(57)【要約】【課題】外風に起因するモーターの発電を検知し、室内機との通信異常の誤判断を防止可能な室外機を得ること。【解決手段】交流電源を直流電源に変換する交流直流変換部１１と、交流直流変換部１１と並列に接続する電解コンデンサ１２と、電解コンデンサ１２と並列に接続し、生成した交流電源をモーター１４に印加するインバータ１３と、インバータ１３を制御する制御部１８と、制御部１８と室内機２との間で通信を行う通信部１９と、交流電源から電源周期信号３４を生成する電源周期信号生成部１７と、を備え、運転停止中、モーター１４に取り付けられたプロペラに外風が当たり回転して発電状態の場合、制御部１８は、室内機２との通信状態および電源周期信号３４の状態に基づいてモーター１４による発電を検知したとき、室内機２との通信において通信異常判定を無効にして異常状態の判定を回避する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内機とともに空気調和機を構成する室外機であって、
前記室内機から供給される交流電源を直流電源に変換する交流直流変換手段と、
前記交流直流変換手段と並列に接続する電解コンデンサと、
前記電解コンデンサと並列に接続し、スイッチング素子を駆動して生成した交流電源をモーターに印加するインバータと、
前記スイッチング素子の駆動を制御する制御手段と、
前記制御手段と前記室内機との間で通信を行う通信手段と、
前記電解コンデンサと並列に接続し、前記制御手段に供給する電源を生成する制御電源生成手段と、
前記交流電源から電源周期信号を生成する電源周期信号生成手段と、
を備え、
前記交流電源の供給が遮断された運転停止中、前記モーターにおいて、取り付けられたプロペラに外風が当たり、回転して発電状態の場合、
前記制御手段は、前記室内機との通信状態および前記電源周期信号の状態に基づいて前記モーターによる発電を検知したときは、前記室内機との通信において通信異常判定を無効にして異常状態の判定を回避する、
ことを特徴とする室外機。
【請求項２】
前記制御手段は、前記室内機からの信号の入力が無く、かつ、前記電源周期信号の入力が無い場合に、前記モーターによって発電されていると判断する、
ことを特徴とする請求項１に記載の室外機。
【請求項３】
前記制御手段は、前記交流電源の供給が停止され、前記室内機との通信および前記電源周期信号が途絶えてから規定の時間経過後、前記室内機との通信において通信異常判定を無効にして異常状態の判定を回避する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の室外機。
【請求項４】
前記制御手段は、通信異常判定を無効にして異常状態の判定を回避している場合に、前記室内機から前記交流電源が供給され、運転開始の通信信号を受信したときは、自身のリセット動作を行う、
ことを特徴とする請求項１，２または３に記載の室外機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室内機とともに空気調和機を構成する室外機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気調和機の室外機では、運転停止時はモーターを停止しているが、モーターに取り付けられたプロペラに外風が当たると、モーターが回転して発電状態になる。外風が強く、発電による起電力が大きくなると、室外機では、内部のインバータ等の部品が過電圧により故障することがある。このような問題に対して、下記特許文献１では、室外機の回路において、逆電圧による直流電源の過電圧破壊防止用の開閉器と並列に接続するダイオードと第１の抵抗の接続点から直流電源グランド間に第２の抵抗を配置することで、低電圧仕様の安価な開閉器を使用しつつ、過電圧による部品の故障を防止する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２１５０４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術によれば、外風によるモーターの起電力が部品の故障に至らない電圧であっても、その起電力によって、室外機のマイコン（制御部）が動作する場合がある。動作を開始したマイコンは、室内機からの通信信号を検知しようとするが、運転停止中では通信信号を検知できず、この状態が継続すると通信系の異常発生と判断してしまう。そのため、室外機では、マイコンが異常発生判断中に室内機から運転指令及び交流電源が投入されても、運転不能に陥る場合がある、という問題があった。