(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源が接続されて電力が供給されるファンと、前記商用電源の電圧波形より生成される全波整流波形の予め設定された所定電圧以下のゼロクロス点を検出し、この検出されたゼロクロス点に基づいて前記商用電源の電圧波形と同期した立ち上がりおよび立ち下がりを有する電源同期信号を生成する電源同期信号生成装置と、前記ファンを駆動するためのファン駆動制御信号を出力するタイミングの基準を前記電源同期信号の立ち上がりあるいは立ち下がりのどちらか一方に選択し切り替える切替手段と、前記切替手段により選択された立ち上がりあるいは立ち下がりを基準にして出力されるファン駆動制御信号に基づき前記ファンを駆動するファン駆動手段と、を備え、ファン駆動制御信号を出力するタイミングの基準を切り替えることによって前記ファンの回転数を制御するようにしたことを特徴とする冷凍・空調装置。
【請求項２】
ファンの回転数を検知するファン回転数検知手段と、前記ファン回転数検知手段により検出されたファンの回転数が予め設定された設定回転数の範囲内にあるかどうかを比較するファン回転数比較手段と、前記ファン回転数比較手段よりの信号に基づき、前記ファンを駆動制御するためのファン駆動制御信号を出力するタイミングの基準を電源同期信号の立ち上がりあるいは立ち下がりのどちらか一方に選択し切り替える切替手段と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の冷凍・空調装置。
【請求項３】
ファンを駆動するためのファン駆動制御信号を出力するタイミングの基準を電源同期信号の立ち上がりあるいは立ち下がりのどちらか一方に切り替える切替手段を備え、ファンの回転数が予め設定された設定回転数に近くなる方に基準を切り替えるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の冷凍・空調装置。
【請求項４】
商用電源が接続されて電力が供給されるファンと、前記商用電源の電圧波形より生成される全波整流波形の予め設定された所定電圧以下のゼロクロス点を検出し、この検出されたゼロクロス点に基づいて前記商用電源の電圧波形と同期した立ち上がりおよび立ち下がりを有する矩形波状の電源同期信号を生成する電源同期信号生成装置と、前記ファンの回転数を検知するファン回転数検知手段と、前記ファン回転数検知手段により検出されたファンの回転数を予め設定された設定回転数と比較するファン回転数比較手段と、前記ファン回転数比較手段よりの信号に基づき、前記ファンを駆動するためのファン駆動制御信号を出力するタイミングの基準を前記矩形波状の電源同期信号の立ち上がりあるいは立ち下がりのどちらか一方に選択し切り替える立ち上がり・立ち下がり切替手段と、前記立ち上がり・立ち下がり切替手段により選択された立ち上がりあるいは立ち下がりを基準にして出力されるファン駆動制御信号に基づき前記ファンを駆動するファン駆動手段と、を備えたことを特徴とする冷凍・空調装置。
【請求項５】
外部よりファン駆動制御信号の出力の基準を切り替えるようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちの１項に記載の冷凍・空調装置。
【請求項６】
ファンの回転数が異常であることを外部に通報するようにしたことを特徴とする請求項２乃至請求項５のうちの１項に記載の冷凍・空調装置。
【請求項７】
商用電源が接続されて電力が供給されるファンを備えた冷凍・空調装置において、商用電源の電圧波形より生成される全波整流波形の予め設定された所定電圧以下のゼロクロス点を検出し、この検出されたゼロクロス点に基づいて前記商用電源の電圧波形と同期した立ち上がりおよび立ち下がりを有する電源同期信号を生成する電源同期信号生成ステップと、前記ファンの回転数を検知するファン回転数検知ステップと、前記ファン回転数検知ステップにより検出されたファンの回転数を予め設定された設定回転数と比較するファン回転数比較ステップと、前記ファン回転数比較ステップよりの信号に基づき、前記ファンを駆動するためのファン駆動制御信号を出力するタイミングの基準を前記電源同期信号の波形の一部から前記波形の別の一部に切り替える切替ステップと、前記切替ステップにより切り替えられた前記電源同期信号の波形の基準より所定時間後に出力されるファン駆動制御信号に基づき前記ファンを駆動するファン駆動ステップと、を備えたことを特徴とする冷凍・空調装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、商用電源の電圧波形をもとにファンの回転数制御を行う冷凍・空調装置およびその制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来の技術としては、例えば特開平３−１５２３３７号公報などが開示されている。特開平３−１５２３３７号公報には、商用電源に接続されている室内ユニット及び室外ユニットを制御する空調制御手段が設けられ、商用電源の電力波形に基づき送信信号を生成して室内ユニットから室外ユニットへあるいは室外ユニットから室内ユニットへ出力する送信手段と、送信手段の送信信号を受けて送信信号に対応した上記商用電源の電力波形に基づいて制御信号を生成し取り込む受信手段と、が設けられている。
【０００３】
そして、上記商用電源の電力波形のゼロクロス点を検出して割り込み信号を出力するゼロクロス検出手段と、該ゼロクロス検出手段が出力する割り込み信号の立ち上がりによって送信手段および受信手段に対して入出力動作を実行するように動作信号を出力する第１割り込み制御手段および該ゼロクロス検出手段が出力する割り込み信号の立ち下がりによって送信手段および受信手段に対して入出力動作を実行するように動作信号を出力する第２割り込み制御手段と、が設けられ、上記第１割り込み制御手段あるいは上記第２割り込み制御手段の割り込み処理を切り替える割り込み処理切替手段を備え、商用電源にノイズが混入し上記動作信号とノイズが一致して動作信号が判別できなくなったときに上記割り込み切替手段にて上記第１割り込み制御手段あるいは第２割り込み制御手段を切り替えるようにしている。
【０００４】
