(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気調和機における圧縮機を駆動するガスエンジンの制御装置において、
エンジン回転数の移動平均値と実回転数との差の平均値を演算する手段と、
この平均値と第１の設定値とを比較し、平均値が設定値より大きい場合、エンジンの回転数上限を所定の低回転数に設定して運転する回転数制御手段と、
エンジンの回転数上限を所定の低回転数に設定した状態で運転し、エンジン回転数の移動平均値と実回転数との差の平均値が第２の設定値より大きい場合、エンジンに異常有りと判定する異常判定手段と、
を備えたことを特徴とする空気調和機のガスエンジン制御装置。
【請求項２】
前記異常判定手段によってエンジンに異常有りと判定された場合、その異常を表示する手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機のガスエンジン制御装置。
【請求項３】
前記第１、第２の設定値が等しいことを特徴とする請求項１又は２記載の空気調和機のガスエンジン制御装置。
【請求項４】
空気調和機における圧縮機を駆動するガスエンジンの制御方法において、
エンジン回転数の移動平均値と実回転数との差の平均値を演算する過程と、
この平均値と第１の設定値とを比較し、平均値が設定値より大きい場合、エンジンの回転数上限を所定の低回転数に設定して運転する回転数制御過程と、
エンジンの回転数上限を所定の低回転数に設定した状態で運転し、エンジン回転数の移動平均値と実回転数との差の平均値が第２の設定値より大きい場合、エンジンに異常有りと判定する異常判定過程と、
を備えたことを特徴とする空気調和機のガスエンジン制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンに異常有りと判定する手段を備えた空気調和機のガスエンジン制御装置及びその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、空気調和機における圧縮機をガスエンジンで駆動する方式を採用した場合、運転中における当該ガスエンジンの失火が問題となる。
【０００３】
当該ガスエンジンに失火が発生すると、ガスエンジンに大きな振動が発生し、当該ガスエンジンを支持する防振ゴムが破損する等の問題が発生する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来では、失火を判定した場合、ガスエンジンの空燃比を変更することにより、排気ガス中のＮＯｘ濃度を低減する技術が提案されている（例えば、特開平８−１０９８５号公報）。しかしながら、この技術では、失火判定しても空気調和機の運転が継続されるので、失火の程度が進行した場合（以下、これを失火異常という。）の問題を解消することができない。
【０００５】
例えば、点火プラグに異常があって失火異常が発生する場合等、その空気調和機の運転を継続することは好ましくない。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上述した従来技術が有する課題を解消し、例えば失火の程度が進行した場合、その異常を正確に判定できる、空気調和機のガスエンジン制御装置及びその制御方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、空気調和機における圧縮機を駆動するガスエンジンの制御装置において、エンジン回転数の移動平均値と実回転数との差の平均値を演算する手段と、この平均値と第１の設定値とを比較し、平均値が設定値より大きい場合、エンジンの回転数上限を所定の低回転数に設定して運転する回転数制御手段と、エンジンの回転数上限を所定の低回転数に設定した状態で運転し、エンジン回転数の移動平均値と実回転数との差の平均値が第２の設定値より大きい場合、エンジンに異常有りと判定する異常判定手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のものにおいて、異常判定手段によってエンジンに異常有りと判定された場合、その異常を表示する手段を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のものにおいて、第１、第２の設定値が等しいことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４記載の発明は、空気調和機における圧縮機を駆動するガスエンジンの制御方法において、エンジン回転数の移動平均値と実回転数との差の平均値を演算する過程と、この平均値と第１の設定値とを比較し、平均値が設定値より大きい場合、エンジンの回転数上限を所定の低回転数に設定して運転する回転数制御過程と、エンジンの回転数上限を所定の低回転数に設定した状態で運転し、エンジン回転数の移動平均値と実回転数との差の平均値が第２の設定値より大きい場合、エンジンに異常有りと判定する異常判定過程と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による空気調和機のガスエンジン制御装置及びその制御方法の一実施形態を、添付の図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、ガスエンジンを用いた空気調和機（ガスヒートポンプエアコン）の回路図である。図中、２２はガスエンジン２１によって駆動される圧縮機、２３は四方弁、２４は室外熱交換器、２５はレシーバタンク、２６は室内電動弁、２７は室内熱交換器、２８はアキュームレータ、２９は室外電動弁であり、これら機器は、順次配管・接続されて破線で示した暖房回路と、実線で示した冷房回路とを構成すると共に、バイパス弁３０，３１を設けて圧縮機２２の冷媒吐出管３２と冷媒吸込管３３とが連通可能になっている。また、Ｕ１は室外ユニット、Ｕ２は室内ユニットを示している。
【００１３】
３４はリキッド配管であり、途中に設置したリキッド弁３５を開閉することによって、サービス弁３６とレシーバタンク２５との間の冷媒配管を流れる液状冷媒の一部を、アキュームレータ２８の手前の冷媒吸込管３３に適宜供給することができるように接続されている。なお、室内ユニットＵ２における室内機Ａ〜Ｅの能力は同一である必要はない。
【００１４】
このガスヒートポンプエアコンの運転中に、例えば、４気筒ガスエンジン２１の内の、１気筒の点火プラグに異常があった場合、失火異常となってガスエンジン２１に大きな振動が発生する。これを放置すれば、例えばガスエンジン２１を支持する防振ゴムが破損するおそれがある。
【００１５】
この実施形態では、以下の手順で、この問題を解消する。
【００１６】
図２は、エンジン回転数とＦ・ｒｐｍ（＝エンジン回転数の移動平均値と実回転数との差の平均値）との関係を示す。
【００１７】
このＦ・ｒｐｍは、図３の処理に従って演算される回転数の変化値であり、室外ユニットＵ１の制御装置１２がこれを演算する。即ち、制御装置１２は、ガスエンジン２１が完爆したか否かを判断し（Ｓ１）、ガスエンジン２１が完爆した場合、エンジン回転数のサンプリングを開始する。その手順として、まず、サンプリング中（Ｆ＝１？）か否かを判断し（Ｓ２）、サンプリング中（Ｆ＝１）でなければ、サンプリング中を表すフラグＦを１にセットして（Ｓ３）、従来のＦ・ｒｐｍデータをクリアする（Ｓ４）。
【００１８】
ついで、エンジン回転数のサンプリングの開始が可能な状態にあるか否かを判断し（Ｓ５）、その開始が可能な状態にあれば、エンジン回転数のデータを取り込む（Ｓ６）。
【００１９】
Ｓ２で、フラグＦ＝１であれば、Ｓ３〜Ｓ４を飛ばしてＳ５に移行し、エンジン回転数のサンプリングの開始が可能な状態にあれば、エンジン回転数のデータを取り込む（Ｓ６）。
【００２０】
この場合、エンジン回転数は３０個を目標にサンプリングされる。従って、回転数が３０個サンプリングされたか否かを判断し（Ｓ７）、３０個サンプリングされない場合、サンプリングを繰り返す。
【００２１】
３０個サンプリングされた場合には、３０個のエンジン回転数の移動平均値を演算する（Ｓ８）。この移動平均値は、３０個のエンジン回転数の合計値をサンプリング数の３０で除した値である。つぎに、この移動平均値とエンジンの実回転数との差を演算し（Ｓ９）、この差を５０個サンプリングし（Ｓ１０）、５０個の差の平均値を演算し、それを更新する（Ｓ１１）。この５０個の差の平均値が、上述したＦ・ｒｐｍの値である。このＦ・ｒｐｍの値が大きい場合、ガスエンジン２１の回転数が大きく変動したことを意味する。
【００２２】
図２を参照して、Ａは、正常運転時のＦ・ｒｐｍの大きさを示し、Ｂは、エンジンに疑似的に失火異常を起こさせた時のＦ・ｒｐｍの大きさを示している。正常運転時において、エンジン回転数が高ければ高いほど、Ｆ・ｒｐｍも大きくなるが、その絶対値は、せいぜい８ｒｐｍ程度である。
【００２３】
