JP3461633B2 - 空気調和機 - Google Patents

空気調和機

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JP3461633B2 JP25400795A JP25400795A JP3461633B2 JP 3461633 B2 JP3461633 B2 JP 3461633B2 JP 25400795 A JP25400795 A JP 25400795A JP 25400795 A JP25400795 A JP 25400795A JP 3461633 B2 JP3461633 B2 JP 3461633B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、全閉可能な電動膨
張弁を用いて冷媒の絞り量を変化させて冷凍サイクルを
制御する空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】電動膨
張弁は幅の広い使用範囲を有している。図11はこの電動
膨張弁の概略構成を示す断面図である。図中、51は弁本
体で、冷媒の出入口を下と横の各方向に備え、上方に駆
動軸53と螺合する雌ねじ部52を備えている。駆動軸53は
中間に雄ねじ部54を有し、弁本体部51の内側に突出する
内方端部と、弁本体部51の外側に突出する外方端部とを
備えている。このうち、駆動軸53の内方端部には、軸方
向に移動可能になされた弁棒56がバネ55によって下側に
押圧された状態で挿入されている。弁棒56の先端はニー
ドルになっており、弁本体部51の下方の出入口の弁座57
に当接している。一方、駆動軸53の外方端部には、その
外周部に永久磁石58が装着されている。また、これらの
永久磁石外周部に対応する固定子の内側に巻線59が装着
されている。ここで、永久磁石が装着された駆動軸53は
パルスモータの回転子に相当し、巻線59に駆動パルスを
加えることによって駆動軸53は回転し、ねじ部によって
軸方向運動に変えられて弁棒56を弁座57から離したり、
当接させたりして、いわゆる、開，閉弁することができ
る。
【０００３】なお、図11に示した電動膨張弁は、駆動軸
53を回動させて図面の下方に移動させ、弁棒56のニード
ル部分が弁座に当接した後は、バネ55が圧縮されながら
駆動軸53のみが移動する。そして、永久磁石58がストッ
パ60に当たった状態で停止する。このような構成である
ため、駆動軸53の回転角度と弁棒56のニードル部分が弁
座から離れる点、すなわち、開弁点が電動膨張弁毎に違
ってくる。
【０００４】図12は代表的な電動膨張弁の弁開度と冷媒
流量との関係を示す線図であり、弁開度をその全閉位置
から加える駆動パルス数で表現したとき、同一の弁開度
に対して流量が最も大きくなるＭａｘ流量品、流量が最
も少ないＭｉｎ流量品、流量がその中間のＭｅａｎ流量
品の３種類を示している。この場合、５００パルスまで
弁開度を制御できるため使用範囲は広くなっている。
【０００５】しかし、全閉付近で流量を生じる弁開度、
すなわち、開弁点にばらつきがあるため、弁開度の使用
範囲に制限を設けて全閉とならないように使用する必要
があった。このため、冷媒の最小流量を確保するには、
弁口径の小さい電動膨張弁を用いて開度を設定しなけれ
ばならなかった。このように、弁口径の小さい電動膨張
弁を用いた場合、全開側の流量が小さく抑えられ、冷凍
サイクルでの最大流量が制限され、可変使用範囲が狭く
なると言う問題があった。
【０００６】また、全閉付近で流量を生じる弁開度にば
らつきがあることを考慮せずに、電動膨張弁をフィード
バック制御した場合、サイクル詰まり（電動膨張弁の全
閉）を生じることがあり、空気調和機の空調能力制御が
できなくなるだけでなく、圧縮機から吐出された冷凍機
油が圧縮機に戻ってこないために潤滑不良になったり、
