JP5836239B2

JP5836239B2 - 空気調和機、およびその制御方法

Info

Publication number: JP5836239B2
Application number: JP2012214129A
Authority: JP
Inventors: 孝充青木; 大海丸山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2015-12-24
Anticipated expiration: 2032-09-27
Also published as: JP2014066498A

Description

本発明は、待機状態における消費電力（以下、「待機電力」という）を低減する機能を有する空気調和機、およびその制御方法に関する。

空気調和機は、一般に、運転時の各種情報、例えば、コンプレッサの運転に応じて冷媒が流れる熱交換器の各々異なった場所の温度や、室内の空気温度や湿度等を検出するための温度センサや湿度センサ、あるいは、室内の床・壁等の輻射熱を測定する赤外線センサ等、複数種のセンサを有している。

従来、このような複数種のセンサを有する空気調和機等の電子機器において、運転待機時にこれら各種センサ回路への電源供給を停止することにより、待機電力を低減するものがある（例えば、特許文献１）。

特開２００８-１７００７４号公報

しかしながら、上記従来技術では、各種センサ回路の容量成分が大きい場合には、待機状態から運転を開始する際に、各種センサ回路への電源供給開始に伴い大きな突入電流が流れて電源電圧がドロップして制御部を構成するマイコンのリセット電圧を下回り、マイコンがリセットされる場合がある、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、待機状態から運転を開始する際の各種センサ回路への電源供給開始に伴う制御部への供給電圧の低下を防止することが可能な空気調和機、およびその制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかる空気調和機は、運転時の各種状態を検出する各種センサ部を具備し、運転を停止した待機状態において前記各種センサ部の一部あるいは全部への電源供給を停止する空気調和機であって、前記各種センサ部から得た各種検出信号に基づき空調制御を行う制御部と、前記制御部に供給する電源電圧を生成する第１の制御電源生成部と、前記各種センサ部の一部あるいは全部に供給する電源電圧を生成する第２の制御電源生成部と、を備え、前記制御部は、待機状態において、前記第２の制御電源生成部の出力をオフ制御しておき、運転を開始する際に、前記第２の制御電源生成部の出力をオン制御することを特徴とする。

本発明によれば、待機状態から運転を開始する際の各種センサ回路への電源供給開始に伴う制御部への供給電圧の低下を防止することができる、という効果を奏する。

図１は、実施の形態１にかかる空気調和機の室内機の一構成例を示す図である。図２は、実施の形態１にかかる空気調和機の運転開始処理および待機状態への移行処理の一例を示すフローチャートである。図３は、実施の形態２にかかる空気調和機の室内機の一構成例を示す図である。

以下に添付図面を参照し、本発明の実施の形態にかかる空気調和機、およびその制御方法について説明する。なお、以下に示す実施の形態により本発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる空気調和機の室内機の一構成例を示す図である。本実施の形態では、運転時の各種状態を検出する各種センサ部を具備し、待機状態において各種センサ部への電源供給を停止することにより、待機電力の低減を図る構成としている。

図１に示す例では、制御基板２３上に、商用電源２５から供給される交流電圧を直流電圧に変換する整流平滑回路１００と、整流平滑回路１００から出力された直流電圧を第１の制御電源電圧および第２の制御電源電圧に変換する電源回路２００と、ファンモータ２４を駆動制御するファンモータ駆動制御回路２２と、熱交換器１の各部温度を検出する管温センサ２，３、室内の温度を検出する室内温度センサ４、室内の壁・床等の輻射熱や人の位置を検出する赤外線センサ５，６、室内の湿度を検出する湿度センサ７を含む複数の各種センサ部（以下、特に区別する必要のない場合には、「各種センサ部２〜７」という）から得た各種検出信号に基づき、リモートコントローラ（リモコン）２６からの実施の形態１にかかる空気調和機のオン指令やオフ指令を含む各種指令に応じて、ファンモータ駆動制御回路２２等を制御して空調制御を行うマイコン等により構成される制御部８とを備えている。なお、リモコン２６と制御部８との間は、信号線により接続されていてもよいし、図示しない送受信手段を介して、赤外線や電波等により無線で送受信を行う構成であってもよい。

