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CN1065614C - 空调机的控制装置 - Google Patents

空调机的控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明在空调机的控制装置中，设有控制元件和辅助ROM，控制元件包括主ROM、RAM和CPU，装在同一个机壳内，存储有关于各机种固有的特性和功能的固有数据，可将其它控制电路部分和其它机种用同一块电路板制作，不仅可以降低成本，而且只需交换存储固有数据的存储元件或改写固有数据，便可很方便地改变空调机的特性和功能。

Description

空调机的控制装置
本发明涉及空调机的控制装置。
近年来，在办公室、家庭或交通工具中，调整室内的温度、湿度或换气以获得舒适环境的空调机已得到了普及。以家庭用空调机即所谓的空气调节器为例，已开发了各种机型，用户可以按照要求选择不同的功能，这些功能有的通过检测外界气温和室温，控制吹出的风温和风量使室温尽可能快的达到所希望的温度；有的通过控制运转能力使用户得到冷房或暖房效果；有的可以通过调整冷风和热风吹出的方向，根据需要可随时吹出冷风或热风。
空调机通常是用微机控制，对于不同的机种，应制作专用的微机，这些专用微机是预先根据机种的功能设计制作的(以下称为固有数据)。随着用户需要的多样化，机种也再增多，以家庭用空气调节器为例，现在市场上出售的也多达数十种，但是，制造符合各种机型不同功能或能力的专用微机，给设计和制造带来困难，这是成本提高的主要原因。
中国专利申请CN88101298A中公开了一种数据驱动式空调机控制装置，这篇专利文件中记载了第二ROM中存储每种机型的数据的那样的结构，但是没有记载有关在这种数据的基础上使压缩机在最大功率以下运行的机构。
本发明是鉴于上述问题提出来的，目的旨在适应空调机的不同机型，可以很容易地设定或变更特性数据，使微机基板通用化，以达到降低成本之目的。
根据本发明的一个方面，一种空调机的控制装置，用以控制空调机的各个构件，该空调机具有：用致冷介质管道将压缩机、室外热交换器、膨胀阀、室内热交换器连接而成冷的冻循环，用以向通过控制压缩机和吹风机等而被空调的室内供应由所述室内热交换器调温过的空气，
其特征在于：
一控制机构，用以根据来自所述控制装置的一信号控制所述压缩机的操作功率，使它不超过该压缩机的预定最大功率；
所说室外热交换器和所说室内热交换器具有这样的能力，使所述压缩机在以其最大功率操作的时候能继续工作；
一个微计算机外壳组件，包括一第一ROM，用以存储控制所述构件和所述控制机构的程序，一个RAM，用以存储现有数据和有关操作的各种数据，一个CPU，用以执行所说程序；
一个第二ROM，用以存储至少代表所说压缩机的最大功率和所说室外或室内热交换器功率的特定数据，并响应于来自所述微计算机的输出顺次向该微计算机输出所存储的特定数据，所说第二ROM与所说微计算机电气地连接；
当每次空调机停止操作时，所说CPU根据所说程序将所述来自所说第二ROM的特定数据存储到所述RAM中，所说压缩机的工作功率被控制得低于一预定最大功率，且所说缩压机的功率是根据室温和设定温度，以及所说存储于所述RAM中所述数据而被控制的。
根据本发明的另一个方面，一种分体式空调机的控制装置，所述空调机包括一个具有一膨胀阀和一室内热交换器的室内单元，一室外单元，具有一压缩机和一室外热交换器，所说室外单元包括：一控制机构，用以根据来自所说控制装置的信号控制所说压缩机的工作功率，使它不超过所说压缩机的一预定最大功率，所说室外热交换器和所说室内热交换器具有这样的能力，使所说压缩机即使以最大功率工作时仍能继续操作，
其特征在于，所述控制装置包括：
一个微计算机外壳组件，包含一第一ROM用以存储用来控制所述构件和所述控制机构的程序，一个RAM，用以存储现有数据和有关操作的各种数据，一个CPU，用以执行所说程序；
