(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機および膨張弁を含む冷凍サイクルを備え、前記圧縮機の運転周波数を変更した際に前記膨張弁の開閉度合を一定量ずつステップ的に制御する空気調和機の制御方法において、
前記圧縮機の運転周波数範囲を複数のゾーンに分け、前記運転周波数の変更幅内に含まれる前記ゾーンの数に応じて前記一定量に付加する増減値を決定したテーブルを有しており、前記運転周波数の変更により前記膨張弁の開閉度合を制御するにあたって、前記テーブルから前記運転周波数の変更幅に対応する前記増減値を得、同増減値を前記膨張弁の開閉度合を制御する最初の一定量もしくは最後の一定量に加えることを特徴とする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を構成する膨張弁（電子膨張弁）の開閉度合の制御技術に係り、特に詳しくは圧縮機の運転周波数を変更した場合膨張弁（電子膨張弁等）の開閉度合を速やかに所定値開閉制御して冷凍サイクルの安定性を確保する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】
この種の空気調和機は、例えば図５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および膨張弁（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５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６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で熱交換した冷風を室内に吹き出し、室内温度とリモコン６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５の実線矢印参照）、リモコン６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で熱交換した暖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６に示すように、室内機制御部（マイクロコンピュータやドライバ回路等）７および室外機制御部（マイクロコンピュータやドライバ回路等）８を備え、室内機制御部７はリモコン６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８に所定指令（室温と設定値の差に応じた運転周波数等）を送信し、室外機制御部８はその指令により圧縮機１等を制御する。
【０００６】
ところで、例えばリモコン６の操作等により圧縮機１の運転周波数を変更した場合、電子膨張弁５の開閉度合を所定に制御する。運転周波数が上昇した場合には電子膨張弁５を一定量（一定パルス数）ずつで所定値開き、運転周波数が下降した場合には電子膨張弁５を一定量（一定パルス数）ずつで所定値閉じる。このようにして、電子膨張弁５の開閉度合を所定に制御することにより、圧縮機１の運転周波数の変更に対応した冷凍サイクルを実現し、室内環境が速やかに希望の状態になるようにしている。
【０００７】
また、この空気調和機は安全性等を目的として各種保護機能を有しており、その保護機能のうちの吐出温度レリース制御においては、冷凍サイクルを構成する圧縮機１の冷媒の吐出温度を吐出温度サーミスタ９で検出し、この検出温度に応じて圧縮機１の運転周波数を可変制御し、あるいは圧縮機１の運転を停止する。
【０００８】
例えば、吐出温度が動作値に達すると、圧縮機１の運転周波数を所定値だけ下げ、圧縮機１の過熱を防止し、また吐出温度が所定値（動作値よりかなり高い値）に達すると、圧縮機の運転を停止し、安全性を確保している。
【０００９】
【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の運転周波数が大きく変更した場合、電子膨張弁５がその急激な変化に追従して開閉しないため、つまり電子膨張弁５の開閉が遅れるため、冷凍サイクルが不安定になる。
【００１０】
図７に示すように、例えばリモコン６の操作等により圧縮機１の運転周波数が最小から最大に変更された場合、その分電子膨張弁５を大きく開く必要があるが、前述したように電子膨張弁５を一定量ずつで所定値開くために、つまり電子膨張弁５の開閉度合が所定値（運転周波数の変更に応じた値）開くまで時間がかかる。
【００１１】
その結果、電子膨張弁５が一定量ずつで所定値開く間（つまり電子膨張弁５がだらだらと開かれる間）に、蒸発器の冷媒入口側の温度が急激に低下し、圧縮機１の吐出温度が急激に上昇するため、種々の保護動作（例えば吐出温度レリース制御）が動作することがあり、冷凍サイクルが不安定になり、しかもその冷凍サイクルの安定まで時間がかかってしまい、室内環境の悪化を招くことになる。なお、図７に示すように、圧縮機１の運転周波数が大きく降下した場合も、前述同様に冷凍サイクルが不安定になり、その安定化まで時間がかかる。
