JP2007010193A - 空気調和機の制御方法およびそれを用いた制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】腕部及び上下方向風向変更羽根の位置再現性を向上すること。
【解決手段】変動可能な腕部６と腕部６を介して上下方向の風向を制御する上下方向風向変更羽根８と、前記腕部６内に上下方向風向変更羽根８を駆動させる軸出力伝達機構１７と、前記腕部６、前記上下方向風向変更羽根８を制御する電子制御装置を備え、前記電子制御装置により前記腕部を定められた位置に移動させた後、前記上下方向風向変更羽根を変動させることにより、前記腕部６と前記上下方向風向変更羽根８の変動が相互に影響することがなくなるので、前記腕部６と前記上下方向風向変更羽根８の位置再現性が向上する。
【選択図】図１

Description

本発明は空気調和機における上下方向風向変更羽根の制御方法に関するものである。

従来、この種の空気調和機には、空気調和機の吹出し口において、変動可能な腕部を介して上下方向の風向を制御する風向変更羽根を具備しているものがある（例えば、特許文献１参照）。

図６は、特許文献１に記載された従来の空気調和機を示すものである。図６に示すように、空気調和機１と、空気調和機の吹出し口５において、空気調和機の送風機であるクロスフローファン４と、腕部６と、上下方向風向変更羽根８と、腕部駆動の第一のモータ１３と上下方向風向変更羽根駆動の第二のモータ１４と腕部に内蔵された前記第二のモータの軸出力伝達機構から構成されている。腕部６は、第一のモータ１３により腕部回動範囲において自在の位置に固定される。また、上下方向風向変更羽根８は、第二のモータ１４により腕部６に内蔵された軸出力伝達機構を介して、腕部６位置に対して、上下方向風向変更羽根８が吹出し口５に接触しないで回転可能な上下方向風向変更羽根回動範囲９内で自在の位置に固定することができる。
特開２００２−３１４００号公報

しかしながら、前記従来の構成では、前記腕部６に第二のモータの軸出力伝達機構が内蔵されているため、前記第一のモータと第二のモータの回転トルクは相互に干渉しており、例えば、前記腕部６の変動時には、前記第一のモータ１３の回転トルクが前記第二のモータの軸出力伝達機構に加わり、第二のモータを駆動せずとも上下方向風向変更羽根８が変動するという課題を有していた。

また、前記第一のモータ、前記第二のモータによりそれぞれ腕部６、上下方向風向変更羽根８を駆動させると、上記第一のモータと第二のモータの回転トルクの相互干渉が原因で前記腕部６に内蔵された前記軸出力伝達機構の損傷や電子制御装置が認識している前記腕部６や前記上下方向風向変更羽根８の位置と実際の位置に大きな誤差がそれぞれ発生するため、双方の位置再現性が低いという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、空気調和機の吹出し口において、変動可能な腕部を介して上下方向の風向を制御する風向変更羽根を具備している空気調和機において、前記腕部や前記上下方向風向変更羽根の位置を制御する電子制御装置からの前記第一、第二のモータに対する位置制御指令に対する腕部及び上下方向風向変更羽根の位置再現性を向上させ、空気調和機の吹出し口からの気流の方向、速度を自在に制御し、在室者の好みの気流や快適性を提供することを目的とする。また、腕部に内蔵された前記軸出力伝達機構を保護する空気調和機の制御方法を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機の制御方法は、空気調和機の吹出し口において、変動可能な腕部と前記腕部を介して上下方向の風向を制御する風向変更羽根と、前記腕部と風向変更羽根を駆動するそれぞれ第一のモータと第二のモータと、前記腕部内に前記第二のモータの軸出力伝達機構と、前記第一及び第二のモータと空気調和機の送風機モータを駆動制御する電子制御装置を具備し、前記電子制御装置の前記第一の
モータ駆動パルス設定により前記腕部を定められた位置に移動させた後、前記電子制御装置の前記第二のモータ駆動パルス設定により前記風向変更羽根を回転駆動するものである。

