| 【発明の名称】 |
空気調和機 |
| 【発明者】 |
【氏名】野間 博文
【氏名】小川 正則
【氏名】中村 康裕
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| 【要約】 |
【課題】空気調和機の圧縮機に用いるブラシレスＤＣモータの起動制御において、起動不良の回数を低減し、正常起動するまでの時間を短縮する。
【解決手段】起動パルス幅設定手段８を備え、ブラシレスＤＣモータ１ａの起動時に、回転不良検知回路６が回転不良を検知し、あるいは電流検知回路７がインバータ回路２に流れる過電流を検知した場合、起動パルス幅設定手段８が起動時のパルス幅を増減し、起動制御回路４を再起動させる。これにより、再起動時に回転不良あるいは過電流が発生しにくくし、正常起動までの再起動回数および時間を低減する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ブラシレスＤＣモータを用いた圧縮機と、前記ブラシレスＤＣモータの回転子の位置を検出する位置検出回路と、前記ブラシレスＤＣモータを駆動するインバータ回路と、前記インバータ回路をパルス幅変調方式にて駆動するパルス幅変調回路と、前記ブラシレスＤＣモータの起動時にパルス幅を設定する起動パルス幅設定手段と、前記起動パルス幅設定手段で設定したパルス幅で同期運転させた後位置検出運転に切り換える制御を行う起動制御回路と、前記ブラシレスＤＣモータの回転不良を検知する回転不良検知回路とを備え、前記起動制御回路は、前記起動パルス幅設定手段で設定したパルス幅で起動させたとき、前記回転不良検知回路で前記ブラシレスＤＣモータの回転不良を検知した場合、前記ブラシレスＤＣモータの駆動を停止するとともに、前記起動パルス幅設定手段で設定するパルス幅を所定の値だけ大きくした後、前記ブラシレスＤＣモータを再起動させるように制御することを特徴とする空気調和機。
【請求項２】 ブラシレスＤＣモータを用いた圧縮機と、前記ブラシレスＤＣモータの回転子の位置を検出する位置検出回路と、前記ブラシレスＤＣモータを駆動するインバータ回路と、前記インバータ回路をパルス幅変調方式にて駆動するパルス幅変調回路と、前記ブラシレスＤＣモータの起動時にパルス幅を設定する起動パルス幅設定手段と、前記起動パルス幅設定手段で設定したパルス幅で同期運転させた後位置検出運転に切り換える制御を行う起動制御回路と、前記インバータ回路に流れる電流を検知する電流検知回路とを備え、前記起動制御回路は、前記起動パルス幅設定手段で設定したパルス幅で起動させたとき、前記電流検知回路で検知した電流が所定値以上の場合、前記ブラシレスＤＣモータの駆動を停止するとともに、前記起動パルス幅設定手段で設定するパルス幅を所定の値だけ小さくした後、前記ブラシレスＤＣモータを再起動させるように制御することを特徴とする空気調和機。
【請求項３】 一般ユーザーが設定できないテストモード以外の時には、起動パルス幅設定手段で設定するパルス幅を一定値とすることを特徴とする請求項１または請求項２記載の空気調和機。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機に係り、特に、その圧縮機に用いるブラシレスＤＣモータの起動制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、空気調和機は、省エネのために、圧縮機にブラシレスＤＣモータを用いたものが主流となってきている。以下、図５，図６を参照しながら従来の空気調和機について説明する。
【０００３】従来の空気調和機は、図５に示したように、ブラシレスＤＣモータ１ａを用いた圧縮機１と、圧縮機１を駆動するインバータ回路２と、インバータ回路２をパルス幅変調方式で駆動するパルス幅変調回路３と、インバータ回路２を所定のパルス幅で同期運転させた後、位置検出運転に切り換える制御を行う起動制御回路４と、ブラシレスＤＣモータ１ａの回転子の位置を検出する位置検出回路５と、ブラシレスＤＣモータ１ａの回転不良を検知する回転不良検知回路６と、インバータ回路２に流れる電流を検知する電流検知回路７とから構成されている。
