(57)【要約】【課題】空気調和機の圧縮機モータを駆動する上で、低回転域から高回転域の全領域で吐出圧力保障範囲を超えることなく、かつ保障範囲限界まで有効に圧縮機モータを運転（制御）可能とする。【解決手段】空気調和機の圧縮機モータの駆動制御方式としてベクトル制御を採用した。ベクトル制御では、副次的に運転中の負荷を求めることができる。そこで、回転数に対応した制限負荷トルクを予め求めておき、検出される圧縮機モータ５の現在回転数Ｎｒと現在負荷トルクＴｒから、圧縮機回転数のための補正量ΔＦｎと、負荷トルク制限のための補正量ΔＦｔとを求め、どちらか小さい方の補正量で圧縮機回転数を制御する。負荷が軽い場合は、圧縮機回転数による補正量ΔＦｎで圧縮機モータ５を制御することが可能となり空調負荷に応じた運転が行える。また負荷重い場合には、負荷トルクによる補正量ΔＦｔで圧縮機モータ５を制御することで圧縮機モータ５を保護しつつ運転を継続することが可能となる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気調和機用圧縮機を駆動するモータと、このモータに電力を供給するインバータと、前記圧縮機の吐出圧力が制限値を越えないようにする保護手段とを備えた空気調和機において、前記モータを制御するベクトル制御手段とを備え、前記保護手段は、このベクトル制御手段の制御の過程で得られる値に基づいて現回転数における負荷トルクを算出する手段と、回転数と制限負荷トルクとの関係を示したテーブルとを有し、前記負荷トルクがこの制限負荷トルクを超えないように前記モータを制御する手段である空気調和機。
【請求項２】
空気調和機用圧縮機を駆動するモータと、このモータに電力を供給するインバータと、前記モータを制御するベクトル制御手段と、前記圧縮機の吐出圧力が制限値を越えないようにする保護手段とを備えた空気調和機において、モータ制御に必要な内部回転数指令を有し、空調に必要な前記モータの回転数指令と前記モータの実回転数とに基づいて前記内部回転数指令の第１の補正量を算出し、前記ベクトル制御手段の制御の過程で得られる値に基づいて算出された現回転数における負荷トルクと、回転数と制限負荷トルクとの関係から得られた制限負荷トルクとから第２の補正量を算出し、前記第１の補正量及び前記第２の補正量のうち小さい値を補正量として採用して前記内部回転数指令を補正する手段とを備えた空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータを介して圧縮機駆動用モータを可変速駆動する空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和機の冷凍サイクルは外気温度が４０℃以上の高温条件で冷房運転した場合や、または熱交換機の通風が妨げられている状態で運転した場合、例えば室内機等に備えられている吸込空気用の浄化フィルタが塵等により目詰まりを起こしている状態で暖房運転を行った場合、冷凍サイクル内の冷媒の循環が悪くなり、その結果として圧縮機モータの冷媒吐出圧力（以下、吐出圧力Ｐｄと省略）が上昇してしまう。この様な条件下で長時間、圧縮機モータ５を運転すると圧縮機内のポンプ（圧縮機構部）や軸受け部等の摺動部分に異常な力が加わり、この部分が摩耗する事で最悪、破損に至る恐れがある。
【０００３】
この問題を解決するため、従来、前述のような悪条件下においても吐出圧力Ｐｄを圧縮機毎に定められた制限吐出圧力Ｐｄの範囲内に抑えながら圧縮機モータを運転する制御手段を用いて空調制御を行っていた。例えば特開平５−３３９８７号公報では前記の様な悪条件下でも吐出圧力Ｐｄを制限吐出圧力の範囲内に抑えながら圧縮機モータを停止させずに運転を継続させることが記載されている。
【０００４】
