JPH0777439A - センサ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電源電圧の変動を人為的な調整を要すること
なく補うことができ、常に適正な検知が可能なセンサ回
路を提供する。 【構成】 圧力センサ４０は、第１の電源電圧Ｖｂによ
り動作して高圧側圧力Ｐｄを検知し、検知圧力に対応す
るレベルの電圧Ｖｐを出力する。この出力電圧Ｖｐは、
第１のＡ／Ｄ変換回路５１により、第２の電源電圧Ｖar
efを基準にデジタル信号に変換される。一方、第１の電
源電圧Ｖｂが、第２のＡ／Ｄ変換回路５２により、第２
の電源電圧Ｖarefを基準にデジタル信号に変換される。
これら変換回路の出力は補正回路５２へ送られ、そこで
第１のＡ／Ｄ変換回路５１の出力が第２のＡ／Ｄ変換回
路５２の出力によって補正される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、センサたとえば圧力
センサの出力を信号処理するセンサ回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、空気調和機は、冷凍サイクルの
高圧側配管に圧力センサを取付け、その圧力センサの検
知圧力（高圧側圧力）が異常上昇すると圧縮機の運転周
波数を低減するなどの高圧保護を行なう。これにより、
冷凍サイクル機器の寿命への悪影響を回避する。

【０００３】圧力センサおよびその信号処理回路の例を
図５に示す。図において、圧力センサ１は、感圧部２お
よびバッファ回路３からなり、電源電圧Ｖｂにより動作
し、感圧部２の感知圧力に対応するレベルの電圧をバッ
ファ回路３から出力する。このバッファ回路３として、
たとえば利得が“１”のボルテージフォロワが用いられ
る。

【０００４】圧力センサ１の出力電圧は調整回路４を介
して空気調和機の制御部５に入力される。調整回路４
は、電圧調整用の可変抵抗器を有しており、その可変抵
抗器の操作によって制御部５への入力電圧を調整するこ
とができる。

【０００５】制御部５は、マイクロコンピュータおよび
その周辺回路からなり、マイクロコンピュータ内にＡ／
Ｄ変換回路６およびＣＰＵ７を備えている。Ａ／Ｄ変換
回路６は、制御部５内の電源電圧Ｖaref を基準にし
て、調整回路４からの入力電圧をデジタル信号に変換す
る。このＡ／Ｄ変換回路６の出力は検知信号としてＣＰ
Ｕ７に取込まれる。ＣＰＵ７は、空気調和機の運転制御
の中枢をなすもので、Ａ／Ｄ変換回路６からの検知信号
を基に冷凍サイクルの高圧側圧力を監視し、その異常上
昇時に圧縮機の運転周波数を低減する高圧保護機能を有
する。

【０００６】ところで、空気調和機の運転負荷の変動な
どに伴い、圧力センサ駆動用の電源電圧Ｖｂに変動が生
じることがある。この場合、圧力センサ１の出力電圧も
変動し、適正な圧力検知が困難となる。同じく、空気調
和機の運転負荷の変動などに伴い、Ａ／Ｄ変換の基準と
なる電源電圧Ｖaref に変動が生じることがある。この
場合もやはり適正な圧力検知が困難となる。このような
電源電圧変動に対しては、調整回路４の可変抵抗器を操
作し、変動分を補う必要がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電源電
圧変動に対し、調整回路４の可変抵抗器をどれだけ操作
したらよいかの判断が非常に難しく、調整に長い時間が
かかってしまう。しかも、調整が終わった後で電源電圧
が再び変動することも多く、再度の調整が必要となって
面倒である。

【０００８】この発明は上記の事情を考慮したもので、
その目的とするところは、電源電圧の変動を人為的な調
整を要することなく補うことができ、常に適正な検知が
可能なセンサ回路を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明のセンサ回路
は、第１の電源電圧により動作して検知結果に対応する
レベルの電圧を出力するセンサと、第２の電源電圧を基
準にセンサの出力電圧をデジタル信号に変換する第１の
Ａ／Ｄ変換回路と、第２の電源電圧を基準に第１の電源
電圧をデジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄ変換回路
と、この第２のＡ／Ｄ変換回路の出力により第１のＡ／
Ｄ変換回路の出力を補正する補正回路とを備える。

