JP5287653B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は空気調和機の信頼性に関するものである。

従来の空気調和機では、冷房運転時に湿った空気が室内機ケーシング内に吸入され風路壁や送風機に着露し室内機の吹き出し口から露が垂れたり飛んだりする現象が起こっていた。原因は、急な負荷変動時やガス不足時に室内熱交換器を流れる冷媒の過熱蒸気領域の進行によるもので、対策として参考文献１のように冷房運転時に室内熱交換器の冷媒が流入する入口の配管とその入口と冷媒が流出する出口のほぼ中間の配管とに温度センサを取付け、過熱蒸気領域の進行を検出して冷媒流量を制御している。そのため、温度センサが故障すると露が垂れたり飛んだりし、不快な空調運転が起きる。

また、冷房運転時に室内機の吹き出し口から露が垂れたり飛んだりする現象が起きなくても、温度センサが温度を誤検出すると、室内が冷房運転時に冷えない、暖房運転時に暖まらないという不快な空調運転を行ったり、冷媒の異常過熱や、冷媒循環を行っている圧縮機の入力電流を増大したりする問題を起こしていた。

そこで、温度センサの故障を検出するため、例えば、参考文献２にあるように自動車用空調制御装置の各センサのＡ／Ｄ変換値から各センサのオープン・ショートを判断し、故障の表示やブザーの報知を行っている。

また、参考文献３では、ヒータによる加熱部位である自動二輪車のシートに温度センサ１、２を設け、温度センサ１、２の検出値の差が所定のしきい値に達すると、温度センサ１、２は故障しており、温度を誤検出していると判断し、ヒータを停止させるようにしている。

特開平９−１１３０３４号公報（第２−３頁、第１図、第５図） 特昭６２−１６３８１３号公報（第４−６頁、第１図、第５図） 特開２００７−５０７１４号公報（第３−７頁、第１図）

空気調和機の冷房運転時に室内機の吹き出し口からの露垂れ露飛び防止のため室内熱交換器の冷媒が流入する入口の配管とその入口と冷媒が流出する出口のほぼ中間の配管とに温度センサを取付けているが、参考文献２のような温度センサのオープン・ショートの検出では、温度センサの温度の誤検出まで発見できず、室内機の吹き出し口からの露垂れ露飛びを起こすという問題があった。

また、参考文献３のように室内熱交換器の冷媒が流入する入口の配管とその入口と冷媒が流出する出口のほぼ中間の配管とに２個ずつと取付けると、室内熱交換器に取付けるスペース、制御基板までの配線の数、制御基板に取込み処理を行う処理装置の数が、全て２倍必要になり、部品コストを引き上げるという問題があった。さらに、温度センサの数が２倍になることにより、組立作業時間も２倍となり、生産時間と工程を圧迫して、生産コストを引き上げるという問題もあった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、簡単な構成で、室内熱交換器の温度の誤検出を発見できることを目的とする。

本発明に係わる空気調和機は、室内熱交換器の異なる位置の熱交温度を検出する第１と第２の熱交温度検出手段と、室内機が設置された室温を検出する室温検出手段と、室内熱交換器と室外機との冷媒の循環を停止した状態で、第１の熱交温度検出手段と第２の熱交温度検出手段と室温検出手段の故障を判定する故障判定手段と、を備え、故障判定手段は、第１の熱交温度検出手段の温度検出値と室温検出手段の温度検出値との差分と、第２の熱交温度検出手段の温度検出値と室温検出手段の温度検出値との差分と、第１の熱交温度検出手段の温度検出値と第２の熱交温度検出手段の温度検出値との差分とから室温検出手段の故障を判定するようにしたものである。

本発明に係わる空気調和機は、簡単な構成で、室内熱交換器の異なる位置の熱交温度を検出する第１と第２の熱交温度検出手段と、室内機が設置された室温を検出する室温検出手段と、室内熱交換器と室外機との冷媒の循環を停止した状態で、第１の熱交温度検出手段と第２の熱交温度検出手段と室温検出手段の故障を判定する故障判定手段と、を備え、故障判定手段は、第１の熱交温度検出手段の温度検出値と室温検出手段の温度検出値との差分と、第２の熱交温度検出手段の温度検出値と室温検出手段の温度検出値との差分と、第１の熱交温度検出手段の温度検出値と第２の熱交温度検出手段の温度検出値との差分とから室温検出手段の故障を判定するので、第１、第２の熱交温度検出手段と室温検出手段のいずれの故障も発見できるようになり、快適な空調運転ができる信頼性の高い空気調和機を提供できる。