これに対し、失火異常を起こさせた場合のＦ・ｒｐｍは、エンジン回転数が低い領域で、最大１８ｒｐｍ程度にまで達している。ただし、この場合のＦ・ｒｐｍの値は、エンジン回転数が高くなればなるほど、当該エンジンのフライホイール効果によって減少し、エンジン回転数が略２０００ｒｐｍ以上になった場合には、正常運転時のＦ・ｒｐｍの大きさと区別がつかなくなる。
【００２４】
この実施形態では、図３に示すように、まずＦ・ｒｐｍの値が、図２に示す第１の設定値（１０ｒｐｍ）よりも大きいか否かを判断する（Ｓ１２）。これが大きい場合、エンジンの回転数上限が所定の低回転数（１２００ｒｐｍ）であるか否かを判断する（Ｓ１３）。なお、エンジンの回転数上限は１２００ｒｐｍ又は２２００ｒｐｍのいずれかに設定される。
【００２５】
エンジンの回転数上限が１２００ｒｐｍでなければ（この場合、回転数上限は２２００ｒｐｍである。）、以上のステップを連続して３回繰り返し（Ｓ１４）、同じ状況が繰り返されれば、エンジンの回転数上限を所定の低回転数（1２００ｒｐｍ）に設定し（Ｓ１５）、連続検出回数を０クリアにする（Ｓ１６）。
【００２６】
エンジンの回転数上限が１２００ｒｐｍの低回転数に設定された場合、図２に示すように、正常運転時におけるＦ・ｒｐｍの大きさと、失火異常時におけるＦ・ｒｐｍの大きさとが完全に区別される。
【００２７】
従って、この実施形態では、エンジンの回転数上限を１２００ｒｐｍに設定した状態で運転し、再度、エンジン回転数の移動平均値と実回転数との差の平均値（＝Ｆ・ｒｐｍ）を演算し（Ｓ１〜Ｓ１１）、このＦ・ｒｐｍと第２の設定値（１０ｒｐｍ）とを比較する（Ｓ１２）。
【００２８】
第１、第２の設定値は共に１０ｒｐｍに設定されているが、同一値に限定されるものではなく、異なっていてもよい。
【００２９】
エンジンの回転数上限を１２００ｒｐｍに設定した状態で運転し、Ｓ１２で、Ｆ・ｒｐｍが第２の設定値（１０ｒｐｍ）より大きい場合、Ｓ１３を経てＳ１７に移行し、連続して５回、同じ状況が繰り返されれば、重大な失火異常が有ると判断して警報を出力する（Ｓ１８）。
【００３０】
この警報が出力された場合には、その異常を例えば制御装置１２のディスプレイ等に表示することが望ましい。この警報が出力された場合、例えば点火プラグ異常等を含んだ、エンジンに失火異常有りと判定し、制御装置１２は速やかにエンジン停止等の処理を実行する。
【００３１】
Ｓ１で、エンジンが完爆していない場合、回転数のサンプリングは行わず（Ｓ１９）、すべての室内ユニットＵ２が運転を停止しているか否かを判断し（Ｓ２０）、停止していない場合、停止するまで監視を続け、停止した場合にはエンジンの制御回転数を最大２２００ｒｐｍに設定する（Ｓ２１）。
【００３２】
この実施形態では、第１の段階で、Ｆ・ｒｐｍが第１の設定値より大きい場合、エンジンの回転数上限を所定の低回転数に下げて設定する。この所定の低回転数は、正常運転時におけるＦ・ｒｐｍの大きさと、失火異常時におけるＦ・ｒｐｍの大きさとが完全に区別される程度の低回転数である。
【００３３】
第２の段階として、その状態で運転を継続し、今度は、Ｆ・ｒｐｍと第２の設定値とを比較し、Ｆ・ｒｐｍが第２の設定値より大きい場合、エンジンに失火異常有りと判断して警報を出力する。
【００３４】
以上の構成により、エンジンの失火異常を正確に判定することができ、エンジンの不測の振動発生等を防止することができる。従って、ガスエンジン２１を支持する防振ゴム等の破損が防止される。
【００３５】
以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、これに限定されるものでないことは明らかである。
【００３６】
【発明の効果】
本発明では、ガスエンジンの異常を正確に判定することができ、ガスエンジンの不測の振動発生を防止することができる。従って、ガスエンジンを支持する防振ゴム等の破損が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による空気調和機のガスエンジン制御装置の一実施形態を示す冷媒回路図である。
【図２】エンジン回転数とＦ・ｒｐｍとの関係を示す図である。
【図３】ガスエンジン制御装置の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１２  制御装置
２１  ガスエンジン
２２  圧縮機
Ｕ１  室外ユニット
Ｕ２  室内ユニット
【図１】
0003913405.tif 000002
【図２】
0003913405.tif 000003
【図３】
0003913405.tif 000004