【００１０】

【作用】この発明のセンサ信号処理回路では、第１の電
源電圧によってセンサが動作し、そのセンサの検知出力
が第２の電源電圧を基準に第１のＡ／Ｄ変換回路でデジ
タル信号に変換される。一方、第１の電源電圧が第２の
電源電圧を基準に第２のＡ／Ｄ変換回路でデジタル信号
に変換され、この第２のＡ／Ｄ変換回路の出力により第
１のＡ／Ｄ変換回路の出力が補正される。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。まず、この発明のセンサ回路に関わる
空気調和機の制御回路を図４に示す。商用交流電源１０
に室内ユニットＡの室内制御部２０が接続され、その室
内制御部２０に電源ラインＡＣＬおよびシリアル信号ラ
インＳＬを介して室外ユニットＢの室外制御部３０が接
続される。

【００１２】室内制御部２０および室外制御部３０は、
それぞれマイクロコンピュータおよびその周辺回路から
なり、シリアル信号ラインＳＬを用いた電源電圧同期の
データ転送により空気調和機の全般にわたる制御を行な
う。

【００１３】室内制御部２０に、リモートコントロール
式の操作器（以下、リモコンと略称する）２１、室内温
度センサ２２、室内ファンモータ２３が接続される。室
外制御部３０に、圧力センサ４０、四方弁３１、室外フ
ァンモータ３２、インバータ３３が接続される。インバ
ータ３３は、交流電源電圧を所定周波数の電圧に変換
し、出力する。この出力は圧縮機モータ３４の駆動電力
となる。

【００１４】そして、室外制御部３０のマイクロコンピ
ュータに圧力センサ４０のための信号処理回路が搭載さ
れ、その信号処理回路と圧力センサ４０とでこの発明の
センサ回路が構成される。これを図１に示す。

【００１５】圧力センサ４０は、感圧部４１およびバッ
ファ回路４２からなり、第１の電源電圧Ｖｂにより動作
し、感圧部４１の感知圧力に対応するレベルの電圧をバ
ッファ回路４２から出力する。バッファ回路４２とし
て、たとえば利得が“１”のボルテージフォロワが用い
られる。

【００１６】信号処理回路は、第１のＡ／Ｄ変換回路５
１、第２のＡ／Ｄ変換回路５２、および補正回路５３か
らなる。Ａ／Ｄ変換回路５１に対し、圧力センサ４０の
出力電圧が入力される。Ａ／Ｄ変換回路５１は、室外制
御部３０内の第２の電源電圧Ｖarefを基準に、入力電圧
（圧力センサ４０の出力電圧）の大きさを数ビット（た
とえば８ビット）のデジタル信号に変換する。

【００１７】電源電圧Ｖｂが抵抗６１，６２によって分
圧され、その分圧（抵抗６２に生じる電圧）がＡ／Ｄ変
換回路５２に入力される。Ａ／Ｄ変換回路５２は、第２
の電源電圧Ｖarefを基準に、入力電圧（電源電圧Ｖｂの
分圧）の大きさを数ビット（たとえば８ビット）のデジ
タル信号に変換する。

【００１８】補正回路５３は、第２のＡ／Ｄ変換回路５
２の出力により、変換回路５１の出力を補正する。この
補正回路５３の出力は検知信号としてマイクロコンピュ
ータのＣＰＵ５４に取込まれる。ＣＰＵ５４は、通常の
運転制御のほかに、補正回路５３からの検知信号を基に
冷凍サイクルの高圧側圧力Ｐｄを監視し、その異常上昇
時に圧縮機の運転周波数（インバータ３３の出力周波
数）を低減するなどの高圧保護を行なう。

【００１９】つぎに、上記の構成の作用を説明する。ま
ず、第１の電源電圧Ｖｂが定格の12Ｖで安定していると
する。この場合の圧力センサ４０の特性を図２に示して
おり、高圧側圧力Ｐｄと圧力センサ４０の出力電圧Ｖｐ
との間に比例関係がある。

【００２０】すなわち、高圧側圧力Ｐｄ＝零のとき出力
電圧Ｖｐ＝ 0.5、高圧側圧力Ｐｄ＝25のとき出力電圧Ｖ
ｐ＝ 4.5となり、この関係は下式で表わされる。数値
“25”は、検知対象となる高圧側圧力Ｐｄの最大値であ
る。

