JPH06225578A

JPH06225578A - 空気調和機の制御方法

Info

Publication number: JPH06225578A
Application number: JP5026277A
Authority: JP
Inventors: Koichi Toda; 行一戸田; Yoshiaki Ogawa; 善朗小川
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 1993-01-21
Filing date: 1993-01-21
Publication date: 1994-08-12

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】空気調和機の制御方法において、ブラシレス
モータの回転数変動をなくしコスト低下と小型化を図
る。【構成】交流電源３を第１、第２の電源回路４，８で
直流電圧とし、第１、第２の駆動回路５，１０に入力
し、交流電圧に変換して誘導電動機１およびブラシレス
モータ２に供給する。ブラシレスモータ２の回転子位置
検出手段からの信号をマイクロコンピュータ１４に入力
し、これにより駆動回路１０の各トランジスタを所定に
オンする第２の駆動信号を発生し、第２の駆動回路１０
の上下アームの一方のアームのトランジスタをオンする
駆動信号のオン部分をチョッピングし、オン、オフ比を
可変制御した第２の駆動信号を出力してブラシレスモー
タ２を回転制御し、第１の駆動回路の各トランジスタを
所定にオン、オフする第１の駆動信号を出力して誘導電
動機１を回転制御し、空気調和機を制御可能としてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は空気調和機に係り、特
に詳しくは圧縮機または送風機の一方を誘導電動機で駆
動し、その他方をブラシレスモータで駆動する空気調和
機の制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の空気調和機の制御回路
は、例えば図６に示す構成をしており、空気調和機に必
要な圧縮機及び送風機（例えば室外側の送風機）を駆動
するモータとして三相誘導電動機１および三相ブラシレ
スモータ２を使用している。

【０００３】この図６に示す空気調和機は、上記誘導電
動機１およびブラシレスモータ２を回転制御するため、
リアクタを介して入力した商用の交流電源３を所定の直
流電圧に変換するための整流回路４ａ、倍電圧回路４ｂ
および平滑用コンデンサ４ｃ等で構成した第１の電源回
路４と、この電源回路４から出力される直流電圧を三相
交流電圧に変換して誘導電動機１の三相巻線Ｕ１，Ｖ
１，Ｗ１に印加する三相ブリッジ接続された６個のトラ
ンジスタＵ１，Ｘ１，Ｖ１，Ｙ１，Ｗ１，Ｚ１で構成し
た第１の駆動回路５と、空気調和機（例えば室外側）の
制御に必要な各種回路との入出力を行い、空気調和機
（例えば室外側）を制御するとともに、誘導電動機１を
回転させるために第１の駆動回路５の各トランジスタを
制御する第１の駆動信号を出力し、かつブラシレスモー
タ２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からの第１の駆動信号
により上記第１の駆動回路５の各トランジスタをオン、
オフするドライブ回路７と、上記交流電源３を整流・平
滑化する整流回路８ａおよびコンデンサ８ｂによる第２
の電源回路８と、この整流・平滑化された電圧をスイッ
チングし、可変直流電圧を得るためのトランス９ａ、ト
ランジスタ９ｂ、ダイオード９ｃおよびコンデンサ９ｄ
等による第３の電源回路（スイッチング電源）９と、こ
の第３の電源回路９で得られた可変直流電圧を三相交流
電圧に変換してブラシレスモータ２の三相巻線Ｕ２，Ｖ
２，Ｗ２に印加するための三相ブリッジ接続された６個
のトランジスタＵ２，Ｖ２，Ｗ２，Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２で
構成された第２の駆動回路１０と、上記ブラシレスモー
タ２の回転子の位置を検出して位置検出信号を出力する
ブラシレスモータ２内部の位置検出センサ（例えばホー
ル素子）１１と、上記第３の電源回路９のトランジスタ
９ｂをスイッチングするスイッチング信号を出力すると
ともに、上記マイクロコンピュータ６からの回転数指令
を入力し、この回転数指令に基づいて第３の電源回路９
から第２の駆動回路１０に供給する直流電圧を可変させ
るために上記スイッチング信号のオン、オフ比を可変
し、かつ、上記ブラシレスモータ２を回転させるために
上記位置検出センサ１１による位置検出信号を入力し、
この位置検出信号に基づいて上記第２の駆動回路１０の
各トランジスタを所定にオンする第２の駆動信号を出力
するブラシレスモータ制御回路１２とを備えている。

【０００４】上記誘導電動機１の回転制御に際し、マイ
クロコンピュータ６は、図７（ａ）に示す変調波の半周
期Ｔｆ毎に、この変調波と基本波Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１との
交点をそれぞれ求め、この求められた各交点に基づいて
同図（ｂ），（ｄ），（ｆ）に示す各交点までの時間Ｔ
ｕ１，Ｔｖ１，Ｔｗ１を求め、またこの求められたＴｕ
１，Ｔｖ１，Ｔｗ１に基づいて第１の駆動信号である６
本のＰＷＭ信号Ｕ１，Ｘ１，Ｖ１，Ｙ１，Ｗ１，Ｚ１
（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１はＵ１，Ｖ１，Ｗ１を反転した信
号）を発生し、出力する（同図（ｂ）乃至（ｇ）に示
す）。このマイクロコンピュータ６から出力された第１
の駆動信号（ＰＷＭ信号）Ｕ１，Ｘ１，Ｖ１，Ｙ１，Ｗ
１，Ｚ１はドライブ回路７に入力され、このドライブ回
路７は、入力された駆動信号（ＰＷＭ信号）Ｕ１，Ｘ
１，Ｖ１，Ｙ１，Ｗ１，Ｚ１に基づいて第１の駆動回路
５を構成する６個のトランジスタＵ１，Ｘ１，Ｖ１，Ｙ
１，Ｗ１，Ｚ１をオン、オフする。この第１の駆動回路
５の各トランジスタが上記マイクロコンピュータから出
力される第１の駆動信号に基づいてオン、オフ制御され
ることにより、上記第１の電源回路４から上記第１の駆
動回路５に入力された直流電圧が三相交流Ｕ１，Ｖ１，
Ｗ１に変換されて誘導電動機１の三相巻線Ｕ１，Ｖ１，
Ｗ１に印加され、誘導電動機１が回転する（同図（ｈ）
に示す）。

