスモー
タ）１１と、入力商用交流電源２を整流・平滑化する整
流回路１２およびコンデンサ１３による電源回路と、こ
の整流・平滑化された電圧をスイッチングし、このスイ
ッチングされた電圧を平滑化して、可変直流電圧を得る
ためのトランス１４ａ、トランジスタ１４ｂ、ダイオー
ド１４ｃおよびコンデンサ１４ｄ等による電源回路（ス
イッチング電源）１４と、この出力された可変直流電圧
を第２の直流ブラシレスモータ１１の所定固定子巻線に
印加するブリッジ接続された複数のスイッチング素子
（トランジスタ）で構成された第２の駆動回路１５と、
上記第２の直流ブラシレスモータ１１の回転子の位置を
検出し位置検出信号を出力する位置検出センサ（例えば
ホール素子）１６と、上記マイクロコンピュータ６から
の室外送風機の回転数指令に基づいて第２の駆動回路１
５に供給する直流電圧を可変させるために上記トランジ
スタ１４ｂのスイッチングのオン、オフ比を可変し、か
つ、第２の直流ブラシレスモータを回転させるために、
上記第２のブラシレスモータの位置検出信号に基づいて
上記第２の駆動回路１５の各トランジスタを所定にオ
ン、オフして、上記第２の直流ブラシレスモータの所定
固定子巻線に電源回路（スイッチング電源）１４から出
力される可変直流電圧を印加する駆動信号を出力する直
流ブラシレスモータ制御回路１７と、この直流ブラシレ
スモータ制御回路１７からの駆動信号（例えば図１４
（ｄ）乃至（ｉ）に示すＵ，Ｖ，Ｗ信号およびＸ，Ｙ，
Ｚ信号）によって第２の駆動回路１５の各トランジスタ
を所定にオン、オフするドライブ回路１８と、上記電源
回路（スイッチング電源）１４の出力可変直流電圧を上
記直流ブラシレスモータ制御回路１７の電源電圧に降圧
する第２の電圧制御回路１９とを備えている。

【０００５】ところで、上記第１および第２の直流ブラ
シレスモータ１，１１が三相直流ブラシレスモータであ
る場合、例えば図１０および図１３に示すように、上記
第１および第２の駆動回路４，１５はトランジスタがブ
リッジ形で、かつ直流ブラシレスモータの各固定子巻線
の電流供給路を形成する上アーム４ａ，１５ａおよび各
固定子巻線の電流帰路を形成する下アーム４ｂ，１５ｂ
で構成される。

【０００６】そして、上記第１の直流ブラシレスモータ
１の回転制御に際し、マイクロコンピュータ６からは位
置検出回路５からの位置検出信号（図１１（ａ）乃至
（ｃ）に示す）に基づいて駆動信号が上アームドライブ
回路７および下アームドライブ回路８に出力される（図
１１（ｄ）乃至（ｉ）に示す）。これと同時に、第１の
直流ブラシレスモータが所定の回転数となるよう、その
オン、オフ比が可変される図１１（ｊ）に示すチョッピ
ング信号がチョッピング制御回路９に出力され、同チョ
ッピング制御回路９によって下アームドライブ回路８の
電源がチョッピング制御される。

【０００７】すると、上記上アームドライブ回路７から
は図１２（ｋ）乃至（ｍ）に示す駆動信号Ｕ，Ｖ，Ｗが
出力され、下アームドライブ回路８からは図１２（ｏ）
乃至（ｑ）に示す駆動信号Ｘ，Ｙ，Ｚが出力され、これ
により第１の駆動回路４の各トランジスタが所定にオ
ン、オフされ、上記電源回路３の出力である所定直流電
圧がチョッピングされて上記第１の直流ブラシレスモー
タ１の所定の固定子巻線に印加されその電圧が可変され
て同第１の直流ブラシレスモータ１が所定回転数で回転
制御される。

【０００８】また、上記第２の直流ブラシレスモータ１
１の回転制御に際し、直流ブラシレスモータ制御回路１
７からは、上記位置検出センサ１６からの位置検出信号
（図１４（ａ）乃至（ｃ）に示す）に基づいて図１４
（ｄ）乃至（ｉ）に示すＵ，Ｖ，Ｗ信号およびＸ，Ｙ，
Ｚ信号の駆動信号が出力され、ドライブ回路１８を介し
て、上記駆動信号によって第２の駆動回路１５の上アー
ム１５ａおよび下アーム１５ｂのトランジスタが所定に
オン、オフされる。この駆動信号Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ，
Ｚの出力と同時に、上記マイクロコンピュータ６からの
回転数指令に基づいて上記電源回路（スイッチング電
源）１４のトランジスタ１４ｂのオン、オフ比が可変制
御されるため、電源回路（スイッチング電源）１４の出
力直流電圧が可変され、この可変された直流電圧が第２
の駆動回路１５に供給される。 このようにして、上記
第２の駆動回路１５の入力直流電圧が室外送風機の第２
の直流ブラシレスモータ１１の所定固定子巻線に印加さ
れ、かつその入力直流電圧が可変されることから、同直
流ブラシレスモータ１１が上記回転数指令にしたがって
回転されることになる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記空気調和
機においては、上記第１および第２の直流ブラシレスモ
ータ１，１１を制御するために、２つの制御手段（マイ
クロコンピュータ６および直流ブラシレスモータ制御回
路１７）を必要とし、また電源回路にあっても、所定直
流電圧および可変直流電圧を得るために、スイッチング
電源を含めて３つの電源回路が必要であり、かつマイク
ロコンピュータ６および室外機の他の制御回路や直流ブ
ラシレスモータ制御回路１７等の電源電圧を得るため
に、第１および第２の電圧制御回路１０，１９が必要で
あり、つまり多くの制御手段および電源回路（複雑な制
御手段および電源回路）を設けなければならず、部品点
数が多く、室外機のスペースが制限され、コスト低下や
コンパクト化が難しいという問題点があった。

