(57)【要約】【課題】外気温度センサなしで外気温度の推定の精度の向上を図る空気調和装置およびその制御方法を提供する。【解決手段】圧縮機１６、室外熱交換器１９、及び室外ファン２０を備えた空気調和装置において、室外熱交換器１９の温度を検出する温度センサ３０と、この温度センサ３０による温度検出結果を、室外ファン２０の回転速度及び圧縮機１６の運転周波数に応じて補正して外気温度を推定する室外制御装置４１とを備えた。【選択図】      図１
2004225929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンを備えた空気調和装置において、
前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出手段と、
この温度検出手段の温度検出結果を、前記室外ファンの回転速度及び前記圧縮機の運転周波数に応じて補正して外気温度を推定する外気温度推定手段とを備えたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンを備えた空気調和装置において、
前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出手段と、
運転開始してから所定時間は、前記温度検出手段の温度検出結果を外気温度と推定する外気温度推定手段とを備えたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項３】
圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンを備えた空気調和装置において、
前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出手段と、
運転開始してから所定時間経過後は、前記温度検出手段の温度検出結果を、前記室外ファンの回転速度及び前記圧縮機の運転周波数に応じて補正して外気温度を推定する外気温度推定手段とを備えたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項４】
圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンを備えた空気調和装置において、
前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出手段と、
運転モードに応じた時間間隔で、前記温度検出手段の温度検出結果を、前記室外ファンの回転速度及び前記圧縮機の運転周波数に応じて補正して外気温度を推定する外気温度推定手段とを備えたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項５】
圧縮機、室外熱交換器、及び室外ファンを備えた空気調和装置において、
前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出手段と、
運転開始してから所定時間経過後は、運転モードに応じた時間間隔で、前記温度検出手段の温度検出結果を、前記室外ファンの回転速度及び前記圧縮機の運転周波数に応じて補正して外気温度を推定する外気温度推定手段とを備えたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の空気調和装置において、
前記外気温度推定手段は、今回推定した外気温度を、前回推定した外気温度に基づいて補正し、この補正結果を新たな外気温度と推定することを特徴とする空気調和装置。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の空気調和装置において、
前記外気温度推定手段は、今回推定した外気温度に第１の重み係数を乗じるとともに前回推定した外気温度に前記第１の重み係数よりも大きい第２の重み係数を乗じて加算し、この加算結果を新たな外気温度と推定することを特徴とする空気調和装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の空気調和装置において、
前記外気温度推定手段は、前記室外熱交換器の除霜を行う除霜運転中、除霜運転を行う前の推定結果を外気温度と推定することを特徴とする空気調和装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の空気調和装置において、
前記外気温度推定手段は、前記圧縮機の停止中、前記圧縮機が停止してから所定時間は前記圧縮機の停止前の推定結果を外気温度と推定することを特徴とする空気調和装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の空気調和装置において、
前記外気温度推定手段は、前記圧縮機の停止中、前記圧縮機が停止してから所定時間経過後は前記温度検出手段の検出結果を外気温度と推定することを特徴とする空気調和装置。
【請求項１１】
圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンを備えた空気調和装置の制御方法において、
前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出過程と、
この温度検出過程による温度検出結果を、前記室外ファンの回転速度及び前記圧縮機の運転周波数に応じて補正して外気温度を推定する外気温度推定過程とを備えたことを特徴とする空気調和装置の制御方法。
【請求項１２】
圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンを備えた空気調和装置の制御方法において、