【０００５】このとき同誘導電動機１を所定の回転数と
するため、マイクロコンピュータ６は同誘導電動機１の
所定の回転数に応じて基本波Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１を所定の
波高値、所定の周波数とし、これにより変調波と基本波
Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１との交点が可変され上記Ｔｕ１，Ｔｖ
１，Ｔｗ１が可変され、この可変によりマイクロコンピ
ュータ６から出力される第１の駆動信号であるＰＷＭ信
号Ｕ１，Ｘ１，Ｖ１，Ｙ１，Ｗ１，Ｚ１のパルス幅（オ
ン、オフのタイミング）が可変される。これにより、上
記第１の駆動回路５から誘導電動機１に供給される三相
交流が所定の電圧、所定の周波数となり、誘導電動機１
が所定の回転数で回転制御される。

【０００６】一方、図８に示すように、上記ブラシレス
モータ２の回転制御に際しては、同ブラシレスモータ２
の回転子の位置を検出する内部のホール素子１１からの
位置検出信号（同図（ａ）乃至（ｃ）に示す）がブラシ
レスモータ制御回路１２に入力される。すると、ブラシ
レスモータ制御回路１２においてはその入力された位置
検出信号に基づいてブラシレスモータ２が回転するよう
に第２の駆動信号Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２，Ｘ２，Ｙ２，Ｚ
２，が第２の駆動回路１０に出力される（同図（ｄ）乃
至（ｉ）に示す）。これら第２の駆動信号によって第２
の駆動回路１０の各トランジスタＵ２，Ｖ２，Ｗ２，Ｘ
２，Ｙ２，Ｚ２が所定にオンされ、第３の電源回路９か
ら第２の駆動回路１０に入力された可変直流電圧が三相
交流電圧Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２に変換されてブラシレスモー
タ２の三相巻線に印加され、ブラシレスモータ２が回転
する（同図（ｋ）乃至（ｍ）に示す）。

【０００７】さらに、上記ブラシレスモータ制御回路１
２において、上記第３の電源回路９のトランジスタ９ｂ
をスイッチング制御するためのスイッチング信号が出力
され（同図（ｊ）に示す）、かつ、上記マイクロコンピ
ュータ６からの上記ブラシレスモータ２の回転数指令に
基づいてそのスイッチング信号のオン、オフ比が可変さ
れる。これにより、上記第３の電源回路９の出力直流電
圧が可変されて第２の駆動回路１０に入力され、この可
変された直流電圧が三相交流電圧に変換されてブラシレ
スモータ２の三相巻線に印加されるため、同三相巻線に
印加される三相交流の電圧が可変され、同ブラシレスモ
ータ２の回転数が可変され、同ブラシレスモータ２がマ
イクロコンピュータ６からの回転数指令に基づいて回転
制御されることになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記空
気調和機の制御方法においては、空気調和機に必要な圧
縮機および送風機を駆動するモータを制御するためにマ
イクロコンピュータ６およびブラシレスモータ制御回路
１２の２つの制御手段を必要とし、またブラシレスモー
タ２を駆動するために直流電圧を可変して出力するスイ
ッチング電源（第３の電源回路９）を必要としている。
そのため、当該空気調和機の制御回路および電源回路が
複雑となり、部品点数も多く、コスト上昇および大型化
の要因となっていた。

【０００９】また、ブラシレスモータ２の回転制御にお
いて、マイクロコンピュータ６からの回転数指令によっ
てのみ第３の電源回路９のトランジスタ９ｂをオン、オ
フするスイッチング信号のオン、オフ比が決定され、同
第３の電源回路９の出力直流電圧の値が決定されるた
め、負荷の変動に伴ってブラシレスモータ２の回転数が
変動し、同ブラシレスモータ２の回転数が上記回転数指
令による回転数に一致せず、つまり同回転数指令通りに
ブラシレスモータ２が回転制御されないという問題点が
あった。

