(57)【要約】  室外機は、電解コンデンサを備え、交流電源から供給された交流電流を直流電流に変換するコンバータ回路（２１）と、コンバータ回路（２１）によって得られた直流電流を交流電流に変換すると共に、変換によって得られた交流電流を、圧縮機を駆動させる圧縮機モータ（８２）に入力するインバータ回路（２２）と、圧縮機モータ（８２）に入力される交流電流の電流値である圧縮機入力電流値を検出する圧縮機入力電流検出部と、圧縮機入力電流値に基づいて電解コンデンサの推定寿命を算出し、圧縮機入力電流値における電解コンデンサの使用率である電解コンデンサ使用率と推定寿命とに基づいて電解コンデンサの残寿命を算出する寿命算出部（２８）と、を備える。
2020183540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内機と室外機とを備える空気調和機の制御装置であって、
前記室外機が、
電解コンデンサを備え、交流電源から供給された交流電流を直流電流に変換するコンバータ回路と、
前記コンバータ回路によって得られた直流電流を交流電流に変換すると共に、変換によって得られた交流電流を、圧縮機を駆動させる圧縮機モータに入力するインバータ回路と、
前記圧縮機モータに入力される前記交流電流の電流値である圧縮機入力電流値を検出する圧縮機入力電流検出部と、
前記圧縮機入力電流値に基づいて前記電解コンデンサの推定寿命を算出し、前記圧縮機入力電流値における前記電解コンデンサの使用率である電解コンデンサ使用率と前記推定寿命とに基づいて前記電解コンデンサの残寿命を算出する寿命算出部と、
を備える空気調和機の制御装置。
【請求項２】
前記寿命算出部は、前記圧縮機入力電流値と、前記電解コンデンサの内部温度と、前記電解コンデンサの周囲温度と、の対応関係を示す対応関係情報と、前記圧縮機入力電流値とに基づいて現在の前記電解コンデンサの内部温度と、現在の前記電解コンデンサの周囲温度とを算出し、算出した現在の前記電解コンデンサの内部温度と、算出した現在の前記電解コンデンサの周囲温度とに基づいて前記電解コンデンサの前記推定寿命を算出する請求項１に記載の空気調和機の制御装置。
【請求項３】
前記圧縮機入力電流値が前記圧縮機モータに入力されて前記空気調和機が運転する運転時間を累積した累積運転時間を前記圧縮機入力電流値毎に記憶する運転時間記憶部を備え、
前記寿命算出部は、算出した前記推定寿命と前記累積運転時間とから前記圧縮機入力電流値における前記電解コンデンサの使用率である電解コンデンサ使用率を算出し、さらに異なる複数の前記圧縮機入力電流値での前記電解コンデンサ使用率の合計値を算出し、前記電解コンデンサ使用率の合計値を用いて前記残寿命を算出する請求項２に記載の空気調和機の制御装置。
【請求項４】
前記寿命算出部と通信可能な外部出力装置を備え、
前記寿命算出部は、前記電解コンデンサ使用率の合計値があらかじめ決められた閾値を超えた場合に、前記外部出力装置に前記残寿命が少ない旨を表示させる請求項１から３のいずれか１つに記載の空気調和機の制御装置。
【請求項５】
前記寿命算出部が実装されるとともに前記室外機を制御する室外制御装置と、
前記室外制御装置と前記外部出力装置とに通信可能であり前記室内機を制御する室内制御装置と、
を備え、
前記寿命算出部は、前記室外制御装置と前記室内制御装置とを介して前記残寿命が少ない旨を表示させる通知を前記外部出力装置に送信して前記外部出力装置に前記残寿命が少ない旨を表示させる請求項４に記載の空気調和機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置に実装された電解コンデンサの寿命を算出する空気調和機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、インバータ制御装置に電解コンデンサが使用されている空気調和機の劣化診断を行う場合、対象となる電解コンデンサの電圧、電解コンデンサの温度および電解コンデンサの定格寿命等を用いて、残寿命を計算することが行われる。インバータ装置用の電解コンデンサの寿命を予測する技術が特許文献１に開示されている。【０００３】
特許文献１に開示された技術では、電解コンデンサの許容最高周囲温度で使用し続けたときの寿命時間Ｌ０を製品開発時の事前試験で確認し、Ｌ０を使用して運転中に残寿命を算出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−６９８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に開示された技術によれば、電解コンデンサの寿命は寿命時間Ｌ０と固定されている。このため、想定外の使用状況が発生して電解コンデンサの寿命が寿命時間Ｌ０より短くなった場合には、的確な電解コンデンサの残寿命を算出できない、という問題があった。【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、空気調和機の制御装置に実装されている電解コンデンサの残寿命を空気調和機の運転状況に対応して的確に算出することが可能な空気調和機の制御装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる空気調和機の制御装置は、室内機と室外機とを備える空気調和機の制御装置である。室外機は、電解コンデンサを備え、交流電源から供給された交流電流を直流電流に変換するコンバータ回路と、コンバータ回路によって得られた直流電流を交流電流に変換すると共に、変換によって得られた交流電流を、圧縮機を駆動させる圧縮機モータに入力するインバータ回路と、圧縮機モータに入力される交流電流の電流値である圧縮機入力電流値を検出する圧縮機入力電流検出部と、圧縮機入力電流値に基づいて電解コンデンサの推定寿命を算出し、圧縮機入力電流値における電解コンデンサの使用率である電解コンデンサ使用率と推定寿命とに基づいて電解コンデンサの残寿命を算出する寿命算出部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明にかかる空気調和機の制御装置は、空気調和機の制御装置に実装されている電解コンデンサの残寿命を、空気調和機の運転状況に対応して的確に算出することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる空気調和機の構成を示す図