また、正常に運転再開が出来ない他、室内機では表示ランプで異常情報を使用者に通知してしまう等の弊害が発生する、という問題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、外風に起因するモーターの発電を検知し、室内機との通信異常の誤判断を防止可能な室外機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、室内機とともに空気調和機を構成する室外機であって、前記室内機から供給される交流電源を直流電源に変換する交流直流変換手段と、前記交流直流変換手段と並列に接続する電解コンデンサと、前記電解コンデンサと並列に接続し、スイッチング素子を駆動して生成した交流電源をモーターに印加するインバータと、前記スイッチング素子の駆動を制御する制御手段と、前記制御手段と前記室内機との間で通信を行う通信手段と、前記電解コンデンサと並列に接続し、前記制御手段に供給する電源を生成する制御電源生成手段と、前記交流電源から電源周期信号を生成する電源周期信号生成手段と、を備え、前記交流電源の供給が遮断された運転停止中、前記モーターにおいて、取り付けられたプロペラに外風が当たり、回転して発電状態の場合、前記制御手段は、前記室内機との通信状態および前記電源周期信号の状態に基づいて前記モーターによる発電を検知したときは、前記室内機との通信において通信異常判定を無効にして異常状態の判定を回避する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、外風に起因するモーターの発電を検知し、室内機との通信異常の誤判断を防止できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、空気調和機の構成例を示す図である。
【図２】図２は、交流電源と電源周期信号の関係を示す図である。
【図３】図３は、制御部に入出力される通信信号を示す図である。
【図４】図４は、インバータの構成例を示す図である。
【図５】図５は、制御部における異常判定処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明にかかる室外機の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態の空気調和機の構成例を示す図である。空気調和機３は、室外機１と、室内機２と、を備える。空気調和機３は、室内機２から室外機１へ交流電源を供給する室内給電タイプの空気調和機である。
【００１１】
つぎに、室外機１の構成について説明する。室外機１は、交流直流変換部１１と、電解コンデンサ１２と、インバータ１３と、モーター１４と、制御電源生成部１５と、通信電源生成部１６と、電源周期信号生成部１７と、制御部１８と、通信部１９と、を備える。
【００１２】
交流直流変換部１１は、室内機２から供給された交流電源を直流電源に整流し、電解コンデンサ１２に充電する。
【００１３】
電解コンデンサ１２は、交流直流変換部１１によって充電されている場合は、インバータ１３および制御電源生成部１５へ直流電源を供給する。
【００１４】
インバータ１３は、電解コンデンサ１２に充電された直流電源を周波数可変の疑似三相交流電源に変換し、モーター１４へ出力してモーター１４を回転させる。
【００１５】
モーター１４は、空気調和機３の運転中はインバータ１３から供給される疑似三相交流電源で回転し、空気調和機３の運転停止中は通常停止する。
【００１６】
制御電源生成部１５は、電解コンデンサ１２が一定以上の電圧に充電されると、制御部１８を動作させるための制御電源３１を生成する。
【００１７】
通信電源生成部１６は、電解コンデンサ１２の充電状態に依らず、室内機２からの交流電源から、通信部１９を動作させるための通信電源３２を生成する。
【００１８】
電源周期信号生成部１７は、制御部１８が交流直流変換部１１の制御を行うにあたり、制御部１８で交流電源の電源周期のタイミングが検出できるように、交流電源の電圧波形を制御部１８で認識可能な０−５Ｖの電源周期信号３４を生成する。
【００１９】
図２は、交流電源と電源周期信号の関係を示す図である。制御部１８の入力信号である電源周期信号３４は、交流電源の波形に応じて０Ｖまたは５Ｖの値をとる。ここでは、振幅の上側半分のときに５Ｖ、下側半分のときに０Ｖの値をとる。
【００２０】
制御部１８は、室外機１内の動作を制御する。制御部１８は、制御電源生成部１５において制御電源３１が生成されると動作を開始する。制御部１８は、例えば、マイコンによって構成することができるが、これに限定するものではない。
【００２１】
通信部１９は、制御電源３１および通信電源３２を入力し、制御部１８と室内機２との間で通信を行う。
【００２２】
制御部１８では、通常運転中は、室内機２からの通信信号と自身からの出力信号の両方が通信信号３３として入力される。通信信号３３は、通信中断中は制御電源３１の電圧に、通信実施中は０Ｖと制御電源３１の電圧との間を常時往復する方形波信号になる。
【００２３】
図３は、制御部に入出力される通信信号を示す図である。上側の信号出力は制御部１８から出力する通信信号の波形を示し、下側の信号入力は制御部１８に入力される通信信号３３の波形を示す。なお、図３において、区間３５は室外機１からの出力信号の送信区間であり、区間３６は室内機２からの信号の受信区間である。
【００２４】
つぎに、室内機２の構成について説明する。室内機２は、リレースイッチ２１と、通信部２２と、を備える。
【００２５】
リレースイッチ２１は、空気調和機３の運転中においては外部の交流電源４からの電源（交流電源）を室外機１へ供給し、空気調和機３の運転停止中においては外部の交流電源４からの電源（交流電源）を遮断して室外機１へ供給しない。
【００２６】
通信部２２は、室外機１の通信部１９との間で通信を行う。通信部２２からは、室外機１に対して制御信号等を送信する。
