JP2012159270A

JP2012159270A - 制御装置及びヒートポンプ装置

Info

Publication number: JP2012159270A
Application number: JP2011021152A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Sato; 俊彰佐藤
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2011-02-02
Filing date: 2011-02-02
Publication date: 2012-08-23

Abstract

【課題】モータの始動状態において、定常状態とは異なる始動時特有の状況への対処を適切に行なえるようにする。
【解決手段】電圧検出部及び電流検出部は、インバータ回路の過電圧及び室外ファンモータの過電流のうちの少なくとも一方を検知する。電圧検出部及び電流検出部での異常検出（Ｓ１０ａ，Ｓ２０ａ）及びそれに応じた空気調和装置１０の異常時制御（Ｓ１０ｂ，Ｓ２０ｂ）について、制御部は、室外ファンモータの定常状態では第１シーケンス（Ｓ１０）に沿って行い、定常状態の前の始動状態では第１シーケンスとは異なる第２シーケンス（Ｓ２０）に沿って行う。
【選択図】図７

Description

本発明は、モータを含む駆動装置の制御装置及び、ファンモータを含むヒートポンプ装置に関する。

ヒートポンプ装置においては、例えばファンモータなどに、高効率かつ長寿命で電気的ノイズや機械的ノイズの小さいブラシレス直流モータ（以下ブラシレスＤＣモータという）の需要が増えている。このようなブラシレスＤＣモータなどの多相モータは、エネルギー効率の高いインバータから電力が供給されて駆動されるのが一般的である。

ヒートポンプ装置においては、このようなインバータからファンモータに電力が供給されていなくても、ヒートポンプ装置が設置されている環境で生じている外気流によってファンが回転し、そのファンの回転に従ってファンモータが回転されることがある。

室外機の周囲で生じている外気流などの外力によってブラシレスＤＣモータであるファンモータが回転すると、ファンモータが発電機として機能し、インバータにファンモータから電力が供給されることになる。このように外力によってファンモータから電力が供給された状態からファンモータを起動しようとすると、インバータに過電圧を生じたり、ファンモータに過電流を生じたり、ファンモータに脱調を生じたりする場合がある。このような始動時に特有の現象を異常な状況として、定常状態におけるインバータの過電圧やファンモータの過電流や脱調と同じような取り扱いをすると、ヒートポンプ装置の始動が遅れたり、ヒートポンプ装置の過剰な保護をしてしまったりしてユーザに不便をしいる場面が生じることがある。そこで、例えば特許文献１（特開２００３−１４８７８８号公報）に記載されている空気調和機の室外機では、モータの端子電圧に接続した位置検出手段からファンの回転方向、回転数を検出して、熱交換器通過風量を推定し、必要な風量を得られる場合にはファンモータを運転せずに室外機の運転を開始することも行なわれている。

しかしながら、特許文献１などに記載されている室外機においては、モータ回転数の検出を専用に行なうためにモータの端子電圧を検出する回路を設けたり、その検出回路の検出結果を制御部に入力するための専用の検出端子を制御部に設けたりすることが必要になる。外気流による始動前のファンモータの回転を考慮して室外機を制御するために、これらの追加回路を設けると、室外機の制御装置が高価なものとなってしまう。

本発明の課題は、モータ駆動動作の定常状態とは異なる状態であるモータの始動状態において、高価な追加回路を設けることなく、定常状態とは異なる始動時特有の状況への対処を適切に行なえるようにすることである。

本発明の第１観点に係る制御装置は、インバータによって駆動電力が供給されるモータを含む駆動装置の制御装置であって、インバータ及びモータのうちの少なくとも一方の異常を検知して異常検出を行なう検出部と、検知部での異常検出及びそれに応じた駆動装置の異常時制御について、モータ駆動動作の定常状態では第１シーケンスに沿って行い、定常状態の前の始動状態では第１シーケンスとは異なる第２シーケンスに沿って行う制御部とを備えるものである。

第１観点に係る制御装置によれば、モータの定常状態では第１シーケンスに沿って異常検出およびそれに応じた駆動装置の異常時制御が行われる一方、モータの始動状態では第２シーケンスに沿って異常検出およびそれに応じた駆動装置の異常時制御が行われる。このように、定常状態と始動状態ではそれぞれ異なる第１シーケンスと第２シーケンスとに沿って検出と制御とが行われるため、定常状態と始動状態とで異常検出の判断基準を異ならせたり、異常時制御の内容を異ならせたりすることができる。

なお、ここで、駆動装置の異常時制御とは、モータの異常時制御を含んでもよいが、駆動装置の内部のモータ以外の装置についての異常時制御が含まれるものである。

本発明の第２観点に係る制御装置は、第１観点に係る制御装置において、制御部は、検出部での異常検出によって第１シーケンスでは異常時制御を開始する場合でも、第２シーケンスでは異常時制御を開始しない。

第２観点に係る制御装置によれば、異常検出について第１シーケンスと第２シーケンスが異なっており、第１シーケンスでは異常時制御を開始する場合でも第２シーケンスでは異常時制御を開始しないから、第１シーケンスで異常時制御を行う条件を満たしていても第２シーケンスでは異常時制御を行わないといったことが可能になる。

本発明の第３観点に係る制御装置は、第１観点又は第２観点の制御装置において、検出部が検知する異常は、インバータの過電圧、モータの過電流及びモータの脱調のうちの少なくとも一つである。

第３観点に係る制御装置によれば、インバータの異常をインバータの過電圧の検知によって行え、モータの異常の検知を、モータの過電流及びモータの脱調のうちの少なくとも一つの検知によって行なえるので、検出部での異常検知が容易に行える。

本発明の第４観点に係る制御装置は、第３観点の制御装置において、制御部は、過電圧を判断する閾値電圧、モータの過電流を判断する閾値電流及び脱調を判断する閾値のうちの少なくとも一つを超えると定常状態では異常時制御を行う場合でも、始動状態では異常時制御を行わない。

第４観点に係る制御装置によれば、定常状態では、過電圧を判断する閾値電圧、モータの過電流を判断する閾値電流及び脱調を判断する閾値のうちの少なくとも一つを超えると異常時制御を行うという第１シーケンスに沿うことになる。ところが、始動状態では、このような閾値電圧、閾値電流及び脱調を判断する閾値のうちの少なくとも一つを超えても異常時制御を行わない第２シーケンスに沿うことになる。

本発明の第５観点に係る制御装置は、第２観点から第４観点のいずれかの制御装置において、制御部は、第１シーケンスにおいて検出部が異常検出を行うための第１検出基準よりも緩和された第２検出基準を第２シーケンスにおいて用いることにより、第1シーケン
スにおいて異常時制御を開始する場合でも第２シーケンスにおいては異常時制御を開始しない。

第５観点に係る制御装置によれば、異常検出の判断に第１シーケンスでは第１検出基準を用いる一方、第２シーケンスでは第２検出基準を用いる簡単な設定によって、第１シーケンスで異常時制御を行う条件を満たしていても第２シーケンスでは異常時制御を行わないといったことが可能になる。

本発明の第６観点に係る制御装置は、第２観点から第５観点のいずれかの制御装置にお
いて、制御部は、第２シーケンスにおいて検出部における異常検出を停止すること又は無効化することにより、第1シーケンスにおいては異常時制御を行う場合でも、第２シーケ
ンスにおいては異常時制御を行わない。

第６観点に係る制御装置によれば、検出部において異常検出がされて第１シーケンスでは異常時制御を行う場合であっても、第２シーケンスでは検出部の異常検出が停止又は無効化されるという簡単な構成によって、第１シーケンスで異常時制御を行う条件を満たしていても第２シーケンスでは異常時制御を行わないといったことが可能になる。

本発明の第７観点に係る制御装置は、第１観点から第６観点のいずれかの制御装置において、制御部は、モータの回転数が所定値を超えていれば、第１シーケンス及び第２シーケンスのいずれにおいても、モータの駆動を停止させる。

第７観点に係る制御装置によれば、検知部での異常検出及びそれに応じた駆動装置の異常時制御においては、第１シーケンスに沿って行なっても第２シーケンスに沿って行ってもモータの回転数が所定値を超えればモータの駆動が停止されるから、第１シーケンスに沿ったものでも第２シーケンスに沿ったものでも外力によってモータが所定値を超えて回転することはない。

本発明の第８観点に係る制御装置は、第１観点から第７観点のいずれかの制御装置において、制御部は、モータのロータ位置センサレス制御を行い、モータが安定したロータ位置センサレス運転に移行した状態を定常状態と判定する。

第８観点に係る制御装置によれば、モータのロータ位置センサレス制御を行うから、ファンモータに外力が加わっている（言い換えれば熱交換の性能が得られる）状態で起動する場合に、安定したロータ位置センサレス運転に移行するまでの始動状態において異常検出が発生する可能性が大きくなるが、定常状態と異なる第２シーケンスを適用することにより、異常を発報せず、ヒートポンプ装置のシステムを停止することがない。