【０００４】このように構成された従来例における起動制御動作を図６のフローチャートを用いて説明する。起動制御をスタートし（ステップ−２１；以下Ｓ−２１のように記載する）、まず、起動制御回路４から所定のパルス幅Ａをパルス幅変調回路３に指示し、インバータ回路２を介して、パルス幅ＡでブラシレスＤＣモータ１ａを起動し、同期運転を行う（Ｓ−２２）。次に、起動開始後の経過時間をカウントし、所定時間経過していない場合（Ｓ−２３）はパルス幅をＡのまま（Ｓ−２４）とし、Ｓ−２５において、電流検知回路７で検知したインバータ回路２に流れる電流値が所定値以下の場合にはＳ−２３に戻る。
【０００５】また、Ｓ−２３にてカウントしている起動開始後の時間が所定時間経過した場合には、Ｓ−２６に移行し、パルス幅変調制御を開始する。その後、Ｓ−２７にて回転不良検知回路６でブラシレスＤＣモータ１ａの回転不良を検知せず、かつＳ−２８にて電流検知回路７で検知したインバータ回路２に流れる電流値が所定値以下の場合には、パルス幅変調制御を継続するようにＳ−２６に戻る。
【０００６】Ｓ−２５またはＳ−２８にて電流検知回路７で検知したインバータ回路２に流れる電流値が所定値以上の過電流である場合、あるいはＳ−２７にて回転不良検知回路６でブラシレスＤＣモータ１ａの回転不良を検知した場合には、Ｓ−２９に移行し、ブラシレスＤＣモータ１ａを停止してＳ−３０に移行する。Ｓ−３０にてＳ−２５，Ｓ−２７，Ｓ−２８で過電流あるいは回転不良を検知した回数をカウントして、所定時間以内に連続５回ブラシレスＤＣモータ１ａの停止が発生した場合には、Ｓ−３１に移行して異常表示を行う。連続５回未満の場合は、Ｓ−２２に戻ってブラシレスＤＣモータ１ａの再起動を行う。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来の構成では、長期間空気調和機を使用していない等でブラシレスＤＣモータ１ａを起動するときに大きなトルクが必要となる状態で、かつ電源電圧が低い場合には、同期運転時にパルス幅Ａを所定の値に固定しているために、ブラシレスＤＣモータ１ａに印加する電圧が低くなってトルクが足りずに回転不良を起こし、何度も再起動を繰り返して正常回転までに時間を要するという問題があった。
【０００８】また、電源電圧が高い場合には、ブラシレスＤＣモータ１ａに印加する電圧が高く、インバータ回路２に大きな電流が流れて過電流となって、何度も再起動を繰り返して正常回転までに時間を要するという問題もあった。
【０００９】本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、起動不良の回数を低減し、正常起動するまでの時間を短くする空気調和機を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明は、起動パルス幅設定手段を備え、これにより、ブラシレスＤＣモータの回転不良等の状態に応じて、起動時のパルス幅を変更するようにしたものである。
【００１１】そこで、請求項１に記載の発明は、ブラシレスＤＣモータの起動時にパルス幅を設定するパルス幅設定手段と、起動パルス幅設定手段で設定したパルス幅で同期運転させた後、位置検出運転に切り換える制御を行う起動制御回路と、ブラシレスＤＣモータの回転不良を検知する回転不良検知回路とを備え、起動パルス幅設定手段で設定したパルス幅で起動させたとき、回転不良検知回路でブラシレスＤＣモータの回転不良を検知した場合、起動制御回路は、ブラシレスＤＣモータの駆動を停止するとともに、起動パルス幅設定手段で設定するパルス幅を所定の値だけ大きくした後、ブラシレスＤＣモータを再起動させるように制御するものである。
【００１２】この構成によれば、再起動に電源電圧が低く、トルク不足でブラシレスＤＣモータが回転不良になった場合でも、再起動時には起動パルス幅を所定の値大きくしているので、ブラシレスＤＣモータに印加する電圧を大きくでき、トルク不足を改善することができる。
【００１３】また、請求項２に記載の発明は、ブラシレスＤＣモータの起動時にパルス幅を設定する起動パルス幅設定手段と、起動パルス幅設定手段で設定したパルス幅で同期運転させた後、位置検出運転に切り換える制御を行う起動制御回路と、インバータ回路に流れる電流を検知する電流検知回路とを備え、起動パルス幅設定手段で設定したパルス幅で起動させたとき、電流検知回路で検知した電流が所定値以上の場合、起動制御回路は、ブラシレスＤＣモータの駆動を停止するとともに、起動パルス幅設定手段で設定するパルス幅を所定の値だけ小さくした後、ブラシレスＤＣモータを再起動させるように制御するものである。