【図２】図１に示す空気調和機のインバータ制御装置の構成を示す図
【図３】図２に示すインバータ制御装置に実装された平滑用電解コンデンサの寿命算出処理にかかわる主な構成を示す図
【図４】図２に示すインバータ制御装置に実装された平滑用電解コンデンサの寿命算出処理を説明するフローチャート
【図５】図２に示すインバータ制御装置における、圧縮機入力電流値と、平滑用電解コンデンサの内部温度と、平滑用電解コンデンサの周囲温度と、の対応関係を示す対応関係情報の一例を示す図
【図６】図２に示すインバータ制御装置に実装された平滑用電解コンデンサの推定寿命の算出に使用する加速係数の変化を説明するための図
【図７】図１に示す空気調和機が有する室外制御装置のインバータ制御装置が有するインバータ回路駆動用制御部およびインバータ駆動回路の少なくとも一部の機能がプロセッサによって実現される場合のプロセッサを示す図
【図８】図１に示す空気調和機の室外制御装置のインバータ制御装置が有するインバータ回路駆動用制御部およびインバータ駆動回路の少なくとも一部の機能が処理回路によって実現される場合の処理回路を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態にかかる空気調和機の制御装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる空気調和機１の構成を示す図である。図２は、図１に示す空気調和機１のインバータ制御装置２０の構成を示す図である。図３は、図２に示すインバータ制御装置２０に実装された平滑用電解コンデンサ２１ｂの寿命算出処理にかかわる主な構成を示す図である。
【００１２】
本実施の形態１にかかる空気調和機１は、室内機２と、室外機３とを有する。空気調和機１は、室内機２と室外機３が分離されたセパレートタイプの空気調和機である。室内機２は、室内ファン４と、室内ファン４の動作を制御する室内制御装置５とを有する。すなわち、室内制御装置５は、室内機２を制御する制御装置である。室外機３は、室外ファン６と、冷媒を圧縮する圧縮機７と、室外ファン６および圧縮機７の動作を制御する室外制御装置８とを有する。すなわち、室外制御装置８は、室外機３を制御する制御装置である。また、室内制御装置５には、空気調和機１の使用者が空気調和機１についての情報を目視できるように、表示装置９が接続されている。
【００１３】
室内制御装置５は、室外制御装置８と通信可能に室外制御装置８に接続されている。室外制御装置８は、室内ファン４の動作を制御するための信号を室内制御装置５に出力する機能を有している。室内制御装置５は、室外制御装置８から送信された信号に基づいて室内ファン４の動作を制御する。室内制御装置５が室内ファン４の動作を制御することにより、室内機２が設置されている室内の空気調和が行われる。
【００１４】
室外制御装置８は、圧縮機７を制御するための空気調和機１のインバータ制御装置２０を有する。
【００１５】
インバータ制御装置２０は、室内制御装置５の制御に従って圧縮機７の制御を行う。インバータ制御装置２０は、交流電源８１から供給された交流電流を直流電流に変換するコンバータ回路２１を有する。コンバータ回路２１は、ダイオードブリッジを含む整流回路２１ａと、整流回路２１ａから出力された直流電圧を平滑化する電解コンデンサである平滑用電解コンデンサ２１ｂと、放電用抵抗２１ｃとを有する。図２には、交流電源８１も示されている。
【００１６】
インバータ制御装置２０は、コンバータ回路２１によって得られた直流電流を交流電流に変換するインバータ回路２２を更に有する。インバータ回路２２は、トランジスタとダイオードとが並列に接続された複数個の回路が三相ブリッジを構成する回路である。インバータ回路２２は、変換によって得られた交流電流を、圧縮機７を駆動させる圧縮機モータ８２に供給する。図２には、圧縮機モータ８２も示されている。圧縮機モータ８２は、圧縮機７に含まれている。
【００１７】
また、インバータ制御装置２０は、圧縮機モータ８２に入力される圧縮機入力電流の電流値である圧縮機入力電流値、すなわちインバータ回路２２によって得られた交流電流の電流値を検出する圧縮機入力電流検出部２９を有する。
【００１８】
圧縮機入力電流検出部２９は、トランス２３と、電圧変換抵抗２４と、オペアンプ２５と、寿命算出部２８と、運転時間記憶部３０と、により構成される。寿命算出部２８は、インバータ回路駆動用制御部２６に設けられている。
【００１９】
トランス２３は、インバータ回路２２と圧縮機モータ８２との間に設けられ、圧縮機入力電流を測定するために、インバータ回路２２によって得られた交流電流の電流値をあらかじめ設定された割合で低下させる。具体的に、トランス２３は、インバータ回路２２によって得られた交流電流のうち一相の交流電流、すなわち圧縮機モータ８２に入力される交流電流のうち一相の交流電流を、あらかじめ設定された割合で低下させた小さな電流値の交流電流に変換する。