一第二ROM，用以存储至少代表所说压缩机的最大功率和所说室外或室内热交换器功率的特定数据，并响应于来自所说微计算机的输出向所说微计算机输出所存储的特定数据，所说第二ROM与所述微计算机电气地连接；
当每次空调机停止工作时，所说CPU根据所述程序将自所述第二ROM输出的所说特定数据存储到所述RAM中，所说压缩机的工作功率被控制得低于一预定最大功率，且所说压缩机的功率是根据室温和设定温度以及所说存储于所述RAM中的所述数据而被控制的。
使用这种控制装置，借助于存放表示空调机及相关部件压缩机、送风机等机器能力的固有数据的辅助ROM，可以进行适应空调机功能及压缩机、送风机的能力的运转控制。
即，即使空调机及相关部件压缩机、送风机等的能力不同，可通过更换辅助ROM，实现使用相同的控制装置。
图1是本发明的空调机的控制电路的框图。
图2是表示空调机的室内机组和室外机组的控制电路的电气连接状态。
图3是图1所示的控制电路的一部实际布线图。
图4是图1所示的控制电路其余部分的实际布线图。
图5是表示固有数据从本发明使用的外加ROM读出时的读出时钟脉冲的时间图。
图6是表示图3所示的微机的主要动作的流程图。
1——室内机组，
2——室外机组，
12——电机电源电路，
13——控制用电源电路，
14、41——微机，
20——室温传感器，
21——热交换器温度传感器，
22——温度传感器，
30、50——外加ROM，
35——倍压电路，
38——电机驱动电路，
39——串行电路，
40——电源检测电路。
下面，参照附图说明本发明的实施例。
空调机如图2所示，由装在室内的机组(以下称为室内机组)1和装在室外的机组(以下称为室外机组)2构成，两个机组1、2通过电力线100和通信线200连接。
在室内机组1中装有室内热交换器1a，室外机组2中装有室外热交换器2a、压缩机2b、减压装置(电动膨胀阀)2c和四通阀2d，这些结构部件由冷却配管300相连接，构成冷冻循环。
图1是本发明的空调机的控制电路，图中央画的点划线左边的电路部分是装在室内机组1上的控制电路，右边的电路部分是装在室外机组2上的控制电路，由图2所示的电力线100和通信线200相连接。
在室内机组1的控制电路中，设置有整流电路11、电机用电源电路12、控制用电源电路13、电机驱动电路15、开关板17、接收器18a、显示板18和挡板电机(M2)19，整流电路11将插头10供给的100V交流电进行整流；电机用电源电路12根据微机14的信号将加在直流风扇电机(M1)16上的直流电压变换为10～36(V)，直流风扇电机(无刷电机)(M1)16向室内吹送冷、热风；控制用电源电路13产生微机14用的5V直流电压；电机驱动电路15根据直流风扇电机的转动位置信号，按照微机14的信号控制直流风扇电机16的定子线圈的通电时间；开关板17上的操作板有控制室内机组1的ON／OFF开关和试运转开关等；接收器18a接收无线遥控器60的遥控操作信号(ON／OFF信号、冷气暖气切换信号、室温设定值信号)；显示板18显示空调机的运转状态；挡板电机(M2)19驱动挡板，用以改变冷热风的吹出方向。
此外，还装设有检测室温的温度传感器20、检测室内热交换器1a的温度的热交换器温度传感器21和检测室内湿度的湿度传感器22，这些传感器的检测值经过A／D变换后读入微机14。从微机14输给室外机组2的控制信号，通过串行电路23和接线板T3传送。此外，根据微机14的信号，通过驱动器24控制双向可控硅26和加热器继电器27，以此对除湿加热用加热器25的通电进行相位控制。
30是外加ROM，存储着表示空调机的机种及各种特性的“固有数据”，外加ROM30(辅助ROM)存储的固有数据有：
(1)室内机组或室外机组的区别，
(2)开发年度，
(3)开发变更履历，
(4)大型或小型的区别，
(5)制造连续序号，
(6)对应遥控器的种别，
(7)冷房专用或冷暖房的区别，
(8)有无加热器、有无湿度传感器，
(9)机组的能力，
(10)有无遥控器地址，
(11)暖房及冷房额定频率，
(12)暖房最高频率(例如105～180Hz)，