【００１４】これによれば、起動時に電源電圧が高く、電流検知回路で検知した電流が所定値以上の場合でも、再起動時には起動パルス幅を所定の値小さくしているので、ブラシレスＤＣモータに印加する電圧を小さくでき、インバータ回路に流れる電流を小さくすることができる。
【００１５】また、請求項３に記載の発明は、一般ユーザーが設定できないテストモード以外の時には、起動パルス幅設定手段で設定するパルス幅を一定値としたものであり、これにより、圧縮機に潤滑オイルと冷媒が充填された直後の最もブラシレスＤＣモータを回転させるために大きなトルクが必要となる製造工程でのみ請求項１，２記載の制御を行わせることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の形態１における空気調和機の構成を示したものであり、図５の従来例と同一構成要素には同一符号を付してある。すなわち、図１において、１はブラシレスＤＣモータ１ａを用いた圧縮機、２は圧縮機１を駆動するインバータ回路、３はインバータ回路２をパルス幅変調方式で駆動するパルス幅変調回路、４はインバータ回路２を所定のパルス幅で同期運転させた後位置検出運転に切り換える制御を行う起動制御回路、５はブラシレスＤＣモータ１ａの回転子の位置を検出する位置検出回路、６はブラシレスＤＣモータ１ａの回転不良を検知する回転不良検知回路、７はインバータ回路２に流れる電流を検知する電流検知回路、８は起動時のパルス幅を設定する起動パルス幅設定手段である。
【００１８】次に、本実施の形態１における動作を、図２のフローチャートを用いて説明する。起動制御をスタートし（Ｓ−２１）、まず、起動制御回路４では、起動パルス幅設定手段８で設定した所定のパルス幅Ａをパルス幅変調回路３に指示し、インバータ回路２を介して、パルス幅ＡでブラシレスＤＣモータ１ａを起動し、同期運転を行う（Ｓ−２２）。次に、起動開始後の経過時間をカウントし、所定時間経過していない場合（Ｓ−２３）はパルス幅をＡのまま（Ｓ−２４）とし、Ｓ−２５において、電流検知回路７で検知したインバータ回路２に流れる電流値が所定値以下の場合にはＳ−２３に戻る。
【００１９】また、Ｓ−２３にてカウントしている起動開始後の時間が所定時間経過した場合には、Ｓ−２６に移行し、パルス幅変調制御を開始する。その後、Ｓ−２７にて回転不良検知回路６でブラシレスＤＣモータ１ａの回転不良を検知せず、かつＳ−２８にて電流検知回路７で検知したインバータ回路２に流れる電流値が所定値以下の場合には、パルス幅変調制御を継続するようにＳ−２６に戻る。
【００２０】Ｓ−２５またはＳ−２８にて電流検知回路７で検知したインバータ回路２に流れる電流値が所定値以上の過電流である場合には、起動パルス幅設定手段８で起動時のパルス幅をαだけ小さくしたＡ−αに変更する（Ｓ−３２）。また、Ｓ−２７にて回転不良検知回路６でブラシレスＤＣモータ１ａの回転不良を検知した場合には、起動パルス幅設定手段８で起動時のパルス幅をαだけ大きくしたＡ＋αに変更する（Ｓ−３３）。
【００２１】Ｓ−３２またはＳ−３３で起動時のパルス幅をαだけ変更した後、Ｓ−２９でブラシレスＤＣモータ１ａを停止し、Ｓ−３０に移行する。Ｓ−３０にてＳ−２５，Ｓ−２７，Ｓ−２８で過電流あるいは回転不良を検知した回数をカウントして、所定時間以内に連続５回ブラシレスＤＣモータ１ａの停止が発生した場合には、Ｓ−３１に移行して異常表示を行う。連続５回未満の場合は、Ｓ−２２に戻ってブラシレスＤＣモータ１ａの再起動を行う。
【００２２】このように構成された本実施の形態１によれば、電源電圧が高くて起動時にインバータ回路２に過電流が流れた場合に、起動パルス幅設定手段８にて再起動時のパルス幅をαだけ小さくしているので、電源電圧が高くてもブラシレスＤＣモータ１ａに印加する電圧を小さくすることができ、インバータ回路２に流れる電流を小さくして過電流に至りにくくすることができる。
【００２３】また、電源電圧が低くて起動時に回転不良となった場合には、起動パルス幅設定手段８にて再起動時のパルス幅をαだけ大きくしているので、電源電圧が小さくてもブラシレスＤＣモータ１ａに印加する電圧を大きくすることができ、トルク不足を改善して回転不良に至りにくくすることができる。