【００２０】
トランス２３で小さな電流値に変換された交流電流は、電圧変換抵抗２４において、オームの法則を利用して交流電圧に変換される。電圧変換抵抗２４において変換された交流電圧は、オペアンプ２５の非反転入力側に入力される。そして、オペアンプ２５の出力が、寿命算出部２８に入力される。
【００２１】
寿命算出部２８は、圧縮機モータ８２に入力される圧縮機入力電流の値である圧縮機入力電流値を取得する。寿命算出部２８は、オペアンプ２５からの出力の出力値に対応する電流値を、圧縮機モータ８２に入力される圧縮機入力電流の電流値である圧縮機入力電流値として検出する。寿命算出部２８は、オペアンプ２５の出力の出力値に対応した圧縮機入力電流値の情報を予め記憶している。
【００２２】
また、寿命算出部２８は、あらかじめ測定されて記憶されている対応関係情報と圧縮機入力電流値とに基づいて、平滑用電解コンデンサ２１ｂの内部温度と、平滑用電解コンデンサ２１ｂの周囲温度とを算出する。また、寿命算出部２８は、平滑用電解コンデンサ２１ｂの推定寿命算出式を用いて、平滑用電解コンデンサ２１ｂの推定寿命Ｌｘを算出する。
【００２３】
また、寿命算出部２８は、圧縮機入力電流値での推定寿命Ｌｘと、圧縮機入力電流値での累積運転時間とを用いて、圧縮機入力電流値における平滑用電解コンデンサ２１ｂの使用率である電解コンデンサ使用率を算出し、さらに各圧縮機入力電流値での電解コンデンサ使用率の合計値を算出する。すなわち、寿命算出部２８は、異なる複数の圧縮機入力電流値での電解コンデンサ使用率の合計値を算出する。そして、寿命算出部２８は、電解コンデンサ使用率の合計値に基づいて、現在の平滑用電解コンデンサ２１ｂの残寿命を算出するとともに、平滑用電解コンデンサ２１ｂの寿命の終了が近いか否かを判定する。寿命算出部２８の処理の詳細については後述する。
【００２４】
運転時間記憶部３０は、後述する推定寿命Ｌｘの算出時における圧縮機入力電流値での空気調和機１の運転時間を圧縮機入力電流値毎に累積して記憶する。すなわち、運転時間記憶部３０は、算出された圧縮機入力電流値が圧縮機モータ８２に入力されて圧縮機モータ８２が運転して空気調和機１が運転する運転時間を、異なる圧縮機入力電流値毎に累積して記憶する。推定寿命Ｌｘの算出を繰り返す中で、同じ圧縮機入力電流値が検出された場合には、過去の同じ圧縮機入力電流値での運転時間に累積される。
【００２５】
インバータ制御装置２０は、インバータ回路２２を駆動するインバータ駆動回路２７と、インバータ駆動回路２７を制御するインバータ回路駆動用制御部２６と、を更に有する。すなわち、インバータ回路駆動用制御部２６は、インバータ制御装置２０を制御する制御装置である。
【００２６】
なお、上記においては圧縮機モータ８２に入力される交流電流のうち一相の交流電流を、小さな交流電流に変換しているが、圧縮機モータ８２に入力される交流電流のうち二相の交流電流または三相の交流電流を小さな交流電流に変換して圧縮機入力電流値を検出してもよい。
【００２７】
また、室外機３は、空気調和機１の周囲温度である室外機３の周囲温度を検出する周囲温度センサ１０を有する。周温温度センサ１０は、室外機３の周囲温度を検出して、室外機３のインバータ制御装置２０の寿命算出部２８に送信する。
【００２８】
上記のように構成された空気調和機１は、室外機３において、室外制御装置８の制御によって室外ファン６と圧縮機７とが駆動する。また、室外制御装置８は、室内ファン４の動作を制御するための信号を室内機２の室内制御装置５に送信する。室内機２においては、室内制御装置５が、室外制御装置８から送信される信号を受信し、受信した信号に基づいて室内ファン４を駆動することで室内の空気調和を行う。
【００２９】
つぎに、空気調和機１のインバータ制御装置２０の動作の一例である電解コンデンサの寿命算出動作について説明する。図４は、図２に示すインバータ制御装置２０に実装された平滑用電解コンデンサ２１ｂの寿命算出処理を説明するフローチャートである。
【００３０】
まず、ステップＳ１０において、空気調和機１の電源が投入されて、空気調和機１の運転が開始される。つぎに、ステップＳ２０において、圧縮機入力電流検出部２９によって圧縮機入力電流値が検出される。
【００３１】
つぎに、ステップＳ３０において寿命算出部２８は、ステップＳ２０において検出された圧縮機入力電流値で圧縮機７の運転が開始された運転開始時刻を、すなわちステップＳ２０において検出された圧縮機入力電流値で空気調和機１の運転が開始された運転開始時刻を記憶する。すなわち、寿命算出部２８は、寿命算出部２８の有する時計機能によりオペアンプ２５からの出力が寿命算出部２８に入力された時刻を取得し、取得した時刻をステップＳ２０において検出された圧縮機入力電流値で圧縮機７の運転が開始された運転開始時刻として、運転時間記憶部３０に記憶させる。
【００３２】
図５は、図２に示すインバータ制御装置２０における、圧縮機入力電流値と、平滑用電解コンデンサ２１ｂの内部温度と、平滑用電解コンデンサ２１ｂの周囲温度と、の対応関係を示す対応関係情報の一例を示す図である。寿命算出部２８は、圧縮機入力電流値と平滑用電解コンデンサ２１ｂの内部温度と平滑用電解コンデンサ２１ｂの周囲温度との対応関係を示す対応関係情報をあらかじめ記憶している。対応関係情報は、あらかじめ空気調和機１を動作させて、圧縮機入力電流値に対応した平滑用電解コンデンサ２１ｂの内部温度と、圧縮機入力電流値に対応した平滑用電解コンデンサ２１ｂの周囲温度と、を測定しておくことで求めることができる。
