(57)【要約】【課題】高電圧発生部の異常を、負荷電流を検出判定することによって正確に検知することを目的としたものである。【解決手段】高電圧発生部１００の基本動作時に流れるコンデンサの充電電流を検出する電流検出部３００と、その電流が正常か否かをパルス検出し、判断する電流判断手段４０１と、電流判断手段４０１の判断結果に基づき異常か正常かの処理を行う運転制御部とで構成してある。【選択図】  図１
2004211985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源の半サイクル期間に充電されたコンデンサの電荷を、極性の異なる次の半サイクル期間にスイッチング素子を介して放電させ、この放電電流を昇圧トランスの１次巻線に流すことで２次巻線側に高電圧を得る高電圧発生部と、前記コンデンサの充電電流を検出する電流検出部と、この電流検出部からの信号を判断する電流判断手段を内蔵し、該電流判断手段の結果に基づいて前記高電圧発生部の異常検出を行う運転制御部とからなる空調機の制御装置。
【請求項２】
表示部を備え、運転制御部からの信号によって異常の有無を表示する構成とした請求項１記載の空調機の制御装置。
【請求項３】
運転指示を行う操作スイッチと、高電圧発生部への交流電源の供給をＯＮ／ＯＦＦ制御する開閉手段とを備え、前記運転制御部が電流判断手段の結果に基づき異常と判定した場合は、前記開閉手段をＯＦＦとし、前記操作スイッチの入れ直し操作をしない限り、前記開閉手段をＯＦＦ保持する構成とした請求項１記載の空調機の制御装置。
【請求項４】
燃料を燃焼させ、その燃焼熱を温風に変換して暖房を行う空調機の点火装置において、運転制御部は運転指示を行う操作スイッチがＯＮのとき、予め定めた燃焼シーケンスに基づき高電圧発生部への交流電源のＯＮ／ＯＦＦ制御する開閉手段の開閉動作を行うとともに、電流判断手段で電流検出部からの信号が異常であると判断した場合、燃焼異常検知に優先して機器の運転を停止するようにした請求項１記載の空調機の制御装置。
【請求項５】
電流判断手段は、高電圧発生部に流れる電流をパルス検出するようにした請求項１から３のいずれか１項記載の空調機の制御装置。
【請求項６】
電流判断手段は、ゼロクロス信号と高電圧発生部に流れるパルス電流との位相ずれ、またはパルス幅を検出するようにした請求項４記載の空調機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、交流電源に同期して動作する高電圧方式の点火装置およびマイナスイオンやオゾンを発生させる高電圧発生部を有する空調機の制御装置で、特に交流電源側の異常検知に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、負荷のコネクタ外れや、負荷の交流電源側の異常を検知する空調機の制御装置は、  コンプレッサ２の電源回路６に接続した室外ファンモ−タ３の異常を検出するに際し、上記コンプレッサ２よりも所定時間先行させて上記ファンモ−タ３を起動し、上記電源回路６の電流検出器１により上記ファンモ−タ３に流れる電流を検出するようにしている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、高電圧方式の点火装置を搭載した空調機としては、灯油を燃やして暖房をする温水ルームヒータや、室内開放型としては石油ファンヒータ等があるが、この種の高電圧発生部における交流電源側のコネクタ外れや、回路故障については特別な異常検知手段はなく、一般に、フレームロッドによる炎検知で間接的に異常検知が行われていた。
【０００４】
すなわち、高電圧回路が異常な場合は、気化した燃焼ガスに着火がなされず、不着火状態となり、機器が停止するようになっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−４４９８１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、負荷電流の絶対値のみの判断であるため、負荷の中途半端な状態が検知できない。また、異常検知をする特定のタイミング以外では異常検知ができないという課題があった。
【０００７】