【００１０】この発明は上記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は当該空気調和機のコスト低下、小型化
を実現することができ、また負荷の変動に対してブラシ
レスモータの回転数が変動することもなく、一定に回転
制御することが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。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は空気調和機を制御するマイクロコンピュ
ータと、同空気調和機の圧縮機または送風機の一方を駆
動する誘導電動機と、その他方を駆動するブラシレスモ
ータとを備えた空気調和機であって、複数のスイッチ手
段を有し、該複数のスイッチ手段のオン、オフにより直
流電圧を交流電圧に変換して前記誘導電動機に供給する
第１の駆動手段と、前記ブラシレスモータの回転子の位
置を検出して位置検出信号を出力する位置検出手段と、
直流電源の正端子と前記ブラシレスモータの複数の巻線
との接続を切り替える複数のスイッチ手段からなる上ア
ームと、同複数の巻線と前記直流電源の負端子との接続
を切り替える複数のスイッチ手段からなる下アームとで
構成した第２の駆動手段とを有し、前記マイクロコンピ
ュータは、前記第１の駆動手段の複数のスイッチ手段を
所定にオン、オフして前記直流電圧を所定の電圧、所定
の周波数の交流電圧に変換するための第１の駆動信号を
出力して前記誘導電動機を回転制御し、また前記マイク
ロコンピュータは、前記位置検出信号を入力し、同位置
検出信号に基づいて前記第２の駆動手段の上アームおよ
び下アームの複数のスイッチ手段を所定にオンして前記
直流電源の正端子および負端子と前記ブラシレスモータ
の複数の巻線との接続を切り替え、同複数の巻線に同直
流電源による直流電圧を交流電圧に変換して印加し、同
ブラシレスモータを回転させるための第２の駆動信号を
発生するとともに、同第２の駆動信号のうち前記第２の
駆動手段の上アームまたは下アームの少なくとも一方の
アームの複数のスイッチ手段を所定にオンする駆動信号
のオン部分を同駆動信号の周波数より高い周波数で同複
数のスイッチ手段を所定にオン、オフする所定のオン、
オフ比のチョッピング信号とし、前記オン部分をチョッ
ピング信号とした駆動信号および同駆動信号以外の駆動
信号を前記第２の駆動手段の上アームおよび下アームの
複数のスイッチ手段を駆動する第２の駆動信号として出
力し、同第２の駆動信号によって同第２の駆動手段の上
アームおよび下アームの複数のスイッチ手段を所定にオ
ンすると同時に、同第２の駆動手段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複数のスイッチ手段
のオン時に前記チョッピング信号により同複数のスイッ
チ手段をチョッピング駆動し、前記直流電源による直流
電圧を交流電圧に変換すると同時にチョッピングし、該
チョッピングされた所定の交流電圧を前記ブラシレスモ
ータの複数の巻線に印加して同ブラシレスモータを回転
制御するようにしたものである。

【００１２】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、入力された前記
位置検出信号に基づいて前記ブラシレスモータの回転数
を算出し、同算出した回転数が所定の回転数となるよう
に前記チョッピング信号のオン、オフ比を可変するもの
である。

【００１３】

【作用】上記構成としたので、上記マイクロコンピュー
タによって圧縮機および送風機を駆動する誘導電動機お
よびブラシレスモータの回転制御が行われ、かつ当該空
気調和機の制御が行われる。

【００１４】上記誘導電動機の回転制御に際しては、上
記マイクロコンピュータから出力される第１の駆動信号
によって上記第１の駆動手段を構成する複数のスイッチ
手段が所定にオン、オフされ、直流電圧が所定の電圧、
所定の周波数の交流電圧に変換され誘導電動機の複数の
巻線に印加され、同誘導電動機が所定の回転数で回転制
御される。

【００１５】また、上記ブラシレスモータの回転制御に
際しては、マイクロコンピュータにおいて同ブラシレス
モータの位置検出手段からの位置検出信号に基づいてブ
ラシレスモータが回転するように第２の駆動手段の複数
のスイッチ手段を所定にオンし、直流電源からの直流電
圧を交流電圧に変換してブラシレスモータの複数の巻線
に印加する第２の駆動信号を発生し、かつ同第２の駆動
信号のうち第２の駆動手段を構成する上下アームの少な
くとも一方のアームの複数のスイッチ手段を所定にオン
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
い周波数のチョッピング信号とし、これらのオン部分を
チョッピング信号とした駆動信号およびその他の駆動信
号を第２の駆動信号として出力する。このとき、同マイ
クロコンピュータによって上記位置検出信号に基づいて
ブラシレスモータの回転数が算出されるとともに、この
算出回転数が所定の回転数となるように、上記チョッピ
ング信号のオン、オフ比が可変されて上記第２の駆動信
号が出力される。このマイクロコンピュータから出力さ
れる第２の駆動信号によって第２の駆動手段の複数のス
イッチ手段が所定にオンされると同時に、上記一方のア
ームの複数のスイッチ手段がそのオン時にチョッピング
駆動され、上記直流電源からの直流電圧が交流電圧に変
換されてブラシレスモータの複数の巻線に印加される時
に、チョッピングされて印加され、かつ算出回転数が所
定の回転数となるようにチョッピングのオン、オフ比が
可変されるため、上記複数の巻線に印加される交流の電
圧が可変され、上記ブラシレスモータの回転数が可変さ
れて所定回転数で一定に回転制御される。

【００１６】

【実施例】この発明の空気調和機の制御方法は、空気調
和機に必要な圧縮機および送風機を駆動するモータとし
て一方に誘導電動機（例えば三相誘導電動機）、他方に
ブラシレスモータ（例えば三相ブラシレスモータ）を使
用し、マイクロコンピュータによって空気調和機（例え
ば室外側）を制御する一方、上記圧縮機を駆動する誘導
電動機および送風機を駆動するブラシレスモータを回転
制御する。

【００１７】次に、この発明の空気調和機の制御方法に
よる実施例を図１乃至図５を参照して説明する。なお、
図中、図６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。

【００１８】図１において、この空気調和機の制御回路
は、圧縮機の誘導電動機１、送風機（例えば室外側）の
ブラシレスモータ２、第１の電源回路４、第１の駆動回
路５、第１のドライブ回路７、第２の電源回路８、第２
の駆動回路１０と、位置検出センサ（例えばホール素
子）１１、位置検出回路１３、マイクロコンピュータ１
４および第２のドライブ回路１５を備えている。