前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出過程と、
運転開始してから所定時間は、前記温度検出過程による温度検出結果を外気温度と推定する外気温度推定過程とを備えたことを特徴とする空気調和装置の制御方法。
【請求項１３】
圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンを備えた空気調和装置の制御方法において、
前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出過程と、
運転開始してから所定時間経過後は、前記温度検出過程による温度検出結果を、前記室外ファンの回転速度及び前記圧縮機の運転周波数に応じて補正して外気温度を推定する外気温度推定過程とを備えたことを特徴とする空気調和装置の制御方法。
【請求項１４】
圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンを備えた空気調和装置の制御方法において、
前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出過程と、
運転モードに応じた時間間隔で、前記温度検出過程による温度検出結果を、前記室外ファンの回転速度及び前記圧縮機の運転周波数に応じて補正して外気温度を推定する外気温度推定過程とを備えたことを特徴とする空気調和装置の制御方法。
【請求項１５】
圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンを備えた空気調和装置の制御方法において、
前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出過程と、
運転開始してから所定時間経過後は、運転モードに応じた時間間隔で、前記温度検出過程による温度検出結果を、前記室外ファンの回転速度及び前記圧縮機の運転周波数に応じて補正して外気温度を推定する外気温度推定過程とを備えたことを特徴とする空気調和装置の制御方法。
【請求項１６】
請求項１１乃至１５のいずれか一項に記載の空気調和装置の制御方法において、
前記外気温度推定過程では、再度外気温度を推定した場合、今回推定した外気温度を、前回推定した外気温度に基づいて補正し、この補正結果を新たな外気温度と推定することを特徴とする空気調和装置の制御方法。
【請求項１７】
請求項１１乃至１５のいずれか一項に記載の空気調和装置の制御方法において、
前記外気温度推定過程では、今回推定した外気温度に第１の重み係数を乗じるとともに前回推定した外気温度に前記第１の重み係数よりも大きい重み係数を乗じて加算し、この加算結果を新たな外気温度と推定することを特徴とする空気調和装置の制御方法。
【請求項１８】
請求項１１乃至１７のいずれか一項に記載の空気調和装置の制御方法において、
前記室外熱交換器の除霜を行う除霜運転中、除霜運転を行う前の前記外気温度推定過程による推定結果を外気温度と推定する過程を備えたことを特徴とする空気調和装置の制御方法。
【請求項１９】
請求項１１乃至１８のいずれか一項に記載の空気調和装置の制御方法において、
前記圧縮機の停止中、前記圧縮機が停止してから所定時間は、前記圧縮機の停止前の前記外気温度推定過程による推定結果を外気温度と推定する過程を備えたことを特徴とする空気調和装置の制御方法。
【請求項２０】
請求項１１乃至１９のいずれか一項に記載の空気調和装置の制御方法において、
前記圧縮機の停止中、前記圧縮機が停止してから所定時間経過後は、前記温度検出過程による温度検出結果を外気温度と推定する過程を備えたことを特徴とする空気調和装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和装置及び空気調和装置の制御方法に係り、特に、外気温度センサなしで外気温度を推定する空気調和装置及び空気調和装置の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、室外機に圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンを備え、室内機に室内熱交換器を備えた空気調和装置が知られている。
【０００３】
通常、この種の空気調和装置では、室外機の空気吸込側に外気温度センサを設け、この外気温度センサの検出結果に基づいて、空調運転の制御を行うものが一般的である。
【０００４】
このように、室外機の空気吸込側に外気温度センサを設けると、外気温度センサが室外熱交換器の熱交換阻害要因となる。従って、室外熱交換器の熱交換率を向上させるには、外気温度センサを設けないことが好ましい。
【０００５】
