(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを備え、ダクトを介して空調対象空間に風を送る送風機と、
前記モータに流れる電流の値をモータ電流として計測する電流計測手段と、
前記ダクトに流れ込む空気の温度を吸込み温度として計測する吸込み温度計測手段と、
前記送風機を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記モータ電流及び前記モータの回転周波数と機外静圧とを関連づけた電流特性データを記憶する記憶部と、
前記モータ電流に対し前記吸込み温度に基づく補正処理を施して制御用電流を求める補正処理部と、
前記補正処理部で求められた前記制御用電流と前記モータの回転周波数とを前記電流特性データに照らして、前記機外静圧を推定する機外静圧推定部と、
前記機外静圧推定部において推定された前記機外静圧をもとに前記送風機の回転数を制御する動作制御部と、を有し、
前記補正処理部は、
前記モータ電流に対する前記補正処理において、
前記電流計測手段から前記モータ電流を複数回取得し、取得した複数の前記モータ電流の平均値である平均モータ電流を求め、求めた前記平均モータ電流を補正して前記制御用電流を求めるものである、空気調和機。
【請求項２】
前記記憶部は、前記吸込み温度と補正係数とを関連づけた係数データを記憶しており、
前記補正処理部は、
前記吸込み温度を前記係数データに照らして前記補正係数を求め、求めた前記補正係数を前記平均モータ電流に乗じて前記制御用電流を求めるものである、請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
モータを備え、ダクトを介して空調対象空間に風を送る送風機と、
前記モータに流れる電流の値をモータ電流として計測する電流計測手段と、
前記ダクトに流れ込む空気の温度を吸込み温度として計測する吸込み温度計測手段と、
前記送風機を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記モータ電流及び前記モータの回転周波数と機外静圧とを関連づけた電流特性データを記憶する記憶部と、
前記モータ電流に対し前記吸込み温度に基づく補正処理を施して制御用電流を求める補正処理部と、
前記補正処理部で求められた前記制御用電流と前記モータの回転周波数とを前記電流特性データに照らして、前記機外静圧を推定する機外静圧推定部と、
前記機外静圧推定部において推定された前記機外静圧をもとに前記送風機の回転数を制御する動作制御部と、を有し、
前記記憶部は、前記吸込み温度と補正係数とを関連づけた係数データを記憶しており、
前記補正処理部は、
前記吸込み温度を前記係数データに照らして前記補正係数を求め、求めた前記補正係数を前記モータ電流に乗じて前記制御用電流を求めるものである、空気調和機。
【請求項４】
前記記憶部は、
前記機外静圧と前記モータの回転周波数の調整を行うか否かの判定基準とを関連づけた基準データをさらに記憶しており、
前記制御装置は、
前記機外静圧推定部において推定された前記機外静圧を前記基準データに照らして前記判定基準を求める判定基準導出部をさらに有し、
前記動作制御部は、
前記判定基準と前記制御用電流との関係に基づいて前記送風機の回転数を制御するものである、請求項１〜３の何れか一項に記載の空気調和機。
【請求項５】
モータを備え、ダクトを介して空調対象空間に風を送る送風機と、
前記モータに流れる電流の値をモータ電流として計測する電流計測手段と、
前記ダクトに流れ込む空気の温度を吸込み温度として計測する吸込み温度計測手段と、
前記送風機を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記モータ電流及び前記モータの回転周波数と機外静圧とを関連づけた電流特性データを記憶する記憶部と、
前記モータ電流に対し前記吸込み温度に基づく補正処理を施して制御用電流を求める補正処理部と、
前記補正処理部で求められた前記制御用電流と前記モータの回転周波数とを前記電流特性データに照らして、前記機外静圧を推定する機外静圧推定部と、
前記機外静圧推定部において推定された前記機外静圧をもとに前記送風機の回転数を制御する動作制御部と、を有し、
前記記憶部は、
前記機外静圧と前記モータの回転周波数の調整を行うか否かの判定基準とを関連づけた基準データをさらに記憶しており、
前記制御装置は、
前記機外静圧推定部において推定された前記機外静圧を前記基準データに照らして前記判定基準を求める判定基準導出部をさらに有し、
前記動作制御部は、
前記判定基準と前記制御用電流との関係に基づいて前記送風機の回転数を制御するものである、空気調和機。
【請求項６】
前記判定基準は、
下限値から上限値までの範囲に設定されており、
前記動作制御部は、
前記制御用電流が前記判定基準の下限値よりも小さい場合に、前記モータの回転周波数を上昇させ、
前記制御用電流が前記判定基準の上限値よりも大きい場合に、前記モータの回転周波数を低下させるものである、請求項４または５に記載の空気調和機。
【請求項７】
前記動作制御部は、
前記制御用電流が前記判定基準の下限値よりも小さい場合に、前記モータの回転周波数を下限設定量だけ上昇させ、
前記制御用電流が前記判定基準の上限値よりも大きい場合に、前記モータの回転周波数を上限設定量だけ低下させるものである、請求項６に記載の空気調和機。
【請求項８】
前記動作制御部は、
前記制御用電流が前記判定基準の下限値よりも小さい場合に、前記制御用電流と下限値との差分である下限差分を求め、求めた下限差分の大きさに応じて前記モータの回転周波数を上昇させ、