【００１９】この例の場合、上記第１の電源回路４はリ
アクタを介して交流電源３を入力し、所定の直流電圧を
出力する。この直流電圧は複数のスイッチ手段である６
個のトランジスタＵ１，Ｘ１，Ｖ１，Ｙ１，Ｗ１，Ｚ１
が三相ブリッジ接続された第１の駆動手段である第１の
駆動回路５に入力され、三相交流電圧に変換されて三相
誘導電動機１の三相巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１に印加され
る。上記第２の電源回路８は入力交流電源３を直流電源
に変換するための整流回路８ａおよび平滑用コンデンサ
８ｂ等を備えており、この直流電源である第２の電源回
路８から出力される所定の直流電圧は、三相ブリッジ接
続された複数のスイッチ手段である６個のトランジスタ
Ｕ３，Ｖ３，Ｗ３，Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３で構成された第２
の駆動手段である第２の駆動回路１０に入力され、三相
交流電圧に変換されて送風機を駆動する三相ブラシレス
モータ２の三相巻線Ｕ３，Ｖ３，Ｗ３に印加される。こ
の第２の駆動回路１０は、直流電源である第２の電源回
路８の正端子とブラシレスモータ２の複数の巻線である
三相巻線Ｕ３，Ｖ３，Ｗ３との接続を切り替える複数の
スイッチ手段である３個のトランジスタＵ３，Ｖ３，Ｗ
３からなる上アーム１０ａと、直流電源である第２の電
源回路８の負端子とブラシレスモータ２の複数の巻線で
ある三相巻線Ｕ３，Ｖ３，Ｗ３との接続を切り替える複
数のスイッチ手段である３個のトランジスタＸ３，Ｙ
３，Ｚ３からなる下アーム１０ｂとで構成されている。

【００２０】また、上記ブラシレスモータ２の位置検出
手段は、送風機のブラシレスモータ２の回転子の位置を
検出するブラシレスモータ２内部の位置検出センサ（ホ
ール素子）１１と、この位置検出センサ１１の出力信号
（図２（ａ）乃至（ｃ）に示す）を入力して位置検出信
号（図２（ｄ）乃至（ｆ）に示す）を出力する比較手段
および増幅手段等で構成した位置検出回路１３とからな
っている。

【００２１】さらに、上記マイクロコンピュータ１４
は、少なくとも空気調和機の例えば室外側に必要な各種
回路との入出力を行い、同室外側を制御する一方、従来
例と同様に、内部で変調波と所定の波高値、所定の周波
数の基本波Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１との交点に基づいて第１の
駆動信号であるＰＷＭ信号Ｕ１，Ｘ１，Ｖ１，Ｙ１，Ｗ
１，Ｚ１を第１のドライブ回路７に出力し、第１のドラ
イブ回路７は、入力された第１の駆動信号に基づいて、
第１の駆動回路５の各トランジスタＵ１，Ｘ１，Ｖ１，
Ｙ１，Ｗ１，Ｚ１をオン、オフし、第１の駆動回路５に
入力された第１の電源回路４からの直流電圧を所定の電
圧、所定の周波数の三相交流電圧Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１に変
換して誘導電動機１の三相巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１に印加
し、誘導電動機１を所定の回転数で回転制御する。また
上記マイクロコンピュータ１４は、これと同時に、上記
位置検出信号を入力し、同位置検出信号に基づいてブラ
シレスモータ２が回転するように第２の駆動回路１０の
各トランジスタＵ３，Ｖ３，Ｗ３，Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３を
所定にオンして第２の電源回路８の正端子および負端子
とブラシレスモータ２の三相巻線Ｕ３，Ｖ３，Ｗ３との
接続を切り替え、同三相巻線Ｕ３，Ｖ３，Ｗ３に第２の
電源回路８による直流電圧を三相交流電圧に変換して印
加するための第２の駆動信号を発生するとともに、同第
２の駆動信号のうち、第２の駆動回路１０の上アーム１
０ａまたは下アーム１０ｂの少なくとも一方のアーム、
例えば下アーム１０ｂの各トランジスタＸ３，Ｙ３，Ｚ
３を所定にオンする駆動信号Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３（図２
（ｊ）乃至（ｌ）に示す）のオン部分を同駆動信号の周
波数より高い周波数で各トランジスタＸ３，Ｙ３，Ｚ３
を所定にオン、オフする所定のオン、オフ比のチョッピ
ング信号とし、かつ上記オン部分をそのチョッピング信
号とした駆動信号である下アーム１０ｂの駆動信号Ｘ
３，Ｙ３，Ｚ３およびその他の駆動信号である上アーム
１０ａの駆動信号Ｕ３，Ｖ３，Ｗ３（図２（ｇ）乃至
（ｉ）に示す）を第２の駆動回路１０の各トランジスタ
Ｕ３，Ｖ３，Ｗ３，Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３を駆動する第２の
駆動信号として第２のドライブ回路１５に出力する。

【００２２】上記第２のドライブ回路１５は、入力した
第２の駆動信号にしたがって第２の駆動回路１０の各ト
ランジスタＵ３，Ｖ３，Ｗ３，Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３を所定
にオンすると同時に、第２の駆動回路１０の上アーム１
０ａおよび下アーム１０ｂの少なくとも一方のアームで
ある下アーム１０ｂの各トランジスタＸ３，Ｙ３，Ｚ３
のオン時に上記チョッピング信号にしたがって同トラン
ジスタＸ３，Ｙ３，Ｚ３をチョッピング駆動し、第２の
電源回路８からの直流電圧を三相交流電圧に変換する際
にチョッピングし、変換した三相交流電圧を所定電圧と
し、この所定電圧の三相交流電圧Ｕ３，Ｖ３，Ｗ３（図
２（ｍ）乃至（ｏ）に示す）をブラシレスモータ２の三
相巻線Ｕ３，Ｖ３，Ｗ３に印加し、ブラシレスモータ２
を回転制御する。

