JPH06337173A - 空気調和機の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空気調和機において、圧縮機の運転電流の検
出系にノイズがのっても確実に運転電流の値を把握し
て、過電流保護を行う制御方法を確立する。 【構成】圧縮機１の運転電流を変流器５により一定時間
ごとに近接した所定間隔の２時点で検出し、Ａ／Ｄコン
バータ８で数値化し、マイコン１０によりこの２時点で
の検出値が所定範囲内で一致するか否かを判定し、一致
した場合にその一致した値を運転電流値として採用し、
ノイズのため一致しないような場合はその値を破棄し、
採用した値をテーブル１０上の圧縮機過電流設定値と比
較して、採用した値が過電流設定値以上の場合に圧縮機
１を停止あるいは抑制運転する過電流保護制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気調和機の制御方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術としては、特開平１−２３４
７４０号公報に、空気調和機およびその他の機器を接続
する給電線の電流を検出し、給電線に過電流が流れた時
に空気調和機を抑制運転または停止するように制御する
方法が開示されている。これは、電流検出値が予め設定
した上限設定値を超えた時に、空気調和機を抑制運転あ
るいは停止し、電流検出値が予め設定した下限設定値を
下回った時に、空気調和機の運転を復帰させる制御方法
である。しかし、この従来の制御方法においては、電流
値を検出する際に、検出系にのったノイズの影響で過電
流の発生を誤って検知することに対する防止策について
は述べられていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に圧縮機の過電流
保護制御を行う際は、変流器によって電流値を検出し、
制御機構にて過電流に対応する設定値を決め、その設定
値を基に過電流保護制御を行う。上記の従来技術におい
ては過電流保護の点については考慮されているが、電流
値を一度検出するだけあり、この場合検出値にノイズが
のった場合、誤検知して圧縮機を誤動作させるという問
題がある。また空気調和機の制御のために、圧縮機の過
電流の他に圧縮機の温度や吐出圧力、凝縮器の配管温度
等を検出する。これら温度、圧力の検出値がノイズの影
響で誤って検出された場合に空気調和機を誤動作させる
という問題が生じる。

【０００４】本発明の目的は、上記問題を解決して、空
気調和機の制御にかかわる因子をノイズに影響されるこ
となく検出でき、誤動作のない空気調和機の制御方法を
提供することにある。

【０００５】また本発明の別の目的は、圧縮機起動時に
生じる突入電流を避けて制御因子をタイミングよく高い
信頼性をもって検知する空気調和機の制御方法を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第１の空気調和機の制御方法は、圧縮機、
凝縮器、膨張機構および蒸発器の各機器から冷凍サイク
ルを構成する空気調和機において、圧縮機の運転電流を
一定時間ごとに近接した所定間隔の２時点で検出し、こ
の２時点での電流検出値が所定範囲内で一致するか否か
を判定し、一致した場合にこの一致した値を最新値とし
て既に運転電流として記憶した値を更新し、一致しない
場合は既に運転電流として記憶した値を最新値として保
持し、この最新値が圧縮機の過電流設定値以上であるか
否かを判定し、以上の場合に圧縮機を停止あるいは抑制
運転することを特徴とする。ただし圧縮機の起動から所
定時間内は、最新値が圧縮機の過電流設定値以上である
か否かの判定を中止するものとする。

【０００７】また、本発明の第２の空気調和機の制御方
法は、上記各機器から構成する空気調和機において、圧
縮機の冷媒吐出圧力を一定時間ごとに近接した所定間隔
の２時点で検出し、２時点での冷媒吐出圧力検出値が所
定範囲内で一致するか否かを判定し、一致した場合にこ
の一致した値を最新値として既に冷媒吐出圧力として記
憶した値を更新し、一致しない場合は既に冷媒吐出圧力
として記憶した値を最新値として保持し、この最新値を
基に膨張機構の開度を制御することを特徴とする。

【０００８】また本発明の第３の空気調和機の制御方法
は、上記各機器から構成する空気調和機において、圧縮
機の温度を一定時間ごとに近接した所定間隔の２時点で
検出し、２時点での温度検出値が所定範囲内で一致する
か否かを判定し、一致した場合に圧縮機の温度を記憶す
るメモリの値を更新し、一致しない場合にはメモリに既
に記憶されている値を保持し、このメモリの記憶する値
を基に膨張機構の開度を制御することを特徴とする。