圧縮機の冷却効果のある冷媒ガスが循環しなくなり圧縮
機が異常高温になる等、冷凍サイクルの信頼性が低下す
ると言う問題もある。
【０００７】一方、低流量が必要である場合に、図13
（ａ）に示すように、電動膨張弁５に二方弁21を接続
し、さらに、二方弁21にバイパス用のキャピラリ22を接
続し、流量制御時には二方弁21を開放し、低流量時にこ
れを閉じるようにしたり、あるいは、図13（ｂ）に示す
ように、電動膨張弁５にバイパス用のキャピラリ22を接
続したりしていた。しかし、このような構成では冷凍サ
イクル部品の追加による装置コストの高騰や、室外機の
増大を招くと言う問題があった。
【０００８】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、全閉付近の弁開点にばらつきがある電動
膨張弁であっても、冷媒の小流量制御時に全閉する恐れ
のない制御部を有する空気調和機を提供することを目的
とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
全閉可能な電動膨張弁と能力可変圧縮機とを有する冷凍
サイクルを備えた空気調和機において、電動膨張弁の弁
開度を所定時間間隔毎にスーパーヒート制御する際に、
弁開度が所定開度以下のとき、弁開度の変化量を所定値
以下に制限し、圧縮機の能力変更に基づき電動膨張弁の
弁開度を制御する場合、弁開度が所定開度以下で、か
つ、弁開度を閉止方向に変更する場合のみ、弁開度の変
化量を所定値以下に制限する制御手段を設けたことを特
徴とする。
【００１０】請求項２に係る発明は、全閉可能な電動膨
張弁と能力可変圧縮機を有する冷凍サイクルを備えた空
気調和機において、電動膨張弁の弁開度を所定時間間隔
毎にスーパーヒート制御する際に、弁開度が所定開度以
下に低下してから最初に弁開度を開放方向に制御した
後、電動膨張弁の弁開度を閉止方向に制御する場合、弁
開度の低減量を所定値以下に制限する弁開度制限手段を
設けたことを特徴とする。
【００１１】請求項３に係る発明は、請求項２記載の空
気調和機において、電動膨張弁の弁開度を所定時間間隔
毎にスーパーヒート制御する際に、弁開度が所定開度以
下に低下してから最初に弁開度を開放方向に制御した
後、電動膨張弁の弁開度を閉止方向に制御する場合、そ
の後再度電動膨張弁の弁開度を開放方向に制御すると
き、弁開度の増加量を所定値以下に制限する第２の弁開
度制限手段をさらに設けたことを特徴とする。
【００１２】請求項４に係る発明は、請求項１乃至３の
いずれか１項に記載の空気調和機において、弁開度が所
定開度より大なる位置から弁開度を所定開度以下に低下
させる場合、電動膨張弁の弁開度を一旦所定開度に保持
する弁開度保持手段を設けたことを特徴とする。
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を好適な実施の形態
に基づいて詳細に説明する。図２は本発明の一実施の形
態の構成を示す冷凍サイクル系統図である。図中、１は
圧縮機であり、四方弁２、室内熱交換器３、室内ファン
４、電動膨張弁５、キャピラリチューブ6a，6b、室外熱
交換器７及び室外ファン８によって周知の冷凍サイクル
を構成している。これらの構成要素のうち、室内熱交換
器３及び室内ファン４は室内機10に格納され、圧縮機
１、四方弁２、電動膨張弁５、キャピラリチューブ6a，
6b、室外熱交換器７及び室外ファン８が室外機20に格納
されている。
【００１７】圧縮機１及び電動膨張弁５を制御するため
に、室外熱交換器７の入側の冷媒温度ＴE を検出する温
度センサ9a、外気温度Ｔo を検出する温度センサ9b、圧
縮機１の吸込み側の冷媒温度ＴS を検出する温度センサ
9c、室内熱交換器温度ＴC を検出する温度センサ9d、室
内温度Ｔa を検出する温度センサ9eが設けられている。
これらの温度センサの出力信号は、図３に示したよう
