WO2010026720A1 - 空気調和機のセンサ制御装置 - Google Patents

Abstract

　空気調和機のセンサ制御装置であって、待機時の電力消費を抑制するセンサ制御装置を提供する。空気調和機（１）では、ニオイセンサ（２５）は、ガスセンサであって、ヒータ（２５ａ）で暖められた検知素子（２５ｂ）を空気と接触させて空気中のガス濃度を検知している。電源回路（６２）は、ヒータ（２５ａ）への電力供給ライン上にスイッチ回路（６３）を有している。空気調和機（１）が待機状態のとき、マイコン（６１）は、スイッチ回路（６３）へ指令信号を周期的に送り、電力供給ラインを周期的に開閉することによって、ヒータ（２５ａ）へ供給される電圧をパルス電圧にしている。

Description

空気調和機のセンサ制御装置

　本発明は、空気調和機のセンサへの電力供給を制御するセンサ制御装置に関する。

　機器の待機電力を抑制する方法として、電源回路にスイッチ動作機構を設けて機器への電力供給を遮断する方法（例えば、特許文献１参照）が周知である。特許文献１に記載の電源回路では、電源回路からの電力供給が遮断されると、駆動系および制御系への電力供給が遮断されるので、待機電力の消費はほぼ０と考えてよい。但し、近年の機器の多機能化によって、多種の制御を実行するうえで電力供給を遮断する前の状態を記憶しておく必要があるため、制御系全体への電力供給を遮断することは不可能になっている。
　例えば、空気調和機では、待機中であっても制御対象をセンサで監視する必要があるので、そのセンサの制御回路には常に電力が供給されている。このため、センサ制御回路での待機電力は、空気調和機の消費電力と比べれば極めて小さいが、地球的規模で普及しているので、実際には莫大な電力が消費されていることになる。それゆえ、センサ制御回路での待機電力の抑制が求められている。

　本発明の課題は、空気調和機のセンサ制御装置であって、待機時の電力消費を抑制するセンサ制御装置を提供することにある。

　第１発明に係る空気調和機のセンサ制御装置は、センサと、電力供給回路と、マイコンとを備えている。電力供給回路は、センサへ電力供給する。マイコンは、センサへの電力供給状態を変更するための指令信号を電力供給回路へ送る。電力供給状態には、センサに所定電力が供給される第１電力供給状態と、センサにその所定電力より小さい電力が供給される第２電力供給状態とが含まれている。空気調和機の待機時には、電力供給状態が第２電力供給状態へ変更される。このセンサ制御装置では、空気調和機の待機時に、センサで消費される電力量が低減される。

　第２発明に係る空気調和機のセンサ制御装置は、第１発明に係る空気調和機のセンサ制御装置であって、第１電力供給状態でセンサに供給される電圧は連続的であり、第２電力供給状態でセンサに供給される電圧はパルス電圧である。
　このセンサ制御装置では、センサに供給される電圧の供給時間を変更することで、多種の電力供給状態を提供することができるので、センサの特性に応じた節電が可能である。

　第３発明に係る空気調和機のセンサ制御装置は、第１発明に係る空気調和機のセンサ制御装置であって、第１電力供給状態でセンサに供給される電圧、及び第２電力供給状態でセンサに供給される電圧ともにパルス電圧である。第２電力供給状態の通電時間は、第１電力供給状態の通電時間よりも短く設定されている。このセンサ制御装置では、第１電力供給状態で消費電力量が低減され、第２電力供給状態でもさらに消費電力量が低減されるので、さらに節電となる。

　第４発明に係る空気調和機のセンサ制御装置は、第３発明に係る空気調和機のセンサ制御装置であって、第２電力供給状態でセンサに供給される１パルス当たりの通電時間が、第１電力供給状態でセンサに供給される１パルス当たりの通電時間よりも短く設定されている。センサ制御装置では、第２電力供給状態での消費電力量がさらに低減されるので、さらに節電となる。