【０００９】また本発明の第４の空気調和機の制御方法
は、上記各機器から構成する空気調和機において、凝縮
器の冷媒液側配管温度を一定時間ごとに近接した所定間
隔の２時点で検出し、２時点での温度検出値が所定範囲
内で一致するか否かを判定し、一致した場合にこの一致
した値を最新値として既に配管温度として記憶した値を
更新し、一致しない場合は既に配管温度として記憶した
値を最新値として保持し、この最新値を基に除霜運転の
制御を行うことを特徴とする。

【００１０】また本発明の第５の空気調和機の制御方法
は、上記各機器から構成する空気調和機において、外気
温度を一定時間ごとに近接した所定間隔の２時点で検出
し、２時点での温度検出値が所定範囲内で一致するか否
かを判定し、一致した場合にこの一致した値を最新値と
して既に外気温度として記憶した値を更新し、一致しな
い場合は既に外気温度として記憶した値を最新値として
保持し、この最新値を基に圧縮機の運転開始の可否を決
定するように制御することを特徴とする。

【００１１】本発明の別の目的を達成するために、本発
明の第６の空気調和機の制御方法は、上記各機器から構
成する空気調和機において、定常運転時に圧縮機の運転
電流、温度及び吐出圧力と凝縮器の液冷媒側配管温度と
外気温度の各因子を順次に一定時間ごとに近接した所定
間隔の２時点で検出し、各因子それぞれのチャンネルを
介して取り込まれる検出値をＡ／Ｄコンバータにより数
値化して、マイクロコンピュータにより２時点での各因
子の検出値がそれぞれ所定範囲内で一致するか否かを判
定し、一致した場合にこの一致した値を最新値として既
に各因子のメモリに記憶した値を更新し、一致しない場
合は各メモリに既に記憶されていた値を保持し、該各メ
モリに記憶された値を基に冷凍サイクルを制御し、一
方、圧縮機の起動から所定時間内は、Ａ／Ｄコンバータ
のチャンネルを圧縮機の運転電流を検出するチャンネル
に固定して一定時間ごとに検出し、この検出値により運
転電流のメモリに記憶する値を更新し、このメモリの値
を冷凍サイクルの制御に用いることを中止することを特
徴とする。

【００１２】

【作用】本発明の第１ないし第６それぞれの空気調和機
の制御方法においては、基本的に検出系にのるノイズは
急峻な立上り立ち下がりを示し、それに比べて制御因子
は変化してもなだらかな変化を示すという考えがある。
従って近接した所定間隔の２時点の間隔で制御因子を検
出すれば、ノイズをピックアップした場合には一時点で
の検出値はノイズの値となり、他時点での検出値は制御
因子の値となり、それらの値は大きな差があるので、ノ
イズと判定でき、一方、両時点での検出値の差が小さな
範囲内にあればその値を制御因子の値と判定することが
でき、この判定方法により制御因子の誤検知を防止する
ことができ、正確に検出した各制御因子の値を基に空気
調和機を的確に制御することができる。

【００１３】また、第１及び第６の空気調和機におい
て、圧縮機の起動から所定時間内に検知した値を冷凍サ
イクルの制御に用いることを中止するのは、圧縮機の起
動時には大きな突入電流が生じ、これを検出すれば、圧
縮機の保護制御により運転停止となるからである。

【００１４】また第６の空気調和機において、圧縮機起
動所定時間内、マイクロコンピュータに接続するＡ／Ｄ
コンバータのチャンネルを圧縮機の運転電流のチャンネ
ルに固定することにより、信頼性の高い運転電流の検知
を可能とするからである。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図１は本発明の制御方法を具現化する空気調和機に
おける圧縮機の過電流保護を行う制御回路図、図２は圧
縮機の運転電流の交流波形とその運転電流の実効値なる
検出電圧を示す図である。

【００１６】空気調和機は、概して圧縮機、凝縮器、膨
張機構および蒸発器から構成されている。圧縮機１は、
図１に示すように、電磁接触器２を介して３相交流電源
に接続されており、制御基板１１上の運転・停止用補助
リレー４をＯＮすることにより電磁接触器用コイル３を
通電し、そして電磁接触器２をＯＮして運転をする。圧
縮機１の運転電流ｉは変流器５によって検出し、ブリッ
ジ整流回路６、平滑コンデンサ７を介して直流に変換さ
れ、検出電圧ＶcとしてＡ／Ｄコンバータ８で数値化さ
れて、マイコン１０に読み込まれる。マイコン１０は、
過電流設定値テーブル９を備えており、検出電圧Ｖcと
過電流に対応する設定値と比較して、検出電圧がその流
設定値より大きい場合に、圧縮機の保護制御を行う。

