JPH0876859A - ガスヒートポンプのスタータ始動用電源コントロール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】空調機などに用いられるガスヒートポンプのエ
ンジンをスタートさせるスタータ１は、電源装置３から
電源が供給される。この電源装置の過電流が流れるなど
の異常は、従来は電流計を用いて電流を検出する事で、
検知していたが、検出される電流値は供給電圧や周囲の
温度変化により大きく変動してしまうため、確実に異常
を検出するのが難しくなってしまう。これを、改善す
る。 【構成】スタータ１と電源装置３との間の電源供給ライ
ン１７に接続される電圧検出回路３１のコンパレータ３
５によって検出された電源電圧が、所定電圧より低い状
態が所定時間以上継続した場合には、マイクロプロセッ
サ３５がスタータ異常と判定し、スタータモータ１９を
ＯＮ，ＯＦＦするためのスタータリレーと、電源装置３
をＯＮ，ＯＦＦするための電磁接触器５とを、それぞれ
ＯＦＦにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ガスヒートポンプの
圧縮機を駆動するエンジンをスタートさせるスタータに
関し、特に、スタータに電源を供給する電源装置の異常
を検知して電源装置をコントロールする装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】空調機などに用いられるガスヒートポン
プは、冷媒を圧縮する圧縮機をエンジンによって駆動す
る。このエンジンをスタートさせるスタータは、電源装
置から電源が供給される。この電源装置の異常例えば過
電流が流れるなどの異常は、従来は電流計を用いて電流
を検出する事で、検知していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電源装
置の異常を電流計を用いて検知すると、検出される電流
値は供給電圧や周囲の温度変化により大きく変動してし
まうため、確実に異常を検知するのが難しくなってしま
う。

【０００４】この発明は、以上の問題点を解決するため
になされたもので、供給電圧や周囲の温度変化にかかわ
らず確実に異常を検知できるガスヒートポンプのスター
タ始動用電源コントロール装置を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、ガスヒートポンプの圧縮機を
駆動するエンジンをスタートさせるスタータと、スター
タに電源を供給する電源装置と、スタータと電源装置と
の間の電源供給ラインに接続される電圧検出回路と、電
圧検出回路によって検出された電源電圧が所定電圧より
低い状態が所定時間以上継続した場合にはスタータ異常
と判定する判定手段と、を備えた事を特徴とする。

【０００６】請求項２の発明は、ガスヒートポンプの圧
縮機を駆動するエンジンをスタートさせるスタータと、
スタータに電源を供給する電源装置と、スタータと電源
装置との間の電源供給ラインに接続される電圧検出回路
と、電圧検出回路によって検出された電源電圧に基づい
てスタータ異常を判定する判定手段と、スタータはスタ
ータモータをＯＮ，ＯＦＦするためのスタータリレーを
有し、電源装置は電源をＯＮ，ＯＦＦするための電磁接
触器とを有し、判定手段はスタータ異常と判定すると前
記スタータリレーおよび電磁接触器をＯＦＦするＯＦＦ
する事を特徴とする。

【０００７】

【作用】請求項１の発明では、エンジンをスタートさせ
る当初には突入電流が流れ、電圧検出回路によって検出
された電源電圧は低くなり、その後徐々に回復する。同
様に、電源装置に過電流が流れるスタータ異常の場合に
も、検出された電源電圧は低くなるが、突入電流を原因
とするときのように回復することはない。そこで、電源
電圧が所定電圧より低い状態が所定時間以上継続した場
合には、スタータ異常と判定する。

【０００８】請求項２の発明では、スタータ異常と判定
するとスタータリレーおよび電磁接触器をＯＦＦする。
このようにして、過電流の原因となる電源供給ラインの
短絡やスタータの拘束によりさらに不具合が大きくなる
ことを防止する。

【０００９】

【実施例】この発明の一実施例を、図１乃至図５におい
て説明する。この実施例のガスヒートポンプは、冷媒を
圧縮する圧縮機をエンジンによって駆動し、このエンジ
ンをスタートさせるスタータ１は、スタータ始動用の電
源装置３から電源が供給される。

【００１０】電源装置３には、高圧の交流電圧が入力さ
れ、この高圧の交流電圧は電磁接触器５でＯＮ，ＯＦＦ
が行われる。電磁接触器５には、コイル７の励磁により
ＯＮする接点９が設けられている。コイル７は、リレー
Ｘ２の接点１１がＯＮすることで通電される。また、電
源装置３には、交流電圧を降圧するためのトランス１３
が設けられ、直流に整流するためのダイオード１５に接
続されている。

【００１１】電源装置３は電源供給ライン１７を介して
スタータ１に接続されている。スタータ１が有するスタ
ータモータ１９は、スタータリレーの第一接点２１でＯ
Ｎ，ＯＦＦされる。スタータリレーのコイル２３は、第
一接点２１のみならず第二接点２５もＯＮ，ＯＦＦさせ
る。第二接点２５は、後述する電源コントロール装置２
７への信号を作る。スタータリレーのコイル２３は、リ
レーＸ１の接点２９がＯＮすることで通電される。