本発明における空調機の室内機の外観図。 本発明の実施の形態１における空気調和機の機能ブロック図。 本発明の実施の形態１における故障判定のフローチャート。 本発明の実施の形態１における空気調和機の別の形態の機能ブロック図。 本発明の実施の形態１における別の故障判定のフローチャート。 本発明の実施の形態２における故障判定のフローチャート。 本発明の実施の形態３における空気調和機の機能ブロック図。 本発明の実施の形態３における故障判定のフローチャート。 本発明の実施の形態３における空気調和機の機能ブロック図。

実施の形態１．
図１は本発明における空調機の室内機を正面からみた外観図、図２は図１の空気調和機の温度検出機能を抽出した機能ブロックのブロック図である。図２において、１は室内熱交換器で図１の室内機２０の筐体内、中央のアの位置に収納されており、図示しない室外機に設けられた圧縮機によって、室外機との間で冷媒を循環させ室内熱交換器１の中で冷媒が凝縮または蒸発するとき室内の空気を冷却または加熱する。また、図２において、２は室内熱交換器１の温度を検出する管温センサＡ、３も同じく室内熱交換器１の温度を検出する管温センサＢである。管温センサＡ２、管温センサＢ３は、冷房運転時に室内熱交換器１の冷媒が流入する入口の配管とその入口と冷媒が流出する出口のほぼ中間の配管とに取付けられている。すなわち、管温センサＡ２、管温センサＢ３は、室内熱交換器１の異なる位置の配管に設けられ、室内熱交換器１の２箇所の温度を検出する。４は室内の温度を検出する室温センサである。１０は図１の室内機２０の筐体内、イの位置に管温センサＡ２、管温センサＢ３、室温センサ４の配線とともに収納された制御基板であり、５ａは温度センサ出力取り込み部、６ａはＡ／Ｄ変換部、６ｂは差分演算部、７ａは比較データ保管部Ａ、７ｂは比較データ保管部Ｂ、８ａは比較演算部Ａ、８ｂは比較演算部Ｂ、９ａは故障判定部で構成されている。なお、５ａ、６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂ、９ａは、マイコン内部に形成されている。

次に動作について説明する。最初に、管温センサＡ２、管温センサＢ３、室温センサ４が検出した温度であるアナログ信号すなわちアナログ値を温度センサ出力取り込み部５ａが取り込む。取り込まれたアナログ値は、Ａ／Ｄ変換部６ａでデジタル信号すなわちデジタル値に変換され、管温センサＡ２の温度値、管温センサＢ３の温度値、室温センサ４の温度値として、比較演算部Ａ８ａと差分演算部６ｂに送られる。比較演算部Ａ８ａでは、比較データ保管部Ａ７ａに予め保管されている故障判定値とＡ／Ｄ変換部６ａから送られてきた管温センサＡ２の温度値、管温センサＢ３の温度値、室温センサ４の温度値とを比較し、比較結果を故障判定部９ａに送る。また、差分演算部６ｂでは、Ａ／Ｄ変換部６ａから送られてきた、管温センサＡ２の温度値と管温センサＢ３の温度値との差分値、室温センサ４の温度値と管温センサＡ２の温度値との差分値、室温センサ４の温度値と管温センサＢ３の温度値との差分値、を演算し、比較演算部Ｂ８ｂに送る。比較演算部Ｂ８ｂでは、比較データ保管部Ｂ７ｂに予め保管されている故障判定値と差分演算部６ｂから送られてきた各差分値とを比較し、比較結果を故障判定部９ａに送る。故障判定部９ａでは、送られてきた各比較結果に基づき、温度センサの故障判定を行う。

次に、図３のフローチャートにて、図２の構成に基づき、故障判定を行う方法について説明する。最初に、Ｓ１１にて、図２中、管温センサＡ２、管温センサＢ３、室温センサ４の検出温度を図２の温度センサ出力取り込み部５ａにて取り込む。Ｓ１２では取り込んだ各検出温度を図２のＡ／Ｄ変換部６ａにて、管温センサＡ２の温度値、管温センサＢ３の温度値、室温センサ４の温度値に変換する。

