JPH1162843A - 空気調和機器における圧縮機の駆動制御方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気調和機器の圧縮機の起動時において、い
かなる圧縮機温度でも、安定起動し、かつ電流による素
子負担を緩和する。 【解決手段】 暖房時には室外交換機１の温度を、冷房
時には室内交換機２の温度を、あるいは圧縮機ＭＣ駆動
用のインバータ回路１４のヒートシンクの温度をセンサ
Ｔｈ１，Ｔｈ２等で検出してこれを圧縮機の内部または
外部の温度とみなし、この圧縮機温度に応じて、起動電
圧及び起動Ｖ／Ｆ特性を補正しつつ圧縮機ＭＣを起動す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、空気調和機器に
用いられる圧縮機を駆動制御する駆動制御方法及びその
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気調和機器に用いられる圧縮機として
は、オンオフスイッチを使用したものと、インバータに
より周波数を変化させて速度調整を行うものとがある。
オンオフスイッチを使用した圧縮機では、電源電圧は常
に一定であるが、インバータを使用したものでは、いわ
ゆるＶ／Ｆ一定特性を利用して、低い周波数の部分では
これに伴って電圧をも下げてやれば、実際にモータに流
れる電流も少なくなる。

【０００３】ここで、圧縮機として定常駆動時の電圧が
２００Ｖ程度である通常のモータを使用する場合、起動
電流値を抑制してインバータ内部の各素子及びその周辺
部品の負担を緩和（ソフトスタート）すべく、起動周波
数及び起動電圧を小さく設定する。例えば起動周波数と
しては５Ｈｚ程度、起動電圧の初期値（初期電圧）Ｖ０
として３０〜４０Ｖ程度である。そして、モータが起動
し始めると、時間の経過に応じて電圧を徐々に増加さ
せ、モータの駆動電流Ｉを徐々に安定化させる。

【０００４】ところで、上述のように、初期電圧Ｖ０を
低く設定してソフトスタートを行う場合、圧縮機のモー
タとしては非常に弱いエネルギーで起動させざるを得な
い。図５（Ａ）は起動時の初期電圧Ｖ０が約３０Ｖ程度
に小さく設定された場合を示している。この場合、図５
（Ａ）中の曲線Ｌｖの如く、電圧印可開始時点Ｔ０後、
モータが静止状態から動作状態に移行する時点Ｔ１で、
起動電流Ｉは急激に増大して一旦ピーク（Ｉｍａｘ）を
迎え、その後徐々に定常状態に近づいて安定する。すな
わち、変化する電流Ｉの最大値をＩｍａｘとすると、電
流Ｉの最初のピーク時点Ｔ１での値が最大値Ｉｍａｘに
なる。ただし、このときの電流最大値Ｉｍａｘは、トル
ク不足の状態で実現するためばらつきが多く、その値を
事前に予測することが困難なものとなる。

【０００５】一方、初期電圧Ｖ０を適度に高く設定した
ときのモータ起動では、当初から比較的高いトルクをモ
ータにかけることができるため、電流Ｉはスムーズな変
化がなされる。その結果、図５（Ｂ）のように電流Ｉの
ピーク時点Ｔ１での値と安定後の電流最大点Ｔ２での値
とがいずれもＩｍａｘとして同等になるか、あるいは、
安定後の電流最大点Ｔ２での値が初期的なピーク時点Ｔ
１での値より大きくなる。

【０００６】以上のことから、初期電圧Ｖ０の設定を変
えると、これにともなって電流最大値Ｉｍａｘも大きく
変化することが解る。このような初期電圧Ｖ０と起動電
流のピーク値Ｉｍａｘとの関係を図６に示す。図６によ
ると、初期電圧Ｖ０が０〜Ｖａまでの間（トルク不足範
囲）では、図５（Ａ）のように不定な初期的ピーク時点
Ｔ１での値が電流最大値Ｉｍａｘとして現れるため、初
期電圧Ｖ０と起動電流の最大値Ｉｍａｘとの間に相関は
殆どなく、故に起動電流最大値Ｉｍａｘに相当なばらつ
きが見られる。

【０００７】一方、初期電圧Ｖ０がＶａを越えると（安
定領域）、比較的十分なトルクをモータに与えることが
できるため、図６のように電流最大値Ｉｍａｘは初期電
圧Ｖ０に対して強い相関がある。すなわち、初期電圧Ｖ
０が増大するにしたがって起動電流の最大値Ｉｍａｘも
増大するという具合に、初期電圧Ｖ０と起動電流の最大
値Ｉｍａｘとが比較的高い精度で相関関係にある状態と
なる。