【００１２】
この発明は前記課題に鑑みなされたものであり、その目的は圧縮機の運転周波数が変更された場合、膨張弁の開閉度合を速やかに所定値開閉することができ、冷凍サイクルの安定化を早め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。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明は、圧縮機および膨張弁を含む冷凍サイクルを備え、前記圧縮機の運転周波数を変更した際に前記膨張弁の開閉度合を一定量ずつステップ的に制御する空気調和機の制御方法において、前記圧縮機の運転周波数範囲を複数のゾーンに分け、前記運転周波数の変更幅内に含まれる前記ゾーンの数に応じて上記一定量に付加する増減値を決定したテーブルを有しており、前記運転周波数の変更により前記膨張弁の開閉度合を制御するにあたって、前記テーブルから前記運転周波数の変更幅に対応する前記増減値を得、同増減値を前記膨張弁の開閉度合を制御する最初の一定量もしくは最後の一定量に加えることを特徴としている。
【００１４】
この場合、前記増減値は前記運転周波数の変更幅内に含まれるゾーン数が多いほど大きい値とする。また、前記運転周波数の変更が上昇である場合にはそれに応じて前記膨張弁を所定値だけ開き、前記運転周波数の変更が下降である場合には前記膨張弁を所定値だけ閉じる。
【００１５】
【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４を参照して説明する。なお、図１中、図６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、空気調和機の冷凍サイクルについては図５を参照されたい。
【００１６】
この発明の空気調和機の制御方法は、圧縮機の運転周波数の変更に応じて膨張弁の開閉度合を所定に制御する際、その運転周波数の変更に応じた所定値を前記膨張弁の開閉度合の制御に加味すれば、膨張弁の開閉度合が速やかに所定値開閉することができることに着目し、当該運転周波数の範囲を複数ゾーンに分け、運転周波数の変更幅内に含まれるゾーンの数に応じて所定の増減値を決定し、かつそのゾーンの数が大きいほど増減値を大きい値とし、膨張弁の開閉度合を一定量ずつで所定値だけ開閉する際、前記増減値を例えば最後の一定量に加味し、前記膨張弁の開閉度合を所定に制御する。
【００１７】
そのために、図１および図２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６に示す室外機制御部８の機能の他に、前述した機能を実現するためのテーブル１０ａを有する室外機制御部１０を備えている。
【００１８】
前記テーブル１０ａには、圧縮機１の運転周波数の範囲を例えば第１ないし第１１の複数ゾーンに分けた情報と、運転周波数の変更が第１ないし第１１のゾーンで越えるゾーンの数が３未満である場合所定の増減値（増減パルス数）を０に、そのゾーンの数が３である場合増減パルス数を２０パルスに、そのゾーンの数が４である場合増減パルス数を３０パルスに、そのゾーンの数が５である場合増減パルス数を４５パルスに、そのゾーンの数が６である場合増減パルス数を６５パルスに、そのゾーンの数が７である場合増減パルス数を９０パルスに、そのゾーンの数が８である場合増減パルス数を１２０パルスに、そのゾーンの数が９である場合増減パルス数を１５５パルスに、そのゾーンの数が１０である場合増減パルス数を１９５パルスに決定した情報とが記憶されている。
【００１９】
なお、運転周波数の範囲については、例えば図２に示すように、１０Ｈｚ未満を第１のゾーンに、１０Ｈｚ以上で、２０Ｈｚ未満を第２のゾーンに、２０Ｈｚ以上で、３０Ｈｚ未満を第３のゾーンに、３０Ｈｚ以上で、４０Ｈｚ未満を第４のゾーンに、４０Ｈｚ以上で、５０Ｈｚ未満を第５のゾーンに、５０Ｈｚ以上で、６０Ｈｚ未満を第６のゾーンに、６０Ｈｚ以上で、７０Ｈｚ未満を第７のゾーンに、７０Ｈｚ以上で、８０Ｈｚ未満を第８のゾーンに、８０Ｈｚ以上で、９０Ｈｚ未満を第９のゾーンに、９０Ｈｚ以上で、１００Ｈｚ未満を第１０のゾーンに、１００Ｈｚ以上を第１１のゾーンにしている。
【００２０】
次に、前記構成の空気調和機の制御装置の動作を図３のフローチャート図および図４のタイムチャート図を参照して説明すると、まずリモコン６によって運転操作が行われると、室内機制御部７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１０に転送する。室外機制御部１０は少なくとも圧縮機１を所定に駆動し、電子膨張弁５を所定の開閉度合として冷凍サイクルを作動する。なお、従来同様に、室内機制御７および室外機制御１０は他に必要な制御（ファンの回転制御等）を行って室温調節を行う。
【００２１】
このとき、室外機制御部１０は圧縮機１の起動とともに、図３に示すルーチンを実行し、圧縮機１の起動から所定時間（例えば１分）が経過すると（ステップＳＴ１）、テーブル１０ａを参照して現在の運転周波数が属しているゾーン（第１ないし第１１のゾーン）を選択して記憶する（ステップＳＴ２）。なお、所定時間としては圧縮機１の運転周波数が安定化するまでの時間にする。