　第５発明に係る空気調和機のセンサ制御装置は、第３発明に係る空気調和機のセンサ制御装置であって、第２電力供給状態でセンサに供給されるパルス間隔が、第１電力供給状態でセンサに供給されるパルス間隔よりも広く設定されている。このセンサ制御装置では、第２電力供給状態での消費電力量がさらに低減されるので、さらに節電となる。

　第６発明に係る空気調和機のセンサ制御装置は、第３発明に係る空気調和機のセンサ制御装置であって、第２電力供給状態でセンサに供給されるパルスが間引かれている。このセンサ制御装置では、第２電力供給状態での消費電力量がさらに低減されるので、さらに節電となる。

　第７発明に係る空気調和機のセンサ制御装置は、第１発明から第６発明のいずれか１つに係る空気調和機のセンサ制御装置であって、第２電力供給状態でセンサに供給される電圧は、第１電力供給状態でセンサに供給される電圧よりも小さく設定されている。
　このセンサ制御装置では、センサに供給される電圧値を変更することで、多種の電力供給状態を提供することができるので、センサの特性に応じた節電が可能である。

　第８発明に係る空気調和機のセンサ制御装置は、第１発明から第７発明のいずれか１つに係る空気調和機のセンサ制御装置であって、センサがガスセンサである。ガスセンサは、ヒータで暖められた検知素子を空気と接触させて空気中のガス濃度を検知する。電力供給回路は、ヒータへ電力を供給する。このセンサ制御装置では、空気調和機の待機時に、ガスセンサのヒータで消費される電力量が低減される。

　第９発明に係る空気調和機のセンサ制御装置は、第８発明に係る空気調和機のセンサ制御装置であって、電力供給回路が、ガスセンサへの電力供給ライン上にスイッチを有している。スイッチは、マイコンからの指令信号によって電力供給ラインを開閉する。
　一般に、電力供給回路の電源を開閉するよりも、ガスセンサへの電力供給ラインを開閉するほうが、スイッチを構成する部品の定格を小さくすることができる。したがって、このセンサ制御装置では、部品コストの増大が抑制される。

　第１０発明に係る空気調和機のセンサ制御装置は、第８発明に係る空気調和機のセンサ制御装置であって、ガスセンサの周囲温度を測定する温度センサをさらに備えている。第２電力供給状態でガスセンサに供給される電力は、温度センサの測定値に基づいて決定される。このセンサ制御装置では、ガスセンサに、周囲温度に応じた電力が供給されるので、無駄な電力供給が解消され節電となる。

　第１１発明に係る空気清浄機は、第８発明に係る空気調和機のセンサ制御装置を備えた空気清浄機である。この空気清浄機では、待機電力が小さい空気清浄機を実現することができる。

　第１発明に係る空気調和機のセンサ制御装置では、空気調和機の待機時に、センサで消費される電力量が低減される。
　第２発明に係る空気調和機のセンサ制御装置では、センサに供給される電圧の供給時間を変更することで、多種の電力供給状態を提供することができるので、センサの特性に応じた節電が可能である。
　第３発明に係る空気調和機のセンサ制御装置では、第１電力供給状態で消費電力量が低減され、第２電力供給状態でもさらに消費電力量が低減されるので、さらに節電となる。
　第４発明、第５発明および第６発明に係る空気調和機のセンサ制御装置では、第２電力供給状態での消費電力量がさらに低減されるので、さらに節電となる。
　第７発明に係る空気調和機のセンサ制御装置では、センサに供給される電圧値を変更することで、多種の電力供給状態を提供することができるので、センサの特性に応じた節電が可能である。

　第８発明に係る空気調和機のセンサ制御装置では、空気調和機の待機時に、ガスセンサのヒータで消費される電力量が低減される。
　第９発明に係る空気調和機のセンサ制御装置では、スイッチを構成する部品の定格を小さくすることができるので、部品コストの増大が抑制される。
　第１０発明に係る空気調和機のセンサ制御装置では、ガスセンサに、周囲温度に応じた電力が供給されるので、無駄な電力供給が解消され節電となる。
　第１１発明に係る空気清浄機では、待機電力が小さい空気清浄機を実現することができる。

