(57)【要約】【課題】  圧縮機を駆動するＤＣブラシレスモータを確実かつ迅速に起動させることができる空気調和機、及びＤＣブラシレスモータの起動方法を提供することを目的とする。【解決手段】  ＤＣブラシレスモータ７によって駆動される圧縮機４を有する空気調和機１において、冷媒流路２に、圧縮機入口側と圧縮機出口側とを接続するバイパス管路１１と、圧縮機入口側の冷媒圧力を測定する圧力測定装置１３とを設け、バイパス管路１１に均圧弁１２を設ける。ＤＣブラシレスモータ７の動作及び均圧弁１２の動作を制御する制御装置１４を設ける。制御装置１４を、ＤＣブラシレスモータ７の起動に先立って均圧弁１２を開放し、均圧弁１２の開放から基準時間が経過した時点で均圧弁１２を閉塞するとともに、基準時間が経過した時点における圧力測定装置１３の測定値を基準圧力として、この基準圧力に適した起動条件でＤＣブラシレスモータ７を起動する構成とする。【選択図】      図１
2005172249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が循環される冷媒流路に、室内熱交換器、圧縮機、室外熱交換器、及び絞り抵抗器が設けられ、前記圧縮機としてＤＣブラシレスモータによって駆動される圧縮機が用いられる空気調和機であって、
前記冷媒流路の前記圧縮機入口側と前記圧縮機出口側とを接続するバイパス管路と、
該バイパス管路内の流体の流通を制御する弁と、
前記冷媒流路の前記圧縮機入口側と前記圧縮機出口側とのうちのいずれか一方での流体圧力を測定する圧力測定装置と、
前記ＤＣブラシレスモータ及び前記弁の動作を制御する制御装置とを有しており、
該制御装置は、前記ＤＣブラシレスモータの起動に先立って前記弁を開放し、
該弁の開放から基準時間が経過した時点で前記弁を閉塞するとともに、
前記基準時間が経過した時点における前記圧力測定装置の測定値を基準圧力として、該基準圧力に適した起動条件で前記ＤＣブラシレスモータを起動する構成とされていることを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
冷媒流路に室内熱交換器、圧縮機、室外熱交換器、及び絞り抵抗器が設けられる空気調和機の前記圧縮機の駆動に用いられるＤＣブラシレスモータの起動方法であって、
前記冷媒流路に、前記圧縮機入口側と前記圧縮機出口側とを接続するバイパス管路と、
該バイパス管路内の流体の流通を制御する弁と、
前記冷媒流路の前記圧縮機入口側と前記圧縮機出口側とのうちのいずれか一方での流体圧力を測定する圧力測定装置とを設け、
前記ＤＣブラシレスモータの起動に先立って前記弁を開放し、該弁の開放から基準時間が経過した時点における前記圧力測定装置の測定値を基準圧力として、該基準圧力に適した起動条件で前記ＤＣブラシレスモータを起動することを特徴とするＤＣブラシレスモータの起動方法。
【請求項３】
請求項２に記載のＤＣブラシレスモータの起動方法において、
起動成功時の起動条件を格納する記憶装置を設け、
前記圧力測定装置の測定値を基準圧力として該基準圧力に適した起動条件で前記ＤＣブラシレスモータを起動する工程に代えて、前記記憶装置に格納された起動成功時の起動条件で前記ＤＣブラシレスモータを起動することを特徴とするＤＣブラシレスモータの起動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＣブラシレスモータによって圧縮機を駆動する空気調和機、及びＤＣブラシレスモータの起動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、小型空気調和装置（エアコン）の圧縮機駆動用モータには、ほとんどの場合、インバータ制御によるＤＣブラシレスモータが使用されるようになってきた。このＤＣブラシレスモータの本体部分は、同期電動機の構造となっており、誘導電動機のように、直接、運転時の電圧及び周波数の電源を印加して起動することはできない。ＤＣブラシレスモータを停止状態から起動する際、モータが所定の回転数未満の場合（所定の回転数に達してロータ位置を検出する位置検出回路からの信号に基づき閉ループ制御による運転を開始するまで）は、予め設定されたＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）データの起動パターンに従って開ループ制御による運転を行う。
【０００３】
このＤＣブラシレスモータの起動時に、ＤＣブラシレスモータに印加する電圧等が不適切である場合には、トルク不足となるなどしてＤＣブラシレスモータのロータをうまく回転させることができなくなり、ＤＣブラシレスモータの起動が失敗してしまう。