【００２１】Ｖｐ＝｛(4.5−0.5)／25} ・Ｐｄ＋ 0.5 なお、圧力センサ４０で冷凍サイクルの低圧側圧力Ｐｓ
を検知する場合には、高圧側圧力Ｐｓ＝零で出力電圧Ｖ
ｐ＝ 0.5Ｖ、高圧側圧力Ｐｓ＝8.33で出力電圧Ｖｐ＝
4.5Ｖとなり、この関係は下式で表わされる。数値“8.3
3”は、検知対象となる低圧側圧力Ｐｓの最大値であ
る。

【００２２】Ｖｐ＝｛(4.5−0.5)／8.33} ・Ｐｓ＋ 0.5 次に、第１の電源電圧Ｖｂが変動して定格の12Ｖから外
れたとする。この場合、電源電圧Ｖｂの変動に比例して
圧力センサ４０の出力電圧Ｖｐも変化する。

【００２３】すなわち、電源電圧Ｖｂが定格12Ｖのとき
の出力電圧をＶｐとすれば、第２の電源電圧Ｖｂが変動
率ｘ（＝0.95〜1.05）で変動したときの出力電圧Ｖｐ
(x) は下式で表わされる。

【００２４】Ｖｐ(x) ＝ｘ・Ｖｐ……（１） このような電源電圧Ｖｂの変動に伴う圧力センサ４０の
出力変動の様子を図３に示す。

【００２５】こうして得られる出力電圧Ｖｐ(x) は、Ａ
／Ｄ変換回路５１でデジタル信号に変換される。すなわ
ち、Ａ／Ｄ変換回路５１の分解能が“ 256”（８ビッ
ト）、電源電圧Ｖarefが定格の 5Ｖで安定しているとす
れば、Ａ／Ｄ変換回路５１の出力値Ｈｐ(x) は下式で表
わされる。

【００２６】 Ｈｐ(x) ＝（Ｖｐ(x) ／ 5）・ 256……（２） なお、電源電圧Ｖｂが定格12Ｖの場合の出力値をＨｐと
すれば、下式が得られる。

【００２７】Ｈｐ＝（Ｖｐ／ 5）・ 256……（３） ただし、この出力値Ｈｐは、第２の電源電圧Ｖarefの変
動に比例して変化する。

【００２８】すなわち、電源電圧Ｖarefが変動率ｙ（＝
0.95〜1.05）で変動した場合、Ａ／Ｄ変換回路５１の出
力値として下式のＨｐ(y) が得られる。 Ｈｐ(y) ＝Ｈｐ／ｙ……（４） これら（１）（２）（３）（４）式から、第１の電源電
圧Ｖｂが変動率ｘで変動し、しかも第２の電源電圧Ｖar
efが変動率ｙで変動した場合、Ａ／Ｄ変換回路５１の出
力値として下式のＨｐ(x,y) が得られる。

【００２９】 Ｈｐ(x,y) ＝｛（Ｖｐ(x) ／ 5）・ 256｝／ｙ ＝｛（ｘ・Ｖｐ／ 5）・ 256｝／ｙ ＝（ｘ／ｙ）・（Ｖｐ・ 256／ 5） ＝（ｘ／ｙ）・Ｈｐ この出力値Ｈｐ(x,y) は補正回路５３に送られる。

【００３０】一方、第１の電源電圧Ｖｂは抵抗６１，６
２で分圧され、抵抗６２に電圧Ｖｃが生じる。この電圧
Ｖｃは、電源電圧Ｖｂが定格12Ｖのときに 4Ｖとなるよ
う分圧比が定められており、電源電圧Ｖｂの変動に比例
して変化する。

【００３１】すなわち、電源電圧Ｖｂが定格12Ｖのとき
の電圧をＶｃ（＝ 4Ｖ）とすれば、電源電圧Ｖｂが変動
率ｘ（＝0.95〜1.05）で変動したときの電圧Ｖｃ(x) は
下式で表わされる。

【００３２】Ｖｃ(x) ＝ｘ・Ｖｃ……（５） こうして得られる電圧Ｖｃ(x) は、Ａ／Ｄ変換回路５２
でデジタル信号に変換される。

【００３３】すなわち、Ａ／Ｄ変換回路５２の分解能が
“ 256”（８ビット）、第２の電源電圧Ｖarefが定格の
5Ｖで安定しているとすれば、Ａ／Ｄ変換回路５２の出
力値Ｈｃ(x) は下式で表わされる。