また、図８は従来の空調装置のファンの制御の内容を表した図である。図において、２０１は商用電源、２３０は空調装置の室内機であり接続配線２０２によって商用電源２０１と接続されている。２０３は電圧波形のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出回路、２０４は電源同期信号生成手段、２０５はマイコンなどの制御手段、２０６はファン駆動手段、２０７は室内機２３０内に設けられたファンである。
【０００５】
商用電源２０１から供給される電力の電圧波形をもとにして室内に吹き出される風量が所定の風量となるようにファンの運転制御を行っている。図９は電圧波形に対する電源同期信号とファン駆動制御信号の関係を説明した図である。図において横軸は時間を、縦軸には電圧波形の電圧、電源同期信号およびファン駆動制御信号を表している。商用電源２０１の電圧波形ａをもとにダイオードブリッジなどにより全波整流波形ｂを生成し、この全波整流波形ｂのゼロポイント付近（全波整流波形ｂの予め設定されたＶ１（Ｖ）以下のポイント）であるゼロクロス点がゼロクロス検出回路２０３によって検出され、このゼロクロス点に基づいて電源同期信号生成手段２０４によって電圧波形ａと同期した矩形波状の電源同期信号ｃが生成される。
【０００６】
電源同期信号生成手段２０４にて生成された電源同期信号ｃはマイコンなどの制御手段２０５に入力され、ファン駆動立ち上がり信号生成手段２３１あるいはファン駆動立ち下がり信号生成手段２３２のどちらか予め決められた方に入力され、ファン駆動立ち上がり信号生成手段２３１に入力された場合は矩形波状の電源同期信号ｃの立ち上がり２３３を基準に、あるいはファン駆動立ち下がり信号生成手段２３２に入力された場合は立ち下がり２３４を基準にして所定の時間後にファン駆動制御信号ｄを出力する。このファン駆動制御信号ｄに基づいてファン駆動手段２０６は、商用電源２０１の電圧波形を図中の電圧波形ａの斜線で示した部分をスイッチングしファン２０７に印加する電圧波形を生成する。この電圧波形の平均電圧の大きさによってファン２０７の回転数の制御を行っている。図９ではたとえば電源同期信号ｃの立ち下がり２３４（電圧波形のゼロボルトポイントよりｔ０時間後）を基準にして所定時間ｔａ後にファン駆動制御信号ｄを出力している例が記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように特開平３−１５２３３７号公報に開示された従来の空調装置では、室内ユニットから室外ユニットへあるいは室外ユニットから室内ユニットへとユニット間での通信による圧縮機の容量の制御方法については開示されているが、信号のノイズによる通信への悪影響を防止しようとしているので、電力を使用したファンに対し電源の歪み対策を行ったものではない。したがって、電源の歪みによりファンの回転数が変動することによる能力不足という問題を解決するものではない。
【０００８】
また、図８に示した従来の空調装置では、ファンの駆動制御は開示されているが、電源同期信号生成装置２０４にて生成された電源同期信号ｃは制御手段２０５に入力され、矩形波状の電源同期信号ｃの立ち上がり２３３あるいは立ち下がり２３４のどちらか一方を基準にして所定の時間後にファン駆動制御信号を出力することは行っていたが、電源歪みあるいはノイズの混入に対応してファン駆動制御信号の出力の基準を切り替えることは行っていなかった。
【０００９】
そのため、商用電源の電圧波形が歪んでいる場合、電源同期信号ｃの立ち上がりもしくは立ち下がりが通常よりもズレるため電源同期信号ｃの立ち上がりもしくは立ち下がりから所定時間後に出力されるファン駆動制御信号ｄも必要タイミングよりズレて、ファンの回転数がハンチングしたりして安定したファン駆動制御（ファン回転数一定）ができなかった。また、電源同期信号ｃの立ち上がりもしくは立ち下がりのの基準を切り替える切替手段を有していないため、ファン駆動制御信号ｄの出力タイミングの基準となる電源同期信号ｃの立ち上がりもしくは立ち下がりを切り替えることもできず、安定したファン制御を行うことができなかった。
【００１０】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、市場での電源事情が悪く商用電源に歪みが重畳しても、安定したファンの制御が行える信頼性の高い空調・冷凍装置を得ることを目的とする。
【００１１】
また、ファンの回転数が設定範囲内に入るようにファン駆動制御信号を出力する基準となる電源同期信号の立ち上がりもしくは立ち下がりを切り替えて安定したファン駆動を行うことを目的とする。
【００１２】
また、ファンの回転数が設定回転数に近くなるように、ファン駆動制御信号を出力する基準となる電源同期信号の立ち上がりあるいは立ち下がりのどちらか一方を選択して、常に設定回転数に近い状態でのファン駆動を行うことを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の発明は、商用電源が接続されて電力が供給されるファンと、ファンが設置されたユニット内に設けられ商用電源の電圧波形より生成される全波整流波形の予め設定された所定電圧以下のゼロクロス点を検出し、この検出されたゼロクロス点に基づいて商用電源の電圧波形と同期した立ち上がりおよび立ち下がりを有する電源同期信号を生成する電源同期信号生成装置と、ファンが設置されたユニット内に設けられファンを駆動するためのファン駆動制御信号を出力するタイミングの基準を電源同期信号の立ち上がりあるいは立ち下がりのどちらか一方に選択し切り替える切替手段と、ファンが設置されたユニット内に設けられ切替手段により選択された立ち上がりあるいは立ち下がりを基準にして出力されるファン駆動制御信号に基づきファンを駆動制御するファン駆動手段と、を備えたものである。
【００１４】
また、本発明の第２の発明は、ファンの回転数を検知するファン回転数検知手段と、ファン回転数検知手段により検出されたファンの回転数が予め設定された設定回転数の範囲内にあるかどうかを比較するファン回転数比較手段と、ファン回転数比較手段よりの信号に基づき、ファンを駆動制御するためのファン駆動制御信号を出力するタイミングの基準を電源同期信号の立ち上がりあるいは立ち下がりのどちらか一方に選択し切り替える切替手段と、を備えたものである。