従来、外気温度センサを有しない空気調和装置として、室外熱交換器の温度を検出する温度センサを備え、圧縮機の運転周波数に該当する補正値をデータテーブルから読み出し、この補正値を用いて温度センサによる室外熱交換器の温度の検出結果を補正して外気温度を推定するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２７２０８９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の空気調和装置では、室外ファンの送風量（つまり、室外ファンの回転速度）が変化すると室外熱交換器の温度が変動するため、圧縮機の運転周波数のみで温度センサによる室外熱交換器の温度の検出結果を補正して外気温度を推定する場合、外気温度の推定の精度が劣るという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、外気温度センサなしで外気温度推定の精度の向上を図る空気調和装置及び空気調和装置の制御方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンを備えた空気調和装置において、前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段の温度検出結果を、前記室外ファンの回転速度及び前記圧縮機の運転周波数に応じて補正して外気温度を推定する外気温度推定手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンを備えた空気調和装置において、前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出手段と、運転開始してから所定時間は、前記温度検出手段の温度検出結果を外気温度と推定する外気温度推定手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンを備えた空気調和装置において、前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出手段と、運転開始してから所定時間経過後は、前記温度検出手段の温度検出結果を、前記室外ファンの回転速度及び前記圧縮機の運転周波数に応じて補正して外気温度を推定する外気温度推定手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
また、圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンを備えた空気調和装置において、前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出手段と、運転モードに応じた時間間隔で、前記温度検出手段の温度検出結果を、前記室外ファンの回転速度及び前記圧縮機の運転周波数に応じて補正して外気温度を推定する外気温度推定手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、圧縮機、室外熱交換器、及び室外ファンを備えた空気調和装置において、前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出手段と、運転開始してから所定時間経過後は、運転モードに応じた時間間隔で、前記温度検出手段の温度検出結果を、前記室外ファンの回転速度及び前記圧縮機の運転周波数に応じて補正して外気温度を推定する外気温度推定手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
これらの空気調和装置において、前記外気温度推定手段は、今回推定した外気温度を、前回推定した外気温度に基づいて補正し、この補正結果を新たな外気温度と推定するようにしてもよい。
【００１５】
また、前記外気温度推定手段は、今回推定した外気温度に第１の重み係数を乗じるとともに前回推定した外気温度に前記第１の重み係数よりも大きい第２の重み係数を乗じて加算し、この加算結果を新たな外気温度と推定するようにしてもよい。
【００１６】
更に、前記外気温度推定手段は、前記室外熱交換器の除霜を行う除霜運転中、除霜運転を行う前の推定結果を外気温度と推定するようにしてもよい。
【００１７】
更にまた、前記外気温度推定手段は、前記圧縮機の停止中、前記圧縮機が停止してから所定時間は前記圧縮機の停止前の推定結果を外気温度と推定するようにしてもよい。
【００１８】
また、前記外気温度推定手段は、前記圧縮機の停止中、前記圧縮機が停止してから所定時間経過後は前記温度検出手段の検出結果を外気温度と推定するようにしてもよい。
【００１９】
また、圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンを備えた空気調和装置の制御方法において、前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出過程と、この温度検出過程による温度検出結果を、前記室外ファンの回転速度及び前記圧縮機の運転周波数に応じて補正して外気温度を推定する外気温度推定過程とを備えたことを特徴とするものである。
【００２０】
また、圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンを備えた空気調和装置の制御方法において、前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出過程と、運転開始してから所定時間は、前記温度検出過程による温度検出結果を外気温度と推定する外気温度推定過程とを備えたことを特徴とするものである。
【００２１】
また、圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンを備えた空気調和装置の制御方法において、前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出過程と、運転開始してから所定時間経過後は、前記温度検出過程による温度検出結果を、前記室外ファンの回転速度及び前記圧縮機の運転周波数に応じて補正して外気温度を推定する外気温度推定過程とを備えたことを特徴とするものである。
【００２２】