Ｓ１３では室温センサ４の温度値を図２の比較データ保管部Ａ７ａに予め保管されている故障判定値ａ１、ｂ１と、図２の比較演算部Ａ８ａにて比較を行う。すなわち、室温センサ４の温度値がａ１以上かつｂ１以下ならＳＴ１４へ、室温センサ４の温度値がａ１以下あるいはｂ１以上なら故障のステップへ進む。Ｓ１４、Ｓ１５も同様に、管温センサＡ２の温度値、管温センサＢ３の温度値を比較データ保管部Ａ７ａに予め保管されている故障判定値ａ２、ａ３、ｂ２、ｂ３と比較を行う。管温センサＡ２の温度値がａ２以上かつｂ２以下ならＳＴ１５へ、ａ２以下あるいはｂ２以上なら故障のステップへ、管温センサＢ３の温度値がａ３以上かつｂ３以下ならＳＴ１６へ、ａ３以下あるいはｂ３以上なら故障のステップへ進む。

図２の比較データ保管部Ａ７ａに予め保管されている故障判定値ａ１、ａ２、ａ３、ｂ１、ｂ２、ｂ３は、空気調和機が空調運転を行うときの取り得る上限と下限の温度を設定している。例えば、室内熱交換器１は、−４０℃〜１４０℃の範囲で使用され、この範囲を超えて空調制御は行うことはない。よって、管温センサＡ２、管温センサＢ３も−４０℃〜１４０℃の範囲で使用されるため、これを超える範囲の値を検出した場合は故障と判定される。つまり、故障判定値ａ２＝−４０℃、ｂ２＝１４０℃として管温センサＡ２および管温センサＢ３の故障と正常を判定する。室温センサ４の温度値の故障判定値も同様の方法で決めている。なお、室内熱交換器１の取り得る温度範囲を−４０℃〜１４０℃としたが、空気調和機の大きさや用途、使用環境によって、違うため、故障判定値ａ１、ａ２、ａ３、ｂ１、ｂ２、ｂ３は空気調和機ごとに、適宜、故障判定値を検討し設定する必要がある。

次にＳ１６にて空気調和機が空調運転を停止していることを判断する。空調運転を停止しているとき、Ｓ１７以降の故障判定処理を行うが、空調運転中ならばＳ１７以降の故障判定処理を行わずに正常のステップに進み、各温度センサは正常と判断し処理を終了する。管温センサＡ２、管温センサＢ３、室温センサ４の各温度値は、空調運転を行う制御に引き渡される。なお、各温度センサの値が引き渡された後は、再び、Ｓ１１に戻り、管温センサＡ２、管温センサＢ３、室温センサ４の出力の取り込みからＳ１３〜Ｓ１５の故障判定とＳ１６の判断を繰り返す。

次にＳ１７にて、空気調和機が空調運転停止してから所定時間ｔ１以上経過していればＳ１８に進み、経過していなければＳ１６に戻る。空気調和機が空調運転を行っていた場合、室内熱交換器１が冷却または加熱されているので、空調運転停止後、所定時間ｔ１、例えば約３０分程度が経過し室内熱交換器１の温度が室温とほぼ同程度の温度、すなわち室内熱交換器１と室温との差が所定の範囲内となったとき、Ｓ１８以降の故障判定を行う。

Ｓ１８では、図２の差分演算部６ｂにて室温センサ４の温度値と管温センサＡ２の温度値との差分を演算し、差分値と図２の比較データ保管部Ｂ７ｂに予め保管されている故障判定値ｃ１とを、図２の比較演算部Ｂ８ｂにて比較する。すなわち、室温センサ４の温度値と管温センサＡ２の温度値との差分が±ｃ１以内ならＳＴ１９へ進み、室温センサ４の温度値と管温センサＡ２の温度値との差分値が±ｃ１以外なら故障のステップに進む。Ｓ１９、Ｓ２０も同様に、管温センサＡ２の温度値と管温センサＢ３の温度値との差分値、室温センサ４の温度値と管温センサＢ３の温度値との差分値を比較データ保管部Ｂ７ｂの故障判定値ｃ２、ｃ３と比較を行う。すなわち、管温センサＡ２の温度値と管温センサＢ３の温度値との差分値が±ｃ２以内ならＳＴ２０へ、±ｃ３以外なら故障のステップへ、室温センサ４の温度値と管温センサＢ３の温度値との差分が±ｃ３以内なら正常のステップへ、±ｃ３以外なら故障のステップへ進む。

