JPH04306519A - 空調機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、空調機に係り、特に
電磁開閉器の開閉タイミングを交流電源波形の正極と負
極に振り分けることで電磁開閉器故障を防止する制御装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は、例えば特開平１−３９０１９号
公報に示された従来の空調機を示す電気回路図であり、
図において１は室内側ファンモータ、２は補助ヒータ、
３は室外側ファンヒータ、４は圧縮機で、電流変成器５
により総合電流を検知し、補助ヒータ２、及び室外側フ
ァンモータ３、圧縮機４をその総合電流値が設定を越え
る場合に電流変成器５により電磁開閉器６、７を介して
制御する。

【０００３】また図６は上記空調機の運転を制御する制
御部を示す電子回路図であり、８はＰチャンネルのマイ
クロコンピュータ（以下マイコンと称す）Ｏ０　〜Ｏ３
　はこのマイコン８の出力ポートを示し、またＩ０　、
Ｉ１　はマイコン８の入力ポートを示す。９は電流変成
器５から出力された電流を電圧に変換する電流−電圧変
換回路で、その出力電圧はＶ１　で表わされ、電流変成
器５を流れる電流ＩＣＴと電流−電圧変換回路９の出力
電圧Ｖ１　との相関関係は図７に示すようにほぼ比例関
係にある。１０は出力電圧Ｖ１　と基準電圧ＶＲＥＦ　
とを比較する比較器である。この基準電圧ＶＲＥＦ　に
は、マイコン８の出力ポートＯ０　、Ｏ１　からの２ビ
ットのスキャニングにより、図８に示すような４点の電
位が繰り返し与えられ、出力ポートＯ０　は復帰信号、
出力ポートＯ１　は５０ＨＺの信号を与えている。出力
ポートＯ２　からは補助ヒータ２用の電磁開閉器６の制
御信号が出力され、また出力ポートＯ３　からは圧縮機
４用の電磁開閉器７の制御信号が出力される。１１は５
０ＨＺ、６０ＨＺ切換用のスイッチで電源周波数に応じ
て切換えられる。

【０００４】次に動作について説明する。スイッチ１１
を切換え操作すると図９に示すように２つのモードが選
択されるとともに、同図に示す如く５０ＨＺ時及び６０
ＨＺ時の検出電流ＩＣＴによりマイコン８によって制御
される補助ヒータ２及び圧縮機４の動作モードが得られ
る。ここで実線部が６０ＨＺ時を、また破線部が５０Ｈ
Ｚ時を表わす。暖房運転時で６０ＨＺの場合の動作を簡
単に説明すると電流変成器５による検出電流ＩＣＴが補
助ヒータ２、圧縮機４共に通電している状態から動作設
定値に達すると補助ヒータ２のみがＯＦＦされる。そし
て更に電流ＩＣＴが上昇し、動作設定値をｔ１　の期間
以上連続して越えると、圧縮機４も停止する。圧縮機４
の復帰は、マイコン８に付加された再起動禁止タイマに
より時間ｔ２　後に行なわれる。またヒータ２がＯＦＦ
で圧縮機４が運転されているとき、検出電流ＩＣＴが復
帰設定を下回ると補助ヒータ２が再通電される。

【０００５】以上が概略の動作であるが、次に５０ＨＺ
、６０ＨＺ切換用のスイッチ１１を６０ＨＺから５０Ｈ
Ｚに切換えたとき、上記電流変成器５が検出する電流Ｉ
ＣＴは破線のようになり、設定値が若干異動、補正され
る。すなわち、この５０ＨＺの状態でした場合、設定値
が補正されるのみでマイコン８により同種の制御が行な
われることになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の空調機の制御装
置は以上のように構成されているので、ヒータや圧縮機
の負荷に対する給電のＯＮ／ＯＦＦを行なう電磁開閉器
の接点の開閉は交流波形の時間軸に対してどのタイミン
グで行なわれているのか不明であり、開閉のタイミング
が交流波形の正極側、或いは負極側にかたよることや、
交流波形の波高値付近で開閉が行なわれていることがあ
り、これにより電磁開閉器の接点転移や接点溶着による
動作不良により空調機の寿命劣化を加速するなどの問題
点があった。