また、圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンを備えた空気調和装置の制御方法において、前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出過程と、運転モードに応じた時間間隔で、前記温度検出過程による温度検出結果を、前記室外ファンの回転速度及び前記圧縮機の運転周波数に応じて補正して外気温度を推定する外気温度推定過程とを備えたことを特徴とするものである。
【００２３】
また、圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンを備えた空気調和装置の制御方法において、前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出過程と、運転開始してから所定時間経過後は、運転モードに応じた時間間隔で、前記温度検出過程による温度検出結果を、前記室外ファンの回転速度及び前記圧縮機の運転周波数に応じて補正して外気温度を推定する外気温度推定過程とを備えたことを特徴とするものである。
【００２４】
これらの空気調和装置の制御方法において、前記外気温度推定過程では、再度外気温度を推定した場合、今回推定した外気温度を、前回推定した外気温度に基づいて補正し、この補正結果を新たな外気温度と推定するようにしてもよい。
【００２５】
また、前記外気温度推定過程では、今回推定した外気温度に第１の重み係数を乗じるとともに前回推定した外気温度に前記第１の重み係数よりも大きい重み係数を乗じて加算し、この加算結果を新たな外気温度と推定するようにしてもよい。
【００２６】
更に、前記室外熱交換器の除霜を行う除霜運転中、除霜運転を行う前の前記外気温度推定過程による推定結果を外気温度と推定する過程を備えてもよい。
【００２７】
更にまた、前記圧縮機の停止中、前記圧縮機が停止してから所定時間は、前記圧縮機の停止前の前記外気温度推定過程による推定結果を外気温度と推定する過程を備えてもよい。
【００２８】
また、前記圧縮機の停止中、前記圧縮機が停止してから所定時間経過後は、前記温度検出過程による温度検出結果を外気温度と推定する過程を備えてもよい。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【００３０】
図１は、本発明に係る空気調和装置の一実施の形態を示す回路図である。
【００３１】
図１に示すように、空気調和装置１０は室外機１１及び室内機１２を有しており、室外機１１の室外冷媒配管１４と室内機１２の室内冷媒配管１５とが、連結配管２４及び２５を介して連結されている。
【００３２】
室外機１１は室外に配置される。室外冷媒配管１４には、圧縮機１６が配設されるとともに、この圧縮機１６の吸込側にアキュムレータ１７が配設され、圧縮機１６の吐出側に四方弁１８が配設され、この四方弁１８側に室外熱交換器１９及び電動式膨張弁２２が順次配設されて構成される。室外熱交換器１９には、室外熱交換器１９から室外へ送風する室外ファン２０が隣接して配置されている。この室外ファン２０は、室外ファンモータ２０Ａによって駆動される。この室外ファン２０は、例えば、プロペラファンである。圧縮機１６は、例えば、インバータ駆動型圧縮機である。
【００３３】
室内機１２は室内に設置され、室内冷媒配管１５には室内熱交換器２１が配設される。この室内熱交換器２１には、室内熱交換器２１から室内へ送風する室内ファン２３が隣接して配置されている。この室内ファン２３は、室内ファンモータ２３Ａによって駆動される。この室内ファン２３は、例えば、クロスフローファンである。
【００３４】
空気調和装置１０には、空気調和装置１０全体を制御する制御装置４０が備えられている。この制御装置４０は、室外機１１に設置される室外制御装置４１と、室内機１２に設置される室内制御装置４２とを備えて構成される。室内制御装置４２は、要求される空調負荷に応じて圧縮機１６の運転周波数を演算し、室外制御装置４１へ制御信号を送る。室外制御装置４１は、室内制御装置４２から送られる制御信号に基づいて圧縮機１６の運転周波数を制御し、室外ファン２０の回転速度を段階的に制御し、電動式膨張弁２２の開度を制御し、運転モードに応じて四方弁１８を切り替える制御を行う。また、室内制御装置４２は、室内温度と設定温度との偏差が所定偏差（例えば、１℃）よりも小さければ、圧縮機１６の運転を停止するサーモオフ制御信号を室外制御装置４１へ送り、室外制御装置４１は、室内制御装置４２から送られる制御信号に基づいてサーモオフ制御を行う。また、室内制御装置４２は、室内ファン２３の回転速度の制御を行う。
【００３５】
室外制御装置４１は、ＣＰＵ５１と、ＲＯＭ５２と、ＲＡＭ５３とを備えている。ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２内の制御プログラム５２Ａに従って、空気調和装置１０の制御を行う。ＲＯＭ５２は、制御プログラム５２Ａを含む制御用データをあらかじめ記憶している。ＲＡＭ５３は、推定した外気温度を含む各種データを一時的に記憶する。
【００３６】
室内機１２側の不図示のリモートコントローラにより、冷房運転、ドライ運転（弱冷房運転）、又は暖房運転のいずれかの運転モードに設定可能であり、四方弁１８は、冷房運転、ドライ運転（弱冷房運転）のいずれかの運転モードに設定された場合に実線矢印で示すように切り替えられ、暖房運転の運転モードに設定された場合に点線矢印で示すように切り替えられる。また、四方弁１８は、暖房運転中に室外熱交換器１９の除霜を行う除霜運転に切り替わる場合に実線矢印で示すように切り替えられる。
【００３７】