【００２２】
続いて、現在の運転周波数が他のゾーンに変わったか否かを判断する（ステップＳＴ３）。例えば、リモコン６の操作により温度設定が変更されたため、圧縮機１の運転周波数が変わり、属するゾーンが変わった場合にはステップＳＴ４に進み、圧縮機１の運転が停止であるか否かを判断する。なお、圧縮機１の運転周波数が記憶ゾーン以外のゾーンに変わらない場合、例えば数Ｈｚ程度の変更である場合には運転周波数の変更が大きくなるまで待機する。
【００２３】
例えば、圧縮機１の運転が停止である場合には当該ルーチンを終了し、また圧縮機１の起動によって当該ルーチンが再度実行することになる。前記圧縮機１の運転が停止でない場合、ステップＳＴ４からＳＴ５に進み、再度現在の運転周波数を確認し、現在の運転周波数が安定するまで待機する。
【００２４】
現在の運転周波数が安定すると、テーブル１０ａの内容にしたがって運転周波数の変更（記憶ゾーンに対する現在の運転周波数の属するゾーンの変化）に応じて増減値を決定し、電子膨張弁５の開閉度合を所定に制御する際その決定増減値を加味し（ステップＳＴ６）、ステップＳＴ２に戻って前述した処理を繰り返す。
【００２５】
したがって、図４に示すように、圧縮機１の運転周波数が最小から最大に変更になった場合、つまり運転周波数が第１のゾーンから第１０のゾーンに属するようになった場合、電子膨張弁５の開閉度合を一定量（従来と同様のパルス数）ずつで開くが、最後の一定量に１５５パルスを加算して大きく開く。
【００２６】
具体的な一例として、例えば電子膨張弁５の開閉度合（１８０パルス）を４００パルスに制御する場合、従来例によると、電子膨張弁５の開閉度合（１８０パルス）を１０パルス分開き、これを２２回繰り返すと、所定の開閉度合（４００パルス）になるが、この発明によると、最後に１５５パルスを加算するために、１０パルスを５回繰り返し、最後の１回を１６５パルスとすることから、電子膨張弁５の開閉度合（３９５パルス）になる。
【００２７】
このように、その一定量（１０パルス）ずつ開く回数が極端に少なく、つまり電子膨張弁５の開閉度合がだらだら変化することもなく、速やかに所定値にすることができる。したがって、蒸発器の冷媒入口側の温度の急激な低下を抑えることができ、圧縮機１の吐出温度の急激な上昇を抑えることができるため、種々の保護動作が動作することもなく、冷凍サイクルの安定化が早くなる。
【００２８】
また、圧縮機１の運転周波数が下降した場合、電子膨張弁５を所定値閉じることになるが、前述同様の処理を実行すれば電子膨張弁５を速やかに所定値とすることができ、冷凍サイクルの安定化も早くなる。
【００２９】
なお、前記実施の形態では、電子膨張弁５の開閉度合を一定量ずつ可変し、最後で大きく可変しているが、例えばその開閉度合を最初に大きく可変し、その後一定量ずつ可変して所定値にするようにしてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、この空気調和機の制御方法によれば、圧縮機の運転周波数範囲を複数のゾーンに分け、その運転周波数の変更幅内に含まれる前記ゾーンの数に応じて前記一定量に付加する増減値を決定したテーブルを有しており、前記運転周波数の変更により前記膨張弁の開閉度合を制御するにあたって、前記テーブルから前記運転周波数の変更幅に対応する前記増減値を得、同増減値を前記膨張弁の開閉度合を制御する最初の一定量もしくは最後の一定量に加えるようにしたことにより、電子膨張弁を一定量ずつ開閉する回数が少なくて済み、つまり膨張弁の開閉度合を速やかに所定値開閉することができ、冷凍サイクルの安定化を早めることができ、ひいては室内環境の悪化が抑えら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模式図。
【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フローチャート図。
【図４】図１に示す制御装置の動作を説明するための概略的タイムチャート図。
【図５】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６】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７】図６に示す制御装置の動作を説明するための概略的タイムチャート図。
【符号の説明】
１  圧縮機
５  電子膨張弁
６  リモコン
７  室内機制御部
８，１０  室外機制御部
９  吐出温度サーミスタ
１０ａ  テーブル
【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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【図７】
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