【００２３】なお、上記位置検出手段は、この実施例に
限らず、ブラシレスモータ２の回転子の位置を検出して
位置検出信号を出力するものであればよい。例えば、こ
の実施例の位置検出回路１３である比較手段および増幅
手段をマイクロコンピュータ１４の内部に備え、ホール
素子を位置検出手段とし、その出力を位置検出信号とし
て、マイクロコンピュータ１４に入力してもよい。ま
た、上記ホール素子、比較手段および増幅手段を備えた
ホールＩＣを位置検出手段としてもよく、その出力を位
置検出信号としてマイクロコンピュータ１４に入力する
ようにしてもよい。さらに、ブラシレスモータ２の三相
巻線に誘起される逆起電圧を利用して回転子の位置を検
出する場合、ブラシレスモータ２の三相巻線を位置検出
センサとして共用し、三相巻線の端子電圧を積分手段お
よび比較手段による位置検出回路によって位置検出信号
に変換し、マイクロコンピュータ１４に入力してもよ
く、この場合三相巻線および位置検出回路が位置検出手
段となる。またこの位置検出回路の積分手段および比較
手段をマイクロコンピュータ１４の内部に備え、三相巻
線を位置検出手段とし、三相巻線の端子電圧を位置検出
信号としてマイクロコンピュータ１４に入力してもよ
い。

【００２４】また、この実施例では、誘導電動機１の電
源を得る第１の電源回路４およびブラシレスモータ２の
電源を得る第２の電源回路８を使用しているが、これに
限らず、例えば交流電源３を直流電源に変換する１つの
電源回路の出力側に第１および第２の駆動回路５，１０
を並列に接続して直流電圧を供給するようにしてもよ
く、例えば第１の電源回路４のみで、この出力側に並列
に第１の駆動回路５および第２の駆動回路１０を接続し
てもよい。

【００２５】さらに、この実施例では、空気調和機の圧
縮機に誘導電動機１、送風機にブラシレスモータ２を使
用しているが、これに限らず、圧縮機および送風機の一
方に誘導電動機１、他方にブラシレスモータ２を使用す
ればよく、例えば圧縮機にブラシレスモータ２、送風機
に誘導電動機１を使用してもよい。またこの実施例では
その送風機を室外側の送風機としているが、これに限ら
ず、空気調和機に使用される送風機であればよく、例え
ば室内側の送風機であってもよい。また、この実施例で
はマイクロコンピュータ１４によって回転制御される誘
導電動機１およびブラシレスモータ２はそれぞれ１台ず
つで、つまり圧縮機、送風機が１台ずつであるが、これ
に限らず、各１台以上であればよく、例えば圧縮機、室
内側の送風機、室外側の送風機をマイクロコンピュータ
１４によって回転制御してもよく、または圧縮機２台、
室外側の送風機２台をマイクロコンピュータ１４によっ
て回転制御してもよい。これらの場合、圧縮機および送
風機の一方に少なくとも１台の誘導電動機１、他方に少
なくとも１台のブラシレスモータが使用されていればよ
く、例えば２台の圧縮機に誘導電動機１とブラシレスモ
ータ２を用い、２台の室外側の送風機に誘導電動機１と
ブラシレスモータ２を用いるようにしてもよい。

【００２６】さらにまた、この実施例では、上記誘導電
動機１およびブラシレスモータ２を回転制御するマイク
ロコンピュータ１４を空気調和機の室外側を制御するマ
イクロコンピュータとしたが、これに限らず、空気調和
機の制御用マイクロコンピュータであればよく、例えば
室内側を制御するマイクロコンピュータであってもよ
く、または室内側および室外側を制御するマイクロコン
ピュータ、つまり空気調和機全体を制御するマイクロコ
ンピュータであってもよい。

【００２７】次に、図３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１４におけるブラシレスモー
タ２の回転数制御の動作を詳しく説明すると、上記マイ
クロコンピュータ１４において、送風機のブラシレスモ
ータ２を回転制御するために、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２の駆動回路１０の各
トランジスタを所定にオンする第２の駆動信号が出力ポ
ートを介して出力される。この出力された第２の駆動信
号のうち、第２の駆動回路１０の下アーム１０ｂの各ト
ランジスタを所定にオンする駆動信号は、そのオン部分
がマイクロコンピュータ１４内部にて同駆動信号の周波
数よりも高い周波数で、かつ所定のオン、オフ比のチョ
ッピング信号とされている。これにより、ブラシレスモ
ータ２の三相巻線には第２の駆動回路１０から、所定の
オン、オフ比でチョッピングされた所定の三相交流電圧
が印加され、同ブラシレスモータ２が回転される。

【００２８】このとき、上記マイクロコンピュータ１４
においては入力された位置検出信号に基づいてブラシレ
スモータ２の回転数が算出され（ステップＳＴ１）、こ
の算出回転数とブラシレスモータ２の所定の回転数とが
比較される（ステップＳＴ２，ＳＴ４）。この場合、例
えば図２（ｄ）乃至（ｆ）に示す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、ブラシレスモータ２の回転数を算出することができ
る。

【００２９】上記算出回転数が所定の回転数より小さい
ときには（ステップＳＴ２）、第２の駆動回路１０を構
成する下アーム１０ｂの各トランジスタを所定にオンす
る駆動信号のオン部分におけるチョッピング信号のオン
時間が増加され（オフ時間が減少され、オン、オフ比が
可変され）（ステップＳＴ３）、つまりブラシレスモー
タ２の三相巻線に印加される電圧が高くされるため、同
ブラシレスモータ２の回転数が上昇される。

【００３０】一方、上記算出回転数が所定の回転数より
大きいときには（ステップＳＴ４）、上記第２の駆動回
路１０の下アーム１０ｂの各トランジスタを所定にオン
する駆動信号のオン部分におけるチョッピング信号のオ
ン時間が減少され（オフ時間が増加され、オン、オフ比
が可変され）（ステップＳＴ５）、つまりブラシレスモ
ータ２の三相巻線に印加される電圧が低くされるため、
同ブラシレスモータ２の回転数が下降される。

【００３１】上記ステップＳＴ１乃至ＳＴ５の繰り返し
により、上記送風機のブラシレスモータ２の回転数が可
変制御され、所定の回転数に近付けられるとともに、同
ブラシレスモータ２は所定の回転数で一定に回転制御さ
れる。