に、室内機10に設けられる室内マイクロコンピュータ
（以下、マイコンと略記する）11や、室外機20に設けら
れる室外マイコン21に加えられる。室内マイコン11と室
外マイコン21とは温度検出値を互いに送受信する。ま
た、室内マイコン11は圧縮機１を駆動する電源周波数
（以下、圧縮機周波数と言う）を演算して圧縮機周波数
信号を室外マイコン21に送信すると共に、リモコン装置
等で設定された運転モード信号を室外マイコン21に送信
し、さらに、室内ファンモータを速度制御する。一方、
室外マイコン21は電動膨張弁５の駆動パルス数を演算し
て電動膨張弁５の開度を制御すると共に、圧縮機周波数
信号に従って圧縮機１を速度制御し、運転モードに従っ
て四方弁２の通電を制御し、さらに、室外ファンモータ
をも速度制御する。
【００１８】上述した種々の制御のうち、圧縮機周波数
の演算、室内ファンモータの速度制御、圧縮機や室外フ
ァンモータの速度制御等については種々に提案されて公
知であるので、それらの説明を省略し、電動膨張弁５の
開度の制御について以下に説明する。先ず、室外マイコ
ン21は電動膨張弁５の開度を制御するに当たり、冷凍サ
イクルのスーパーヒート量を、運転条件により定まる設
定値と等しくなるように駆動パルス数を演算している。
一般にスーパーヒート量は、圧縮機１の吸込み側の冷媒
温度ＴS と、蒸発器として用いる熱交換器温度、すなわ
ち、本実施の形態では室外熱交換器７の温度ＴE との差
で定義されるが、蒸発器の温度として電動膨張弁５の出
口側温度を用いる場合がある。また、室内熱交換器３の
一部を蒸発器として用いて除湿を行う空気調和機では室
内の補助熱交換器と主熱交換器の温度差をスーパーヒー
ト量として定義してもよい。しかして、スーパーヒート
制御はスーパーヒート量を運転条件により定まる設定値
と等しくなるように電動膨張弁５の開度を制御すること
に他ならない。
【００１９】このスーパーヒート制御に係る室外マイコ
ン21の具体的な処理手順を図１のフローチャートに示
す。ここで、ステップ101 にて運転指令により起動する
と、次のステップ102 にて、電動膨張弁５に５４０パル
スを加えてこれを全閉させる。電動膨張弁５はパルス数
によって弁開度が制御されるが、全開に対応するパルス
数は、図12から明らかなように、５００である。従っ
て、閉止方向に５４０パルスを加えたとすれば、起動時
点のあらゆる弁開度にて電動膨張弁５を全閉させること
ができる。そして、次のステップ103 では、例えば、開
放方向に６０パルスを加えて図12に示す初期開度Ａに設
定する。この初期開度Ａは流量品により開弁点にばらつ
きがあっても、冷凍サイクルで必要とする最低流量以上
の流量を確保する開度でもある。そこで、次のステップ
104 で圧縮機を起動させ、さらに、ステップ105 で初期
開度Ａの状態に３分間保持して、冷凍サイクルの冷媒の
状態が安定するのを待つ。
【００２０】そして、３分を経過した後、ステップ106
にて弁開度の調整を開始する。このとき、スーパーヒー
ト量が設定値に等しくなるようにパルス数を演算し、そ
のパルス数だけ電動膨張弁５に加える。この場合、弁開
度を制御した後、実際に温度センサに反応が現れるまで
時間遅れがあるので、一定時間ＴＭ毎に電動膨張弁５に
対する出力パルス数を計算し、出力する。なお、スーパ
ーヒート制御においては、圧縮機周波数に応じて開度を
補正する必要があり、運転条件に応じては過絞りの状態
に陥ることがあるので、これを防ぐための開度補正も必
要になる。そこで、運転中に圧縮機周波数が変化した場
合にはステップ310 の割込み処理によって圧縮機周波数
の変化に対応させて開度補正するためのパルス数を演算
し、温度センサ9c又は9dの検出位置から冷凍サイクルが
加熱し絞り過ぎの状態になっていることを検知した場合
にはステップ320 の割込み処理にて絞り過ぎを解消する
ように、すなわち、中間加熱を防止するように開度補正