これによって、前記第一，第二のモータ相互の回転トルクの干渉に関わらず、電子制御装置からのそれぞれ前記第一、第ニのモータ位置制御指令に応じた腕部及び上下方向風向変更羽根の位置が一義的に決定されることとなり、位置再現性をそれぞれ向上させることができる。また、前記第一と第二のモータの同時駆動を避けていることにより腕部に内蔵された前記軸出力伝達機構を保護することができる。

本発明の空気調和機の制御方法は、第一、第二のモータに対する位置制御指令に対する腕部６及び上下方向風向変更羽根８の位置再現性を向上させることにより、空気調和機の吹出し口からの気流の方向、速度を自在に制御し、在室者の好みの気流や快適性を提供することができる。

第１の発明は、空気調和機の吹出し口において、変動可能な腕部と前記腕部を介して上下方向の風向を制御する風向変更羽根と、前記腕部と風向変更羽根を駆動するそれぞれ第一のモータと第二のモータと、前記腕部内に前記第二のモータの軸出力伝達機構と、前記第一及び第二のモータと空気調和機の送風機モータを駆動制御する電子制御装置を具備し、前記電子制御装置の前記第一のモータ駆動パルス設定により前記腕部を定められた位置に移動させた後、前記電子制御装置の前記第二のモータ駆動パルス設定により前記風向変更羽根を回転駆動することにより、前記第一のモータと前記第二のモータの回転トルクの相互干渉を防止し、電子制御装置の第一及び第二のモータ駆動パルス設定に対する腕部及び上下方向風向変更羽根の位置再現性を向上させることができる。

また、前記第一のモータ、第二のモータのうち、少なくとも一つモータを駆動する際には、片方のモータはフリーな状態にあるため、前記腕部内に前記第二のモータの軸出力伝達機構に無理な力が作用せず軸出力伝達機構の保護が図れる。

第２の発明は、前記第一のモータ、前記第二のモータのうち、少なくとも一つのモータを駆動する際には、前記電子制御装置により送風機モータを停止するものであり、腕部及び上下風向変更羽根の変動に対する空気調和機の送風機の風圧の影響を無くすことができ、第一、第二のモータに対する位置制御指令に対する腕部及び上下方向風向変更羽根の位置再現性を向上させることができる。

第３の発明は、前記第一のモータ、前記第二のモータのうち、少なくとも一つのモータを駆動する際には、前記電子制御装置により送風機のモータを低速回転制御させることにより、腕部及び上下風向変更羽根の移動に対する空気調和機の送風機の風圧の影響を抑制することができ、第一、第二のモータに対する位置制御指令に対する腕部及び上下方向風向変更羽根の位置再現性を向上させることができるとともに最低必要限の風量を確保することができる。

第４の発明は、前記第一のモータ及び前記第二のモータをクラッチ機構を有するステッピングモータとしたものであり、第一あるいは第二のモータによる過大な回転トルクや外部からの無理な力を消失することができ、腕部，上下方向風向変更羽根，軸出力伝達機構や第一、第二のモータの保護が図れる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の
形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における空気調和機の制御装置のブロックダイアグラムを示すものである。

図１において、空気調和機の吹出し口５において、変動可能な腕部６と前記腕部を介して上下方向の風向を制御する風向変更羽根８と、前記腕部６と風向変更羽根８を駆動するそれぞれ第一のモータ１３と第二のモータ１４と、前記腕部６内に前記第二のモータ１４の軸出力伝達機構１７を具備した空気調和機１であり、前記第一のモータ１３及び第二のモータ１４と空気調和機１の送風機モータ４は、電子制御装置１５により駆動制御される構成となっている。図１に吹出し部は、図１内の点線四角部の詳細な構成であり、第一、第二のモータ１３，１４と腕部６，上下方向風向変更羽根８、軸出力伝達機構１７の配置を示している。（実施の形態１の構成）
以上のように構成された空気調和機の制御装置について、以下その動作、作用を説明する。

まず、図１の例では、第一のモータ１３の回転軸と第二のモータの回転軸が一致しており、また、前記腕部６に第二のモータ１４の軸出力伝達機構が内蔵されているため、前記第一のモータ１３によって腕部６を回転駆動すると、それに応じて軸出力伝達機構１７に回転力が加わり、第二のモータ１４を駆動せずとも上下方向風向変更羽根８が回転駆動することとなる。