以下、図２を用いて説明する。空気調和機は室内ユニットと室外ユニットから構成され、図に示すように各々制御装置を有している。室内ユニット制御装置１は、マイクロコンピュータを主体に構成されている。赤外線リモコンから受信した制御情報を基に、室温センサなどの各種センサ出力を入力して所定の演算を行うことで、室内送風機回転数を算出すると共に、圧縮機を駆動するモータ５の指令回転数を算出して室外ユニットへ送信する。一方、室外ユニット制御装置２は、交流電源から供給される交流電源を直流電源に変換して所定の電圧に昇圧するコンバータ回路３と、モータ電流値を検出するための電流検出手段６と、圧縮機モータ５を駆動するための３相電圧を生成するためのインバータ回路４と、モータ実回転数を検出するための実回転数検出手段と、インバータ回路４を介して圧縮機モータ５を駆動するドライブ手段を有するマイクロコンピュータを主体としたインバータ制御ブロック７から構成されている。室内ユニット制御装置１から受信したモータ指令回転数に対し、まず、インバータ制御ブロック７の実回転数検出手段から算出されたモータ実回転数とモータ指令回転数を比較し、各ドライブ相への補正量を算出する。
【０００５】
次に、モータ実回転数に応じて決められている制限モータ電流値を求め、求められた制限モータ電流値と電流検出手段６により算出されたモータ電流値を比較して各ドライブ相への補正量（指令値）を算出する。この制限モータ電流値は、今の回転数でこれ以上の電流をモータに流すと、圧縮機の制限吐出圧力Ｐｄ値を超えてしまい、圧縮機の破損の原因となることを意味する。しかしこの制限吐出圧力Ｐｄを直接検出することはできないので、これをモータ電流に代表させている。すなわち、図３に示すように吐出圧力Ｐｄとモータ電流値の相関関係を用いる。実験等によって圧縮機回転数に応じた制限吐出圧力Ｐｄを求め、これに対応した制限モータ電流を予め求めておく。そして、制限モータ電流を超えないようにモータ電流を制御する。
【０００６】
そして、検出されたモータ実回転数と温度偏差等から算出した回転数指令とから得られた補正量と、実回転数から得られた制限モータ電流値による補正量のうち小さい方を採用する。これにより、回転数変化の緩和を図りつつ補正量を決定する。インバータ制御ブロック７に含まれるドライブ手段にて、決定された各相への補正量をインバータ回路４を介して圧縮機モータ５に供給し回転数を制御する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、先の実験等によって求めた制限モータ電流は、所定の安全率を見込んでの値であるため、実際はこの制限モータ電流で運転してもまだ制限吐出圧力Ｐｄまで余裕があり空気調和機としてまだその回転数において能力を出せる可能性があるものであった。
【０００８】
また、近年、極寒や猛暑などによる悪環境下状態での能力アップを図るために、さらなる圧縮機モータ５の高速回転数化が要求されており、圧縮機モータ５に回転磁界を与えているインバータ回路４での回転磁界の位相を調整して高速回転数化を図ることが可能な弱め界磁制御の採用が必要となっていた。
【０００９】
上記のように、弱め界磁制御を採用し、圧縮機モータ５の高速回転数化を実現するためには大きな問題があった。弱め界磁制御とは、回転磁界の弱い領域（進み位相）にし、モータの効率を若干低下させて高回転数化を図るものであるため、従来の制限吐出圧力Ｐｄ値とモータ制限電流値の関係が図３の点線部のように崩れてしまい、従来の制御では高速回転数域における吐出圧力Ｐｄの制御が誤動作してしまう。
【００１０】
本発明の目的は、弱め界磁制御を採用した場合にも対応でき、吐出圧力以内で最大限に圧縮機の能力を出し得る電動機制御装置を備えた空気調和機を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、空気調和機用圧縮機を駆動するモータと、このモータに電力を供給するインバータと、前記圧縮機の吐出圧力が制限値を越えないようにする保護手段とを備えた空気調和機において、前記モータを制御するベクトル制御手段とを備え、前記保護手段は、このベクトル制御手段の制御の過程で得られる値に基づいて現回転数における負荷トルクを算出する手段と、回転数と制限負荷トルクとの関係を示したテーブルとを有し、前記負荷トルクがこの制限負荷トルクを超えないように前記モータを制御する手段である空気調和機とすることにより達成される。