【００３３】
ステップＳ４０において寿命算出部２８は、対応関係情報を用いて、検出された圧縮機入力電流値から平滑用電解コンデンサ２１ｂの内部温度と、平滑用電解コンデンサ２１ｂの周囲温度とを算出する。空気調和機１の運転状態では、空気調和機１の周囲温度が、事前に空気調和機１の周囲温度を測定したときの空気調和機１の周囲温度と異なる。したがって、空気調和機１の運転状態では、平滑用電解コンデンサ２１ｂの周囲温度が、事前に平滑用電解コンデンサ２１ｂの周囲温度を測定した際の平滑用電解コンデンサ２１ｂの周囲温度と異なる。
【００３４】
このため、寿命算出部２８は、平滑用電解コンデンサ２１ｂの寿命の計算時には、事前に測定した空気調和機１の周囲温度と、現在の運転中の空気調和機１の周囲温度と、の差を考慮した、平滑用電解コンデンサ２１ｂの補正周囲温度を使用する。たとえば、事前に測定したときの空気調和機１の周囲温度が２５℃であり、現在の運転中の空気調和機１の周囲温度が３０℃であれば、圧縮機入力電流値から求めた平滑用電解コンデンサ２１ｂの周囲温度を５℃だけ高くする。したがって、平滑用電解コンデンサ２１ｂの補正周囲温度は、３０℃＋５℃＝３５℃となる。
【００３５】
また、事前に測定したときの空気調和機１の周囲温度が２５℃であり、現在の運転中の空気調和機１の周囲温度が２０℃であれば、圧縮機入力電流値から求めた平滑用電解コンデンサ２１ｂの周囲温度を５℃だけ低くする。したがって、平滑用電解コンデンサ２１ｂの補正周囲温度は、３０℃−５℃＝２５℃となる。
【００３６】
すなわち、寿命算出部２８は、対応関係情報を用いて、検出された圧縮機入力電流値から平滑用電解コンデンサ２１ｂの内部温度と、平滑用電解コンデンサ２１ｂの周囲温度とを求める。つぎに、寿命算出部２８は、空気調和機１の周囲温度を検出する周囲温度センサ１０から、現在の検出値である現在の空気調和機１の周囲温度を取得する。また、寿命算出部２８は、対応関係情報を用いて求めた平滑用電解コンデンサ２１ｂの周囲温度と、周囲温度センサ１０から取得した現在の空気調和機１の周囲温度との差分である温度差分を算出する。そして、寿命算出部２８は、対応関係情報を用いて求めた平滑用電解コンデンサ２１ｂの周囲温度を、温度差分で補正して、平滑用電解コンデンサ２１ｂの補正周囲温度を算出する。
【００３７】
つぎに、ステップＳ５０において、平滑用電解コンデンサ２１ｂの推定寿命Ｌｘを、下記の（式１）に示される推定寿命算出式を用いて求める。ここで、Ｔ０は平滑用電解コンデンサ２１ｂの使用上限温度である。Ｔｘは圧縮機入力電流値から求めた平滑用電解コンデンサ２１ｂの周囲温度であり、上述したように事前に測定した空気調和機１の周囲温度と、現在の運転中の空気調和機１の周囲温度と、の差を考慮した平滑用電解コンデンサ２１ｂの補正周囲温度である。ΔＴは電解コンデンサ内部の発熱温度であり、圧縮機入力電流値から求めた平滑用電解コンデンサ２１ｂの内部温度である。Ｋは、加速係数であり、図６に示すように平滑用電解コンデンサ２１ｂの周囲温度に応じて値が変化する。図６は、図２に示すインバータ制御装置２０に実装された平滑用電解コンデンサ２１ｂの推定寿命の算出に使用する加速係数Ｋの変化を説明するための図である。
【００３８】
【数１】
2020183540.tif 000003
【００３９】
つぎに、ステップＳ６０において寿命算出部２８は、推定寿命Ｌｘの算出時における圧縮機入力電流値での空気調和機１の運転時間を圧縮機入力電流値毎に累積して運転時間記憶部３０に記憶させる。ステップＳ３０において記憶した運転開始時刻と推定寿命Ｌｘの算出時における時刻とから、現在の圧縮機入力電流値での空気調和機１の運転時間を算出できる。空気調和機１の運転時間は、圧縮機入力電流値毎に累積されて運転時間記憶部３０に記憶される。運転時間記憶部３０は、空気調和機１が設置されて運転を開始してからの空気調和機１の運転状況に対応した圧縮機入力電流値毎および空気調和機１の運転時間を記憶するために、不揮発性の記憶部とされている。これにより、寿命算出部２８は、空気調和機１が設置されて運転を開始してからの圧縮機入力電流値毎および空気調和機１の運転時間に基づいて、後述する処理を行うことができる。
【００４０】
つぎに、ステップＳ７０において寿命算出部２８は、空気調和機１の運転中に検出された複数の圧縮機入力電流値における平滑用電解コンデンサ２１ｂの使用率である電解コンデンサ使用率の合計値を算出する。電解コンデンサ使用率は、加算した運転時間を圧縮機入力電流値に対応した平滑用電解コンデンサ２１ｂの推定寿命Ｌｘで除算することで算出できる。
【００４１】
つぎに、ステップＳ８０において寿命算出部２８は、空気調和機１の運転中に検出された複数の圧縮機入力電流値毎の電解コンデンサ使用率を全て合計する。たとえば、第１の圧縮機入力電流値での電解コンデンサ使用率である第１の使用率と、第２の圧縮機入力電流値での電解コンデンサ使用率である第２の使用率とが運転時間記憶部３０に記憶されている場合には、第１の使用率と第２の使用率との合計が算出される。また、現在、第１の圧縮機入力電流値での電解コンデンサ使用率である第１の使用率と、第２の圧縮機入力電流値での電解コンデンサ使用率である第２の使用率と、第３の圧縮機入力電流値での電解コンデンサ使用率である第３の使用率と、第４の圧縮機入力電流値での電解コンデンサ使用率である第４の使用率とが運転時間記憶部３０に記憶されている場合には、第１の使用率と第２の使用率と第３の使用率と第４の使用率との合計が算出される。
【００４２】
ここで、上記の複数の圧縮機入力電流値毎の電解コンデンサ使用率を合計した値が１．０になった時が、平滑用電解コンデンサ２１ｂの寿命の時である。したがって、上記の複数の圧縮機入力電流値毎の電解コンデンサ使用率の合計値が１．０に近い値になるほど、平滑用電解コンデンサ２１ｂの寿命の残り時間である残寿命が短いということになる。
【００４３】
つぎに、ステップＳ９０において寿命算出部２８は、平滑用電解コンデンサ２１ｂの寿命の終了が近いか否かの判定として、上記の複数の圧縮機入力電流値毎の電解コンデンサ使用率の合計値が０．９以下か否かの判定を行う。０．９は、寿命算出部２８が「平滑用電解コンデンサ２１ｂの残寿命が残り少ない」旨の通知を表示装置９等に送信するか否かを判定するためのあらかじめ決められた閾値である。電解コンデンサ使用率の合計値が０．９以下である場合は、ステップＳ９０においてＹｅｓとなり、ステップＳ２０に戻る。電解コンデンサ使用率の合計値が０．９より大きい場合は、ステップＳ９０においてＮｏとなり、ステップＳ１００に進む。
【００４４】
ステップＳ１００において寿命算出部２８は、平滑用電解コンデンサ２１ｂの寿命が残り少ないと判定し、「平滑用電解コンデンサ２１ｂの残寿命が残り少ない」旨の通知を、空気調和機１の使用者が目視することのできる表示装置９等に対して送信する制御を行う。
【００４５】
また、寿命算出部２８は、上記の電解コンデンサ使用率の合計値を１．０から減算した値に推定寿命Ｌｘを乗算することにより、現在の平滑用電解コンデンサ２１ｂの具体的な残寿命を算出することができる。寿命算出部２８は、「現在の平滑用電解コンデンサ２１ｂの具体的な残寿命」を上記の通知と一緒に表示装置９等に通知する制御を行ってもよい。
【００４６】
以上の処理が行われることにより、空気調和機１のインバータ制御装置２０に使用されている平滑用電解コンデンサ２１ｂの推定寿命Ｌｘおよび残寿命を、空気調和機１の実際の運転状況に対応して的確に算出し、表示装置９等に通知することができる。
【００４７】
上述したように、本実施の形態１にかかる空気調和機１は、寿命算出部２８が、圧縮機モータ８２に入力される圧縮機入力電流の値である圧縮機入力電流値を取得する。つぎに、寿命算出部２８が、あらかじめ測定されて記憶されている対応関係情報と圧縮機入力電流値とに基づいて、平滑用電解コンデンサ２１ｂの内部温度と、平滑用電解コンデンサ２１ｂの周囲温度とを算出する。つぎに、寿命算出部２８が、平滑用電解コンデンサ２１ｂの推定寿命算出式を用いて、平滑用電解コンデンサ２１ｂの推定寿命Ｌｘを算出する。つぎに、寿命算出部２８が、圧縮機入力電流値での推定寿命Ｌｘと、圧縮機入力電流値での累積運転時間とを用いて、圧縮機入力電流値における平滑用電解コンデンサ２１ｂの使用率である電解コンデンサ使用率を算出し、さらに各圧縮機入力電流値での電解コンデンサ使用率の合計値を算出する。そして、寿命算出部２８は、電解コンデンサ使用率の合計値に基づいて、現在の平滑用電解コンデンサ２１ｂの残寿命を算出するとともに、平滑用電解コンデンサ２１ｂの寿命の終了が近いか否かを判定する。
【００４８】
上記のように、本実施の形態１にかかる空気調和機１は、あらかじめ設計された平滑用電解コンデンサ２１ｂの設計寿命から平滑用電解コンデンサ２１ｂの運転時間を差し引いて平滑用電解コンデンサ２１ｂの残寿命を算出するのではなく、圧縮機入力電流値毎の平滑用電解コンデンサ２１ｂの使用率を使用して平滑用電解コンデンサ２１ｂの残寿命を算出する。これにより、空気調和機１は、現在の平滑用電解コンデンサ２１ｂの寿命が設計寿命よりも短くなっている場合でも、現在の平滑用電解コンデンサ２１ｂの寿命を正しく算出することができる。
【００４９】
また、本実施の形態１にかかる空気調和機１は、圧縮機入力電流値に対応する平滑用電解コンデンサ２１ｂの内部温度と圧縮機入力電流値に対応する平滑用電解コンデンサ２１ｂの周囲温度とを事前に測定して記憶しておくことで、空気調和機１の運転中に平滑用電解コンデンサ２１ｂの内部温度と平滑用電解コンデンサ２１ｂの周囲温度とを的確に算出することができる。これにより、空気調和機１は、平滑用電解コンデンサ２１ｂの内部温度を検出するための温度センサおよび平滑用電解コンデンサ２１ｂの周囲温度を検出するための温度センサを備えることなく、空気調和機１の運転中の平滑用電解コンデンサ２１ｂの的確な内部温度と平滑用電解コンデンサ２１ｂの的確な周囲温度とを得ることができる。そして、空気調和機１は、平滑用電解コンデンサ２１ｂの内部温度と、平滑用電解コンデンサ２１ｂの周囲温度とに基づいて、平滑用電解コンデンサ２１ｂの的確な残寿命を算出することができる。
【００５０】
また、本実施の形態１にかかる空気調和機１は、空気調和機１の運転中に圧縮機入力電流値と、平滑用電解コンデンサ２１ｂの内部温度と、平滑用電解コンデンサ２１ｂの周囲温度と、圧縮機入力電流値での累積運転時間とを用いて、電解コンデンサの使用率を算出する。これにより、空気調和機１が設置されて運転を開始してからの空気調和機１の運転状況に対応した適切な平滑用電解コンデンサ２１ｂの推定寿命Ｌｘおよび残寿命を都度、空気調和機１の運転中に算出することができ、より的確な平滑用電解コンデンサ２１ｂの推定寿命Ｌｘおよび残寿命を算出することができる。
【００５１】
したがって、上述した実施の形態１にかかる空気調和機１によれば、空気調和機１の制御装置に実装されている電解コンデンサの寿命を、空気調和機１の過去から現在までの運転状況に対応して的確に算出することができる、という効果を奏する。
【００５２】
実施の形態２．
上述した実施の形態１では、圧縮機入力電流から運転中に電解コンデンサの推定寿命Ｌｘおよび残寿命を算出した。本実施の形態２では、算出された推定寿命Ｌｘおよび残寿命を、表示装置９に通知するための構成について説明する。
