JPH04339196A - 空気調和機のファン制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気調和機のファン制
御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気調和機では、送風のためのブロワモ
ータがロックしているときそのまま通電が行われると、
モータの焼損あるいは通電素子の破壊等を招くため、モ
ータへの印加電圧と通電電流値とを検出し、モータの印
加電圧に対して検出された電流値が異常に大きい場合を
モータのロック状態と判断して、モータがロックした場
合にはモータへの通電を停止する。ここで、例えば、車
両用の空気調和機においては、ブロワモータへの印加電
圧は、使用者による風量の設定等に応じて決まり、モー
タには一定電圧が印加されないため、図６に示すとおり
、モータがロックしたか否かを判定するための基準電流
値は印加電圧に対応して変更され、一般に印加電圧が低
い場合ほどロックの判定のための基準電流値が小さくな
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ブロワモータ
への通電電流値は、モータ、通電素子その他のばらつき
によって差が生じるため、検出される電流値は、正常作
動における定常時およびロック時とも、それぞれ図６の
破線に示すようなばらつきがある。また、ロックの判定
のための基準電流値はモータへの印加電圧に応じて決ま
るため、モータへの印加電圧が低い場合には、検出され
る電流値と基準電流値との差が小さい。このため、モー
タへの印加電圧が低い場合には、ロックしていない場合
に誤ってロックと判断してしまう可能性があり、その結
果、送風の停止などの空気調和機の異常動作を招き、快
適な空調動作が確保されない可能性がある。

【０００４】本発明は、空気調和機におけるブロワモー
タのロックを確実に検出するとともに、誤ったロックの
検出によって送風動作に支障を与えることが少ない空気
調和機のファン制御装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、空気調和機の
送風ファンを駆動するモータへの印加電圧および通電電
流値を検出して前記モータのロックの判定を行うロック
判定手段を備えた空気調和機のファン制御装置において
、前記ロック判定手段は、前記印加電圧に対応した複数
の基準電流値からなる第１の基準電流値群に基づく第１
判定機能と、前記第１の基準電流値群よりそれぞれ大き
い複数の基準電流値からなる第２の基準電流値群に基づ
く第２判定機能とを有するとともに、第１判定の結果に
応じて基準電流値群を変更する基準電流値群変更手段と
前記モータへの印加電圧を変更する印加電圧変更手段と
を備え、第１の電圧が前記モータに印加されたとき、前
記第１判定においてロックが検出された場合には、前記
モータへの印加電圧を前記第１の電圧より大きい第２の
電圧に変更して前記第１判定による再判定を行い、該再
判定においてロックが検出された場合には、前記モータ
への通電を停止し、前記再判定においてロックが検出さ
れない場合には、前記印加電圧を前記第１の電圧に戻す
とともに前記基準電流値群を前記第１の基準電流値群か
ら前記第２の基準電流値群へ変更し、前記第２判定を行
うことを技術的手段とする。

【０００６】

【作用】本発明では、モータに第１の電圧が印加される
と、第１の電圧に対応した第１の基準電流値群中の基準
電流値に基づいた第１判定が行われる。判定の結果、ロ
ックが検出された場合には、モータへの印加電圧がより
高い第２の電圧に変更されて、第１判定におけるロック
の再判定が行われる。再判定において、ロックが検出さ
れた場合には、モータが実際にロックしたと考えられる
場合であり、このとき、モータの通電を停止する。一方
、再判定においてロックが検出されない場合には、モー
タはロックしておらず、例えば、第１の印加電圧が比較
的低く、その結果、モータのばらつきその他の原因によ
って検出電流値が第１の基準電流値群の基準電流値より
たまたま高かったために誤ってロックが検出されただけ
であって、モータは正常に作動するものと見なすことが
できるため、モータの印加電圧は空気調和機の制御動作
に応じたもとの電圧に戻され、このとき、ロックを判定
するための基準電流値群は、第１の基準電流値群より大
きい第２の基準電流値群に変更される。この結果、空気
調和機の制御動作に応じた送風動作が行われるとともに
、その後は、誤ってロックが検出されにくい第２の基準
電流値群の値に基づいた第２判定によるロックの判定が
行われる。従って、第１判定でロックが検出された電流
値でも、第２判定では、ロックが検出されないため、モ
ータが停止されることがなく、モータが実際にロックし
ない限り安定した空調動作が確保される。