【００１５】
また、本発明の第３の発明は、ファンの回転数が予め設定された設定回転数に近くなるように切替手段によってファンを駆動するためのファン駆動制御信号を出力するタイミングの基準を切り替えるようにしたものである。
【００１６】
また、本発明の第４の発明は、商用電源が接続されて電力が供給されるファンと、商用電源の電圧波形より生成される全波整流波形の予め設定された所定電圧以下のゼロクロス点を検出し、この検出されたゼロクロス点に基づいて商用電源の電圧波形と同期した立ち上がりおよび立ち下がりを有する矩形波状の電源同期信号を生成する電源同期信号生成装置と、ファンの回転数を検知するファン回転数検知手段と、ファン回転数検知手段により検出されたファンの回転数を予め設定された設定回転数と比較するファン回転数比較手段と、ファン回転数比較手段よりの信号に基づき、ファンを駆動するためのファン駆動制御信号を出力するタイミングの基準を矩形波状の電源同期信号の立ち上がりあるいは立ち下がりのどちらか一方に選択し切り替える立ち上がり・立ち下がり切替手段と、前記立ち上がり・立ち下がり切替手段により選択された立ち上がりあるいは立ち下がりを基準にして出力されるファン駆動制御信号に基づきファンを駆動制御するファン駆動手段と、を備えたものである。
【００１７】
また、本発明の第５の発明は、外部よりファン駆動制御信号の出力の基準を切り替えるようにしたものである。
【００１８】
また、本発明の第６の発明は、ファンの回転数が異常であることを外部に通報するようにしたものである。
【００１９】
また、本発明の第７の発明は、商用電源が接続されて電力が供給されるファンを備えた冷凍・空調装置において、商用電源の電圧波形より生成される全波整流波形の予め設定された所定電圧以下のゼロクロス点を検出し、この検出されたゼロクロス点に基づいて商用電源の電圧波形と同期した立ち上がりおよび立ち下がりを有する電源同期信号を生成する電源同期信号生成ステップと、ファンの回転数を検知するファン回転数検知ステップと、ファン回転数検知ステップにより検出されたファンの回転数を予め設定された設定回転数と比較するファン回転数比較ステップと、ファン回転数比較ステップよりの信号に基づき、ファンを駆動するためのファン駆動制御信号を出力するタイミングの基準を電源同期信号の波形の一部から波形の別の一部に切り替える切替ステップと、切替ステップにより切り替えられた電源同期信号の波形の基準より所定時間後に出力されるファン駆動制御信号に基づきファンを駆動制御するファン駆動制御ステップと、を備えたものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１の構成を表すブロック図である。また、図６は商用電源の電圧波形がひずんでいる場合のファン制御部の動作図である。図において、３０は空調装置の室内機であり接続配線２によって商用電源１と接続されている。３は商用電源１の電圧波形のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出回路、４はゼロクロス検出回路３にて検出されたゼロクロス点に基づき商用電源１の電圧波形と同期するようにゼロクロス点と同タイミングで矩形波状の電源同期信号を生成する電源同期信号生成装置、８は電源同期信号生成装置４により生成された矩形波状の電源同期信号の立ち上がり３３を基準に所定時間後にファン７を駆動するためのファン駆動制御信号を出力するファン駆動立ち上がり信号生成手段８１あるいは矩形波状の同期信号出力信号の立ち下がり３４を基準に所定時間後にファン７を駆動するためのファン駆動制御信号を出力するファン駆動立ち下がり信号生成手段８２のうちの一方を選択して切り替える立ち上がり・立ち下がり選択手段である。
【００２１】
６は立ち上がり・立ち下がり切替手段により選択されたファン駆動立ち上がり信号生成手段８１あるいはファン駆動立ち下がり信号生成手段８２により生成されるファン駆動制御信号に基づきファン７に印可する電圧波形を生成しファン７を駆動制御するファン駆動手段、９はファン７の回転数を検知するファン回転数検知手段、１０はファン回転数検知手段９によって検出されたファン７の回転数を予め設定された目標回転数と比較するファン回転数比較手段である。
【００２２】
次に動作について説明する。図６において、横軸は時間を表し、縦軸には商用電源１の電圧波形、全波整流波形、電源同期信号およびファン駆動制御信号を表している。商用電源１の電圧波形は０（Ｖ）を中心に図中の上側がプラスをあらわす。また、電源同期信号ｆは商用電源１の電圧波形に同期して立ち上がり３３、立ち下がり３４を有する矩形波状の信号であり、ファン駆動制御信号は電源同期信号の立ち上がりあるいは立ち下がりのどちらか一方を基準にして出力される矩形波状の信号である。図においては、電源同期信号ｆの立ち下がり３４を基準にしてファン駆動制御信号を出力する場合が図中のｇで表され、電源同期信号ｆの立ち上がり３３を基準にしてファン駆動制御信号を出力する場合が図中のｈで表されている。
【００２３】
通常は、図９に示すように、商用電源２０１の電圧波形ａをダイオードブリッジなどにより全波整流波形ｂを生成し、この全波整流波形ｂのゼロポイント付近（全波整流波形ｂの予め設定されたＶ１（Ｖ）以下のポイント）であるゼロクロス点がゼロクロス検出回路２０３によって検出され、このゼロクロス点に基づいて電源同期信号生成装置２０４によって電圧波形ａと同期した矩形波状の立ち上がり２３３および立ち下がり２３４を有する電源同期信号ｃが生成される。
【００２４】
そして矩形波状の電源同期信号ｃの予め決められている立ち上がり２３３あるいは立ち下がり２３４の一方を基準として所定時間後に、ファンを駆動制御するためのファン駆動制御信号ｄが生成され、ファン駆動手段６に出力される。図９では矩形波状の電源同期信号ｃの立ち下がり２３４を基準として所定時間ｔａ後に、ファンを駆動制御するためのファン駆動制御信号ｄが生成され、ファン駆動手段６に出力する例が記載されている。ファン駆動手段６はファン駆動制御信号ｄに基づき商用電源２０１の電圧波形を図中の電圧波形ａの斜線で示した部分をスイッチングしファン２０７に印加する電圧波形を生成する。この生成された電圧波形の平均電圧の大きさによりファン７の回転数の制御を行う。ここで、通常は矩形波状の電源同期信号ｃの立ち上がり２３３を基準とする場合は、ファンを駆動制御するためのファン駆動制御信号をファン駆動手段６に出力する所定時間は、電源同期信号ｃの時間幅α分を考慮してｔａ＋α時間後にしている。