【００３４】 Ｈｃ(x) ＝（Ｖｃ(x) ／ 5）・ 256……（６） なお、電源電圧Ｖｂが定格12Ｖの場合の出力値をＨｃと
すれば、下式が得られる。

【００３５】Ｈｃ＝（Ｖｃ／ 5）・ 256……（７） ただし、この出力値Ｈｃは、第２の電源電圧Ｖarefの変
動に比例して変化する。

【００３６】すなわち、電源電圧Ｖarefが変動率ｙ（＝
0.95〜1.05）で変動した場合、Ａ／Ｄ変換回路５２の出
力値として下式のＨｃ(y) が得られる。 Ｈｃ(y) ＝Ｈｃ／ｙ……（８） これら（５）（６）（７）（８）式から、第１の電源電
圧Ｖｂが変動率ｘで変動し、しかも第２の電源電圧Ｖar
efが変動率ｙで変動した場合、Ａ／Ｄ変換回路５２の出
力値として下式のＨｃ(x,y) が得られる。

【００３７】 Ｈｃ(x,y) ＝｛（Ｖｃ(x) ／ 5）・ 256｝／ｙ ＝｛（ｘ・Ｖｃ／ 5）・ 256｝／ｙ ＝（ｘ／ｙ）・（Ｖｃ・ 256／ 5） ＝（ｘ／ｙ）・Ｈｃ この出力値Ｈｃ(x,y) は補正回路５３に送られる。

【００３８】補正回路５３は、（７）式によるＨｃの値
をあらかじめ記憶しており、それとＡ／Ｄ変換回路５２
の出力値Ｈｃ(x,y) を用いてＡ／Ｄ変換回路５１の出力
値Ｈｐ(x,y) を補正し、下式の出力値Ｈｐを得る。

【００３９】Ｈｐ＝Ｈｐ(x,y) ・｛Ｈｃ／Ｈｃ(x,y) ｝ この出力値Ｈｐは、圧力検知データとしてＣＰＵ５４に
取込まれる。このように、電源電圧ＶｂおよびＶarefの
変動を抵抗６１，６２およびＡ／Ｄ変換回路５２で捕ら
え、それをＡ／Ｄ変換回路５１の出力値Ｈｐ(x,y) に加
味することにより、電源電圧ＶｂおよびＶarefの変動に
かかわらず正確な圧力検知データが得られる。

【００４０】したがって、電源電圧変動に対する人為的
な調整をまったく不要となる。なお、上記実施例では、
圧力センサ４０によって高圧側圧力を検知したが、低圧
側圧力の検知についても同様に実施可能である。また、
圧力センサに限らず、他の種類のセンサにも同様に適用
可能である。さらに、空気調和機への適用について説明
したが、他の機器への適用ももちろん可能である。

【００４１】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、第
１の電源電圧により動作して検知結果に対応するレベル
の電圧を出力するセンサと、第２の電源電圧を基準にし
てセンサの出力電圧をデジタル信号に変換する第１のＡ
／Ｄ変換回路と、第２の電源電圧を基準にして第１の電
源電圧をデジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄ変換回路
と、この第２のＡ／Ｄ変換回路の出力により第１のＡ／
Ｄ変換回路の出力を補正する補正回路とを備えたので、
電源電圧の変動を人為的な調整を要することなく補うこ
とができ、常に適正な検知が可能なセンサ回路を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の構成を示すブロック図。

【図２】同実施例の圧力センサの特性図。

【図３】同実施例の圧力センサの出力変動の例を示すグ
ラフ。

【図４】同実施例に関わる空気調和機の制御回路のブロ
ック図。

【図５】従来のセンサ回路の構成を示すブロック図。

【符号の説明】

３０…室外制御部、４０…圧力センサ、５１…第１のＡ
／Ｄ変換回路、５２…第２のＡ／Ｄ変換回路、５３…補
正回路、５４…ＣＰＵ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の電源電圧により動作して検知結果
   に対応するレベルの電圧を出力するセンサと、第２の電
   源電圧を基準に前記センサの出力電圧をデジタル信号に
   変換する第１のＡ／Ｄ変換回路と、第２の電源電圧を基
   準に前記第１の電源電圧をデジタル信号に変換する第２
   のＡ／Ｄ変換回路と、この第２のＡ／Ｄ変換回路の出力
   により前記第１のＡ／Ｄ変換回路の出力を補正する補正
   回路とを備え、この補正回路の出力を検知信号とするこ
   とを特徴とするセンサ回路。
2. 【請求項２】 前記センサは、冷凍サイクルの高圧側圧
   力または低圧側圧力を検知する圧力センサであることを
   特徴とする請求項１記載のセンサ回路。