冷房運転を行う運転モードに設定された場合、四方弁１８が冷房側に切り替えられ、冷媒が実線矢印の如く流れる。そして、圧縮機１６の運転により圧縮機１６から吐出された冷媒は、四方弁１８を経て室外熱交換器１９に至り、この室外熱交換器１９で凝縮され、電動式膨張弁２２を経て減圧された後、室内機１２の室内熱交換器２１で蒸発されて室内を冷房する。室内熱交換器２１からの冷媒は、室外機１１側に流され、この室外機１１の四方弁１８及びアキュムレータ１７を経て圧縮機１６に戻される。
【００３８】
ドライ運転を行う運転モードに設定された場合は、冷房運転よりも冷房能力の低い弱冷房運転を行って室内を除湿する。
【００３９】
また、暖房運転を行う運転モードに設定された場合、四方弁１８が暖房側に切り替えられ、冷媒が破線矢印の如く流れる。そして、圧縮機１６の運転により圧縮機１６から吐出された冷媒は、四方弁１８を経て室内機１２の室内熱交換器２１に至り、この室内熱交換器２１にて凝縮されて室内を暖房する。室内熱交換器２１にて凝縮された冷媒は、室外機１１の電動式膨張弁２２で減圧され、室外熱交換器１９で蒸発された後、四方弁１８及びアキュムレータ１７を経て圧縮機１６に戻される。
【００４０】
室外機１１の室外熱交換器１９には、室外熱交換器１９の温度（以下、「室外コイル温度」という。）Ｔｃを検出するための温度センサ３０が取り付けられている。この温度センサ３０は、例えば、暖房運転時の室外熱交換器１９の冷媒出口側に設けられている。
【００４１】
本実施の形態において、室外制御装置４１は、温度センサ３０による室外コイル温度Ｔｃを取り込み、この室外コイル温度Ｔｃを、室外ファン２０の回転速度ｘ及び圧縮機１６の運転周波数ｆに応じて補正して外気温度Ｔｇを推定している。そして、この推定した外気温度Ｔｇに基づいて、空気調和装置１０の運転を制御している。例えば、冷房運転時は推定した外気温度Ｔｇに基づいて電動式膨張弁２２の開度を調整する制御を行い、暖房運転時は推定した外気温度Ｔｇに基づいて室外熱交換器１９の着霜の判別を行っている。
【００４２】
以下、室外制御装置４１の動作、つまり制御プログラム５２Ａに基づくＣＰＵ５１の動作について、図２、図４、図６のフローチャートを参照しながら説明する。
【００４３】
図２は、冷房運転時或いはドライ運転時に室外制御装置４１において外気温度を推定する場合を示すフローチャートである。ここでドライ運転は、冷房運転と略同様の運転動作であるため、以下、冷房運転にはドライ運転を行う場合を含んでいるものとして説明する。
【００４４】
電源が投入され、冷房運転を開始して圧縮機１６を運転した場合、まず、運転開始時に検出した室外コイル温度Ｔｃを外気温度Ｔｇと推定する（ステップＳ１）。この推定された外気温度Ｔｇは、この外気温度Ｔｇに基づいて空気調和装置１０の運転を行えるように、ＲＡＭ５３に記憶される。そして、初期制御を終了したか否かを判別し（ステップＳ２）、初期制御が終了していない場合（ステップＳ２；Ｎｏ）、再びこのステップＳ２の判別を繰り返す。つまり、初期制御を行う所定時間（例えば、８分間）内は、ステップＳ１で推定された外気温度Ｔｇを更新しないようにしている。この初期制御とは、電動式膨張弁２２を所定の開度に制御することである。
【００４５】
この初期制御を行う所定時間（例えば、８分間）は、室外熱交換器１９の温度が安定していない。そして、圧縮機１６の運転開始直後は、室外コイル温度Ｔｃはほぼ実際の外気温度であり、初期制御を行う所定時間（例えば、８分間）内であればほとんど実際の外気温度は変化しないため、圧縮機１６を運転開始してから初期制御を行う所定時間（例えば、８分間）は、圧縮機１６の運転開始直後に温度センサ３０により検出された室外コイル温度Ｔｃを外気温度Ｔｇと推定している。
【００４６】
初期制御を行う所定時間経過後（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、ステップＳ１で推定された外気温度Ｔｇは、前回推定した外気温度Ｔｇ’として設定される。そして、新たに外気温度Ｔｇを推定するために、室外ファン２０の回転速度ｘを取得し（ステップＳ３）、この回転速度ｘに対応する補正定数であるα及びβを、予めＲＯＭ５２に設定されているデータテーブル５２Ｂから読み出す（ステップＳ４）。このデータテーブル５２Ｂは、例えば図３に示すように、段階的に設定される室外ファン２０の回転速度ｘ１、ｘ２、…、ｘｎのそれぞれに、補正定数α１、α２、…αｎ及びβ１、β２、…、βｎが対応して設定されている。これら補正定数α１、α２、…αｎ及びβ１、β２、…、βｎは、例えば実験で求められる定数である。
【００４７】
次に、圧縮機１６の運転周波数ｆを取得し（ステップＳ５）、温度センサ３０の温度検出結果である室外コイル温度Ｔｃを取り込み（ステップＳ６）、この室外コイル温度Ｔｃを次の（１）式により補正して外気温度Ｔｇを推定する（ステップＳ７）。
【００４８】
Ｔｇ＝Ｔｃ−（α×ｆ＋β）…（１）
つまり、室外コイル温度Ｔｃと外気温度とは比例関係があるが、圧縮機１６の運転周波数ｆに応じて室外コイル温度Ｔｃが変化するばかりでなく、室外ファン２０の回転速度ｘに応じても室外コイル温度Ｔｃが変化する。従って、（１）式は、室外コイル温度Ｔｃを室外ファン２０の回転速度ｘ及び圧縮機１６の運転周波数ｆに応じた補正値で補正して外気温度Ｔｇを推定するものである。
【００４９】
このとき、室外コイル温度Ｔｃは、圧縮機１６の運転周波数の変化に対して、遅れて変化するため、室外コイル温度Ｔｃの検出前に圧縮機１６の運転周波数の瞬時値を複数回サンプリングし、その平均値を圧縮機１６の運転周波数ｆとしている。これによって、外気温度の推定の精度がさらに向上する。
【００５０】