【００１０】また、上記スイッチング電源１４のトラン
ジスタ１４ｂのチョッピングのオン、オフ比が回転数指
令により決まっていることから、負荷が変動し、第２の
直流ブラシレスモータ１１の回転数が変化しても、チョ
ッピングのオン、オフ比が変わらず、実際の回転数が回
転数指令の値と一致せず、回転数が負荷の変動とともに
変化するという不具合があった。

【００１１】この発明は上記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は電源回路を少なくすることができ、ま
た当該室外機の全ての制御を１つのマイクロコンピュー
タで済ませることができ、結果部品点数を削減し、コス
トダウンおよびコンパクト化を図ることができるととも
に、負荷の変動があっても回転数を一定にできるように
した空気調和機の制御方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は少なくとも冷凍サイクルを構成し、同冷
凍サイクルに冷媒を循環させる圧縮機、該循環された冷
媒を熱交換器で熱交換可能とするための室外送風機およ
び室外機の制御に必要な入出力機能を有し、室内機から
の制御信号に基づいて室外機を制御するマイクロコンピ
ュータからなる室外機と室内機とで構成した空気調和機
において、交流電源を入力し、所定の直流電圧を出力す
る電源回路と、前記圧縮機を駆動する第１の直流ブラシ
レスモータおよび前記室外送風機を駆動する第２の直流
ブラシレスモータと、該第１および第２の直流ブラシレ
スモータの回転子の位置をそれぞれ検出し、これらの位
置検出信号を出力する第１および第２の位置検出手段
と、複数のスイッチング素子をブリッジ形に、かつ前記
第１の直流ブラシレスモータの各固定子巻線の電流供給
路を形成する上アームおよび各固定子巻線の電流帰路を
形成する下アームに構成し、前記電流供給路および電流
帰路を切り替えて前記所定直流電圧を所定固定子巻線に
印加する第１の駆動回路と、複数のスイッチング素子を
ブリッジ形に、かつ前記第２の直流ブラシレスモータの
各固定子巻線の電流供給路を形成する上アームおよび各
固定子巻線の電流帰路を形成する下アームに構成し前記
電流供給路および電流帰路を切り替えて、前記所定直流
電圧を所定固定子巻線に印加する第２の駆動回路とを有
しており、前記マイクロコンピュータは、前記第１およ
び第２の直流ブラシレスモータを制御するために、前記
第１の位置検出手段からの位置検出信号に基づいて前記
第１の駆動回路の上アームおよび下アームの各スイッチ
ング素子を所定にオン、オフし、前記第１の直流ブラシ
レスモータの所定固定子巻線に前記直流電圧を印加して
同直流ブラシレスモータを回転する駆動信号を発生する
と同時に、同駆動信号のうち、前記第１の駆動回路の上
アームまたは下アームの少なくとも一方のアームのスイ
ッチング素子をオン、オフする駆動信号のオン部分を同
駆動信号の周波数よりも高い周波数でチョッピングし、
同一方のアームのスイッチング素子をチョッピング制御
し、前記第１の直流ブラシレスモータの各固定子巻線に
直流電圧をチョッピングして印加可能とするとともに、
同チョッピングのオン、オフ比を可変して同直流ブラシ
レスモータの各固定子巻線に印加する電圧を可変して同
直流ブラシレスモータの回転数を可変可能とする上アー
ムおよび下アームの各スイッチング素子の駆動信号を出
力する一方、前記第２の位置検出手段からの位置検出信
号に基づいて前記第２の駆動回路の上アームおよび下ア
ームの各スイッチング素子を所定にオン、オフし、前記
第２の直流ブラシレスモータの所定固定子巻線に前記直
流電圧を印加して同直流ブラシレスモータを回転する駆
動信号を発生すると同時に、同駆動信号のうち、前記第
２の駆動回路の上アームまたは下アームの少なくとも一
方のアームのスイッチング素子をオン、オフする駆動信
号のオン部分を同駆動信号の周波数よりも高い周波数で
チョッピングし、同一方のアームのスイッチング素子を
チョッピング制御し、前記第２の直流ブラシレスモータ
の各固定子巻線に直流電圧をチョッピングして印加可能
とするとともに、同チョッピングのオン、オフ比を可変
して同直流ブラシレスモータの各固定子巻線に印加する
電圧を可変して同直流ブラシレスモータの回転数を可変
可能とする上アームおよび下アームの各スイッチング素
子の駆動信号を出力することを特徴としている。

【００１３】また、この発明の空気調和機の制御方法に
よれば、前記マイクロコンピュータは、前記第１の位置
検出手段による位置検出信号に基づいて前記第１の直流
ブラシレスモータの回転数を算出し、かつ同算出回転数
が所定値となるように前記駆動信号のチョッピングのオ
ン、オフ比を可変制御し、前記第１の直流ブラシレスモ
ータの各固定子巻線に印加する電圧を可変する一方、前
記第２の位置検出手段による位置検出信号に基づいて前
記第２の直流ブラシレスモータの回転数を算出し、かつ
同算出回転数が所定値となるように前記駆動信号のチョ
ッピングのオン、オフ比を可変制御し、前記第２の直流
ブラシレスモータの各固定子巻線に印加する電圧を可変
することを特徴としている。