【０００７】

【発明の効果】本発明では、モータが実際にロックして
いると、第１の基準電流値群に基づいた第１判定の２度
の判定において必ずロックが検出されるため、モータそ
の他を保護できる。また、ロックしていない場合に、モ
ータの印加電圧が低いために誤ってロックが検出されて
も、再判定においてロックが検出されなければ、再びも
との第１の電圧が印加されるため、空気調和機の制御動
作に応じた送風量が得られる。この場合、一回目の第１
判定でロックが検出されても、再判定のために継続して
電圧が印加されるため、送風が停止することがない。さ
らに、もとの電圧に戻された後は、第１の基準電流値群
より大きい第２基準電流値群に基づいてロックの判定が
行われるため、ロックが誤って検出されて、送風が停止
することが少ない。従って、送風停止などの空調動作へ
の支障が少なく、安定した空調動作が確保できる。

【０００８】

【実施例】次に本発明を車両用空気調和機における実施
例に基づいて説明する。図１にその回路図を示す本実施
例の車両用空気調和機は、図示しない送風ダクト内に、
送風ファン、エバポレータ、ヒータコアその他を配して
、設定温度等に応じて暖房、冷房および送風量を自動的
に選択して運転するもので、本発明は、上記送風ファン
を駆動するための直流モータ（以下ブロワモータという
）１の制御に適用される。

【０００９】図１において、２はイグニッションスイッ
チ、３はブロワモータ１への給電制御を行う送風用リレ
ー、４は空調制御を行うマイクロコンピュータ（以下マ
イコンという）、５、６はブロワモータ１を通電するた
めのパワートランジスタ、７はパワートランジスタ５、
６によるブロワモータ１への通電時に電流を一部バイパ
スさせて通電するとともに、ブロワモータ１の起動時に
は単独でブロワモータ１への通電に利用されるバイパス
用抵抗器で、送風ファンが最も弱いＬｏ（ロー）に相当
するファン速度が得られるような抵抗値を有する。８は
送風ファンが最も強いＨｉ（ハイ）に相当するファン速
度でブロワモータ１を駆動するためにパワートランジス
タ５、６および抵抗器７をバイパスしてバッテリ９の電
圧を直接印加するＨｉリレー、１０はブロワモータ１を
流れるモータ電流値Ｉｍに対応する電圧Ｖｒが検出され
る検流用抵抗器である。

【００１０】一方、マイコン４に対して動作指示を与え
るための操作パネル２０には、風量設定器２１、室温設
定器２２、吹出しモード設定器２３、その他、吸い込み
モード設定器、エアコンスイッチ等の操作器が設けられ
るとともに、ブロワモータ１のロックが検出された場合
に表示するためのブロワモータロック表示器３０等を備
える。またマイコン４は、空調制御のために内気センサ
２５、外気センサ２６、その他のセンサ２７を備えると
もに、目標温度に応じて駆動されるコンプレッサ、ウォ
ータバルブおよび温調ダンパや、送風状態の選択に応じ
て駆動される吸い込み口切替ダンパ、吹出し口切替ダン
パ等が、アクチュエータ４０として設けられている。な
お、４ａはＡ／Ｄ変換器で、操作パネル２０からの各操
作信号および各センサの検知信号とともに、ブロワモー
タ１の端子間の印加電圧Ｖｍ、検流用抵抗器１０で検出
される電圧Ｖｒをデジタル信号に変換する。４ｂはＤ／
Ａ変換器である。

【００１１】次に、以上の構成からなる車両用空気調和
機におけるマイコン４によるブロワモータ１のロックの
判定について説明する。モータ電流値Ｉｍは、ブロワモ
ータ１がロックしていない場合には、定常電流値を示す
が、ロックしている場合には、定常電流値と比べて著し
く大きい値を示すため、ロックの判定は、モータ電流値
Ｉｍを検出し、それが、ロックの判定にための基準の電
流値と比べて大きいか否かによって行われる。モータ電
流値Ｉｍは、ブロワモータ１がロックしているしていな
いに関係なく、ブロワモータ１への印加電圧に応じて異
なるため、基準の電流値は、所定の演算式によってブロ
ワモータ１への印加電圧Ｖｍに応じて決められる複数の
基準電流値からなる基準電流値群として設けられる。