前記制御用電流が前記判定基準の上限値よりも大きい場合に、前記制御用電流と上限値との差分である上限差分を求め、求めた上限差分の大きさに応じて前記モータの回転周波数を低下させるものである、請求項６に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダクトを介して空調対象空間に風を送る送風機を備えた空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、送風機のモータへの入力電流であるモータ電流に基づいて送風機を制御する空気調和機が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の空気調和機は、計測したモータ電流とモータの回転周波数とを電流特性データに照らして機外静圧を推定し、推定した機外静圧を用いて送風機の回転数を制御し、空調対象空間への送風量を調整するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１１８６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、空気調和機は、設置場所に応じてダクトの長さなどが変わり、送風機の下流側の風路抵抗が変化する。こうした設置環境の変化は、モータ電流の計測値にも影響を及ぼす。すなわち、特許文献１のような構成では、電流特性データにおいて基準となっているモータ電流と、計測したモータ電流との間に差異が生じることから、機外静圧の推定精度が低下する。そのため、機外静圧が変化した場合に、送風機の回転数を精度よく制御することができない、という課題がある。【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためのものであり、機外静圧が変化した場合でも、送風機の回転数を精度よく制御する空気調和機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】
【０００６】
本発明に係る空気調和機は、モータを備え、ダクトを介して空調対象空間に風を送る送風機と、モータに流れる電流の値をモータ電流として計測する電流計測手段と、ダクトに流れ込む空気の温度を吸込み温度として計測する吸込み温度計測手段と、送風機を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、モータ電流及びモータの回転周波数と機外静圧とを関連づけた電流特性データを記憶する記憶部と、モータ電流に対し吸込み温度に基づく補正処理を施して制御用電流を求める補正処理部と、補正処理部で求められた制御用電流とモータの回転周波数とを電流特性データに照らして、機外静圧を推定する機外静圧推定部と、機外静圧推定部において推定された機外静圧をもとに送風機の回転数を制御する動作制御部と、を有し、補正処理部は、モータ電流に対する補正処理において、電流計測手段からモータ電流を複数回取得し、取得した複数のモータ電流の平均値である平均モータ電流を求め、求めた平均モータ電流を補正して制御用電流を求めるものである。
また、本発明に係る空気調和機は、モータを備え、ダクトを介して空調対象空間に風を送る送風機と、モータに流れる電流の値をモータ電流として計測する電流計測手段と、ダクトに流れ込む空気の温度を吸込み温度として計測する吸込み温度計測手段と、送風機を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、モータ電流及びモータの回転周波数と機外静圧とを関連づけた電流特性データを記憶する記憶部と、モータ電流に対し吸込み温度に基づく補正処理を施して制御用電流を求める補正処理部と、補正処理部で求められた制御用電流とモータの回転周波数とを電流特性データに照らして、機外静圧を推定する機外静圧推定部と、機外静圧推定部において推定された機外静圧をもとに送風機の回転数を制御する動作制御部と、を有し、記憶部は、吸込み温度と補正係数とを関連づけた係数データを記憶しており、補正処理部は、吸込み温度を係数データに照らして補正係数を求め、求めた補正係数をモータ電流に乗じて制御用電流を求めるものである。
また、本発明に係る空気調和機は、モータを備え、ダクトを介して空調対象空間に風を送る送風機と、モータに流れる電流の値をモータ電流として計測する電流計測手段と、ダクトに流れ込む空気の温度を吸込み温度として計測する吸込み温度計測手段と、送風機を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、モータ電流及びモータの回転周波数と機外静圧とを関連づけた電流特性データを記憶する記憶部と、モータ電流に対し吸込み温度に基づく補正処理を施して制御用電流を求める補正処理部と、補正処理部で求められた制御用電流とモータの回転周波数とを電流特性データに照らして、機外静圧を推定する機外静圧推定部と、機外静圧推定部において推定された機外静圧をもとに送風機の回転数を制御する動作制御部と、を有し、記憶部は、機外静圧とモータの回転周波数の調整を行うか否かの判定基準とを関連づけた基準データをさらに記憶しており、制御装置は、機外静圧推定部において推定された機外静圧を基準データに照らして判定基準を求める判定基準導出部をさらに有し、動作制御部は、判定基準と制御用電流との関係に基づいて送風機の回転数を制御するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、機外静圧の変化に連動する吸込み温度に基づいてモータ電流に補正処理を施し、補正処理後の制御用電流を用いて現在の機外静圧を高精度に推定することができるため、機外静圧が変化した場合でも、送風機の回転数を精度よく調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態に係る空気調和機の構成を概略的に示す構成図である。