【００１４】

【作用】上記構成としたので、上記１つのマイクロコン
ピュータによって圧縮機および室外送風機の直流ブラシ
レスモータの回転制御が行われ、かつ当該室外機全般の
制御が行われる。

【００１５】この場合、上記電源回路による電源電圧
（所定直流電圧）が圧縮機および室外送風機の第１およ
び第２の駆動回路の入力電源電圧にされるとともに、同
所定直流電圧が上記電圧制御回路によってマイクロコン
ピュータおよび他の制御回路の電源電圧に降圧される。

【００１６】上記圧縮機および室外送風機の第１および
第２の直流ブラシレスモータの回転制御に際し、マイク
ロコンピュータは同第１および第２の直流ブラシレスモ
ータの第１および第２の位置検出手段からのそれぞれの
位置検出信号に基づいて第１および第２の駆動回路の複
数のスイッチング素子を所定にオン、オフして第１およ
び第２の直流ブラシレスモータの所定の固定子巻線に直
流電圧を印加するそれぞれの駆動信号を発生し、かつ第
１および第２の駆動回路を構成するそれぞれの上下アー
ムのうち、少なくとも一方のアーム（例えばそれぞれの
下アーム）のスイッチング素子を所定にオン、オフする
駆動信号のオン部分をチョッピングし、これらの駆動信
号を出力する。このとき、同マイクロコンピュータによ
って上記２つの位置検出信号により第１および第２の直
流ブラシレスモータの回転数がそれぞれ算出されるとと
もに、この２つの算出回転数がそれぞれの所定値となる
ように上記チョッピングのオン、オフ比がそれぞれ可変
制御される。したがって、上記直流電圧が第１および第
２の直流ブラシレスモータの所定の固定子巻線に印加さ
れ、かつ、直流電圧は、同固定子巻線にチョッピングさ
れて印加され、この印加される電圧がそれぞれ可変され
て上記第１および第２の直流ブラシレスモータの回転数
はそれぞれの所定の回転数で一定に制御される。

【００１７】このように、当該室外機においては、圧縮
機および室外送風機を駆動するための電源回路が１つで
済ませられ、また当該室外機の制御手段として１つのマ
イクロコンピュータで済ませられることから、当該室外
機の電源回路および制御回路の簡略化、部品点数の削減
を図ることができる。

【００１８】また、上記直流ブラシレスモータの回転数
を検出して所定値となるように同直流ブラシレスモータ
の制御が行われることから、負荷の変動があっても回転
数を所定の回転数に一定にすることができる。

【００１９】

【実施例】この発明の空気調和機の制御方法は、室外機
の制御に必要な入出力機能を有する１つのマイクロコン
ピュータによって当該室外機を制御し、かつ室外送風機
および圧縮機の２つの直流ブラシレスモータを制御可能
としており、また１つの電源回路によってその２つの直
流ブラシレスモータを駆動可能とし、同電源回路による
直流電圧を降圧してマイクロコンピュータおよび室外機
の他の制御回路の電源電圧を得ている。

【００２０】次に、この発明の空気調和機の室外機の一
実施例を図１乃至図４を参照して説明する。なお、図
中、図９と同一部分および相当する部分には同一符号を
付し重複説明を省略する。

【００２１】図１において、この空気調和機の室外機で
は、電源回路３によって得られた所定直流電圧を第１お
よび第２の駆動回路４，１５に供給するため、圧縮機お
よび室外送風機の第１および第２の直流ブラシレスモー
タ（三相直流ブラシレスモータ）１，１１として高圧型
のもの（例えば定格電圧２８０Ｖ）を用い、同各直流ブ
ラシレスモータ１，１１を駆動する第１および第２の駆
動回路４，１５の複数のスイッチング素子である各トラ
ンジスタとして高圧型のもの（例えば定格電圧２８０
Ｖ）を用いている。

【００２２】また、この室外機には、圧縮機の第１の直
流ブラシレスモータ１の回転子の位置を検出して、位置
検出信号を出力する第１の位置検出手段として第１の直
流ブラシレスモータの各固定子巻線を位置検出センサと
して共用し、同固定子巻線に発生する逆起電圧を検出し
て上記位置検出信号を出力する第１の位置検出回路（積
分手段および比較手段等）５と、室外送風機の第２の直
流ブラシレスモータ１１の回転子の位置を検出して、位
置検出信号を出力する第２の位置検出手段として、第２
の直流ブラシレスモータの各固定子巻線を位置検出セン
サとして共用し、同固定子巻線に発生する逆起電圧を検
出して上記位置検出信号を出力する第２の位置検出回路
（積分手段および比較手段等）２０と、図９に示す上ア
ームドライブ回路７および下アームドライブ回路８に対
応する第１のドライブ回路２１と、当該室外機の制御に
必要な入出力機能を有し、かつ図９に示すマイクロコン
ピュータ６および直流ブラシレスモータ制御回路１７の
機能を有し、圧縮機を駆動する第１の直流ブラシレスモ
ータ、室外送風機を駆動する第２の直流ブラシレスモー
タおよび当該室外機全体を制御するマイクロコンピュー
タ２２とを備えている。

【００２３】すなわち、当該室外機の電源としては、第
１および第２の駆動回路４，１５に所定直流電圧を供給
する電源回路３と、この電源回路３による所定直流電圧
をマイクロコンピュータ２２および室外機の他の制御回
路の電源電圧に降圧する電圧制御回路１０のみで済ませ
られる。

【００２４】なお、図２に示すように、上記第１の駆動
回路４は複数のトランジスタをブリッジ形に、かつ第１
の直流ブラシレスモータ１の各固定子巻線の電流供給路
を形成する上アーム４ａおよび各固定子巻線の電流帰路
を形成する下アーム４ｂに構成し上記電流供給路および
電流帰路を切り替えて、所定直流電圧を所定固定子巻線
に印加する。また、図示しないが、上記第２の駆動回路
１５についても、第１の駆動回路４と同じ構成である。