【００５３】
室外制御装置８は、図１に示すように室内制御装置５と接続され、室内制御装置５と通信可能とされている。また、室内制御装置５は、表示装置９と接続され、表示装置９と通信可能とされている。これにより、室外制御装置８のインバータ制御装置２０内に設けられた寿命算出部２８は、室内制御装置５を介して外部出力装置である表示装置９と通信可能とされている。
【００５４】
表示装置９は、空気調和機１の使用者が容易に目視することができる表示装置であり、たとえば空気調和機１のリモコンが例示される。
【００５５】
寿命算出部２８は、上述したステップＳ１００において、「平滑用電解コンデンサ２１ｂの残寿命が残り少ない」旨の通知を、表示装置９に対して送信する制御を行う。すなわち、寿命算出部２８は、ステップＳ９０において、残寿命があらかじめ決められた閾値を超えた場合に、表示装置９に残寿命が少ない旨を表示させる。表示装置９は、寿命算出部２８からの通知に基づいて、「平滑用電解コンデンサ２１ｂの残寿命が残り少ない」旨のメッセージを表示して空気調和機１の使用者に「平滑用電解コンデンサ２１ｂの残寿命が残り少ない」ことを知らせる。また、寿命算出部２８は、「現在の平滑用電解コンデンサ２１ｂの具体的な残寿命」を上記の通知と一緒に表示装置９に通知して表示装置９に表示させる制御を行ってもよい。
【００５６】
以上のように、平滑用電解コンデンサ２１ｂの残寿命が残り少ないことを空気調和機１の使用者に知らせることで、室外機３に実装されている電気基板の予期せぬ故障を防ぐことができる。
【００５７】
また、平滑用電解コンデンサ２１ｂの寿命の直前に「平滑用電解コンデンサ２１ｂの残寿命が残り少ない」旨のメッセージが表示装置９に表示された後、空気調和機１の使用者が平滑用電解コンデンサ２１ｂまたは平滑用電解コンデンサ２１ｂが実装された電気基板の交換等の対応をせずに故障した場合には、表示装置９の表示履歴等から故障個所の特定が容易になる。
【００５８】
すなわち、寿命算出部２８において算出された平滑用電解コンデンサ２１ｂの的確な残寿命を表示装置９に表示して空気調和機１の使用者に知らせることで、平滑用電解コンデンサ２１ｂの交換時期を空気調和機１の使用者に通知することが可能となり、予測しない平滑用電解コンデンサ２１ｂの寿命による空気調和機１の故障の回避、および予測しない空気調和機１の故障時における故障個所の特定容易化が可能となる。
【００５９】
図７は、図１に示す空気調和機１が有する室外制御装置８のインバータ制御装置２０が有するインバータ回路駆動用制御部２６およびインバータ駆動回路２７の少なくとも一部の機能がプロセッサ１０１によって実現される場合のプロセッサ１０１を示す図である。つまり、室外制御装置８のインバータ制御装置２０が有するインバータ回路駆動用制御部２６およびインバータ駆動回路２７の少なくとも一部の機能は、メモリ１０２に格納されるプログラムを実行するプロセッサ１０１によって実現されてもよい。プロセッサ１０１は、マイクロコンピュータ、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、又はＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）である。図７には、メモリ１０２も示されている。
【００６０】
室外制御装置８のインバータ制御装置２０が有するインバータ回路駆動用制御部２６およびインバータ駆動回路２７の少なくとも一部の機能がプロセッサ１０１によって実現される場合、当該一部の機能は、プロセッサ１０１と、ソフトウェア、ファームウェア、又は、ソフトウェア及びファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア又はファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ１０２に格納される。プロセッサ１０１は、メモリ１０２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、室外制御装置８のインバータ制御装置２０が有するインバータ回路駆動用制御部２６およびインバータ駆動回路２７の少なくとも一部の機能を実現する。
【００６１】
すなわち、室外制御装置８のインバータ制御装置２０が有するインバータ回路駆動用制御部２６およびインバータ駆動回路２７の少なくとも一部の機能がプロセッサ１０１によって実現される場合、インバータ制御装置２０は、室外制御装置８のインバータ制御装置２０が有するインバータ回路駆動用制御部２６およびインバータ駆動回路２７の少なくとも一部によって実行されるステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ１０２を有する。メモリ１０２に格納されるプログラムは、室外制御装置８のインバータ制御装置２０が有するインバータ回路駆動用制御部２６およびインバータ駆動回路２７の少なくとも一部が実行する手順又は方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。
【００６２】
メモリ１０２は、例えば、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable  Programmable  Read  Only  Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically  Erasable  Programmable  Read-Only  Memory）等の不揮発性もしくは揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク又はＤＶＤ（Digital  Versatile  Disk）等である。