【００１２】
上記目的は、空気調和機用圧縮機を駆動するモータと、このモータに電力を供給するインバータと、前記モータを制御するベクトル制御手段と、前記圧縮機の吐出圧力が制限値を越えないようにする保護手段とを備えた空気調和機において、モータ制御に必要な内部回転数指令を有し、空調に必要な前記モータの回転数指令と前記モータの実回転数とに基づいて前記内部回転数指令の第１の補正量を算出し、前記ベクトル制御手段の制御の過程で得られる値に基づいて算出された現回転数における負荷トルクと、回転数と制限負荷トルクとの関係から得られた制限負荷トルクとから第２の補正量を算出し、前記第１の補正量及び前記第２の補正量のうち小さい値を補正量として採用して前記内部回転数指令を補正する手段とを備えた空気調和機とすることにより達成される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
上記の課題を解決するにあたり、圧縮機回転数に対応した制限モータ電流による吐出圧力の保護手段として、吐出圧力Ｐｄと比例関係にあるモータの負荷トルクを検出して回転数を制御する手段が最適であると考えられる。しかし、モータの負荷トルクを検出する検出器は高価であり、また検出器はモータ内部に取り付けなくてはならなく、圧縮機内部の高温高圧の冷媒と冷凍機油の環境化においては、検出器の取付けに難題が残り、さらにマイクロコンピュータにて検出するための検出線も引き出さなくてはならず、かなりのコストアップになってしまう。
【００１４】
また、空気調和機の室外ユニット内の圧縮機モータは、極寒や猛暑などの悪環境下にさらされるため、負荷トルク検出器においても同様であり、それらにも耐える負荷トルク検出器はさらに高価となる。
【００１５】
ところで、以下に説明する実施例のモータ制御方式として採用した磁極位置センサレスベクトル制御方式とは、モータの駆動電圧と、モータへの周波数出力と、モータ電流の位相差を調整して回転数を制御するものであり、副次的効果としてモータ電流などからモータの負荷トルクを推定できる。
【００１６】
従って、モータ電流検出器にて検出されたモータ電流をマイクロコンピュータに搭載されるＡ／Ｄ変換器にてサンプリングし、サンプリングされた値からコストアップせずに負荷トルクを推定することが可能である。
【００１７】
一方で、図４に示すように、圧縮機回転数に対する制限吐出圧力Ｐｄは、実験的に負荷トルクに比例していることが判明した。そこで、制限吐出圧力Ｐｄに対応した負荷トルク（制限負荷トルク）を圧縮機回転数に対応させて求めておき、先のマイクロコンピュータ内部に設けられたモータ電流から負荷トルクを推定する手段から推定された負荷トルクが制限負荷トルクを超えないように圧縮機の回転数制御（インバータの変調率制御）を行うようにした。
【００１８】
以下、本発明の空気調和機の一実施例について図面を参照しながら説明する。図５は本実施例の構成を示すブロック図である。本実施例の空気調和機は室内機と室外機からなり図５に示すように各々にマイクロコンピュータが備えられている。室内機のマイクロコンピュータはリモコン（当図には記載無し）から受信した操作情報に応じて室内ファン等の制御を行うとともに室温センサと設定温度の偏差に応じて圧縮機モータ５の回転数を求め、室外機に圧縮機指令回転数信号として送信する。
【００１９】
一方、室外機側には永久磁石同期モータが内蔵されている圧縮機モータ５と、交流電源の電圧を一定の直流電圧に変換するコンバータ回路３と、インバータ制御ブロックから加えられたＰＷＭ制御信号に同期して前記コンバータ回路３から供給されている直流電圧を圧縮機内の永久磁石同期モータに通電するインバータ回路４と、モータ電流を検出するためのモータ電流検出手段６を備えている。また、インバータ制御ブロック７にはマイクロコンピュータが備えられており、このマイクロコンピュータがモータ電流検出手段６からモータ電流を検出して、磁極位置センサレスベクトル制御を行って圧縮機モータ５が所定の回転数となるよう前記ＰＷＭ制御信号をインバータ回路４へ出力し、圧縮機モータ５を加減速制御している。