【０００８】ここで、圧縮機としては、確実且つ安定し
た励磁を目的として、図６中の安定領域（Ｖ０＞Ｖａ）
におけるＩｍａｘを最大値とする起動電流で起動を行う
ことが望ましい。一方、圧縮機を駆動するインバータ回
路としては、電流が少ない方が素子に対するダメージを
緩和できるため、ソフトスタートの目的で可及的に小さ
い初期電圧Ｖ０を設定したい。これらの両方を満たすた
め、通常のモータ起動では、冷媒の温度を例えば常温程
度の温度に適当に定め、定められた冷媒の温度環境下で
初期電圧Ｖ０と起動電流の最大値Ｉｍａｘとの関係を測
定し、ここでの測定結果（図６中の実線Ｌｐ）に基づ
き、初期電圧Ｖ０の安定領域（Ｖ０＞Ｖａ）中において
起動電流の最大値Ｉｍａｘが一定水準（インバータ電流
制限）Ｉｓ以下となるような初期電圧Ｖ０の領域範囲を
始動可能な電圧範囲Ｒｅとし、さらに始動可能な電圧範
囲Ｒｅのうちその上限及び下限においてばらつきに対す
る安全余裕度をそれぞれ１５％程度考慮して、初期電圧
Ｖ０としての有効範囲Ｒｒを決定している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、先にも述べ
たように有効範囲Ｒｒは冷媒の温度を適当に（例えば常
温に）定めた条件下での測定値に基づいて決定されるも
のであるが、起動時の冷媒の温度は実際には設置される
地域や季節等の諸因子に依存しており様々である。

【００１０】ここで、冷媒温度がかなり低いといった条
件下で圧縮機を起動する場合、圧縮機モータの抵抗値が
低減するため圧縮機に流れる電流は増大する。したがっ
て、冷媒の温度を例えば常温として適当に定めた条件下
での測定値に基づいて起動電流の最大値Ｉｍａｘが一定
水準Ｉｓ以下になるように初期電圧Ｖ０を設定したとし
ても、これより低温の条件下では起動電流の最大値Ｉｍ
ａｘが一定水準Ｉｓを越えるおそれがある。具体的に
は、例えば−１５゜Ｃの低温条件下では、冷媒の温度を
適当に定めた条件時に比べて起動電流の最大値Ｉｍａｘ
が３割程度増大することになり、一定水準Ｉｓを越える
恐れが増大する。

【００１１】そこで、特に低温条件下において電流最大
値Ｉｍａｘが一定水準Ｉｓを越えてしまう事態を防止す
るため、動作可能な冷媒の最低温度（例えば−１５゜
Ｃ）を設定しておき、この動作条件で起動可能なように
初期電圧Ｖ０の有効範囲Ｒｒを決定しておき、常にこの
初期電圧Ｖ０に基づいてＶ／Ｆ制御を行いながら起動す
る方法もある。この場合、実際に低温条件下で起動実験
を行い、ここで得られた実測値に基づいて初期電圧Ｖ０
の有効範囲Ｒｒを決定することも可能ではあるが、従来
においては、冷媒の温度を適当に定めた条件下で起動実
験して得られた電流最大値Ｉｍａｘの実測値（図６中の
実線Ｌｐ）に対して、補正値（例えば約３２％）を積算
加味して動作可能な最低温度条件下における電流最大値
Ｉｍａｘの変化を推測し（図６中の二点鎖線Ｌｍ）、こ
の二点鎖線Ｌｍが一定水準Ｉｓより小さい範囲Ｒｍを有
効範囲として初期電圧Ｖ０を決定することが行われてい
る。

【００１２】しかしながら、このように低温動作を推測
して初期電圧Ｖ０を決定する場合、逆に冷媒が比較的高
温な条件下で圧縮機を起動するときには全体としての抵
抗値が増大するため、現実にはトルク不足領域が広がっ
てしまうことが判っている。このため、上述のように低
温条件下の正常動作を確保できても、逆の高温条件下に
おいては起動時の安定性が損われるおそれがあった。

【００１３】そこで、この発明の課題は、起動時におけ
るさまざまな冷媒の温度条件に応じて、安定した起動を
行い得、かつ同時にインバータ回路内部の素子への電流
の過負担をも緩和し得る圧縮機の駆動制御方法及びその
装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく、
請求項１に記載の発明は、所定の基準圧縮機温度の条件
下で、空気調和機器における圧縮機の起動時の電圧の初
期値と起動電流の最大値との関係を、安定領域において
予め実測値に基づいて所定の基準変化関数として規定し
ておき、前記空気調和機器の起動時において、当該空気
調和機器内の圧縮機温度を検出し、この圧縮機温度と前
記所定の基準圧縮機温度との差に応じて前記基準変化関
数を補正して補正関数を規定し、当該補正関数において
前記起動電流の最大値が上限値以下となる範囲内で前記
圧縮機の電圧初期値を決定するものである。

【００１５】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の圧縮機の駆動制御方法であって、前記圧縮機温度は、
膨張機構から前記圧縮機へと向う冷媒の流れにおいて存
在する熱交換器の温度をもってするものである。

【００１６】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の圧縮機の駆動制御方法であって、前記空気調和機器の
起動時に、暖房運転及び冷房運転のいずれに係る起動か
を判別し、前記圧縮機温度は、暖房運転時には室外機側
の第１の熱交換器の温度が、冷房運転時には室内機側の
第２の熱交換器の温度がそれぞれ選択されるものであ
る。