次に、今回ステップＳ７で推定した外気温度Ｔｇを前回推定した外気温度Ｔｇ’に基づいて補正して、この補正結果を新たに外気温度Ｔｇと推定している（ステップＳ８）。
【００５１】
例えば、今回ステップＳ７で推定した外気温度Ｔｇと、前回推定した外気温度Ｔｇ’とに重み係数を乗じて加算し、この加算結果を新たに外気温度Ｔｇと推定している。
【００５２】
より具体的には、ステップＳ８では、下記の式（２）のように、
Ｔｇ×ａ１＋Ｔｇ’×ａ２…（２）
を演算し、この演算結果を新たに外気温度Ｔｇと推定している。ここで、ａ１、ａ２は、重み係数である。このａ１は、今回ステップＳ７で推定した外気温度Ｔｇに乗じる第１の重み係数であり、ａ２は、第１の重み係数ａ１よりも大きい第２の重み係数である。これら重み係数は、例えば、ａ１＝１／４，ａ２＝３／４である。これら重み係数ａ１，ａ２は、重み係数の総和ａ１＋ａ２が１となるように設定されている。
【００５３】
前回推定した外気温度Ｔｇ’に乗じる第２の重み係数ａ２を、今回ステップＳ７で推定した外気温度Ｔｇに乗じる第１の重み係数ａ１よりも大きくしたのは、通常、実際に外気温度が大きく変化することは少ないため、今回推定した外気温度Ｔｇが前回推定した外気温度Ｔｇ’に対して大きく変化していても、ステップＳ８で新たに推定される外気温度Ｔｇは、変化量が少ないものに補正されるからである。これによって、推定した外気温度Ｔｇがより実際の外気温度に近づけられるので、外気温度Ｔｇの推定の精度が更に向上する。
【００５４】
このステップＳ８により推定された外気温度Ｔｇは、ＲＡＭ５３に記憶される。そして、例えば１分経過したか否かを判別し（ステップＳ９）、１分経過していない場合（ステップＳ９；Ｎｏ）、ステップＳ９を繰り返す。
【００５５】
１分経過している場合（ステップＳ９；Ｙｅｓ）、ステップＳ３の処理に移行して、再度外気温度Ｔｇを推定している。このとき、ステップＳ８により推定された外気温度Ｔｇは、前回推定した外気温度Ｔｇ’として設定される。つまり、ステップＳ９によって、所定の時間間隔（１分間隔）で外気温度Ｔｇを推定するようにしている。
【００５６】
ここで、一般に、冷房運転時は、室外機１１が狭い空間に設置されていると、室外ファン２０により吹き出した熱風が室外機１１の空気吸込口に戻るエアショートを起こしやすい。このようにエアショートを起こしてしまうと、室外機１１の各種機器の温度が上昇してしまうため、推定した外気温度Ｔｇに基づいて圧縮機１６の運転周波数を所定値に制限する制御を行い、室外機１１の各種機器（例えば、不図示の圧縮機用のインバータ回路等）の温度の上昇を抑制している。そして、室外機１１の各種機器の温度が所定温度を上回ると、室外機１１の保護のため、運転を停止（トリップ）するようにしている。従って、仮に実際の外気温度と推定した外気温度Ｔｇとの偏差が大きくなれば、トリップする動作に移行する割合が高くなる。
【００５７】
本実施の形態において、冷房運転時は冷房運転に応じた時間間隔（例えば、１分間隔）で外気温度Ｔｇを推定している。つまり、ステップＳ９により冷房運転に応じた時間間隔（例えば、１分間隔）で外気温度Ｔｇを推定することになる。このとき、冷房運転に応じた時間間隔は、暖房運転に応じた時間間隔よりも短く設定される。これによって、室外機１１周辺の外気温度が急激に上昇する場合であっても、外気温度Ｔｇを推定する時間間隔が短いので、精度よく外気温度Ｔｇを推定することができる。従って、トリップする動作に移行するのを抑制することができ、運転動作を安定化することができる。
【００５８】
図４は、暖房運転時に室外制御装置４１において外気温度を推定する場合を示すフローチャートである。
【００５９】
電源が投入され、暖房運転を開始して圧縮機１６を運転した場合、まず、運転開始時に検出した室外コイル温度Ｔｃを外気温度Ｔｇと推定する（ステップＳ１１）。この推定された外気温度Ｔｇは、この外気温度Ｔｇに基づいて空気調和装置１０の運転を行えるように、ＲＡＭ５３に記憶される。そして、初期制御を終了したか否かを判別し（ステップＳ１２）、初期制御が終了していない場合（ステップＳ１２；Ｎｏ）、再びこのステップＳ１２の判別を繰り返す。つまり、初期制御を行う所定時間（例えば、８分間）内は、ステップＳ１１で推定された外気温度Ｔｇを更新しないようにしている。
【００６０】
初期制御を行う所定時間経過後（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、ステップＳ１１で推定された外気温度Ｔｇは、前回推定した外気温度Ｔｇ’として設定される。そして、新たに外気温度Ｔｇを推定するために、室外ファン２０の回転速度ｘを取得し（ステップＳ１３）、この回転速度ｘに対応する補正定数であるα’及びβ’を、予めＲＯＭ５２に設定されているデータテーブル５２Ｃから読み出す（ステップＳ１４）。このデータテーブル５２Ｃは、例えば図５に示すように、段階的に設定される室外ファン２０の回転速度ｘ１、ｘ２、…、ｘｎのそれぞれに、補正定数α１’、α２’、…αｎ’及びβ１’、β２’、…、βｎ’が対応して設定されている。これら補正定数α１’、α２’、…αｎ’及びβ１’、β２’、…、βｎ’は、例えば実験で求められる定数である。
【００６１】
次に、圧縮機１６の運転周波数ｆを取得し（ステップＳ１５）、温度センサ３０の温度検出結果である室外コイル温度Ｔｃを取り込み（ステップＳ１６）、この室外コイル温度Ｔｃを次の（３）式により補正して外気温度Ｔｇを推定する（ステップＳ１７）。
【００６２】
Ｔｇ＝Ｔｃ＋（α’×ｆ＋β’）…（３）