【図２】図１の制御装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図３】図２の記憶部に記憶されている係数データの構造の一例を示す説明図である。
【図４】モータ電流及びモータの回転周波数と機外静圧とを対応づけた電流特性図である。
【図５】図１の空気調和機を現地にて取り付けた後の初期動作を例示したフローチャートである。
【図６】図１の空気調和機による定常的なモータの運転周波数の調整処理の動作例を示すフローチャートである。
【図７】図１の送風機における静圧と風量との関係を示す風量特性図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態に係る空気調和機の構成を概略的に示す構成図である。図２は、図１の制御装置の機能的構成を示すブロック図である。図３は、図２の記憶部に記憶されている係数データの構造の一例を示す説明図である。図４は、モータ電流及びモータの回転周波数と機外静圧とを対応づけた電流特性図である。機外静圧とは、送風機を組み込んだ空調機などの機器において、空気が機器の出口で保有する静圧のことである。本実施の形態において、機外とは、空気調和機１００の外部のことである。図１では、空気調和機１００の構成のうち、コンデンサ入力形整流回路を利用したインバータ装置の系統を中心とした構成を示している。図１〜図４を参照して、空気調和機１００及びその周辺の構成について説明する。
【００１０】
図１に示すように、空気調和機１００は、送風機１０と、制御装置２０と、電力変換装置３０と、電流計測手段４０と、吸込み温度計測手段５０と、を有している。
【００１１】
送風機１０は、例えばシロッコファンからなり、送風用ダクト８０を介して、部屋などの空調対象空間に風を送る。図１において、送風用ダクト８０の内部等に示す白抜き矢印は、送風機１０からの風の流れを表している。送風機１０は、図２に示すように、インバータによって駆動されるモータ１０ａと、モータ１０ａを動力源として回転し、送風用ダクト８０内に風を送り込む羽根車１０ｂと、を有している。また、送風機１０は、吸込口に設けられ、送風機１０の筐体内に吸い込まれる空気中の塵埃などを取り除くためのフィルタ１０ｃを有している。
【００１２】
電力変換装置３０は、交流電源２００から入力される交流電圧をもとに、制御装置２０からの制御指令に従って、送風機１０のモータ１０ａを駆動するものである。電力変換装置３０は、整流装置３１と、平滑回路３２と、インバータ装置３３と、を有している。
【００１３】
整流装置３１は、例えば三相整流器からなり、交流電源２００からの交流電圧を整流するものである。平滑回路３２は、リアクトル３２ａと、平滑コンデンサ３２ｂと、を有している。リアクトル３２ａは、平滑コンデンサ３２ｂにリプル電流が流入することを抑制するものである。平滑コンデンサ３２ｂは、リアクトル３２ａから出力される直流電圧を平滑化するものである。インバータ装置３３は、例えばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などの半導体で構成されたスイッチング素子を含み、送風機１０の回転数を制御するものである。
【００１４】
電流計測手段４０は、モータ１０ａに流れる電流の値をモータ電流Ｉとして計測する電流センサであり、計測したモータ電流Ｉを制御装置２０へ出力する。モータ電流Ｉは、インバータ装置３３の二次側における検出電流である。吸込み温度計測手段５０は、例えばサーミスタからなり、送風用ダクト８０に流れ込む空気の温度を吸込み温度Ｔとして計測する温度センサである。そして、吸込み温度計測手段５０は、計測した吸込み温度Ｔを制御装置２０へ出力する。
【００１５】
制御装置２０は、電流計測手段４０及び吸込み温度計測手段５０を監視し、モータ電流Ｉ及び吸込み温度Ｔを用いて送風機１０を制御する。つまり、制御装置２０は、モータ１０ａの回転周波数を示す制御指令をインバータ装置３３へ出力し、インバータ装置３３におけるスイッチング素子の動作を制御することで、インバータ装置３３を介してモータ１０ａの回転周波数を制御する。以降では、モータ１０ａの回転周波数のことを「回転周波数ｆ」ともいう。
【００１６】
すなわち、交流電源２００より入力された交流電圧は、整流装置３１により整流された後、平滑回路３２により平滑化され、直流電圧に変換される。整流装置３１及び平滑回路３２による変換処理で得られた直流電圧は、インバータ装置３３により、制御装置２０からの制御指令に応じた周波数の交流電圧に逆変換される。つまり、制御装置２０は、インバータ装置３３を介して、送風機１０の回転数制御を行なう。
【００１７】
図２に示すように、制御装置２０は、補正処理部２１と、機外静圧推定部２２と、判定基準導出部２３と、動作制御部２４と、記憶部２５と、を有している。記憶部２５には、吸込み温度Ｔと補正係数αとを関連づけた係数データ２５ａが記憶されている。また、記憶部２５には、モータ電流Ｉ及び回転周波数ｆと機外静圧Ｘとを関連づけた電流特性データ２５ｂが記憶されている。さらに、記憶部２５には、機外静圧Ｘと、回転周波数ｆの調整を行うか否かの判定基準とを関連づけた基準データ２５ｃが記憶されている。
【００１８】
補正処理部２１は、モータ電流Ｉに対し吸込み温度Ｔに基づく補正処理を施すことにより、送風機１０の制御に使用される制御用電流Ｉｘを求める。補正処理部２１は、取得部２１ａと、係数導出部２１ｂと、電流補正部２１ｃと、を有している。取得部２１ａは、吸込み温度計測手段５０から吸込み温度Ｔを取得し、取得した吸込み温度Ｔを係数導出部２１ｂに受け渡す。また、取得部２１ａは、電流計測手段４０からモータ電流Ｉを取得し、取得したモータ電流Ｉを電流補正部２１ｃに受け渡す。