【００１７】図２に示すように、圧縮機１の運転電流ｉ
が徐々に大きくなり過電流に移行するにつれて、検出電
圧Ｖcも徐々に高くなり過電流に対応する電圧に達す
る。マイコン１０は、検出電圧Ｖcが過電流設定値テー
ブル９の設定値に達した時、運転・停止用補助リレー４
の通電をＯＦＦし、電磁接触器２をＯＦＦしして圧縮機
１の運転を停止する。このような過電流保護制御によっ
て、圧縮機１は過負荷から保護される。

【００１８】図３は圧縮機１の運転電流に対応する検出
電圧Ｖcをマイコン１０に読み込む要領、即ち本発明を
特徴づける”２度読み”を示している。過電流保護制御
のために検出される電流値（検出電圧Ｖc）は、３４０m
secの周期でマイコン１０に取込まれ、この時１度目と
２度目の読込みは２０msecの間隔で行われる。図中、Ａ
点及びＣ点においては１回目と２回目の読込み値が同一
であるため、マイコン１０はこの値を圧縮機の運転電流
として判断し、その都度最新値としてメモリに保持す
る。それに対して、ノイズが発生した検出値に影響を与
えたＢ点においては、１回目と２回目の読込み値が異な
るため、マイコン１０はこの値を圧縮機の運転電流でな
いと判断して破棄し、既に保持されていた電流値、つま
りＡ点の電流値がそのまま最新値としてマイコンに保持
される。かくして、圧縮機の運転電流を”２度読み”す
ることにより、真の運転電流を検知して、ノイズの影響
による誤検知を防ぎ、確実に圧縮機の過電流保護制御を
行うことができる。

【００１９】次に本発明の他の実施例について、図４及
び図５を用いて説明する。図４は前述の圧縮機の運転電
流検出機構にさらに温度検出機構、圧力検出機構を設け
た圧縮機の制御回路図であり、図５は上記各検出機構に
よるの２度読みの状況を示す図である。

【００２０】図４に示すように、空気調和機には、温度
検出機構として圧縮機の過熱を監視するための圧縮機用
サーミスタ１２、凝縮器の氷結を監視するための配管サ
ーミスタ１３、その他空気調和機の運転許可を決定する
外気温度を検出する外気サーミスタ１４を設け、サーミ
スタ１２，１３，１４からＡ／Ｄコンバータ８に取込ま
れる検出値を各々Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３とする。また、膨張
機構の制御にかかわる圧縮機の吐出圧力を検出する圧力
検出機構として圧力センサ１５を設け、Ａ／Ｄコンバー
タ８に取込まれる検出値をＶ４とする。圧縮機用サーミ
スタ１２、圧力センサ１５による検出値は凝縮器のファ
ンや冷凍サイクル冷媒のバイパス制御にも用いられ、ま
た外気サーミスタ１４の検出値は凝縮器のファンの制御
に用いられる。

【００２１】２度読みは、図５に示すように、圧縮機の
運転電流(Ｖc)、圧縮機上温度(Ｖ１)、配管温度(Ｖ
２)、外気温度(Ｖ３)、圧力(Ｖ４)の順に、周期的に実
施する。このように２度読みを行い、１回目と２回目の
読込み値が一致する時に、マイコン１０は検出値が正し
いとしてそれを記憶し、不一致の時にはそれを読み棄て
ることにより、過電流保護制御におけるノイズ対策だけ
でなく、温度検出機構、圧力検出機構からの検出値に関
しても、ノイズによる誤検知を防ぐことができる。

【００２２】図６は圧縮機の起動時における運転電流の
検出電圧波形とマイコンに検出値として保持される電流
値を示す図である。圧縮機１の起動時には、過渡的に大
きな突入電流が流れる。この突入電流を過電流検出機構
が検出し、マイコン１０に取込んでしまうと、マイコン
１０はそれを過電流と判断し、圧縮機１を停止するよう
に制御するので、圧縮機１は起動しないことになる。従
って、圧縮機１の起動直後の１秒間は、マイコンは圧縮
機の運転電流が過電流か否かの判断を行わず、起動して
１秒経過してから運転電流の検出値を保持するように制
御を行う。かくして圧縮機の起動時の突入電流によって
生じる誤検知を防ぐことができる。