【０００７】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、電磁開閉器の接点の前回の閉タ
イミングと今回の閉タイミング、前回の開タイミングと
今回の開タイミングを交流電源波形の正極と負極に交互
に振り分けることで、電磁開閉器の接点転移を防止し、
寿命劣化の加速を防ぐ空調機を得ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る空調機の
制御装置は電磁開閉器閉器と交流電源波形のゼロクロス
を検出するゼロクロス検出回路と、上記電磁開閉器に対
する出力と上記ゼロクロス検出回路からの電圧レベルの
入力を行なうマイクロコンピュータを有し、上記ゼロク
ロス検出回路からの電圧レベルの一方向変化毎にフラグ
を反転させることで交流電源波形の正極及び負極を判断
する極性判断手段と、上記電磁開閉器の前回の開出力時
のフラグ状態と前回の閉出力時のフラグ状態をそれぞれ
記憶しておくフラグ状態記憶手段と、上記電磁開閉器の
今回の開出力要求に対し今回のフラグ状態と前回の開出
力時のフラグ状態の比較と今回の閉出力要求に対し、前
回の閉出力時のフラグ状態を比較を行なうフラグ比較手
段と、今回の開出力要求時のフラグ状態と前回の開出力
時のフラグ状態が異なっている場合あるいは今回の閉出
力要求時のフラグ状態と前回の閉出力時のフラグ状態が
異なっている場合は、即開或いは閉出力を行ない、今回
の開出力要求時のフラグ状態と前回の開出力時のフラグ
状態が同じである場合、あるいは今回の閉出力要求時の
フラグ状態と前回の閉出力時のフラグ状態が同じである
場合は上記極性判断手段によるフラグの反転が再度行な
われた後に開或いは閉出力を行なう出力判断手段とを設
けたものである。

【０００９】

【作用】この発明における空調機の制御装置はゼロクロ
ス検出回路による交流電源波形のゼロクロスの検出毎に
正極か負極かを判断し、電磁開閉器接点の開閉出力がど
ちらかの極で行なわれたかを記憶し、次の開閉出力を前
回の開閉出力タイミングと逆極で行なうことにより、電
磁開閉器の接点転移を防止し、接点転移による電磁開閉
器の動作不良を防ぐことで空調機の寿命劣化の加速を防
止する。

【００１０】

【実施例】以下この発明の一実施例を図について説明す
る。図において、１２は電源回路、１３は電源回路１２
から入力される交流電源波形からゼロクロスを検出する
ゼロクロス検出回路、１４は室内マイコン、１５は圧縮
機４、室外ファン３又は四方弁１６のそれぞれの負荷を
ＯＮ／ＯＦＦする電磁開閉器であり、それぞれの電磁開
閉器は全て室内マイコン２によって制御される。

【００１１】次に、電源回路１２及びゼロクロス検出回
路１３の一実施例を図２に示す。１２ａは電源トランス
、１２ｂは直流電源を作るために交流電源波形を整流す
るダイオードブリッジ、１２ｃは平滑用コンデンサ１２
ｄの電荷を放電させるための放電抵抗、１２ｅはキャパ
シタ、１２ｆは直流定電圧を作成するための三端子レギ
ュレータであり、これらの部品で電源回路１２が構成さ
れている。１３ａは交流電源波形を整流した時に、ゼロ
クロスが検出出来る高速ダイオード、１３ｂは抵抗、１
３ｃは高速ダイオード１３ａで整流され検出されるゼロ
クロスを室内マイコン１４に入力出来るよう直流電圧に
変換するトランジスタで、上記ゼロクロス検出回路１３
を構成している。

【００１２】次にこの実施例の制御装置を説明する。電
源回路１２の電源トランス１２ａにより電圧ドロップさ
れた交流電源波形はゼロクロス検出回路１３を構成する
高速ダイオード１３ａにより整流される。整流された交
流電圧はトランジスタ１３ｃのベースに入力され、入力
電圧レベルの変化によりトランジスタ１３ｃの出力レベ
ルが変化する。図３に波形の変化を示す。電源トランス
１２ａによって電圧ドロップされた交流電源波形が高速
ダイオード６７で整流されると、２段目の整流波形にな
る。この整流波形がトランジスタ１３ｃのベースに入力
されると、トランジスタ１３ｃのベース＝エミッタ間電
圧ＶＢＥを越える電圧範囲ではトランジスタ１３ｃはＯ
Ｎし、トランジスタ１３ｃの出力は“Ｌ”となる。交流
電源波形のゼロクロスポイントつまり整流波形のゼロ点
付近ではトランジスタ１３ｃはＯＮしないため、トラン
ジスタ１３ｃの出力は“Ｈ”となる。よってトランジス
タ１３ｃの出力波形の立ち下がり（“Ｈ”→“Ｌ”）を
検出すれば交流電源波形のゼロクロスを検出することが
出来、今交流電源波形が正極であるのか、負極であるの
かを判断することが可能となる。交流電源波形の正極及
び負極を判断し、電磁開閉器１５の開閉出力要求があっ
た時に実際に出力するタイミングを決定するのは室内マ
イコン１４制御によって行なわれる。