(13)挡板角度位置，
(14)供冷气或供暖气时挡板的摆动范围，
(15)风扇电机的最大电压控制转动数，
(16)数据检验码。
在电源接通和运转停止之后，就从存储这些数据的外加ROM30读取这些数据。电源接通时，从外加ROM30读取固有数据结束之前，不必检测无线遥控器60的指令输入及后面所述的运转、试运转开关的状态。
下面，说明室外机组2的控制电路。
室外机组2上设有分别同室内机组1的接线板T1、T2、T3相连接的接线板T1＇、T2＇、T3＇。31是与接线板T1＇和T2＇并联连接的变阻器，32是噪音滤波器，34是扼流线圈，35是倍压电路，36是噪音滤波器，37是将由倍压电路35发生的倍电压进行平滑的平滑电路，由此可从100(V)的交流电压得到约280V的直流电压。
39是为了将从接线板T3＇输入的室内机组1的控制信号传送给微机41进行信号变换的串行电路，40是将供给室外机组2的负载的电流用变流器(CT)33检测、并平滑为直流电压后供给微机41的电流检测电路，41是微机，42是发生微机41用的电源电压的电源开关电路。38是根据微机41的控制信号对后面所述的压缩机43通电进行PWM控制的电机驱动电路，6个功率三极管连接成三相桥路，构成所谓的变换器。43是驱动冷冻循环的压缩机电机，44是检测压缩机排气端冷媒温度的排气温度传感器，45是3速调速风扇电机，向室外热交换器2a送风。46和47是在冷冻循环中用于切换冷媒流路的四通阀和电磁阀。
此外，在室外机组2中，在吸气口附近安装有用于检测外部气温的外气传感器48，以及安装有用于检测室外热交换器2a的温度的热交换器温度传感器49，这两个传感器48、49的检测值经A／D变换后读入微机41。
50是外加ROM，具有和室内机组1的外加ROM30相同的功能，和对外加ROM30的说明一样，存储有与室外机组2对应的固有数据。
室内机组1和室外机组2的控制电路中的符号F表示保险丝。微机41(控制元件)包括内部预先存储程序的ROM、存储参考数据的RAM、和执行程序的GPU，装在同一个机壳内(英特尔公司产品U879JP)。
图3和图4是以图2所示的空调机的电路中室内机组1的控制电路微机14为中心的实际布线图。图3是微机14左边的布线图，图4是微机14右边的布线图，图3和图4组成一个整体的实际布线图。图中与图1相同的结构部分，标出相同的数字。
参见图3，微机14向室外机组2传送的控制数据从P1端输出，通过缓冲器101传送至串行电路23。串行电路23将控制数据输给连接室内机组1和室外机组2的信号线200。从室外机组2接收到控制数据时，微机14经P2端通过通信线200、串行电路23、缓冲器102输入。串行电路23利用光耦合器在通信线200和缓冲器101、102之间控制数据的输入。
输出端P3～P6输出挡板电机19的驱动信号。该挡板电机19使用步进电机，当输出端P3～P6输出的信号，使挡板电机19的线圈通电时，可以改变挡板电机19的转动角度。输出端P3～P6输出的信号经缓冲器19a使挡板电机19的线圈通电进行功率放大。
输出端P11输出三端双向可控硅开关元件26的点弧信号，输出端P17输出控制加热器继电器27通电的信号，输出端18输出使蜂鸣器103发生蜂鸣的信号。这些信号都由缓冲器19a进行功率放大。
输出端P19向风扇电机16输出直流电压的信号。该直流电压的信号由改变脉冲宽度的占空比的脉冲串构成。该脉冲串由变换电路104变换为直流电压。该直流电压输给电机电源电路12。电机电源电路12将与该直流电压对应的直流功率供给电机驱动电路15。因此，若改变输出端P19输出的脉冲串的占空比，便可改变向电机驱动电路15供给的电压。由于风扇电机16使用了平衡电机，所以，改变供给电机驱动电路15的电压，就能改变风扇电机16的转数。
变换电路104主要由晶体三极管、电阻和平滑用的电容构成。