つまり、室外コイル温度Ｔｃと外気温度とは比例関係があるが、圧縮機１６の運転周波数ｆに応じて室外コイル温度Ｔｃが変化するばかりでなく、室外ファン２０の回転速度ｘに応じても室外コイル温度Ｔｃが変化する。従って、（３）式は、室外コイル温度Ｔｃを室外ファン２０の回転速度ｘ及び圧縮機１６の運転周波数ｆに応じた補正値で補正して外気温度Ｔｇを推定するものである。
【００６３】
このとき、室外コイル温度Ｔｃは、圧縮機１６の運転周波数の変化に対して、遅れて変化するため、室外コイル温度Ｔｃの検出前に圧縮機１６の運転周波数の瞬時値を複数回サンプリングし、その平均値を圧縮機１６の運転周波数ｆとしている。これによって、外気温度の推定の精度がさらに向上する。
【００６４】
次に、今回ステップＳ１７で推定した外気温度Ｔｇを前回推定した外気温度Ｔｇ’に基づいて補正して、この補正結果を新たに外気温度Ｔｇと推定している（ステップＳ１８）。
【００６５】
例えば、今回ステップＳ１７で推定した外気温度Ｔｇに、第１の重み係数ａ１を乗じるとともに前回推定した外気温度Ｔｇ’に第１の重み係数ａ１よりも大きい第２の重み係数ａ２を乗じて加算し、この加算結果を新たに外気温度Ｔｇと推定している。
【００６６】
より具体的には、ステップＳ１８では、ステップＳ８（図２）と同様に、式（２）に基づいて演算し、この演算結果を新たに外気温度Ｔｇと推定している。
【００６７】
ここで、冷房運転における第１の重み係数ａ１及び第２の重み係数ａ２と、暖房運転における第１の重み係数ａ１及び第２の重み係数ａ２とは、第２の重み係数ａ２が第１の重み係数ａ１よりも大きいという条件を満たしていれば、同一の値に設定されてもよいし、異なる値に設定されてもよい。
【００６８】
このステップＳ１８により推定された外気温度Ｔｇは、ＲＡＭ５３に記憶される。
【００６９】
次に、室外熱交換器１９の着霜を検知したか否かを判別する（ステップＳ１９）。ステップＳ１９で、室外熱交換器１９の着霜を検知したと判別するのは、例えば、室外コイル温度Ｔｃが外気温度Ｔｇに対応する基準温度（実験等の結果から予め設定した値）より低くなった状態の積算時間が所定時間を越えたときである。この基準温度は、例えば、外気温度Ｔｇが低くなるほど、低めに設定されている。
【００７０】
着霜していない場合（ステップＳ１９；Ｎｏ）、例えば１０分経過したか否かを判別し（ステップＳ２０）、１０分経過していない場合（ステップＳ２０；Ｎｏ）、ステップＳ２０を繰り返す。
【００７１】
１０分経過している場合（ステップＳ２０；Ｙｅｓ）、ステップＳ１３の処理に移行して、再度外気温度Ｔｇを推定している。このとき、ステップＳ１８により推定された外気温度Ｔｇは、前回推定した外気温度Ｔｇ’として設定される。つまり、ステップＳ２０によって、所定の時間間隔（１０分間隔）で外気温度Ｔｇを推定するようにしている。
【００７２】
この暖房運転時に実際の外気温度が低い場合（例えば、実際の外気温度が０℃以下の場合）、外気温度の低さゆえに室外コイル温度Ｔｃが低下してしまう。このように室外コイル温度Ｔｃが低下していくと、実際の外気温度よりも低く外気温度Ｔｇが推定されてしまうことがある。そして、着霜の判別に用いる外気温度Ｔｇに対応する基準温度が低くなる。従って、冷房運転に応じた時間間隔（例えば１分間隔）で外気温度Ｔｇの推定を行うと、除霜運転に移行することができなくなってしまうので、暖房運転時は冷房運転に応じた時間間隔よりも長い暖房運転に応じた時間間隔（例えば、１０分間隔）で外気温度Ｔｇを推定している。つまり、ステップＳ２０により暖房運転に応じた時間間隔（例えば、１０分間隔）で外気温度Ｔｇを推定することになる。これによって、実際の外気温度よりも低く外気温度Ｔｇが推定されても、除霜運転に移行することができる。従って、運転動作を安定化することができる。
【００７３】
ステップＳ１９において、室外熱交換器１９の着霜を検知した場合、除霜運転を開始する。この除霜運転は、例えば冷房運転を行って室外熱交換器１９にホットガスを流しているので、室外コイル温度Ｔｃが上昇することになる。また、この除霜運転は、短時間であるため、実際の外気温度が大幅に変動することはほとんどない。従って、除霜運転中は、除霜運転を行う前のステップＳ１８による推定結果を外気温度Ｔｇと推定している。これによって、除霜運転を行って室外コイル温度Ｔｃが上昇しても、外気温度Ｔｇを正確に推定することができる。
【００７４】
そして、この除霜運転を終了した場合（ステップＳ２１；Ｙｅｓ）、暖房運転を開始した場合と同様に初期制御を行い、ステップＳ１２の判別に移行する。
【００７５】
図６は、冷房運転時或いは暖房運転時に圧縮機１６を停止する制御を行ったとき、例えば、サーモオフ制御に移行したとき、室外制御装置４１において外気温度を推定する場合を示すフローチャートである。
【００７６】
まず、圧縮機１６が再運転されたか否かを判別する（ステップＳ３１）。圧縮機１６が再運転された場合（ステップＳ３１；Ｙｅｓ）、冷房運転時は、図２に示すステップＳ２に移行し、暖房運転時は、図４に示すステップＳ１２に移行する。再運転していない場合（ステップＳ３１；Ｎｏ）、圧縮機１６が停止してから所定時間（例えば１５分間）経過したか否かを判別する（ステップＳ３２）。このステップＳ３２で所定時間（例えば１５分間）経過していない場合（ステップＳ３２；Ｎｏ）、ＲＡＭ５３に記憶されている圧縮機１６停止前の外気温度Ｔｇを現在の外気温度Ｔｇとし、ステップＳ３１に移行する。所定時間（例えば１５分間）経過後（ステップＳ３２；Ｎｏ）、検出した室外コイル温度Ｔｃを外気温度Ｔｇと推定する（ステップＳ３３）。次に、圧縮機１６が再運転されたか否かを判別し（ステップＳ３４）、再運転していない場合（ステップＳ３４；Ｎｏ）、ステップＳ３３の処理に戻る。圧縮機１６が再運転された場合（ステップＳ３４；Ｙｅｓ）、冷房運転時は、図２に示すステップＳ２に移行し、暖房運転時は、図４に示すステップＳ１２に移行する。