また、点火装置が異常の場合は、不着火の原因が点火装置か否か判らないばかりか、不着火検知機能が作動する間は未燃焼ガスが排出してしまうという課題もあった。
【０００８】
さらに、高電圧側の電圧の有無を検知することも考えられるが、高電圧ゆえに検知すべき素子の耐圧が必要となり、コスト高になってしまうという課題もある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記従来の課題を解決するため本発明の空調機の制御装置は、高電圧発生部の基本動作時に流れるコンデンサの充電電流を検出する電流検出部と、その電流が正常か否かを判定する電流判断部を有し、前記電流検出部で検出したパルス信号と基準信号を比較することで高電圧発生部の異常検出を行うようにしたものである。
【００１０】
上記発明によれば、高電圧発生部の異常を１次側回路の基本動作電流であるコンデンサの充電電流を検知し、基準信号と比較して判定しているため、中途半端な部品故障による性能低下等も検出することが可能になり、安価で正確な異常検出を行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
請求項１記載の発明は、交流電源の半サイクル期間に充電されたコンデンサの電荷を、極性の異なる次の半サイクル期間にスイッチング素子を介して放電させ、この放電電流を昇圧トランスの１次巻線に流すことで２次巻線側に高電圧を得る高電圧発生部と、前記コンデンサの充電電流を検出する電流検出部と、この電流検出部からの信号を判断する電流判断手段を内蔵し、該電流判断手段の結果に基づいて前記高電圧発生部の異常検出を行う運転制御部を有した構成としている。
【００１２】
そして、高電圧発生部が動作している際に流れる基本電流、つまり交流電源の半波毎に流れるコンデンサの充電電流を電流検出部で検出し、電流判断手段でパルス的に流れる充電電流が正常か異常かを判断した後、機器の運転を制御するようにしているため、コネクタ外れ検知はもちろんのこと、高電圧発生部の構成部品の中途半端な故障も検知することができ、かつ、高電圧発生部が動作すべき時は常時電流検知をしているので、素早く異常検知をすることができる。
【００１３】
また、請求項２記載の発明は、表示部を備え、運転制御部からの信号によって異常の有無を表示する構成としてある。
【００１４】
そして、高電圧発生部の動作状態を流れる電流が正常か否かで判断し、その結果に基づき表示するようにしているため、使用者に正確な動作状態を報知することができる。また、交流電源側のコネクタ外れの場合は、コネクタを挿入するだけで、表示部にて異常・正常の確認をすることができる。
【００１５】
また、請求項３記載の発明は、運転指示を行う操作スイッチと、高電圧発生部への交流電源の供給をＯＮ／ＯＦＦ制御する開閉手段とを備え、前記運転制御部が電流判断手段の結果に基づき異常と判定した場合は、前記開閉手段をＯＦＦとし、前記操作スイッチの入れ直し操作をしない限り、前記開閉手段をＯＦＦ保持する構成としてある。
【００１６】
そして、一度異常を検知した後は、開閉手段により高電圧発生部の電源がＯＦＦされ、そのＯＦＦの状態を保持するので、中途半端な故障時に高電圧発生部が勝手にＯＮしたり、ＯＦＦしたりすることがなく、実使用時においても、メンテナンス時においても極めて安全である。
【００１７】
また、請求項４記載の発明は、燃料を燃焼させ、その燃焼熱を温風に変換して暖房を行う空調機の点火装置において、運転制御部は運転指示を行う操作スイッチがＯＮのとき、予め定めた燃焼シーケンスに基づき高電圧発生部への交流電源のＯＮ／ＯＦＦ制御する開閉手段の開閉動作を行うとともに、電流判断手段で電流検出部からの信号が異常であると判断した場合、燃焼異常検知に優先して機器の運転を停止するようにしてある。
【００１８】
そして、高電圧発生部を燃料に点火する点火装置に用いた場合、高電圧発生部の異常が確認されると、燃焼装置の負着火検知に優先して機器の運転を停止するようにしているため、気化ガスの噴出タイミングとほぼ同時に機器を停止することができ、気化ガスが不着火検知が作動するまで噴出し続けるという事態を回避でき、安全性が確保できるとともに、気化ガスの排出に伴う異常臭気の発生を抑えることができる。