【００３２】ところで、上記マイクロコンピュータ１４
は、例えば図４の一例に示すように、空気調和機の制御
に必要な各種回路との入出力を行い、空気調和機を制御
する空気調和機の制御手段１４ｓと、誘導電動機１を回
転制御するための第１の駆動信号を発生する第１の駆動
信号発生手段１４ａと、ブラシレスモータ２を回転制御
するための第２の駆動信号を発生する第２の駆動信号発
生手段１４ｂとを内部に備えている。

【００３３】上記第１の駆動信号発生手段１４ａはタイ
マ手段を有し、この例の場合三相の誘導電動機１を回転
制御するために第１の駆動回路５の６個のトランジスタ
Ｕ１，Ｘ１，Ｖ１，Ｙ１，Ｗ１，Ｚ１を所定にオン、オ
フする６本のＰＷＭ信号を第１の駆動信号Ｕ３，Ｘ３，
Ｖ３，Ｙ３，Ｗ３，Ｚ３として発生するＰＷＭ信号発生
手段である（図７（ｂ）乃至（ｇ）を参照）。マイクロ
コンピュータ１４は変調波の半周期Ｔｆにおいて変調波
と基本波Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１との交点を求め（図７（ａ）
を参照）、各交点までの時間Ｔｕ１，Ｔｖ１，Ｔｗ１を
求める（図７（ｂ），（ｄ），（ｆ）を参照）。する
と、マイクロコンピュータ１４は変調波の半周期Ｔｆを
メモリ１４ｃにセットするとともに、その求めた値Ｔｕ
１，Ｔｖ１，Ｔｗ１をメモリ１４ｄ，１４ｅ，１４ｆに
セットする。

【００３４】そして、タイマカウンタ１４ｈをリセット
してスタートし、これと同時に、比較手段１４ｇから出
力される３本のＵ１，Ｖ１，Ｗ１の信号がＬレベルにさ
れる。しかる後、同比較手段１４ｇにてタイマカウンタ
１４ｈのカウント値とメモリ１４ｄ，１４ｅ，１４ｆの
値Ｔｕ１，Ｔｖ１，Ｔｗ１とがそれぞれ比較され、一致
するとそれぞれの出力信号が反転される。また、上記タ
イマカウンタ１４ｈのカウント値が変調波の半周期Ｔｆ
であるメモリ１４ｃの値と一致すると、上記比較手段１
４ｇはタイマカウンタ１４ｈをリセットする。この間
に、マイクロコンピュータ１４内部において、変調波の
次の半周期における変調波と基本波Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１と
の交点が求められ、この交点から新たにＴｕ１，Ｔｖ
１，Ｔｗ１が求められており、マイクロコンピュータ１
４は、この新たに求めた値Ｔｕ１，Ｔｖ１，Ｔｗ１を上
記タイマカウンタ１４ｈのリセットと同時にメモリ１４
ｄ，１４ｅ，１４ｆに再びセットし、タイマカウンタ１
４ｈを再スタートさせる。以後同様に上記処理が繰り返
され、比較手段１４ｇからは図７（ｂ），（ｄ），
（ｆ）に示すＵ１，Ｖ１，Ｗ１のＰＷＭ信号が出力され
る。

【００３５】また、上記３本のＰＷＭ信号Ｕ１，Ｖ１，
Ｗ１が反転手段１４ｉ，１４ｊ，１４ｋによりそれぞれ
反転されて図７（ｃ），（ｅ），（ｇ）に示すＸ１，Ｙ
１，Ｚ１のＰＷＭ信号にされ、これら反転されたＰＷＭ
信号Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１および非反転の信号Ｕ１，Ｖ１，
Ｗ１がデットタイム発生手段１４ｌに入力される。この
デットタイム発生手段１４ｌは遅延手段であり、第１の
駆動回路５の同相の２つのトランジスタ（Ｕ１とＸ１，
Ｖ１とＹ１，Ｗ１とＺ１）が同時にオンして電源を短絡
するのを防止するため、例えば入力されたＵ１，Ｘ１，
Ｖ１，Ｙ１，Ｗ１，Ｚ１のＰＷＭ信号の立ち上がりを所
定時間遅らせて出力し、同相の２つのトランジスタが同
時にＨレベル（オン）になるのを防止するものである。
このようにして第１の駆動信号発生手段１４ａから第１
の駆動信号である６本のＰＷＭ信号Ｕ１，Ｘ１，Ｖ１，
Ｙ１，Ｗ１，Ｚ１が発生されて、マイクロコンピュータ
１４から出力される。

【００３６】なお、これと同時に上記マイクロコンピュ
ータ１４は、誘導電動機１を所定の回転数とするため
に、同所定の回転数に応じて上記基本波Ｕ１，Ｖ１，Ｗ
１を所定の波高値、所定の周波数に可変することによっ
て変調波と基本波との交点を可変し、これによりメモリ
１４ｄ，１４ｅ，１４ｆにセットされる値Ｔｕ１，Ｔｖ
１，Ｔｗ１を可変し、６本のＰＷＭ信号のパルス幅（オ
ン、オフのタイミング）を可変して出力し、誘導電動機
１の回転数を可変して所定の回転数で回転制御する。ま
た必要に応じてメモリ１４ｃにセットする変調波の半周
期Ｔｆを可変するようにしてもよい。