本発明の第９観点に係る制御装置は、第１観点から第８観点のいずれかの制御装置において、制御部は、モータの回転数が指令値に達した場合に定常状態になったと判定する。

第９観点に係る制御装置によれば、モータの回転数が指令値に達した場合を定常状態と判定するので、定常状態の判定を簡単かつ確実に行なうことができると共に、本来の異常を確実に検出することができる。

本発明の第１０観点に係るヒートポンプ装置は、ファンと、インバータによって駆動電力が供給され、ファンを駆動するファンモータと、インバータ及びファンモータのうちの少なくとも一方の異常を検知して異常検出を行なう検出部及び、検知部での異常検出及びそれに応じた装置の異常時制御について、ファンモータの定常状態では第１シーケンスに沿って行い、定常状態の前の始動状態では第１シーケンスとは異なる第２シーケンスに沿って行う制御部を有する制御装置とを備えるものである。

第１０観点に係るヒートポンプ装置によれば、ファンモータの定常状態では第１シーケンスに沿って異常検出およびそれに応じたヒートポンプ装置の異常時制御が行われる一方、始動状態では第２シーケンスに沿って異常検出およびそれに応じたヒートポンプ装置の異常時制御が行われる。このように定常状態と始動状態とではそれぞれ異なる第１シーケンスと第２シーケンスとに沿って検出と制御とが行われるため、定常状態と始動状態とで異常検出の判断基準を異ならせたり、異常時制御の内容を異ならせたりすることができる。

なお、ここで、装置の異常時制御とは、ファンモータの異常時制御を含んでもよいが、ヒートポンプ装置の内部のファンモータ以外の装置についての異常時制御が含まれるものである。

本発明の第１１観点に係るヒートポンプ装置は、第１０観点のヒートポンプ装置において、検出部が検知する異常は、インバータの過電圧、ファンモータの過電流及びファンモータの脱調のうちの少なくとも一つである。

第１１観点に係るヒートポンプ装置によれば、インバータの異常をインバータの過電圧の検知によって行え、ファンモータの異常の検知をファンモータの過電流及びファンモータの脱調のうちの少なくとも一つの検知によって行なえるので、検出部での異常検知が容易に行える。

本発明の第１２観点に係るヒートポンプ装置は、第１０観点又は第１１観点のヒートポンプ装置において、ファンを通る空気流との間で熱交換を行うために冷媒を循環させる冷媒回路をさらに備え、制御部は、第１シーケンスにおいて冷媒回路の動作について異常時制御を開始する場合でも、第２シーケンスにおいては冷媒回路の動作についての異常時制御を開始しない。

第１２観点に係るヒートポンプ装置によれば、始動状態において冷媒回路に必要な空気流の流れがあるなどの場合には、ファンモータの異常検出によって冷媒回路の動作に異常時制御を開始しなくてもよい場合があり、そのような場合には第１シーケンスで行われる異常時制御を第２シーケンスにおいては開始しないようにすることができる。

本発明の第１３観点に係るヒートポンプ装置は、第１２観点のヒートポンプ装置において、制御部は、第２シーケンスにおいては、第１シーケンスで冷媒回路を監視する第１条件と異なり第１条件よりも厳しい第２条件を用いて冷媒回路の監視を行い、第１条件が満たされていなくても第２条件が満たされたときに冷媒回路で異常が発生していると判断する。

第１３観点に係るヒートポンプ装置によれば、第１シーケンスでは冷媒回路の動作に対して異常時制御を適用するような場合であっても第２シーケンスでは冷媒回路の動作について異常時制御が行われない場合があるため、第１シーケンスの第１条件よりも厳しい第２条件で冷媒回路の監視を行なうことにより、第２シーケンスで冷媒回路の動作を止めないときに監視を強化することができる。

本発明の第１４観点に係るヒートポンプ装置は、第１３観点のヒートポンプ装置において、制御部は、第２条件が満たされて異常が発生していると判断したときに、冷媒回路の動作の異常時制御を行う。

第１４観点に係るヒートポンプ装置によれば、第２シーケンスにおける冷媒回路の動作の異常時制御が第２条件を満足するか否かによって行なわれるので、冷媒回路の異常が生じている蓋然性が高いときには第２シーケンスであっても冷媒回路の異常時制御ができる。

本発明の第１５観点に係るヒートポンプ装置は、第１３観点又は第１４観点のヒートポンプ装置において、制御部は、第２条件が満たされて異常が発生していると判断した回数が所定の回数を超えたときに、異常発報を行なう。

第１５観点に係るヒートポンプ装置によれば、制御部が行う異常発報によって、第２条件が満たされて異常が発生していると判断された回数が所定回数を超えていることを使用者に知らせることができる。

本発明の第１６観点に係るヒートポンプ装置は、第１０観点から第１５観点のいずれかのヒートポンプ装置において、ファン及びファンモータが室外機に設置されている。

第１６観点に係るヒートポンプ装置によれば、外力の影響を受けやすい室外機にファンおよびファンモータが設置されて、ファンおよびファンモータが外気の影響を受け易い状態にある場合に適用することができる。

本発明の第１観点に係る制御装置では、異常検出及びそれに応じた駆動装置の異常時制御について、第１シーケンスと第２シーケンスとを異ならせることによって定常状態と始動状態とで異常検出の判断基準を異ならせたり、異常時制御の内容を異ならせたりすることができ、モータの定常状態とは異なる状態であるモータの始動状態において、高価な追加回路を設けることなく、始動時特有の状況への対処が適切に行なえるようになる。

本発明の第２観点に係る制御装置では、異常検出について第１シーケンスと第２シーケンスとを異ならせるという簡単な設定によって定常状態で異常時制御を行う条件であっても始動状態では異常時制御を行わせないようにして、始動状態では異常時制御を行わせる必要のない始動時特有の状況に対処することができるようになる。

本発明の第３観点に係る制御装置では、検出部での異常検出が容易に行え、構成が簡単になる。

本発明の第４観点に係る制御装置では、異常検出について閾値電圧や閾値電流や脱調を判断する閾値に関して第１シーケンスと第２シーケンスとで異なる取り扱いをする簡単な設定によって、始動状態では異常時制御を行わせる必要のない始動時特有の状況に対処することができるようになる。

本発明の第５観点に係る制御装置では、第１シーケンスの第１検出基準と第２シーケンスの第２検出基準とを設けることによって第１シーケンスと第２シーケンスとで異常時制御を行う場合を異ならせ、始動状態では異常時制御を行わせる必要のない始動時特有の状況に対処することができるようになる。

本発明の第６観点に係る制御装置では、検出部における異常検出を停止又は無効化するかしないかを第１シーケンスと第２シーケンスとで切り替えるという簡単な構成によって、始動状態では異常時制御を行わせる必要のない始動時特有の状況に対処することができるようになる。

本発明の第７観点に係る制御装置では、第１シーケンスでも第２シーケンスでも外力によってモータの回転数が所定値を超えないので、外力によってモータの回転数が所定値を超えることにより発生する悪影響を抑制することができる。

本発明の第８観点に係る制御装置では、安定したロータ位置センサレス運転に移行するまでの始動状態において異常検出が発生する可能性が大きくなるので、第２シーケンスを用いることによりメリットを享受できる場面が多くなる。

本発明の第９観点に係る制御装置では、定常状態の判定を簡単かつ確実に行なうことが
できると共に、本来の異常を確実に検出することができ、制御装置の構成が簡素化される。

本発明の第１０観点に係るヒートポンプ装置では、異常検出及びそれに応じたヒートポンプ装置の異常時制御について、第１シーケンスと第２シーケンスとを異ならせることによって定常状態と始動状態とで異常検出の判断基準を異ならせたり、異常時制御の内容を異ならせたりすることができ、ファンモータの定常状態とは異なる状態であるファンモータの始動状態において、高価な追加回路を設けることなく、始動時特有の状況への対処が適切に行なえるようになる。

本発明の第１１観点に係るヒートポンプ装置では、検出部での異常検出が容易に行え、制御装置の構成が簡単になる。

本発明の第１２観点に係るヒートポンプ装置では、開始状態では異常時制御を開始しないことにより、例えば冷媒回路の動作を停止しないなどの第１シーケンスとは異なった冷媒回路の動作を第２シーケンスで行なわせることができ、ファンモータと冷媒回路の動作とに関して始動時特有の状況への対処を適切に行なえる。

本発明の第１３観点に係るヒートポンプ装置では、第２シーケンスにおいて冷媒回路の監視を強化するため、冷媒回路の動作の異常を早期に発見できるようになる。

本発明の第１４観点に係るヒートポンプ装置では、状況によっては第２シーケンスでも冷媒回路の異常時制御を行うことができ、冷媒回路の受ける損耗を小さくすることができる。

本発明の第１５観点に係るヒートポンプ装置では、異常発報によりヒートポンプ装置の使用者に対して注意を喚起することができる。

本発明の第１６観点に係るヒートポンプ装置では、外気の影響を受け易い室外機にファンおよびファンモータが設置されたヒートポンプ装置の始動時特有の状況への対処を適切に行なえる。