【００１９】
また、請求項５記載の発明は、高電圧発生部に流れる電流をパルス検出するようにした電流判断手段を有した構成としてある。
【００２０】
そして、電流判断手段が、高電圧発生部の基本動作となるコンデンサの充電電流、すなわち交流電源の半波のパルス電流に対して、パルス検出するため、交流電源側の異常を確実に検知することができる。
【００２１】
また、請求項６記載の発明は、電流判断手段は、ゼロクロス信号と高電圧発生部に流れるパルス電流との位相ずれ、またはパルス幅を検出するようにしてある。
【００２２】
そして、電流判断手段が交流電源に同期して、ゼロクロス信号と高電圧発生部の基本動作となるパルス電流に対応したパルス波形を比較して異常信号の有無を判断するようにしているため、交流電源側のコネクタ外れは勿論のこと、コンデンサの容量低下や、中途半端に回路電流が流れる場合、回路に異常な電圧が印加された場合などの交流電源側の異常を確実に検知することができる。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１における回路構成図、図２〜４は動作時の各部波形を示ものである。
【００２５】
図１において、１００は高電圧発生部で、コネクタ２００と電流検出部３００を通じて交流電源に接続されている。高電圧発生部１００は、コネクタ２００のＳ極側に、昇圧トランス１０１の１次側が接続され、コンデンサ１０２、ダイオード１０３、および抵抗１０４を介してコネクタ２００のＲ極側に接続されている。
【００２６】
昇圧トランス１０１の１次側とコンデンサ１０２は、スイッチング素子であるサイリスタ１０５とダイオード１０６でＯＮ／ＯＦＦされるように接続されている。また、抵抗１０７と抵抗１０８はサイリスタ１０５にトリガー電流を流すためのトリガー回路である。
【００２７】
電流検出部３００は、フォトカプラ３０１とダイオード３０２と抵抗３０３が接続されており、運転制御部４００内に設けてある電流判断手段４０１に接続されている。なお、運転制御部４００はマイクロコンピュータ等で構成されている。
【００２８】
さらに、交流電源には電源同期信号を得るためのゼロクロス回路５００が接続されている。ゼロクロス回路５００の１次側は双方向フォトカプラ５０１と抵抗５０２を通じて交流電源に接続され、２次側は抵抗５０４で回路電源にプルアップされて運転制御部４００のゼロクロス端子に接続される。さらに運転制御部４００には表示部６００が接続されている。
【００２９】
以上のように構成された空調機の制御装置において、以下その動作、作用について説明する。
【００３０】
まず、高電圧発生部１００の基本動作としては、図２（ａ）に示すように、交流電源の電圧が正の半サイクルの前半は、コンデンサ１０２にコンデンサ１０２→ダイオード１０３→抵抗１０４を介して充電電流ｉｃが流れコンデンサ１０２は充電される。
【００３１】
次に、交流電源の正の半サイクルの後半（イ点）以降になると、回路上のＳ極を基準としたＲ極の電位は、徐々に上がっていき、抵抗１０８と抵抗１０７で分割されたサイリスタ１０５のゲート電圧がゲートトリガー電圧以上となった時点（ロ点）でサイリスタ１０５はターンＯＮし、コンデンサ１０２に充電された充電エネルギーを昇圧トランス１０１の１次側→サイリスタ１０５を介して一気に放電し、しばらく発振する。この時、昇圧トランス１０１の２次側に高電圧を発生させる。例えば、点火装置の場合は１４〜１８ｋＶ、イオン又はオゾン発生器の場合は５〜８ｋＶの電圧になるように巻線比を設定する。
【００３２】
そして、高電圧発生部１００に流れる電流は図２（ｂ）に示すようになり、コンデンサ１０２に充電している期間は充電電流ｉｃが流れ、充電し終わるとｉｃは流れなくなる。逆に、交流電源の位相が１８０＃以降はサイリスタ１０５のゲート側にトリガー電流ｉｔが流れ、サイリスタ１０５がＯＮした時点で、一瞬ではあるがサイリスタ１０５のカソード側電位がＳ極電位になるため、再度、充電電流ｉｃと同じ向きに電流が流れるようになる。
【００３３】
以上の高電圧発生部１００に流れる電流は電流検出部３００のフォトカプラ３０１に流れ、その出力が図２（ｃ）に示すように電圧Ｖｉとして電流判断手段４０１に入力される。