【００１９】
係数導出部２１ｂは、取得部２１ａから取得した吸込み温度Ｔを係数データ２５ａに照らして補正係数αを求め、求めた補正係数αを電流補正部２１ｃへ出力する。ここで、本実施の形態における係数データ２５ａは、図３のような構造となっている。すなわち、係数データ２５ａでは、上限温度から下限温度までの温度帯である基準温度帯が設定されている。基準温度帯、つまり上限温度及び下限温度は、予め設定され、記憶部２５に記憶されている。上限温度及び下限温度は、設置環境及び外気温度などに応じて適宜変更することができる。
【００２０】
基準温度帯には、補正係数αとして「１」が設定されている。下限温度よりも低い吸込み温度Ｔに対しては、１未満の補正係数αが関連づけられている。これは、吸込み温度Ｔが低くなると、モータ巻線抵抗が低下し、モータ電流Ｉが上昇するため、モータ電流Ｉの実測値が小さくなるように補正する必要があるからである。上限温度よりも高い吸込み温度Ｔに対しては、１より大きい補正係数αが関連づけられている。これは、吸込み温度Ｔが高くなると、モータ巻線抵抗が上昇し、モータ電流Ｉが低下するため、モータ電流Ｉの実測値が大きくなるように補正する必要があるからである。なお、風路抵抗が低下すると機外静圧Ｘも低下し、風路抵抗が上昇すると機外静圧Ｘも上昇する。
【００２１】
そして、係数データ２５ａでは、吸込み温度Ｔと上限温度との差が大きくなるほど、補正係数αが大きくなるようになっている。これは、吸込み温度Ｔが高くなるほど、モータ電流Ｉの補正の程度を大きくする必要があるからである。また、係数データ２５ａでは、吸込み温度Ｔと下限温度との差が大きくなるほど、補正係数αが小さくなるようになっている。これは、吸込み温度Ｔが低くなるほど、モータ電流Ｉの補正の程度を大きくする必要があるからである。
【００２２】
電流補正部２１ｃは、取得部２１ａから取得したモータ電流Ｉと、係数導出部２１ｂで求められた補正係数αとを用いて、下記の式（１）により制御用電流Ｉｘを求める。すなわち、電流補正部２１ｃは、モータ電流Ｉに補正係数αを乗じて制御用電流Ｉｘを求める。
【００２３】
［数１］
Ｉｘ＝α×Ｉ        ・・・（１）
【００２４】
機外静圧推定部２２は、回転周波数ｆと、吸込み温度Ｔに基づく補正係数αを用いて演算された制御用電流Ｉｘとから、その時点での機外静圧Ｘを推定する。つまり、機外静圧推定部２２は、補正処理部２１で求められた制御用電流Ｉｘと回転周波数ｆとを電流特性データ２５ｂに照らして、現在の機外静圧Ｘを推定する。機外静圧推定部２２は、動作制御部２４からインバータ装置３３への出力される回転周波数ｆを示す制御指令から、回転周波数ｆを得るようになっている。
【００２５】
ここで、本実施の形態における電流特性データ２５ｂは、図４のような構造となっている。すなわち、電流特性データ２５ｂは、横軸に機外静圧Ｘをとり、縦軸にモータ電流Ｉをとった座標系上に、モータ１０ａの複数の回転周波数ｆ１〜ｆｎ（ｎは任意の自然数）の各々に対応する曲線が示されたものである。
【００２６】
図４において、標準機外静圧Ｘｏは、標準ポイントでの機外静圧Ｘ、すなわち空気調和機１００で指定された定格風量に対応する機外静圧Ｘである。そして、標準機外静圧Ｘｏ及び回転周波数ｆ１に対応するモータ電流ＩがＩ１であり、標準機外静圧Ｘｏ及び回転周波数ｆ２に対応するモータ電流ＩがＩ２であり、標準機外静圧Ｘｏ及び回転周波数ｆｎに対応するモータ電流ＩがＩｎである。
【００２７】
機外静圧推定部２２は、制御用電流Ｉｘに対応する直線と、現在の回転周波数ｆに対応する曲線との交点に応じた機外静圧Ｘを求める。例えば、図４に示すように、現在の制御用電流Ｉｘが「Ｉｘｋ」であって、回転周波数ｆが「ｆｋ」の場合、機外静圧推定部２２は、機外静圧Ｘとして「Ｘｋ」を求める。
【００２８】
ここで、送風用ダクト８０の長さ及び形状などが変化すると、モータ電流Ｉも変化する。また、モータ電流Ｉは、送風用ダクト８０の内部に設けられる部材の変更、配置変更、又は増設などがあった場合にも変化する。そのため、従来のように、モータ電流Ｉの実測値をそのまま電流特性データに照らすと、精度のよい機外静圧Ｘを求めることができない。この点、本実施の形態の空気調和機１００は、モータ電流Ｉに対し吸込み温度Ｔに基づく補正処理を施して制御用電流Ｉｘを求め、求めた制御用電流Ｉｘを電流特性データに照らして機外静圧Ｘを求めるようになっている。そのため、より信頼性の高い機外静圧Ｘの推定値を求めることができる。なお、送風用ダクト８０の内部に設けられる部材としては、ＨＥＰＡフィルタ（Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ａｉｒ  Ｆｉｌｔｅｒ）などがある。
【００２９】
判定基準導出部２３は、機外静圧推定部２２において推定された機外静圧Ｘを基準データ２５ｃに照らして判定基準を求める。本実施の形態における基準データ２５ｃは、機外静圧Ｘについての範囲である複数の機外静圧範囲と、複数の機外静圧範囲のそれぞれに関連づけられた判定基準とにより構成されている。各判定基準は、制御用電流Ｉｘに対応づけて設定された電流値の範囲である。つまり、基準データ２５ｃは、機外静圧範囲と判定基準とが対応づけられたテーブル情報である。
【００３０】
判定基準は、下限値から上限値までの範囲に設定されている。例えば、１０［Ａ］以上１１［Ａ］以下の範囲に設定された判定基準の場合は、下限値が１０［Ａ］であり、上限値が１１［Ａ］である。
【００３１】