するためのパルスを演算する。ステップ106 の処理にお
いては、この開度補正のパルス数を加味してパルス数を
適切に選択する。かかる開度制御中に、例えば室内温度
Ｔa が設定室温に一致したとすると、圧縮機は停止制御
される。そこで、温度センサの出力に応じて圧縮機が停
止される場合には、ステップ109 にて、圧縮機の停止状
態に対応する所定の開度に保持し、ステップ103 以下の
処理を実行する。そして運転中に、例えば、リモコン装
置から運転停止の指令が与えられた場合には、ステップ
107 にて全開位置、すなわち、500 パルスの開度にして
ステップ108 にて電源を遮断して制御を終了する。
【００２１】次に、上述したステップ106 の詳細な処理
について、図４乃至図９を参照して以下に説明する。ス
ーパーヒート制御中に弁開度が図12中の初期開度Ａに近
付いた状態で、パルス数に換算した弁開度の変化量を演
算してそのまま出力したとすれば、サイクル詰まりを生
じる恐れがある。図４は所定の時間間隔毎に制御する弁
開度の変化量、を所定値以下に制限して出力する場合の
処理手順を示している。この場合、最初のステップ201
でスーパーヒート制御の変化量ΔＰＬＳ１（開放側で
正、閉止側で負）を計算し、ステップ202 にて割込み処
理により圧縮機の周波数変更及び／又は過絞り状態を防
止するための変化量ΔＰＬＳ２（開放側で正、閉止側で
負）を計算し、ステップ203 でこれらを加算して弁開度
の変化量ΔＰＬＳを計算する。そして、次のステップ20
5 では、図12に示す初期開度Ａよりある程度大きい位置
に定めた制限開度と現在の開度とを比較する。もし、現
在開度が制限開度より小さいときには、ステップ205 の
処理に進み、変化量ΔＰＬＳの大きさを制限する。すな
わち、変化量ΔＰＬＳが弁の開放側に予め定めた制限値
ΔＰＬＳMAX（＞０））より大きいときはΔＰＬＳ＝Δ
ＰＬＳMAX に制限し、逆に、変化量ΔＰＬＳが弁を閉止
側に予め定めた制限値ΔＰＬＳMIN （＜０）より小さい
（絶対値は大きい）ときはΔＰＬＳ＝ΔＰＬＳMIN に制
限する。なお、演算された変化量ΔＰＬＳが二つの制限
値ΔＰＬＳMAX やΔＰＬＳMIN に等しい場合、あるい
は、これら制限値の間にある場合には演算された変化量
ΔＰＬＳに制限を加えない。そこで、次のステップ206
において、現在開度に弁開度の変化量ΔＰＬＳを加えた
ものを目標開度とする処理を実行し、続いて、ステップ
207 にて目標開度にするためのパルス出力処理を実行す
る。もし、ステップ204 で現在開度が制限開度以上であ
った場合には、ステップ205 の処理に移り、計算した弁
開度の変化量ΔＰＬＳから直接目標開度を演算する。こ
の場合、閉止側の下限値ΔＰＬＳMINの絶対値をを開放
側の制限値ΔＰＬＳMAX の絶対値より小さくすることも
有効と考えられる。
【００２２】一般に、スーパーヒート制御での弁開度の
変化量ΔＰＬＳ１は例えば１分間隔毎に実行され、割込
み制御での弁開度の変化量ΔＰＬＳ２は圧縮機周波数に
変化があるか、あるいは、過絞りの状態で行われる。従
って、ステップ203 でのΔＰＬＳ１とΔＰＬＳ２との加
算はステップ201 とステップ202 の処理が略同時に行わ
れた場合にのみ実行され、ステップ205 の制限処理は弁
開度の変化量ΔＰＬＳ１及びΔＰＬＳ２のそれぞれに対
して行われる。
【００２３】よって、図４に示した処理によれば、弁開
度が所定開度以下のとき、所定時間間隔毎に制御する弁
開度の変化量を所定の制限値以下に抑えることができ、
これによって、全閉があり得る領域で絞り過ぎによる不
具合を生じることなく、電動膨張弁を安定に制御するこ
とができる。
【００２４】上述したように、弁を開く側と閉じる側と
にそれぞれ制限を設けることは、制御のハンチング動作
を抑える点で有効ではあるが、冷媒の小流量制御時に弁
が全閉することを防止するだけに着目すれば、弁を開く