【００６３】
図８は、図１に示す空気調和機１の室外制御装置８のインバータ制御装置２０が有するインバータ回路駆動用制御部２６およびインバータ駆動回路２７の少なくとも一部の機能が処理回路１０３によって実現される場合の処理回路１０３を示す図である。つまり、室外制御装置８のインバータ制御装置２０が有するインバータ回路駆動用制御部２６およびインバータ駆動回路２７の少なくとも一部は、処理回路１０３によって実現されてもよい。
【００６４】
処理回路１０３は、専用のハードウェアである。処理回路１０３は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、並列プログラム化されたプロセッサ、ＡＳＩＣ(Application  Specific  Integrated  Circuit)、ＦＰＧＡ（Field-Programmable  Gate  Array）、又はこれらを組み合わせたものである。制御部２６及び駆動回路２７の一部は、残部とは別個の専用のハードウェアであってもよい。
【００６５】
室外制御装置８におけるインバータ制御装置２０以外の機能の一部は、プロセッサ１０１と同じ機能を有するプロセッサによって実現されてもよい。室外制御装置８におけるインバータ制御装置２０以外の機能の一部がプロセッサによって実現される場合、室外制御装置８は、当該一部の機能に対応するステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリを有する。当該メモリは、メモリ１０２と同じ機能を有するメモリである。室外制御装置８におけるインバータ制御装置２０以外の機能の少なくとも一部は、処理回路１０３と同じ機能を有する処理回路によって実現されてもよい。
【００６６】
室内制御装置５における制御機能および通信機能の一部は、プロセッサ１０１と同じ機能を有するプロセッサによって実現されてもよい。室内制御装置５における制御機能および通信機能の一部がプロセッサによって実現される場合、室内制御装置５は、当該一部の機能に対応するステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリを有する。当該メモリは、メモリ１０２と同じ機能を有するメモリである。室内制御装置５における制御機能および通信機能の少なくとも一部は、処理回路１０３と同じ機能を有する処理回路によって実現されてもよい。
【００６７】
表示装置９における通信機能および表示機能の一部は、プロセッサ１０１と同じ機能を有するプロセッサによって実現されてもよい。表示装置９における通信機能および表示機能の一部がプロセッサによって実現される場合、表示装置９は、当該一部の機能に対応するステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリを有する。当該メモリは、メモリ１０２と同じ機能を有するメモリである。表示装置９における通信機能および表示機能の少なくとも一部は、処理回路１０３と同じ機能を有する処理回路によって実現されてもよい。
【００６８】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、実施の形態の技術同士を組み合わせることも可能であるし、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１  空気調和機、２  室内機、３  室外機、４  室内ファン、５  室内制御装置、６  室外ファン、７  圧縮機、８  室外制御装置、９  表示装置、１０  周囲温度センサ、２０  インバータ制御装置、２１  コンバータ回路、２１ａ  整流回路、２１ｂ  平滑用電解コンデンサ、２１ｃ  放電用抵抗、２２  インバータ回路、２３  トランス、２４  電圧変換抵抗、２５  オペアンプ、２６  インバータ回路駆動用制御部、２７  インバータ駆動回路、２８  寿命算出部、２９  圧縮機入力電流検出部、８１  交流電源、８２  圧縮機モータ、１０１  プロセッサ、１０２  メモリ、１０３  処理回路。
【図１】
2020183540.tif 000004
【図２】
2020183540.tif 000005
【図３】
2020183540.tif 000006
【図４】
2020183540.tif 000007
【図５】
2020183540.tif 000008
【図６】
2020183540.tif 000009
【図７】
2020183540.tif 000010
【図８】
2020183540.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】令和3年2月17日(2021.2.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内機と室外機とを備える空気調和機の制御装置であって、
前記室外機が、
電解コンデンサを備え、交流電源から供給された交流電流を直流電流に変換するコンバータ回路と、
前記コンバータ回路によって得られた直流電流を交流電流に変換すると共に、変換によって得られた交流電流を、圧縮機を駆動させる圧縮機モータに入力するインバータ回路と、
前記圧縮機モータに入力される前記交流電流の電流値である圧縮機入力電流値を検出する圧縮機入力電流検出部と、