【００２５】上記マイクロコンピュータ２２を詳しく説
明すると、同マイクロコンピュータは第１の位置検出回
路５からの位置検出信号に基づいて第１の駆動回路４の
各トランジスタを所定にオン、オフし、第１の直流ブラ
シレスモータ１の所定固定子巻線に直流電圧を印加して
同直流ブラシレスモータ１を回転する駆動信号を発生す
ると同時に、上記発生した駆動信号のうち、第１の駆動
回路４の上アーム４ａまたは下アーム４ｂの少なくとも
一方のアーム（例えば下アーム４ｂ）のトランジスタを
所定にオン、オフする駆動信号のオン部分を同駆動信号
の周波数よりも高い周波数でチョッピングし、同下アー
ム４ｂのトランジスタをチョッピング制御して第１の直
流ブラシレスモータ１の各固定子巻線に直流電圧をチョ
ッピングして印加するとともに、同チョッピングのオ
ン、オフ比を可変して同直流ブラシレスモータ１の各固
定子巻線に印加する電圧を可変して同直流ブラシレスモ
ータ１の回転数を可変可能とする上アームおよび下アー
ムの各スイッチング素子の駆動信号を出力する。

【００２６】また、同マイクロコンピュータは第２の位
置検出回路２０からの位置検出信号に基づいて第２の駆
動回路１５の各トランジスタを所定にオン、オフし、第
２の直流ブラシレスモータ１１の所定固定子巻線に直流
電圧を印加して同直流ブラシレスモータ１１を回転する
駆動信号を発生すると同時に、上記駆動信号のうち、第
２の駆動回路１５の上アーム１５ａまたは下アーム１５
ｂの少なくとも一方のアーム（例えば下アーム１５ｂ）
のトランジスタを所定にオン、オフする駆動信号のオン
部分を同駆動信号の周波数よりも高い周波数でチョッピ
ングし、同下アーム１５ｂのトランジスタをチョッピン
グ制御して第２の直流ブラシレスモータ１１の各固定子
巻線に直流電圧をチョッピングして印加するとともに、
同チョッピングのオン、オフ比を可変して同直流ブラシ
レスモータ１１の各固定子巻線に印加する電圧を可変し
て同直流ブラシレスモータ１１の回転数を可変可能とす
る上アームおよび下アームの各スイッチング素子の駆動
信号を出力する。

【００２７】上記構成の空気調和機の室外機に適用され
る制御方法の作用を図３のタイムチャート図を参照して
説明すると、まずリモコン等による設定操作等にしたが
って当該空気調和機の室内機および室外機が動作し、室
外機のマイクロコンピュータ２２によって室内機側から
の必要な制御信号等に基づいて圧縮機の第１の直流ブラ
シレスモータ１の回転数が制御されるとともに、室外送
風機の第２の直流ブラシレスモータ１１の回転数が制御
され、また、室外機が制御されているものとする。

【００２８】この場合、上記マイクロコンピュータ２２
は、第１の位置検出回路５からの位置検出信号（同図
（ａ）乃至（ｃ）に示す）に基づいて第１の駆動回路４
の上アーム４ａおよび下アーム４ｂの各トランジスタを
所定にオン、オフして第１の直流ブラシレスモータ１を
所定回転数で制御可能とする駆動信号Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，
Ｙ，Ｚを出力する（同図（ｄ）乃至（ｉ）に示す）。こ
のとき、図３（ｇ）乃至（ｉ）に示すように、下アーム
４ｂの各トランジスタをオン、オフする駆動信号の
“Ｈ”レベル時（オン部分）がチョッピングされ、同チ
ョッピングにおけるオン、オフ比が可変制御される。

【００２９】このようにして、圧縮機用の第１の直流ブ
ラシレスモータ１の回転子の位置が検出され、この位置
検出信号に基づいて第１の駆動回路４の各トランジスタ
が所定にオン、オフされ、第１の直流ブラシレスモータ
の所定固定子巻線に直流電圧が印加される一方、同マイ
クロコンピュータ２２は上記位置検出信号に基づいて第
１の直流ブラシレスモータ１の回転数を算出し、この算
出回転数が当該圧縮機の第１の直流ブラシレスモータ１
の所定回転数となるようにチョッピングのオン、オフ比
を可変する。

【００３０】図４のフローチャート図を参照して上記マ
イクロコンピュータ２２の動作を詳しく説明すると、ま
ず当該空気調和機の室内機からの必要な制御信号等によ
り室外機が動作しているものとする。この場合、マイク
ロコンピュータ２２によって空気調和機の室外機の制御
に必要な入出力制御が行なわれ、当該室外機が制御され
る。

【００３１】すると、上記マイクロコンピュータ２２は
圧縮機の第１の直流ブラシレスモータの回転数を制御す
るために、入力ポートを介して入力された位置検出信号
に基づいて第１の駆動回路４の上アームおよび下アーム
の各トランジスタを所定にオン、オフし、第１の直流ブ
ラシレスモータの所定固定子巻線に直流電圧を印加する
駆動信号を発生し、かつ第１の駆動回路４の下アームの
トランジスタを所定にオン、オフするための駆動信号の
オン部分を第１の直流ブラシレスモータ１の回転数を所
定値にするためにチョッピングし、これら上アームおよ
び下アームの各スイッチング素子の駆動信号を出力ポー
トを介して出力し、第１の駆動回路４を制御する。これ
により、圧縮機の第１の直流ブラシレスモータ１には所
定に可変された直流電圧が供給され、同直流ブラシレス
モータ１が回転駆動される。