本発明の一実施形態に係るセンサ制御装置を備えた空気調和機の斜視図。 空気調和機の本体上部の斜視図。 空気調和機から空気清浄ユニットを取り外した斜視図。 操作パネルの斜視図。 センサ制御装置の回路図。

　以下図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
　＜空気調和機＞
　図１は、本発明の一実施形態に係るセンサ制御装置を備えた空気調和機の斜視図である。図１において、空気調和機１では、空気清浄ユニット２、除湿ユニット３、加湿ユニット４、送風機５及び制御部６が、本体１０に収納されている。本実施形態では、ユーザーが容易に空気調和機１を移動させることができるように、本体１０の側面上部には取っ手７が設けられ、本体１０の下面（室内の床面と対向する面）に、キャスター８が設けられている。
　送風機５は、本体１０に対して空気清浄ユニット２と反対側に位置しており、空気清浄ユニット２側から視たとき、空気清浄ユニット２、除湿ユニット３、加湿ユニット４、送風機５の順で並んでいる。送風機５が稼働しているとき、空気が空気清浄ユニット２側から吸い込まれて、除湿ユニット３を通過した後に加湿ユニット４を通過し送風機５に至る空気風路Ａが形成される。

　図２は、空気調和機の本体上部の斜視図である。図２において、本体１０の上部には吹出口１１が設けられており、空気流路Ａを経て浄化され調湿された空気が吹出口１１から吹き出される。空気の吹き出し方向は、吹出口１１の開口部に設置されたルーバー１２によって変更することができる。
　ルーバー１２は、仕切羽根１２０と、第１風向調整羽根１２１と、第２風向調整羽根１２２とを有している。第１風向調整羽根１２１及び第２風向調整羽根１２２は、仕切羽根１２０と交差し、且つ鉛直方向に対して傾斜自在に仕切羽根１２０に支持されている。ルーバー１２は、ステッピングモータ１９によって駆動される。図１では、ルーバー１２が閉じた状態であるが、運転を開始するとステッピングモータ１９によって自動的に真上に開く。

　さらに、本体１０の上部には操作パネル６０（図１参照）が設けられており、保護カバー１３によって保護されている。その操作パネル６０の下方に制御部６（図１参照）が位置しており、操作パネル６０から入力される信号に基づいて、空気清浄ユニット２、除湿ユニット３、加湿ユニット４、送風機５及びルーバー１２が制御される。運転モードは、操作パネル６０上の運転切換ボタンによって切り替えられる。
　図３は、空気調和機から空気清浄ユニットを取り外した斜視図である。図３において、空気清浄ユニット２は、カバー２１と、フィルタ２２と、脱臭触媒２３と、ホコリセンサ２４と、ニオイセンサ２５とを有している。フィルタ２２と脱臭触媒２３は、本体１０に設けられた収納部２０に脱着可能に収納されており、脱臭触媒２３がフィルタ２２の空気流下流側に位置する。

　脱臭触媒２３は、フィルタ２２を通過してきた空気から臭いや有害ガスを吸着し、分解する。ホコリセンサ２４は、本体１０の側面上部に設けられ、ニオイセンサ２５は、収納部２０の上方に設けられている。
　＜操作パネル６０＞
　図４は、操作パネルの斜視図である。図４において、操作パネル６０上には、運転入／切ボタン６０１、運転切換ボタン６０２、風量選択ボタン６０３、湿度選択ボタン６０４、コース選択ボタン６０５、タイマー選択ボタン６０６、オートルーバーボタン６０７、及びおすすめボタン６０８が設けられており、各ボタンを押すことによって、押されたボタンに対応した信号が、操作パネル６０の下方に配置された制御部６に入力される。なお、制御部６は、マイコンとメモリを内蔵している。