動作制御部２４は、機外静圧推定部２２において推定された機外静圧Ｘをもとに送風機１０の回転数を制御する。つまり、動作制御部２４は、判定基準導出部２３において求められた判定基準と、補正処理部２１において求められた制御用電流Ｉｘとの関係に基づいて送風機１０の回転数を制御する。
【００３２】
より具体的に、動作制御部２４は、制御用電流Ｉｘが判定基準の下限値よりも小さい場合、回転周波数ｆを下限設定量だけ上昇させる。また、動作制御部２４は、制御用電流Ｉｘが判定基準の上限値よりも大きい場合に、回転周波数ｆを上限設定量だけ低下させる。下限設定量及び上限設定量は、予め設定されて記憶部２５に記憶されており、適宜変更することができる。もっとも、下限設定量と上限設定量とは、同じ量に設定されてもよく、異なる量に設定されてもよい。
【００３３】
制御装置２０は、マイコンなどの演算装置と、こうした演算装置と協働して上記及び下記の各機能を実現させるソフトウェアとによって構成することができる。なお、記憶部２５は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等のＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）、又はＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等により構成することができる。
【００３４】
図５は、図１の空気調和機を現地にて取り付けた後の初期動作を例示したフローチャートである。図５を参照して、現地施工時の初期動作の際に、制御装置２０が行う回転周波数ｆの調整処理について説明する。ここでは、判定基準が、下限値から上限値までの範囲である場合を想定する。
【００３５】
空気調和機１００が起動すると、動作制御部２４は、初期値により、送風機１０の運転を開始する。ここで、初期値とは、予め設定されたモータ１０ａの初期の回転周波数ｆである。すなわち、動作制御部２４は、初期値を示す制御指令をインバータ装置３３へ出力することにより、モータ１０ａを初期値で回転させる（ステップＳ１０１）。
【００３６】
次いで、補正処理部２１は、送風機１０が初期値での運転を開始してから安定待機時間が経過するまで待機する。安定待機時間は、送風機１０の回転数を安定させるために設定された時間である。安定待機時間は、例えば１分に設定され、空気調和機１００の構成及び設置環境などに応じて適宜変更される（ステップＳ１０２／ＮＯ）。
【００３７】
安定待機時間が経過すると（ステップＳ１０２／ＹＥＳ）、補正処理部２１は、電流計測手段４０からモータ電流Ｉを取得する（ステップＳ１０３）。また、補正処理部２１は、吸込み温度計測手段５０から吸込み温度Ｔを取得する（ステップＳ１０４）。そして、補正処理部２１は、取得した吸込み温度Ｔを係数データ２５ａに照らして補正係数αを求める（ステップＳ１０５）。
【００３８】
次いで、補正処理部２１は、取得したモータ電流Ｉに、求めた補正係数αを乗じることで、送風機１０の制御に使用される制御用電流Ｉｘを求める。そして、補正処理部２１は、求めた制御用電流Ｉｘを、機外静圧推定部２２及び動作制御部２４へ出力する（ステップＳ１０６）。
【００３９】
また、機外静圧推定部２２は、動作制御部２４からインバータ装置３３への制御指令から回転周波数ｆを取得する（ステップＳ１０７）。そして、機外静圧推定部２２は、取得した回転周波数ｆと補正処理部２１から入力した制御用電流Ｉｘとを電流特性データ２５ｂに照らして、現在の機外静圧Ｘを推定する。そして、機外静圧推定部２２は、推定処理で求めた機外静圧Ｘを判定基準導出部２３へ出力する（ステップＳ１０８）。
【００４０】
判定基準導出部２３は、機外静圧推定部２２において推定された機外静圧Ｘを基準データ２５ｃに照らして判定基準を求め、求めた判定基準を動作制御部２４へ出力する（ステップＳ１０９）。
【００４１】
次いで、動作制御部２４は、補正処理部２１から入力した制御用電流Ｉｘと、判定基準導出部２３から入力した判定基準とを比較し、制御用電流Ｉｘが判定基準内であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。
【００４２】
動作制御部２４は、制御用電流Ｉｘが判定基準内であれば（ステップＳ１１０／ＹＥＳ）、現時点での回転周波数ｆを記憶部２５に記憶させる。なお、制御装置２０は、最初に求めた制御用電流Ｉｘが判定基準内であった場合、今回の調整処理での回転周波数ｆとして、初期値を記憶部２５に記憶させる（ステップＳ１１１）。
【００４３】
一方、動作制御部２４は、制御用電流Ｉｘが判定基準外である場合において（ステップＳ１１０／ＮＯ）、制御用電流Ｉｘが上限値よりも大きければ（ステップＳ１１２／ＹＥＳ）、回転周波数ｆを上限設定量だけ低下させる（ステップＳ１１３）。また、動作制御部２４は、制御用電流Ｉｘが判定基準外である場合において（ステップＳ１１０／ＮＯ）、制御用電流Ｉｘが下限値よりも小さければ（ステップＳ１１２／ＮＯ）、回転周波数ｆを下限設定量だけ上昇させる（ステップＳ１１４）。
【００４４】
動作制御部２４は、回転周波数ｆを変更したとき（ステップＳ１１３、Ｓ１１４）、回転周波数ｆを変更したことを示す変更通知を補正処理部２１へ出力する。補正処理部２１は、動作制御部２４から変更通知を受けたときに計時を開始し、待ち時間が経過するまで待機する。待ち時間は、例えば１分に設定され、空気調和機１００の構成及び設置環境などに応じて適宜変更することができる（ステップＳ１１５／ＮＯ）。
【００４５】