【００３２】このとき、マイクロコンピュータ２２は、
上記第１の位置検出回路５による位置検出信号に基づい
て第１の直流ブラシレスモータ１の回転数を算出し（ス
テップＳＴ１）、この算出回転数と第１の直流ブラシレ
スモータ１の回転数の所定値とを比較する（ステップＳ
Ｔ２，ＳＴ４）。この場合、例えば図３（ａ）〜（ｃ）
に示す第１の位置検出回路５からの３本の位置検出信号
の立ち上がり、立ち下がり間の時間を計測することによ
り、圧縮機の第１の直流ブラシレスモータ１の回転数を
算出することができる。

【００３３】上記算出回転数が所定値より小さいときに
は（ステップＳＴ２）、第１の駆動回路４を構成する下
アーム４ｂの各トランジスタの駆動信号のオン部分のチ
ョッピングのオン時間を増加して（オン、オフ比可変）
（ステップＳＴ３）、つまり第１のブラシレスモータ１
に印加される電圧を高くする。

【００３４】一方、上記算出回転数が所定値より大きい
ときには（ステップＳＴ４）、上記各トランジスタ４ｂ
の駆動信号のチョッピングのオン時間を減少して（オ
ン、オフ比可変）（ステップＳＴ５）、つまり第１の直
流ブラシレスモータ１に印加される電圧が低くされる。

【００３５】上記ステップＳＴ１乃至ＳＴ５の繰り返し
により、上記圧縮機の第１の直流ブラシレスモータ１の
回転数が可変制御され、所定値に近付けられるととも
に、同直流ブラシレスモータ１は所定回転数で駆動され
る。なお、室外送風機用の第２の直流ブラシレスモータ
１１については、上記第１の直流ブラシレスモータ１と
同様の制御が行われることから、その説明を省略する。
なお、本実施例の直流ブラシレスモータの回転子の位置
を検出するための積分手段および比較手段をマイクロコ
ンピュータ内部に具備させてもよい。

【００３６】図５はこの発明の変形実施例を示す空気調
和機の室外機の概略的ブロック線図である。なお、図
中、図１と同一部分および相当する部分には同一符号を
付し重複説明を省略する。

【００３７】同図において、この空気調和機は、室外送
風機の第２の直流ブラシレスモータ１１の回転子の位置
を検出する第２の位置検出手段としてホール素子２３の
位置検出センサを用いており、このホール素子２３から
の出力信号を第２の位置検出回路２４である比較手段お
よび増幅手段で位置検出信号に変換して出力してマイク
ロコンピュータ２２の入力ポートに入力する。

【００３８】上記第２の位置検出回路２４からは前実施
例と全く同じ位置検出信号が出力され、また他の回路動
作についても、前実施例同様であることから、この実施
例の動作の説明を省略する。なお、本変形実施例におけ
る上記比較手段および増幅手段をマイクロコンピュータ
内部に具備させてもよい。また、位置検出手段としてホ
ールＩＣを用い、上記比較手段および増幅手段をホール
ＩＣ内部に具備させてもよい。

【００３９】ここで、上記２つの実施例に用いられてい
るマイクロコンピュータ２２の機能の一部である２つの
直流ブラシレスモータを制御する２つの駆動信号を出力
する機能を図６に示すマイクロコンピュータの一部分の
概略ブロック図を参照して詳しく説明すると、マイクロ
コンピュータ２２は第１の直流ブラシレスモータ１ある
いは第２の直流ブラシレスモータ１１，２５を制御する
ため、少なくとも２つの駆動信号を発生する手段を有し
ており、この少なくとも２つの駆動信号を発生する手段
は、制御する第１の直流ブラシレスモータ１の回転子の
位置検出信号に基づいて同直流ブラシレスモータが回転
するように同直流ブラシレスモータ１の所定固定子巻線
に直流電圧を印加する第１の駆動回路４の上アームおよ
び下アームの各トランジスタを所定にオン、オフする駆
動信号を発生する第１の駆動信号発生手段２２ａと、こ
の駆動信号の周波数より高い周波数のチョッピング信号
を発生するタイマカウンタ２２ｆ，メモリ２２ｇ，２２
ｈおよび比較手段２２ｂと、この発生チョッピング信号
により第１の駆動回路４の上アームまたは下アームの少
なくとも一方のアーム（例えば下アーム）のトランジス
タを所定にオン、オフする駆動信号のオン部分をチョッ
ピングする第１のチョッピング手段２２ｃとを有すると
ともに、制御する第２の直流ブラシレスモータ１１，２
５の回転子の位置検出信号に基づいて同直流ブラシレス
モータ１１，２５が回転するように同直流ブラシレスモ
ータ１１，２５の所定固定子巻線に直流電圧を印加する
第２の駆動回路１５の上アーム、および下アームの各ト
ランジスタを所定にオン、オフする駆動信号を発生する
第２の駆動信号発生手段２２ｄと、この駆動信号の周波
数より高い周波数のチョッピング信号を発生するタイマ
カウンタ２２ｆ，メモリ２２ｇ，２２ｉおよび比較手段
２２ｂと、この発生チョッピング信号により第２の駆動
回路１５の上アームまたは下アームの少なくとも一方の
アーム（例えば下アーム）のトランジスタを所定にオ
ン、オフする駆動信号のオン部分をチョッピングする第
２のチョッピング手段２２ｅとを備えている。