【００１２】ブロワモータ１がロックしたか否かを判定
するための基準電流値群は、従来より、通常の運転にお
いては何ら問題がないように、図２に示すとおり、ブロ
ワモータ１への印加電圧Ｖｍに対する定常電流値とロッ
ク発生時の電流値のほぼ中間の値を各印加電圧Ｖｍにそ
れぞれ対応させて第１の基準電流値群Ｉａとして算出し
ている。しかし、印加電圧Ｖｍが低い場合には、ブロワ
モータ１等のばらつきやその他の原因によって、検出さ
れるモータ電流値Ｉｍが第１の基準電流値群Ｉａの基準
電流値より大きくなる場合が生じる可能性があるため、
第１の基準電流値群Ｉａより大きい複数の基準電流値を
同様に各印加電圧Ｖｍに対応させて算出して第２の基準
電流値群Ｉｂとし、後述するロックの第２判定において
は、第１判定における再判定の結果に応じて第１の基準
電流値群Ｉａから第２の基準電流値群Ｉｂへ変更するよ
うにしている。これによって、ロックしていない場合に
、誤ったロックの検出によって送風動作が停止すること
がないようにしている。

【００１３】以下、マイコン４におけるロック判定に関
する制御動作を中心にして、車両用空気調和機の作動を
図３および図４を参考にして説明する。イグニッション
スイッチ２がオンされると、マイコン４へ給電され、マ
イコン４が起動する。風量設定器２１がオフ（ＯＦＦ）
に設定されている場合には（ステップ１においてＮＯ）
、操作パネル２０に応じた空調動作は行われず、オンに
なるまで待機する。風量設定器２１が運転者の希望する
風量あるいは自動（ＡＵＴＯ）に操作されてオンになる
と（ステップ１においてＹＥＳ）、所定の起動制御が行
われる。起動制御では、例えば、パワートランジスタ５
、６をオフにしたままで、送風リレー３がオンになり、
バイパス用抵抗器７を介した電圧Ｖ１（例えば４Ｖ）が
印加されるとブロワモータ１の通電が開始され、このと
き２秒タイマが計時を開始する。

【００１４】ブロワモータ１の通電に伴って、第１の基
準電流値群Ｉａを算出するための演算式が選択され、続
いてブロワモータ１への印加電圧Ｖ１および検流用抵抗
器１０によって電圧Ｖｒが検出され、電圧Ｖ１に基づい
て第１の基準電流値群Ｉａにおける基準値Ｉ１が決定さ
れ（ステップ２）、電圧Ｖｒに基づいたモータ電流値Ｉ
ｍが検出されて、モータ電流値Ｉｍが、第１の基準電流
値群Ｉａの基準値Ｉ１と比較される第１判定が行われる
。

【００１５】モータ電流値Ｉｍが、第１の基準電流値群
Ｉａの基準値Ｉ１より小さい場合には（ステップ３にお
いてＮＯ）、ブロワモータ１は正常に作動していると判
定され、２秒タイマの計時終了を待って起動制御を終了
し、操作パネル２０の操作に応じた空調動作へ移行し（
ステップ２０）、空気調和機の制御動作に応じてブロワ
モータ１への印加電圧Ｖｍが変化し、制御動作に対応し
た送風量が得られる。モータ電流値Ｉｍが、第１の基準
電流値群Ｉａの基準値Ｉ１より大きい場合には（ステッ
プ３においてＹＥＳ）、これが２秒間継続するか否か繰
り返し判別し（ステップ４においてＮＯ）、２秒以内に
モータ電流値Ｉｍが基準値Ｉ１より小さくなった場合に
は、上記の場合と同様に、空調動作へ移行する。

【００１６】モータ電流値Ｉｍが基準値Ｉ１より大きい
状態が２秒間継続している場合には（ステップ４におい
てＹＥＳ）、ブロワモータ１がロックしている可能性が
あるものの、実際にブロワモータ１がロックしたために
モータ電流値Ｉｍが基準値Ｉ１を越えたのか、何らかの
外因によってモータ電流値Ｉｍが基準値Ｉ１を偶然越え
たのかは、この時点では確定されない。このため、ブロ
ワモータ１への印加電圧ＶｍをＨｉリレー８によって一
旦ファン速度Ｈｉに相当する電圧Ｖ２（例えば１２Ｖ）
に変更し（ステップ５）、ブロワモータ１への印加電圧
Ｖｍが電圧Ｖ２になってから２秒が経過するのを待つ（
ステップ６においてＮＯ）。ブロワモータ１の印加電圧
Ｖｍの変更に伴って、第１の基準電流値群Ｉａを算出す
る演算においては、新たな電圧Ｖ２に対応した基準値Ｉ
２が算出される。