【００７７】
つまり、サーモオフ制御により圧縮機１６の運転が停止された場合、圧縮機１６が停止してから所定時間（例えば１５分間）は、圧縮機１６の停止前の推定結果を外気温度Ｔｇと推定し、圧縮機１６が停止してから所定時間（例えば１５分間）経過後は、室外コイル温度Ｔｃを外気温度Ｔｇと推定している。
【００７８】
この圧縮機１６の運転を停止してから所定時間（例えば１５分間）内は、実際の外気温度が大きく変動することはほとんどなく、変動してもわずかであり、制御上ほとんど問題はない。そして、圧縮機１６が停止してから所定時間（例えば１５分間）経過後は、室外コイル温度Ｔｃが実際の外気温度と略等しくなる。この圧縮機１６の運転を停止してからの所定時間は、室外コイル温度Ｔｃが実際の外気温度と略等しくなるのに要する時間である。これによって、サーモオフ制御等により圧縮機１６が一時的に停止するような場合であっても、正確に外気温度Ｔｇを推定することができる。
【００７９】
尚、不図示のリモートコントローラにより運転停止の操作が行われたとき、所定時間後、例えば３分経過後に空気調和装置１０への通電が停止されるので、３分以内に再運転された場合、冷房運転時は、図２に示すステップＳ２に移行し、暖房運転時は、図４に示すステップＳ１２に移行する。圧縮機１６が停止して３分経過後は、通電が停止され、ＲＡＭ５３がクリアされる。そして、圧縮機１６が停止して３分経過後に再運転された場合、冷房運転時は、図２に示すステップＳ１に移行し、暖房運転時は、図４に示すステップＳ１１に移行する。
【００８０】
以上、本実施の形態によれば、室外制御装置４１が、室外熱交換器１９の温度を検出する温度センサ３０により検出された室外コイル温度Ｔｃを、室外ファン２０の回転速度ｘ及び圧縮機１６の運転周波数ｆに応じて補正して外気温度Ｔｇを推定するようにしたことから、外気温度センサなしで外気温度Ｔｇの推定の精度を向上させることができる。
【００８１】
また、本実施の形態によれば、運転開始してから所定時間は、温度センサ３０の温度検出結果である室外コイル温度Ｔｃを外気温度Ｔｇと推定していることから、初期制御期間中の室外コイル温度Ｔｃが不安定な状況下でも、外気温度センサなしで外気温度Ｔｇの推定の精度を向上させることができる。
【００８２】
また、本実施の形態によれば、再度外気温度を推定した場合、今回推定した外気温度Ｔｇに第１の重み係数ａ１を乗じるとともに、前回推定した外気温度Ｔｇ’に第１の重み係数ａ１よりも大きい第２の重み係数ａ２を乗じて加算し、この加算結果を新たに外気温度Ｔｇと推定することから、例えば、今回推定した外気温度Ｔｇが外乱等により一時的に変動するような場合でも、この一時的な変動の影響を少なくすることができるので、外気温度センサなしで外気温度Ｔｇの推定の精度を更に向上させることができる。
【００８３】
以上、一実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものでないことは明らかである。
【００８４】
例えば、上記の実施の形態では、室外制御装置４１が外気温度を推定する場合について説明したが、これに限るものではなく、室内制御装置が外気温度を推定する場合であってもよいし、室外制御装置のほかに新たに外気温度を推定する制御装置を設ける場合であってもよい。
【００８５】
また、上記の実施の形態では、室外熱交換器１９の温度を検出する温度センサ３０が、暖房運転を行った場合の室外熱交換器１９の冷媒出口側に設置する場合について説明したが、これに限るものではなく、室外熱交換器１９の温度、つまり、室外熱交換器１９を流れる冷媒の温度を検出することができる箇所であれば、いかなる所に設置してもよく、例えば、暖房運転を行った場合の室外熱交換器１９の冷媒入口側に設置する場合であってもよい。
【００８６】
また、上記の実施の形態では、室外機１１に電動式膨張弁２２を配置した場合について説明したが、室内機１２に電動式膨張弁を配置してもよい。
【００８７】
【発明の効果】
本発明によれば、外気温度センサなしで外気温度の推定の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による空気調和装置の一実施の形態を示す回路図である。
【図２】冷房運転時の外気温度の推定処理動作を示すフローチャートである。
【図３】冷房運転時に室外ファンの回転速度に基づく補正定数を読み出す場合のデータテーブルを示す説明図である。
【図４】暖房運転時の外気温度の推定処理動作を示すフローチャートである。
【図５】暖房運転時に室外ファンの回転速度に基づく補正定数を読み出す場合のデータテーブルを示す説明図である。
【図６】圧縮機が停止した場合の外気温度の推定処理動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０  空気調和装置
１１  室外機
１２  室内機
１６  圧縮機
１９  室外熱交換器
２０  室外ファン
３０  温度センサ（温度検出手段）
４１  室外制御装置（外気温度推定手段）
【図１】
2004225929.tif 000003
【図２】
2004225929.tif 000004
【図３】
2004225929.tif 000005
【図４】
2004225929.tif 000006
【図５】
2004225929.tif 000007
【図６】
2004225929.tif 000008