(57)【要約】【課題】圧縮機の再起動時に、冷媒回路の状態や雰囲気温度に応じた起動制御を行い、過電流保護装置が繰り返し作動して圧縮機が停止するのを防ぐ。【解決手段】圧縮機２１の起動制御装置３は、インバータ３１の出力を調節するインバータ制御装置３２と、圧縮機２１の起動時にインバータ３１に流れる電流が許容電流値を超えた場合に圧縮機２１の運転を停止させる過電流保護装置３３と、過電流保護装置３３が作動した時のインバータ制御装置３２からインバータ３１へ出力された出力電圧値Ｖoutstpとして記憶する記憶装置３４と、出力電圧値Ｖoutstpに基づいて再起動時に用いる出力電圧値Ｖoutrstを演算する演算装置３５とを備えている。インバータ制御装置３２は、再起動時に出力電圧値Ｖoutrstを所定時間保持した後、インバータ３１への出力電圧値を制御して圧縮機の容量を調節することが可能である。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータ（３１）により容量を可変に調節される空気調和装置（１）の圧縮機（２１）の起動制御装置（３）であって、
前記インバータの出力を調節するインバータ制御装置（３２）と、
前記圧縮機の起動時に、前記インバータに流れる電流が許容電流値を超えた場合に、前記圧縮機の運転を停止させる過電流保護装置（３３）と、
前記過電流保護装置が作動した時の前記インバータ制御装置から前記インバータへ出力された出力値を第１出力値として記憶する記憶装置（３４）と、
第１出力値に基づいて、再起動時に用いる第２出力値を演算する演算装置（３５）とを備え、
前記インバータ制御装置は、再起動時に第２出力値を所定時間保持した後、前記インバータへの出力値を制御して前記圧縮機の容量を調節することが可能である、
圧縮機の起動制御装置（３）。
【請求項２】
前記演算装置（３５）は、第２出力値が第１出力値よりも小さくなるように演算する、請求項１に記載の圧縮機の起動制御装置（３）。
【請求項３】
前記記憶装置（３４）は、初回起動時に前記過電流保護装置（３３）が作動した時の前記インバータ制御装置（３２）から前記インバータ（３１）へ出力された出力値のみを第１出力値として記憶する、請求項２に記載の圧縮機の起動制御装置（３）。
【請求項４】
インバータ（３１）により容量を可変に調節される空気調和装置（１）の圧縮機（２１）の起動制御方法であって、
前記圧縮機を起動する起動ステップ（Ｓ１）と、
前記圧縮機起動ステップにおいて、前記インバータに流れる電流が許容電流値を超えた際に、前記圧縮機の運転を停止させる圧縮機停止ステップ（Ｓ２、Ｓ１１）と、
前記圧縮機停止ステップにおいて前記圧縮機が停止された際の前記インバータの出力値を第１出力値として記憶する出力値記憶ステップ（Ｓ６）と、
前記出力値記憶ステップにおいて記憶された第１出力値に基づいて、再起動時に用いる第２出力値を演算する出力値演算ステップ（Ｓ７）と、
前記出力値演算ステップにおいて演算された第２出力値まで前記インバータの出力値を大きくする再起動ステップ（Ｓ１０）と、
前記再起動ステップの後、前記インバータの出力値を第２出力値で所定の保持時間だけ保持する出力値保持ステップ（Ｓ１２、Ｓ１３）と、
前記出力値保持ステップの後、前記インバータの出力値を制御して、前記圧縮機の容量を調節する容量調節ステップ（Ｓ１４）と、
を備えた圧縮機の起動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機の起動制御装置及び起動制御方法、特に、インバータにより容量を可変に調節される空気調和装置の圧縮機の起動制御装置及び起動制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から空気調和装置の圧縮機として、インバータにより駆動するもの採用されている。このような圧縮機では、起動時に、インバータ制御装置からインバータへの出力電圧値又は出力周波数を増加させることによって、圧縮機のモータに電圧を印加して、圧縮機の回転数を目標回転数まで加速する制御を行う。
【０００３】