前記圧縮機入力電流値に基づいて前記電解コンデンサの推定寿命を算出し、前記圧縮機入力電流値における前記電解コンデンサの使用率である電解コンデンサ使用率と前記推定寿命とに基づいて前記電解コンデンサの残寿命を算出する寿命算出部と、
を備える空気調和機の制御装置。
【請求項２】
前記寿命算出部は、あらかじめ測定された圧縮機入力電流値、あらかじめ測定された電解コンデンサの内部温度、およびあらかじめ測定された電解コンデンサの周囲温度の対応関係を示す対応関係情報と、検出された圧縮機入力電流値とに基づいて現在の前記電解コンデンサの内部温度と、現在の前記電解コンデンサの周囲温度とを算出し、算出した現在の前記電解コンデンサの内部温度と、算出した現在の前記電解コンデンサの周囲温度とに基づいて前記電解コンデンサの前記推定寿命を算出する請求項１に記載の空気調和機の制御装置。
【請求項３】
前記圧縮機入力電流値が前記圧縮機モータに入力されて前記空気調和機が運転する運転時間を前記圧縮機入力電流値毎に累積した累積運転時間を記憶する運転時間記憶部を備え、
前記寿命算出部は、算出した前記推定寿命と前記累積運転時間とから前記電解コンデンサ使用率を算出し、さらに異なる複数の前記圧縮機入力電流値での前記電解コンデンサ使用率の合計値を算出し、前記電解コンデンサ使用率の合計値を用いて前記残寿命を算出する請求項２に記載の空気調和機の制御装置。
【請求項４】
前記寿命算出部と通信可能な外部出力装置を備え、
前記寿命算出部は、前記電解コンデンサ使用率の合計値があらかじめ決められた閾値を超えた場合に、前記外部出力装置に前記残寿命が少ない旨を表示させる請求項１から３のいずれか１つに記載の空気調和機の制御装置。
【請求項５】
前記寿命算出部が実装されるとともに前記室外機を制御する室外制御装置と、
前記室外制御装置と前記外部出力装置とに通信可能であり前記室内機を制御する室内制御装置と、
を備え、
前記寿命算出部は、前記室外制御装置と前記室内制御装置とを介して前記残寿命が少ない旨を表示させる通知を前記外部出力装置に送信して前記外部出力装置に前記残寿命が少ない旨を表示させる請求項４に記載の空気調和機の制御装置。
【請求項６】
前記電解コンデンサは、ダイオードブリッジを含む整流回路から出力された直流電圧を平滑化する請求項１から５のいずれか１つに記載の空気調和機の制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
つぎに、ステップＳ５０において、平滑用電解コンデンサ２１ｂの推定寿命Ｌｘを、下記の（式１）に示される推定寿命算出式を用いて求める。ここで、Ｔ０は平滑用電解コンデンサ２１ｂの使用上限温度である。Ｔｘは圧縮機入力電流値から求めた平滑用電解コンデンサ２１ｂの周囲温度であり、上述したように事前に測定した空気調和機１の周囲温度と、現在の運転中の空気調和機１の周囲温度と、の差を考慮した平滑用電解コンデンサ２１ｂの補正周囲温度である。ΔＴは平滑用電解コンデンサ２１ｂ内部の発熱温度であり、圧縮機入力電流値から求めた平滑用電解コンデンサ２１ｂの内部温度である。Ｋは、加速係数であり、図６に示すように平滑用電解コンデンサ２１ｂの周囲温度に応じて値が変化する。図６は、図２に示すインバータ制御装置２０に実装された平滑用電解コンデンサ２１ｂの推定寿命の算出に使用する加速係数Ｋの変化を説明するための図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
つぎに、ステップＳ７０において寿命算出部２８は、空気調和機１の運転中に検出された複数の圧縮機入力電流値における平滑用電解コンデンサ２１ｂの使用率である電解コンデンサ使用率を算出する。電解コンデンサ使用率は、加算した運転時間を圧縮機入力電流値に対応した平滑用電解コンデンサ２１ｂの推定寿命Ｌｘで除算することで算出できる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
処理回路１０３は、専用のハードウェアである。処理回路１０３は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、並列プログラム化されたプロセッサ、ＡＳＩＣ(Application  Specific  Integrated  Circuit)、ＦＰＧＡ（Field-Programmable  Gate  Array）、又はこれらを組み合わせたものである。インバータ回路駆動用制御部２６及びインバータ駆動回路２７の一部は、残部とは別個の専用のハードウェアであってもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
１  空気調和機、２  室内機、３  室外機、４  室内ファン、５  室内制御装置、６  室外ファン、７  圧縮機、８  室外制御装置、９  表示装置、１０  周囲温度センサ、２０  インバータ制御装置、２１  コンバータ回路、２１ａ  整流回路、２１ｂ  平滑用電解コンデンサ、２１ｃ  放電用抵抗、２２  インバータ回路、２３  トランス、２４  電圧変換抵抗、２５  オペアンプ、２６  インバータ回路駆動用制御部、２７  インバータ駆動回路、２８  寿命算出部、２９  圧縮機入力電流検出部、３０  運転時間記憶部、８１  交流電源、８２  圧縮機モータ、１０１  プロセッサ、１０２  メモリ、１０３  処理回路。
【国際調査報告】
2020183540.tif 000012
2020183540.tif 000013
2020183540.tif 000014
2020183540.tif 000015