(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍サイクルに含まれる圧縮機の吸入冷媒温度と蒸発器の温度との温度差（（Ｓ−Ｈ）量）を目標（Ｓ−Ｈ）値に合わせるようにスーパーヒート制御を行うために、前記冷凍サイクルに含まれる膨張弁の開度を調節する空気調和機の制御方法において、
前記圧縮機が低周波数にて運転されている状態で、前記目標（Ｓ−Ｈ）値と前記温度差（（Ｓ−Ｈ）量）との差が所定の第１閾値以上であるときには、前記圧縮機の吐出冷媒温度の変化量を監視し、前記吐出冷媒温度の変化量が所定の第２閾値未満であれば、前記膨張弁の開閉度合の１回の変化量を大きくすることを特徴とする空気調和機の制御方法。
【請求項２】
前記目標（Ｓ−Ｈ）値と前記温度差（（Ｓ−Ｈ）量）との差が所定の第１閾値未満になったときおよび／または前記吐出冷媒温度の変化量が所定の第２閾値以上になったときには、前記膨張弁の開閉度合の変化量を大きくする制御を解除する請求項１記載の空気調和機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はインバータ式空気調和機の冷凍サイクルに含まれる膨張弁（電子膨張弁）の開度制御技術に係り、特に詳しくは圧縮機の吸入冷媒温度（サクション温度）と蒸発器の熱交温度との温度差（（Ｓ−Ｈ）量）を目標（Ｓ−Ｈ）値に合わせる、いわゆるスーパーヒート制御を行う空気調和機の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
冷暖房式の空気調和機は、例えば図４に示すように、圧縮機１、四方弁２、室内熱交換器３、室外熱交換器４および電子膨張弁５等からなる冷凍サイクルを有する。
【０００３】
冷房運転時には、四方弁２の切り替えにより冷媒を図４の破線矢印にしたがって室内熱交換器３から圧縮機１に、さらに圧縮機１から室外熱交換器４、電子膨張弁５を介して室内熱交換器３に戻す一方、リモコンの設定風量等に応じて室内側ファンを回転制御し、室内熱交換器３で熱交換した冷風を室内に吹き出し、室内温度とリモコンの設定温度との差に応じた所定運転周波数で圧縮機１を運転して室温をコントロールする。
【０００４】
暖房運転時には、冷房運転時と逆に冷媒を室外熱交換器４から圧縮機１に、さらに圧縮機１から室内熱交換器３、電子膨張弁５を介して室外熱交換器４に戻す一方（図４の実線矢印参照）、リモコンの設定風量等に応じて室内ファンを回転制御し、室内熱交換器３で熱交換した温風を室内に吹き出し、室内温度とリモコンの設定温度との差に応じた所定運転周波数で圧縮機１を運転して室温をコントロールする。
【０００５】
そのため、図５に示すように、マイクロコンピュータやドライブ回路等からなる室内機制御部６および室外機制御部７を備え、室内機制御部６はリモコンによる指示にしたがって室内ファンを制御するとともに、室外機制御部７に所定指令（室温と設定値の差に応じた運転周波数等）を転送し、室外機制御部７はその指令により圧縮機１等を制御する。
【０００６】
また、この空気調和機は、室内熱交換器３の熱交温度を検出する室内熱交サーミスタ８、圧縮機１のサクション温度を検出するサクションサーミスタ９および室外熱交換器４の熱交温度を検出する室外熱交サーミスタ１０を備えている。
【０００７】
そして、室外機制御部７においては、圧縮機１のサクション温度と蒸発器の温度（熱交温度）との差（（Ｓ−Ｈ）量）を一定（目標（Ｓ−Ｈ）値；例えば５ｄｅｇ）にするスーパーヒート制御により、電子膨張弁５の開度を所定に制御し冷凍サイクルの安定化を図る。 例えば、１分毎に（Ｓ−Ｈ）量を検出し、この（Ｓ−Ｈ）量と目標（Ｓ−Ｈ）値との差に応じて電子膨張弁５の開度を調節する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記空気調和機の制御方法において、圧縮機１の運転周波数が特に低い場合（特に最低周波数運転時）には（Ｓ−Ｈ）量が目標（Ｓ−Ｈ）値になかなか近づかず、その間冷凍サイクルが安定せず、ひいては室内環境の悪化を招くことがあった。
【０００９】