室内熱交換器１に取付けた管温センサＡ２、管温センサＢ３は、室内機の吹き出し口からの露垂れ露飛びが起きないように、室内熱交換器１内を流れる冷媒の過熱蒸気領域の進行を検出している。しかしながら、管温センサＡ２、管温センサＢ３が実際の温度と約４℃以上異なる温度を誤検出すると、室内熱交換器１内の過熱蒸気領域の進行を抑えることができず、室内機の吹き出し口からの露垂れ露飛びを発生させてしまう。そこで、故障判定値ｃ１、ｃ２、ｃ３を約４℃として、管温センサＡ２、管温センサＢ３が室温を検出したとき約４℃以上異なっていると、故障と判定している。なお、故障判定値ｃ１、ｃ２、ｃ３を約４℃としたのは、管温センサＡ２、管温センサＢ３、室温センサ４の温度特性や応答特性、室内熱交換器１から温度センサまでの熱伝達特性、冷媒の過熱蒸気領域の進行速度などを加味したものであり、必ずしも４℃とは限らない。温度センサの種類や室内熱交換器１の大きさなどが変わった場合は、適宜、故障判定値を検討し設定する必要がある。

最後に、故障、正常のステップは、図２の故障判定部９ａにて、管温センサＡ２、管温センサＢ３、室温センサ４の正常、故障が判断され、故障判定処理は終了する。なお、正常と判断された場合、再び、Ｓ１１に戻り、空気調和機の運転が開始されるまで、繰り返し故障判定処理が行われる。故障と判定された場合は、空気調和機の運転命令が入っても運転させず、温度センサの故障であることを表示するなどを行う。

なお、空気調和機が空調運転中、停止中にかかわらず、図３のＳ１１〜１５の故障判定は行われる。また、空気調和機の空調運転停止中に行われる図３のＳ１６〜２０の処理は、空気調和機に空調運転させる命令がリモコンなどから受けた場合は、直ちに処理を停止し、温度センサの故障がない限り空調運転を行う。

また、管温センサＡ２、管温センサＢ３、室温センサ４は、必ずしも同一の温度特性や応答特性を持った温度センサである必要はないので、故障判定値ａ１、ａ２、ａ３、ｂ１、ｂ２、ｂ３は異なる値でも構わないし、故障判定値ａ１、ａ２、ａ３を同じ値、故障判定値ｂ１、ｂ２、ｂ３も同じ値であっても構わない。また、同様に温度センサが異なる場合は故障判定値ｃ１、ｃ２、ｃ３は異なる値であっても構わない、故障判定値ｃ１、ｃ２、ｃ３は同じ値であっても構わない。

また、図３のＳ１７にて、空気調和機が空調運転停止後、所定時間が経過し室内熱交換器１の温度が室温とほぼ同程度の温度となってから、Ｓ１８以降の故障判定を行うと説明したが、室内熱交換器１の温度や室温、空調運転停止直前までの冷房・暖房運転の状況によって、室内熱交換器１が室温とほぼ同程度の温度となる所定時間ｔ１は異なり、必ずしも３０分とは限らない。空気調和機の使用用途や室内熱交換器の大きさなどによって、適宜、所定時間ｔ１を検討し設定する必要がある。また、所定時間ｔ１は１種類である必要はなく、室温や空調運転停止直前の冷房・暖房運転の状況によって、何種類か予め設定しておき、使い分けても構わない。

室内熱交換器１の温度が室温とほぼ同程度の温度になるまで、所定時間ｔ１を確保して、故障判定Ｓ１８以降を行わないようにしたが、管温センサＡ２の温度値または管温センサＢ３の温度値が室温センサ４の温度値とほぼ同程度の温度値になったところで、Ｓ１８以降の故障判定処理を行うようにしても構わない。所定時間ｔ１が経過することを待たずに室内熱交換器１の温度が室温とほぼ同程度の温度になる場合もあるので、故障判定の作業効率が図れる。
また、所定時間ｔ１が経過した後Ｓ１８以降の故障判定処理を行う方法と管温センサＡ２の温度値または管温センサＢ３の温度値が室温センサ４の温度値とほぼ同程度の温度値となったことを判定しＳ１８以降の故障判定処理を行う方法とを併用しても構わない。