整流平滑回路１００は、突入電流制限抵抗９、ダイオードブリッジ１０、および平滑コンデンサ１１を含み構成される。また、電源回路２００は、電源ＩＣ用整流ダイオード１２、電源ＩＣ１３、電源ＩＣ用コンデンサ１４、電源トランス１５、トランス２次側整流ダイオード１６、トランス２次側整流用コンデンサ１７、第１の制御電源生成部１８、第２の制御電源生成部１９、第１の制御電源用平滑コンデンサ２０、および第２の制御電源用平滑コンデンサ２１を備えている。

第１の制御電源生成部１８は、例えば、ＤＣＤＣコンバータ等の電源ＩＣにより構成され、制御部８を構成するマイコン用の第１の電源電圧ＶＤＤａを生成する。

第２の制御電源生成部１９は、例えば、スイッチ付きＤＣＤＣコンバータ等の電源ＩＣにより構成され、各種センサ部２〜７用の第２の電源電圧ＶＤＤｂを生成する。

なお、図１に示す例では、第２の制御電源生成部１９をスイッチ付きＤＣＤＣコンバータ等の電源ＩＣにより構成した例を示したが、第１の制御電源生成部１８と同様のスイッチを有していないＤＣＤＣコンバータ等の電源ＩＣとスイッチ素子あるいはスイッチＩＣ等とにより構成してもよく、第２の制御電源生成部１９により生成される第２の電源電圧ＶＤＤｂの出力をオン／オフ制御可能な構成であれば、どのような構成であってもよい。

ここで、制御部８に供給する第１の電源電圧ＶＤＤａと各種センサ部２〜７に供給する第２の電源電圧ＶＤＤｂとを分離している技術的意義について説明する。

上述した各種センサ部２〜７のうち、例えば、赤外線センサ５，６や湿度センサ７等のようにセンサを含む回路を構成する必要のあるものは、その構成要素に容量成分を含んでいる。制御部８と各種センサ部２〜７とで共通の電源を供給し、待機状態において各種センサ部２〜７への電源供給を停止する構成において、赤外線センサ５，６や湿度センサ７等を構成する回路の容量成分が大きい場合には、待機状態から運転を開始する際に、各種センサ部２〜７への電源供給開始に伴い大きな突入電流が流れて電源電圧がドロップし、制御部８を構成するマイコンのリセット電圧を下回り、マイコンがリセットされる場合がある。

本実施の形態では、制御部８に電源を供給する第１の制御電源生成部１８と各種センサ部２〜７に電源を供給する第２の制御電源生成部１９とを分離しているので、待機状態から運転を開始する際に、各種センサ部２〜７への電源供給開始に伴い、大きな突入電流が流れた場合でも、第１の制御電源生成部１８により生成され制御部８に印加される第１の電源電圧ＶＤＤａの低下を招くことなく、不要なマイコンリセットを防止することができる。

つぎに、実施の形態１にかかる空気調和機の運転開始処理および待機状態への移行処理について、図２を参照して説明する。図２は、実施の形態１にかかる空気調和機の運転開始処理および待機状態への移行処理の一例を示すフローチャートである。なお、図２に示す例では、通常運転／待機状態間の状態遷移を一例として示している。

制御部８は、実施の形態１にかかる空気調和機が待機状態であるか否かを判定し（ステップＳＴ１０１）、待機状態である場合には（ステップＳＴ１０１；Ｙｅｓ）、リモコン２６からのオン指令を受信するまで待機状態を維持し（ステップＳＴ１０２；Ｎｏ）、リモコン２６からのオン指令を受信すると（ステップＳＴ１０２；Ｙｅｓ）、第２の制御電源生成部１９により生成される第２の電源電圧ＶＤＤｂの出力をオン制御し（ステップＳＴ１０３）、通常運転を開始して（ステップＳＴ１０４）、ステップＳＴ１０１の処理に戻る。