このため、ＤＣブラシレスモータを容易に起動することができるＤＣブラシレスモータの起動方法が求められている。
【０００４】
ＤＣブラシレスモータの起動方法を工夫した空気調和機としては、後記の特許文献１に記載の電気自動車用空調装置がある。この電気自動車用空調装置は、コンプレッサの起動負荷の大小を推定するためのデータを検出する起動負荷検出手段と、起動負荷検出手段からの出力に基づいてコンプレッサに作用する起動負荷の大小を推定する起動負荷推定手段とを有しており、起動負荷の大小に対応させて、予め用意した、コンプレッサ用電動機の起動処理手続きを選択、実行するものである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３９９４２号公報（段落］［００１０］〜］［００１１］，及び図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、この電気自動車用空調装置は、コンプレッサの起動負荷の大小を直接的に求めているわけではなく、あくまで推定しているだけであるので、コンプレッサの実際の起動負荷の大きさと起動負荷の推定値との間に乖離が生じてしまうことがある。
このため、この電気自動車用空調装置においても、コンプレッサ用電動機の起動処理手続きとして実際の状況に適した起動処理手続きを選択することができない場合があり、コンプレッサ用電動機の起動に不確実性が生じてしまう。
【０００７】
また、この電気自動車用空調装置では、コンプレッサの起動負荷の大小を算出するための演算処理が必要となるので、起動負荷の算出に時間がかかり、コンプレッサ用電動機の起動に時間がかかってしまう。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、圧縮機に作用する冷媒圧力の正確な情報を迅速に得て、圧縮機を駆動するＤＣブラシレスモータを確実かつ迅速に起動させることができる空気調和機、及びＤＣブラシレスモータの起動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の空気調和機、及びＤＣブラシレスモータの起動方法は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる空気調和機は、冷媒が循環される冷媒流路に、室内熱交換器、圧縮機、室外熱交換器、及び絞り抵抗器が設けられ、前記圧縮機としてＤＣブラシレスモータによって駆動される圧縮機が用いられる空気調和機であって、前記冷媒流路の前記圧縮機入口側と前記圧縮機出口側とを接続するバイパス管路と、該バイパス管路内の流体の流通を制御する弁と、前記冷媒流路の前記圧縮機入口側と前記圧縮機出口側とのうちのいずれか一方での流体圧力を測定する圧力測定装置と、前記ＤＣブラシレスモータ及び前記弁の動作を制御する制御装置を有しており、該制御装置は、前記ＤＣブラシレスモータの起動に先立って前記弁を開放し、該弁の開放から基準時間が経過した時点で前記弁を閉塞するとともに、前記基準時間が経過した時点における前記圧力測定装置の測定値を基準圧力として、該基準圧力に適した起動条件で前記ＤＣブラシレスモータを起動する構成とされていることを特徴とする。
【００１０】
このように構成される空気調和機では、圧縮機を駆動するＤＣブラシレスモータの起動にあたって、制御装置によってバイパス管路の弁が開放される。
これにより、冷媒流路の圧縮機入口側と圧縮機出口側との間でバイパス管路を通じた冷媒の流通が行われることとなり、冷媒流路の圧縮機入口側と圧縮機出口側との間の差圧が速やかに解消される。
【００１１】
続いて、制御装置は、弁を開放してから基準時間が経過したのちに、弁を閉塞するとともに、圧力測定装置の測定値を参照して、その値を基準圧力とする。
ここで、基準時間とは、冷媒流路の圧縮機入口側と圧縮機出口側との間の差圧が解消されるのに必要十分な時間（すなわち冷媒流路の圧縮機入口側と圧縮機出口側との間で均圧が行われるのに必要十分な時間）であり、その値は例えば実験やシミュレーション等によって求められる。
また、基準圧力は、圧縮機に加わる負荷の情報、すなわち、ＤＣブラシレスモータの起動時にＤＣブラシレスモータに加わる負荷の情報である。
制御装置は、このようにして実測によって得た基準圧力に基づいて、最適なＤＣブラシレスモータの起動条件を決定し、この起動条件に従ってＤＣブラシレスモータを起動する。
【００１２】
ここで、この起動条件は、例えば予め制御装置に複数の起動条件をテーブルとして持たせておき、この複数の起動条件から、実測によって得た基準圧力下での起動に適した起動条件を選択する構成としてもよい。