【００３７】一方、上記第２の駆動信号発生手段１４ｂ
は、駆動信号発生手段１４ｍにおいて位置検出回路１３
からの位置検出信号（図５（ａ）乃至（ｃ）に示す）を
入力し、この位置検出信号に基づいてブラシレスモータ
２が回転するように、第２の駆動回路１０の各トランジ
スタＵ３，Ｖ３，Ｗ３，Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３を所定にオン
する図５（ｄ）乃至（ｉ）に示す第２の駆動信号Ｕ３，
Ｖ３，Ｗ３，Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３を発生する。また、タイ
マカウンタ１４ｑ、メモリ１４ｏ，１４ｐおよび比較手
段１４ｎで構成されたチョッピング信号発生手段におい
て、上記発生された第２の駆動信号の周波数より高い周
波数で所定のオン、オフ比の図５（ｊ）に示すチョッピ
ング信号を発生する。マイクロコンピュータ１４によっ
てメモリ１４ｏ，１４ｐにはチョッピング信号の周期Ｔ
ｃ、チョッピング信号のオン時間Ｔｏｎがセットされ、
タイマカウンタ１４ｑがリセットされ、スタートされる
と同時に出力チョッピング信号がＨレベル（オン）にさ
れる。その後、比較手段１４ｎによってタイマカウンタ
１４ｑのカウント値とメモリ１４ｐのチョッピング信号
のオン時間Ｔｏｎとが比較され、一致した時点で出力チ
ョッピング信号がＬレベルに（オフ）にされる。しかる
後、比較手段１４ｎによってタイマカウンタ１４ｑのカ
ウント値とメモリ１４ｏのチョッピング信号の周期Ｔｃ
とが比較され、一致するとタイマカウンタ１４ｑがリセ
ットされ、再スタートされると同時に出力チョッピング
信号がＨレベル（オン）にされる。以後同様に上記処理
が繰り返され、チョッピング信号発生手段から図５
（ｊ）に示すチョッピング信号が発生される。

【００３８】さらに、チョッピング手段１４ｒは、上記
発生された第２の駆動信号およびチョッピング信号を入
力し、同第２の駆動信号のうち第２の駆動回路１０の上
アーム１０ａまたは下アーム１０ｂの少なくとも一方の
アーム、例えば下アーム１０ｂの各トランジスタＸ３，
Ｙ３，Ｚ３を所定にオンする駆動信号Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３
のオン部分を図５（ｎ）乃至（ｐ）に示すように上記チ
ョッピング信号によりチョッピングする。これは、チョ
ッピングされる駆動信号Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３とチョッピン
グ信号との論理積または論理和、例えば論理積をとるこ
とで行われ、図５（ｇ）乃至（ｉ）に示す発生した駆動
信号Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３がＨレベルで、かつ図５（ｊ）に
示す発生したチョッピング信号がＨレベル時のみに図５
（ｎ）乃至（ｐ）に示す出力する駆動信号Ｘ３，Ｙ３，
Ｚ３がＨレベルとなっており、その結果駆動信号Ｘ３，
Ｙ３，Ｚ３のオン部分が発生したチョッピング信号とな
る。このようにして発生されたオン部分をチョッピング
信号とした駆動信号Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３（図５（ｎ）乃至
（ｐ）に示す）およびその他の駆動信号Ｕ３，Ｖ３，Ｗ
３（図５（ｋ）乃至（ｍ）に示す）がマイクロコンピュ
ータ１４から第２の駆動信号として出力される。また、
このときマイクロコンピュータ１４は図３に示すフロー
チャート図にしたがって上記メモリ１４ｐにセットする
チョッピング信号のオン時間Ｔｏｎを所定に可変し、第
２の駆動信号Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３のオン部分のチョッピン
グのオン、オフ比を可変し、ブラシレスモータ２の回転
数を可変して所定の回転数で回転制御する。なお、メモ
リ１４ｐにセットするチョッピング信号の周期Ｔｃを必
要に応じて可変するようにしてもよい。

【００３９】また、上記マイクロコンピュータ１４の一
例においては、誘導電動機１を回転制御する第１の駆動
信号およびブラシレスモータ２を回転制御する第２の駆
動信号をそれぞれ１組ずつ出力しているが、これに限ら
ず、各１組以上であればよく、複数の誘導電動機１、ま
たは複数のブラシレスモータ２を回転制御する複数組の
第１の駆動信号または複数組の第２の駆動信号を出力す
るようにしてもよい。この場合、図４に示す第１の駆動
信号発生手段１４ａを構成するタイマカウンタ１４ｈお
よびメモリ１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ、比較手段
１４ｇ、反転手段１４ｉ，１４ｊ，１４ｋ、デットタイ
ム発生手段１４ｌ、また第２の駆動信号発生手段１４ｂ
を構成する駆動信号発生手段１４ｍ，チョッピング信号
発生手段のタイマカウンタ１４ｑ、メモリ１４ｏ，１４
ｐおよび比較手段１４ｎ、チョッピング手段１４ｒを必
要に応じて増やしてもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、空気調和機に必要な圧縮機および送風機を駆動する
モータとして一方に誘導電動機、他方にブラシレスモー
タを用い、同じく空気調和機に必要な空気調和機の制御
を行うマイクロコンピュータによって誘導電動機および
ブラシレスモータを回転制御することにより、空気調和
機の制御手段として、空気調和機に必要なマイクロコン
ピュータだけで済ませることができ、またブラシレスモ
ータを駆動するために可変直流電圧を出力するスイッチ
ング電源を必要としないため、制御回路および電源回路
が簡単になり、部品点数を大幅に削減することができ、
ひいてはコスト低下を実現することができるとともに、
小型化を図ることができる。

【００４１】また、この発明の空気調和機の制御方法に
よれば、ブラシレスモータの回転数を算出し、所定の回
転数となるように回転制御を行っていることから、負荷
の変動によりブラシレスモータの回転数が変動すること
もなく、所定の回転数で一定に回転制御することができ
る。

【００４２】さらにはマイクロコンピュータによって回
転制御する誘導電動機およびブラシレスモータの台数が
多いほど上記効果が大きくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示し、空気調和機の制御
方法が適用される空気調和機の制御回路の概略的ブロッ
ク線図である。