待機状態ではない、つまり、通常運転中である場合には（ステップＳＴ１０１；Ｎｏ）、制御部８は、リモコン２６からのオフ指令を受信するまで通常運転状態を維持し（ステップＳＴ１０５；Ｎｏ）、リモコン２６からのオフ指令を受信すると（ステップＳＴ１０５；Ｙｅｓ）、第２の制御電源生成部１９により生成される第２の電源電圧ＶＤＤｂの出力をオフ制御し（ステップＳＴ１０６）、待機状態に移行して（ステップＳＴ１０７）、ステップＳＴ１０１の処理に戻る。

以上説明したように、実施の形態１の空気調和機、およびその制御方法によれば、制御部に電源を供給する第１の制御電源生成部と、待機状態において電源供給が不要な各種センサ部に電源を供給する第２の制御電源生成部とを分離し、待機状態において第２の制御電源生成部により生成される第２の電源電圧の出力をオフ制御するようにしているので、待機電力の低減を図ることが可能となると共に、待機状態から運転を開始する際に、各種センサ部への電源供給開始に伴い、大きな突入電流が流れた場合でも、第１の制御電源生成部から制御部に印加される第１の電源電圧の低下を招くことなく、不要なマイコンリセットを防止することができる。

実施の形態２．
図３は、実施の形態２にかかる空気調和機の室内機の一構成例を示す図である。なお、実施の形態１と同一または同等の構成部には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、実施の形態２にかかる空気調和機の運転開始処理および待機状態への移行処理については、実施の形態１と同一であるので、ここでは説明を省略する。

図３に示す例では、制御基板２３上に、実施の形態１において説明した構成に加え、室温表示機能を備えた表示装置２７を制御する表示制御回路２８を備えている。なお、表示装置２７は、本実施の形態にかかる空気調和機の室内機本体に具備する構成であってもよいし、リモコン２６に具備する構成であってもよい。

各種センサ部２〜７のうち、熱交換器１の各部温度を検出する管温センサ２，３や、室内の温度を検出する室内温度センサ４は、一般にサーミスタ単体、あるいはサーミスタと抵抗とからなる直列回路で構成される。ここで、第１の電源電圧ＶＤＤａを基準電圧として、制御部８が管温センサ２，３や室内温度センサ４から出力される電圧値を検出値としてＡＤ変換することにより温度を監視する構成である場合、制御部８の基準電圧となる第１の電源電圧ＶＤＤａに対して、管温センサ２，３や室内温度センサ４に印加される第２の電源電圧ＶＤＤｂが変動した場合には、管温センサ２，３や室内温度センサ４から出力される電圧値が変動することとなり、検出温度の精度低下の要因となる。

したがって、本実施の形態では、各種センサ部２〜７のうち、特に、室内温度センサ４には、制御部８と共通の第１の制御電源生成部１８により生成される第１の電源電圧ＶＤＤａを印加する構成とし、表示装置２７に表示する室内温度の精度低下を防ぐようにしている。

以上説明したように、実施の形態２の空気調和機、およびその制御方法によれば、各種センサ部のうち、少なくとも室内温度センサには制御部と共通の第１の制御電源生成部から電源を供給するようにしたので、表示装置に表示する室内温度の精度低下を防ぐことができる。