【００２５】
しかしながら、図６に示すように商用電源１０１の電圧波形がｄのように歪み、ゼロクロス点近傍も歪んでいる場合について説明する。たとえば、ファン７を駆動制御するためのファン駆動制御信号ｇを出力するための基準が電源同期信号の立ち下がり３４に設定してあり、商用電源１の電圧波形ｄのゼロクロス近傍が歪んでいる場合は、電源同期信号ｆの時間幅がβ分だけ大きくなり、このβ分だけ立ち下がり３４のタイミングが電圧波形１が歪んでいない場合に比べて遅れる。
【００２６】
従来は、電源同期信号がｆのように立ち下がりのタイミングが通常のタイミング（図９中の電源同期信号ｃの立ち下がり２３４のタイミング）よりも遅れた場合でも、電源同期信号ｆの立ち下がり３４を基準にして所定時間ｔａ後にファン駆動制御信号を生成するため、このファン駆動制御信号の出力のタイミングも通常（図９中の電源同期信号ｃの立ち下がり２３４を基準にした場合）に対してβだけ遅れる。
【００２７】
したがって、出力タイミングの遅れたファン駆動制御出力信号ｇがファン駆動手段６に入力されると、ファン駆動手段６は、ファン駆動制御信号ｇに基づいて商用電源１の電圧波形を図中の電圧波形ｄの斜線で示した部分をスイッチングしファン７に印加する電圧波形を生成する。よってファン駆動制御出力信号ｇの出力タイミングのズレた分（β）だけファン７に印加される電圧波形の出力面積が小さく（図６中の電圧波形の黒塗りの部分だけ小さく）なるため、ファン７に印加される平均電圧が下がり、ファン７の回転数が低下する。
【００２８】
ファン７の回転数はファン回転数検知手段９によって検知しており、検知した回転数の情報は、ファン回転数比較手段１０によって、予め設定された目標回転数と比較される。ここで、ファン回転数比較手段１０によって、ファンの回転数が目標回転数範囲内であると判断した場合は、その状態のまま運転を続けるが、ファン回転数比較手段１０によって、ファン７の回転数が目標回転数範囲内でないと判断した場合は、立ち上がり・立ち下がり切替手段８によってファン駆動制御信号を出力するタイミングの基準を、現状（立ち下がり３３基準）から他方（立ち上がり３４基準）に切り替える。
【００２９】
そして、電源同期信号の立ち下がり３４を基準にしていたときはファン駆動制御出力信号を出力するまでの所定時間がｔａであったものが、立ち上がり３３を基準に切り替えた場合は所定時間はｔａ＋α後に変更されてファン駆動制御出力信号ｈが生成され、ファン駆動制御装置６に入力される。ファン駆動制御装置６は、ファン駆動制御信号ｈに基づき商用電源１の電圧波形ｄの斜線部分に黒塗りの部分を加えた部分をスイッチングしファン７に印加する電圧波形を生成し、この電圧波形の平均電圧の大きさによりファン７の回転数の制御を行う。
【００３０】
したがって、ファン駆動制御信号の出力するタイミングの基準を切り替えることによって、ファン駆動制御信号の出力されるタイミングが変更され、電圧波形が歪んでいた場合でも、歪んでいない方の基準が選定されるので、安定したファンの駆動制御が行える。よって、電源同期信号の立ち下がり３４を基準にしてファン駆動制御信号ｇの出力タイミングがβだけズレてファン７に印加される平均電圧が下がり、ファン７の回転数が低下することがなくなり、ファン７の安定した制御が行える。
【００３１】
同様に、予めファン駆動制御出力信号を生成するための基準が電源同期信号の立ち上がり３３に設定されている場合は、立ち上がり３３のタイミングからの所定時間（ｔａ＋α）後にファン駆動制御信号を出力するようにしている。この場合は、立ち上がり・立ち下がり切替手段８により、ファン駆動制御信号の出力の基準を現状（立ち上がり３３基準）から他方（立ち下がり３４基準）に切換え、ファン駆動制御信号の出力のタイミングも立ち下がり３４のタイミングからの所定時間ｔａ後に変更してファン駆動制御信号を出力し、ファン７の回転数の制御を行うようにすれば、同様の効果が得られるのは言うまでも無い。
【００３２】
本実施の形態では、立ち上がり・立ち下がり切替手段８によってファン駆動制御信号を出力するタイミングの基準を、電源同期信号の立ち下がり３４あるいは立ち上がり３３に自動で切り替えるように説明したが、別に自動でなくてもよく、図２に示したように手動で切り替えるようにしても良い。図２は、本発明の実施の形態１の別の構成を表すブロック図である。図において、３０は空調装置の室内機であり接続配線２によって商用電源１と接続されている。３は商用電源１の電圧波形のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出回路である。
【００３３】
４はゼロクロス検出回路３にて検出されたゼロクロス点に基づき商用電源１の電圧波形と同期するようにゼロクロス点と同タイミングで矩形波状の電源同期信号を生成する電源同期信号生成装置、８は電源同期信号生成装置４により生成された矩形波状の電源同期信号の立ち上がり３３を基準に所定時間後にファン７を駆動するためのファン駆動制御信号を出力するファン駆動立ち上がり信号生成手段８１あるいは矩形波状の同期信号出力信号の立ち下がり３４を基準に所定時間後にファン７を駆動するためのファン駆動制御信号を出力するファン駆動立ち下がり信号生成手段８２のうちの一方を選択して切り替える立ち上がり・立ち下がり切替手段である。
【００３４】
６は立ち上がり・立ち下がり切替手段により選択されたファン駆動立ち上がり信号生成手段８１あるいはファン駆動立ち下がり信号生成手段８２により生成されるファン駆動制御信号に基づきファン７に印可する電圧波形を生成しファン７を駆動制御するファン駆動手段である。ここで、ファンの回転数が低下し冷房能力不足や暖房能力不足などの異常が感じられた時などに、別途設けられた立ち上がり・立ち下がり切替手段８を手動スイッチ（図示せず）にしてファン駆動制御信号を出力するタイミングの基準を、電源同期信号ｆの立ち下がり３４あるいは立ち上がり３３のどちらか一方に（現在使用されている方から使用されていない方に）手動（人手）により切り替えるようにしている。