【００１３】図４（ａ）に極性判断手段１４ａを示し、
トランジスタ１３ｃの出力波形を入力し、それによって
交流波形の正極及び負極を判定するソフトのフローチャ
ートを示し、図４（ｂ）にフラグ比較手段１４ｂ、フラ
グ状態記憶手段１４ｃ、出力判断手段１４ｄを示し電磁
開閉器１５に対する出力要求に対し、交流電源波形の極
の判定結果を元に、出力タイミングを決定するソフトの
フローチャートを示す。図４（ａ）において、ステップ
１ではトランジスタ１３ｃの出力レベルを入力しており
、ステップ２ではそのレベルの立ち下がりが検出された
か判断している。ここで、まだ立ち下がりが検出されな
い場合は他の制御へと移り、立ち下がりが検出された場
合は、ステップ３へと進む、ここでは電磁開閉器１５の
出力タイミングを交流電源波形の正極と負極に振り分け
ることが出来るようその判断基準を作成しており、トラ
ンジスタ１３ｃの出力レベルの立ち下がりが検出される
毎にフラグを反転させている。

【００１４】例えば、一番初めに立ち下がりが検出され
たらフラグを０から１にし、次に立ち下がり（交流電源
波形１／２周期後）が検出されたら、再びフラグを１か
ら０にする。よって今、交流電源波形の正極にある場合
フラグは１で、負極にある場合はフラグが０になる（或
いは正極にある場合フラグが０、負極にある場合フラグ
が１）。なお、トランジスタ１３ｃからの出力レベルは
常時検出しておく必要がるため、ステップ１からステッ
プ３はメインルーチン内に組み込む。

【００１５】次に図４（ｂ）において、ステップ１１で
は、電磁開閉器を閉じる要求がきているか判断しており
、ここで閉じる要求がきている場合はステップ１２へと
進み、逆に開く要求がきている場合はステップ１３へと
進む。ステップ１２及びステップ１３では、前回電磁開
閉器を閉した時のフラグ或いは開いた時のフラグと今現
在のフラグとをそれぞれ比較しており、ステップ１４に
て違うと判断された場合つまり、前回の開閉タイミング
がフラグ＝０の時に対し、今現在フラグ＝１、或いは前
回の開閉タイミングがフラグ＝１の時に対し、今現在フ
ラグ＝０の場合はステップ１７へと進んで、今現在のフ
ラグ状態を記憶してからステップ１８で要求通り出力を
行なう。

【００１６】ステップ１４にて同じと判断された場合、
つまり前回の開閉タイミングがフラグ＝０の時に対し、
今現在もフラグ＝０或いは前回の開閉タイミングがフラ
グ＝１の時に対し、今現在もフラグ＝１の場合は、ステ
ップ１５、ステップ１６でフラグが反転するのを待ち、
フラグが反転したら、ステップ１７へと進んでフラグ状
態を記憶してからステップ１８で出力を行なう。

【００１７】以上のようにフラグの状態による電磁開閉
器の出力タイミング制御を図３に表しており、トランジ
スタの出力波形の立ち下がり毎にフラグが反転している
。イは、例えば電磁開閉器の前回の閉出力タイミングで
あり、ロは例えば電磁開閉器の前回の開出力タイミング
である。ハのタイミングで今回の閉出力要求があったと
すると、その時のフラグが１で前回の閉出力タイミング
もフラグ＝１の時であるので、フラグが反転するまで待
ち、ニで閉出力を行なっている。また、ホのタイミング
で今回の開出力要求があったとすると、その時のフラグ
が０で前回の開出力タイミングもフラグ＝０の時である
のでフラグが反転するまで待ち、ヘで開出力を行なって
いる。

【００１８】なお、図４（ａ）に示したソフトのフロー
チャートが極性判断手段であり、図４（ｂ）に示したソ
フトのフローチャートの中で、ステップ１７がフラグ状
態記憶手段、ステップ１２、１３、１４、がフラグ比較
手段ステップ１５、１６、１８、が出力判断手段に相当
する。

【００１９】上記実施例ではトランジスタ１３ｃの出力
レベルにおいて立ち下がり（“Ｈ”→“Ｌ”）が検出さ
れた時に電磁開閉器の出力を決定するためのフラグを反
転させているが、出力レベルにおける立ち上がり（“Ｌ
”→“Ｈ”）が検出されたら、一定時間の遅延をおいて
からフラグを反転させる方法をとっても良い。例えば交
流電源波形の波高値をＶＭ　トランジスタ１３ｃのベー
ス＝エミッタ間電圧をＶＢＥ、遅延時間をＴとすると、 Ｔ　　＝　　２／ω・Ｓｉｎ−１（　　ＶＢＥ／ＶＭ　
　）となり、トランジスタ１３ｃの出力レベルの立ち上
がりが時間Ｔの遅延をおいてからフラグを反転させる方
法をとっても良い。