この種のアクチュエータ駆動には、位置検出機能のない安価なステッピングモータが使われており、各アクチュエータの位置は電子制御装置１５からの位置制御指令であるモータ駆動パルスによって規定される。しかしながら、前記第一のモータと前記第二のモータを同時に回転駆動させると、各モータの回転トルクが相互干渉し、腕部６や上下方向風向変更羽根８は、定められたモータ駆動パルスでも目標の位置に到達しないことが発生する。

したがって、このような位置不再現性をなくすために、前記第一及び第二のモータの駆動においては、まず、電子制御装置１５により前記腕部６を定められた位置に移動させた後、前記上下方向風向変更羽根８を変動させる空気調和機の制御を実施する。

図２は、本実施の形態１における空気調和機の制御方法のフローチャートである。電子制御装置１５から第一のモータ１３に対するモータ駆動パルス設定を行い（２０１）、前記腕部６を定められた位置に移動させた（２０２）後、前記上下方向風向変更羽根８を回転駆動させる（２０３，２０４）ことにより、前記第一のモータ１３は回動自由な状態で停止しており、第二のモータ１４は、電子制御装置からの駆動パルス設定に対して一義的に位置が定まり、従来の第一の同時に動くことによる回転トルクの相互干渉の影響がなくなるので、上下方向風向変更羽根の位置が一義的に決定できる。

以上のように、本実施の形態においては、電子制御装置の第一及び第二のモータ駆動パルス設定に対する腕部及び上下方向風向変更羽根の位置再現性を向上させることができるため、空気調和機の吹出し口からの気流の方向、速度を自在に制御し、在室者の好みの気流や快適性を提供することができる。また、前記第一あるいは、第二のモータのいずれかが駆動している際には、片方のモータは回動自由な状態にあるため、前記腕部内に前記第二のモータの軸出力伝達機構に無理な力が作用せず軸出力伝達機構の保護も図れる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の第２の実施の形態の空気調和機の制御方法のフローチャートである。

前記第一のモータあるいは前記第二のモータを駆動の開始以前に、前記電子制御装置１５により送風機のモータ４を停止させる（３００）。以下、本発明の実施の形態１と同様に第一、第二のモータの駆動制御を行い、第一、第二のモータの駆動制御終了後、送風機のモータを再起動させる（３０８）。

図４は、上下方向風向変更羽根に対する空気調和機の送風機の影響を示す説明図である。空気調和機１の上下方向に対する風の流れは、空気調和機内部の送風機により発生し、吹出し口５あたりの風の流れ１６が上下方向風向変更羽根８に衝突し、暖房時の気流１０や冷房時の気流と１１となる。つまり、上下方向風向変更羽根８は、空気調和機の送風機の通風抵抗であり、風圧の偏向により風の流れを制御する。しかしながら、空気調和機の風の流れは、上下方向風向変更羽根８や前記上下方向風向変更羽根８を支持する腕部６の変動の抵抗となり、第一、第二のモータ発生トルクが不足すると、電子制御装置１５からの第一、第二のモータ駆動パルスに対し、腕部６や上下方向風向変更羽根８の変動が影響を受け、想定された位置に移動しない場合が発生する。

したがって、腕部及び上下方向風向変更羽根の変動に対し、空気調和機の送風機を停止することにより、空気調和機の送風機の風圧の影響を無くすことができる。

以上のように、本実施の形態においては、電子制御装置の第一及び第二のモータ駆動パルス設定に対する腕部及び上下方向風向変更羽根の位置再現性を向上させることができ、空気調和機の吹出し口からの気流の方向、速度を自在に制御し、在室者の好みの気流や快適性を提供することができる。

（実施の形態３）
図５は、本発明の第３の実施の形態の空気調和機の制御方法のフローチャートである。

前記第一のモータあるいは前記第二のモータを駆動の開始以前に、前記電子制御装置１５により送風機のモータ４を低速回転制御させる（５００）。以下、本発明の実施の形態１と同様に第一、第二のモータの駆動制御を行い、第一、第二のモータの駆動制御終了後、送風機モータの速度復帰制御させる（５０８）。