また、予め制御装置に基準圧力の値に基づいて最適な起動条件の各パラメータを算出する関数を持たせておき、実測によって得た基準圧力の値に基づいて最適な起動条件を算出する構成としてもよい。
さらに、起動成功時の起動条件を格納する記憶装置（例えば不揮発性メモリ等）を設けて、この記憶装置に記憶させておいた、以前の起動成功時の起動条件（例えば前回の起動成功時の起動条件）に従って、ＤＣブラシレスモータの起動を行ってもよい。
この場合には、空気調和装置の長期的な視野に立った起動確率をさらに向上させることができる。
【００１３】
このように、本発明にかかる空気調和機では、ＤＣブラシレスモータの起動時にＤＣブラシレスモータに加わる負荷の情報として、圧縮機に作用する冷媒圧力の実測値を用いている。
【００１４】
ここで、圧縮機には、冷媒流路の圧縮機入口側の冷媒圧力と、冷媒流路の圧縮機出口側の冷媒圧力とが加わる。このため、圧縮機入口側と圧縮機出口側とで冷媒圧力に差が生じている場合には、圧縮機に作用する冷媒圧力は、冷媒流路の圧縮機入口側と圧縮機出口側とのそれぞれに対して圧力測定装置を設けて、これらの測定値に基づいて複雑な計算を行って算出する必要がある。
また、このように圧縮機に作用する正味の冷媒圧力を間接的に求める場合には、計算による誤差が生じるため、実際に圧縮機に作用する冷媒圧力を正確に求めることは困難である。
【００１５】
空気調和機では、圧縮機を作動させた場合には、当然ながら、流路において圧縮機出口側の流体圧力が、圧縮機入口側の流体圧力よりも増加して、これらの間に圧力差が生じる。従来の空気調和機には、冷媒流路の圧縮機入口側と圧縮機出口側とを接続するバイパス管路が設けられていないので、この圧力差は、圧縮機を停止させた後も、しばらくの間は維持される。なお、このような圧力差が乗じた状態で圧縮機を動作させると、圧縮機を駆動するＤＣブラシレスモータに過大な負荷が加わるので、ＤＣブラシレスモータを傷める恐れがある。
【００１６】
実際には、従来の空気調和機においても、このように冷媒流路の圧縮機入口側と圧縮機出口側との間で圧力差が生じている状態で圧縮機を停止させた場合には、圧縮機の各部材間の隙間を通じて冷媒流路の圧縮機入口側と圧縮機出口側との間の冷媒の流通が行われる。しかし、圧縮機を通じた冷媒の流通量はごくわずかであるため、冷媒流路の圧縮機入口側と圧縮機出口側とが均圧されるまでには非常に長い時間が必要となる。
このため、従来の空気調和機では、圧縮機に作用する冷媒圧力を実測によって得るためには、非常に長い時間が必要となり、冷媒圧力の実測値に基づいてＤＣブラシレスモータの起動条件を求める方法では、ＤＣブラシレスモータの起動を迅速に行うことができない。
【００１７】
本発明にかかる空気調和機は、冷媒圧力の実測値（基準値）の測定に先立って、バイパス管路を開放するので、冷媒流路の圧縮機入口側と圧縮機出口側とが速やかに均圧させられることとなり、圧縮機に作用する冷媒圧力の正確な情報を迅速に得ることができる。
すなわち、この空気調和機では、ＤＣブラシレスモータの起動条件の決定に必要な情報を、正確かつ迅速に得ることができる。
【００１８】
また、この空気調和機では、冷媒流路の圧縮機入口側と圧縮機出口側とが均圧された状態で冷媒圧力が測定される。このため、この空気調和機では、圧力測定装置は、冷媒流路の圧縮機入口側と圧縮機出口側とのいずれか一方にだけ設ければよい。
【００１９】
また、この空気調和機では、冷媒流路において圧縮機入口側と圧縮機出口側との差圧がほぼ解消された状態でＤＣブラシレスモータを起動するので、ＤＣブラシレスモータに加わる負担が大幅に低減される。
【００２０】
本発明にかかるＤＣブラシレスモータの起動方法は、冷媒流路に室内熱交換器、圧縮機、室外熱交換器、及び絞り抵抗器が設けられる空気調和機の前記圧縮機の駆動に用いられるＤＣブラシレスモータの起動方法であって、前記冷媒流路に、その前記圧縮機入口側と前記圧縮機出口側とを接続するバイパス管路と、該バイパス管路内の流体の流通を制御する弁と、前記冷媒流路の前記圧縮機入口側と前記圧縮機出口側とのうちのいずれか一方での流体圧力を測定する圧力測定装置とを設け、前記ＤＣブラシレスモータの起動に先立って前記弁を開放し、該弁の開放から基準時間が経過した時点における前記圧力測定装置の測定値を基準圧力として、該基準圧力に適した起動条件で前記ＤＣブラシレスモータを起動することを特徴とする。
【００２１】