【００１７】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の圧縮機の駆動制御方法であって、前記圧縮機温度は前
記圧縮機の外郭近傍の温度をもってするものである。

【００１８】請求項５に記載の発明は、請求項１に記載
の圧縮機の駆動制御方法であって、前記圧縮機の駆動に
係る周波数と前記電圧との関係を所定の基準特性関数と
して予め規定しておき、前記補正関数に基づいて決定さ
れた前記圧縮機の前記電圧初期値から、定常運転または
同期運転として指定された所望の周波数に至るまで、前
記基準特性関数に徐々に近づいて推移するよう制御する
ものである。

【００１９】請求項６に記載の発明は、請求項１に記載
の圧縮機の駆動制御方法を実現するための圧縮機駆動制
御装置であって、前記空気調和機器の操作パネルでの暖
房または冷房指示に基づいて、暖房時には室外機側の第
１の熱交換器に設けられた第１の熱交換器温度センサを
選択し、冷房時には室内機側の第２の熱交換器に設けら
れた第２の熱交換器温度センサを選択するセンサ選択部
と、センサ選択部で選択された第１または第２の熱交換
器温度センサでの圧縮機温度と、予め設定しておいた基
準圧縮機温度との差に応じて、予め設定したおいた前記
基準変化関数を補正して前記補正関数を規定し、当該補
正関数において前記起動電流の最大値が上限値以下とな
る範囲内で前記圧縮機の電圧初期値を決定する起動電圧
制御部とを備えるものである。

【００２０】請求項７に記載の発明は、請求項１に記載
の圧縮機の駆動制御方法を実現するための圧縮機駆動制
御装置であって、前記圧縮機を放熱するためのヒートシ
ンクの近傍のヒートシンク温度センサで検出された圧縮
機温度と、予め設定しておいた基準圧縮機温度との差に
応じて、予め設定したおいた前記基準変化関数を補正し
て前記補正関数を規定し、当該補正関数において前記起
動電流の最大値が上限値以下となる範囲内で前記圧縮機
の電圧初期値を決定する起動電圧制御部とを備えるもの
である。

【００２１】請求項８に記載の発明は、請求項６または
請求項７に記載の圧縮機駆動制御装置であって、前記圧
縮機の駆動に係る周波数と前記電圧との関係を所定の基
準特性関数として予め規定しておき、前記補正関数に基
づいて決定された前記圧縮機の前記電圧初期値から、定
常運転または同期運転として指定された所望の周波数に
至るまで、前記基準特性関数に徐々に近づいて推移する
よう制御する起動特性制御部をさらに備えるものであ
る。

【００２２】

【作用】請求項１ないし請求項４及び請求項６に記載の
発明では、圧縮機の起動時に当該圧縮機の温度が低温の
場合に、起動電流の最大値が増大してしまう。一方、圧
縮機の温度が高温の場合にソフトスタートのため起動電
圧を低く設定しようとすると、トルク不足のために圧縮
機の起動が不安定になるおそれがある。そこで、圧縮機
がいかなる温度であっても、過電流を防止しかつ安定起
動を行うことの可能な起動電圧を設定すべく、例えば膨
張機構から圧縮機へと向う冷媒の流れにおいて存在する
熱交換器の温度または圧縮の外郭近傍の温度を圧縮機温
度とみなして検出し、この圧縮機温度と所定の基準圧縮
機温度との差に応じて基準変化関数を補正して補正関数
を規定し、当該補正関数において起動電流の最大値が上
限値以下となる範囲内で圧縮機の適正な電圧初期値を決
定する。

【００２３】請求項５及び請求項８に記載の発明では、
起動時における冷媒の実際の温度に応じて決定した適正
な電圧初期値に基づいて、周波数と電圧との関係を適正
に制御する。これにより、安定的なソフトスタートを実
現できる。

【００２４】

【発明の実施の形態】この発明の一の実施の形態に係る
圧縮機駆動制御装置は、圧縮機の温度によって起動時の
電流最大値が変化し、さらに圧縮機の内部温度が、これ
に流入する冷媒の温度によって直接的に影響を受けるこ
とを考慮すべく、起動時に空気調和機器内の所定位置の
温度を実測してこれを冷媒の温度、ひいては圧縮機温度
として代理的に取扱い、その温度に応じて起動時の初期
電圧を変えて設定し、これによりいかなる温度条件下に
おいても起動安定化と各部素子の電流過負担の緩和とを
同時に達成しようとするものである。