図６に示すように、例えば低周波数運転時において（Ｓ−Ｈ）量と目標（Ｓ−Ｈ）値（５ｄｅｇ）との差が大きく、目標（Ｓ−Ｈ）値に対して（Ｓ−Ｈ）量が０ｄｅｇ未満にあると、１分毎に電子膨張弁５の開閉度合を調節するための変化量が小さいために（１回の変化量が６パルスであるために）、電子膨張弁５の絞りが遅く、（Ｓ−Ｈ）量が目標（Ｓ−Ｈ）値に近づくまで時間（同図ｔａ参照）がかかる。
【００１０】
この発明は前記課題に鑑みなされたものであり、その目的は電子膨張弁の開閉度合の変化量を最適な値に変え、特に低周波数運転時に（Ｓ−Ｈ）量を短時間で目標（Ｓ−Ｈ）値に近づけることができ、冷凍サイクルを速やかに安定化し、ひいては室内環境の悪化を抑えることができるようにした空気調和機の制御方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、冷凍サイクルに含まれる圧縮機の吸入冷媒温度と蒸発器の温度との温度差（（Ｓ−Ｈ）量）を目標（Ｓ−Ｈ）値に合わせるようにスーパーヒート制御を行うために、前記冷凍サイクルに含まれる膨張弁の開度を調節する空気調和機の制御方法において、前記圧縮機が低周波数にて運転されている状態で、前記目標（Ｓ−Ｈ）値と前記温度差（（Ｓ−Ｈ）量）との差が所定の第１閾値以上であるときには、前記圧縮機の吐出冷媒温度の変化量を監視し、前記吐出冷媒温度の変化量が所定の第２閾値未満であれば、前記膨張弁の開閉度合の１回の変化量を大きくすることを特徴としている。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、上記請求項１において、前記目標（Ｓ−Ｈ）値と前記温度差（（Ｓ−Ｈ）量）との差が所定の第１閾値未満になったときおよび／または前記吐出冷媒温度の変化量が所定の第２閾値以上になったときには、前記膨張弁の開閉度合の変化量を大きくする制御が解除される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図１ないし図３を参照して説明する。なお、図１中、図５と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。また、冷凍サイクルについては図４を参照されたい。
【００１４】
この発明の空気調和機の制御方法は、電子膨張弁５の開閉によっても圧縮機の吐出冷媒温度（吐出温度）が変化することに着目し、目標（Ｓ−Ｈ）値に対して（Ｓ−Ｈ）量が所定値未満であるとき、吐出温度の変化が小さければ膨張弁の開閉度合の１回の変化量を大きくして（Ｓ−Ｈ）量を速やかに目標（Ｓ−Ｈ）値に近づけ、その吐出温度の変化が大きくなったときにはその１回の変化量をもとに戻してスーパーヒート制御を行う。
【００１５】
そのために、図１に示すように、この発明の空気調和機の制御方法を適用した制御装置は、図５に示す室外機制御部７の機能の他に、所定時間（例えば５分）を計時するためのタイマ部１１ａと、吐出温度サーミスタ１２を用いてその所定時間前後の吐出温度を検出して吐出温度変化の大きさを算出する吐出温度変化算出部１１ｂと、この吐出温度の変化の大きさにより電子膨張弁５の開閉度合の１回の変化量を可変するパルス変化量可変部１１ｃとを有し、目標（Ｓ−Ｈ）値に対して（Ｓ−Ｈ）量が所定値未満であるとき、前記吐出温度変化の大きさに応じて１回の変化量を変えて電子膨張弁５の開度を調節する室外機制御部１１を備えている。なお、タイマ部１１ａ、吐出温度変化算出部１１ｂおよびパルス変化量可変部１１ｃは当該室外機制御部１１のマイクロコンピュータで実現する。また、吐出温度サーミスタ１２は当該空気調和機の過負荷保護を目的として備えられているものを利用するとよい。
【００１６】
次に、前記構成の空気調和機の制御装置の動作を図２のフローチャート図および図３のグラフ図を参照して説明すると、まずリモコンによって運転操作が行われると、室内機制御部６は当該室温調節に必要な信号（運転周波数等）を室外機制御部１１に転送する。室外機制御部１１は少なくとも圧縮機１を所定に駆動し、電子膨張弁５を所定の開度とし、冷凍サイクルを作動する。なお、従来同様に、室内機制御部６および室外機制御部１１は他の必要な制御（ファンの回転制御等）を行って室温調節を行う。