なお、上述した実施の形態２では、表示装置に表示する室内温度の精度低下を防ぐために、室内温度センサに制御部と共通の第１の制御電源生成部から電源を供給するようにしたが、さらに、熱交換器の各部温度を検出する管温センサ等、電圧値を検出値とするセンサ部に制御部と共通の第１の制御電源生成部から電源を供給して、管温センサから得られる検出温度の精度低下を防止するようにすることも可能である。このようにすれば、空調制御をより高精度に行うことが可能となり、信頼性の高い空気調和機を得ることができる。なお、これら管温センサや室内温度センサは、上述したように、一般にサーミスタ単体、あるいはサーミスタと抵抗とからなる直列回路で構成されるため、赤外線センサや湿度センサ等を構成する回路に比べて容量成分が小さい。したがって、例えば、これら管温センサや室内温度センサに制御部と共通の第１の制御電源生成部から電源を供給するように構成した場合でも、管温センサや室内温度センサへの電力供給ライン上にスイッチを設け、待機状態ではこのスイッチを第２の制御電源生成部と同様にオフ制御しておき、待機状態から運転を開始する際にオン制御する構成とすることにより、待機状態から運転を開始する際の第１の電源電圧の低下を抑制しつつ、待機電力の低減を図ることが可能となる。

また、上述した実施の形態では、各種センサ部の一部あるいは全部に、待機状態において出力がオフ制御される第２の制御電源生成部から電源を供給する構成としたが、待機状態において電源供給が不要であり、且つ、容量成分が小さいその他の制御系回路にも第２の制御電源生成部から電源を供給する構成とすることにより、待機状態から運転を開始する際の第１の電源電圧の低下を抑制しつつ、さらなる待機電力の低減を図ることも可能である。

また、以上の実施の形態に示した構成は、本発明の構成の一例であり、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、一部を省略する等、変更して構成することも可能であることは言うまでもない。

１熱交換器、２，３管温センサ（センサ部）、４室内温度センサ（センサ部）、５，６赤外線センサ（センサ部）、７湿度センサ（センサ部）、８制御部（マイコン）、９突入電流制限抵抗、１０ダイオードブリッジ、１１平滑コンデンサ、１２電源ＩＣ用整流ダイオード、１３電源ＩＣ、１４電源ＩＣ用コンデンサ、１５電源トランス、１６トランス２次側整流ダイオード、１７トランス２次側整流用コンデンサ、１８第１の制御電源生成部、１９第２の制御電源生成部、２０第１の制御電源用平滑コンデンサ、２１第２の制御電源用平滑コンデンサ、２２ファンモータ駆動制御回路、２３制御基板、２４ファンモータ、２５商用電源、２６リモートコントローラ（リモコン）、２７表示装置、２８表示制御回路、１００整流平滑回路、２００電源回路。

Claims

運転時の各種状態を検出する各種センサ部を具備し、運転を停止した待機状態において前記各種センサ部の一部あるいは全部への電源供給を停止する空気調和機であって、
前記各種センサ部から得た各種検出信号に基づき空調制御を行う制御部と、
前記制御部に供給する電源電圧を生成する第１の制御電源生成部と、
前記各種センサ部の一部あるいは全部に供給する電源電圧を生成する第２の制御電源生成部と、
を備え、
前記制御部は、待機状態において、前記第２の制御電源生成部の出力をオフ制御しておき、運転を開始する際に、前記第２の制御電源生成部の出力をオン制御することを特徴とする空気調和機。
前記第１の制御電源生成部および前記第２の制御電源生成部が生成する電源電圧は、整流平滑回路にて平滑された電圧が印加されるトランスの二次側で生成されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
前記各種センサ部のうち、少なくとも室内温度を検出する室内温度センサは、前記第１の制御電源生成部から電源を供給されることを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機。
請求項１から３の何れか１項に記載の空気調和機の制御方法であって、
待機状態において、当該空気調和機のオン指令に応じて、前記第２の制御電源生成部の出力をオン制御し、運転を開始するステップと、
運転時において、当該空気調和機のオフ指令に応じて、前記第２の制御電源生成部の出力をオフ制御し、待機状態に移行するステップと、
を有することを特徴とする空気調和機の制御方法。