しかし、圧縮機の起動時に、圧縮機の内部に冷媒液や潤滑油が溜まっている場合や雰囲気温度の低下により潤滑油の粘性率が高い場合には、圧縮機の回転数の上昇速度が小さくなるため、圧縮機の回転数に対する印加電圧が過度に高くなり、圧縮機のモータに流れる電流値が過電流保護装置の設定値に到達して圧縮機が停止することがある。このような場合、所定の待機時間が経過した後に、圧縮機を起動するが、圧縮機の内部に冷媒液や潤滑油が溜まっている状態や雰囲気温度の低下により潤滑油の粘性率が高い状態が改善されない限り、前回の起動時と同様な制御では、再度、過電流保護装置が作動して圧縮機が繰り返し停止することになる。そして、過電流保護装置の作動回数が所定回数に達した場合には、空気調和装置全体が異常停止となる。
【０００４】
このような問題に対して、周波数制御のインバータにより駆動される圧縮機において、圧縮機の起動後、予め設定された起動周波数で出力周波数を保持し、検出される電流値が所定の値以下であることを確認した後に、さらに出力周波数を増加させる制御を行う圧縮機の起動制御装置が提供されている。このような圧縮機の起動制御装置では、雰囲気温度の低下により潤滑油の粘性率が高い場合の起動であっても、起動周波数での運転における圧縮機の電動機の発熱により潤滑油の粘性率を低下させることができるため、起動時に、一時的に上昇した電流値を低下させた後、圧縮機を目標回転数まで加速することができるとされている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特公平５−１４１８４号公報（第２−３頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の圧縮機の起動制御装置では、起動周波数が予め設定された値であるため、設定が低すぎると、圧縮機の電動機に発熱による熱量が潤滑油の粘性率を低下させるのに十分でなく、圧縮機を迅速に起動できない場合が考えられる。逆に、設定が高すぎると、過電流保護装置が繰り返し作動して空気調和装置全体が異常停止に至るおそれがある。また、圧縮機の内部に冷媒液や潤滑油が溜まっている状態や雰囲気温度の低下により潤滑油の粘性率が高い状態は、冷媒回路の状態や雰囲気温度に依存しているため、妥当な設定値を決定するのが困難である。
【０００７】
このように、上記のような圧縮機の起動制御装置では、冷媒回路の状態や雰囲気温度に応じた最適な起動周波数を設定しておくことができないため、圧縮機の起動が迅速に行われなかったり、過電流保護装置が繰り返し作動して空気調和装置全体が異常停止になるのを防ぐことができない場合がある。
本発明の課題は、圧縮機の再起動時に、冷媒回路の状態や雰囲気温度に応じた起動制御を行い、過電流保護装置が繰り返し作動して圧縮機が停止するのを防ぐことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の圧縮機の起動制御装置は、インバータにより容量を可変に調節される空気調和装置の圧縮機の起動制御装置であって、インバータ制御装置と、
過電流保護装置と、記憶装置と、演算装置とを備えている。インバータ制御装置は、インバータの出力を調節する。過電流保護装置は、圧縮機の起動時に、インバータに流れる電流が許容電流値を超えた場合に、圧縮機の運転を停止させる。記憶装置は、過電流保護装置が作動した時のインバータ制御装置からインバータへ出力された出力値を第１出力値として記憶する。演算装置は、第１出力値に基づいて、再起動時に用いる第２出力値を演算する。インバータ制御装置は、再起動時に第２出力値を所定時間保持した後、インバータへの出力値を制御して圧縮機の容量を調節することが可能である。
【０００９】
この圧縮機の起動制御装置では、例えば、圧縮機の内部に冷媒液や潤滑油が溜まっている場合や雰囲気温度の低下により潤滑油の粘性率が高い場合等の要因によって過電流保護装置が作動して圧縮機が停止した場合において、過電流保護装置が作動した時の出力値である第１出力値に基づいて演算された第２出力値を再起動時の出力値として圧縮機を再起動し、かつ、出力値を所定時間保持することができるため、過電流保護装置が作動した冷媒回路の状態や雰囲気温度に対応した起動制御を行うことが可能である。これにより、再度、過電流保護装置が作動するのを極力避けるとともに、できるだけ大きな駆動トルクで圧縮機の再起動を行うことができる。