腕部６及び上下方向風向変更羽根８の変動に対し、空気調和機の送風機のモータを低速回転制御する理由は、本発明の実施の形態２に示した通りであるが、空気調和機の送風機を停止することにより、第一、第二のモータに対する位置制御指令に対する腕部６及び上下方向風向変更羽根８の位置再現性を向上させることができるが、空気調和機の冷暖房性能発揮のために冷凍サイクルは動作しており、送風機停止のために冷凍サイクルの安定性及び居室にいる人の快適性が損なわれる。

したがって、腕部及び上下風向変更羽根の移動に対し、電子制御装置により空気調和機の送風機のモータを低速回転制御することにより、上下方向風向変更羽根８に対する風圧を抑制し、腕部及び上下方向風向変更羽根の変動に対する影響を可能な限り小さくすることができる。

以上のように、本実施の形態においては、第一、第二のモータに対する位置制御指令に対する腕部及び上下方向風向変更羽根の位置再現性を向上による空気調和機の吹出し口からの気流の方向、速度を自在に制御し、在室者の好みの気流や快適性を提供することができだけでなく、冷凍サイクルの安定性及び空気調和機を停止させることなく快適性の維持を図ることができる。

（実施の形態４）
本発明の第４の実施の形態は、前記第一、第二のモータとして、クラッチ機構を有するステッピングモータを選定した空気調和機である。

これにより、第一あるいは第二のモータによる過大な回転トルクや外部からの無理な力を消失することができ、腕部，上下方向風向変更羽根，軸出力伝達機構の保護が図ることができる。

以上のように、本発明にかかる空気調和機の制御方法は、変動可能な腕部と前記腕部を介して上下方向の風向を制御する風向変更羽根と電子制御装置を具備したことより位置精度よく再現することが可能となるので、車室内制御の空気調和機やサーキュレータ等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における空気調和機のブロック図 本発明の実施の形態１における空気調和機の制御方法のフローチャート 本発明の実施の形態２における空気調和機の制御方法のフローチャート 空気調和機の上下方向風向変更羽根の変動を説明する説明図 本発明の実施の形態３における空気調和機の制御方法のフローチャート 従来の空気調和機の断面図

符号の説明

１ 空気調和機
２ ディフューザー
３ 室内熱交換器
４ 送風機
５ 吹出し口
６ 腕部
７ 腕部回動範囲
８ 上下方向風向変更羽根
９ 上下方向風向変更羽根回動範囲
１０ 暖房時の気流
１１ 冷房時の気流
１２ 水受け皿
１３ 腕部駆動の第一のモータ
１４ 上下方向風向変更羽根の第二のモータ
１５ 電子制御装置
１６ 吹出し部の風の流れ
１７ 軸出力伝達機構

Claims (4)

1. 空気調和機の吹出し口において、変動可能な腕部と前記腕部を介して上下方向の風向を制御する風向変更羽根と、前記腕部と風向変更羽根を駆動するそれぞれ第一のモータと第二のモータと、前記腕部内に前記第二のモータの軸出力伝達機構と、前記第一及び第二のモータと空気調和機の送風機モータを駆動制御する電子制御装置を具備し、前記電子制御装置の前記第一のモータ駆動パルス設定により前記腕部を定められた位置に移動させた後、前記電子制御装置の前記第二のモータ駆動パルス設定により前記風向変更羽根を回転駆動することを特徴とした空気調和機の制御方法。
2. 前記第一のモータ、前記第二のモータのうち、少なくとも一つのモータを駆動する際には、前記電子制御装置により送風機モータを停止することを特徴とする請求項１記載の空気調和機の制御方法。
3. 前記第一のモータ、前記第二のモータのうち、少なくとも一つのモータを駆動する際には、前記電子制御装置により送風機のモータを低速回転制御させたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機の制御方法。
4. 前記第一のモータ及び前記第二のモータをクラッチ機構を有するステッピングモータとしたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の制御方法を用いた制御装置。

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