　例えば、運転入／切ボタン６０１は、空気調和機１への電力供給をオン・オフするボタンであり、電源プラグをコンセントに差し込んだ後、押されると運転を開始し、再度押されると運転を停止する。また、運転切換ボタン６０２は、運転モードを選択するボタンであり、「空気清浄」、「加湿」及び「除湿」のいずれか１つを選択することができる。
　＜センサ制御装置＞
　図５は、センサ制御装置の回路図である。図５において、ニオイセンサ２５は、タバコなどのニオイを検知する検知素子２５ｂを有するガスセンサである。検知素子２５ｂは、空気中のガス濃度を検知するために、常に、ヒータ２５ａで暖められている。
　制御部６は、ニオイセンサ２５を制御するために、マイコン６１及び電源回路６２を備えている。マイコン６１は、ＣＰＵとメモリを内蔵し、ニオイセンサ２５の検知信号を監視している。

　電源回路６２は、ダイオードから成るブリッジ回路６２ａ、電解コンデンサー６２ｂ及び変圧器６２ｃを有し、交流電源１００から直流電源Ｖｂ及び直流電源Ｖｃが生成される。電源回路６２は、ニオイセンサ２５への電力供給ライン上に、スイッチ回路６３を有している。スイッチ回路６３は、直流電源Ｖｃとニオイセンサ２５のヒータ２５ａとの間の電気的接続を開閉する回路であり、トランジスタ６３ａとフォトカプラ６３ｂとから成る。トランジスタ６３ａは、直流電源Ｖｃとヒータ２５ａとの間に接続される。フォトカプラ６３ｂは、トランジスタ６３ａのベースに接続されている。
　フォトカプラ６３ｂは、フォトトランジスタ６３１と発光ダイオード６３２を内蔵しており、実際には、フォトトランジスタ６３１がトランジスタ６６ａのベースに接続されている。発光ダイオード６３２は、直流電源Ｖｂとマイコン６１との間に接続されている。

　例えば、マイコン６１が発光ダイオード６３２への信号ラインをオンさせると、発光ダイオード６３２が発光してフォトトランジスタ６３１が導通し、トランジスタ６３ａも導通するので、直流電源Ｖｃがヒータ２５ａに供給される。
　逆に、マイコン６１が発光ダイオード６３２への信号ラインをオフさせると、発光ダイオード６３２が発光しないので、フォトトランジスタ６３１は導通せずトランジスタ６３ａも導通しない。その結果、直流電源Ｖｃがヒータ２５ａに供給されない。
　なお、本実施形態では、スイッチ回路６３にフォトカプラ６３ｂを使用してトランジスタ６３ａにスイッチ動作をさせているが、これに限定されるものではなく、マイコン６１からトランジスタ６３ａのベースに直接信号を入力してスイッチ動作をさせてもよい。
　＜空気調和機の動作＞
　図４において、空気調和機１では、電源プラグがコンセントに差し込まれている限り、運転入／切ボタン６０１が押されると運転を開始し、再度押されると運転を停止する。運転モードは停止前の運転モードを制御部６が記憶しているので、運転が再開されると、運転切換ボタン６０２で新たに運転モードを選択するまでは、停止前の運転モードを実行する。空気調和機１は、「空気清浄」、「加湿」及び「除湿」のいずれの運転モードであっても、ニオイセンサ２５を機能させており、常に、マイコン６１が発光ダイオード６３２の信号ラインをオンして、ヒータ２５ａに直流電源Ｖｃを供給している。

　＜待機時のニオイセンサの消費電力低減＞
　ニオイセンサ２５のヒータ２５ａには、直流電源Ｖｃが供給されているので、電源プラグをコンセントから抜かない限り、運転停止時でも電力が消費されている。本実施形態では、電源プラグがコンセントに差し込まれた状態で運転が停止しているとき、いわゆる待機時の電力消費を抑えるために、ヒータ２５ａへの電力供給をパルス制御している。
　パルス制御は、マイコン６１が発光ダイオード６３２への信号ラインをオンさせている間、ヒータ２５ａに直流電源Ｖｃが供給され、発光ダイオード６３２への信号ラインをオフさせている間、直流電源Ｖｃが供給されないことを利用したものであって、マイコン６１が、発光ダイオード６３２の信号ラインをオン・オフさせることによって、ヒータ２５ａはパルス通電されるので、電力消費量が連続通電に比較して小さくなる。