補正処理部２１は、待ち時間が経過すると（ステップＳ１１５／ＹＥＳ）、ステップＳ１０３の処理へ移行する。すなわち、制御装置２０は、ステップＳ１０３〜Ｓ１１０の一連の処理を実行する。制御装置２０は、当該一連の処理において、制御用電流Ｉｘが判定基準内であれば（ステップＳ１１０／ＹＥＳ）、その時点での回転周波数ｆを記憶部２５に記憶させる。一方、制御装置２０は、当該一連の処理において、制御用電流Ｉｘが判定基準外であれば（ステップＳ１１０／ＮＯ）、ステップＳ１１２〜Ｓ１１４の処理を適宜実行する。そして、制御装置２０は、回転周波数ｆを変更して待ち時間が経過すると（ステップＳ１１５／ＹＥＳ）、ステップＳ１０３の処理へ再度移行し、制御用電流Ｉｘが判定基準内になるまで上記の各処理を繰り返し実行する。このように、ステップＳ１０３〜Ｓ１１５の処理を適宜繰り返して実行することにより、空調対象空間に送られる空気の量、すなわち風量を一定にすることができる。
【００４６】
図６は、図１の空気調和機による定常的なモータの運転周波数の調整処理の動作例を示すフローチャートである。空気調和機１００は、一定時間ごとに、もしくはユーザの指示に応じて、回転周波数ｆの調整処理を行うようになっている。一定時間は、例えば１分に設定され、適宜変更することができる。また、空気調和機１００は、専用のリモートコントローラもしくは集中コントローラなどを用いてのユーザの操作に応じて、回転周波数ｆの調整処理の実行指示を受け付けることができる。ここでは、空気調和機１００が、一定時間ごとに回転周波数ｆの調整処理を行うことを想定して説明する。図５の場合と同等の処理については同一の符号を付して説明は省略する。
【００４７】
まず、動作制御部２４は、前回設定された回転周波数ｆで、送風機１０のモータ１０ａを回転させる。ここで、前回設定された回転周波数ｆとは、初期動作において記憶部２５に記憶された回転周波数ｆ、又は前回の回転周波数ｆの調整処理において記憶部２５に記憶された回転周波数ｆのことである（ステップＳ２０１）。
【００４８】
次いで、制御装置２０は、ステップＳ１０３〜Ｓ１０９の一連の処理を図５の場合と同様に実行する。そして、制御装置２０は、制御用電流Ｉｘが判定基準内であれば（ステップＳ１１０／ＹＥＳ）、一定時間が経過するまで待機し（ステップＳ２０２／ＮＯ）、一定時間が経過すると（ステップ２０２／ＹＥＳ）、ステップＳ１０３の処理へ移行する。一方、制御装置２０は、制御用電流Ｉｘが判定基準外であれば（ステップＳ１１０／ＮＯ）、ステップＳ１１２〜Ｓ１１４の処理を適宜実行し、回転周波数ｆを変更して一定時間が経過すると（ステップＳ２０２／ＹＥＳ）、ステップＳ１０３の処理へ移行する。
【００４９】
すなわち、制御装置２０は、ステップＳ２０２を経由してステップＳ１０３へ移行する度に、ステップＳ１０３〜Ｓ１１０の一連の処理を実行する。制御装置２０は、当該一連の処理において、制御用電流Ｉｘが判定基準外であれば（ステップＳ１１０／ＮＯ）、ステップＳ１１２〜Ｓ１１４の処理を適宜実行する。そして、制御装置２０は、回転周波数ｆを変更して一定時間が経過すると（ステップＳ２０２／ＹＥＳ）、ステップＳ１０３の処理へ再度移行する。一方、制御装置２０は、当該一連の処理において、制御用電流Ｉｘが判定基準内であれば（ステップＳ１１０／ＹＥＳ）、一定時間が経過した後に（ステップ２０２／ＹＥＳ）、ステップＳ１０３の処理へ再度移行する。このように、ステップＳ１０３〜Ｓ１１４、Ｓ２０２の処理を適宜繰り返して実行することにより、空調対象空間に送られる空気の量を一定にすることができる。
【００５０】
ところで、図５及び図６では、制御装置２０が、待ち時間（図５）又は一定時間（図６）の間に、電流計測手段４０からモータ電流Ｉを１回だけ取得する例を示したが、これに限定されない。例えば、制御装置２０は、電流計測手段４０からモータ電流Ｉを複数回取得し、これらの平均値である平均モータ電流Ｉａを補正して制御用電流Ｉｘを求めてもよい。
【００５１】
この場合、例えば補正処理部２１は、一定間隔で複数のモータ電流Ｉを取得し、取得した複数のモータ電流Ｉの平均値である平均モータ電流Ｉａを求めるとよい。そして、補正処理部２１は、平均モータ電流Ｉａと補正係数αとを用いて、下記の式（２）により制御用電流Ｉｘを求めるとよい。すなわち、補正処理部２１は、平均モータ電流Ｉａに補正係数αを乗じて制御用電流Ｉｘを求めるとよい。かかる構成の場合、モータ電流Ｉに対する補正処理には、複数のモータ電流Ｉの平均値である平均モータ電流Ｉａを求める処理と、平均モータ電流Ｉａに補正係数αを乗じて平均モータ電流Ｉａを補正する処理とが含まれる。
【００５２】
［数２］
Ｉｘ＝α×Ｉａ        ・・・（２）
【００５３】
このようにすれば、電流値のばらつき及び測定タイミングに起因したモータ電流Ｉの測定誤差を緩和できることから、機外静圧Ｘの推定精度が高まるため、回転周波数ｆの調整処理をさらに精度よく行うことができる。よって、送風用ダクト８０を通じて、設定された量の空気を空調対象空間へ安定的に送ることができる。
【００５４】
ここで、動作制御部２４は、制御用電流Ｉｘが判定基準の下限値よりも小さい場合、制御用電流Ｉｘと下限設定量との差である下限差分を求め、求めた下限差分の大きさに応じてモータ１０ａの回転周波数を上昇させてもよい。また、動作制御部２４は、制御用電流Ｉｘが判定基準の上限値よりも大きい場合、制御用電流Ｉｘと上限設定量との差である上限差分を求め、求めた上限差分の大きさに応じてモータ１０ａの回転周波数を低下させてもよい。
【００５５】
具体的には、例えば、記憶部２５に、下限差分と回転周波数ｆの上昇量とを関連づけた上昇テーブルと、上限差分と回転周波数ｆの低下量とを関連づけた低下テーブルとを記憶させておくとよい。上昇量テーブルは、下限差分が大きくなるほど回転周波数ｆの上昇量が大きくなるように構成するとよい。低下量テーブルは、上限差分が大きくなるほど回転周波数ｆの低下量が大きくなるように構成するとよい。