【００２５】この圧縮機駆動制御装置の説明に先駆け
て、まず空気調和機器全体の構成を簡単に説明する。図
１はこの圧縮機駆動制御装置を含む空気調和機器のブロ
ック図である。この空気調和機器では、図１の如く、冷
房時においては、圧縮機ＭＣにより高温高圧とされた冷
媒が、四路切換弁ＰＶを経由して室外機側の第１の熱交
換器１に導かれる。第１の熱交換器１では、室外のファ
ンＦ１を駆動することによって外気との熱交換が行われ
て低温高圧の状態となる。なお、第１の熱交換器１の近
傍には第１の熱交換器温度センサＴｈ１が設けられてい
る。そして低温高圧状態の冷媒は、膨張機構ＥＶにより
低温低圧状態へと変化する。ここで、膨張機構ＥＶと並
列に冷媒をバイパスするための配管と、電磁弁ＳＶが設
けられている。そして、冷温低圧状態となった冷媒は、
室内機側の第２の熱交換器２に導かれる。第２の熱交換
器２では、室内のファンＦ２の駆動によって熱交換が行
われ、高温低圧の冷媒となる。そして、冷媒は、四路切
換弁ＰＶを介して再び圧縮機ＭＣに導かれる。なお、第
２の熱交換器２の近傍には第２の熱交換器温度センサＴ
ｈ２が設けられている。また、暖房時には、上述の内容
と逆方向に冷媒が循環するように構成されている。

【００２６】なお、上記圧縮機ＭＣは、内蔵されたブラ
シレスＤＣモータ５の回転子５ａと固定子５ｂとの相対
的位置を検出し、その位置信号に基づく圧縮機駆動制御
装置４での駆動制御により、当該回転子５ａが所望の回
転速度で回転するものである。

【００２７】以上のような冷房動作と暖房動作との切換
は、室内機側に設置された操作パネル３でのスイッチ操
作を通じて四路切換弁ＰＶを切り換えることにより行わ
れる。

【００２８】次に、この空気調和機器に使用される圧縮
機駆動制御装置４を説明する。この圧縮機駆動制御装置
は、ブラシレスＤＣモータ５における回転子５ａの固定
子５ｂに対する相対的な回転位置を検出する回転位置検
出器１１と、この回転位置検出器１１で検出された回転
位置を表す位置信号を受けて圧縮機ＭＣのブラシレスＤ
Ｃモータ５の回転周波数及び駆動電圧を決定しながら制
御信号を出力する制御部１２と、制御部１２からの制御
信号を受けて固定子５ｂの誘起電圧パターンを切り換え
制御するベース駆動回路１３と、ベース駆動回路１３か
らの出力信号を受けて固定子５ｂの誘起電圧パターンを
切り換えるインバータ回路１４とを有している。

【００２９】回転位置検出器１１は、例えば３相Ｙ結線
された固定子５ｂの三個の電機子コイルに並列して３個
の抵抗（図示せず）を三相結線しておき、三相平衡時に
これらの抵抗の中性点における電圧変化を検出すること
で回転子５ａの固定子５ｂに対する相対的な回転位置を
検出するものである。

【００３０】制御部１２は、ＲＯＭおよびＲＡＭ等が接
続された一般的なＣＰＵを有するマイクロコンピュータ
であり、ＲＯＭ等に予め格納された所定のソフトウェア
プログラムに従って動作する機能部品である。この制御
部１２は、冷房及び暖房の別に応じて第１及び第２の熱
交換器温度センサＴｈ１，Ｔｈ２で検出した温度測定値
の一方を選択するセンサ選択部２１と、選択された一方
の温度測定値に基づき起動時点から定常運転時点にかけ
て圧縮機ＭＣに印可する初期電圧Ｖ０を制御する起動電
圧制御部２２と、起動電圧制御部２２から与えられた初
期電圧Ｖ０に基づいて起動時にインバータ回路１４から
圧縮機ＭＣに与える電圧及び周波数との比（Ｖ／Ｆ特
性）を制御する起動Ｖ／Ｆ制御部（起動特性制御部）２
３と、回転位置検出器１１での検出結果に基づいてモー
タの回転速度を制御するモータ回転位置制御部２４と、
起動電圧制御部２２、起動Ｖ／Ｆ制御部２３及びモータ
回転位置制御部２４からの信号に基づいて所定のベース
信号をＰＷＭ変調して制御信号として出力するＰＷＭ部
２５とを備える。

【００３１】センサ選択部２１は、起動時点において、
第１及び第２の熱交換器１，２のうち、常に膨張機構Ｅ
Ｖから前記圧縮機ＭＣへと向う冷媒の流れにおいて存在
する熱交換器１，２の温度を選択採取するものであり、
具体的には、操作パネル３での冷房／暖房切換スイッチ
の切換により出力される切換指示信号に基づいて、暖房
時には室外側の第１の熱交換器温度センサＴｈ１で検出
した第１の熱交換器１の温度を選択し、冷房時には室内
側の第２の熱交換器温度センサＴｈ２で検出した第２の
熱交換器２の温度を選択する。ここで採取選択された温
度は、熱交換が行われることなく圧縮機ＭＣに入る直前
の冷媒の温度であるので、圧縮機ＭＣ内の冷媒の温度と
みなして処理判断が行われる。以後、この明細書ではこ
の温度を「みなし冷媒温度」と称することにする。な
お、センサ選択部２１に依らずに圧縮機ＭＣ内の冷媒の
温度を直接検出する方法も考えられるが、この実施の形
態で使用する上述の第１及び第２の熱交換器温度センサ
Ｔｈ１，Ｔｈ２は、定常運転としての冷房運転または暖
房運転において一般に使用される既存のものが利用され
ており、これにより追加部品点数の増大を可及的に防止
できるといった利点がある。