側に制限を加えず、弁を閉じる側にのみ制限を加えれば
よいことになる。図５は閉止の方向にのみ弁開度の変化
量、すなわち、低減量を制限する室外マイコン21の具体
的な処理手順を示すフローチャートである。ここで、ス
テップ211 〜214 まで、図４中のステップ201〜204 と
全く同様な処理を実行した後、ステップ215 にて閉止の
方向の弁開度の変化量ΔＰＬＳに対してのみ、大きさを
制限する。すなわち、変化量ΔＰＬＳの絶対値が閉じる
側の制限値ΔＰＬＳMIN の絶対値より大きいときはΔＰ
ＬＳ＝ΔＰＬＳMIN に制限する。以下、ステップ216 及
びステップ217 では、図４中のステップ206 及びステッ
プ207 と全く同様な処理を実行する。かくして、図５に
示した処理によれば、弁開度の変更が閉止方向である場
合のみ、その変化量を所定の制限値以下に抑える制御が
行われ、これによっても、全閉があり得る領域で絞り過
ぎによる不具合が解消され、電動膨張弁を安定に制御す
ることができる。
【００２５】上述したように、スーパーヒート制御での
弁開度の変化量ΔＰＬＳ１は例えば１分間隔毎に実行さ
れ、割込み制御での弁開度の変化量ΔＰＬＳ２は圧縮機
周波数に変化があるか、あるいは、過絞りの状態で行わ
れる。とすれば、弁開度の変化量ΔＰＬＳ１とΔＰＬＳ
２とを加算した変化量を制限する代わりに、弁開度の変
化量ΔＰＬＳ１及びΔＰＬＳ２のそれぞれに対して制限
を加えても同様な結果が得られる。
【００２６】図６はこれらの制御を実行する室外マイコ
ン21の具体的な処理手順を示すフローチャートである。
ここで、最初のステップ221 でスーパーヒート制御の変
化量ΔＰＬＳ１を計算し、続いて、ステップ222 にて現
在開度を制限開度と比較する。もし、現在開度が制限開
度以下であれば、ステップ223 の処理に進み、変化量Δ
ＰＬＳ１の大きさを制限する。すなわち、変化量ΔＰＬ
Ｓ１が弁の開放側に予め定めた制限値ΔＰＬＳMAX より
大きいときはΔＰＬＳ１＝ΔＰＬＳMAX に制限し、逆
に、変化量ΔＰＬＳ１の絶対値が弁の閉止側に予め定め
た制限値ΔＰＬＳMIN の絶対値を越えるときはΔＰＬＳ
１＝ΔＰＬＳMIN に制限する。そして、ステップ224 に
て割込み処理により圧縮機周波数の変更及び／又は過絞
り状態を防止するための変化量ΔＰＬＳ２を計算する。
そこで、ステップ225 によって再び現在の開度を制限開
度と比較する。この比較により、現在開度が制限開度よ
り低い場合にはステップ226 によって変化量ΔＰＬＳ２
を弁の閉止側に予め定めた制限値ΔＰＬＳMINに制限
し、ステップ227 でこれらを加算して弁開度の変化量Δ
ＰＬＳを計算する。そこで、次のステップ228 におい
て、現在開度に弁開度の変化量ΔＰＬＳを加えたものを
目標開度とする処理を実行し、続いて、ステップ229 に
て目標開度にするためのパルス出力処理を実行する。な
お、ステップ225 で現在開度が制限開度を越えていると
判定された場合には演算された変化量ΔＰＬＳ２に何等
の制限を加えずにステップ227 の処理に移る。かくし
て、図６に示した処理によっても、全閉があり得る領域
で絞り過ぎによる不具合が解消され、電動膨張弁を安定
に制御することができる。
【００２７】一方、室内熱交換器の一部を蒸発器として
除湿を行う空気調和機では蒸発器として用いた補助熱交
換器と主熱交換器との温度差をスーパーヒート量として
スーパーヒート制御している。この場合には電動膨張弁
が大きく絞られるので、スーパーヒート制御によって弁
が全閉しやすい状況にある。そこで、除湿運転をする場
合に限り、弁開度の変化量ΔＰＬＳ１に対して制限を加
え、冷房運転や暖房運転時には弁開度の変化量ΔＰＬＳ
１に対して制限を加えない制御が有効である。
【００２８】図７は室内熱交換器の一部を蒸発器として
除湿を行う場合の室外マイコン21の具体的な処理手順を
示すフローチャートである。ここで、最初のステップ23