【００２０】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば圧縮機
、室外ファン、四方弁等の負荷をＯＮ／ＯＦＦする電磁
開閉器と交流電源波形のゼロクロスを検出するゼロクロ
ス検出回路と、上記電磁開閉器に対する出力と上記ゼロ
クロス検出回路からの電圧レベルの入力を行なうマイク
ロコンピュータを有し、上記ゼロクロス検出回路からの
電圧レベルの一方向変化毎にフラグを反転させることで
交流電源波形の正極及び負極を判断する極性判断手段と
、上記電磁開閉器の前回の開出力時のフラグ状態と前回
の閉出力時のフラグ状態をそれぞれ記憶しておくフラグ
状態記憶手段と、上記電磁開閉器の今回の開出力要求に
対し今回のフラグ状態と前回の開出力時のフラグ状態の
比較と今回の閉出力要求に対し、前回の閉出力時のフラ
グ状態を比較を行なうフラグ比較手段と、今回の開出力
要求時のフラグ状態と前回の開出力時のフラグ状態が異
なっている場合あるいは今回の閉出力要求時のフラグ状
態と前回の閉出力時のフラグ状態が異なっている場合は
、即開或いは閉出力を行ない、今回の開出力要求時のフ
ラグ状態と前回の開出力時のフラグ状態が同じである場
合、あるいは今回の閉出力要求時のフラグ状態と前回の
閉出力時のフラグ状態が同じである場合は上記極性判断
手段によるフラグの反転が再度行なわれた後に開或いは
閉出力を行なう出力判断手段とより構成したので、電磁
開閉器の接点転移故障による動作不良を防止でき、信頼
性の高い空調機が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による空調機を示す電気回
路図である。

【図２】この発明に係わる電源回路とゼロクロス検出回
路の電気回路図である。

【図３】この発明の一実施例による電磁開閉器の開閉出
力タイミングを示す説明図である。

【図４】この発明の一実施例による電磁開閉器の開閉出
力タイミングを決定するフローチャート図である。

【図５】従来の空調機を示す電気回路図である。

【図６】従来の空調機の運転を制御する制御部の電子回
路図である。

【図７】従来の空調機の制御部における電流、電圧変換
回路の出力電圧−電流特性図である。

【図８】従来の空調機の制御部における比較器の基準電
圧の変化を示す説明図である。

【図９】従来の空調機の制御部の異なる電源周波数時に
おける空調機の運転状態を示す説明図である。

【符号の説明】 １３　　ゼロクロス検出回路 １４　　マイコン １４ａ　　極性判断手段 １４ｂ　　フラグ状態記憶手段 １４ｃ　　フラグ比較手段 １４ｄ　　出力判断手段 １５　　電磁開閉器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　圧縮機、室外ファン、四方弁等の負荷
   をＯＮ／ＯＦＦする電磁開閉器と交流電源波形のゼロク
   ロスを検出するゼロクロス検出回路と、上記電磁開閉器
   に対する出力と上記ゼロクロス検出回路からの電圧レベ
   ルの入力を行なうマイクロコンピュータを有し、上記ゼ
   ロクロス検出回路からの電圧レベルの一方向変化毎にフ
   ラグを反転させることで交流電源波形の正極及び負極を
   判断する極性判断手段と、上記電磁開閉器の前回の開出
   力時のフラグ状態と前回の閉出力時のフラグ状態をそれ
   ぞれ記憶しておくフラグ状態記憶手段と、上記電磁開閉
   器の今回の開出力要求に対し今回のフラグ状態と前回の
   開出力時のフラグ状態の比較と今回の閉出力要求に対し
   、前回の閉出力時のフラグ状態を比較を行なうフラグ比
   較手段と、今回の開出力要求時のフラグ状態と前回の開
   出力時のフラグ状態が異なっている場合あるいは今回の
   閉出力要求時のフラグ状態と前回の閉出力時のフラグ状
   態が異なっている場合は、即開或いは閉出力を行ない、
   今回の開出力要求時のフラグ状態と前回の開出力時のフ
   ラグ状態が同じである場合、あるいは今回の閉出力要求
   時のフラグ状態と前回の閉出力時のフラグ状態が同じで
   ある場合は上記極性判断手段によるフラグの反転が再度
   行なわれた後に開或いは閉出力を行なう出力判断手段と
   を備え、上記電磁開閉器の接点開閉の度にその出力タイ
   ミングを交流電源波形の正極と負極に交互に振り分ける
   ようにしたことを特徴とした空調機の制御装置。