【００３２】起動電圧制御部２２は、予め設定された基
準冷媒温度と実測されたみなし冷媒温度との差に応じ
て、図６中の初期電圧Ｖ０に対する電流最大値Ｉｍａｘ
の基準変化線（基準変化関数）Ｌｐを補正し（図６中の
二重線Ｌｎ参照：以下、「補正線」と称す）、この補正
線（補正関数）Ｌｎが一定水準（インバータ電流制限）
Ｉｓを越えない範囲Ｒｎ内で初期電圧Ｖ０を決定する。
なお、基準変化線Ｌｐは、初期電圧Ｖ０の変化に応じて
電流最大値Ｉｍａｘが変化する一次関数または二次以上
の関数として予め実施された実測値に基づいて規定され
ている。

【００３３】ここで、補正線Ｌｎ上の点（Ｖ０，Ｌｎ
（Ｖ０））と基準変化線Ｌｐ上の点（Ｖ０，Ｌｐ（Ｖ
０））との関係は、基準冷媒温度をｔ０、みなし冷媒温
度をｔｎとして、次の（１）式のように規定される。

【００３４】 Ｌｎ（Ｖ０）＝α（ｔｎ−ｔ０）＋Ｌｐ（Ｖ０） …（１） なお、αは予め実施された実測値に基づいて規定された
係数値である。このように（１）式により求められた補
正線Ｌｎについて、Ｌｎ（Ｖ０）の値が一定水準Ｉｓ以
下になるような範囲Ｒｎを求め、その範囲内で初期電圧
Ｖ０を求める。具体的には、図６の如く、まずＬｎ（Ｖ
０）＝Ｉｓとなるような初期電圧Ｖ０の限界値Ｖｘを求
め、トルク不足範囲を「０≦Ｖ０≦Ｖａ」として、 Ｖｎ＝（Ｖａ＋Ｖｘ）／２ …（２） となるＶｎを初期電圧Ｖ０として採用する。なお、基準
変化線Ｌｐ、（１）式、及び（２）式等の諸関数は、数
値データ化されたテーブルまたは演算式としてＲＯＭ等
の記憶部２６内の所定の記憶領域２７に予め格納された
ものを使用すればよい。

【００３５】起動Ｖ／Ｆ制御部２３は、ソフトスタート
を実現するため、圧縮機ＭＣの起動から定常運転に至る
まで周波数を低いレベルから徐々に増加させようとする
ものである。ここで、図２中の実線は、主として定常運
転時及びそれ以前の同期運転時において、当該圧縮機が
正常な運転として予定しているＶ／Ｆ特性を図示（関数
化：基準特性関数Ｈ）したものであり、主としてモータ
回転位置制御部２４でのモータ回転速度を規定する際に
使用されるものである。このように制御部１２では、図
２中の実線で示したような基準特性関数Ｈを予め設定し
ておき、特に起動Ｖ／Ｆ制御部２３は、上述の（２）式
のようにして求められた起動時の初期電圧Ｖｎ（Ｖ０）
に応じて、基準特性関数（Ｈ）から軌道の外れた起動時
の初期点Ｐｎ１，Ｐｎ２について軌道修正を行うもので
ある。なお、基準変化線Ｌｐ通りに起動を行った場合に
は、この起動時点（理想的初期点）Ｐ０は基準特性関数
（Ｈ）上に位置し、具体的には、（ｐｆ０，ｐｖ０）＝
（５Ｈｚ，３５Ｖ）となる。

【００３６】ここで、図２中において、操作パネル３で
の操作により、点Ｐ１（ｐｆ１，ｐｖ１）＝（３０，１
１０）における冷房運転または暖房運転が指示されたも
のと仮定する。当該空気調和機器が定常状態に移行した
後は、図２における座標（ｆ，Ｖ）をみると、基準特性
関数Ｈでは、理想的初期点Ｐ０＝（５Ｈｚ，３５Ｖ）か
ら点Ｐ１（ｐｆ１，ｐｖ１）＝（３０，１１０）を経て
点Ｐ２（ｐｆ２，ｐｖ２）＝（６０Ｈｚ，２００Ｖ）ま
では一次線形変化し、点Ｐ２よりも周波数ｆが大きくな
る（ｆ＞ｐｆ２＝６０Ｈｚ）と、電圧Ｖは２００Ｖに固
定されるように運転制御されることになる。すなわち、
この圧縮機ＭＣの基準特性関数Ｈは次の（３）〜（５）
式のようになる。