一実施形態に係る空気調和装置の外観を示す正面図。空気調和装置の冷媒回路及びその周辺の概要を示す回路図。制御部による制御系統の概要を示すブロック図。室外機の各モータ部及びその周辺の構成の概要を示すブロック図。室外機の内部構造を説明するための斜視図。室外ファンモータ部及びその電源並びに周辺回路を示す回路図。異常検出及び異常時制御の概略を示すフローチャート。第１シーケンスを説明するためのフローチャート。第２シーケンスを説明するためのフローチャート。始動状態における高圧異常の検出を説明するためのグラフ。

以下、本発明の一実施形態に係るモータを有する駆動装置の例として空気調和装置について説明する。この空気調和装置は、駆動装置のモータに相当するブラシレスＤＣモータを室外ファンモータ部に有している。

（１）空気調和装置の概要
図１は、本発明の一実施形態に係るヒートポンプ式空気調和装置の外観を示す斜視図である。図１の空気調和装置１０は、室内機２０と室外機３０とを備えている。室外機３０は、室内に設置される室内機２０に冷媒配管によって接続されて、室内機２０とともに空気調和装置１０の冷媒回路を構成する。そのため、冷媒配管や伝送線路などの連絡配管１２によって室内機２０と室外機３０が連絡されている。

図２は、図１の空気調和装置１０の構成の概要を示す回路図である。図２に示す冷媒回路１４を構成するために、室内機２０には、室内熱交換器２１が設けられ、室外機３０には、圧縮機３１、四路切換弁３２、室外熱交換器３３、電動弁３４及びアキュムレータ３５などが設けられている。圧縮機３１の吐出側には四路切換弁３２の第１ポートが接続されている。四路切換弁３２の第２ポートには室外熱交換器３３の一方の出入口が接続され、第３ポートにはアキュムレータ３５が接続され、第４ポートには冷媒連絡配管１２ｂが接続されている。四路切換弁３２は、冷房時には実線で示したように第１ポートと第２ポートが接続されるとともに、第３ポートと第４ポートが接続される。一方、暖房時には、四路切換弁３２は、破線で示したように、第１ポートと第４ポートが接続されるとともに、第２ポートと第３ポートが接続される。室外熱交換器３３の他方の出入口は、電動弁３４と冷媒連絡配管１２ａとを介して室内熱交換器２１の一方の出入口に接続されている。室内熱交換器２１の他方の出入口は、冷媒連絡配管１２ｂに接続されている。また、圧縮機３１の吸入側は、アキュムレータ３５を介して四路切換弁３２の第３ポートに接続されている。この冷媒回路１４の中を冷媒が循環する。

冷房時には、四路切換弁３２が実線の接続になっており、圧縮機３１で圧縮されて吐出された冷媒が四路切換弁３２を介して室外熱交換器３３に送られる。室外熱交換器３３で外気との熱交換が行われて熱を奪われた冷媒は、電動弁３４に送られる。電動弁３４で高圧液状の冷媒が低温低圧の湿り蒸気の状態に変化する。電動弁３４で膨張した冷媒は、冷媒連絡配管１２ａを通って室内熱交換器２１に入る。室内熱交換器２１で室内空気との熱交換が行われて熱を奪って温度が上昇した冷媒は、冷媒連絡配管１２ａを通って四路切換弁３２に送られる。四路切換弁３２では冷媒連絡配管１２ａとアキュムレータ３５とを接続している。そのため、室内熱交換器２１から送られてきた冷媒は、アキュムレータ３５を介して圧縮機３１に送られる。

暖房時には、四路切換弁３２が点線の接続になっており、圧縮機３１で圧縮されて吐出された冷媒が室内熱交換器２１に送られる。そして、冷房時とは逆の経路をたどって、室外熱交換器３３を出た冷媒は圧縮機３１に送られる。つまり、圧縮機３１、四路切換弁３２、冷媒連絡配管１２ｂ、室内熱交換器２１、冷媒連絡配管１２ａ、電動弁３４、室外熱交換器３３、四路切換弁３２、アキュムレータ３５及び圧縮機３１の順に冷媒が循環する。

室内機２０及び室外機３０には、それぞれ、室内熱交換器２１及び室外熱交換器３３における熱交換を促すために、室内熱交換器２１に室内空気を送る室内ファン２２及び、室外熱交換器３３に外気を送るプロペラファン３７が設けられている。そして、これら室内ファン２２及びプロペラファン３７を駆動するための室内ファンモータ部２３及び室外ファンモータ部３８がそれぞれ室内機２０及び室外機３０に設けられている。

（２）制御系統の概要
空気調和装置１０における空気調和の動作を正しく効率よく行わせるために、室内機２０及び室外機３０は、それぞれの機器の中に組み込まれた室内制御部６０及び室外制御部７０によって制御される。図３は制御系統の構成の概略を示すブロック図である。室内制御部６０と室外制御部７０とは、通信線１２ｃを介して互いに接続されて互いにデータの送受信を行っており、一つの制御装置５０を構成している。制御装置５０は、ＣＰＵ（中
央演算処理装置）やメモリや周辺回路などを含んで構成されており、これらの回路を組み合わせて後述する制御機能を実現している。

室外機３０には、室外機３０の各部の温度を測定するための温度センサとして、室外熱交換器温度センサ４１、熱交換器出入口温度センサ４２、吸込側温度センサ４３、吐出側温度センサ４４及び外気温度センサ４５などが設けられており、これらの温度センサ４１〜４５で測定された温度の値が室外制御部７０に送信される。この室外熱交換器温度センサ４１は、室外熱交換器３３の内部の冷媒の温度を検出する。熱交換器出入口温度センサ４２は、室外熱交換器３３の出入口に設けられ、室外熱交換器３３と室内機２０との間を通う冷媒の温度を測定する。吸込側温度センサ４３は、圧縮機３１に吸い込まれる冷媒の温度を測定する。吐出側温度センサ４４は、圧縮機３１から吐出される冷媒の温度を測定する。外気温度センサ４５は、室外機３０の周囲の外気温度を検出する。

室外機３０には、圧縮機３１に吸入される冷媒の圧力を測定するための吸入側圧力センサ４６及び、圧縮機３１から吐出される冷媒の圧力を測定するための吐出側圧力センサ４７などの圧力センサが設けられている。吸入側圧力センサ４６及び吐出側圧力センサ４７などで測定された冷媒の圧力の値が室外制御部７０に送信される。

また、室外機３０においては、後ほど詳細に説明する電圧検出部８１及び電流検出部８２が設けられ、これらが室外制御部７０に接続されている。

さらに、室外機３０においては、圧縮機３１の圧縮機モータ部４０、四路切換弁３２、電動弁３４及び室外ファンモータ部３８が室外制御部７０に接続されている。この室外制御部７０により、圧縮機モータ部４０や室外ファンモータ部３８の回転数やその運転・停止、四路切換弁３２の切換え、及び電動弁３４の開度が制御される。

室内機２０には、室内熱交換器２１の出入口の冷媒の温度を測定するための液側温度センサ２４とガス側温度センサ２５が設けられ、室内の温度を測定するための室内温度センサ２６が設けられている。これらの温度センサ２４〜２６で測定された温度の値が室内制御部６０に送信される。また、室内機２０においては、室内ファン２２の室内ファンモータ部２３、風向調節機構２７及び表示部２８などが室内制御部６０に接続されている。この室内制御部６０により、室内ファンモータ部２３の回転数や運転・停止が制御される。風向調節機構２７が室内機２０に設けられたルーバー（図示省略）などの角度を変更することにより室内に吹き出す風の向きが調節される。室内制御部６０は、各種の表示を行うため表示部２８に対して表示を指示する制御信号を出力する。例えば、後述する室外ファンモータ部３８での異常発生に伴って、制御装置５０は、異常発報の表示を表示部２８に行わせることもできる。

（２−１）室外機の各モータ部の制御
図４に示すように、室外制御部７０は、ＣＰＵ７１とメモリ７２とタイマ７３と周辺回路７４，７５とを備えている。周辺回路７４，７５は、一部が集積回路化（ＩＣ化）されている。ＣＰＵ７１は、外部から与えられる命令やメモリ７２に記憶されている命令に従って、周辺回路７４，７５を介して室外ファンモータ部３８や圧縮機モータ部４０を制御する。ＣＰＵ７１は、タイマ７３によって制御の際のタイミングを計っている。

室外ファンモータ部３８には、電圧検出部８１及び電流検出部８２が設けられている。直流電源ライン４９８，４９９の間に接続されている電圧検出部８１によって、直流電源ライン４９８，４９９の間の過電圧が検出される。このような電圧検出部８１は、例えば直流電源ライン４９８，４９９の間に接続された複数の抵抗と、その中の一つの抵抗に印加される電圧を検知するトランジスタとを含む検出回路を複数設けることで構成される。
このような構成では、周辺回路７４から与えられる信号によって、異なる閾値電圧で過電圧を検出する複数の検出回路の中から適当な検出回路が選択される。それにより、電圧検出部８１は、過電圧を検出する閾値電圧を切換え、その閾値電圧を超えたときに過電圧の検出を周辺回路７４に対して出力する。