このＤＣブラシレスモータの起動方法では、圧縮機に作用する冷媒圧力の実測値（基準値）の測定に先立って、バイパス管路を開放するので、冷媒流路の圧縮機入口側と圧縮機出口側とが速やかに均圧させられることとなり、圧縮機に作用する冷媒圧力の正確な情報を迅速に得ることができる。
すなわち、このＤＣブラシレスモータの起動方法では、ＤＣブラシレスモータの起動条件の決定に必要な情報を、正確かつ迅速に得ることができる。
【００２２】
また、このＤＣブラシレスモータの起動方法では、冷媒流路の圧縮機入口側と圧縮機出口側とが均圧された状態で冷媒圧力の測定を行う。このため、このＤＣブラシレスモータの起動方法を用いる空気調和機では、圧力測定装置を、冷媒流路の圧縮機入口側と圧縮機出口側とのいずれか一方にだけ設ければよい。
また、このＤＣブラシレスモータの起動方法では、冷媒流路において圧縮機入口側と圧縮機出口側との差圧がほぼ解消された状態でＤＣブラシレスモータを起動するので、ＤＣブラシレスモータに加わる負担が大幅に低減される。
【００２３】
ここで、このＤＣブラシレスモータの起動方法において、起動成功時の起動条件を格納する記憶装置（例えば不揮発性メモリ等）を設け、圧力測定装置の測定値を基準圧力として該基準圧力に適した起動条件でＤＣブラシレスモータを起動する工程に代えて、記憶装置に格納された、以前の起動成功時の起動条件（例えば前回の起動成功時の起動条件）で、ＤＣブラシレスモータの起動を行ってもよい。
この場合には、空気調和装置の長期的な視野に立った起動確率をさらに向上させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
この空気調和機、及びＤＣブラシレスモータの起動方法では、ＤＣブラシレスモータの起動条件の決定に必要な情報を、正確かつ迅速に得ることができるので、ＤＣブラシレスモータの起動を、確実かつ迅速に行うことができる。
また、この空気調和機、及びＤＣブラシレスモータの起動方法では、冷媒流路の圧縮機入口側と圧縮機出口側とが均圧された状態で冷媒圧力の測定を行う。このため、圧力測定装置を、冷媒流路の圧縮機入口側と圧縮機出口側とのいずれか一方にだけ設ければよいので、装置コストが低減される。
また、この空気調和機、及びＤＣブラシレスモータの起動方法では、冷媒流路において圧縮機入口側と圧縮機出口側との差圧がほぼ解消された状態でＤＣブラシレスモータを起動するので、ＤＣブラシレスモータに加わる負担が大幅に低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態にかかる空気調和機１は、冷媒が循環される冷媒流路２上に、室内熱交換器３と、圧縮機４と、室外熱交換器５と、膨張弁６とが、この順番で設けられたものである。
【００２６】
室内熱交換器３は、空気調和を行う室内に設置されて、冷媒流路２内を流通する冷媒と室内雰囲気との熱交換を行うものである。
圧縮機４は、冷媒流路２内の冷媒を加圧するものであって、本実施形態にかかる空気調和機１では、ＤＣブラシレスモータ７によって駆動される構成とされている。
室外熱交換器５は、室外に設置されて、冷媒流路２内を流通する冷媒と室外雰囲気との熱交換を行うものである。
膨張弁６は、冷媒流路２内を流通する冷媒を膨張させて減圧するものである。
【００２７】
ここで、圧縮機４は、四方弁８を介して、室内熱交換器３及び室外熱交換器５と接続されている。
四方弁８は、冷媒流路２における圧縮機４からの冷媒吐出方向及び冷媒流路２における圧縮機４への冷媒供給方向を制御して、冷媒流路２内での冷媒の流れを制御するものである。
【００２８】
また、冷媒流路２には、圧縮機４の冷媒入口側（以下「圧縮機入口側」とする）と圧縮機４の冷媒出口側（以下「圧縮機出口側」とする）とを接続するバイパス管路１１が設けられている。そして、バイパス管路１１には、均圧弁１２が設けられている。
さらに、冷媒流路２において、圧縮機入口側には、この位置での冷媒圧力を測定する圧力測定装置１３が設けられている。本実施形態では、圧力測定装置１３は、冷媒流路２においてバイパス管路１１との接続部よりも圧縮機４側に設けられている。
空気調和機１には、圧縮機４の動作（すなわち圧縮機４を駆動するＤＣブラシレスモータ７の動作）、及び均圧弁１２の動作を制御する制御装置１４が設けられている。
【００２９】
図２に示すように、制御装置１４は、ＤＣブラシレスモータ７の電源であるＡＣ電源２１（出力電圧Ｖａｃ）とＤＣブラシレスモータ７との間に設けられるものであって、ＡＣ電源２１の出力を交流電力から直流電力に変換するコンバータ２２と、コンバータ２２の出力を平滑化するコンデンサ２３と、コンデンサ２３によって平滑化されたコンバータ２２の出力を直流電力から任意周波数の交流電力（出力電圧Ｖｄｃ；Ｖｄｃ＝√２Ｖａｃ）に変換して、ＤＣブラシレスモータ２２を駆動するインバータ２４とを有している。また、制御装置１４には、ＤＣブラシレスモータ２２に供給する電圧Ｖａｃ’を制御するレギュレータ２５と、インバータ２４に対してその出力電圧及びパルス幅を制御する駆動信号を送る駆動回路２６とが設けられている。