【００１２】電源装置３などを制御する電源コントロー
ル装置２７は、電源供給ライン１７に接続される電圧検
出回路３１を有する。即ち、電圧検出回路３１に設けら
れたコンパレータ３３は、負側の入力端子が、電源供給
ライン１７のプラス側に接続され電源装置出力電圧（以
下、電源電圧という）を取り込む。正側の入力端子が判
定基準電圧（ＶL ）を取り込む。よって、電源電圧が判
定基準電圧（ＶL ）より低ければ、コンパレータ３３の
出力信号はＨになり、逆に高ければ出力信号はＬにな
る。このコンパレータ３３の出力端子は、スタータ異常
を判定する判定手段であるマイクロプロセッサ３５に接
続される。

【００１３】マイクロプロセッサ３５は、電源電圧が所
定電圧、即ち判定基準電圧（ＶL ）より低い状態、即ち
コンパレータ３３の出力信号がＨの状態が所定時間以上
継続した場合にはスタータ異常と判定する。また、マイ
クロプロセッサ３５には第二接点２５からの信号が送ら
れ、スタータ異常の際に、スタータリレーのコイル２３
に通電があるか否かが検出される。また、コンパレータ
３３は、スタータ異常と判定するとリレーＸ１，Ｘ２の
それぞれのコイル３７、３９の通電を切り、接点１１、
２９をＯＦＦする。

【００１４】以下、この実施例の作用を図２乃至図５を
比較して説明する。図２はスタータ１等の装置が正常な
状態を示す。エンジンをスタートさせるため、リレーＸ
１，Ｘ２をＯＮさせると、コイル２３が励磁され、接点
２１が入る。接点２１が入った当初は、スタータモータ
１９に大きな突入電流が流れ、電源電圧（電源装置入力
電圧）が急激に低くなる（図２上段）。その後、スター
タモータ１９の回転に伴う逆起電力及びエンジンの爆発
による回転力に伴う負荷の減少により、突入電流は小さ
くなり、電源電圧は徐々に回復する。このような電流の
変化は、電源装置入力電流にも表れる（図２中段）。

【００１５】そして、電源電圧が急激に低くなり、判定
基準電圧（ＶL ）より低い状態になると、コンパレータ
３３の出力信号がＨになる（図２下段）。装置が正常な
状態では、コンパレータ３３の出力信号がＬからＨにな
っている時間ｔ1 は、十分に小さくなるように判定基準
電圧（ＶL ）が設定されている。なお、エンジンが十分
に始動すると、スタータ１はＯＦＦされる。

【００１６】図３は、スタータ１が高負荷を受ける状態
を示す。高負荷を受ける状態は、例えば潤滑油の漏洩な
どにより生じ得る。高負荷を受けるため、スタータモー
タ１９の回転は遅く、回転に伴う逆起電力及びエンジン
の爆発による回転力に伴う負荷の減少が小さいので、電
源電圧の回復は緩やか（図３上段）で、過電流が流れ続
ける（図３中段）。このため、コンパレータ３３の出力
信号がＨになっている時間ｔ2 は、ｔ1 より大きくなる
（図３下段）。このｔ2 が、あらかじめ設定しておいた
所定時間Ｔより大きくなると、マイクロプロセッサ３５
は、スタータ異常と判定し、リレーＸ１，Ｘ２のそれぞ
れのコイル３７、３９の通電を切り、接点１１、２９を
ＯＦＦする。このようにして、スタータリレーおよび電
磁接触器５をＯＦＦにする。

【００１７】図４は、スタータ１のスタータモータ１９
が完全に拘束されている状態を示す。拘束されているた
めモータは回転せず、回転に伴う逆起電力は発生しな
い。よって、過電流は流れ続け（図４中段）、低下した
電源電圧の回復はない（図４上段）。このため、コンパ
レータ３３の出力信号がＨになっている時間ｔ3 （図４
下段）は、あらかじめ設定しておいた所定時間Ｔより大
きくなる。よって、マイクロプロセッサ３５は、スター
タ異常と判定し、リレーＸ１，Ｘ２のそれぞれのコイル
３７、３９の通電を切り、接点１１、２９をＯＦＦす
る。このようにして、スタータリレーおよび電磁接触器
５をＯＦＦにする。また、スタータモータ１９が拘束さ
れている場合には、後述する短絡の場合と違い、コイル
２３には通電が行われており、第二接点２５がＯＮとな
っていることから生じる信号が、マイクロプロセッサ３
３に送られる。このため、スタータ異常の原因が、スタ
ータモータ１９の拘束であることが判別される。したが
って、例えば電源コントロール装置２７に表示器を設け
ておけば、スタータ異常の原因を表示できる。

【００１８】図５は、電源供給ライン１７に短絡が生じ
た状態を示す。短絡により大きな過電流が流れ続ける
（図５中段）ので、電源電圧は低下して０になったまま
回復しない（図５上段）。このため、コンパレータ３３
の出力信号がＨになっている時間ｔ4 （図５下段）は、
あらかじめ設定しておいた所定時間Ｔより大きくなる。
よって、マイクロプロセッサ３５は、スタータ異常と判
定し、リレーＸ１，Ｘ２のそれぞれのコイル３７、３９
の通電を切り、接点１１、２９をＯＦＦする。短絡によ
ってコイル２３には通電が行われておらず、第二接点２
５がＯＦＦとなっていることから、マイクロプロセッサ
３３には第二接点２５からの信号は送られてこない。こ
のため、スタータ異常の原因が、短絡であることが判別
される。