【００５６】
図７は、図１の送風機における静圧と風量との関係を示す風量特性図である。図７では、横軸に風量をとり、縦軸に静圧をとっている。ここで、風量とは、送風用ダクト８０を介して空調対象空間に送られる風の量のことである。図７を参照して、初期動作における回転周波数ｆの調整処理、及び定常的な回転周波数ｆの調整処理での利点を説明する。
【００５７】
図７において、Ｐ０は標準ポイントでの機内静圧であり、Ｐ１は標準ポイントでの静圧であり、Ｑ０は空気調和機１００の固有の仕様風量である。複数本の破線の曲線は、送風機１０の回転数、すなわちモータ１０ａの回転周波数ｆごとに存在する等回転数曲線である。Ｃ０は、機内静圧曲線である。機内静圧曲線Ｃ０は、機外に何の抵抗もなく、機外静圧が０であるときの曲線であり、送風機１０ごとに定まる固有のものである。点Ａ０（Ｑ０，Ｐ２）は、機外に送風用ダクト８０などの抵抗体が存在しない場合の送風機１０からの風量と、その風量に対応する送風機１０内の静圧とを示している。
【００５８】
Ｃ１及びＣ２は静圧曲線の例である。静圧曲線は、送風用ダクト８０の長さなどを含む現地の施工状態ごとに存在する。ここで、説明の便宜上、静圧曲線Ｃ１は送風用ダクト８０の長さが１０［ｍ］の場合に対応し、静圧曲線Ｃ２は送風用ダクト８０の長さが１５［ｍ］の場合に対応するものとする。仮に、送風機１０に長さ１０［ｍ］の送風用ダクト８０を取付けた場合、静圧がＰ０からＰ１に変化するため、その際の風量及び静圧は点Ａに示される。静圧Ｐ１は、送風機１０の機内静圧に、送風用ダクト８０を設けたことによる機外静圧Ｘを加えた静圧である。よって、静圧Ｐ１から機内静圧Ｐ０を減算すると、標準ポイントでの機外静圧Ｘである標準機外静圧Ｘｏとなる（Ｘｏ＝Ｐ１−Ｐ０）。
【００５９】
この状態を基準とし、送風機１０に長さ１５［ｍ］の送風用ダクト８０を取付けたことを想定すると、風量及び静圧は、点Ａから等回転数曲線に沿って点Ａ１へ移動する。このように、現地施工のダクト工事の違い、又はフィルタ１０ｃの累積使用時間の増加による目詰まりなどより、風量及び静圧が点Ａから点Ａ１に移動すると、風量がＱ０からＱ１に低下してしまう。そして、空気調和機１００の仕様風量Ｑ０を維持するためには、風量及び静圧を点Ａ１から点Ａ２（Ｑ０，Ｐ２）まで移動させなければならない。
【００６０】
この点、空気調和機１００は、機外静圧Ｘが上昇するとモータ電流Ｉが低下するという特性を用いて、モータ電流Ｉが低下した場合に回転周波数ｆを上昇させるようになっている（例えば、ステップＳ１１２／ＮＯ、Ｓ１１４参照）。そのため、上記のような場合でも、風量及び静圧を点Ａ１から点Ａ２に移動させることができ、空気調和機１００の仕様風量Ｑ０を維持することができる。また、空気調和機１００は、送風用ダクト８０を短くするような場合でも、機外静圧Ｘが低下するとモータ電流Ｉが上昇するという特性を用いて、モータ電流Ｉが上昇した場合に回転周波数ｆを低下させるようになっている（例えば、ステップＳ１１２／ＹＥＳ、Ｓ１１３参照）。そのため、風量及び静圧を精度よく調整し、空気調和機１００の仕様風量Ｑ０を維持することができる。
【００６１】
以上のように、本実施の形態における空気調和機１００によれば、機外静圧Ｘの変化に連動する吸込み温度Ｔに基づいてモータ電流Ｉに補正処理を施し、補正処理後の制御用電流Ｉｘを用いて現在の機外静圧Ｘを高精度に推定することができる。そのため、機外静圧Ｘが変化した場合でも、送風機１０の回転数を精度よく調整することができる。すなわち、空気調和機１００は、基準とは異なる長さの送風用ダクト８０が用いられた場合でも、施工時の初期動作において、回転周波数ｆの自動調整を行うことができる。また、空気調和機１００は、フィルタ１０ｃの目詰まりなどが発生し、風路抵抗が変化した場合でも、回転周波数ｆの自動調整を定常的に行うことができる。よって、空気調和機１００によれば、機外静圧Ｘが変化しても、負荷に応じた適切な量の空気を空調対象空間へ供給することができる。
【００６２】
ところで、制御装置２０は、モータ電流Ｉに対する補正処理において、電流計測手段４０からモータ電流Ｉを複数回取得し、取得した複数のモータ電流Ｉの平均値である平均モータ電流Ｉａを求めてもよい。そして、制御装置２０は、平均モータ電流Ｉａを補正して制御用電流Ｉｘを求めてもよい。このようにすれば、電流値のばらつきによる大きな誤差を含んだモータ電流Ｉの単独利用を避けることができる。加えて、複数のモータ電流Ｉの平均値をとれば、仮に大きな誤差を含むモータ電流Ｉを計測した場合でも、その誤差を緩和することができる。したがって、機外静圧Ｘの推定精度がさらに高まることから、送風機１０の回転数制御の精度をさらに向上させることができる。
【００６３】
また、制御装置２０は、吸込み温度Ｔを係数データに照らして求めた補正係数αをモータ電流Ｉ又は平均モータ電流Ｉａに乗じて制御用電流Ｉｘを求めるようになっている。ここで、モータ電流Ｉ又は平均モータ電流Ｉａを補正するための補正係数αは、吸込み温度Ｔとモータ電流Ｉとの連動性をもとに設定されている。よって、補正係数αを用いれば、モータ電流Ｉ又は平均モータ電流Ｉａを精度よく補正することができるため、機外静圧Ｘの推定精度を高めることができる。
【００６４】
さらに、制御装置２０は、上記のように高精度に求められた機外静圧Ｘを基準データ２５ｃに照らして判定基準を求める。よって、制御装置２０は、判定基準と制御用電流Ｉｘとの関係に基づいて、送風機１０の動作を精度よく制御することができる。ここで、判定基準は、例えば電流値についての下限値から上限値までの範囲に設定される。この場合、制御装置２０は、制御用電流Ｉｘが判定基準の下限値よりも小さい場合に回転周波数ｆを上昇させ、制御用電流Ｉｘが判定基準の上限値よりも大きい場合に回転周波数ｆを低下させる。このように、吸込み温度Ｔを用いた補正後の制御用電流Ｉｘと、信頼性の高い機外静圧Ｘとを比較することにより、回転周波数ｆの調整の要否を精度よく判定することができるため、制御の安定性及び信頼性を高めることができる。