また、室温センサ１個、管温センサ２個の例を示したが、管温センサは冷房運転時に室内熱交換器１の冷媒が流入する入口の配管と冷媒が流出する出口の配管とに取付けられているものでも構わないし、冷房運転時に室内熱交換器１の冷媒が流入する入口と冷媒が流出する出口のほぼ中間の配管と冷媒が流出する出口の配管とに取付けられているものでも構わない。また、管温センサは冷房運転時に室内熱交換器１の冷媒が流入する入口の配管と冷媒が流出する出口の配管と入口と出口のほぼ中間の配管との３箇所でも構わないし、これ以外の室内熱交換器１上の異なる位置に取付けられ室内熱交換器１の２箇所以上の温度を検出する温度センサであれば、どこに取付けられていても構わない。

管温センサが３箇所以上でも、正常・故障を判断する方法は同じである。例えば、管温センサが管温センサＡ、管温センサＢ、管温センサＣの３箇所検出するように３個設けられた場合、比較演算部Ａ８ａと比較データ保管部Ａ７ａとでは、室温センサ、管温センサＡ、管温センサＢ、管温センサＣの各温度値は故障判定値ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４と比較し、正常・故障のステップへ進む。なお、管温センサＣと比較する故障判定値ａ４、ｂ４は新たに設ける必要がある。また、差分演算部６ｂでは、室温センサの温度値と管温センサＡの温度値の差分値、室温センサの温度値と管温センサＢの温度値の差分値、室温センサの温度値と管温センサＣの温度値の差分値、管温センサＡの温度値と管温センサＢの温度値の差分値、管温センサＡの温度値と管温センサＣの温度値の差分値、管温センサＢの温度値と管温センサＣの温度値の差分値、を、それぞれ演算する。比較演算部Ｂ８ｄと比較信号生成回路Ｂ７ｄとでは、差分演算部６ｂで演算された各温度値の差分値と故障判定値ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４、ｃ５、ｃ６と比較し、正常・故障のステップに進む。なお、室温センサの温度値と管温センサＣの温度値の差分値と比較する故障判定値ｃ４、管温センサＡの温度値と管温センサＣの温度値の差分値と比較する故障判定値ｃ５、管温センサＢの温度値と管温センサＣの温度値の差分値と比較する故障判定値ｃ６は新たに設ける必要がある。最後に故障判定部９ａにて正常・故障の判断を行う。
さらに、管温センサの数が増えても、同様な手順で、故障判定値を新設し、それぞれの温度センサの温度値の差分値を差分演算分で演算し、各温度センサの温度値と故障判定値との比較と各温度センサ同士の差分値と故障判定値との比較によって、正常・故障の判定を行う。

また、室温センサ４も、室内機２０の本体１箇所に取付けたものの例を示したが、例えば、室内機２０の本体の左右あるいは上下の離れた２箇所以上の場所で室温を検出するように室温センサ設け、室温の温度むらを検出し温度表示のずれに対する使用者の不快感や不安感を解消するような製品があった場合、その２箇所以上に設けた室温センサを故障判定処理に加えても構わない。故障判定処理に複数個の室温センサが加わることにより検出される室温の精度も上がり、故障判定の信頼性も向上する。
また、室温センサは空気調和機を操作するリモコンなどに取付けられた室温センサであっても構わない。また、室内機２０の本体とリモコンの両方に取付けられていても、リモコンのみに取付けられていても構わない。ただし、リモコンに取付けられた場合は、室温センサの温度値をリモコンから送る必要がある。