【００３５】
したがって、図１で説明したようなファン７の回転数検知手段９などを設けなくても安価なスイッチを設けるだけで立ち上がり３３あるいは立ち下がり３４の基準を簡単に切り替えることができるので、商用電源１の電圧波形の歪みによりファン７の回転数が低下し、低下したことによる冷房能力不足や暖房能力不足が回避できるようになる。
【００３６】
次に動作内容についてフローチャートを用いて詳しく説明する。図３は本発明の実施形態１の全体の動作を表すフローチャート図、図４は本発明の実施形態１の基準切替動作を表すフローチャート図である。図３において、Ｓ１はスタート、Ｓ２はファン駆動、Ｓ３は商用電源１の電圧波形をもとにダイオードブリッジなどにより全波整流波形を生成し、この全波整流波形のゼロボルト付近（全波整流波形の予め設定されたＶ１（Ｖ）以下のポイント）であるゼロクロス点を検出するゼロクロス検出ステップ、Ｓ４はゼロクロス検出ステップＳ３によって検出されたゼロクロス点に基づいて電源同期信号生成装置４により矩形波状の電源同期信号を生成するステップ、Ｓ５はファン７を駆動するためのファン駆動制御信号を出力するタイミングの基準がステップＳ４にて生成された矩形波状の電源同期信号の立ち上がりあるいは立ち下がりのどちらになっているかを判断する立ち上がり・立ち下がり判断ステップである。
【００３７】
Ｓ６は立ち上がり・立ち下がり判断ステップＳ５にて基準が立ち下がりになっていた場合に、立ち下がりを基準にして所定時間（ｔａ）後にファン駆動制御信号を出力するステップ、Ｓ７は立ち上がり・立ち下がり判断ステップＳ５にて基準が立ち上がりになっていた場合に、立ち上がりを基準にして所定時間（ｔａ＋α）後にファン駆動制御信号ｈを出力するステップ、Ｓ８はステップＳ６あるいはステップＳ７にて出力されたファン駆動制御信号をもとに商用電源１の電圧波形をスイッチングしファン７に印加する電圧波形を生成し、生成された電圧波形の平均電圧の大きさによりファンの回転数を制御するステップである。
【００３８】
図４において、Ｓ１０１はスタート、Ｓ１０２はファン７の回転数を検知する回転数検知ステップ、Ｓ１０３はステップＳ１０２にて検出されたファンの回転数が予め設定された設定回転数の範囲内かどうかを比較する回転数比較ステップ、Ｓ１０４はステップＳ１０３にてファン７の回転数が予め設定された設定回転数の範囲内に無い場合にファン駆動制御信号を出力するタイミングの基準を、矩形波状の電源同期信号の立ち上がり３３あるいは立ち下がり３４のうち現在使用されている基準となっていない方に切り替える切替ステップである。
【００３９】
ここで、本発明のファン７を駆動制御するファン駆動制御信号の出力の基準を変更する制御フローについて図４にて説明する。Ｓ１０２にてファン７の回転数を検出し、Ｓ１０３でステップＳ１０２により検出されたファン７の回転数が設定範囲内かどうか比較し、もし設定範囲内に無いときはステップＳ１０４に進みファン駆動立ち上がり制御手段８１あるいはファン駆動立ち下がり制御手段８２を現在使用されていない方に切り替える。すなわち、現在基準として使用されている電源同期信号の立ち上がり３３あるいは立ち下がり３４のうちの一方を現在使用されていない方に切り替える制御を行っている。もしステップＳ１０３にてステップＳ１０２により検出されたファン７の回転数が設定範囲内にあるときは基準を変更しないでそのままの基準で次の動作に進むように制御している。ここでステップＳ１０３とステップＳ１０４の動作はたとえば回転数比較手段１０にて行われ、切り替えられた基準がどちらになっているかの情報は後述する全体動作フローチャート図におけるステップＳ５にて基準がどちらになっているかの情報として使用されている。
【００４０】
次に全体動作の説明を図３にて行う。ステップＳ２にてファン７が駆動されるとステップＳ３にて商用電源１の電圧波形ａのゼロボルト付近であるゼロクロス点をゼロクロス検出回路が検出し、ステップＳ４にて矩形波状の電源同期信号ｆを電源同期信号生成装置４にて生成する。ステップＳ５にてファン７を駆動制御するためのファン駆動制御信号の出力の基準が電源同期信号ｆの立ち上がり３３あるいは立ち下がり３４のどちらになっているかの情報をたとえば回転数比較手段１０を参照することによって入手し、もし基準が立ち下がり３４になっていた場合にはステップＳ６にて立ち下がり３４基準にて所定時間（ｔａ）後にファン駆動制御信号ｇを出力する。
【００４１】
もし基準が立ち上がり３３になっていた場合には所定時間（ｔａ＋α）後にファン駆動制御信号ｈを出力する。そしてステップＳ８にてファン駆動手段６はファン駆動制御信号に基づき商用電源１の電圧波形をスイッチングしファン７に印加する電圧波形を生成し、この電圧波形の平均電圧の大きさによりファン７の回転数の変更などの制御を行う。
【００４２】
したがって、ファン駆動制御信号の出力するタイミングの基準を切り替えることによって、ファン駆動制御信号の出力されるタイミングが変更され、電圧波形が歪んでいた場合でも、歪んでいない方の基準に切り替えることができるので、ファン７の回転数が設定回転数の範囲内に入り、安定したファンの駆動制御が行える。
【００４３】
発明の実施の形態２．
図５は本発明の実施形態２の基準切替動作を表すフローチャート図である。図５はファン７を駆動制御するファン駆動制御信号の出力の基準を変更する制御フローについて示してある。  図において、Ｓ１１１はスタート、Ｓ１１２は所定時間経過したかどうかを判断する時間判断ステップ、Ｓ１１３はファン７の回転数を検知する回転数検知ステップ、Ｓ１１４はファン回転数検出ステップＳ１１３により検出されたファン７の回転数を予め設定されている設定回転数と比較しファン７の回転数が前回検出したファンの回転数とどちらが設定回転数に近いかを判断するファン回転数比較ステップ、Ｓ１１５はステップＳ１１４にてファン７の回転数が前回検出した回転数よりも予め設定された設定回転数に近い場合にファン駆動制御信号を出力するタイミングの基準を、矩形波状の電源同期信号の立ち上がり３３あるいは立ち下がり３４のうち現在の基準となっていない方に切り替える切替ステップである。
【００４４】