【００６５】
例えば、制御装置２０は、制御用電流Ｉｘが判定基準の下限値よりも小さい場合に回転周波数ｆを下限設定量だけ上昇させ、制御用電流Ｉｘが判定基準の上限値よりも大きい場合に回転周波数ｆを上限設定量だけ低下させるようにしてもよい。この場合、制御用電流Ｉｘが判定基準内になるまで、上記の回転周波数ｆの調整処理を繰り返し実行するとよい。このようにすれば、制御用電流Ｉｘが判定基準外であり、かつ制御用電流Ｉｘと下限値又は上限値との差が比較的大きい場合でも、回転周波数ｆを段階的に低下させ又は上昇させることにより、制御用電流Ｉｘを判定基準内に収めることができる。また、制御用電流Ｉｘが判定基準外であり、かつ制御用電流Ｉｘと下限値又は上限値との差が比較的小さい場合には、単純な処理により、制御用電流Ｉｘを判定基準内に収めることができる。
【００６６】
ここで、制御装置２０は、制御用電流Ｉｘが判定基準の下限値よりも小さい場合、制御用電流Ｉｘと下限値との差分である下限差分を求め、求めた下限差分の大きさに応じて回転周波数ｆを上昇させてもよい。同様に、制御装置２０は、制御用電流Ｉｘが判定基準の上限値よりも大きい場合、制御用電流Ｉｘと上限値との差分である上限差分を求め、求めた上限差分の大きさに応じて回転周波数ｆを低下させてもよい。このようにすれば、比較的早く制御用電流Ｉｘを判定基準内に収めることができると共に、回転周波数ｆの調整回数を減らすことができる。
【００６７】
上記実施の形態は、空気調和機における好適な具体例であり、本発明の技術的範囲は、これらの態様に限定されるものではない。例えば、上記の動作説明は、便宜上、図５及び図６に付したステップ番号の順に行ったが、これに限定されない。例えば、図５及び図６における幾つかの処理の順序を入れ替えても、上記同様、機外静圧Ｘを高精度に推定することができ、回転周波数ｆの調整精度を高めることができる。
【００６８】
また、係数データ２５ａには、基準温度帯の代わりに、予め設定され、適宜変更可能な基準温度が設定されてもよい。この場合、基準温度には、補正係数αとして「１」が設定され、基準温度よりも低い吸込み温度Ｔには、１未満の補正係数αが関連づけられ、基準温度よりも高い吸込み温度Ｔには、１より大きい補正係数αが関連づけられる。そして、吸込み温度Ｔが基準温度よりも低い場合は、吸込み温度Ｔと基準温度との差が大きくなるほど補正係数αが小さくなる。また、吸込み温度Ｔが基準温度よりも高い場合は、吸込み温度Ｔと基準温度との差が大きくなるほど補正係数αが大きくなる。ただし、回転周波数ｆの上昇処理と低下処理とが頻繁に行われる状況を避け、制御の安定化を図るには、閾値としての基準温度ではなく、所定の幅をもつ基準温度帯を設定した方がよい。
【００６９】
さらに、上記実施の形態では、補正係数αをモータ電流Ｉ又は平均モータ電流Ｉａに乗じて制御用電流Ｉｘを求める場合を例示したが、これに限定されない。例えば、係数データ２５ａは、吸込み温度Ｔと、モータ電流Ｉ又は平均モータ電流Ｉａに加算して制御用電流Ｉｘを求めるための補正係数βと、を関連づけたものであってもよい。この場合、係数データ２５ａの基準温度帯には、補正係数βとして「０」が設定される。また、係数データ２５ａにおいて、上限温度よりも低い吸込み温度Ｔに対しては、０未満つまり負の数の補正係数βが関連づけられ、下限温度よりも高い吸込み温度Ｔに対しては、０より大きい補正係数αが関連づけられる。係数データ２５ａにおいて、基準温度帯の代わりに基準温度が設定された場合も同様である。
【００７０】
加えて、上記実施の形態では、判定基準が、電流値についての下限値から上限値までの範囲である場合を例示したが、これに限らず、判定基準は、閾値としての電流値であってもよい。ただし、制御の安定性という観点からは、判定基準が電流値の範囲である方が好ましい。
【符号の説明】
【００７１】
１０  送風機、１０ａ  モータ（電動機）、１０ｂ  羽根車、１０ｃ  フィルタ、２０  制御装置、２１  補正処理部、２１ａ  取得部、２１ｂ  係数導出部、２１ｃ  電流補正部、２２  機外静圧推定部、２３  判定基準導出部、２４  動作制御部、２５  記憶部、２５ａ  係数データ、２５ｂ  電流特性データ、２５ｃ  基準データ、３０  電力変換装置、３１  整流装置、３２  平滑回路、３２ａ  リアクトル、３２ｂ  平滑コンデンサ、３３  インバータ装置、４０  電流計測手段、５０  吸込み温度計測手段、８０  送風用ダクト、１００  空気調和機、２００  交流電源、Ｃ０  機内静圧曲線、Ｃ１、Ｃ２  静圧曲線、Ｉ  モータ電流、Ｉａ  平均モータ電流、Ｉｘ  制御用電流、Ｐ０  機内静圧、Ｐ１、Ｐ２  静圧、Ｑ０  仕様風量、Ｔ  吸込み温度、Ｘ  機外静圧、Ｘｏ  標準機外静圧、ｆ、ｆ１、ｆ２、ｆｎ  回転周波数、α、β  補正係数。
【図１】
0006945750.tif 000002
【図２】
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【図３】
0006945750.tif 000004
【図４】
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【図５】
0006945750.tif 000006
【図６】
0006945750.tif 000007
【図７】
0006945750.tif 000008