また、室温センサが２個以上に増えても、正常・故障を判断する方法は同じである。例えば、室温センサＡ、室温センサＢの２箇所以上検出するように２個設けられた場合、比較演算部Ａ８ａと比較データ保管部Ａ７ａとでは、室温センサＡ、室温センサＢ、管温センサＡ、管温センサＢの各温度値は故障判定値ａ１、ａ１０、ａ２、ａ３、ｂ１、ｂ１０、ｂ２、ｂ３と比較し、正常・故障のステップへ進む。なお、室温センサＡは故障判定値ａ１、ｂ１と比較し、室温センサＢと比較する故障判定値ａ１０、ｂ１０は新たに設ける必要がある。また、差分演算部６ｂでは、室温センサＡの温度値と管温センサＡの温度値の差分値、室温センサＡの温度値と管温センサＢの温度値の差分値、管温センサＡの温度値と管温センサＢの温度値の差分値、室温センサＢの温度値と管温センサＡの温度値の差分値、室温センサＢの温度値と管温センサＢの温度値の差分値、室温センサＡの温度値と室温センサＢの温度値の差分値、を、それぞれ演算する。比較演算部Ｂ８ｄと比較信号生成回路Ｂ７ｄとでは、差分演算部６ｂで演算された各温度値の差分値と故障判定値ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ１０、ｃ１１、ｃ１２と比較し、正常・故障のステップに進む。なお、室温センサＡの温度値と管温センサＡの温度値の差分値と比較する故障判定値ｃ１、管温センサＡの温度値と管温センサＢの温度値の差分値と比較する故障判定値ｃ２、室温センサＡの温度値と管温センサＢの温度値の差分値と比較する故障判定値ｃ３とし、室温センサＢの温度値と管温センサＡの温度値の差分値と比較する故障判定値ｃ１０、室温センサＢの温度値と管温センサＢの温度値の差分値と比較する故障判定値ｃ１１、室温センサＡの温度値と室温センサＢの温度値の差分値と比較する故障判定値ｃ１２は新たに設ける必要がある。最後に故障判定部９ａにて正常・故障の判断を行う。
室温センサの数が増えても、同様な手順で、故障判定値を新設し、それぞれの温度センサの温度値の差分値を差分演算分で演算し、各温度センサの温度値と故障判定値との比較と各温度センサ同士の差分値と故障判定値との比較によって、正常・故障の判定を行う。

さらに、管温センサＡ２、管温センサＢ３、室温センサ４以外に、室内機にある別の機能部品、例えば室内熱交換器とつながる冷媒配管や電子回路を載せた基板、ファンモータなどであって、空気調和機が停止したときに室温とほぼ同程度の温度となる箇所に取付けた温度センサであれば、故障判定処理に使用しても構わない。

次に、制御基板１０の内部構成５ａ、６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂ、９ａをマイコン内に形成されたものを説明したが、マイコンを使用しなくても構わない。その場合の構成図を、図４に示す。図４中、５ｂは、図１の温度センサ出力取り込み部５ａと同じく、管温センサＡ２、管温センサＢ３、室温センサ４につながる温度センサ出力取り込み回路である。比較演算回路Ａ８ｃと差分演算回路６ｃにつながっており、さらに差分演算回路６ｃは比較演算回路Ｂ８ｄにつながっている。７ｃは比較信号生成回路Ａ、７ｄは比較信号生成回路Ｂで故障判定値に相当する比較信号を生成し、比較演算回路Ａ８ｃ、比較演算回路Ｂ８ｄに入力される。比較演算回路Ａ８ｃ、比較演算回路Ｂ８ｄの出力信号は、故障判定回路９ｂに入力される。

動作について説明する。例えば、室温センサ４が検出した温度は、温度センサ出力取り込み回路５ｂを介して、室温センサ４の検出信号として比較演算回路Ａ８ｃと差分演算回路６ｃに入力される。比較信号生成回路Ａ７ｃでは、図３の故障判定値ａ１とｂ１に相当する比較信号が生成され、比較演算回路Ａ８ｃに入力される。比較演算回路Ａ８ｃでは、室温センサ４の検出信号と比較信号生成回路Ａ７ｃの比較信号とが比較され、室温センサ４の検出信号が比較信号生成回路Ａ７ｃの比較信号によって伝達された故障判定値ａ１とｂ１の範囲内にあれば、正常の信号を出力し、範囲外であれば、故障の信号を出力する。同様に、管温センサＡ２の検出信号と比較信号生成回路Ａ７ｃの比較信号を比較演算回路Ａ８ｃで比較し、故障判定値ａ２とｂ２の範囲内にあれば、比較演算回路Ａ８ｃは正常の信号を出力し、範囲外であれば、故障の信号を出力する。管温センサＢ３の検出信号と比較信号生成回路Ａ７ｃの比較信号を比較演算回路Ａ８ｃで比較し、故障判定値ａ３とｂ３の範囲内にあれば、比較演算回路Ａ８ｃは正常の信号を出力し、範囲外であれば、故障の信号を出力する。