【００３７】 ・５≦ｆ＜３０のとき Ｖ＝３ｆ＋２０ …（３） ・３０≦ｆ＜６０のとき Ｖ＝３ｆ＋２０ …（４） ・６０≦ｆのとき Ｖ＝２００ …（５） しかしながら、（３）〜（５）式（基準特性関数
（Ｈ））は定常運転または同期運転時のＶ／Ｆ特性を示
すものであって、起動時には基準特性関数（Ｈ）から外
れた動作をすることが殆どである。このため、起動時か
ら定常運転に至るまでに、すみやかに基準特性関数
（Ｈ）に軌道修正してやる必要がある。

【００３８】すなわち、起動時のみなし冷媒温度に応じ
た実際の初期電圧Ｖ０は、上述した（２）式によって求
められたＶｎ（図２中のＶｎ１，Ｖｎ２）に設定される
ため、通常は、図２中の点Ｐｎ１（５Ｈｚ，Ｖｎ１）ま
たは点Ｐｎ２（５Ｈｚ，Ｖｎ２）のように理想的初期点
Ｐ０からずれて現れることが殆どである。そこで、上記
した基準特性関数Ｈを表す（３）〜（５）式のうち、特
に（３）式に代えて、次の（６）式を採用する。

【００３９】 ・５≦ｆ＜３０のとき Ｖ＝｛（１１０−Ｖｎ）／２５｝ｆ＋２０ …（６） これにより、周波数ｆの初期値は初期電圧Ｖｎ（Ｖ０）
の値にかかわらず、その後は、所望の点Ｐ１に近づくに
つれて基準特性関数Ｈに近づき、定常運転に至るまでに
は基準特性関数（Ｈ）上の点Ｐ１が実現される。以後、
操作パネル３により指示が変更されても、基準特性関数
（Ｈ）上においてＶ／Ｆ制御が行われる。なお、上記の
点Ｐ１は、起動時点において既に操作パネル３で指示さ
れていたＶ／Ｆ点であり、軌道の度にモータ回転位置制
御部２４等を通じて検出されるものである。

【００４０】なお、基準特性関数Ｈ及び（３）〜（６）
式等の諸関数は、数値データ化されたテーブルまたは演
算式としてＲＯＭ等の記憶部２６内の所定の記憶領域２
８に予め格納されたものを使用すればよい。

【００４１】モータ回転位置制御部２４は、主として、
起動電圧制御部２２及び起動Ｖ／Ｆ制御部２３による制
御が完了して定常運転に移行した段階で、操作パネル３
での指示に基づいて圧縮機ＭＣの電圧波形制御を行うも
のであり、回転位置検出器１１からの位置信号が入力さ
れる度に、この位置信号が意味する回転子５ａの固定子
５ｂに対する回転速度を検出し、操作パネル３からの信
号に対応する回転速度に徐々に近づくよう、圧縮機ＭＣ
に与えるインバータ電圧波形を適切に規定する。

【００４２】上記構成の圧縮機駆動制御装置の動作を図
３のフローチャートに従って説明する。まず、操作パネ
ル３により起動の指示が行われると、ステップＳ１にお
いて制御部１２のセンサ選択部２１は操作パネル３にお
いて暖房運転が指示されているのかあるいは冷房運転を
指示されているのかを判別する。ここで、暖房運転が指
示されている場合は、ステップＳ２において温度を検出
する手段として室外機側の第１の熱交換器温度センサＴ
ｈ１を選択し、その温度検出結果をみなし冷媒温度ｔｎ
として認識する。一方、ステップＳ１において冷房運転
が指示されていると判別した場合は、ステップＳ３にお
いて室内機側の第２の熱交換器温度センサＴｈ２を選択
し、その温度検出結果をみなし冷媒温度ｔｎとして認識
する。

【００４３】次に、ステップＳ２またはステップＳ３で
得られたみなし冷媒温度ｔｎに基づいて、上記（１）式
により図６中の基準変化線Ｌｐを補正して補正線Ｌｎを
求める（ステップＳ４）。そして、この補正線Ｌｎが基
準変化線Ｌｐを越えない範囲Ｒｎを求めた後、上記
（２）式により初期電圧Ｖｎ（Ｖ０）を求める（ステッ
プＳ５）。

【００４４】そして、ステップＳ６において、上記
（４）〜（６）式に従ってＶ／Ｆ制御を行い、起動時の
運転が終了した後、ステップＳ７において所定の同期運
転及び操作パネル３での指示に基づく定常運転を行う。

【００４５】以上のように、既存の第１及び第２の熱交
換器温度センサＴｈ１，Ｔｈ２を利用して第１または第
２の熱交換器１，２の温度を測定し、ここで測定した温
度と予め設定した基準冷媒温度ｔ０との差に応じて適正
な初期電圧Ｖｎ（Ｖ０）を設定し、この初期電圧Ｖｎ
（Ｖ０）に基づいて起動時のＶ／Ｆ制御を行っているの
で、使用時のさまざまな冷媒の温度条件に応じて安定し
た起動を行い得、かつ適正な初期電圧Ｖｎ（Ｖ０）の印
可によりインバータ回路内部の素子への電流の過負担を
も緩和し得る。