【００２７】
つづいて、モーター１４が外風等によって回転して発電した場合の室外機１の動作について説明する。室内機２から交流電源を供給していない空気調和機３の運転停止中では、室外機１において電源周期信号３４および通信信号３３は常時０Ｖに固定されている。ここで、外風等の影響によりモーター１４が強制的に回転させられると、室外機１では、モーター１４が発電を行う。
【００２８】
図４は、インバータの構成例を示す図である。インバータ１３は、スイッチング素子４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ，４１ｆと、保護ダイオード４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆと、を備える。通常運転時、インバータ１３では、制御部１８からの駆動信号によってスイッチング素子４１ａ〜４１ｆをＯＮ／ＯＦＦして（駆動して）、電解コンデンサ１２に充電された直流電源を周波数可変の疑似三相交流電源に変換してモーター１４へ出力する。モーター１４は、インバータ１３から疑似三相交流電源の供給を受けて回転し、取り付けられたプロペラ５１を回転させる。
【００２９】
空気調和機３の運転停止中では、室外機１では、本来であれば電解コンデンサ１２に蓄えられた電荷をインバータ１３で変換してモーター１４に疑似正弦波電源を供給してモーター１４を回転させ、電解コンデンサ１２を放電する。このとき、空気調和機３の運転停止中にプロペラ５１に外風が当たってモーター１４が回転すると、室外機１では、モーター１４が発電し、インバータ１３内の保護ダイオード４２ａ〜４２ｆ経由で電解コンデンサ１２に電荷が充電される。電解コンデンサ１２が一定以上の電圧に充電されると、制御電源生成部１５が制御電源３１を生成することから、室内機２から交流電源の供給を受けなくても、制御部１８は、動作を開始する。
【００３０】
通常運転時において、制御部１８には、電源周期信号生成部１７で生成された交流電源の周波数と同じ周期で０Ｖと５Ｖを交互に発する電源周期信号３４、および、通信部１９から５Ｖの信号または０Ｖと５Ｖの組合せの通信信号３３が入力される。
【００３１】
一方、空気調和機３の運転停止中に外風等によるモーター１４の回転により発電が発生した結果、制御部１８が動作を開始した場合、室外機１では、室内機２から交流電源が供給されていないため、通信電源生成部１６は通信電源３２を生成できず、通信信号３３は０Ｖに固定されてしまう。また、室外機１では、電源周期信号生成部１７は電源周期信号３４を生成できず、電源周期信号も０Ｖに固定されたままの状態になる。
【００３２】
制御部１８は、外風等によるモーター１４の回転により発電が発生した結果として動作を開始しても、通信信号３３は０Ｖに固定されてしまうため、通信信号３３を検知することができず、この状態が継続すると通信系の異常発生が成立してしまい、異常状態の時に室内機２からの運転指令及び交流電源が投入された際に、運転不能に陥る場合がある。
【００３３】
そのため、制御部１８は、自身は動作しているが通信信号３３および電源周期信号３４が０Ｖに固定されていることを検出した場合、モーター１４からの発電による起動と判定し、通信が出来ないことによる異常判定の処理を行わないこととする。これにより、制御部１８は、次に室内機２からの交流電源の給電を受け、運転開始の通信信号を受信した時に、異常判定による起動障害が発生すること無く、円滑な運転再開が出来る。
【００３４】
図５は、制御部における異常判定処理を示すフローチャートである。制御部１８では、通信信号３３の状態が０Ｖ固定かどうかを確認する（ステップＳ１）。通信信号３３が０Ｖ固定でない場合（ステップＳ１：Ｎｏ）、制御部１８は、室内機２から交流電源の供給を受けていると判定し、正常状態にあると判定する（ステップＳ２）。
【００３５】
通信信号３３が０Ｖ固定の場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、制御部１８は、異常猶予と判定し（ステップＳ３）、つぎに、電源周期信号３４に変化があるかどうか、具体的には、図２に示すように０Ｖと５Ｖの値が交互に繰り返されているかを確認する（ステップＳ４）。電源周期信号３４に変化がない場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、制御部１８は、外風等によるモーター１４の回転により発電が発生している状態と判定し（ステップＳ５）、通信異常判定を無効にして異常判定の処理を行わないこととする。
【００３６】
電源周期信号３４に変化がある場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、制御部１８は、最初に通信信号３３の状態が０Ｖ固定である確認してからの時間の経過を確認する（ステップＳ６）。規定された一定の時間が経過していない場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、制御部１８は、ステップＳ１に戻って、通信信号３３の状態が０Ｖ固定かどうかを確認する。規定された一定の時間が経過した場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、制御部１８は、室内機２から交流電源の供給を受けているが室内機２との間の通信に異常があるとして異常状態にあると判定する（ステップＳ７）。