また、低電圧側の直流電源ライン４９９に直列に挿入されている電流検出部８２によって、室外ファンモータ部３８に流れている過電流が検出される。電流検出部８２は、例えば直流電源ライン４９９に挿入されたシャント抵抗と、シャント抵抗の両端の電圧を増幅するオペアンプを含む増幅回路と、増幅回路の出力電圧を検出するトランジスタとを含む検出回路で構成される。このような検出回路において、例えば、周辺回路７４から与えられる信号によって、オペアンプの複数の増幅率の中から適当な増幅率が選択できるよう構成されている。それにより、電流検出部８２は、過電流を検出する閾値電流を切換え、その閾値電流を超えたときに過電流の検出を周辺回路７４に対して出力する。

また、室外ファンモータ部３８には放電部４９７が設けられ、室外制御部７０によって制御されている。この放電部４９７によって平滑コンデンサ４９６の放電が行われ、高電圧側の直流電源ライン４９８と低電圧側の直流電源ライン４９９の間の電圧が調整される。

（３）室外機の構造
図１に示すように、室外機３０は、略直方体状の形状をしており、ケーシング１５によって覆われている。ケーシング１５の前面には、前板組立体１６が配置されており、前板組立体１６には、その略中央部にファン吹出口１７が設けられている。

図５に、ケーシング１５を外した状態の室外機３０を示す。ケーシング１５の背面から一方の側面にかけて、室外熱交換器３３が露出している。プロペラファン３７は、ファン吹出口１７の直ぐ背面側に配置され、プロペラファン３７を駆動する室外ファンモータ部３８は、プロペラファン３７の直ぐ背面側に配置されている。そして、ケーシング１５の背面及び一方の側面から吸込まれた外気は、室外熱交換器３３を通過してケーシング１５の前面のファン吹出口１７から吹き出される。

ファン吹出口１７から吹き出される気流は、プロペラファン３７が室外ファンモータ３８によって駆動され、反時計回り（ＣＣＷの方向）にプロペラファン３７が回転することにより発生する。プロペラファン３７が室外ファンモータ３８によって駆動されていないときには、室外で発生している外気流による外力がプロペラファン３７に作用してプロペラファン３７を回転させるトルクが発生することがある。例えば、ファン吹出口１７から室外熱交換器３３の方向に外気流が通り抜けると、その外気流によりプロペラファン３７に生じるトルクによってプロペラファン３７は時計回り（ＣＷの方向）に回転する。

（４）室外機の各モータ部への電力の供給
図４は、室外機におけるモータ部の制御の概要を説明するためのブロック図である。室外機３０は、室外ファンモータ部３８及び圧縮機モータ部４０並びに、これらに直流電力を供給するための整流回路４９Ａ，４９Ｂを備えている。整流回路４９Ａ，４９Ｂには交流電源４８が接続される。整流回路４９Ａは、ダイオードからなる整流部４９１及び、高電圧側の直流電源ライン４９３と低電圧側の直流電源ライン４９４との間に接続されている平滑コンデンサ４９２を備えている。整流回路４９Ｂは、ダイオードからなる整流部４９５、高電圧側の直流電源ライン４９８と低電圧側の直流電源ライン４９９との間に接続されている平滑コンデンサ４９６、及び平滑コンデンサ４９６の放電を行わせる放電部４９７を備えている。室外ファンモータ部３８は、室外ファンモータ３８ａとインバータ回路３８ｂとを有している。また、圧縮機モータ部４０は、圧縮機モータ４０ａとインバー
タ回路４０ｂとを有している。図３を用いて説明したように、室外ファンモータ部３８と圧縮機モータ部４０とは、室外制御部７０によって制御される。

（４−１）室外ファンモータ部への電力供給
図６に、室外ファンモータ３８ａとその駆動システムの主要部の回路を示す。図６に示す室外ファンモータ３８ａは、ブラシレスＤＣモータであり、ホール素子などの位置検出素子を持たないロータ位置センサレス制御が行われる。室外ファンモータ３８ａは、ロータ３８１とステータ３８２とを備えている。

ステータ３８２は、電機子コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの一端が中性点ｎで共通に接続されたスター結線を有している。プロペラファン３７に結合されているロータ３８１は、多極の永久磁石を有している。ロータ３８１は、その回転軸を中心に、永久磁石と電機子コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗとの間で発生する電磁力によってステータ３８２に対して相対的に回転する。室外ファンモータ３８ａを回転させるために、インバータ回路３８ｂから電機子コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに駆動電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗが出力される。

インバータ回路３８ｂは、これら電機子コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの他端と高電圧側の直流電源ライン４９８との間に接続されている上アームの絶縁ゲート型バイポーラトランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３及び、これら電機子コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの他端と低電圧側の直流電源ライン４９９との間に接続されている下アームの絶縁ゲート型バイポーラトランジスタＱ４，Ｑ５，Ｑ６をスイッチング素子として備えている。以下、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタＱ１をトランジスタＱ１と略記し、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタＱ２〜Ｑ６についても同様に記載する。トランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６には、それぞれ還流ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６が並列に接続されている。各還流ダイオードＤ１〜Ｄ６は、各々が接続されているトランジスタＱ１〜Ｑ６に逆電圧が印加された場合にそれぞれ導通して逆電圧から各トランジスタＱ１〜Ｑ６を保護する。

このインバータ回路３８ｂは、上アームのトランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３をオン状態にすることによって、それぞれのトランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３を介して高電圧側の直流電源ライン４９８から電機子コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの他端に高電圧を印加する。また、このインバータ回路３８ｂは、下アームのトランジスタＱ４，Ｑ５，Ｑ６をオン状態にすることによって、それぞれのトランジスタＱ４，Ｑ５，Ｑ６を介して低電圧側の直流電源ライン４９９から電機子コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの他端に低電圧を印加する。

（４−２）室外ファンモータ部のインバータ回路の制御
室外ファンモータ部３８を制御するための周辺回路７４には、ゲート制御電圧生成部７４１とＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ−ＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御部７４２と位置検出部７４３と回転数推定部７４４と定常状態判定部７４５と過電圧保護部７４６と過電流保護部７４７が含まれる。

〔ゲート制御電圧生成部〕
ゲート制御電圧生成部７４１は、図６に示すように、インバータ回路３８ｂのトランジスタＱ１〜Ｑ６のオン・オフを制御するための６つのゲート制御電圧Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを出力する。ゲート制御電圧生成部７４１から出力されるゲート制御電圧Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚにより、ＰＷＭ制御部７４２により決定された変調率を有する駆動電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗがロータ位置に基づくタイミングでインバータ回路３８ｂから室外ファンモータ３８ａに出力される。

〔ＰＷＭ制御部〕
ＰＷＭ制御部７４２は、室外ファンモータ３８ａの回転数に基づいて、各電機子コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに印加される駆動電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗの変調率を決定する。そして、ＰＷＭ制御部７４２は、この変調率に相当するＰＷＭ電圧をロータ３８１の位置に基づく電機子コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗへの通電タイミングに応じてゲート制御電圧生成部７４１に出力する。

〔位置検出部〕
位置検出部７４３は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電機子コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに接続され、ロータ３８１が回転しているときに電機子コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに生じる誘起電圧からロータ３８１の回転位置を検出する。位置検出部７４３は、検出されたロータ３８１の回転位置に対応する位置信号をＰＷＭ制御部７４２と回転数推定部７４４とに出力する。

〔回転数推定部〕
回転数推定部７４４は、位置検出部７４３の出力信号から室外ファンモータ３８ａの回転数を推定する。この回転数の推定は、例えば位置検出部７４３の出力信号を一定時間カウントすることにより行なうことができる。または、位置検出部７４３の出力信号の周期を測定することにより回転数の推定を行なうことができる。推定された回転数は、回転数推定部７４４からＰＷＭ制御部７４２と定常状態判定部７４５とに出力される。

〔定常状態判定部〕
定常状態判定部７４５は、例えば回転数推定部７４４で推定された室外ファンモータ３８ａの実回転数に基づき、定常状態であるか否かを判定する。空気調和装置１０の制御装置５０は、与えられている空気調和の要求や空気調和装置１０の環境に応じて、室外ファンモータ３８ａの目標回転数を決定している。制御装置５０は、この目標回転数を指令値として室外制御部７０に対して出力する。室外制御部７０の周辺回路７４にある定常状態判定部７４５にこの指令値が与えられ、定常状態判定部７４５は、実回転数がこの指令値に達すれば定常状態になったと判定し、指令値に達するまでは始動状態にあると判定する。もし、定常状態にある室外ファンモータ３８ａの駆動が停止された場合には、リセットされて、次に指令値に達するまでは始動状態にあると定常状態判定部７４５は判定する。なお、実回転数が回転数推定部７４４で推定できない状況の場合にも、定常状態判定部７４５は始動状態にあると判定する。

〔過電圧保護部〕
過電圧保護部７４６は、電圧検出部８１により検出された電圧に基づいて平滑コンデンサ４９６の両端の電圧の調整を行い、インバータ回路３８ｂの各トランジスタＱ１〜Ｑ６の定格電圧を超えないようにする。