次に動作について説明する。ステップＳ１１２にてマイコンなどに内蔵されたタイマーなどにより時間を計測し、計測された時間が予め設定された設定時間が経過したかどうかを判断し、もし所定時間経過した場合、ステップＳ１１３にてファン７の回転数を検出し、ステップＳ１１４でファン回転数検出ステップＳ１１３により今回検出したファン７の回転数と前回検出したファンの回転数と比べてどちらが予め設定されている設定回転数に近いかを判断し、もし今回検出されたファン７の回転数が前回検出した回転数よりも予め設定された設定回転数に近いと判断した場合は、Ｓ１１５に進みファン駆動立ち上がり制御手段８１あるいはファン駆動立ち下がり制御手段８２を現在使用されていない方に切り替える。
【００４５】
すなわち、ファン駆動制御信号を出力するタイミングの基準を、矩形波状の電源同期信号の立ち上がり３３あるいは立ち下がり３４のうち現在の基準となっていない方に切り替える制御を行う。もしステップＳ１１４で今回検出されたファン７の回転数よりも前回検出した回転数の方が予め設定された設定回転数に近いと判断した場合は、基準を変更しないでそのままの基準で次の動作に進むように制御している。
【００４６】
ここでステップＳ１１４とステップＳ１１５の動作は本実施の形態では回転数比較手段１０にて行われ、切り替えられた基準がどちらになっているかの情報は実施の形態１で説明したステップＳ５において使用される。また、実施の形態１で説明したステップＳ１〜Ｓ８中で本実施の形態で説明した基準の切替制御によって切り替えられた基準の情報がステップＳ５に入力される点は異なるが、基本的な動作の全体の流れは、実施の形態１と同様であるので、説明は省略する。以上のような制御をおこなうことにより、電源事情が悪く電圧波形が歪んでいても設定回転数に近いファンの回転数を維持できるようになる。
【００４７】
ここで、ステップＳ１１２にて所定時間を経過していなければ、現在基準として使用されている電源同期信号の立ち上がり３３あるいは立ち下がり３４を変更せずにファン７の運転を続ける。また、ステップＳ１１４にて今回検出されたファン７の回転数を前回検出されたファン７の回転数と比較し前回測定されたファンの回転数のほうが予め設定された回転数に近い場合も、現在基準として使用されている電源同期信号の立ち上がり３３基準あるいは立ち下がり３４基準を変更せずにファン７の運転を続ける。本実施の形態では上記で説明した動作を所定時間ごとに繰り返して実施するようにしている。したがって、電圧波形と同期する電源同期信号の波形が、歪みやノイズなどで変形した場合やあるいは矩形波でない形状の波形の場合であっても、ファン駆動制御信号の出力するタイミングの基準を常に良い方に切替ながら運転することができるので、電源同期信号の波形生成の自由度が広がるとともに、安定したファンの駆動制御が行える信頼性の高い冷凍・空調装置の制御方法が得られる。
【００４８】
実施の形態１あるいは実施の形態２では、回転数を検知して回転数の変動によりファン駆動制御信号の出力するタイミングの基準を切り替えるようにしたが、別に回転数の変動によってのみ切り替える必要もなく、負荷が一定の状態であれば、電圧、電流あるいは力率などを検知して平均電圧の変動、平均電流の変動あるいは力率などの変動によりファン駆動制御信号の出力するタイミングの基準を切り替えるようにしても良い。
【００４９】
発明の実施の形態３．
図７は本発明の実施の形態３の一例を示す通信手段を表す回路図である。図７には通信手段として冷凍・空調装置に電力を供給する電灯線を使用した場合の回路図の一例を示してある。図において、３００は冷凍・空調装置の制御基板でありファンの回転数制御、運転モードの変更などを行うマイコン３１１および通信インターフェイス３０１を搭載しておりマイコン３１１の信号を通信インターフェイス３０１を通して電灯線３１５に接続している。通信インターフェイス３０１は例えば通信手段３１２、変・復調手段３１３、結合手段３１４により構成されている。また、３１５は冷凍・空調装置に電力を供給する電灯線、３３０はコントローラであり各家の屋外あるいは屋内に設置され通信インターフェイス３３１及びマイコン３３２およびモデム３４０を搭載している。また、３５０は電話局、３７０はサービスセンタ、３６０は携帯電話である。
【００５０】
通信手段３１２はコントローラ３３０より発信された自分宛の受信電文を選別して内容をマイコン３１１へ送信する。また、逆にマイコン３１１の指示により送信電文を組み立ててコントローラ３３０へ送信する。送信電文はたとえば発信元アドレス、送信先アドレス、内容（たとえば霜取ヒータ異常）などで構成されれいる。変・復調手段３１３はデジタル信号をアナログ信号へ、また、アナログ信号をデジタル信号へデータを決められた変調方式により変調する変調回路である。変調方式としてはたとえば振幅変調方式あるいは位相変調方式が使用される。電灯線通信周波数帯は５０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚである。３１４はトランスなどを含み信号の絶縁を行う結合手段であり、電灯線３１５にマイコン３１１の信号を伝達する。
【００５１】
電灯線に伝わった信号は屋内あるいは屋外に設けられた通信インターフェイス３３１を備えたコントローラ３３０によりモデム３４０、電話局３５０などを通して電話回線や衛星回線などにより外部のサービスセンタ３７０あるいは携帯電話３６０などへ連絡される。冷凍・空調装置が複数台電灯線に接続されていても制御基板３２０に搭載されている通信インターフェイス（図示せず）を介してコントローラ３３０に電文が送信される。コントローラ３３０は電文がどの機器から発信されたものかを送信元アドレスより判断しどの冷凍・空調装置がどういう運転を行っているかや何の異常かなどを判断できる。
【００５２】
商用電源１の電圧波形が歪んでファンの回転数が低下し、冷房能力や暖房能力が低下した場合、マイコン３１１がファン７の現在の回転数および回転数が異常であることを表す識別信号を出力する。この識別信号が通信インターフェイス３０１を介して電灯線に載って外部サービスセンタ３７０や携帯電話３６０へ通報される。
【００５３】