【００２０】
本実施例における磁極位置センサレスベクトル制御は、インバータ回路４に出力しているＰＷＭ制御信号のオン時間内に、モータ電流検出手段６から通電している相のモータ電流を検出し、検出したモータ電流からベクトル制御理論にもとづいて永久磁石同期モータ内部のロータの磁極位置とロータの回転速度、すなわち圧縮機モータ５の回転数等を推定している。
【００２１】
その推定結果をもとにインバータ回路４に出力するＰＷＭ制御信号の通電比率（変調率）、および出力タイミングを制御して圧縮機モータ５の加減速を行っている。圧縮機モータ５が低速回転時には前記ＰＷＭ制御信号の通電比率を増加減することで圧縮機モータ５の速度をコントロールしている。すなわち圧縮機モータ５を加速する時にはＰＷＭ制御信号のオン時間を延ばしてインバータ回路４から圧縮機モータ５に印加しているモータ電圧を昇圧させて加速している。逆に減速する時にはＰＷＭ制御信号のオン時間を縮めてモータ電圧を下げることで減速している。
【００２２】
また、加速中にＰＷＭ制御信号のオン時間が予め定められた値まで延びきってしまった場合にはＰＷＭ制御信号の出力タイミングを進み位相方向にずらしていくことで目標回転数まで圧縮機モータ５を加速している（弱め界磁制御）。
【００２３】
また、インバータ制御ブロック７のマイクロコンピュータは磁極位置センサレスベクトル制御を行う過程で、検出しているモータ電流から電機子電流であるｄ軸電流ｉｄとｑ軸電流ｉｑと電機子鎖交磁束ψｆを求めている。
【００２４】
このためこの値と予め定められた所定の値、ｄ軸インダクタンス定数Ｌｄ、ｑ軸インダクタンス定数Ｌｑ、極対数Ｐｎ、から現在の負荷トルクＴｒを演算（数１参照）により求め、吐出圧力Ｐｄを加味した回転数制御を行うための入力パラメータとして用いる。
Ｔｒ＝Ｐｎ・√（３／２）・ψｆ・ｉｑ＋Ｐｎ（Ｌｄ−Ｌｑ）ｉｄ・ｉｑ…（数１）
この負荷トルクＴｒは図４に示す通り圧縮機モータ５の吐出圧力Ｐｄと比例関係にあるため、以下に説明する吐出圧力Ｐｄを加味した回転数制御を行う上で入力パラメータとして用いることができる。圧縮機モータ５の回転数制御の詳細を図１に示すフローチャートをもとに説明する。
【００２５】
室内機から受けた指令回転数ＮＲと磁極位置センサレスベクトル制御で求めた圧縮機モータ５の現在回転数Ｎｒ（誘起電力検知方式でも差し支えない）とからファジィ演算によって回転数制御のための圧縮機回転数補正量Ｆｎ（以下、補正量Ｆｎと省略）を求めるとともに、制限負荷トルクＴＲと前記の現在負荷トルクＴｒとからファジィ演算によって負荷トルク制限のための圧縮機回転数補正量Ｆｔ（以下、補正量Ｆｔと省略）を求め、これら圧縮機回転数補正量のうちの小さい方の補正量で圧縮機モータ５の回転数制御を行う。よって双方の補正量が等しい時には何れの補正量を適用しても圧縮機モータ５は同じ制御がなされる。また、運転開始時のように高い指令回転数ＮＲに対して現在回転数Ｎｒが低い場合には、回転数制御のための補正量Ｆｎが負荷トルク制限のための補正量より大きくなるように、ファジィ演算のメンバシップ関数が設定されている。
【００２６】
圧縮機回転数補正量について略説する。室内機から送られてくる圧縮機回転数指令は、温度や湿度を制御するために必要な回転数の指令である。このため、実際の圧縮機の回転数と室内機から送られてくる回転数指令とは大きくかけ離れてしまっている場合がある。例えば、起動時のように、実圧縮機回転数がゼロであるのに対して、３０００回転／分といった指令値が送られてくる。一般的なモータドライブ装置は、回転数指令と実回転数との偏差から比例積分制御を行うことで要求回転数に到達するようにしている。
【００２７】
しかし、空気調和機に用いられる圧縮機は、軸受など摺動部に供給する潤滑油が切れないようにするため等の理由により、加速レートの上限が決められている。これは、圧縮機のシリーズ毎に計測等によって決められる値である。
【００２８】
従って、一般的な比例積分制御によると電動機が出力するトルクと負荷トルクの差に従った加速度で回転数が上昇して行くが、これでは加速度がコントロールされていないので上記加速レートを遵守することができず、圧縮機の摺動部の油切れといった問題を起こすことがある。