【００３０】
ここで、インバータ２４は、所定周波数（キャリア周期）内に一つのパルスまたはパルスの塊を発することで、所定周波数の擬似的な交流電力を発生させるものである。インバータ２４は、同一電圧のパルスを発生させるものであって、同一のキャリア周期内に発せられた各パルスのパルス幅（パルスＯＮ時間）を調整することによって、実効電圧が調整される。このパルス幅は、例えば、キャリア周期の１／２５６（＝１／２８）を基本単位として、０〜２５５の範囲内で適宜調整される。
また、レギュレータ２５は、ＡＣ電源２１に対して、ＡＣ電源２１の出力電力の相数Ｎだけ並列に設けられている。本実施形態では、ＡＣ電源２１として三相交流電源を用いているので、Ｎ＝３である。
また、制御装置１４には、ＡＣ電源２１から各レギュレータ２５に入力される電圧Ｖａｃ’（ここで、Ｖａｃ’＝Ｎ・Ｖａｃ）を測定する電圧測定装置２７が設けられている。
【００３１】
駆動回路２６には、ＣＰＵ２８及びメモリ２９が設けられている。メモリ２９には、複数の起動パターン（インバータ２４の出力電圧及びパルス幅のパターン）が起動パターンテーブルとして記憶されている。ＣＰＵ２８は、圧力測定装置１３の測定値と電圧測定装置２７の測定値とに基づいて、メモリ２９に記憶された起動パターンの中から適切な起動パターンを選択して、この起動パターンに基づいた動作指令をインバータ２４に出力するものである。
【００３２】
以下、このように構成される空気調和機１の動作について説明する。
この空気調和機１は、圧縮機４を動作させて、冷媒流路２内で冷媒を循環させることで、室内熱交換器３による室内雰囲気と冷媒との熱交換を行って、室内の暖房や冷房を行うものである。この空気調和機１における暖房運転と冷房運転との切替は、冷媒流路２内での冷媒の循環方向を切替えることで行われる。
【００３３】
具体的には、この空気調和機１の暖房運転時には、制御装置１４は、四方弁８を操作して、圧縮機４の冷媒出口を冷媒流路２の室内熱交換器３側に接続し、かつ、冷媒入口を冷媒流路２の室外熱交換器５側に接続する。
これにより、圧縮機４で加圧されて高温高圧となった気体冷媒が、室内熱交換器３に送り込まれ、この高温高圧の冷媒と室内雰囲気との熱交換が行われて、室内雰囲気が加熱される。
【００３４】
ここで、室内熱交換器３は、暖房運転時には、気体冷媒を凝縮液化する凝縮器として作用する。冷媒は、このようにして室内熱交換器３を通過することで凝縮液化し、さらに、室内熱交換器３の下流側に設けられる膨張弁６にて減圧されて、低温低圧の液冷媒となる。
この液冷媒は、膨張弁６の下流に設けられる室外熱交換器５に送り込まれて、室外雰囲気との熱交換が行われる。
室外熱交換器５は、暖房運転時には蒸発器として作用する。冷媒は、室外熱交換器５を通過することで、室外雰囲気から熱を奪って蒸発気化し、低温低圧の気体冷媒となる。
この気体冷媒は、四方弁８を通じて圧縮機４の冷媒入口に送り込まれ、再び圧縮機４による加圧を受けて、室内熱交換器３に送り込まれ、上記過程が繰り返される。
【００３５】
一方、この空気調和機１の冷房運転時には、制御装置１４は、四方弁８を操作して、圧縮機４の冷媒出口を冷媒流路２の室外熱交換器５側に接続し、かつ、冷媒入口を冷媒流路２の室内熱交換器３側に接続する。
これにより、圧縮機４で加圧されて高温高圧となった気体冷媒が室外熱交換器５に送り込まれ、この高温高圧の冷媒と室外雰囲気との熱交換が行われる。
【００３６】
室外熱交換器５は、冷房運転時には凝縮器として作用する。冷媒は、このようにして室外熱交換器５を通過することで室外雰囲気に熱を与えて凝縮液化し、さらに、室外熱交換器５の下流側に設けられる膨張弁６にて減圧されて、低温低圧の液冷媒となる。
この低温低圧の液冷媒は、室内熱交換器３に送り込まれて、室内雰囲気との熱交換が行われて、室内雰囲気の冷却が行われる。
室内熱交換器３は、冷房運転時には蒸発器として作用する。すなわち、冷媒は、室内熱交換器３を通過することで、室内雰囲気から熱を奪って蒸発気化する。
そして、この気体冷媒は、四方弁８を通じて圧縮機４の冷媒入口に送り込まれ、再び圧縮機４による加圧を受けて、室外熱交換器５に送り込まれ、上記過程が繰り返される。
【００３７】