【００１０】
請求項２に記載の圧縮機の起動制御装置は、請求項１において、演算装置は、第２出力値が第１出力値よりも小さくなるように演算する。
この圧縮機の起動制御装置では、演算装置が第２出力値を第１出力値よりも小さい値になるように演算するため、再起動時の過電流保護装置の作動を確実に防ぐことができる。
【００１１】
請求項３に記載の圧縮機の起動制御装置は、請求項２において、記憶装置は、初回起動時に過電流保護装置が作動した時のインバータ制御装置からインバータへ出力された出力値のみを第１出力値として記憶する。
この圧縮機の起動制御装置では、記憶装置が初回起動時に過電流保護装置が作動した際の出力値のみを第１出力値として記憶するため、過電流保護装置が繰り返し作動した際においても、再起動時の第２出力値が過度に小さくならないようにできる。
【００１２】
請求項４に記載の圧縮機の起動制御方法は、インバータにより容量を可変に調節される空気調和装置の圧縮機の起動制御方法であって、起動ステップと、圧縮機停止ステップと、出力値記憶ステップと、出力値演算ステップと、再起動ステップと、出力値保持ステップと、容量調節ステップとを備えている。起動ステップは、圧縮機を起動する。圧縮機停止ステップは、圧縮機起動ステップにおいて、インバータに流れる電流が許容電流値を超えた際に、圧縮機の運転を停止させる。出力値記憶ステップは、圧縮機停止ステップにおいて圧縮機が停止された際のインバータの出力値を第１出力値として記憶する。出力値演算ステップは、出力値記憶ステップにおいて記憶された第１出力値に基づいて、再起動時に用いる第２出力値を演算する。再起動ステップは、出力値演算ステップにおいて演算された第２出力値までインバータの出力値を大きくする。出力値保持ステップは、再起動ステップの後、インバータの出力値を第２出力値で所定の保持時間だけ保持する。容量調節ステップは、出力値保持ステップの後、インバータの出力値を制御して、圧縮機の容量を調節する。
【００１３】
この圧縮機の起動制御方法では、例えば、圧縮機の内部に冷媒液や潤滑油が溜まっている場合や雰囲気温度の低下により潤滑油の粘性率が高い場合等の要因によって過電流保護装置が作動して圧縮機が停止した場合において、過電流保護装置が作動した時の出力値である第１出力値に基づいて演算された第２出力値を再起動時の出力値として圧縮機を再起動し、かつ、出力値を所定時間保持することができるため、過電流保護装置が作動した冷媒回路の状態や雰囲気温度に対応した起動制御を行うことが可能である。これにより、再度、過電流保護装置が作動するのを極力避けるとともに、できるだけ大きな駆動トルクで圧縮機の再起動を行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（１）空気調和装置の構成
図１は、本発明の一実施形態の空気調和装置１の冷媒回路図である。空気調和装置１は、冷媒回路２と、起動制御装置３とを備えており、冷暖房運転可能である。
【００１５】
冷媒回路２は、圧縮機２１と、四路切換弁２２と、熱源側熱交換器２３と、膨張弁２４と、利用側熱交換器２５と、これらの機器を接続する冷媒配管とを有しており、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを構成している。圧縮機２１は、冷媒を圧縮するための機構であり、後述のインバータ３１により容量可変に駆動・調節される直流モータや交流モータを備えている。四路切換弁２２は、冷媒回路２の冷暖房の切換の際に冷媒の流れの経路を変更するための弁機構である。利用側熱交換器２５は、室内に配置された室内ユニットに内蔵されており、室内の空気と冷媒とを熱交換させるための機器である。熱源側熱交換器２３は、圧縮機２１や四路切換弁２２等とともに、室外に配置された室外ユニットに内蔵されており、室外の空気と冷媒とを熱交換させるための機器である。このため、圧縮機２１及びその周辺は、外気の影響を受けやすくなっている。
【００１６】
（２）圧縮機の起動制御装置の構成