1でスーパーヒート制御の変化量ΔＰＬＳ１を計算し、
続いて、ステップ232にて現在の運転モードが除湿か否
かを判定する。そして、運転モードが除湿である場合の
みスーパーヒート制御での変化量ΔＰＬＳ１に対してそ
の大きさを制限するべく、ステップ233で現在の開度を
制限開度と比較する。もし、現在開度が制限開度以下で
あれば、ステップ234にて変化量ΔＰＬＳ１の大きさを
制限して、ステップ235以降の処理に移る。ステップ235
〜240においては図６に示すステップ224〜229と全く同
様な処理を実行する。かくして、室内熱交換器の一部を
蒸発器として除湿を行う空気調和機であっても、全閉が
あり得る領域で絞り過ぎによる不具合が解消され、電動
膨張弁を安定に制御することができる。
【００２９】ところで、電動膨張弁には開弁点にばらつ
きがあるため、弁開度の変化量を制限する領域を設定す
る制限開度は開弁点の大きい電動膨張弁を基準にする必
要がある。このようにして設定された制限開度に対して
開弁点の小さい電動膨張弁を用いたとすれば、最適開度
に到達するまでの時間が長くなって、液バックの回復時
間も長くなる。そこで、一旦は、現在開度が最適開度を
過ぎるまでは弁開度の低減量に何等の制限を加えず、そ
の後、弁開度を開放方向に変更するとき以降、弁開度の
低減量に対してのみ制限し、その後、開放から閉止に向
かったときに弁開度の増加量にも制限を加えることによ
って、最適開度に到達する時間を短縮することができ
る。
【００３０】図８は開弁点の小さい電動膨張弁を用いた
ときに、これらの制御を行う室外マイコン21の具体的な
処理手順を示すフローチャートである。この場合、弁開
度の制限開度以下に低下した後に弁開度の変化量が閉止
側から開放側に変更になる条件でフラグＦＬＧ１を立
て、反対に、弁開度の変化量が開放側から閉止側に変更
になる条件でフラグＦＬＧ２を立てるものとする。以
下、フラグを単にＦＬＧと呼び、このＦＬＧを立てるこ
とをＯＮ、フラグを降ろすことをＯＦＦとして説明す
る。
【００３１】先ず、運転開始時にステップ241 でフラグ
ＦＬＧ１及びＦＬＧ２をＯＦＦとし、続いて、ステップ
242 にてスーパーヒート制御での弁開度の変化量ΔＰＬ
Ｓ１を計算する。次に、ステップ243 にて現在開度が制
限開度以下か否かを判定する。そして、制限開度以下に
あったとすれば、ステップ244 でＦＬＧ１がＯＮか否か
を判定し、ＯＮである場合に限り、ステップ245 で弁開
度の変化量ΔＰＬＳ１の絶対値が弁の閉止側に定めた制
限値ΔＰＬＳMIN の絶対値を越えるときにΔＰＬＳ１＝
ΔＰＬＳMIN に制限する処理を実行する。続いて、ステ
ップ246 でＦＬＧ２がＯＮか否かを判定し、ＯＮである
場合に限り、ステップ247 で弁開度の変化量ΔＰＬＳ１
が弁の開放側に定めた制限値ΔＰＬＳMAX を越えるとき
にΔＰＬＳ１＝ΔＰＬＳMAX に制限する処理を実行す
る。
【００３２】次に、ステップ248 にて弁開度の変化量Δ
ＰＬＳ１が弁の開放方向のものであり、かつ、ＦＬＧ１
がＯＦＦであればステップ249 にてＦＬＧ１をＯＮにす
る。さらに、ステップ250 にて弁開度の変化量ΔＰＬＳ
１が弁の閉止方向のものであり、かつ、ＦＬＧ１がＯＮ
であればステップ249 にてＦＬＧ２をＯＮにする。
【００３３】その後、ステップ252 にて割込み処理によ
り圧縮機の周波数変更及び／又は過絞り状態を防止する
ための変化量ΔＰＬＳ２を計算し、次のステップ254 で
は、制限開度と現在の開度とを比較する。そして、現在
開度が制限開度以下である場合に限り弁開度の変化量Δ
ＰＬＳ２の制限値ΔＰＬＳMIN に抑制する処理を実行
し、ステップ255 で弁開度の変化量ΔＰＬＳ１とΔＰＬ
Ｓ２とを加算して弁開度の変化量ΔＰＬＳを計算する。
そこで、次のステップ256 において、現在開度に弁開度
の変化量ΔＰＬＳを加えたものを目標開度とする処理を