【００３４】
そして、電流判断手段４０１はゼロクロス回路５００より供給されるゼロクロス信号に同期して上記電圧Ｖｉがパルス電圧として入力されているかを判断し、パルス電圧が入力されている場合のみ正常とし、Ｌｏ電圧やＨｉ電圧で固定された電圧が入力された場合は異常とする。この電流判断手段４０１の正常、異常の判断結果に基づき、運転制御部４００は高電圧発生部１００が正常に動作しているか、異常が発生しているかを報知するようにしている。
【００３５】
上記高電圧発生部１００の基本動作において、例えば、コネクタ２００が外れているような場合は、電流検出部３００に電流が流れないため、図３（ｅ）（ｆ）の実線で示すように、電流ｉｃはゼロ、電圧ＶｉはＨｉ電圧に固定され、電流判断手段４０１に入力される波形はＬｏ信号が全くない、Ｈｉ信号のみの波形になり、電流判断手段４０１で異常と判断する。
【００３６】
また、中途半端な故障又は部品劣化で、例えばコンデンサ１０２の容量が低下した場合は、図４（ｋ）（ｍ）に示すような波形となる。
【００３７】
破線は正常時の波形を示し、実線が容量低下時の波形を示す。このような場合、電流検出部３００の出力電圧Ｖｉは図４（ｍ）に示すようにパルス波形として出力され、上記のようにパルス波形であるか否かで判断する方法では異常の有無を検出することができず、別の方法としてゼロクロス信号と比較する方法を採用した。
【００３８】
以下、その方法を記すと、電源に同期したゼロクロス信号は図４（ｈ）のようになり、電流判断手段４０１では、ゼロクロス信号図４（ｈ）と電流検出部３００の信号（ｍ）との位相ずれを検出する。位相ずれは通常ｔ１であるが、コンデンサ１０２の容量が低下すると位相ずれがｔ２となる。ｔ１を予め適当な値に設定しておき、ｔ２がその値以下の時は異常と判断する。
【００３９】
このように、ゼロクロス信号との位相ずれ、又は、電流検出部３００の出力信号のパルス幅を検出することで、中途半端な部品故障等の異常を検知することができる。
【００４０】
そして、異常判断をした場合には、運転制御部４００を介して表示部６００を消灯させるようにする。この状態でコネクタ外れ等の不具合が解消され、正常な電流検知ができた場合は、表示部６００を再度点灯させるようにし、高電圧発生部１００の動作状態を報知するようにしている。
【００４１】
以上のように実施例１においては、高電圧発生部１００が動作している際に流れる充電電流を電流検出部３００で検出し異常判断するため、コネクタ外れ等の断線や、回路の中途半端な状態を常時電流検知することで、素早い異常検知が可能となる。
【００４２】
尚、放電時に付随して流れる回路電流も併せて検出することで、さらに精度の高い高電圧発生部１００の回路異常を検出することが可能となる。
【００４３】
また、異常時は表示を消灯し、正常に戻れば表示を点灯させるので、コネクタ外れ等の単純な異常であれば、正常に戻ったか否かを即座に確認することができる。
【００４４】
なお、表示部６００は高電圧発生部１００の運転状態を表示するためのランプを消灯又は点滅させることで異常を知らしめてもよいし、専用の異常表示ランプを点灯させてもよい。さらに、空調機の温度表示などの表示部を兼用するものであってもよい。
【００４５】
（実施例２）
図５は本発明の実施例２における回路構成図である。実施例１と同一部分は同一番号を付与し説明は省略する。
【００４６】
まず、図５において、高電圧発生部１００と、コネクタ２００と電流検出部３００と交流電源との間に開閉手段７００が接続されている。この開閉手段７００は、リレー７０１のリレー接点が交流電源と電流検出部３００に接続されており、コイルは抵抗７０２を介して運転制御部４００に接続されている。
【００４７】
また、運転制御部４００には、機器の運転を指示する操作スイッチ８００が接続されている。
【００４８】
以上のように構成された空調機の制御装置について、その動作、作用について説明する。
【００４９】
操作スイッチ７０３がＯＮされると、運転制御部４００が予め定めたシーケンスに基づき、開閉手段７００のリレーをＯＮし、リレー接点を閉じて高電圧発生部１００へ交流電源を供給する。この時、電流判断手段４０１が異常と判定した場合は、開閉手段７００をＯＦＦし、リレー接点を開いて高電圧発生部１００への通電を停止し、再度、操作スイッチ７０３の入れ直しをしない限り、開閉手段７００をＯＦＦのまま保持するように動作する。