図２は、本発明の第１実施形態の起動制御装置３を示すブロック図である。起動制御装置３は、インバータ制御装置３２と、過電流保護装置３３と、記憶装置３４と、演算装置３５とを備えている。
インバータ制御装置３２は、インバータ３１の出力を調節するための装置である。
【００１７】
過電流保護装置３３は、圧縮機２１の起動時に、インバータ３１に流れる電流が許容電流値を超えた場合に、圧縮機２１の運転を停止させるための装置である。
記憶装置３４は、ＥＥＰＲＯＭやＲＡＭ等のデータの読み書きが可能なメモリーであり、過電流保護装置３３が作動した時のインバータ制御装置３２からインバータ３１へ出力された出力電圧値Ｖoutstp（第１出力値）を記憶する。
【００１８】
演算装置３５は、出力電圧値Ｖoutstpに基づいて、再起動時に用いる出力電圧値Ｖoutrst（第２出力値）を演算するための装置である。
そして、インバータ制御装置３２は、再起動時にＶoutrstを所定時間保持した後、インバータ３１への出力電圧値を制御して圧縮機２１の回転数を目標回転数まで加速できるようになっている。また、過電流保護装置３３の作動回数が所定回数に達した場合には、空気調和装置１全体が異常停止（システムダウン）するようになっている。
【００１９】
（３）圧縮機の起動制御装置の動作
次に、圧縮機２１の起動制御装置３の動作について図３及び図４を用いて説明する。ここで、図３は圧縮機２１の起動制御装置３の動作のメインルーチンを示すフローチャートであり、図４は圧縮機２１の起動制御装置３の動作の再起動時のサブルーチンを示すフローチャートである。
【００２０】
まず、インバータ制御装置３２の出力電圧値を上昇させることによって、インバータ３１から圧縮機２１のモータに電圧を印加して、圧縮機２１の回転数を目標回転数に向けて加速する（圧縮機起動ステップＳ１）。
このとき、圧縮機２１やインバータ３１等に異常がなければ、過電流保護装置３３が作動することなく、圧縮機２１の起動が完了する。しかし、何らかの要因によって、過電流保護装置３３が作動した場合には、圧縮機２１を停止する（圧縮機停止ステップＳ２）。そして、過電流保護装置３３の作動回数が所定回数に達した場合には、空気調和装置１全体を異常停止（システムダウン）させる（ステップＳ３〜Ｓ５）。
【００２１】
ここで、過電流保護装置３３が作動する要因としては、インバータ３１の不具合や圧縮機２１の不具合等、種々考えられるが、例えば、長期間の停止後の起動時に圧縮機２１の内部に冷媒液や潤滑油が溜まっている場合や、本実施形態のように圧縮機２１が室外に設置された空気調和装置１において外気温度の低下により潤滑油の粘性率が高い場合等が考えられる。このような起動条件では、圧縮機２１の回転数の上昇速度が小さくなるため、圧縮機２１の回転数に対する印加電圧が過度に高くなり、インバータ３１から圧縮機２１のモータに流れる電流値が過電流保護装置３３の設定値に到達して圧縮機２１が停止する。
【００２２】
次に、ステップＳ４において過電流保護装置３３の作動回数が所定回数以内である場合、過電流保護装置３３が作動した時のインバータ制御装置３２からインバータ３１に出力した出力電圧値をＶoutstpとして、記憶装置３４に記憶させる（出力値記憶ステップＳ６）。
ステップＳ６の後、記憶装置３４に記憶された出力電圧値Ｖoutstpに基づいて、圧縮機２１の再起動時の出力電圧値Ｖoutrstを演算装置３５に演算させる。本実施形態において、Ｖoutrstは、Ｖoutstpから一定の電圧値ΔＶを除算したＶoutstp−ΔＶである（出力値演算ステップＳ７）。すなわち、再起動時の出力電圧値Ｖoutrstは、Ｖoutstpよりも小さくなるように演算される。ここで、電圧値ΔＶは、実験的又は経験的に決定される値であり、例えば、定格電圧値の数パーセントから数十パーセント程度に設定されている。尚、ステップＳ７は、本実施形態においてはステップＳ６の直後に行っているが、これに限定されず、ステップＳ６の後から圧縮機２１の再起動までの間に行っていればよい。
【００２３】
次に、所定の待機時間が経過するまで圧縮機２１の再起動の待機を行う（ステップＳ８、Ｓ９）。