【００４０】上記第１および第２のチョッピング手段２
２ｃ，２２ｅは、制御する直流ブラシレスモータ１，１
１，２５の所定固定子巻線に直流電圧を印加する駆動信
号のうち、同直流ブラシレスモータ１，１１，２５の駆
動回路４，１５の上アームまたは下アームの少なくとも
一方のアームのスイッチング素子を所定にオン、オフす
る駆動信号と上記比較手段２２ｂからのチョッピング信
号との論理積あるいは論理和をそれぞれとり、この論理
積あるいは論理和した信号を直流ブラシレスモータ１，
１１，２５のそれぞれの駆動回路４，１５の同一方のア
ームのスイッチング素子の駆動信号とする。

【００４１】上記２種類のチョッピング信号のオン、オ
フのタイミングは、タイマ手段で決定され、さらに詳し
くは、タイマカウンタ２２ｆ、チョッピングの周期を決
定するメモリ２２ｇ、チョッピングのオン時間を決定す
るメモリ２２ｈ，２２ｉおよびタイマカウンタ２２ｆの
値と上記メモリ２２ｇ，２２ｈ，２２ｉの値を比較する
比較手段２２ｂにより決定される。

【００４２】上記機能を有するマイクロコンピュータ２
２の作用を図８のタイムチャート図を参照して説明する
と、上記第１の駆動信号発生手段２２ａは第１の位置検
出回路５からの位置検出信号（同図（ａ）乃至（ｃ）に
示す）に基づいて第１の直流ブラシレスモータが回転す
るように第１の駆動回路の各スイッチング素子を所定に
オン、オフし、第１の直流ブラシレスモータの所定固定
子巻線に直流電圧を印加する駆動信号を出力し（同図
（ｄ）乃至（ｉ）に示す）、これら駆動信号を第１のチ
ョッピング手段２２ｃに入力する。また、この第１のチ
ョッピング手段２２ｃは、比較手段２２ｆから出力され
た同図（ｊ）に示す第１のチョッピング信号を入力す
る。すると、第１のチョッピング手段２２ｃにおいては
同図（ｇ）乃至（ｉ）に示す下アームの駆動信号と、同
図（ｊ）に示す第１のチョッピング信号の論理積をと
り、これによって同図（ｇ）乃至（ｉ）に示す駆動信号
のオン部分を同図（ｊ）に示す第１のチョッピング信号
でチョッピングする。

【００４３】これにより、当該マイクロコンピュータ２
２からは同図（ｋ）乃至（ｐ）に示す上アームおよび下
アームの各スイッチング素子の第１の駆動信号が出力さ
れ、第１の駆動回路４の下アームのトランジスタが第１
の直流ブラシレスモータの所定固定子巻線に直流電圧を
印加するための所定のオン、オフだけなく、そのオン部
分がチョッピングされていることにより、チョッピング
制御される。

【００４４】なお、第２の駆動回路１５の上アームおよ
び下アームを駆動する信号（第２の駆動信号）について
も、同様に得られる。なお、本実施例ではチョッピング
手段によって下アームの駆動信号についてチョッピング
を行ったが、これに限らず上アームの駆動信号でもよい
し、また、上下アーム両方の駆動信号をチョッピングし
てもよい。

【００４５】またこの場合、チョッピング信号を発生す
る手段としてタイマカウンタ２２ｆおよびチョッピング
の周期を決定するメモリ２２ｇをそれぞれ１つとし、上
記２つのチョッピング信号の周期を同じとしている。チ
ョッピング信号を発生する手段の作用を図８（ｊ）を参
照して詳しく説明すると、タイマカウンタ２２ｆをリセ
ットしてスタートすると同時に、第１および第２のチョ
ッピング信号をオン（Ｈレベル）とし、しかる後比較手
段２２ｂにてタイマカウンタ２２ｆのカウント値とメモ
リ２２ｈに設定されたチョッピングの第１のオン時間
（Ｈレベルの時間）の値またはメモリ２２ｉに設定され
たチョッピングの第２のオン時間（Ｈレベルの時間）の
値とが等しくなると、第１または第２のチョッピング信
号をオフ（Ｌレベル）とする。さらに、第１および第２
のチョッピング信号がオフ（Ｌレベル）となったのち、
タイマカウンタ２２ｆのカウント値とメモリ２２ｇに設
定されたチョッピングの周期の値とが等しくなると、タ
イマカウンタ２２ｆをリセットして再スタートし、これ
と同時に第１のおよび第２のチョッピング信号を再びオ
ン（Ｈレベル）とする。したがって、上記メモリ２２ｈ
および２２ｉに設定するチョッピングの第１および第２
のオン時間の設定をそれぞれ可変することにより、第１
および第２のチョッピング信号のオン、オフ比がそれぞ
れ可変される。また必要に応じてメモリ２２ｇに設定し
たチョッピング信号の周期の値を可変して、２つのチョ
ッピング信号の周期を可変するようにしてもよい。

【００４６】また、図７に示すように、上記２つのチョ
ッピング信号を発生させる手段にタイマカウンタ２２
ｊ，２２ｋ、２つのチョッピング信号の周期をそれぞれ
設定するメモリ２２ｌ，２２ｍ、２つのチョッピング信
号のそれぞれのオン時間を設定するメモリ２２ｎ，２２
ｏを設けてもよい。なお、図中、図６と同一部分には同
一符号を付し重複説明を省略する。この場合、上記第１
および第２のチョッピング信号の周期をそれぞれ別々に
任意に設定することができるため、圧縮機および室外送
風機の回転制御をより最適に行うことができる。