【００４６】図４は他の実施の形態に係る圧縮機駆動制
御装置を含む空気調和機器全体を示すブロック図であ
る。

【００４７】この空気調和機器では、インバータ回路１
４に取付けられたヒートシンク３１の温度を検出する既
存のヒートシンク温度センサ３２が、圧縮機ＭＣの外郭
の近傍に設置されていることを考慮し、補正線Ｌｎを決
定するための圧縮機の外部温度は、このヒートシンク温
度センサ３２で検出した温度ｔｎをもって代用してい
る。このように、この実施の形態の圧縮機駆動制御装置
では、図１に示した圧縮機駆動制御装置のように二個の
センサを選択する必要がないため、ヒートシンク温度セ
ンサ３２からの温度信号は、センサ選択部（図１中の符
号２１参照）を介さず制御部１２の起動電圧制御部２２
に入力されている。この実施の形態の圧縮機駆動制御装
置によっても、実測した圧縮機温度ｔｎの変化に応じて
初期電圧Ｖ０を決定できるため、図１で示した圧縮機駆
動制御装置と同様の効果を得ることができる。

【００４８】なお、図１ではみなし冷媒温度をもって、
図４ではヒートシンク３１の温度をもって圧縮機温度と
みなして処理していたが、みなし冷媒温度とヒートシン
ク３１の温度の両方の要素を所定の加重比率で併せて考
慮し初期電圧Ｖｎ（Ｖ０）を決定してもよい。

【００４９】

【発明の効果】一般に、空気調和機器における圧縮機の
起動時において、圧縮機の温度が低温の場合に、起動電
流の最大値が増大してしまう一方、圧縮機の温度が高温
の場合にソフトスタートのため起動電圧を低く設定しよ
うとすると、トルク不足のために圧縮機の起動が不安定
になるおそれがあるが、請求項１ないし請求項４及び請
求項６に記載の発明によると、例えば膨張機構から圧縮
機へと向う冷媒の流れにおいて存在する熱交換器の温度
または圧縮の外郭近傍の温度を圧縮機温度とみなして検
出し、この圧縮機温度と所定の基準冷媒温度との差に応
じて基準変化関数を補正して補正関数を規定し、当該補
正関数において起動電流の最大値が上限値以下となる範
囲内で圧縮機の適正な電圧初期値を決定できるので、圧
縮機がいかなる温度であっても、このときの実際の圧縮
機温度に応じて適正な起動電圧を設定することで過電流
を防止しかつ安定起動を行うことができる。

【００５０】また、請求項５及び請求項８に記載の発明
によると、起動時における圧縮機温度に応じて決定した
適正な電圧初期値に応じて、周波数と電圧との関係を適
正に制御する。これにより、安定的なソフトスタートを
実現できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一の実施の形態に係る圧縮機駆動制
御装置を含む空気調和機器全体を示すブロック図であ
る。