過電圧保護部７４６は、定常状態判定部７４５から定常状態であるか否かの判定結果を得ている。そして、定常状態では、第１閾値電圧を用いて過電圧の判定を行ない、始動状態では、第１閾値電圧よりも大きな第２閾値電圧を用いて過電圧の判定を行なうように電圧検出部８１の設定を行う。定常状態では、電圧検出部８１で検出された電圧値が第１閾値電圧を超えた場合に、過電圧保護部７４６はゲート制御電圧生成部７４１に対してインバータ回路３８ｂの駆動の停止を指示する信号を出力するとともに放電部４９７に対して平滑コンデンサ４９６の放電を指示する信号を出力する。始動状態では、電圧検出部８１で検出された電圧値が第２閾値電圧を超えた場合に、定常状態で第１閾値電圧を超えた場合と同様の信号をゲート制御電圧生成部７４１と放電部４９７とに出力する。

〔過電流保護部〕
過電流保護部７４７は、電流検出部８２により検出された電流に基づいて室外ファンモ
ータ３８ａに流れる電流の調整を行い、インバータ回路３８ｂの各トランジスタＱ１〜Ｑ６の定格電流を超えないようにする。

過電流保護部７４７は、定常状態判定部７４５から定常状態であるか否かの判定結果を得ている。そして、定常状態では、第１閾値電流を用いて過電流の判定を行ない、始動状態では、第１閾値電流よりも大きな第２閾値電流を用いて過電流の判定を行なうように電流検出部８２の設定を行う。定常状態では、電流検出部８２で検出された電流値が第１閾値電流を超えた場合に、過電流保護部７４７はゲート制御電圧生成部７４１に対してインバータ回路３８ｂの駆動の停止を指示する信号を出力する。始動状態では、電流検出部８２で検出された電流値が第２閾値電流を超えた場合に、過電流保護部７４７はゲート制御電圧生成部７４１に対してインバータ回路３８ｂの駆動の停止を指示する信号を出力する。

（４−３）室外ファンモータ部の異常検出と異常時制御
室外ファンモータ３８ａに直流電力を供給する直流電源ライン４９８，４９９における過電圧や室外ファンモータ３８ａの過電流に関する異常検出及び異常時制御について図７乃至図９を用いて説明する。

従来、これらの過電圧や過電流が発生した場合における空気調和装置の異常検出及び異常時制御は、室外ファンモータ３８ａの定常状態と始動状態との区別を行なわずに同じシーケンスに沿って行なわれていた。しかし、本実施形態に係る空気調和装置１０では、これら異常検出及び異常時制御は、定常状態と始動状態では、互いに異なる第１シーケンス（ステップＳ１０）と第２シーケンス（ステップＳ２０）とに沿ってそれぞれ行なわれる。

図７のフローチャートを用いて空気調和装置１０の過電圧や過電流に関する異常検知及び異常時制御の概要について説明する。まず、ステップＳ１で、制御装置５０は、室外ファンモータ３８ａの起動の指示があるまで待機している。室外ファンモータ３８ａの起動指示があると、制御装置５０により、室外ファンモータ３８ａが起動されるとともに、タイマ７３を用いた時間の計測が始まる。

ステップＳ２では、回転数推定部７４４により回転数が推定される。ステップＳ２に続いてステップＳ３に進み、定常状態判定部７４５が室外ファンモータ３８ａの実回転数に基づき、回転数に応じたモータ起動制御を選択し、モータの起動を行なう。起動直後は、実回転数が指令値に達していないために始動状態と判定され、ステップＳ２０（第２シーケンス）に進む。

ステップＳ２０（第２シーケンス）では、制御装置５０は、第２異常検出条件で異常検出を行う（ステップＳ２０ａ）。第２異常検出条件は、第１異常検出条件とは異なる。ここでは、電圧検出部８１の検出電圧が第２閾値電圧を超えるか、又は電流検出部８２の検出電流が第２閾値電流を超えることが第２異常検出条件になっている。一方、第１シーケンスで行なう異常検出では、電圧検出部８１の検出電圧が第１閾値電圧を超えるか、又は電流検出部８２の検出電流が第１閾値電流を超えることが第１異常検出条件になっている。従って、第２閾値電圧が第１閾値電圧より大きくかつ、第２閾値電流が第１閾値電流より大きくなっているので、第２異常検出条件の方が第１異常検出条件よりも緩和されている。第２異常検出条件の方が第１異常検出条件よりも緩和されているのは、室外ファンモータ３８ａをロータ位置センサレス制御している場合に、プロペラファン３７に外力が働いて過電流状態や過電圧状態が生じる可能性が高くなるからである。

始動状態において過電圧や過電流が検出されたときには、外力によって過電圧や過電流
が生じていると推定されて室外ファンモータ３８ａの始動が継続される。つまり、過電圧や過電流がプロペラファン３７に外力が働いたことによって発生したものであれば、室外ファンモータ３８ａの故障ではないので、緩和した条件で運転を続けてもよいからである。このように緩和した第２異常検出条件を用いることで、室外ファンモータ３８ａの駆動が停止される回数が少なくなり、室外ファンモータ３８ａの始動をスムーズに行なわせることができる。ただし、室外ファンモータ３８ａの故障による可能性もあるため、第１閾値電圧又は第１閾値電流を超えたときには異常検出を行なう間隔を短くなるように設定されてもよい。

ステップＳ２０ａで異常が検出されなかった場合には、第２シーケンス（ステップＳ２０）から第１シーケンスに移行されるか否かの判断が行われる（ステップＳ５，Ｓ６，Ｓ７）。ステップＳ５，Ｓ６では上述のステップＳ２，Ｓ３と同じ処理がおこなわれ、室外ファンモータ３８ａの実回転数が指令値に達していれば、定常状態と判断して、ステップＳ１０（第１シーケンス）に移行される。まだ、実回転数が指令値に達していなければ、ステップＳ７でモータ停止指示があったか否かが判断される。モータ停止指示があった場合にはステップＳ８に進み、室外制御部７０によって室外ファンモータ３８ａが停止されて処理が終了する。モータ停止指示がなかった場合には、ステップＳ２０に戻り、第２シーケンスに沿って処理が実行される。

ステップＳ２０ａで異常が検出された場合には、第２異常時制御が行われる（ステップＳ２０ｂ）。第２異常時制御については後程詳しく説明するが、第１異常時制御（ステップＳ１０ｂ）とは異なる制御が行われる。第１異常時制御と第２異常時制御とにおいて最も大きく相違する点は、冷媒回路１４の運転を停止させる条件が異なる点である。第１異常時制御では、ステップＳ１０ａで異常が検出されると室外ファンモータ３８ａの駆動が停止されるとともに冷媒回路１４の運転が停止される。一方、第２異常時制御では、ステップＳ２０ａで異常が検出されると室外ファンモータ３８ａの駆動が停止されるが、ステップＳ２０ａでの異常の検出だけでは冷媒回路１４の運転は停止されない。一方、室外ファンモータ３８ａについては、過電圧又は過電流の発生から高回転を行っていることが推定されるので、その駆動が停止される。このときは、室外ファンモータ３８ａが駆動されていなくても冷媒回路１４の熱交換のために必要な気流がプロペラファン３７を通過して室外熱交換器３３に供給されていると判断して、始動状態では、冷媒回路１４の運転が継続される。そして、この第２シーケンスでは、冷媒回路１４の運転を継続しながら、冷媒回路１４の故障の発生の有無を別の手段による検出が試みられる。具体的な別の手段としては、例えば冷媒圧力を「所定値よりも高圧か否か」だけでなく、その圧力値の変化により状態を予測する、などの方法があげられるが、このような別の手段による故障発生有無の検出は、室外ファンモータ３８ａや冷媒回路１４或いはそれらの周辺の監視を強化して行なわれる方が好ましい。

ステップＳ２０ｂで、第２異常時制御を行った結果、室外ファンモータ３８ａだけでなく、冷媒回路１４の運転も停止すべき異常と判断されたときには、冷媒回路１４の運転も停止して処理が終了される。一方、第２異常時制御を行って第２異常検出条件で異常が検出されなくなったときには、ステップＳ２０ｂからステップＳ２０ａを経てステップＳ５に進み、室外ファンモータ３８ａの始動が継続される。

ステップＳ３，Ｓ６からステップＳ１０（第１シーケンス）に進み、ステップＳ１０ａにおいて第１異常検出条件で異常が検出された場合には、ステップＳ１０ｂに進んで第１異常時制御を行う。ステップＳ１０ｂで第１異常時制御が行われたときは、室外ファンモータ３８ａの駆動と冷媒回路１４の運転が停止されて処理が終了される。

ステップＳ１０ａにおいて第１異常検出条件で異常が検出されなかった場合には、ステ
ップＳ４に進んでモータ停止の指示の有無が確認される。モータ停止の指示がなければ、ステップＳ１０ａに戻り、モータ停止の指示があるまで、ステップＳ１０ａとステップＳ４の判断が繰り返される。モータ停止の指示があれば、室外ファンモータ３８ａの駆動が停止され（ステップＳ８）、処理が終了する。