【００１９】以上のように、この実施例によれば、電圧
検出回路３１を用い、従来のように電流計を用いなくて
すむ。よって、供給電圧や周囲の温度変化にかかわら
ず、確実に異常を検出できる。そして、異常を検出した
ときには直ちにスタータリレーおよび電磁接触器５をＯ
ＦＦにできるので、長時間の過電流により、電源装置の
例えばダイオード１５を傷めてしまうという不具合を無
くすことができる。また、長時間の過電流により、スタ
ータモータが焼き付いてしまうなど不具合を無くすこと
ができる。

【００２０】また、スタータリレーのリード線などに短
絡があった場合にも、電源電圧に変化があるので、スタ
ータ異常として検知できる。このようなリード線の短絡
により流れる短絡電流は小さいので、従来のように電流
計を用いた場合には検出が難しくなる。特に、供給電圧
が低かったり周囲の温度が高かったりすると、検出は不
可能な事が多くなる。しかし、この実施例では、電圧検
出回路３１を用いるので、スタータ異常として検知でき
る。

【００２１】また、高価な電流計を用いなくてすむの
で、装置のコストダウンを図れる。また、従来の電流計
は一度電圧値を読み取って、この電圧値をもとに電流値
を検出していたので、間接的な検出となっており誤差が
大きかったが、この実施例のように電流計ではなく、電
圧検出回路３１を用いることで、誤差が小さく、異常を
より確実に検出できる。

【００２２】なお、以上の実施例では、スタータ異常の
原因が拘束か短絡かを判別する手段として、コイル２３
に第二接点２５を設けたが、他の実施例では判定基準電
圧（ＶL ）のほかにもう一つの０に近い判定基準電圧
（ＶL2）を設け、電源電圧がＶL およびＶL2より小さけ
れば短絡であるとし、ＶL より小さいけれどＶL2よりは
大きい場合には、拘束であると判別することが可能であ
る。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１または２
の発明によれば、電圧検出回路を用い、従来のように電
流計を用いなくてすむので供給電圧や周囲の温度変化に
かかわらず、確実に異常を検出できる。また、高価な電
流計を用いなくてすむので装置のコストダウンを図れ
る。また、電圧検出回路は電流計より誤差が小さく、異
常をより確実に検出できる。

【００２４】請求項２の発明によれば、スタータ異常の
場合に、電磁接触器およびスタータリレーをＯＦＦする
ことで、過電流の原因となる電源供給ラインの短絡やス
タータの拘束によりさらに電源装置やスタータの不具合
が大きくなることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は、この発明の一実施例を示す全体回路
図である。（Ｂ）は、（Ａ）の要部拡大図である。

【図２】図１の装置が正常な状態の電圧、電流、および
信号の関係を示す図である。

【図３】図１のスタータが高負荷を受ける状態の電圧、
電流、および信号の関係を示す図である。

【図４】図１のスタータが完全に拘束されている状態の
電圧、電流、および信号の関係を示す図である。

【図５】図１の電源供給ライン１７に短絡が生じた状態
の電圧、電流、および信号の関係を示す図である。

【符号の説明】

１ スタータ ３ 電源装置 ５ 電磁接触器 ７ コイル ９、１１ 接点 １３ トランス １５ ダイオード １７ 電源供給ライン １９ スタータモータ ２１ 第一接点 ２３ コイル ２５ 第二接点 ２７ 電源コントロール装置 ２９ 接点 ３１ 電圧検出回路 ３３ コンパレータ ３５ マイクロプロセッサ ３７、３９ コイル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガスヒートポンプの圧縮機を駆動するエン
   ジンをスタートさせるスタータと、スタータに電源を供
   給する電源装置と、スタータと電源装置との間の電源供
   給ラインに接続される電圧検出回路と、電圧検出回路に
   よって検出された電源電圧が所定電圧より低い状態が所
   定時間以上継続した場合にはスタータ異常と判定する判
   定手段と、を備えた事を特徴とするガスヒートポンプの
   スタータ始動用電源コントロール装置。
2. 【請求項２】ガスヒートポンプの圧縮機を駆動するエン
   ジンをスタートさせるスタータと、スタータに電源を供
   給する電源装置と、スタータと電源装置との間の電源供
   給ラインに接続される電圧検出回路と、電圧検出回路に
   よって検出された電源電圧に基づいてスタータ異常を判
   定する判定手段と、スタータはスタータモータをＯＮ，
   ＯＦＦするためのスタータリレーを有し、電源装置は電
   源をＯＮ，ＯＦＦするための電磁接触器とを有し、判定
   手段はスタータ異常と判定すると前記スタータリレーお
   よび電磁接触器をＯＦＦする事を特徴とするガスヒート
   ポンプのスタータ始動用電源コントロール装置。