この空気調和機１において、圧縮機４は、前記のようにＤＣブラシレスモータ７によって駆動される構成とされている。ＤＣブラシレスモータ７は、入力する電圧及びパルス幅を、制御装置１４によって予め設定されたＰＷＭデータの起動パターンに従って開ループ制御することで起動される。
【００３８】
ここで、圧縮機４は、冷媒流路２内の冷媒の圧力を負荷として受けており、圧縮機４を起動させるためには、ＤＣブラシレスモータ７この負荷に打ち勝つだけのトルクを発生させることができるよう、また、過電流を印加してしまうことのないよう、適切な起動パターンを選択する必要がある。
【００３９】
また、冷媒流路２は閉回路とされているので、室外雰囲気温度が高い場合や、空気調和機１の前回の運転の終了直後などには、冷媒温度が高くなり、冷媒が膨張するために、冷媒圧力が上昇する。一方、室外雰囲気温度が低い場合には、冷媒が凝縮するために冷媒圧力が低下する。
さらに、電源電圧Ｖａｃは常に一定ではなく、ある程度変動するので、ＤＣブラシレスモータ７への印加電圧Ｖａｃ’にも変動が生じる。
このため、ＤＣブラシレスモータ７の起動時には、冷媒の圧力、及びＤＣブラシレスモータ７への印加電圧Ｖａｃ’の変動も考慮して、起動パターンを選択する必要がある。
【００４０】
ここで、圧縮機４には、冷媒流路２の圧縮機入口側の冷媒圧力と、冷媒流路の圧縮機出口側の冷媒圧力とが加わる。従来構成の圧縮機では、圧縮機入口側と圧縮機出口側とで冷媒圧力に差が生じている場合には、圧縮機に作用する冷媒圧力は、冷媒流路の圧縮機入口側と圧縮機出口側とのそれぞれに対して圧力測定装置を設けて、これらの測定値に基づいて複雑な計算を行って算出する必要がある。
また、このように圧縮機に作用する正味の冷媒圧力を間接的に求める場合には、計算による誤差が生じるため、実際に圧縮機に作用する冷媒圧力を正確に求めることは困難である。
【００４１】
また、圧縮機４の作動中や作動状態から停止させた直後には、当然ながら、冷媒流路２において圧縮機出口側の流体圧力が、圧縮機入口側の流体圧力よりも高くなる。
このように冷媒流路２の圧縮機入口側と圧縮機出口側との間で圧力差が生じている状態で圧縮機４を停止させた場合には、圧縮機４の各部材間の隙間を通じて冷媒流路２の圧縮機入口側と圧縮機出口側との間の冷媒の流通が行われるが、その流通量はごくわずかである。このため、圧縮機４を停止させてから自然に冷媒流路４の圧縮機入口側と圧縮機出口側とが均圧されるまでには、非常に長い時間が必要となる。
【００４２】
これに対して、本実施の形態にかかる空気調和機１では、冷媒流路２には、前記のように、圧縮機入口側と圧縮機出口側とを接続するバイパス管路１１が設けられており、このバイパス管路１１には、均圧弁１２が設けられている。
【００４３】
以下、空気調和機１における、圧縮機４の運転・停止に伴う冷媒流路２内の冷媒圧力の変動について、図３のグラフを用いて説明する。ここでは、一例として、圧縮機４を所定時間運転した後に一旦停止させてから、再度運転する過程での冷媒圧力の変動の様子について示す。
【００４４】
一般的に、圧縮機は、過負荷による損傷を防止するため、冷媒流路の圧縮機入口側と圧縮機出口側との間での差圧がない状態で起動される。
すなわち、圧縮機出口側での流体圧力をＨｐとし、圧縮機入口側での流体圧力をＬｐとすると、運転開始時点（室外雰囲気温度Ｔｏ、室内温度Ｔ１）では、圧縮機出口側流体圧力Ｈｐと圧縮機入口側流体圧力Ｌｐとが同一の値である状態で起動される（このときの圧力をバランス圧Ｅ０とする）。
なお、均圧弁１２は、ＤＣブラシレスモータ７の起動時には閉塞されている。
【００４５】
そして、圧縮機４の運転開始を開始して、圧縮機４の運転周波数（ＤＣブラシレスモータ７のロータの回転周波数に比例している）が増加するにつれて、圧縮機出口側流体圧力Ｈｐが上昇する。そして、圧縮機４の運転を停止すると、制御装置１４が均圧弁１２を開放するので、冷媒流路２において圧縮機出口側と圧縮機入口側との間で冷媒の流通が許容され、圧縮機出口側と圧縮機入口側との均圧が速やかに行われる。
【００４６】
そして、制御装置１４は、基準時間ｔが経過したのち、再び均圧弁１２を閉塞して、圧縮機出口側と圧縮機入口側流との間での冷媒の流通を遮断する。
ここで、基準時間ｔとは、冷媒流路２の圧縮機入口側と圧縮機出口側との間の差圧が解消されるのに必要十分な時間（すなわち冷媒流路２の圧縮機入口側と圧縮機出口側との間で均圧が行われるのに必要十分な時間）であり、その値は例えば実験やシミュレーション等によって求められる。なお、基準時間ｔが経過した時点（室外雰囲気温度Ｔｏ、室内温度Ｔ１）での圧縮機出口側流体圧力Ｈｐ及び圧縮機入口側流体圧力Ｌｐの値（バランス圧）をＥ１とする。