通報されたサービスセンタ３７０は直ちに冷凍・空調装置の運転状態を監視し、客先と連絡確認の上、ファン駆動制御信号の出力の基準となる電源同期信号の立ち上がりあるいは立ち下がりを現在の基準となっていない方に切り替える旨の信号をコントローラ３３０を介して異常となっている冷凍・空調装置宛に発信し、外部からファン駆動制御信号の出力の基準を切り替えて安定したファンの回転数を得ることができるなどのサービスを実施する。従ってファンの回転数異常（あるいは暖房能力異常や冷房能力異常）と判断された時やお客様から直接サービスセンタ３７０に冷房能力不足などで電話などにより苦情があった時には即座にサービスセンタ３７０よりのサービスが受けられるのでお客様の不快感も最小限に抑えられる。さらに通信手段として既存の電灯線を使用するようにしたので特別な配線を必要とせず安価にできる。
【００５４】
また、サービスセンタ３７０へ通報するとともに携帯電話３６０にも通報するようにしたので、外出先にいても冷凍・空調装置の異常が確認でき早急に対応可能となる。さらに、サービスセンタ３７０または携帯電話３６０に冷凍・空調装置の運転状態（たとえば圧縮機は運転中か、ファンは運転中か、室内・室外の温度、運転モードなど）を表示し、サービスセンタ３７０または携帯電話３６０から冷凍・空調装置の運転を制御（ＯＮ／ＯＦＦ、ファンのＯＮ／ＯＦＦなど）できるようにしておけば、万一ファンの回転数異常あるいは冷媒漏れなどの冷凍空調装置の異常の場合にサービスセンタ３７０または携帯電話３６０から冷凍・空調装置を停止させることができ、外出先にいながら冷凍・空調装置の損傷を最小限に抑えることが可能となる。
【００５５】
さらに、冷媒漏れ検出手段を設けた場合、冷媒もれ検出手段の誤動作かどうかを判断するために室内ファンのみを運転して様子を見たり、運転モードを変更したりして本当に異常かどうかを外部にいながら確認することができる。したがって、確認後に冷凍・空調装置の運転を制御（運転停止やファンの停止、ファンへの通電ＯＦＦなど）させることができ、誤動作での冷凍・空調装置の停止による冷凍装置本体内に収納した食品の損傷を防止することもできる。冷凍装置は常時電灯線に接続され、かつ常時冷却してショーケース内の食品などが損傷しないように運転しているため、冷凍装置が故障し冷却不足になるとショーケース内の食品などが損傷してしまう。したがって、本実施の形態のように冷凍装置の外部（特に外出先やサービスセンタ）から冷凍装置の運転状況を確認するようにして、冷凍装置の故障時に即座に対応するようにすれば、冷凍装置の異常時でも冷凍装置内の食品などの損傷を最小限に抑えることができ、信頼性の高い冷凍装置を得ることができる。
【００５６】
ファンの回転数の異常あるいは冷媒漏れ以外の冷凍・空調装置の不具合（たとえば冷却不良など）においても同様に通信手段により通報すれば信頼性は一層向上し、安心して使える商品を提供できる。また本実施の形態では通信手段に電灯線を使用したが、既存の電話回線やＩＳＤＮ回線を使用したインターネットや電子メール、無線通信、赤外線通信、衛星通信などでも同様の効果が得られる。
【００５７】
通信手段として無線通信（あるいは赤外線通信）を利用する場合は、コントローラ３３０に無線通信（あるいは赤外線通信）用の通信インターフェイス３３２を搭載しておけば無線通信（あるいは赤外線通信）と電灯線通信を併用しても個々の通信インターフェイスがどの機器の電文から判断してサービスセンタ３７０や携帯電話３６０に通報する。また、逆にサービスセンタ３７０や携帯電話３６０から指示があった場合でもコントローラ３３０内のマイコン３３５および通信インターフェイス３３１、３３２によって各機器に指示内容が伝達される。
【００５８】
通信手段としてインターネットを使用する場合はたとえば室内機内あるいは室外機にモデムなどのインターネット接続機器を内蔵し、リモコンや室内機にインターネット接続の設定などを行うモニターを設けるようにすれば良い。また、電話回線やＩＳＤＮ回線との接続部は室内機の正面、、下面、背面や側面など接続に支障がなければどこでもよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、商用電源が接続されて電力が供給されるファンと、ファンが設置されたユニット内に設けられ商用電源の電圧波形より生成される全波整流波形の予め設定された所定電圧以下のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出回路と、ファンが設置されたユニット内に設けられゼロクロス検出回路により検出されたゼロクロス点に基づいて商用電源の電圧波形と同期した立ち上がりおよび立ち下がりを有する電源同期信号を生成する電源同期信号生成装置と、ファンが設置されたユニット内に設けられファンを駆動するためのファン駆動制御信号を出力するタイミングの基準を電源同期信号の立ち上がりあるいは立ち下がりのどちらか一方に選択し切り替える切替手段と、ファンが設置されたユニット内に設けられ切替手段により選択された立ち上がりあるいは立ち下がりを基準にして出力されるファン駆動制御信号に基づきファンを駆動制御するファン駆動手段と、を備えたので、市場の電源事情が悪く電圧波形に歪みが重畳してファンの回転数が変化し冷房能力あるいは暖房能力が低下しても、ファンを駆動するためのファン駆動制御信号を出力するタイミングの基準を矩形波状の電源同期信号の立ち上がりあるいは立ち下がりのどちらか一方に低コストでしかも簡単に切り替えることができる冷凍・空調装置を提供することができる。
【００６０】
また、本発明は、ファンの回転数を検知するファン回転数検知手段と、ファン回転数検知手段により検出されたファンの回転数が予め設定された設定回転数の範囲内にあるかどうかを比較するファン回転数比較手段と、ファン回転数比較手段よりの信号に基づき、ファンを駆動制御するためのファン駆動制御信号を出力するタイミングの基準を電源同期信号の立ち上がりあるいは立ち下がりのどちらか一方に選択し切り替える切替手段と、を備えたので、市場の電源事情が悪く電圧波形に歪みが重畳してファンの回転数が変化してファンの回転数が設定回転数の範囲外にある場合でも、ファンを駆動するためのファン駆動制御信号を出力するタイミングの基準を矩形波状の電源同期信号の立ち上がりあるいは立ち下がりのどちらか一方に切り替えるため、安定したファンの制御が可能な冷凍・空調装置を提供することができる。
【００６１】