【００４７】このように、圧縮機および室外送風機の第
１および第２の直流ブラシレスモータ１，１１を駆動す
る第１および第２の駆動回路４，１５の供給電源電圧
（所定直流電圧）を１つの電源、つまり上記電源回路３
で得ており、またこの電源回路３による所定直流電圧を
電圧制御回路１０で降圧してマイクロコンピュータ２２
および当該室外機の他の制御回路の電源電圧を得ている
ことから、当該室外機の電源が少なくて済むことにな
る。

【００４８】換言すると、当該室外機の電源としては１
組の電源だけ済むため、同室内機の電源回路の簡略化、
部品点数の削減が図れ、これによって同室内機のコスト
ダウン、コンパクト化がより図れる。

【００４９】また、従来例の直流ブラシレスモータ制御
回路７およびマイクロコンピュータ６に代わって、１つ
のマイクロコンピュータ２２で済ませることができるた
め、室外機の制御系の簡略化、部品点数の削減が図れ、
コストダウンおよびコンパクト化を図ることができる。
さらに、上記直流ブラシレスモータの回転数を検出して
所定の回転数となるように制御を行なっていることか
ら、負荷の変動があった場合に、回転数が変動するとい
うこともない。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の空気調
和機の制御方法によれば、１つの電源によって圧縮機の
直流ブラシレスモータおよび室外送風機の直流ブラシレ
スモータを駆動する直流電圧を得、かつ室外機に必要な
各種入出力機能を有する１つのマイクロコンピュータに
よって圧縮機、室外送風機および当該室外機の全てを制
御することができることから、室外機の電源回路および
制御回路の簡略化、部品点数の削減を図ることができ、
ひいては同室外機のコストダウン、コンパクト化を図る
ことができ、さらには直流ブラシレスモータの回転数を
検出し、所定の回転数となるように制御を行なっている
ので、負荷の変動があってもその回転数を所定の回転数
で一定にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す空気調和機の室外機
の概略的ブロック線図。