【図２】図１に示す空気調和機の制御回路の動作を説明
するタイムチャート図である。

【図３】図１に示す空気調和機の制御回路の動作を説明
するフローチャート図である。

【図４】図１に示す空気調和機の制御回路のマイクロコ
ンピュータの概略的ブロック線図である。

【図５】図４に示すマイクロコンピュータの動作を説明
するタイムチャート図である。

【図６】従来の空気調和機の制御回路の概略的ブロック
線図である。

【図７】図６に示す空気調和機の制御回路の動作を説明
するタイムチャート図である。

【図８】図６に示す空気調和機の制御回路の動作を説明
するタイムチャート図である。

【符号の説明】

１誘導電動機（三相誘導電動機；圧縮機の）２ブラシレスモータ（三相ブラシレスモータ；送風機
の）３交流電源４第１の電源回路５第１の駆動回路７第１のドライブ回路８第２の電源回路１０第２の駆動回路１１位置検出センサ１３位置検出回路１４マイクロコンピュータ１５第２のドライブ回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空気調和機を制御するマイクロコンピュ
ータと、同空気調和機の圧縮機または送風機の一方を駆
動する誘導電動機と、その他方を駆動するブラシレスモ
ータとを備えた空気調和機であって、複数のスイッチ手段を有し、該複数のスイッチ手段のオ
ン、オフにより直流電圧を交流電圧に変換して前記誘導
電動機に供給する第１の駆動手段と、前記ブラシレスモータの回転子の位置を検出して位置検
出信号を出力する位置検出手段と、直流電源の正端子と前記ブラシレスモータの複数の巻線
との接続を切り替える複数のスイッチ手段からなる上ア
ームと、同複数の巻線と前記直流電源の負端子との接続
を切り替える複数のスイッチ手段からなる下アームとで
構成した第２の駆動手段とを有し、前記マイクロコンピュータは、前記第１の駆動手段の複
数のスイッチ手段を所定にオン、オフして前記直流電圧
を所定の電圧、所定の周波数の交流電圧に変換するため
の第１の駆動信号を出力して前記誘導電動機を回転制御
し、また前記マイクロコンピュータは、前記位置検出信号を
入力し、同位置検出信号に基づいて前記第２の駆動手段
の上アームおよび下アームの複数のスイッチ手段を所定
にオンして前記直流電源の正端子および負端子と前記ブ
ラシレスモータの複数の巻線との接続を切り替え、同複
数の巻線に同直流電源による直流電圧を交流電圧に変換
して印加し、同ブラシレスモータを回転させるための第
２の駆動信号を発生するとともに、同第２の駆動信号の
うち前記第２の駆動手段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複数のスイッチ手段を所定にオ
ンする駆動信号のオン部分を同駆動信号の周波数より高
い周波数で同複数のスイッチ手段を所定にオン、オフす
る所定のオン、オフ比のチョッピング信号とし、前記オ
ン部分をチョッピング信号とした駆動信号および同駆動
信号以外の駆動信号を前記第２の駆動手段の上アームお
よび下アームの複数のスイッチ手段を駆動する第２の駆
動信号として出力し、同第２の駆動信号によって同第２
の駆動手段の上アームおよび下アームの複数のスイッチ
手段を所定にオンすると同時に、同第２の駆動手段の上
アームまたは下アームの少なくとも一方のアームの複数
のスイッチ手段のオン時に前記チョッピング信号により
同複数のスイッチ手段をチョッピング駆動し、前記直流
電源による直流電圧を交流電圧に変換すると同時にチョ
ッピングし、該チョッピングされた所定の交流電圧を前
記ブラシレスモータの複数の巻線に印加して同ブラシレ
スモータを回転制御するようにしたことを特徴とする空
気調和機の制御方法。
【請求項２】前記マイクロコンピュータは、入力され
た前記位置検出信号に基づいて前記ブラシレスモータの
回転数を算出し、同算出した回転数が所定の回転数とな
るように前記チョッピング信号のオン、オフ比を可変す
る請求項１記載の空気調和機の制御方法。
【請求項３】前記マイクロコンピュータは、少なくと
も前記誘導電動機およびブラシレスモータを回転制御す
るための手段として前記第１の駆動信号を発生する第１
の駆動信号発生手段と前記第２の駆動信号を発生する第
２の駆動信号発生手段とを有しており、前記第１の駆動信号発生手段は前記誘導電動機を回転制
御するために前記第１の駆動手段の複数のスイッチ手段
を所定にオン、オフする第１の駆動信号である複数のＰ
ＷＭ信号を発生し、かつ同ＰＷＭ信号のオン、オフのタ
イミングをタイマ手段により発生するＰＷＭ信号発生手
段であり、前記第２の駆動信号発生手段は前記ブラシレスモータを
回転制御するために前記位置検出信号に基づいて前記第
２の駆動手段の上アームおよび下アームの複数のスイッ
チ手段を所定にオンする第２の駆動信号を発生する駆動
信号発生手段と、同発生した第２の駆動信号の周波数よ
り高い周波数で所定のオン、オフ比のチョッピング信号
を発生し、かつ同チョッピング信号のオン、オフのタイ
ミングをタイマ手段により発生するチョッピング信号発
生手段と、前記発生した第２の駆動信号のうち前記第２
の駆動手段の上アームまたは下アームの少なくとも一方
のアームの複数のスイッチ手段を所定にオンする駆動信
号のオン部分を前記発生したチョッピング信号によりチ
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。
【請求項４】前記チョッピング手段は前記オン部分を
チョッピングする駆動信号と前記発生したチョッピング
信号との論理積あるいは論理和をとり、同駆動信号のオ
ン部分をチョッピングする請求項３記載の空気調和機の
制御方法。