输入端P21输入用于控制风扇电机(三相无刷电机)16的通电时间的信号。该信号是三相无刷电机的各定子线圈流通的电流以中性点为界改变极性时得到的信号，电机转动1次，得到6次信号。获得该信号的电路，组装在电机驱动电路15(三洋电机公司产品混合ICKA160)内。电机驱动电路15内，还组装有6个功率晶体三极管连接成三相电桥的变换电路和用于使这些功率晶体三极管高速开／关(ON／OFF)的开关电路(主要是使功率晶体三极管基极，发射极间累积电荷缩短放电时间的电路)。
因此，如果使功率晶体三极管按照预先确定的ON／OFF的组合，顺序按电机转子的转动角进行ON／OFF，就可以使风扇电机16转动。与该ON／OFF的组合相对应的各功率晶体三极管的ON／OFF信号，从微机14的输出端P22～P27输出。
微机14根据由P21端输入的信号(信号与信号间的时间)，进行预先规定的运算，判断转子的转动角后，再与该回转角对应的ON／OFF信号从P22～P27端输给电机驱动电路15。
下面，参看图4，室温传感器20输出给微机的P51端，热交换器温度传感器21输出给P50端，照度检测传感器105(Cds)输出给P49端，湿度传感器22输出给P48端。这些输出在P51、P50、P49、P48进行A／D变换后，作为数据存储在微机14内的RAM中。开关板17设有全停止、运转、试运转、故障诊断等的接头C1～C4，利用手动操作可以使滑动触头17a左右滑动。接点C1～C4的电位由电阻106～108和5(V)电压决定，可以分别给出4个不同的电位。因此，通过输入端P47(A／D变换输入端)判断该电压，可以判断滑动触点17a与哪个接点接触。故障诊断开关108与微机14的P45端连接。接收器18a接收到的遥控操作信号输入微机14的P42端，从P38～P41端输出使在显示板18上显示运转、自动冷气、自动暖气、除湿的发光二极管18b点亮的信号。
外加ROM30与微机14的P34、P35和P44连接，微机14可以根据需要读出该ROM30存储的上述固有数据。
读出固有数据时，如图5所示，微机14利用P34端输出的信号使外加ROM复位后，从P35端输出时钟信号，并根据时钟信号从P44端输入数据，存储到内部的RAM内。作为外加ROM30，可以使用能暂时记录和顺序读出的专用存储器，例如富士通的产品MB85419P。
图6是表示微机14的主要动作的流程图。
图中，在S1，将插头10插入插座，接通电源，在S2，微机14进行初始输入。接着在S3，读取存储在辅助ROM30中的数据，然后存入微机14内的RAM内。如上所述，在这一步，向辅助ROM30输入复位信号后，按指定的周期输出脉冲，从P44端读入与该脉冲输出对应的数据，并顺序存入RAM。
然后，转向S4，输入传感器20～22和105的检测值，并将该数据存入RAM。同样，根据加在P47端上的电压判断开关17a与哪个接头相接，将表示该接头的数据存入RAM。另外，输入遥控器60的信号(运转信息)时，接收的信号需要通过传给P42端而插入程序中，将接收的一系列运转信息分割为各种数据存入RAM。
在S5和S6，判断空调机是否处在运转中、是否从运转变化为停止，是否处在停止状态。在运转过程中转向S7时，根据存在RAM中的数据进行运转。例如，开关17a处于运转(C2)接头、进行暖气运转时，先点亮表示暖气的指示灯，根据室温和设定温度控制压缩机的运转(例如，向室外机组传送设定压缩机的运转能力的数据)。
关于室外机组2的控制电路的微机41，基本上相同，说明从略。
在这样构造的空调机中，例如，对于A机种，对应的遥控器的种类为“VR”，具有冷气和暖气设备功能，没有电加热器和湿度传感器，机组能力为2500千卡…；对于B机种，对应的遥控器的种类为“VS”(VS可以比VR传送更多功能的运转信息，可以使空调机的功能增多)，具有冷气和暖气设备功能，有电加热器和湿度传感器，机组的能力为2800千卡…。同样，还有C机种，D机种…。
这些机种的不同，主要是具备的功能数和机组的能力为2000千卡、2500千卡、2800千卡、3200千卡等。因此，它们的组合有几种，就有多少机种，有效地选择所具备的功能，根据室内机组的能力(改变室外机组要求的压缩机的运转能力，可以用单一的控制装置控制多个机种。)，即，根据不同的机种设定存储在辅助ROM内的固有数据，本发明的控制装置便可对各对应的机种进行控制。