次に、インバータ制御装置３２の出力電圧値をＶoutrstまで上昇させることによって、インバータ３１から圧縮機２１のモータに電圧を印加して、圧縮機２１を再起動させる（再起動ステップＳ１０）。
【００２４】
ステップＳ１０において、過電流保護装置３３が作動することなくインバータ制御装置３２の出力電圧値がＶoutrstまで上昇したら、インバータ制御装置３２の出力電圧値をＶoutrstで所定時間だけ保持する（出力値保持ステップＳ１２、Ｓ１３）。このとき、出力電圧値がＶoutrstで一定に保持されることで、圧縮機２１の内部に溜まった冷媒液や潤滑油を排出したり、圧縮機２１のモータの回転軸周囲の潤滑油の粘性率を摩擦熱で低下させるすることで、圧縮機２１のモータが回転し易くなり、回転数が上昇する。
【００２５】
ステップＳ１３の後、インバータ制御装置３２の出力電圧値をさらに上昇させて、圧縮機２１の回転数を目標回転数まで加速して、圧縮機２１の起動を完了させる。その後、圧縮機２１は、インバータ制御装置３２によって容量制御される（容量調節ステップＳ１４）。
また、ステップＳ１０におけるインバータ制御装置３２の出力電圧値の上昇中に、過電流保護装置３３が作動した場合には、圧縮機２１を停止し（圧縮機停止ステップＳ１１）、ステップＳ３〜Ｓ５に戻って、過電流保護装置３３の作動回数のチェックを行い、再度、圧縮機２１を起動するか、又は、空気調和装置１全体を異常停止（システムダウン）させる（ステップＳ３〜Ｓ５）。これにより、圧縮機２１の再起動時に過電流保護装置３３が作動した場合には、ステップＳ１１において過電流保護装置３３が作動した時の出力電圧値をＶoutstpとして、さらに圧縮機２１を再起動する際のＶoutrstを演算することになる。
【００２６】
このように、本実施形態の圧縮機２１の起動制御装置３では、圧縮機２１の内部に冷媒液や潤滑油が溜まっている場合や雰囲気温度の低下により潤滑油の粘性率が高い場合等の要因によって、過電流保護装置３３が作動して圧縮機２１が停止した場合において、過電流保護装置３３が作動した出力電圧値であるＶoutstpに基づいて演算された出力電圧値Ｖoutrstを再起動時の出力値として圧縮機２１を再起動し、かつ、出力電圧値を所定時間保持することができるため、過電流保護装置３３が作動した冷媒回路２の状態や雰囲気温度に対応した起動制御を行うことが可能である。これにより、再度、過電流保護装置３３が作動するのを極力避けるとともに、できるだけ大きい駆動トルクで圧縮機２１の再起動を行うことができる。
【００２７】
また、圧縮機２１の起動制御装置３では、演算装置３５が再起動時の出力電圧値Ｖoutrstを過電流保護装置３３作動時の出力電圧値Ｖoutstpから一定の電圧値ΔＶを除算したＶoutstp−ΔＶとして、Ｖoutstpよりも小さい値になるように演算しているため、再起動時の過電流保護装置３３の作動を確実に防ぐことができる。
【００２８】
さらに、圧縮機２１の起動制御装置３では、圧縮機２１の再起動時に過電流保護装置３３が作動した場合には、ステップＳ１１において過電流保護装置３３が作動した時の出力電圧値をＶoutstpとして、さらに圧縮機２１を再起動する際のＶoutrstを演算し、前回起動時のＶoutrstよりも小さい値で再起動を行うことができる。
【００２９】
（４）変形例１
前記実施形態においては、再起動時の出力電圧値ＶoutrstをＶoutstpから一定電圧値ΔＶを除算して演算しているが、Ｖoutstpに一定割合ｒを積算して演算されるＶoutstp×ｒをＶoutrstにしてもよい。この場合において、割合ｒを１以下の値に設定すれば、前記実施形態と同様な効果が得られる。
【００３０】
（５）変形例２
前記実施形態において、記憶装置３４が初回起動時に過電流保護装置３３が作動した時のインバータ制御装置３２からインバータ３１へ出力された出力電圧値Ｖoutstpだけを記憶させるようにしてもよい。具体的には、図５に示すように、図３のステップＳ４において過電流保護装置３３の作動回数が所定回数の範囲内であると判断された後であって、記憶装置３４において過電流保護装置３３が作動した時の出力電圧値Ｖoutstpを記憶する前に、過電流保護装置３３の作動回数が１回目であるかどうかを判定するステップＳ１５を加えることにより実現できる。