【００５０】
以上のように実施例２では、一度異常を検知した後は、高電圧発生部１００の電源がＯＦＦされ、その後もＯＦＦの状態を保持するようにしているので、中途半端な故障時に高電圧発生部１００が勝手にＯＮしたり、ＯＦＦしたりすることがなく、実使用時においても、メンテナンス時においても極めて安全である。
【００５１】
（実施例３）
次に、実施例３について説明すると、実施例３は高電圧発生部１００を燃焼装置の点火器として用いた場合の制御に関するものである。
【００５２】
回路構成図は実施例２と同様、図５に示す。図６、７に動作シーケンスを示す。
【００５３】
以下、灯油を気化させて燃焼させるような暖房機を例に、その動作、作用について説明する。
【００５４】
灯油を気化させて燃焼させるような暖房機は、一般的に図６のタイムチャートに示す動作をする。操作スイッチ７０３がＯＮされると、気化筒に埋め込まれたシーズヒータ（図示せず）に通電され、気化筒（図示せず）を加熱する。加熱された気化筒の温度が、灯油が気化できる２４０℃前後になると、点火の予備動作として開閉手段７００をＯＮし点火器（高電圧発生部）を作動させ、バーナー部（図示せず）に火花放電を起こす。この点火器の動作から１〜２秒後に油ポンプ（図示せず）を作動させ、気化筒に灯油を送り、気化筒内で灯油を気化して気化ガスを発生させる。この気化ガスがバーナー部分に到達した時点で、前記火花放電のエネルギーにより着火し、燃焼を開始するようになっている。
【００５５】
今、コネクタ２００の外れや、高電圧発生部１００に使用している部品が中途半端な故障又は部品劣化が発生し、正常な高電圧が得られない場合は、図７に示すように油ポンプが動作し続け、フレームロッド（着火検知信号）の信号の検出待ち、一般的にはｔ３＝１０〜３０秒間、正常な点火動作が行われていないにも関わらず、機器が動作し続け、未燃焼ガスを室外又は室内に排出してしまう。
【００５６】
そこで実施例３では、高電圧発生部１００に不具合が生じた場合、開閉手段７００がＯＮし電源が供給された時点で、電流判断部４０１で異常と判断した場合は、直ちに機器を停止させるため、油ポンプが作動する前に機器を停止することができ、未燃焼ガスの発生を抑えることができる。
【００５７】
なお、この場合も、表示部に異常表示をさせれば、故障の特定が可能である。
【００５８】
以上のように実施例３においては、高電圧発生部１００が異常の場合は、不着火検知に優先して機器を停止させる構成としているため、高電圧発生部１００が異常のまま機器が動作し続けることがなく、気化ガスの噴出前に停止させるため、安全な暖房機を提供することができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、高電圧発生部の基本動作時に流れる交流電源１次側の駆動電流をパルス検出し、異常判定するので、安価で正確な異常検出をすることができ、安全な空調機の制御装置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１における空調機の制御装置の回路構成図
【図２】同空調機の制御装置の電流検知部の波形図
【図３】同空調機の制御装置の電流検知部の波形図
【図４】同空調機の制御装置の電流検知部の波形図
【図５】本発明の実施例２における空調機の制御装置の回路構成図
【図６】本発明の実施例３における空調機の制御装置のシーケンス図
【図７】同装置のシーケンス図
【符号の説明】
１００  高電圧発生部
３００  電流検出部
４００  運転制御部
４０１  電流判断手段
７００  開閉手段
【図１】
2004211985.tif 000003
【図２】
2004211985.tif 000004
【図３】
2004211985.tif 000005
【図４】
2004211985.tif 000006
【図５】
2004211985.tif 000007
【図６】
2004211985.tif 000008
【図７】
2004211985.tif 000009