在上述实施例中，准备了存储各机种的固有数据的辅助ROM，只要根据空调机的机种装配适当的辅助ROM就可以了。另外，在上述实施例中，辅助ROM使用的是OTPROM，但是，不只限于这一种，也可以用E2PROM作为辅助ROM。这时，E2PROM可以和OTPROM一样使用，也可以将E2PROM预先装在控制装置中，然后将固有数据存入E2PROM。另外，通过设置备用电源，也可以用RAM代替辅助ROM。
本发明是在空调机的控制电路中，加入了存储元件，用于存储关于各机种固有特性和功能的固有数据，所以，可将其它控制电路部分和其它机种用共同的电路板制作，不但可以降低成本，而且只需交换存储固有数据的存储元件，或改写固有数据，便可很方便地变更空调机的特性和功能。

Claims (5)

1．一种空调机的控制装置，用以控制空调机的各个构件，该空调机具有：用致冷介质管道将压缩机、室外热交换器、膨胀阀、室内热交换器连接而成冷的冻循环，用以向通过控制压缩机和吹风机等而被空调的室内供应由所述室内热交换器调温过的空气，
其特征在于：
一控制机构，用以根据来自所述控制装置的一信号控制所述压缩机的操作功率，使它不超过该压缩机的预定最大功率；
所说室外热交换器和所说室内热交换器具有这样的能力，使所述压缩机在以其最大功率操作的时候能继续工作；
一个微计算机外壳组件，包括一第一ROM，用以存储控制所述构件和所述控制机构的程序，一个RAM用以存储现有数据和有关操作的各种数据，和一个CPU，用以执行所说程序；和
一个第二ROM，用以存储至少代表所说压缩机的最大功率和所说室外或室内热交换器功率的特定数据，并响应于来自所述微计算机的输出顺次向该微计算机输出所存储的特定数据，所说第二ROM与所说微计算机电气地连接；
当每次空调机停止操作时，所说CPU根据所说程序将所述来自所说第二ROM的特定数据存储到所述RAM中，所说压缩机的工作功率被控制得低于一预定最大功率，且所说缩压机的功率是根据室温和设定温度，以及所说存储于所述RAM中所述数据而被控制的。
2．根据权利要求1的控制装置，其特征在于，所述第二ROM是一次可编程顺序只读存储器，其中预先写入了所说特定数据。
3．根据权利要求1的控制装置，其特征在于，所说第二ROM进一步存储用以决定空调机的功率的特定数据。
4．一种分体式空调机的控制装置，所述空调机包括一个具有一膨胀阀和一室内热交换器的室内单元，一室外单元，具有一压缩机和一室外热交换器，所说室外单元包括：一控制机构，用以根据来自所说控制装置的信号控制所说压缩机的工作功率，使它不超过所说压缩机的一预定最大功率，所说室外热交换器和所说室内热交换器具有这样的能力，使所说压缩机即使以最大功率工作时仍能继续操作，
其特征在于，所述控制装置包括：
一个微计算机外壳组件，包含一第一ROM用以存储用来控制所述构件和所述控制机构的程序，一个RAM，用以存储现有数据和有关操作的各种数据，一个CPU，用以执行所说程序；
一第二ROM，用以存储至少代表所说压缩机的最大功率和所说室外或室内热交换器功率的特定数据，并响应于来自所说微计算机的输出向所说微计算机输出所存储的特定数据，所说第二ROM与所述微计算机电气地连接；
当每次空调机停止工作时，所说CPU根据所述程序将自所述第二ROM输出的所说特定数据存储到所述RAM中，所说压缩机的工作功率被控制得低于一预定最大功率，且所说压缩机的功率是根据室温和设定温度以及所说存储于所述RAM中的所述数据而被控制的。
5．根据权利要求4的控制装置，其特征在于，所述室内单元和所述室外单元分别设置有第二ROM，所述室内单元的第二ROM进一步包括至少代表所述室内热交换的功率的特定数据，而所述室外单元的第二ROM进一步包括至少代表所述压缩机的功率的特定数据。
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