【００１７】２秒後に（ステップ６においてＹＥＳ）、
モータ電流値Ｉｍを、第１の基準電流値群Ｉａにおける
電圧Ｖ２に対応する基準値Ｉ２と比較してブロワモータ
１のロックを再判定し、モータ電流値Ｉｍが基準値Ｉ２
以上の場合には（ステップ７においてＹＥＳ）、ブロワ
モータ１がロックしていると判別し、それ以上継続して
ブロワモータ１への通電を行うと、ブロワモータ１の焼
損あるいはブロワモータ１を通電する通電素子としての
パワートランジスタ５、６の破壊等を招く虞があるため
、ブロワモータ１への通電を停止するとともに（ステッ
プ８）、ブロワモータ１のロックを検出したことを操作
パネル２０におけるモータロック表示器３０によって表
示する。

【００１８】第１判定におけるロックの再判定において
、モータ電流値Ｉｍが基準値Ｉ２より小さい場合には（
ステップ７においてＮＯ）、印加電圧Ｖｍが比較的低い
電圧Ｖ１であったために基準値Ｉ１に基づいたロックの
判定において誤ってロックが検出されたこと、印加電圧
Ｖｍを電圧Ｖ２に変更したことによってブロワモータ１
への通電電流が増加してトルクが大きくなったためにブ
ロワモータ１が容易に回転を始めたこと、あるいは、電
圧Ｖ２の通電による発熱によって雪入りした氷が溶けて
ロックが解除されたことなどが考えられ、いずれにして
も、これらの場合には、ブロワモータ１はロックしてい
ないと見なすことができる。従って、こうした場合には
、ブロワモータ１への印加電圧Ｖｍをもとの電圧Ｖ１へ
戻す（ステップ９）。

【００１９】ただし、再び誤ったロックの検出が行われ
ることは好ましくないため、ロック判定の基準電流値群
を、第１の基準電流値群Ｉａから、より大きい基準電流
値からなる第２の基準電流値群Ｉｂに変更して（ステッ
プ１０）、第２の基準電流値群Ｉｂに基づいた第２判定
によってロックの判定を行う。この結果、印加電圧Ｖｍ
が同じ電圧Ｖ１であっても、基準電流値はより大きい値
に変更されているため、ブロワモータ１が正常に作動し
ている限り、繰り返してロックが検出される可能性は非
常に少ない。

【００２０】第２判定において、モータ電流値Ｉｍが第
２の基準電流値群Ｉｂの基準値Ｉ３より小さい場合には
（ステップ１１においてＮＯ）、ステップ２０へ移行し
て、以後、空気調和機の制御動作に応じてブロワモータ
１を制御する。このため、空気調和機の制御動作に応じ
た送風動作が確実に得られ、安定した運転を確保できる
。

【００２１】また、万一、モータ電流値Ｉｍが基準値Ｉ
３以上の場合には（ステップ１１においてＹＥＳ）、そ
れが２秒継続された場合に（ステップ１２においてＹＥ
Ｓ）、ロックの検出として、ステップ８へ移行して、ブ
ロワモータ１への通電を停止するとともに、モータロッ
ク表示器３０の表示を行う。なお、ステップ２０におい
ては、変更されたブロワモータ１の印加電圧に応じてロ
ックの判定が繰り返し行われ、その際、ステップ３から
移行した場合には第１判定によって、ステップ１１から
移行した場合には第２判定によってそれぞれロックの判
定が行われる。

【００２２】以上のロック判定の制御動作によって、例
えば、図４のＡに示すように、モータ電流値Ｉｍが突入
電流によって一時的に基準値Ｉ１より大きくなっても、
２秒以内に基準値Ｉ１より小さくなる場合には、その後
も第１判定においてロックが検出されることがなく、安
定して空調動作を行う。また、Ｂに示すとおり、ばらつ
き等によってモータ電流値Ｉｍが第１判定における基準
値Ｉ１より大きくなってしまう場合であっても、電圧Ｖ
２における判定においてロックが検出されなければ、再
びもとの電圧に戻され、しかもその後は、ロックが検出
されにくい第２の基準電流値群による第２判定が行われ
るため、送風動作に支障が発生することが少ない。さら
に、実際にブロワモータがロックしている場合には、Ｃ
に示すとおり、第１判定における２回の判定において、
ともに基準値Ｉ１、Ｉ２より大きなモータ電流値Ｉｍが
検出されるため、確実にブロワモータへの通電を停止し
、ブロワモータあるいはパワートランジスタの損傷、破
壊を防止することができる。