実行し、続いて、ステップ257 にて目標開度にするため
のパルス出力処理を実行する。
【００３４】次に、ステップ258 にて現在開度が制限開
度以下か否かを判定し、現在開度が制限開度を越えてお
ればステップ241 の処理に戻り、現在開度が制限開度以
下に絞られた場合にはステップ242 の処理に戻る。な
お、ステップ243 で現在開度が制限開度を越えていると
判定された場合には計算された変化量ΔＰＬＳ１やΔＰ
ＬＳ２に何等の制限を加えず、しかも、ＦＬＧのＯＮ、
ＯＦＦ操作をせずにステップ252 以下の処理に移る。
【００３５】図８に示した処理を実行する場合と、単に
弁の閉止方向にのみ制限する場合とを比較すると図10
（ａ），（ｂ）のように相違する。いま、開弁点の小さ
い電動膨張弁を使用して、かつ、閉止方向の制限値ΔＰ
ＬＳMAX を比較的小さく設定したとすれば、図10（ｂ）
に示すように制限開度以下にて階段状に一様に低下する
ので最適開度に到達するまでの時間は長くなる。
【００３６】一方、図８に示す処理を実行した場合、図
10（ａ）に示すように、弁開度の変化量の制限領域であ
っても最初に何等の制限を加えないので、最適開度に対
して多少絞り過ぎになるが、その時点で弁開度を閉止方
向から開放方向に変更するのでそのまま制限なしで開放
方向に変化させ、この段階から閉止方向の変化量に制限
をかけ、かつ、弁開度を開放方向から閉止方向に変更に
なる時点にて開放方向の変化量に対しても制限をかける
ので、最適制御量に到達する時間が図10（ｂ）に示した
場合よりも明らかに短縮される。かくして、図８に示し
た処理を実行することにより、全閉があり得る領域で絞
り過ぎによる不具合が解消され、電動膨張弁を安定に制
御することができ、かつ、開弁点の小さい電動膨張弁を
使用しても最適開度に到達する時間を短縮することがで
きる。
【００３７】上述したように、弁開度の変化量に対する
制限値は制限開度と関係付けて決定することができる。
しかし、最適制御に到達する時間を短くするために大き
く設定するとハンチングの現象が起こりやすい。もし、
制限開度以下にて弁開度の低減量を小さくするものであ
れば、弁開度が制限開度より下がる時点で、目標開度を
制限開度にすれば、その後に最適開度に対して臨界的に
近付けることができる。
【００３８】図９はこのような制御を行うための室外マ
イコン21の具体的な処理手順を示すフローチャートであ
る。ここでは、ステップ261 〜268 まで図６に示したと
同様な処理を実行し、続いて、ステップ269 で目標開度
が制限開度以下か否かを調べ、目標開度が制限開度であ
る場合にはステップ270 にて目標開度を制限開度に決定
した後、ステップ270 で目標開度にするためのパルス出
力処理を実行する。かくして、図８に示した処理を実行
することにより、全閉があり得る領域で絞り過ぎによる
不具合が解消され、電動膨張弁を安定に制御することが
でき、かつ、開弁点の小さい電動膨張弁を使用しても最
適開度に到達する時間を短縮することができる。
【００３９】
【発明の効果】以上の説明によって明らかなように本発
明によれば、全閉可能な電動膨張弁を有し、冷凍サイク
ルの状態に応じてその開度を制御する場合に、全閉付近
の弁開点にばらつきがある電動膨張弁であっても、冷媒
の小流量制御時に全閉する恐れのない制御部を有する空
気調和機を提供することができる。また、冷凍サイクル
部品の追加による装置コストの高騰や、室外機の増大を
招くと言う従来装置の問題点も解消される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を構成する室外マイクロ
コンピュータの全体的な処理手順を示すフローチャー
ト。
【図２】本発明の一実施の形態の構成を示す冷凍サイク
ル系統図。
【図３】本発明の一実施の形態を構成する室内マイクロ
コンピュータ及び室外マイクロコンピュータの信号入出