【００２３】図７は過電流検出機構、温度検出機構、圧
力検出機構からの各検出値をマイコンに取込むタイミン
グを示す図である。従来は、起動直後から各検出機構か
らの検出値を順番に周期的にマイコンに取込むため、マ
イコンが検出値を読み込むために接続するＡ／Ｄコンバ
ータのチャンネルは、周期的に変わっていた。ここで
は、起動後１秒間、過電流保護制御のチャンネルに固定
し、マイコンが他のチャンネルを読込まないで、過電流
保護制御の検出値のみを取込むこととした。これによっ
て、圧縮機起動１秒間における運転電流の検出値を確実
につかみ信頼性の高い検知を行うことができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、第１の空気調和機の制
御方法を、圧縮機の運転電流を一定時間ごとに近接した
所定間隔の２時点で検出する、いわゆる２度読みして、
それら検出値が所定範囲内で一致した値を運転電流とし
て判定するように構成したので、検出系にノイズがのっ
ても誤検知がなく、その判定した値を圧縮機の過電流設
定値と比較して圧縮機の過電流保護制御を行うので、確
実に保護制御ができるという効果がある。

【００２５】また、第２、第３の空気調和機の制御方法
は、それぞれ圧縮機の冷媒吐出圧力、温度を２度読み
し、冷媒吐出圧力、温度を判定するように構成したの
で、検出系にノイズがのっても誤検知がなく、その判定
した値により確実に膨張機構の開度を制御できる。

【００２６】また第４の空気調和機の制御方法は、凝縮
器の冷媒液側配管温度を２度読みしその配管温度を判定
するように、また第５の空気調和機の制御方法は、外気
温度を２度読みし外気温度を判定するようにしたので、
検出系にノイズがのっても誤検知がなく、その判定した
配管温度の値により確実に除霜運転の制御でき、その判
定した外気温度により圧縮機の運転開始の可否を確実に
決定できる。

【００２７】また第６の空気調和機の制御方法を、定常
運転時に圧縮機の運転電流、温度及び吐出圧力と凝縮器
の液冷媒側配管温度と外気温度の各因子を順次に２度読
みし、各因子それぞれの検出値をＡ／Ｄコンバータによ
り数値化して、マイクロコンピュータにより所定範囲内
で一致する値を各因子の値として判定するようにしたの
で、検出系にノイズがのっても誤検知がなく、その判定
した各制御因子の値により確実に空気調和機の制御を行
うことができ、また圧縮機の起動から所定時間内は、圧
縮機の運転電流の検出値を冷凍サイクルの制御に用いる
ことを中止するようにしたので、圧縮機の起動時に生じ
る大きな突入電流により圧縮機が保護制御されて運転停
止となる誤動作を防止することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気調和機の制御方法の一実施例を適
用する制御回路である。