なお、上記の説明においては、起動制御の選択や定常状態か否かの判断を、モータの回転数のみを用いて行なっているが、特に空気調和機の室外機のように外力を受けてファンが回転するような用途においては、その回転方向も考慮することで、より安定したモータ駆動を行なうことが可能となる。

（４−４）第１シーケンス
次に、第１シーケンスの詳細について図８を用いて説明する。ステップＳ１０ａには、過電圧及び過電流を検出するステップＳ１１と、異常検出の有無を判断するステップＳ１２とが含まれる。ステップＳ１１では、電圧検出部８１により過電圧の検出が行われており、電流検出部８２により過電流の検出が行われている。定常状態判定部７４５から定常状態を示す信号が過電圧保護部７４６と過電流保護部７４７とに与えられているため、電圧検出部８１及び電流検出部８２において第１閾値電圧及び第１閾値電流を用いて異常検出が行なわれる。ステップＳ１２では、電圧検出部８１により過電圧が検出されているか否かが判断される。また、電流検出部８２により過電流が検出されているか否かが判断される。

ステップＳ１２で異常が検出されなければ、制御装置５０において室外ファンモータ３８ａの停止指示の有無が判断され（ステップＳ４）、停止の指示があればステップＳ８に進み、室外制御部７０によって室外ファンモータ３８ａの駆動が停止されて処理が終了する。

ステップＳ１２で異常の検出があれば、第１異常時制御を行うステップＳ１０ｂに進む。ステップＳ１０ｂには、室外ファンモータ３８ａの制御を行うステップＳ１３、冷媒回路１４の制御を行うステップＳ１４、及び異常発報を行うステップＳ１５が含まれる。ステップＳ１３では、過電圧保護部７４６又は過電流保護部７４７からゲート制御電圧生成部７４１に室外ファンモータ３８ａの停止を指示する信号が出力される。また、過電圧が検出されたときには、放電部４９７の放電を指示する信号が過電圧保護部７４６から放電部４９７に出力される。異常の検出があれば、同時に、過電圧保護部７４６や過電流保護部７４７から室外制御部７０のＣＰＵ７１に異常検出を示す信号が出力される。

次に、ステップＳ１４に進み、異常検出を示す信号を受けたＣＰＵ７１では、定常状態判定部７４５から定常状態であることを示す信号も合わせて受けているため、冷媒回路１４の停止が必要であることが判断される。このような判断が行なわれたＣＰＵ７１から周辺回路７５に、冷媒回路１４の運転を停止させるための信号が出力される。それにより、周辺回路７５によってインバータ回路４０ｂが停止されて圧縮機モータ４０ａが止まり、冷媒回路１４の運転が停止される。また、ステップＳ１５では、ＣＰＵ７１から室内制御部６０に対して表示部２８に異常の表示を行うよう指示する信号が出力され、ユーザへの報知が行なわれる。

（４−５）第２シーケンス
次に、第１シーケンスの詳細について図９を用いて説明する。ステップＳ２０ａには、過電圧及び過電流を検出するステップＳ２１と、異常検出の有無を判断するステップＳ２２とが含まれる。ステップＳ２１では、電圧検出部８１により過電圧の検出が行われており、電流検出部８２により過電流の検出が行われている。定常状態判定部７４５から始動状態を示す信号が過電圧保護部７４６と過電流保護部７４７とに与えられているため、電
圧検出部８１及び電流検出部８２において第２閾値電圧及び第２閾値電流を用いて異常検出が行なわれる。ステップＳ２２では、電圧検出部８１により過電圧が検出されているか否かが判断される。また、電流検出部８２により過電流が検出されているか否かが判断される。

ステップＳ１２で異常が検出されなければ、上述したステップＳ５からステップＳ７までの処理が行なわれる。

ステップＳ２２で異常の検出があれば、第２異常時制御を行うステップＳ２０ｂに進む。ステップＳ２０ｂには、ステップＳ２３からステップＳ３４までが含まれる。ステップＳ２３では、過電圧保護部７４６又は過電流保護部７４７からゲート制御電圧生成部７４１に室外ファンモータ３８ａの停止を指示する信号が出力される。また、過電圧が検出されたときには、放電部４９７の放電を指示する信号が過電圧保護部７４６から放電部４９７に出力される。異常の検出があれば、過電圧保護部７４６や過電流保護部７４７から室外制御部７０のＣＰＵ７１に異常検出を示す信号が出力される。

次に、ステップＳ２４に進み、異常検出を示す信号を受けたＣＰＵ７１では、定常状態判定部７４５から始動状態であることを示す信号も合わせて受けているため、まだ冷媒回路１４を停止させる必要のないことが判断される。同時に、ＣＰＵ７１では、冷媒回路１４の監視条件の変更が必要であると判断される。それにより、室外制御部７０では、冷媒回路１４の監視条件の変更が行なわれる。具体的には、後段のステップＳ２６で冷媒回路１４を停止するか否かの判断に用いられる閾値が、冷媒回路１４を緊急停止させる異常高圧圧力Ｐｒ１よりも低い閾値圧力Ｐｒ２に変更される。

次のステップＳ２５では、室外ファンモータ３８ａの駆動を停止してから第１所定時間が経過したか否かが判断される。この判断は、例えば、ＣＰＵ７１がタイマ７３を用いて行なう。そのために、例えば、室外ファンモータ３８ａが停止した時刻は、例えばＣＰＵ７１によってメモリ７２に書き込まれている。このメモリ７２に記憶されている時刻からタイマ７３が示す時刻までの経過時間と第１所定時間とが比較されて、室外ファンモータ３８ａの駆動停止からの第１所定時間の経過が判断される。

室外ファンモータ３８ａの停止から第１所定時間が経過していれば、室外ファンモータ３８ａの停止期間の長期化によって不具合が引き起こされて何度も異常停止している可能性があるので、ステップＳ２８及びステップＳ２９の処理を行う。ステップＳ２８においては、ＣＰＵ７１が定常状態判定部７４５から始動状態であることを示す信号を受けているため、そのままでは冷媒回路１４の停止が無効化される。そこで、ＣＰＵ７１では、始動状態における冷媒回路１４の停止無効化が第１所定時間の経過により解除され、冷媒回路１４の停止が行なえるようになる。このような停止無効化の解除が行なわれたＣＰＵ７１から周辺回路７５に、冷媒回路１４の運転を停止させるための信号が出力される。それにより、周辺回路７５によってインバータ回路４０ｂが停止されて圧縮機モータ４０ａが止まり、冷媒回路１４の運転が停止される。また、ステップＳ２９では、ＣＰＵ７１から室内制御部６０に対して表示部２８に異常の表示を行うよう指示する信号が出力されて異常発報が行なわれる。そして、空気調和装置１０の冷房運転又は暖房運転が停止される。なお、ステップＳ２９における異常の表示内容は、停止の原因をユーザに知らせるため、ステップＳ１５における異常の表示内容と異ならせることが好ましい。

ステップＳ２５で第１所定時間が経過していないと判断されると、ステップＳ２６に進み、室外ファンモータ３８ａが停止されてから第２所定時間内に高圧異常が発生したか否かが判断される。高圧異常の判断は、ＣＰＵ７１において閾値圧力Ｐｒ２と吐出側圧力センサ４７で検出された圧力とが比較されることにより行なわれる。高圧異常の発生が第２
所定時間内であったか否かの判断は、ＣＰＵ７１において、メモリ７２に記憶されている室外ファンモータ３８ａの停止時刻からタイマ７３が示す時刻までの経過時間と第２所定時間とが比較されることによって行なわれる。

ステップＳ２６において、第２所定時間内に高圧異常が検出されなかった場合には、ステップＳ３０に進み、第２所定時間内に高圧異常が検出された場合には、次のステップＳ２７に進む。次のステップＳ２７では、ＣＰＵ７１において、室外ファンモータ３８ａが停止されてから高圧異常が発生した回数が所定回数に達したか否かが判断される。高圧異常が発生した回数は、ＣＰＵ７１によってメモリ７２に記憶される。

高圧異常の発生回数が所定回数に達するということは、過電圧又は過電流の原因が外気流によってプロペラファン３７にトルクが発生したことではなく、制御装置５０などの故障による可能性が高いことを意味している。そのため、高圧異常の発生回数が所定回数に達した場合には、ステップＳ２８に進み、上述したステップＳ２８以下の処理を行って空気調和装置１０の冷房運転又は暖房運転が停止される。高圧異常の発生回数が所定回数に達してなければ、ステップＳ３０に進む。

ステップＳ３０では、第３所定時間内に高圧異常が解消されたか否かが判断される。第３所定時間が経過しても高圧異常が継続しているということは、冷媒回路１４において異常が発生している可能性が高いと判断される。そのため、第３所定時間内に高圧異常が解消されなければ、ステップＳ２８以下の処理を行い、空気調和装置１０の冷房運転又は暖房運転が停止される。