【００２９】
そこで、本実施例では、室内機から送られてくる回転数指令とは別に、電動機制御装置側で閉じた内部の回転数指令を持つこととした。この内部の回転数指令は、周期毎の回転数の増加量を、前記加速レートの上限、速度上昇が増加する傾向にあるか（軽負荷など）、鈍化する傾向にあるか（重負荷など）に基づいて算出し、これを前回の内部の目標回転速度に補正量として加算（補正量が負であれば減算）することで次の周期の内部の目標回転速度を算出する。具体的には、現在、２０００回転／分で運転されているところ、室内機から５０００回転／分の回転速度指令が目標値として与えられたとする。これまでの内部目標回転速度指令は、２０００回転／分である。種々の条件からこの周期における補正量が例えば１００と決まると、前回の目標値である２０００回転／分に１００を加算して、新たな内部目標値２１００回転／分が算出され、この目標速度になるように、インバータの変調率が決められて電動機を回転制御する。以下、具体的なアルゴリズムを用いて、上記回転数制御の他、制限吐出圧力保護について説明する。
【００３０】
図１において、まず圧縮機起動時の通常の動作について説明する。リモコンの運転開始指令を受けた室内機は０回転以外の指令回転数ＮＲを室外機に対して送り始める。室外機側ではこの０回転以外の指令回転数ＮＲを入力（ステップＰ１１）すると圧縮機モータ５の運転を開始する（ステップＰ１２）。
【００３１】
室外機側は始めに圧縮機停止時に設定しておいた空気調和機用圧縮器として機能する最低回転数であって、冷房／暖房などの運転モードによって異なる回転数である目標回転数Ｆｃ（ステップＰ１４）に対し圧縮機モータ５の現在回転数Ｎｒを一致させるように磁極位置センサレスベクトル制御（ステップＰ２１）を開始し前記ＰＷＭ制御信号をインバータ回路４に出力する。その後、ベクトル制御で用いる変数を利用して現在回転数Ｎｒと現在負荷トルクを算出（ステップＰ２２、Ｐ２３）し、０．５周期でタイムアップを繰返すタイマｔを確認する（ステップＰ２４）。タイマｔがタイムアップしていなければ室内機から送られてくる指令回転数ＮＲの入力を行い、室内機側の圧縮機運転要求状態を常時監視する。監視中、０回転の指令回転数ＮＲを入力すると室内機の圧縮機停止要求と判定し、即時、圧縮機モータ５を停止させるべくＰＷＭ制御信号の出力を停止（ステップＰ１３）し、次の圧縮機起動時に備えて所定の最低回転数を目標回転数Ｆｃに設定（ステップＰ１４）しておく。
【００３２】
０回転以外の指令回転数ＮＲが室内機から継続して送信されてきた場合は現在回転数Ｎｒと現在負荷トルクを算出（ステップＰ２２、Ｐ２３）後、０．５秒タイマｔのタイムアップに合わせ内部回転数指令である目標回転数Ｆｃを補正する。
【００３３】
０．５秒タイマｔのタイムアップを確認すると（ステップＰ２４）、始めに指令回転数制御のための（「指令回転数制御のための」という意味は、室内機から要求された回転数指令に近づけるためのという意味である）圧縮機回転数補正量ΔＦｎ（以下、補正量ΔＦｎと省略）を求める処理（ステップＰ３１〜Ｐ３４）に入る。この処理では室内機から入力した指定回転数ＮＲと磁極位置センサレスベクトル制御で算出した圧縮機モータ５の現在回転数Ｎｒから偏差Ｅｎ（＝ＮＲ−Ｎｒ）を求める（ステップＰ３１）。そして、この今回求めた偏差Ｅｎと同様にして前回求めた偏差Ｅｎ′との差（＝Ｅｎ−Ｅｎ′）を求めて偏差の変化量ΔＥｎとし（ステップＰ３２）、今回求めた偏差Ｅｎを次回の補正量を求めるときの前回の偏差Ｅｎ′として保持する（ステップＰ３３）。この偏差の変化量ΔＥｎは、前述した速度が増加傾向にあるか鈍化傾向にあるかを見るための値で、いわば微分制御を実行していることに相当する。このようにして求めた今回の偏差Ｅｎと偏差の変化量ΔＥｎとでファジィ演算することにより、回転数制御のための補正量ΔＦｎが求められる（ステップＰ３４）。
【００３４】