【００１７】
この場合、暖房運転であれば、室外機制御部１１は、室外熱交温度とサクション温度との温度差（（Ｓ−Ｈ）量）を検出し、この（Ｓ−Ｈ）量を目標（Ｓ−Ｈ）値（５ｄｅｇ）に合わせるようにスーパーヒート制御を行う。なお、冷房運転であれば、室内機制御部６は室内熱交温度を室外機制御部１１に転送し、室外機制御部１１は圧縮機１の吸入温度（サクション温度）と室内熱交温度との温度差（（Ｓ−Ｈ）量）を検出し、この（Ｓ−Ｈ）量を目標（Ｓ−Ｈ）値に合わせるようにスーパーヒート制御を行う。
【００１８】
このとき、室外機制御部１１は、目標（Ｓ−Ｈ）値（５ｄｅｇ）に対して（Ｓ−Ｈ）量が大きく異なった値であるか否か、例えば（Ｓ−Ｈ）量が所定値（０ｄｅｇ）未満であるか否かを判断する（ステップＳＴ１）。（Ｓ−Ｈ）量が目標（Ｓ−Ｈ）値の５ｄｅｇに近いときには、ステップＳＴ２に進み電子膨張弁５の開閉度合の１回の変化量を通常の値（従来と同じ１回の変化量を６パルス）とする。
【００１９】
しかし、目標（Ｓ−Ｈ）値に対して（Ｓ−Ｈ）量が所定値（０ｄｅｇ）未満であれば、ステップＳＴ１からＳＴ３に進み、吐出温度サーミスタ１２からの検出信号により吐出温度（Ｔｃｎ）を検出し、また圧縮機１の現運転周波数Ｈ１を検出し（ステップＳＴ４）、さらにタイマ部１１ａをスタートする（ステップＳＴ５）。なお、前記検出された現運転周波数Ｈ１は例えば最低運転周波数であり、つまり圧縮機１が低周波数運転になっているものとする。
【００２０】
続いて、タイマ部１１ａのタイムアップを判断し（ステップＳＴ６）、このタイムアップまで運転周波数の変化および（Ｓ−Ｈ）量を監視し、運転周波数が変わらず、例えばＨ１±５（Ｈｚ）以上でなければ、つまり圧縮機１が低い運転周波数のままであるときにはステップＳＴ７からＳＴ８に進み、さらに（Ｓ−Ｈ）量がまだ所定値（０ｄｅｇ）未満であればステップＳＴ６に戻り、前述した処理を繰り返す。
【００２１】
運転周波数が低く、かつ（Ｓ−Ｈ）量が所定値（０ｄｅｇ）未満の状態で前記タイマ部１１ａがタイムアップすると、ステップＳＴ６からＳＴ９に進み、再度吐出温度サーミスタ１２からの検出信号により吐出温度（Ｔｃｎ１）を検出し、前回の吐出温度（Ｔｃｎ）と今回の吐出温度（Ｔｃｎ１）との差（つまり変化の大きさ）を吐出温度変化算出部１１ｂで算出する。
【００２２】
続いて、吐出温度の変化の大きさ（Ｔｃｎ−Ｔｃｎ１）が所定値（例えば４ｄｅｇ）以上であるか否かを判断する（ステップＳＴ１０）。その変化の大きさが４ｄｅｇ以上でないときには、電子膨張弁５の開閉度合の１回の変化量が適切でないと判断し、パルス変化量可変部１１ｃにおいて現変化量を２倍にする（ステップＳＴ１１）。
【００２３】
例えば、現変化量が６パルスであれば１２パルスにすると、図３に示すように、１分毎の電子膨張弁５の開閉度合の調節が大きくなり、これに伴って吐出温度にも変化が現れ、また（Ｓ−Ｈ）量が目標（Ｓ−Ｈ）値に近づく。なお、図２に示すルーチンを繰り返し実行するために、目標（Ｓ−Ｈ）値に対して（Ｓ−Ｈ）量が所定値未満である限り、１回の変化量がさらに大きい値となる。
【００２４】
そして、開閉度合の１回の変化量を大きくしたことにより吐出温度の変化が大きくなり、その変化の大きさが４ｄｅｇ以上になると（図３参照）、ステップＳＴ１０からＳＴ２に進み、パルス変化量可変部１１ｃにおいてその開閉度合の１回の変化量を元の値（６パルス）に戻す。したがって、（Ｓ−Ｈ）量が目標（Ｓ−Ｈ）値から大きくずれこともなく、つまり冷凍サイクルの安定化が損なわれることもなく、以後のスーパーヒート制御を適切に行うことができる。
【００２５】
なお、目標（Ｓ−Ｈ）値に対して（Ｓ−Ｈ）量が０ｄｅｇ以上になれば、ステップＳＴ１からＳＴ２に進み、あるいは５分タイマのタイムアップ間に目標（Ｓ−Ｈ）値に対して（Ｓ−Ｈ）量が０ｄｅｇ以上になれば、ステップＳＴ８からＳＴ２に進み、１回の変化量をもとの値（例えば６パルス）に戻す。したがって、冷凍サイクルに影響を与えることもなく、スーパーヒート制御を行うことができる。
【００２６】