力状態を示すブロック図。
【図４】本発明の一実施の形態を構成する室外マイクロ
コンピュータの一部の詳細な処理手順を示すフローチャ
ート。
【図５】本発明の一実施の形態を構成する室外マイクロ
コンピュータの一部の詳細な処理手順を示すフローチャ
ート。
【図６】本発明の一実施の形態を構成する室外マイクロ
コンピュータの一部の詳細な処理手順を示すフローチャ
ート。
【図７】本発明の一実施の形態を構成する室外マイクロ
コンピュータの一部の詳細な処理手順を示すフローチャ
ート。
【図８】本発明の一実施の形態を構成する室外マイクロ
コンピュータの一部の詳細な処理手順を示すフローチャ
ート。
【図９】本発明の一実施の形態を構成する室外マイクロ
コンピュータの一部の詳細な処理手順を示すフローチャ
ート。
【図１０】本発明の一実施の形態の動作を説明するため
に、弁開度と時間との関係を示す線図。
【図１１】空気調和機に採用される一般的な電動膨張弁
の構成を示す断面図。
【図１２】空気調和機に採用される種々の電動膨張弁の
弁流量と開度との関係を示す線図。
【図１３】空気調和機のサイクル詰まりを防止するため
に電動膨張弁に部品を付加した構成図。
【符号の説明】
１ 圧縮機 ２ 四方弁 ３ 室内熱交換器 ４ 室内ファン ５ 電動膨張弁 ６ａ，６ｂ キャピラリチューブ ７ 室外熱交換器 ８ 室外ファン ９ａ〜９ｅ 温度センサ １０ 室内機 １１ 室内マイクロコンピュータ ２０ 室外機 ２１ 室外マイクロコンピュータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F25B 1/00 304 F25B 13/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】全閉可能な電動膨張弁と能力可変圧縮機と
    を有する冷凍サイクルを備えた空気調和機において、 前記電動膨張弁の弁開度を所定時間間隔毎にスーパーヒ
    ート制御する際に、弁開度が所定開度以下のとき、前記
    弁開度の変化量を所定値以下に制限し、前記圧縮機の能
    力変更に基づき前記電動膨張弁の弁開度を制御する場
    合、弁開度が前記所定開度以下で、かつ、前記弁開度を
    閉止方向に変更する場合のみ、弁開度の変化量を所定値
    以下に制限する制御手段を設けたことを特徴とする空気
    調和機。
  2. 【請求項２】全閉可能な電動膨張弁と能力可変圧縮機を
    有する冷凍サイクルを備えた空気調和機において、 前記電動膨張弁の弁開度を所定時間間隔毎にスーパーヒ
    ート制御する際に、弁開度が所定開度以下に低下してか
    ら最初に弁開度を開放方向に制御した後、前記電動膨張
    弁の弁開度を閉止方向に制御する場合、弁開度の低減量
    を所定値以下に制限する弁開度制限手段を設けたことを
    特徴とする空気調和機。
  3. 【請求項３】前記電動膨張弁の弁開度を所定時間間隔毎
    にスーパーヒート制御する際に、弁開度が所定開度以下
    に低下してから最初に弁開度を開放方向に制御した後、
    前記電動膨張弁の弁開度を閉止方向に制御する場合、そ
    の後再度前記電動膨張弁の弁開度を開放方向に制御する
    とき、弁開度の増加量を所定値以下に制限する第２の弁
    開度制限手段をさらに設けたことを特徴とする請求項２
    記載の空気調和機。
  4. 【請求項４】弁開度が所定開度より大なる位置から弁開
    度を所定開度以下に低下させる場合、前記電動膨張弁の
    弁開度を一旦所定開度に保持する弁開度保持手段を設け
    たことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記
    載の空気調和機。
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