【図２】図１に示す室外機に用いられる圧縮機用の第１
の駆動回路の概略的回路図。

【図３】図１に示す室外機の圧縮機用の直流ブラシレス
モータの動作を説明するタイムチャート図。

【図４】図１に示す空気調和機の制御方法を説明するフ
ローチャート図。

【図５】この発明の変形実施例を示す空気調和機の室外
機の概略的ブロック線図。

【図６】この発明の空気調和機の室外機を制御するマイ
クロコンピュータの一部分的概略的ブロック線図。

【図７】この発明の空気調和機の室外機を制御するマイ
クロコンピュータの一部分的概略的ブロック線図。

【図８】この発明の空気調和機の制御方法を説明するタ
イムチャート図。

【図９】従来の空気調和機の室外機の概略的ブロック線
図。

【図１０】図９に示す室外機に用いられる圧縮機用の第
１の駆動回路の概略的回路図。

【図１１】図１０に示す圧縮機の制御方法の作用を説明
するタイムチャート図。

【図１２】図１０に示す圧縮機の制御方法の作用を説明
するタイムチャート図。

【図１３】図９に示す室外機に用いられる送風機用の第
２の駆動回路の概略的回路図。

【図１４】図１３に示す送風機の制御方法の作用を説明
するタイムチャート図。

【符号の説明】

１ 第１の直流ブラシレスモータ（圧縮機用モータ） ２ 商用交流電源 ３ 電源回路 ４ 第１の駆動回路 ４ａ 上アーム（第１の駆動回路） ４ｂ 下アーム（第１の駆動回路） ５ 第１の位置検出回路 １０ 電圧制御回路 １１，２５ 第２の直流ブラシレスモータ（室外送風機
用モータ） １５ 第２の駆動回路 １８ 第２のドライブ回路 ２０，２４ 第２の位置検出回路 ２１ 第１のドライブ回路 ２２ マイクロコンピュータ ２２ａ 第１の駆動信号発生手段 ２２ｂ 比較手段 ２２ｃ 第１のチョッピング手段 ２２ｄ 第２の駆動信号発生手段 ２２ｅ 第２のチョッピング手段 ２２ｆ，２２ｊ，２２ｋ タイマカウンタ ２２ｇ，２２ｈ，２２ｉ，２２ｌ，２２ｍ，２２ｎ，２
２ｏ メモリ ２３ ホール素子（位置センサ）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも冷凍サイクルを構成し、同冷
   凍サイクルに冷媒を循環させる圧縮機、該循環された冷
   媒を熱交換器で熱交換可能とするための室外送風機およ
   び室外機の制御に必要な入出力機能を有し、室内機から
   の制御信号に基づいて室外機を制御するマイクロコンピ
   ュータからなる室外機と室内機とで構成した空気調和機
   において、 交流電源を入力し、所定の直流電圧を出力する電源回路
   と、 前記圧縮機を駆動する第１の直流ブラシレスモータおよ
   び前記室外送風機を駆動する第２の直流ブラシレスモー
   タと、 該第１および第２の直流ブラシレスモータの回転子の位
   置をそれぞれ検出し、これらの位置検出信号を出力する
   第１および第２の位置検出手段と、 複数のスイッチング素子をブリッジ形に、かつ前記第１
   の直流ブラシレスモータの各固定子巻線の電流供給路を
   形成する上アームおよび各固定子巻線の電流帰路を形成
   する下アームに構成し、前記電流供給路および電流帰路
   を切り替えて前記直流電圧を所定固定子巻線に印加する
   第１の駆動回路と、 複数のスイッチング素子をブリッジ形に、かつ前記第２
   の直流ブラシレスモータの各固定子巻線の電流供給路を
   形成する上アームおよび各固定子巻線の電流帰路を形成
   する下アームに構成し前記電流供給路および電流帰路を
   切り替えて、前記直流電圧を所定固定子巻線に印加する
   第２の駆動回路とを有しており、 前記マイクロコンピュータは、前記第１および第２の直
   流ブラシレスモータを制御するために、前記第１の位置
   検出手段からの位置検出信号に基づいて前記第１の駆動
   回路の上アームおよび下アームの各スイッチング素子を
   所定にオン、オフし、前記第１の直流ブラシレスモータ
   の所定固定子巻線に前記直流電圧を印加して同直流ブラ
   シレスモータを回転する駆動信号を発生すると同時に、
   同駆動信号のうち、前記第１の駆動回路の上アームまた
   は下アームの少なくとも一方のアームのスイッチング素
   子をオン、オフする駆動信号のオン部分を同駆動信号の
   周波数よりも高い周波数でチョッピングし、同一方のア
   ームのスイッチング素子をチョッピング制御し、前記第
   １の直流ブラシレスモータの各固定子巻線に直流電圧を
   チョッピングして印加可能とするとともに、同チョッピ
   ングのオン、オフ比を可変して同直流ブラシレスモータ
   の各固定子巻線に印加する電圧を可変して同直流ブラシ
   レスモータの回転数を可変可能とする上アームおよび下
   アームの各スイッチング素子の駆動信号を出力する一
   方、前記第２の位置検出手段からの位置検出信号に基づ
   いて前記第２の駆動回路の上アームおよび下アームの各
   スイッチング素子を所定にオン、オフし、前記第２の直
   流ブラシレスモータの所定固定子巻線に前記直流電圧を
   印加して同直流ブラシレスモータを回転する駆動信号を
   発生すると同時に、同駆動信号のうち、前記第２の駆動
   回路の上アームまたは下アームの少なくとも一方のアー
   ムのスイッチング素子をオン、オフする駆動信号のオン
   部分を同駆動信号の周波数よりも高い周波数でチョッピ
   ングし、同一方のアームのスイッチング素子をチョッピ
   ング制御し、前記第２の直流ブラシレスモータの各固定
   子巻線に直流電圧をチョッピングして印加可能とすると
   ともに、同チョッピングのオン、オフ比を可変して同直
   流ブラシレスモータの各固定子巻線に印加する電圧を可
   変して同直流ブラシレスモータの回転数を可変可能とす
   る上アームおよび下アームの各スイッチング素子の駆動
   信号を出力することを特徴とする空気調和機の制御方
   法。
2. 【請求項２】 前記マイクロコンピュータは、前記第１
   の位置検出手段による位置検出信号に基づいて前記第１
   の直流ブラシレスモータの回転数を算出し、かつ同算出
   回転数が所定値となるように前記駆動信号のチョッピン
   グのオン、オフ比を可変制御し、前記第１の直流ブラシ
   レスモータの各固定子巻線に印加する電圧を可変する一
   方、前記第２の位置検出手段による位置検出信号に基づ
   いて前記第２の直流ブラシレスモータの回転数を算出
   し、かつ同算出回転数が所定値となるように前記駆動信
   号のチョッピングのオン、オフ比を可変制御し、前記第
   ２の直流ブラシレスモータの各固定子巻線に印加する電
   圧を可変する請求項１記載の空気調和機の制御方法。
3. 【請求項３】 前記マイクロコンピュータは、前記第１
   および第２の直流ブラシレスモータを制御するため、少
   なくとも２つの駆動信号を発生する手段を有し、同駆動
   信号を発生する手段は制御する直流ブラシレスモータの
   回転子の位置を検出する位置検出信号に基づいて同直流
   ブラシレスモータの駆動回路の上アームおよび下アーム
   の各スイッチング素子を所定にオン、オフし、同直流ブ
   ラシレスモータの所定固定子巻線に直流電圧を印加する
   駆動信号を発生する手段と、該発生された駆動信号の周
   波数より高い周波数のチョッピング信号を発生する手段
   と、該発生されたチョッピング信号により同直流ブラシ
   レスモータの駆動回路の上アームまたは下アームの少な
   くとも一方のアームのスイッチング素子をオン、オフす
   る前記駆動信号のオン部分をチョッピングするチョッピ
   ング手段とを有している請求項１または請求項２記載の
   空気調和機の制御方法。
4. 【請求項４】 前記チョッピング手段は、前記制御する
   直流ブラシレスモータの駆動回路の上アームおよび下ア
   ームの各スイッチング素子を所定にオン、オフし、同直
   流ブラシレスモータの所定固定子巻線に直流電圧を印加
   する駆動信号のうち、同直流ブラシレスモータの駆動回
   路の上アームまたは下アームの少なくとも一方のアーム
   のスイッチング素子をオン、オフする駆動信号と前記チ
   ョッピング信号との論理積あるいは論理和をとり、該論
   理積あるいは論理和した信号を同駆動回路の少なくとも
   一方のアームのスイッチング素子の駆動信号とする請求
   項３記載の空気調和機の制御方法。
5. 【請求項５】 前記チョッピング信号を発生する手段
   は、同チョッピングのオンとオフのタイミングをタイマ
   手段により決定する請求項３に記載の空気調和機の制御
   方法。
6. 【請求項６】 前記直流ブラシレスモータの各固定子巻
   線に印加するための直流電圧を所定の直流電圧に降圧す
   る電圧制御回路を有し、該降圧した所定の直流電圧を前
   記マイクロコンピュータおよび当該室外機の他の制御回
   路の電源電圧とし、前記直流電圧を直流ブラシレスモー
   タの電源およびマイクロコンピュータの電源および当該
   室外機の他の制御回路の電源として共用するようにした
   請求項１に記載の空気調和機の制御方法。