　＜特徴＞
　空気調和機１では、ニオイセンサ２５は、ガスセンサであって、ヒータ２５ａで暖められた検知素子２５ｂを空気と接触させて空気中のガス濃度を検知している。電源回路６２は、ヒータ２５ａへの電力供給ライン上にスイッチ回路６３を有している。空気調和機１が待機状態のとき、マイコン６１は、スイッチ回路６３へ指令信号を周期的に送り、電力供給ラインを周期的に開閉することによって、ヒータ２５ａへ供給される電圧をパルス電圧にしている。その結果、ヒータ２５ａでの電力消費が抑制される。
　＜変形例１＞
　上記実施形態では、空気調和機１が運転している間、ヒータ２５ａは連続通電され、空気調和機１が待機している間、ヒータ２５ａはパルス通電される。しかし、それに限定されるものではなく、空気調和機１が運転している間、および空気調和機１が待機している間ともに、ヒータ２５ａにパルス通電されることも可能である。但し、空気調和機１が待機している間ヒータ２５ａに供給される通電時間は、空気調和機１が運転している間ヒータ２５ａに供給される通電時間よりも短い。

　具体例として、第２電力供給状態でセンサに供給される１パルス当たりの通電時間が、第１電力供給状態でセンサに供給される１パルス当たりの通電時間よりも短く設定されている。或は、第２電力供給状態でセンサに供給されるパルス間隔が、第１電力供給状態でセンサに供給されるパルス間隔よりも広く設定されている。或は、第２電力供給状態でセンサに供給されるパルスの供給形態が、第１電力供給状態でセンサに供給されるパルスから任意の数のパルスが間引かれた供給形態である。
　変形例１では、空気調和機１が待機している間のヒータ２５ａの電力消費量だけでなく、空気調和機１が運転している間のヒータ２５ａの電力消費量も減少する。なお、パルス通電時の１パルス当たりの通電時間の変更は、通電の周期が一定のままで行われることも、通電の周期の変更を伴うことも可能である。

　＜変形例２＞
　上記実施形態では、空気調和機１が運転している間は、ヒータ２５ａは連続通電され、空気調和機１が待機している間は、ヒータ２５ａはパルス通電される。しかし、それに限定されるものではなく、空気調和機１が運転している間、および空気調和機１が待機している間ともに、ヒータ２５ａに連続通電されることも可能である。但し、空気調和機１が待機している間ヒータ２５ａに供給される通電電圧は、空気調和機１が運転している間ヒータ２５ａに供給される通電電圧よりも小さい。その結果、空気調和機１が待機している間、ヒータ２５ａでの電力消費量が減少する。
　＜変形例３＞
　空気調和機１が待機しているとき、ニオイセンサ２５の周囲温度に基づいて、ヒータ２５ａへ供給される電力を増減することも可能である。例えば、周囲温度が高いとき、検知素子２５ｂは温度上昇し易くなるので、周囲温度が高いときのヒータ２５ａへ供給される電力は、周囲温度が低くいときのヒータ２５ａへ供給される電力より小さくなってもよい。第３変形例では、ニオイセンサ２５の周辺に新たに温度センサ２７を配置し、マイコン６１が温度センサ２７を介してニオイセンサ２５の周囲温度を測定している。但し、空気調和機１の既存の温度センサを利用してもよい。

　電力の増減方法の第１方法は、パルス通電時の１パルス当たりの通電時間の増減であり、通電の周期が一定のままで行われることも、通電の周期の増減を伴うことも可能である。電力の増減方法の第２方法は、ヒータ２５ａへの通電電圧の増減である。電力の増減方法の第３方法は、ヒータ２５ａに通電されるパルスを間引くことによる、或は間引く数を増減させることによる増減である。なお、変形例３が変形例２に適用される場合は、電力の増減方法として、通電電圧の増減が採用される。