ステップＳ３０において第３所定時間内に高圧異常が解消されたと判断された場合は、ステップＳ３１及びステップＳ３２において過電圧又は過電流についての異常検出を行なう。ステップＳ３１及びステップＳ３２における処理は、過電圧又は過電流が解消されているか否かの判断であり、上述のステップＳ２１及びステップＳ２２と同じ処理を行う。そして、ステップＳ３２において異常検出があった場合には、ステップＳ２６に戻り、ステップＳ２６以下の処理が繰り返される。一方、ステップＳ３２において異常検出がなかった場合には、ステップＳ３３に進み、室外ファンモータ３８ａが起動される。室外ファンモータ３８ａが起動された後、冷媒回路１４の監視条件が初期化されて（ステップＳ３４），ステップＳ２１に戻る。ここで、冷媒回路１４の監視条件の初期化とは、通常よりも厳しい条件、即ち閾値圧力Ｐｒ２で冷媒回路１４の高圧異常を判断していたものを、通常の異常高圧圧力Ｐｒ１による高圧異常の監視にもどすことである。

（５）特徴
（５−１）
以上説明したように、室外ファンモータ部３８のインバータ回路３８ｂ（インバータ）について、電圧検出部８１（検出部）で検出された電圧値が閾値電圧を超えたとき、過電圧が電圧検出部８１で検知されたと判断される（ステップＳ１２，Ｓ２２）。また、電流検出部８２（検出部）で検出された電流値が閾値電流を超えたとき、過電流が電流検出部８２で検知されたと判断される（ステップＳ１２，Ｓ２２）。

この実施形態においては、上述の異常検出の判断が、定常状態判定部７４５が定常状態であると判断しているときと、始動状態であると判断しているときとで異なっている。定常状態では第１シーケンス（ステップＳ１０）に沿って異常検出が行なわれ、このときに過電圧保護部７４６及び過電流保護部７４７で用いられる閾値電圧及び閾値電流は、第１閾値電圧及び第１閾値電流（第１検出基準）である。一方、始動状態では第２シーケンス（ステップＳ２０）に沿って異常検出が行なわれ、このときに過電圧保護部７４６及び過電流保護部７４７で用いられる閾値電圧及び閾値電流は、第２閾値電圧及び第２閾値電流
（第２検出基準）である。このように閾値電圧や閾値電流を切り替えるには例えば検出回路の抵抗や容量などを切り替えるなどの簡単な回路構成で実現できるため、高価な追加回路を設ける必要はない。

始動状態で用いられる第２閾値電圧は定常状態で用いられる第１閾値電圧よりも高い値を有しており、第２閾値電流は第１閾値電流よりも高い値を有している。そのため、第１閾値電圧と第２閾値電圧の間の電圧や第１閾値電流と第２閾値電流の間の電流が検出された場合、第１シーケンスでは異常時制御を開始するが第２シーケンスでは異常時制御を開始されないから、第１シーケンスで異常時制御を行う条件を満たしていても第２シーケンスでは異常時制御を行わないといったことが可能になる。例えば、室外機３０の周囲に吹く外気流による外力が原因でプロペラファン３７に発生し易い過電圧や過電流に対して、始動状態において影響され難くなる。このように故障以外の原因がもとで定常状態よりも始動状態において発生し易い過電圧や過電流に適切に対処でき、スムーズな始動を行えるようになる。

なお、第１検出基準に比べて第２検出基準を緩和するため、この実施形態では第２閾値電圧及び第２閾値電流を第１閾値電圧及び第１閾値電流より高い値を有している場合について説明したが、このような形態には限られない。第１検出基準と第２検出基準とで同じ閾値電圧や閾値電流を用いる場合でも、第２検出基準に他の条件を付加することで緩和することができる場合がある。例えば、第２検出基準では、閾値電圧や閾値電流を超えることに加え、冷媒回路１４の所定箇所で検出される冷媒の温度が所定値を超えることを条件として付加する。そうすれば、第１検出基準で異常検出がされる場合でも第２検出基準では異常が検出されない場合が生じて基準の緩和が行なえる。また、例えば、第１検出基準で用いる所定時間内の測定回数よりも第２検出基準で用いる測定回数を減らすことも基準の緩和になる。

また、この実施形態においては、異常検出があった場合の異常時制御が、第１シーケンスと第２シーケンスとでは異なっている。第１シーケンスの第１異常時制御（ステップＳ１０ｂ）では、異常検出があると、室外ファンモータ３８ａの駆動と冷媒回路１４の運転が、異常検出の判断のみ（ステップＳ１２）に基づいて停止される。一方、第２シーケンスの第２異常時制御（ステップＳ２０ｂ）においては、異常検出の判断のみ（ステップＳ２２）では冷媒回路１４の運転は停止されない。第２シーケンスでは、ステップＳ２５，Ｓ２６，Ｓ２７やステップＳ３０の判断結果を加味して冷媒回路１４の運転を停止するか否かが判断される。それにより、比較的風量の需要の少ない始動状態に対応して、冷媒回路１４を運転し続けることができる。その結果、室外ファンモータ３８ａの異常検出とともに直ちに冷媒回路１４の運転（圧縮機の運転）を停止する場合に比べて、空調の立ち上がりを早くしたり、空調機能の低下を防止したりすることができる。

（５−２）
上記実施形態の室外ファンモータ３８ａは、ロータ位置センサレス制御が行われているから、特に外力によりファンが回転している状態から起動した場合には安定したロータ位置センサレス運転に移行するまでの始動状態においては異常検出が多くなる。そのため、ロータ位置センサレス制御が行われる室外ファンモータ３８ａに第２シーケンスを用いると、無用の室外ファンモータ３８ａの停止、ひいては空気調和装置の停止を回避できることが多くなる。

（６）変形例
（６−１）
上記実施形態では、モータを有する駆動装置の例として、ロータ位置センサレス制御が行われるブラシレスＤＣモータが室外機３０に設けられている空気調和装置１０を例に挙
げて説明したが、室内機２０の室内ファンモータ部２３にロータ位置センサレス制御が行われるブラシレスＤＣモータが設置されている場合には室内ファンモータ部２３に対しても適用することができる。また、モータを有する駆動装置は、上記実施形態のような空気調和装置１０に限られず、例えばモータを内蔵したヒートポンプ式空調機電源ユニットなど、モータを有する他の駆動装置に対しても適用することができる。

（６−２）
上記実施形態では、電圧検出部８１や電流検出部８２において異常検出がされて第１シーケンスでは第１異常時制御を行う場合であっても、第２シーケンスでは第２異常時制御を行わないようにするために、過電圧や過電流を検知するための閾値を第１シーケンスと第２シーケンスとで異ならせる場合について説明した。しかし、第１シーケンスでは第１異常時制御を行う場合であっても第２シーケンスでは第２異常時制御を行わないような状況をつくるために、他の構成を用いることもできる。

図７に示した第２シーケンス（ステップＳ２０）におけるステップＳ２８を取り除いてしまうこともできる。つまり、冷媒回路１４の運転に関しては、異常時制御を行わないといった構成を取ることもできる。このような構成は、例えば、始動状態における風量が小さいタイプの空気調和装置に適用できる。その結果、室外ファンモータ３８ａの異常検出とともに直ちに冷媒回路１４の運転（圧縮機の運転）を停止する場合に比べて、空調機能の低下を防止することができる。あるいは、図７に示した第２シーケンス（ステップＳ２０）を取り除いて、ステップＳ３の後はステップＳ５以下の処理を行うように構成することもできる。このような構成にする場合には、ステップＳ７でモータ停止指示がない場合には、ステップＳ３に戻ることになる。

（６−３）
上記実施形態では、ステップＳ２６において、冷媒回路１４の異常を検出するため、吐出側圧力センサ４７で検出される吐出側圧力を用いたが、他の圧力センサ４６や温度センサ２４〜２６，４２〜４５などの他の検出手段や検出装置を用いてもよい。

（６−４）
上記実施形態では、室外ファンモータ３８ａの回転数によって定常状態判定部７４５において定常状態を判断したが、定常状態の判定は他の方法によって行うこともできる。例えば、始動状態において、任意の周波数や電圧によって強制駆動を行なうタイプのロータ位置センサレス制御が行われるブラシレスＤＣモータの場合であれば、そのような強制駆動を行なっている状態を、例えばＣＰＵ７１において始動状態と判断するようにしてもよい。

また、直流通電等に寄るロータ位置固定を行なうタイプの位置センサレス制御が行われるブラシレスＤＣモータの場合であれば、そのようなロータ位置固定の期間或いはそのロータ位置固定の終了から所定時間経過までの状態を、例えばＣＰＵ７１において始動状態と判断するようにしてもよい。

（６−５）
上記実施形態では、第２シーケンス（ステップＳ２０）の第２異常時制御においては、第１シーケンス（ステップＳ１０）で冷媒回路１４の高圧異常を監視する異常高圧圧力Ｐｒ１（第１条件）と異なり、第１条件よりも厳しい（低い）閾値圧力Ｐｒ２（第２条件）を用いて冷媒回路１４の監視を行っている。そして、異常高圧圧力Ｐｒ１に達していなくても（第１条件）が満たされていなくても閾値圧力Ｐｒ２（第２条件）が満たされたときに冷媒回路１４で異常が発生していると判断される（ステップＳ２５）。このように第２シーケンスにおいては異常検出があったときに冷媒回路１４の監視を強化するため、第２
シーケンスにおいて冷媒回路１４の動作に異常時制御を適用しなかった場合においても冷媒回路の動作の異常を早期に発見できるようになる。