【００４７】
ここで、バランス圧は、室内雰囲気温度に依存するものである。すなわち、バランス圧Ｅ０とＥ１との差は、それぞれの時点における室内雰囲気温度の差によって生じる冷媒の熱膨張に由来するものである。
【００４８】
そして、このように冷媒流路２の圧縮機入口側と圧縮機出口側とが均圧された状態で、圧縮機入口側に設けられた圧力測定装置１３によって、圧縮器４に加わる正確な冷媒圧力が測定される。制御装置１４は、この測定値に基づいて、ＤＣブラシレスモータ７の起動パターンの選択を行う。
以降は、圧縮機４の停止と起動の度に、上記のような起動に伴う差圧の発生と停止後の均圧処理、及び起動処理とが繰り返される。
【００４９】
この空気調和機１では、制御装置１４は、ＤＣブラシレスモータ７の起動に先立って均圧弁１２を開放するので、冷媒流路２の圧縮機入口側と圧縮機出口側との間でバイパス管路１１を通じた冷媒の流通が行われることとなり、冷媒流路２の圧縮機入口側と圧縮機出口側との間の差圧が速やかに解消される。
このように冷媒流路２の圧縮機入口側と圧縮機出口側とが均圧されるので、圧縮機入口側に設けられた圧力測定装置１３によって、圧縮器４に加わる正確な冷媒圧力が測定される。そして、この測定値に基づいて、制御装置１４による起動パターンの選択が行われる。
【００５０】
このように構成される空気調和機１では、本発明にかかるＤＣブラシレスモータの起動方法を用いることで、ＤＣブラシレスモータ７の起動条件の決定に必要な情報を、正確かつ迅速に得ることができるので、ＤＣブラシレスモータ７の起動を、確実かつ迅速に行うことができる。
また、この空気調和機１では、冷媒流路２の圧縮機入口側と圧縮機出口側とが均圧された状態で冷媒圧力の測定を行う。このため、圧力測定装置１３を、冷媒流路２の圧縮機入口側にだけ設ければよいので、装置コストが低減される。
また、この空気調和機１では、冷媒流路２において圧縮機入口側と圧縮機出口側との差圧がほぼ解消された状態でＤＣブラシレスモータ７を起動するので、ＤＣブラシレスモータ７に加わる負担が大幅に低減される。
【００５１】
以下、ＤＣブラシレスモータ７の起動条件について、具体的に説明する。これらの条件は、発明者らの試験によって求められたものである。
次の表１に、単相５馬力の圧縮機４における、バランス圧ＥとＤＣブラシレスモータ７の起動に必要なトルク（以下「起動トルク」とする）との関係を示す。なお、ここでは、起動トルクをその大きさに基づいてＡ〜Ｈにラング分けしている。
【００５２】
【表１】
2005172249.tif 000003
【００５３】
次の表２に、発明者らの試験によって得られた、各ランクの起動トルクを得るためにＤＣブラシレスモータ７に入力しなければならないパルス幅を示す。なお、以降は、起動トルクの大きさとしては、各ランクの最大値を用いる。
表２では、電源電圧Ｖａｃ［Ｖ］として、１６０Ｖから２８０Ｖまでの２０Ｖ刻みの各電圧について、圧縮機運転周波数が２［ｒｐｓ］である場合と、１０［ｒｐｓ］である場合とのそれぞれの場合について示した。
【００５４】
【表２】
2005172249.tif 000004
【００５５】
また、次の表３、表４に、入力する電源電圧・パルス幅とＤＣブラシレスモータ７の最大トルクとの関係を示す。ここで、表３は、圧縮機運転周波数が２［ｒｐｓ］である場合について示したものであり、表４は、圧縮機運転周波数が１０［ｒｐｓ］である場合について示したものである。
【００５６】
【表３】
2005172249.tif 000005
【００５７】
【表４】
2005172249.tif 000006
【００５８】
さらに、表２の内容をパルス幅についてまとめたものを、次の表５に示す。
【００５９】
【表５】
2005172249.tif 000007
【００６０】
以上の表１〜５の内容を、パルス幅の小さい順に整理すると、次の表６の左側に示す起動パターンＰ１〜Ｐ１９が得られる。ここで、表６では、電源電圧２８０、１８０、１６０［Ｖ］のみに関係する内容を除いている。
【００６１】
【表６】
2005172249.tif 000008
【００６２】
また、表６の右側に、入力する電源電圧・バランス圧が決まるとどの起動パターンを選択することになるかについて示した。ここで、表６の右側では、数字は電源電圧、アルファベットはバランス圧のランクを示している。例えば、２００Ａとある場合には、電源電圧２００［Ｖ］、バランス圧はＡランク（０．５［ＭＰａ］）であることを示している。
制御装置１４のメモリ２９は、この表６の内容をテーブルとして保持している。
【００６３】