【００３１】
これにより、過電流保護装置３３が繰り返し作動した際においても、再起動時の出力電圧値Ｖoutrstが過度に小さくならないようにできる。
（６）他の実施形態
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【００３２】
▲１▼前記実施形態において、圧縮機のモータは直流モータであったが、交流モータを備えた圧縮機に適用してもよい。
▲２▼前記実施形態は、インバータ制御装置からインバータへ電圧を出力値として出力する電圧制御のタイプの制御装置に本発明を適用したが、インバータ制御装置からインバータへ周波数を出力する周波数制御の制御装置に適用してもよい。
【００３３】
▲３▼再起動時の出力値の演算方法は、前記実施形態に限定されず、過電流保護装置が作動した時の出力値も基づいた演算方法であれば、他の演算方法であってもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
請求項１にかかる発明では、過電流保護装置が作動して圧縮機が停止した場合において、過電流保護装置が作動した時の出力値である第１出力値に基づいて演算された第２出力値を再起動時の出力値として圧縮機を再起動し、かつ、出力値を所定時間保持することができるため、過電流保護装置が作動した冷媒回路の状態や雰囲気温度に対応した起動制御を行うことが可能である。これにより、再度、過電流保護装置が作動するのを極力避けるとともに、できるだけ大きな駆動トルクで圧縮機の再起動を行うことができる。
【００３５】
請求項２にかかる発明では、演算装置が第２出力値を第１出力値よりも小さい値になるように演算するため、再起動時の過電流保護装置の作動を確実に防ぐことができる。
請求項３にかかる発明では、記憶装置が初回起動時に過電流保護装置が作動した際の出力値のみを第１出力値として記憶するため、過電流保護装置が繰り返し作動した際においても、再起動時の第２出力値が過度に小さくならないようにできる。
【００３６】
請求項４にかかる発明では、過電流保護装置が作動して圧縮機が停止した場合において、過電流保護装置が作動した時の出力値である第１出力値に基づいて演算された第２出力値を再起動時の出力値として圧縮機を再起動し、かつ、出力値を所定時間保持することができるため、過電流保護装置が作動した冷媒回路の状態や雰囲気温度に対応した起動制御を行うことが可能である。これにより、再度、過電流保護装置が作動するのを極力避けるとともに、できるだけ大きな駆動トルクで圧縮機の再起動を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の圧縮機の起動制御装置を備えた空気調和装置の冷媒回路図。
【図２】本発明の圧縮機の起動制御装置のブロック図。
【図３】圧縮機の起動制御装置の動作を示すフローチャート。
【図４】圧縮機の起動制御装置の動作を示すフローチャート。
【図５】変形例２の圧縮機の起動制御装置の動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
１            空気調和装置
３            起動制御装置
２１            圧縮機
３１            インバータ
３２            インバータ制御装置
３３            過電流保護装置
３４            記憶装置
３５            演算装置
Ｓ１            起動ステップ
Ｓ２、Ｓ１１    圧縮機停止ステップ
Ｓ６            出力値記憶ステップ
Ｓ７            出力値演算ステップ
Ｓ１０          再起動ステップ
Ｓ１２、Ｓ１３  出力値保持ステップ
Ｓ１４          容量調節ステップ
【図１】
2004197986.tif 000003
【図２】
2004197986.tif 000004
【図３】
2004197986.tif 000005
【図４】
2004197986.tif 000006
【図５】
2004197986.tif 000007