【図２】この発明の一の実施の形態におけるＶ／ｆ制御
動作を示す図である。

【図３】この発明の一の実施の形態に係る圧縮機駆動制
御装置の動作を示すフローチャートである。

【図４】この発明の他の実施の形態に係る圧縮機駆動制
御装置を含む空気調和機器全体を示すブロック図であ
る。

【図５】従来の圧縮機駆動制御装置の起動時における電
流及び電圧の変化を示す図である。

【図６】従来の圧縮機駆動制御装置における初期電圧と
電流最大値との関係を示す図である。

【符号の説明】

１ 第１の熱交換器、２ 第２の熱交換器、３ 操作パ
ネル、４ 圧縮機駆動制御装置、５ ブラシレスＤＣモ
ータ、５ａ 回転子、５ｂ 固定子、１１ 回転位置検
出器、１２ 制御部、１３ ベース駆動回路、１４ イ
ンバータ回路、２１ センサ選択部、２２ 起動電圧制
御部、２３ 起動Ｖ／Ｆ制御部、２４モータ回転位置制
御部、２５ ＰＷＭ部、ＭＣ 圧縮機、Ｔｈ１ 第１の
熱交換器温度センサ、Ｔｈ２ 第２の熱交換器温度セン
サ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の基準圧縮機温度（ｔ０）の条件下
   で、空気調和機器における圧縮機（ＭＣ）の起動時の電
   圧（Ｖ）の初期値（Ｖ０）と起動電流の最大値（Ｉｍａ
   ｘ）との関係を、安定領域において予め実測値に基づい
   て所定の基準変化関数（Ｌｐ）として規定しておき、 前記空気調和機器の起動時において、当該空気調和機器
   内の圧縮機温度（ｔｎ）を検出し、この圧縮機温度（ｔ
   ｎ）と前記所定の基準圧縮機温度（ｔ０）との差に応じ
   て前記基準変化関数（Ｌｐ）を補正して補正関数（Ｌ
   ｎ）を規定し、 当該補正関数（Ｌｎ）において前記起動電流の最大値
   （Ｉｍａｘ）が上限値（Ｉｓ）以下となる範囲内で前記
   圧縮機の電圧初期値（Ｖｎ）を決定することを特徴とす
   る圧縮機の駆動制御方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の圧縮機の駆動制御方法
   であって、前記圧縮機温度（ｔｎ）は、膨張機構（Ｅ
   Ｖ）から前記圧縮機（ＭＣ）へと向う冷媒の流れにおい
   て存在する熱交換器（１，２）の温度をもってすること
   を特徴とする圧縮機の駆動制御方法。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の圧縮機の駆動制御方法
   であって、 前記空気調和機器の起動時に、暖房運転及び冷房運転の
   いずれに係る起動かを判別し、 前記圧縮機温度は、 暖房運転時には室外機側の第１の熱交換器（１）の温度
   （ｔｎ）が、冷房運転時には室内機側の第２の熱交換器
   （２）の温度（ｔｎ）がそれぞれ選択されることを特徴
   とする圧縮機の駆動制御方法。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の圧縮機の駆動制御方法
   であって、前記圧縮機温度（ｔｎ）は前記圧縮機（Ｍ
   Ｃ）の外郭近傍の温度をもってすることを特徴とする圧
   縮機の駆動制御方法。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の圧縮機の駆動制御方法
   であって、 前記圧縮機（ＭＣ）の駆動に係る周波数（ｆ）と前記電
   圧（Ｖ）との関係を所定の基準特性関数（Ｈ）として予
   め規定しておき、 前記補正関数（Ｌｎ）に基づいて決定された前記圧縮機
   （ＭＣ）の前記電圧初期値（Ｖｎ）から、定常運転また
   は同期運転として指定された所望の周波数（ｐｆ１）に
   至るまで、前記基準特性関数（Ｈ）に徐々に近づいて推
   移するよう制御することを特徴とする圧縮機の駆動制御
   方法。
6. 【請求項６】 請求項１に記載の圧縮機の駆動制御方法
   を実現するための圧縮機駆動制御装置であって、 前記空気調和機器の操作パネル（３）での暖房または冷
   房指示に基づいて、暖房時には室外機側の第１の熱交換
   器（１）に設けられた第１の熱交換器温度センサ（Ｔｈ
   １）を選択し、冷房時には室内機側の第２の熱交換器
   （２）に設けられた第２の熱交換器温度センサ（Ｔｈ
   ２）を選択するセンサ選択部（２１）と、 センサ選択部（２１）で選択された第１または第２の熱
   交換器温度センサ（Ｔｈ１，Ｔｈ２）での圧縮機温度
   （ｔｎ）と、予め設定しておいた基準圧縮機温度（ｔ
   ０）との差に応じて、予め設定したおいた前記基準変化
   関数（Ｌｐ）を補正して前記補正関数（Ｌｎ）を規定
   し、当該補正関数（Ｌｎ）において前記起動電流の最大
   値（Ｉｍａｘ）が上限値（Ｉｓ）以下となる範囲内で前
   記圧縮機の電圧初期値（Ｖｎ）を決定する起動電圧制御
   部（２２）とを備えることを特徴とする圧縮機駆動制御
   装置。
7. 【請求項７】 請求項１に記載の圧縮機の駆動制御方法
   を実現するための圧縮機駆動制御装置であって、 前記圧縮機（ＭＣ）を放熱するためのヒートシンク（３
   １）の近傍のヒートシンク温度センサ（３２）で検出さ
   れた圧縮機温度（ｔｎ）と、予め設定しておいた基準圧
   縮機温度（ｔ０）との差に応じて、予め設定したおいた
   前記基準変化関数（Ｌｐ）を補正して前記補正関数（Ｌ
   ｎ）を規定し、当該補正関数（Ｌｎ）において前記起動
   電流の最大値（Ｉｍａｘ）が上限値（Ｉｓ）以下となる
   範囲内で前記圧縮機の電圧初期値（Ｖｎ）を決定する起
   動電圧制御部（２２）とを備えることを特徴とする圧縮
   機駆動制御装置。
8. 【請求項８】 請求項６または請求項７に記載の圧縮機
   駆動制御装置であって、前記圧縮機（ＭＣ）の駆動に係
   る周波数（ｆ）と前記電圧（Ｖ）との関係を所定の基準
   特性関数（Ｈ）として予め規定しておき、前記補正関数
   （Ｌｎ）に基づいて決定された前記圧縮機（ＭＣ）の前
   記電圧初期値（Ｖｎ）から、定常運転または同期運転と
   して指定された所望の周波数（ｐｆ１）に至るまで、前
   記基準特性関数（Ｈ）に徐々に近づいて推移するよう制
   御する起動特性制御部（２３）をさらに備えることを特
   徴とする圧縮機駆動制御装置。