【００２３】上記実施例では、ブロワモータの起動制御
において、バイパス用抵抗器のみによる一定の電圧によ
って通電を行うものを示したが、操作パネルの操作状態
に応じた電圧を印加して起動するものでもよい。また、
再判定のために、ブロワモータの印加電圧を、ファン速
度Ｌｏの電圧からＨｉの電圧に変更するようにしたが、
起動時の印加電圧に対して一定の電圧（例えば２Ｖ）を
加えた電圧に変更するようにしてもよい。

【００２４】図５に本発明の第２実施例を示す。上記第
１実施例では、ブロワモータ１への印加電圧Ｖを変更す
るものを示したが、第２実施例では、ブロワモータ１へ
の印加電圧を一定にしてデューティ発生部４ｃを介して
パワーＭＯＳＦＥＴ５Ａのデューティ比を変更するＰＷ
Ｍ制御を行う。この場合、ブロワモータへの印加電圧、
モータ電流値は、積分処理によって平均電圧、平均電流
として検出することによって、第１実施例と同様にロッ
ク判定を行うことができる。上記の各実施例では、冷房
および暖房を行う車両用空気調和機を示したが、冷房あ
るいは暖房を単独で行う空気調和機でもよく、また、送
風制御のみのブロワコントローラでもよい。

【００２５】上記の各実施例では、基準電流値群を印加
電圧に基づいて算出するものを示したが、マイコンにお
けるメモリに、各印加電圧に対応した２つの基準電流値
群を設けて、第１あるいは第２の基準電流値群の中から
検出された印加電圧に応じて基準値を読出すようにして
もよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の実施例を示す車両用空気調和機の
第１実施例を示す回路図である。

【図２】　　本発明の実施例を示す車両用空気調和機に
おけるブロワモータの印加電圧に対する動作電流および
基準電流値群の特性図である。

【図３】　　本発明の実施例を示す車両用空気調和機の
第１実施例のロックの判定に係る作動説明のための流れ
図である。

【図４】　　本発明の実施例を示す車両用空気調和機の
第１実施例のロックの判定に係る作動説明のためのタイ
ムチャートである。

【図５】　　本発明の実施例を示す車両用空気調和機の
第２実施例を示す回路図である。

【図６】　　従来の車両用空気調和機におけるブロワモ
ータの印加電圧に対する動作電流および基準電流値群の
特性図である。

【符号の説明】

１　　ブロワモータ（モータ） ４　　マイクロコンピュータ（空気調和機のファン制御
装置、ロック判定手段、基準電流値群変更手段、印加電
圧変更手段） Ｖｍ　　印加電圧 Ｉｍ　　モータ電流値（通電電流値） Ｉａ　　第１の基準電流値群 Ｉｂ　　第２の基準電流値群

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　空気調和機の送風ファンを駆動するモ
   ータへの印加電圧および通電電流値を検出して前記モー
   タのロックの判定を行うロック判定手段を備えた空気調
   和機のファン制御装置において、前記ロック判定手段は
   、前記印加電圧に対応した複数の基準電流値からなる第
   １の基準電流値群に基づく第１判定機能と、前記第１の
   基準電流値群よりそれぞれ大きい複数の基準電流値から
   なる第２の基準電流値群に基づく第２判定機能とを有す
   るとともに、第１判定の結果に応じて基準電流値群を変
   更する基準電流値群変更手段と前記モータへの印加電圧
   を変更する印加電圧変更手段とを備え、第１の電圧が前
   記モータに印加されたとき、前記第１判定においてロッ
   クが検出された場合には、前記モータへの印加電圧を前
   記第１の電圧より大きい第２の電圧に変更して前記第１
   判定による再判定を行い、該再判定においてロックが検
   出された場合には、前記モータへの通電を停止し、前記
   再判定においてロックが検出されない場合には、前記印
   加電圧を前記第１の電圧に戻すとともに前記基準電流値
   群を前記第１の基準電流値群から前記第２の基準電流値
   群へ変更し、前記第２判定を行うことを特徴とする空気
   調和機のファン制御装置。