【図２】圧縮機の運転電流波形とその検出電圧波形を示
す図である。

【図３】圧縮機の過電流保護制御における電流の２点読
込みとマイコンに保持される電流値を示す図である。

【図４】本発明の別の実施例で、温度及び圧力検出機構
を設けた制御回路図である。

【図５】図４における２点読込みのタイミングを示す図
である。

【図６】圧縮機起動時の検出電圧波形とマイコンに保持
される電流値である。

【図７】過電流保護制御機構、温度検出機構、圧力検出
機構における各々の検出値をマイコンに取込むタイムチ
ャート図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 運転・停止用電磁接触器 ３ 電磁接触器用コイル ４ 運転・停止用補助リレー ５ 変流器 ６ ブリッジ整流回路 ７ 平滑コンデンサ ８ Ａ／Ｄコンバータ ９ 過電流設定値テーブル １０ マイコン １１ マイコン １２ 圧縮機上サーミスタ １３ 配管サーミスタ １４ 外気サーミスタ １５ 圧力センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 望月 佳彦 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 製作所清水工場内 (72)発明者 大西 孝典 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 製作所清水工場内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、凝縮器、膨張機構および蒸発器
   から冷凍サイクルを構成する空気調和機の制御方法にお
   いて、前記圧縮機の運転電流を一定時間ごとに近接した
   所定間隔の２時点で検出し、該２時点での電流検出値が
   所定範囲内で一致するか否かを判定し、一致した場合に
   該一致した値を最新値として既に前記運転電流として記
   憶した値を更新し、一致しない場合は既に前記運転電流
   として記憶した値を最新値として保持し、該最新値が前
   記圧縮機の過電流設定値以上であるか否かを判定し、以
   上の場合に圧縮機を停止あるいは抑制運転することを特
   徴とする空気調和機の制御方法。
2. 【請求項２】 前記圧縮機の起動から所定時間内、前記
   最新値が前記圧縮機の過電流設定値以上であるか否かの
   判定を中止することを特徴とする請求項１記載の空気調
   和機の制御方法。
3. 【請求項３】 圧縮機、凝縮器、膨張機構および蒸発器
   から冷凍サイクルを構成する空気調和機の制御方法にお
   いて、前記圧縮機の冷媒吐出圧力を一定時間ごとに近接
   した所定間隔の２時点で検出し、該２時点での冷媒吐出
   圧力検出値が所定範囲内で一致するか否かを判定し、一
   致した場合に該一致した値を最新値として既に前記冷媒
   吐出圧力として記憶した値を更新し、一致しない場合は
   既に前記冷媒吐出圧力として記憶した値を最新値として
   保持し、該最新値を基に前記膨張機構の開度を制御する
   ことを特徴とする空気調和機の制御方法。
4. 【請求項４】 圧縮機、凝縮器、膨張機構および蒸発器
   から冷凍サイクルを構成する空気調和機の制御方法にお
   いて、前記圧縮機の温度を一定時間ごとに近接した所定
   間隔の２時点で検出し、該２時点での温度検出値が所定
   範囲内で一致するか否かを判定し、一致した場合に該一
   致した値を最新値として既に前記圧縮機の温度として記
   憶した値を更新し、一致しない場合には既に前記圧縮機
   の温度として記憶した値を最新値として保持し、該最新
   値を基に前記膨張機構の開度を制御することを特徴とす
   る空気調和機の制御方法。
5. 【請求項５】 圧縮機、凝縮器、膨張機構および蒸発器
   から冷凍サイクルを構成する空気調和機の制御方法にお
   いて、前記凝縮器の冷媒液側配管温度を一定時間ごとに
   近接した所定間隔の２時点で検出し、該２時点での温度
   検出値が所定範囲内で一致するか否かを判定し、一致し
   た場合に該一致した値を最新値として既に前記配管温度
   として記憶した値を更新し、一致しない場合は既に前記
   配管温度として記憶した値を最新値として保持し、該最
   新値を基に除霜運転の制御を行うことを特徴とする空気
   調和機の制御方法。
6. 【請求項６】 圧縮機、凝縮器、膨張機構および蒸発器
   から冷凍サイクルを構成する空気調和機の制御方法にお
   いて、外気温度を一定時間ごとに近接した所定間隔の２
   時点で検出し、該２時点での温度検出値が所定範囲内で
   一致するか否かを判定し、一致した場合に該一致した値
   を最新値として既に前記外気温度として記憶した値を更
   新し、一致しない場合は既に前記外気温度として記憶し
   た値を最新値として保持し、該最新値を基に前記圧縮機
   の運転開始の可否を決定するように制御することを特徴
   とする空気調和機の制御方法。
7. 【請求項７】 圧縮機、凝縮器、膨張機構および蒸発器
   から冷凍サイクルを構成する空気調和機の制御方法にお
   いて、定常運転時に前記圧縮機の運転電流、温度及び吐
   出圧力と前記凝縮器の液冷媒側配管温度と外気温度の各
   因子を順次に一定時間ごとに近接した所定間隔の２時点
   で検出し、各因子それぞれのチャンネルを介して取り込
   まれる検出値をＡ／Ｄコンバータにより数値化して、マ
   イクロコンピュータにより該２時点での各因子の検出値
   がそれぞれ所定範囲内で一致するか否かを判定し、一致
   した場合に該一致した値を最新値として既に各因子のメ
   モリに記憶した値を更新し、一致しない場合は該メモリ
   に既に記憶されていた値を保持し、該各メモリに記憶さ
   れた値を基に冷凍サイクルを制御し、前記圧縮機の起動
   から所定時間内は、前記Ａ／Ｄコンバータのチャンネル
   を前記圧縮機の運転電流を検出するチャンネルに固定し
   て前記一定時間ごとに検出し、該検出値により前記運転
   電流のメモリに記憶する値を更新し、該メモリの値を冷
   凍サイクルの制御に用いることを中止することを特徴と
   する空気調和機の制御方法。