【００３７】
なお、従来の処理ではステップＳ４，Ｓ５に相当する処理が無いことから、従来の室外機の制御部では、異常猶予判定後（ステップＳ３）、規定された一定の時間が経過すると（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、室内機との間の通信に異常があるとして異常状態にあると判定する（ステップＳ７）。
【００３８】
以上説明したように、本実施の形態によれば、室外機１では、制御部１８は、通信信号３３および電源周期信号３４の状態に基づいて室外機１の状態を判定し、モーター１４による発電の結果として、自身が動作を開始したが、通信信号３３および電源周期信号３４が０Ｖの場合は、通信異常判定を無効にして異常判定の処理を行わないこととした。これにより、室外機１では、室内機２から運転開始の通信信号を受信しても、異常判定による起動障害が発生すること無く、円滑な運転再開が出来る。
【００３９】
実施の形態２．
実施の形態１では、空気調和機３の運転停止中に外風によるモーター１４の発電が発生した場合について説明した。本実施の形態では、空気調和機３が運転中から運転停止に状態変化した場合について説明する。
【００４０】
空気調和機３の構成は実施の形態１と同様である。空気調和機３が運転中から運転停止に状態変化した場合、室内機２のリレースイッチ２１が遮断状態になった後、本来であれば電解コンデンサ１２に蓄えられた電荷が放電して制御電源生成部１６が停止することで制御電源の給電が停止し、制御部１８は動作停止する。ここで、電解コンデンサ１２の電荷が放電しきる前に外風によりモーター１４が回転して発電すると、再び電解コンデンサ１２に電荷が供給される。電解コンデンサ１２に一定以上の電圧に充電される状態が継続すると、制御電源生成部１５が動作を継続し、室内機２からの通信信号３３、および電源周期信号３４が止まっているが（０Ｖ固定）、制御電源３１が制御部１８に供給され続けることになる。
【００４１】
上記の状態が継続すると、実施の形態１と同様の状態となるが、本実施の形態では、制御部１８は、室内機２からの通信信号３３、および、電源周期信号３４が途絶えてから予め規定された一定時間経過後、通信が出来ないことによる異常判定の処理を行わないこととする。これにより、制御部１８は、次に室内機２からの交流電源の給電を受け、運転開始の通信信号を受信した時に、異常判定による起動障害が発生すること無く、円滑な運転再開が出来る。
【００４２】
なお、一定時間の規定方法については、インバータ１３内のスイッチング素子４１ａ〜４１ｆ、保護ダイオード４２ａ〜４２ｆ、電解コンデンサ１２等の性能（スペック）に基づいて、外風によりモーター１４が回転しない場合に電解コンデンサ１２が充分に放電できる時間を考慮して決定することができるが、これに限定するものではなく、他の方法により一定時間を規定してもよい。
【００４３】
以上説明したように、本実施の形態によれば、室外機１では、空気調和機３が運転中から運転停止に状態変化した場合、制御部１８は、通信信号３３および電源周期信号３４が途絶えてから一定時間経過後、通信が出来ないことによる異常判定の処理を行わないこととした。これにより、室外機１では、室内機２から運転開始の通信信号を受信しても、異常判定による起動障害が発生すること無く、円滑な運転再開が出来る。
【００４４】
実施の形態３．
実施の形態１，２において、外風によりモーター１４が回転することによって電解コンデンサ１２に電荷が充電され、室内機２からの交流電源が断たれていても、制御部１８が動作している場合、外風によりモーター１４が回転して発電状態であると判定後、室内機２から運転開始の通信信号３３および交流電源が供給されたとき、制御部１８は、入力される通信信号３３が０Ｖ固定から０Ｖと５Ｖの信号入力へと変化することを検出後、強制的に自身をリセットする。
【００４５】
これにより、室外機１では、制御部１８について、プログラムに特殊な処理を追加すること無く、かつ専用の回路を追加すること無く、室外機１に電源が無い状態からの起動と同じ起動処理を行うことが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
以上のように、本発明にかかる室外機は、空気調和機に有用であり、特に、外風の当たる環境に設置する場合に適している。
【符号の説明】
【００４７】
１  室外機、２  室内機、３  空気調和機、４  交流電源、１１  交流直流変換部、１２  電解コンデンサ、１３  インバータ、１４  モーター、１５  制御電源生成部、１６  通信電源生成部、１７  電源周期信号生成部、１８  制御部、１９  通信部、２１  リレースイッチ、２２  通信部、４１ａ〜４１ｆ  スイッチング素子、４２ａ〜４２ｆ  保護ダイオード、５１  プロペラ。
【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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