　以上のように、本発明によれば、待機時のセンサ制御回路の消費電力を抑えることができるので、空気調和装置および空気清浄機に有用である。

６　制御部（センサ制御装置）
２５　ニオイセンサ
２７　温度センサ
６１　マイコン
６２　電源回路（電力供給回路）
６３　スイッチ回路

特開昭６３－２１１００６号公報

Claims (11)

1. 　空気調和機のセンサ制御装置であって、
   　センサ（２５）と
   　前記センサ（２５）へ電力供給する電力供給回路（６２）と、
   　前記センサ（２５）への電力供給状態を変更するための指令信号を前記電力供給回路（６２）へ送るマイコン（６１）と、
   を備え、
   　前記電力供給状態には、
   　前記センサ（２５）に所定電力が供給される第１電力供給状態と、
   　前記センサ（２５）に前記所定電力より小さい電力が供給される第２電力供給状態と、
   が含まれており、
   　前記空気調和機の待機時には、前記電力供給状態が前記第２電力供給状態へ変更される、
   空気調和機のセンサ制御装置。
2. 　前記第１電力供給状態で前記センサ（２５）に供給される電圧は連続的であり、前記第２電力供給状態で前記センサ（２５）に供給される電圧はパルス電圧である、
   請求項１に記載の空気調和機のセンサ制御装置。
3. 　前記第１電力供給状態で前記センサ（２５）に供給される電圧、及び前記第２電力供給状態で前記センサ（２５）に供給される電圧ともにパルス電圧であり、
   　前記第２電力供給状態の通電時間は、前記第１電力供給状態の通電時間よりも短く設定されている、
   請求項１に記載の空気調和機のセンサ制御装置。
4. 　前記第２電力供給状態で前記センサ（２５）に供給される１パルス当たりの通電時間は、前記第１電力供給状態で前記センサ（２５）に供給される１パルス当たりの通電時間よりも短く設定されている、
   請求項３に記載の空気調和機のセンサ制御装置。
5. 　前記第２電力供給状態で前記センサ（２５）に供給されるパルス間隔は、前記第１電力供給状態で前記センサ（２５）に供給されるパルス間隔よりも広く設定されている、
   請求項３に記載の空気調和機のセンサ制御装置。
6. 　前記第２電力供給状態で前記センサ（２５）に供給されるパルスが間引かれている、
   請求項３に記載の空気調和機のセンサ制御装置。
7. 　前記第２電力供給状態で前記センサ（２５）に供給される電圧は、前記第１電力供給状態で前記センサ（２５）に供給される電圧よりも小さく設定されている、
   請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の空気調和機のセンサ制御装置。
8. 　前記センサ（２５）は、ヒータ（２５ａ）で暖められた検知素子（２５ｂ）を空気と接触させて前記空気中のガス濃度を検知するガスセンサ（２５）であり、
   　前記電力供給回路（６２）は、前記ヒータ（２５ａ）へ電力を供給する、
   請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の空気調和機のセンサ制御装置。
9. 　前記電力供給回路（６２）は、前記ガスセンサ（２５）への電力供給ライン上にスイッチ（６３）を有し、
   　前記スイッチ（６３）は、前記マイコン（６１）からの前記指令信号によって前記電力供給ラインを開閉する、
   請求項８に記載の空気調和機のセンサ制御装置。
10. 　前記ガスセンサ（２５）の周囲温度を測定する温度センサ（２７）をさらに備え、
    　前記第２電力供給状態で前記ガスセンサ（２５）に供給される電力は、前記温度センサ（２７）の測定値に基づいて決定される、
    請求項８に記載の空気調和機のセンサ制御装置。
11. 　請求項８に記載の空気調和機のセンサ制御装置を備えた、
    空気清浄機。

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