次に、負荷トルク制限のための（「負荷トルク制限のための」という意味は、前述した制限吐出圧力Ｐｄを超えたものとならないようにするためのという意味である）圧縮機回転数補正量ΔＦｔ（以下、補正量ΔＦｔと省略）を求めるステップに入るが、回転数制御のための補正量ΔＦｎが０．５秒毎に求められるのに対し、この負荷トルク制限のための補正量ΔＦｔは４秒のサンプリング周期毎に求められる。
【００３５】
そこで、まずカウンタを＋１だけインクリメント（ステップＰ４１）する。そして、カウント値が８未満のときは負荷トルク制限のための補正量ΔＦｔは求められず、先に求められた負荷トルク制限のための補正量ΔＦｔとステップＰ３４で得られた回転数制御のための補正量ΔＦｎとを比較する（ステップＰ５１）。ここで、補正量ΔＦｎ≦補正量ΔＦｔの場合は、前回目標回転数Ｆｃ′に回転数制御のための補正量ΔＦｎが加算されたものを新たな目標回転数Ｆｃとし（ステップＰ５２）、補正量ΔＦｎ＞補正量ΔＦｔの場合は、前回目標回転数Ｆｃ′に負荷トルク制限のための補正量ΔＦｔを加算したものを新たな目標回転数Ｆｃとする（ステップＰ５３）。
【００３６】
ステップＰ５２の回転制御のための補正量ΔＦｎが選択されたときは、圧縮機モータ５は現在回転数Ｎｒが指令回転数に近づくように補正される。また、ステップＰ５３の負荷トルク制限のための補正量ΔＦｔが選択されたときは現在負荷トルクＴｒがそのときの現在回転数Ｎｒに対する制限負荷トルクＴＲに近づくように圧縮機モータ５が補正される。
【００３７】
以上の処理をカウンタのカウンタ値が８となるまでステップＰ１に戻り、繰り返し同様の処理を行う。また、繰り返し毎にカウンタは＋１ずつインクリメントするが、カウンタのカウント値が８となるまでの４秒間（＝０．５秒×８）は、回転数補正のための補正量ΔＦｎは０．５秒毎に更新されるが、負荷トルク制限のための補正量ΔＦｔは更新されない。
【００３８】
カウンタのカウント値が８（４秒経過）となると（ステップＰ４２）、このカウンタが零にクリアされる（ステップＰ４３）。次に圧縮機回転数と制限負荷トルクの関係（図４に示したグラフの関係がテーブルとして制御装置内に記憶されている）から（ステップＰ２２）で検出した現在回転数Ｎｒに対応した制限負荷トルクＴＲを算出し（ステップＰ４４）、この制限負荷トルクＴＲとステップ２３で算出した現在負荷トルクＴｒとの偏差Ｅｔ（＝ＴＲ−Ｔｒ）を算出する（ステップ４５）。そして、この偏差Ｅｔと同様にして前回求めた偏差Ｅｔ′との差（＝Ｅｔ−Ｅｔ′）を求めての偏差の変化量ΔＥｔ（ステップＰ４６）とし、今回求めた偏差Ｅｔを次回の補正量を求めるときの前回の偏差Ｅｔ′として保持する（ステップＰ４７）。
【００３９】
このようにして求められた今回の偏差Ｅｔと偏差の変化量ΔＥｔとをファジィ演算して負荷トルク制限のための補正量ΔＦｔを算出する（ステップＰ４８）。今回算出された負荷トルク制限のための補正量ΔＦｔとステップＰ３４にて求められた回転数制御のための補正量ΔＦｎとを比較し（ステップＰ５１）、そのうちの小さい方を目標回転数に加算して圧縮機回転数を制御する（ステップＰ５２、５３）。
【００４０】
以上のように、回転数制御のための補正量ΔＦｎは０．５秒毎に更新、負荷トルク制限のための補正量ΔＦｔは４秒毎に更新され、０．５秒毎にこれら補正量ΔＦｎおよびΔＦｔが比較されてその小さい方で圧縮機回転数が制御される。
【００４１】
圧縮機起動時おいても同様にスタートから処理を開始するが、カウンタのカウンタ値は７がセットされ、また、現在回転数Ｎｒ、前回偏差Ｅｎ′、負荷トルクＴｒ、前回偏差Ｅｔ′においては零がセットされる。これらの値を基にステップＰ３１〜Ｐ３４によって指令回転数ＮＲから回転数制御のための補正量ΔＦｎが求められ、また、ステップＰ４１およびＰ４２によってカウンタのカウント値が８となり、ステップＰ４４〜Ｐ４８によって零の回転数Ｎｒに対応した制限負荷トルクＴＲから負荷トルク制限のための補正量ΔＦｔが求められる。そして、これらのうちの小さい方を目標回転数Ｆｃに加算して圧縮機モータ５を起動させる。
【００４２】