以下、この空気調和機１の制御装置１４による、ＤＣブラシレスモータ７の起動手順について、具体的に説明する。
制御装置１４では、ＣＰＵ２８が、圧力測定装置１３の測定値（バランス圧Ｅ）及び電圧測定装置２７の測定値（電圧Ｖａｃ’）を検出して、この値と、メモリ２９に予め保持させておいた表６の右側の内容とに基づいて、起動パターンＰ１〜Ｐ１９から、適切な起動条件を決定する。
基本的には、電源電圧が低ければ低いほど、またバランス圧のランクが高ければ高いほど、よりパルス幅の広い起動パターンを選択する。
【００６４】
そして、制御装置１４は、ＤＣブラシレスモータ７の起動にあたって、まずこれら各起動パターンＰ１〜Ｐ１９のうちのいずれかに従って起動処理を行う。そして、起動が成功しなかった場合には、予め定めた規則に従い、他の起動パターンに従って起動処理を行い、以降は起動が成功するまで、よりパルス幅の広い起動パターンに移行して、ＤＣブラシレスモータ７の起動を試みる。
【００６５】
例えば、電源電圧２００［Ｖ］、バランス圧はＣランク（１［ＭＰａ］）である場合には、まず、起動パターンＰ１１に従ってＤＣブラシレスモータ７の起動が行われる。
ここで、起動パターンＰ１１では、圧縮機運転周波数が２［ｒｐｓ］の場合のパルス幅は７で、圧縮機運転周波数が１０［ｒｐｓ］の場合のパルス幅は２８である。
そして、起動パターンＰ１１によってもＤＣブラシレスモータ７が起動できなかった場合には、よりパルス幅の広い、起動パターンＰ１３に移り、再び起動処理を行う。
ここで、起動パターンＰ１３では、圧縮機運転周波数が２［ｒｐｓ］の場合のパルス幅は８で、圧縮機運転周波数が１０［ｒｐｓ］の場合のパルス幅は３０である。
【００６６】
以降は、起動に成功するまで、順次パルス幅の広い起動パターンに移行してゆく。具体的には、起動パターンＰ１６、起動パターンＰ１８、起動パターンＰ１９、の順番で起動を試す。
そして、最もパルス幅の広い起動パターン１９をもってしても起動に失敗した場合には、過電流が生じている可能性を考慮して、最もパルス幅の狭い起動パターンＰ８に従って起動を試す。
【００６７】
なお、上述した電圧測定装置２７の測定値に基づきメモリ２９上のマップを参照して起動パターンを選択する制御シーケンスを毎回行う起動制御に代えて、メモリ２９または他の不揮発性メモリなどの記憶装置に格納された、以前の起動成功時の起動条件（例えば前回起動成功時の起動条件）を参照して、ＤＣブラシレスモータ７の起動を行う起動制御を行ってもよい。
【００６８】
具体的には、制御装置１４は、ＤＣブラシレスモータ７の起動に成功した場合、メモリ２９もしくは他の記憶装置に起動成功時の起動条件を格納するとともに、起動が成功した旨のフラグ情報を格納する。
そして、その後の起動時に、制御装置１４は、電圧測定装置２７の測定値を検出する測定値取得ステップを実行する前に、メモリ２９もしくは他の記憶装置に格納されたフラグ情報を参照し、前回成功しているか否かを判断する。
フラグ情報が前回成功との情報を格納している場合には、制御装置１４はさらに前回成功時の起動条件を、メモリ２７もしくは他の記憶装置の所定の記憶領域から読み出す処理を行い、読み出した起動条件に基づきＤＣブラシレスモータ７の起動処理を行う。
【００６９】
この起動制御に失敗した場合に、制御装置１４は上述した電圧測定装置２７の測定値を検出する処理へと移行し、電圧測定装置２７の測定値に基づいた起動制御を行う。
このような前回の起動成功時の起動条件に基づく起動処理を試行するシーケンスを組み込むことにより、空気調和器の長期的な視野に立った起動確率をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の一実施形態にかかる空気調和機の冷媒回路図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる空気調和機の構成を示すブロック図である。
【図３】コンプレッサの動作と冷媒流路の圧縮機入口側の冷媒圧力Ｌｐ及び圧縮機出口側の冷媒圧力Ｈｐの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７１】
１  空気調和機
２  冷媒流路
３  室内熱交換器
４  圧縮機
５  室外熱交換器
６  膨張弁（絞り抵抗器）
７  ＤＣブラシレスモータ
１１  バイパス管路
１２  均圧弁
１３  圧力測定装置
１４  制御装置
２７  メモリ（記憶装置）
【図１】
2005172249.tif 000009
【図２】
2005172249.tif 000010
【図３】
2005172249.tif 000011