【００２４】万一、再起動時に、再び回転不良あるいは過電流が発生した場合には、さらに起動時のパルス幅をαだけ増減することで、回転不良や過電流を発生しにくくする。
【００２５】（実施の形態２）図３は、本発明の実施の形態２における空気調和機の構成を示したもので、図１と同一構成要素には同一符号を付してあり、また、９はテストモードを入力するテストモード入力手段である。
【００２６】次に、本実施の形態２における動作を、図４のフローチャートを用いて説明するが、Ｓ−３４およびＳ−３５以外は図２に示す動作と同じであるため、説明を省略する。
【００２７】テストモード入力手段９で、一般ユーザーが設定できないテストモードを入力すると、起動パルス幅設定手段８に伝達される。起動パルス幅設定手段８では、Ｓ−３４，Ｓ−３５に示したように、テストモードの場合のみ起動時のパルス幅を増減し、実施の形態１と同じ動作を行い、テストモード以外では、起動時のパルス幅をＡに固定し、従来と同じ動作を行う。
【００２８】本実施の形態２では、圧縮機１に潤滑オイルと冷媒が充填された直後の、最もブラシレスＤＣモータ１ａを回転させるために大きなトルクが必要となる製造工程でのみ、テストモード入力を行うものである。
【００２９】
【発明の効果】上記実施の形態から明らかなように、請求項１に記載の発明は、ブラシレスＤＣモータの起動時にパルス幅を設定するパルス幅設定手段と、起動パルス幅設定手段で設定したパルス幅で同期運転させた後、位置検出運転に切り換える制御を行う起動制御回路と、ブラシレスＤＣモータの回転不良を検知する回転不良検知回路とを備え、回転不良検知回路でブラシレスＤＣモータの回転不良を検知した場合にブラシレスＤＣモータの駆動を停止するとともに、起動パルス幅設定手段で設定するパルス幅を所定の値大きくした後、ブラシレスＤＣモータを再起動する構成としたものであり、これにより、起動時に電源電圧が低く、トルク不足でブラシレスＤＣモータが回転不良になった場合でも、再起動時には起動パルス幅を所定の値大きくしているので、ブラシレスＤＣモータに印加する電圧を大きくでき、トルク不足を改善して正常起動までの再起動回数を低減することができる。
【００３０】また、請求項２に記載の発明は、ブラシレスＤＣモータの起動時に、パルス幅を設定する起動パルス幅設定手段と、起動パルス幅設定手段で設定したパルス幅で同期運転させた後、位置検出運転に切り換える制御を行う起動制御回路と、インバータ回路に流れる電流を検知する電流検知回路とを備え、電流検知回路で検知した電流が所定値以上の場合にブラシレスＤＣモータの駆動を停止するとともに、起動パルス幅設定手段で設定するパルス幅を所定の値小さくした後、ブラシレスＤＣモータを再起動する構成としたものであり、これにより、起動時に電源電圧が高く、電流検知回路で検知した電流が所定値以上の場合でも、再起動時には起動パルス幅を所定の値小さくしているので、ブラシレスＤＣモータに印加する電圧を小さくでき、インバータ回路に流れる電流を小さくして、正常起動までの再起動回数を低減することができる。
【００３１】さらに、請求項３に記載の発明は、一般ユーザーが設定できないテストモード以外の時には、起動パルス幅設定手段で設定するパルス幅を一定値としたものであり、これにより、圧縮機に潤滑オイルと冷媒が充填された直後の最もブラシレスＤＣモータを回転させるために大きなトルクが必要となる製造工程でのみ請求項１，２記載の作用効果を得ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５８２１
【氏名又は名称】松下電器産業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）１月８日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】松村 博
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２０１５３５ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）７月３０日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２２９６ |
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