また、ステップＰ３４，Ｐ４８で行なわれるファジィ演算のメンバシップ関数は、次のように補正量ΔＦｎおよびΔＦｔが得られるよう設定される。運転開始時のように指令回転数ＮＲが高いにもかかわらず圧縮機モータ５の回転数Ｎｒが低い場合には、回転数制御のための補正量ΔＦｎは負荷トルク制限のための補正量ΔＦｔよりも大きく、ステップ５１では負荷トルク制限のための補正量ΔＦｔが選択される。すなわち、可能な限り制限吐出圧力Ｐｄに近い値で運転されるため、限界に近い回転数の上昇率となるので、目標回転数に速く到達することができる。
【００４３】
以上をまとめると、第１に、負荷トルクＴｒが制限負荷トルクＴＲに近づくに従って負荷トルク制限のための補正量ΔＦｔは小さくなり、圧縮機モータ５の回転数上昇の傾きが緩くなる制御がなされる。
【００４４】
第２に、運転開始後の圧縮機モータ５の負荷が軽い場合には、負荷トルクＴｒは小さく制限負荷トルクＴＲとの差が大きいため、負荷トルク制限のための補正量ΔＦｔは回転数制御のための補正量ΔＦｎよりも大きい。従って、回転数制御のための補正量ΔＦｎが選択され、圧縮機モータ５の通常の回転数制御が行なわれる。
【００４５】
第３に、圧縮機モータ５の負荷が重くなった場合には、負荷トルクＴｒが増加して制限負荷トルクＴＲに近づくため、負荷トルク制限のための補正量ΔＦｔは小さくなる。
【００４６】
第４に、負荷トルク制限のための補正量ΔＦｔと回転数制御のための補正量ΔＦｎとが同じ値のときは、いずれで制御されても圧縮機の制御状態は変わらない。このため、これら補正量ΔＦｔおよびΔＦｎの大小関係が反転すると選択される。
【００４７】
なお、以上説明した実施例では、値を選択する際にファジィを利用したが、特にこれにこだわることはない。また、所定の加速レートとするために、上記のように周期ごとに目標速度を変更する制御としたが、これに限らず他の方法を用いても差し支えない。
【００４８】
以上、本実施例によれば、圧縮機モータ５の回転数と負荷トルクを監視し、ファジィ演算よって得られたモータ実回転数による回転数補正量と、負荷トルクによる補正量の小さい方を採用して圧縮機モータ５の回転数を制御するため、起動時の負荷が軽い場合においては、モータ実回転数による補正量で圧縮機モータ５の回転数が制御され、通常の回転数制御と同様に回転数が急速に立ち上がり、負荷が大きくなるとともに負荷トルクによる補正量で制御されるようになる。従って、負荷トルクが制限負荷トルク値に徐々に近づくように変化することとなり、立ち上がり特性が大幅に改善される。
【００４９】
その結果、吐出圧力Ｐｄを最大なものとすることができ、高負荷運転時の能力を最大限にしながら維持することができる。
【００５０】
また、モータ実回転数による補正量と負荷トルクによる補正量の切替ポイントは補正量が一致したポイントで行われるため、補正量の変化は連続的となり、切替えによるモータ回転数がハンチングすることもなく、滑らかに制御される。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、弱め界磁制御にも対応でき、吐出圧力以内で最大限に圧縮機の能力を出し得る電動機制御装置を備えた空気調和機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示すフローチャートである。
【図２】従来技術における空気調和機の構成を示す図である。
【図３】圧縮機モータ５の回転数に対する制限吐出圧力Ｐｄと制限モータ電流の関係を示す図である。
【図４】圧縮機モータ５の回転数に対する制限吐出圧力Ｐｄとマイクロコンピュータ内で推定した負荷トルクの関係を示す図である。
【図５】本発明における空気調和機の構成を示す図である。
【符号の説明】
１…室内ユニット制御装置、２…室外ユニット制御装置、３…コンバータ、４…インバータ、５…圧縮機モータ、６…モータ電流検出回路、７…インバータ制御ブロック。
【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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