また、本発明は、ファンの回転数が予め設定された設定回転数に近くなるように切替手段によってファンを駆動するためのファン駆動制御信号を出力するタイミングの基準を切り替えるようにしたので、常にファンの回転数が設定回転数に近い状態で運転でき、安定したファンの制御が可能な、快適で信頼性の高い冷凍・空調装置が得られる。
【００６２】
また、本発明は、商用電源が接続されて電力が供給されるファンと、商用電源の電圧波形より生成される全波整流波形の予め設定された所定電圧以下のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出回路と、ゼロクロス検出回路により検出されたゼロクロス点に基づいて商用電源の電圧波形と同期した立ち上がりおよび立ち下がりを有する矩形波状の電源同期信号を生成する電源同期信号生成装置と、ファンの回転数を検知するファン回転数検知手段と、ファン回転数検知手段により検出されたファンの回転数を予め設定された設定回転数と比較するファン回転数比較手段と、ファン回転数比較手段よりの信号に基づき、ファンを駆動するためのファン駆動制御信号を出力するタイミングの基準を矩形波状の電源同期信号の立ち上がりあるいは立ち下がりのどちらか一方に選択し切り替える立ち上がり・立ち下がり切替手段と、前記立ち上がり・立ち下がり切替手段により選択された立ち上がりあるいは立ち下がりを基準にして出力されるファン駆動制御信号に基づきファンを駆動制御するファン駆動手段と、を備えたので、市場の電源事情が悪く電圧波形に歪みが重畳してファンの回転数が変化してファンの回転数が設定回転数の範囲外にある場合に、ファンを駆動するためのファン駆動制御信号を出力するタイミングの基準を矩形波状の電源同期信号の立ち上がりあるいは立ち下がりのどちらか一方に切り替えるため、安定したファンの制御が可能な冷凍・空調装置を提供することができる。
【００６３】
また、本発明は、外部よりファン駆動制御信号の出力の基準を切り替えるようにしたので、外出先にいても冷凍・空調装置の異常が確認でき外部からファン駆動制御信号の出力の基準を切り替えて安定したファンの回転数を得ることができる。
【００６４】
また、本発明は、ファンの回転数が異常であることを外部に通報するようにしたので、外出先にいても即座にサービスセンタ３７０よりのサービスが受けられるのでお客様の不快感も最小限に抑えられる。
【００６５】
また、本発明は、商用電源が接続されて電力が供給されるファンを備えた冷凍・空調装置において、商用電源の電圧波形より生成される全波整流波形の予め設定された所定電圧以下のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出ステップと、ゼロクロス検出ステップにより検出されたゼロクロス点に基づいて商用電源の電圧波形と同期した立ち上がりおよび立ち下がりを有する電源同期信号を生成する電源同期信号生成ステップと、ファンの回転数を検知するファン回転数検知ステップと、ファン回転数検知ステップにより検出されたファンの回転数を予め設定された設定回転数と比較するファン回転数比較ステップと、ファン回転数比較ステップよりの信号に基づき、ファンを駆動するためのファン駆動制御信号を出力するタイミングの基準を電源同期信号の波形の一部から波形の別の一部に切り替える切替ステップと、切替ステップにより切り替えられた電源同期信号の波形の基準より所定時間後に出力されるファン駆動制御信号に基づきファンを駆動制御するファン駆動制御ステップと、を備えたので、電圧波形と同期する電源同期信号の波形の生成の自由度が広がり、安定したファンの駆動制御が行える信頼性の高い冷凍・空調装置の制御方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態１の構成を表すブロック図である。
【図２】  本発明の実施形態１の別の構成を示すブロック図である。
【図３】  本発明の実施形態１の全体の動作を表すフローチャート図である。
【図４】  本発明の実施形態１の基準切替動作を表すフローチャート図である。
【図５】  本発明の実施形態２の基準切替動作を表すフローチャート図である。
【図６】  商用電源の電圧波形が歪んでいる場合の電圧波形に対する電源同期信号とファン駆動制御信号の関係を説明した図である。
【図７】  本発明の実施形態３の一例を示す通信手段を表す回路図である。
【図８】  従来の空気調和機のファンの制御の内容を表した図である。
【図９】  電圧波形に対する電源同期信号とファン駆動制御信号の関係を説明した図である。
【符号の説明】
１  商用電源、２  接続配線、３  ゼロクロス検出回路、４  電源同期信号生成装置、６  ファン駆動手段、７  ファン、８  立ち上がり・立ち下がり切替手段、９  回転数検知手段、１０  回転数比較手段、３０  室内機、３３  立ち上がり、３４  立ち下がり、８１  ファン駆動立ち上がり信号生成手段、８２  ファン駆動立ち下がり信号生成手段、２０１  商用電源、２０２  接続配線、２０３  ゼロクロス検出回路、２０４  電源同期信号生成装置、２０５  制御手段、２０６  ファン駆動手段、２０７  ファン、２３０  室内機、２３１  ファン駆動立ち上がり信号生成手段、２３２  ファン駆動立ち下がり信号生成手段、２３３  立ち上がり、２３４  立ち下がり、３００  制御基板、３０１  通信インターフェース、３１１  マイコン、３１２  通信手段、３１３  変・復調手段、３１４  結合手段、３１５  電灯線、３２０  他の機器の制御基板、３３０  コントローラ、３３１、３３２  通信インターフェース、３３５  マイコン、３４０モデム、３５０  電話局、３６０  携帯電話、３７０  サービスセンタ。
【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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【図６】
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【図７】
0004441975.tif 000008
【図８】
0004441975.tif 000009
【図９】
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