しかし、第２シーケンスにおいて冷媒回路１４の監視を強化する方法は上記の方法に限られるものではない。例えば、図１０に斜線で示した領域は、正常な圧縮機の運転では現れない吐出側圧力センサ４７の測定値である。第２シーケンスの監視条件の変更（ステップＳ２４）における監視条件として、圧縮機３１の吐出側の圧力がこのような斜線で示した領域に入っている場合を高圧異常の判断条件とすることもできる。閾値圧力Ｐｒ２の変更に加えてこのような斜線で示した領域にはいるか否かの判断を追加することで、例えば制御装置５０の故障で圧縮機３１の吐出側圧力が上がらない場合も高圧異常と判断でき、故障と判断できる状況が追加される。なお、図１０において、室外ファンモータ３８ａの始動状態に続く領域を定常状態又は始動状態としたのは、定常状態になるまでの期間が長引く場合や、定常状態に達した後に室外ファンモータ３８ａが停止して始動状態に戻る場合を含めるためである。

（６−６）
上記実施形態では、第１シーケンスの異常検出（ステップＳ１０ａ）と第２シーケンスの異常検出（ステップＳ２０ａ）を異ならせる場合について説明したが、異常検出を同じにして、異常時制御（ステップＳ１０ｂ、Ｓ２０ｂ）のみを異ならせるようにすることもできる。すなわち、ステップＳ１１とステップＳ１２で同じ閾値を用いてもよい。このように構成した第２シーケンスでも、第１シーケンスとは異なって、冷媒回路１４を異常検出のみでは停止させないという処理が行なえる。そのため、第２シーケンスでは異常検出があっても冷媒回路１４の運転を継続することができ、冷房運転あるいは暖房運転の温度調整を早めることができる。

（６−７）
上記実施形態では、第１シーケンスの異常時制御（ステップＳ１０ｂ）と第２シーケンスの異常時制御（ステップＳ２０ｂ）を異ならせる場合について説明したが、異常時制御を同じにして、異常検出（ステップＳ１０ａ、Ｓ２０ａ）のみを異ならせるようにすることもできる。この場合でも、上述したように、第１シーケンスでは異常時制御を行うような状況でも第２シーケンスでは異常時制御を行わないため、始動状態で室外ファン３８ａに外力によってトルクが発生している場合に対応することができる。

（６−８）
上記実施形態では、過電圧と過電流の両方を検知できるようにして、過電圧又は過電流の一方でも発生していれば異常検出があったと判断したが、いずれか一方のみしか検知できない構成であってもよい。また、過電圧と過電流の両方が検知されたときに異常検出があったと判断するように構成することもできる。

また、脱調を検知できるようにして、脱調が発生していれば異常検出があったと判断するように構成することもできる。さらに、過電圧、過電流及び脱調の検知を適宜組み合わせて異常検出を行なうように構成することもできる。

脱調の判断は、例えば、ロータ位置センサレス制御において、モータ駆動システムのモデルから演算（推定）されるモータ電流と、実際に測定された電流との差が所定の閾値よりも大きいことなどをＣＰＵ７１で判断することによって行なえる。

（６−９）
上記実施形態では、空気調和装置１０（駆動装置）の異常時制御において、モータ以外の装置操作を行う例として、冷媒回路の圧縮機の運転を停止して冷媒回路の運転を停止す
る例について説明した。しかし、異常時制御において行なうモータ以外の装置操作は、圧縮機の運転の停止だけには限られず、例えば電動弁３４の開度を変更するなど、他の装置操作であってもよい。

（６−１０）
上記実施形態では、表示部２８によって異常発報を行う場合について説明したが、異常発報は、表示だけには限られない。例えば、警告音などの他の報知手段によって発報されてもよい。

（６−１１）
上記実施形態では、検出値の変更を検出回路構成の切り替えで行っているが、同じ回路・検出値を用い、異常と判別する閾値をソフトウエアで変更するように構成してもよい。

１０空気調和装置
１４冷媒回路
２０室内機
３０室外機
３１圧縮機
３７プロペラファン
３８室外ファンモータ部
３８ａ室外ファンモータ
３８ｂインバータ回路
５０制御装置
７０室外制御部
８１電圧検出部
８２電流検出部

特開２００３−１４８７８８号公報

Claims

インバータ（３８ｂ）によって駆動電力が供給されるモータ（３８ａ）を含む駆動装置（１０）の制御装置（５０）であって、
前記インバータ及び前記モータのうちの少なくとも一方の異常を検知して異常検出を行なう検出部（８１，８２）と、
前記検知部での前記異常検出及びそれに応じた前記駆動装置の異常時制御について、前記モータの定常状態では第１シーケンス（Ｓ１０）に沿って行い、前記定常状態の前の始動状態では前記第１シーケンスとは異なる第２シーケンス（Ｓ２０）に沿って行う制御部（７０）と、
を備える、制御装置。
前記制御部は、前記検出部での前記異常検出によって前記第１シーケンスでは異常時制御を開始する場合でも、前記第２シーケンスでは前記異常時制御を開始しない、
請求項１に記載の制御装置。
前記検出部が検知する前記異常は、前記インバータの過電圧、前記モータの過電流及び前記モータの脱調のうちの少なくとも一つである、
請求項１又は請求項２に記載の制御装置。
前記制御部は、前記過電圧を判断する閾値電圧、前記モータの過電流を判断する閾値電流及び脱調を判断する閾値のうちの少なくとも一つを超えると前記定常状態では前記異常時制御を行う場合でも、前記始動状態では前記異常時制御を行わない、
請求項３に記載の制御装置。
前記制御部は、前記第１シーケンスにおいて前記検出部が前記異常検出を行うための第１検出基準よりも緩和された第２検出基準を前記第２シーケンスにおいて用いることにより、前記第1シーケンスにおいて前記異常時制御を開始する場合でも前記第２シーケンス
においては前記異常時制御を開始しない、
請求項２から４のいずれか一項に記載の制御装置。
前記制御部は、前記第２シーケンスにおいて前記検出部における前記異常検出を停止すること又は無効化することにより、前記第1シーケンスにおいては前記異常時制御を行う
場合でも、前記第２シーケンスにおいては前記異常時制御を行わない、
請求項２から５のいずれか一項に記載の制御装置。
前記制御部は、前記モータの回転数が所定値を超えていれば、前記第１シーケンス及び前記第２シーケンスのいずれにおいても、前記モータの駆動を停止させる、
請求項１から６のいずれか一項に記載の制御装置。
前記制御部は、前記モータのロータ位置センサレス制御を行い、前記モータが安定したロータ位置センサレス運転に移行した状態を定常状態と判定する、
請求項１から７のいずれか一項に記載の制御装置。
前記制御部は、前記モータの回転数が指令値に達した場合に前記定常状態になったと判定する、
請求項１から８のいずれか一項に記載の制御装置。
ファン（３７）と、
インバータによって駆動電力が供給され、前記ファンを駆動するファンモータ（３８ａ
）と、
前記インバータ及び前記ファンモータのうちの少なくとも一方の異常を検知して異常検出を行なう検出部（８１，８２）及び、前記検知部での前記異常検出及びそれに応じた装置の異常時制御について、前記ファンモータの定常状態では第１シーケンスに沿って行い、前記定常状態の前の始動状態では前記第１シーケンスとは異なる第２シーケンスに沿って行う制御部（７０）を有する制御装置（５０）と、
を備える、ヒートポンプ装置。
前記検出部が検知する前記異常は、前記インバータの過電圧、前記ファンモータの過電流及び前記ファンモータの脱調のうちの少なくとも一つである、
請求項１０に記載のヒートポンプ装置。
前記ファンを通る空気流との間で熱交換を行うために冷媒を循環させる冷媒回路（１４）をさらに備え、
前記制御部は、前記第１シーケンスにおいて前記冷媒回路の動作について異常時制御を開始する場合でも、前記第２シーケンスにおいては前記冷媒回路の動作についての前記異常時制御を開始しない、請求項１０又は請求項１１に記載のヒートポンプ装置。
前記制御部は、前記第２シーケンスにおいては、前記第１シーケンスで前記冷媒回路を監視する第１条件と異なり前記第１条件よりも厳しい第２条件を用いて前記冷媒回路の監視を行い、前記第１条件が満たされていなくても前記第２条件が満たされたときに前記冷媒回路で異常が発生していると判断する、
請求項１２に記載のヒートポンプ装置。
前記制御部は、前記第２条件が満たされて異常が発生していると判断したときに、前記冷媒回路の動作の異常時制御を行う、
請求項１３に記載のヒートポンプ装置。
前記制御部は、前記第２条件が満たされて異常が発生していると判断した回数が所定の回数を超えたときに、異常発報を行なう、請求項１３又は請求項１４に記載のヒートポンプ装置。
前記ファン及び前記ファンモータが室外機（３０）に設置されている、
請求項１０から１５のいずれか一項に記載のヒートポンプ装置。