また、前記５分のタイムアップの間に、運転周波数が所定値アップしたときにはステップＳＴ７からＳＴ１２に進み、運転周波数の安定状態を判断する。運転周波数が上昇したままで所定時間変わらなければ、つまり低い運転周波数でなければ、ステップＳＴ１２からＳＴ２に進み、電子膨張弁５の開閉度合の１回の変化量を元の値（例えば６パルス）に戻す。
【００２７】
すなわち、圧縮機１の運転周波数が高くなれば、（Ｓ−Ｈ）量が目標（Ｓ−Ｈ）値に近づき易くなるため、その１回の変化量を大きい値のままにしていると、（Ｓ−Ｈ）量が目標（Ｓ−Ｈ）値から大きくずれることになり（オーバーシュートやアンダーシュートが起こり）、ひいては冷凍サイクルの安定化が損なわれるからである。
【００２８】
このように、目標（Ｓ−Ｈ）値に対して（Ｓ−Ｈ）量が大きくずれているときに、吐出温度の変化が小さければ電子膨張弁５の開閉度合の１回の変化量を大きくし、その吐出温度の変化が大きくなったときにはその１回の変化量を元の大きさに戻す。
【００２９】
したがって、（Ｓ−Ｈ）量を短時間で目標（Ｓ−Ｈ）値に近づけることができ、また（Ｓ−Ｈ）量が目標（Ｓ−Ｈ）値に近づいたときには、通常の変化量によるスーパーヒート制御を行うことから、（Ｓ−Ｈ）量が目標（Ｓ−Ｈ）値に対してオーバーシュートやアンダーシュートとならず、安定したスーパーヒート制御を行うことができる。
【００３０】
なお、前述した実施の形態では、圧縮機１の吐出温度の変化に応じて電子膨張弁５の開閉度合の１回の変化量を変えているが、その吐出温度に変えて凝縮器の入口温度を利用しても、全く同様の効果を得ることができることは明かである。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、スーパーヒート制御において、圧縮機が低周波数にて運転されている状態で、目標（Ｓ−Ｈ）値と温度差（（Ｓ−Ｈ）量）との差が所定の第１閾値以上であるときには、圧縮機の吐出冷媒温度の変化量を監視し、その吐出冷媒温度の変化量が所定の第２閾値未満であれば、膨張弁の開閉度合の１回の変化量を大きくするようにしたことにより、特に低周波数運転時に（Ｓ−Ｈ）量を短時間で目標（Ｓ−Ｈ）値に近づけることができ、冷凍サイクルを速やかに安定化し室内環境の悪化を抑えることができるという効果が奏される。
【００３２】
また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１において、目標（Ｓ−Ｈ）値と温度差（（Ｓ−Ｈ）量）との差が所定の第１閾値未満になったときおよび／または前記吐出冷媒温度の変化量が所定の第２閾値以上になったときには、前記膨張弁の開閉度合の変化量を大きくする制御を解除するようにたことにより、（Ｓ−Ｈ）量が目標（Ｓ−Ｈ）値に対してオーバーシュートやアンダーシュートとにならず、安定したスーパーヒート制御を行うことができ、冷凍サイクルの安定化が図れるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の一実施の形態を示し、空気調和機の制御方法が適用される制御装置の概略的ブロック線図。
【図２】  図１に示す制御装置の動作を説明するための概略的フローチャート図。
【図３】  図１に示す制御装置の動作を説明するための概略的グラフ図。
【図４】  空気調和機の冷凍サイクルを説明するための概略的構成図。
【図５】  従来の空気調和機の制御装置を説明するための概略的ブロック線図。
【図６】  図５に示す制御装置の動作を説明するための概略的グラフ図。
【符号の説明】
１  圧縮機
３  室内熱交換器
４  室外熱交換器
５  膨張弁（電子膨張弁）
６  室内機制御部
７，１１  室外機制御部
８  室内熱交サーミスタ
９  サクションサーミスタ（圧縮機吸入温度センサ）
１０  室外熱交サーミスタ
１１ａ  タイマ部
１１ｂ  吐出温度変化算出部
１１ｃ  パルス変化量可変部
１２  吐出温度サーミスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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