一方、差分演算回路６ｃでは、室温センサ４の検出信号と管温センサＡ２の検出信号の差分が取られた差分信号が生成され、比較演算回路Ｂ８ｄに入力される。同様に、管温センサＡ２の検出信号と管温センサＢ３の検出信号の差分信号、室温センサ４の検出信号と管温センサＢ３の検出信号の差分信号が生成され、比較演算回路Ｂ８ｄに入力される。比較信号生成回路Ｂ７ｄでは、図３の故障判定値ｃ１に相当する比較信号が生成され、比較演算回路Ｂ８ｄに入力される。比較演算回路Ｂ８ｄでは、差分演算回路６ｃの差分信号と比較信号生成回路Ｂ７ｄの比較信号が比較される。室温センサ４の検出信号と管温センサＡ２の検出信号の差分が比較信号生成回路Ｂ７ｄの比較信号によって伝達された故障判定値±ｃ１の範囲内にあれば、正常の信号を出力し、範囲外であれば、故障の信号を出力する。管温センサＡ２の検出信号と管温センサＢ３の検出信号の差分信号も、同様に、比較演算回路Ｂ８ｄにて、比較信号生成回路Ｂ７ｄの比較信号と比較し、正常・故障の信号出力を行う。また、室温センサの検出信号と管温センサＢの検出信号の差分信号も、比較演算回路Ｂ８ｄにて、比較信号生成回路Ｂ７ｄの比較信号と比較し、正常・故障の信号出力を行う。比較演算回路Ａ８ｃ、比較演算回路Ｂ８ｄの正常・故障の出力信号は、故障判定回路９ｂに入力され、正常・故障を判定し、故障時には空気調和機の運転を禁止し、故障を表示したりしていく。なお、図３のＳ１６に相当する空気調和機が停止しているか空調運転中であるかの判断は、故障判定回路９ｂにて行う。

なお、図４はアナログ信号での伝達で説明したが、デジタル信号での伝達する方法でも構わない。高集積回路やゲートアレイを組み合わせ、マイコンと同等な機能実現できるものであれば、デジタル信号で伝達する回路構成でも、本発明の故障判定は可能である。

また、空気調和機が空調運転を停止しているときに故障判定を行う例について、説明したが、空気調和機内に冷媒が循環し室内熱交換器１に流れていなければ、室内熱交換器１の温度は室温とほぼ同等の温度となっているので、故障判定が可能である。その例について、図５の故障判定のフローチャートを用いて説明する。図５中、Ｓ２１〜Ｓ２５は、図３のＳ１１〜Ｓ１５と同じ動作であり、管温センサＡ２、管温センサＢ３、室温センサ４から検出温度を取り込み、故障判定値ａ１、ａ２、ａ３、ｂ１、ｂ２、ｂ３の範囲内にあるかどうかを判定する。

図５のＳ２６にて、空気調和機の室外機が停止中であることを判断する。空気調和機の室外機が停止中とは、空気調和機の室内機と室外機の間の冷媒が循環していない状態で、室内の温度が、使用者の要求した温度に近い場合などに発生する。この場合は、空気調和機が停止している場合と違い、空調運転を行っているので、室内ファンが動作して送風を行っていたり、使用者に室内機の表示機能で情報を表示していたり、室内機が持っている各種センサにて室内空調を監視中であったりする。室内温度の変化や使用者の要求に応じて、直ちに冷媒を循環させる温度制御を行う状態にある。なお、空気調和機の空調運転停止は、リモコン受信で使用者の運転・停止の要求に応じる以外、室内ファンのようなアクチュエータや使用者に運転状況を知らせる表示機能は停止し、各種センサ類も情報を検出しても制御は行わない状態である。

よって、図５のＳ２６では空気調和機の室外機が停止していれば、Ｓ２７以降の故障判定処理を行うが、室外機が動作中ならばＳ２７以降の故障判定処理を行わずに正常ステップに進み、管温センサＡ２、管温センサＢ３、室温センサ４は正常と判断して処理を終了する。なお、空調運転中のため、管温センサＡ２、管温センサＢ３、室温センサ４が検出した温度値は室外機が動作中、停止中にかかわらず、空調運転を行う制御に引き渡される。管温センサＡ２、管温センサＢ３、室温センサ４の各温度値が引き渡された後は、再び、Ｓ２１に戻り、管温センサＡ２、管温センサＢ３、室温センサ４の出力の取り込みからＳ２３〜Ｓ２５の故障判定とＳ２６の判断を繰り返す。

図５のＳ２７は、図３のＳ１７同様、空気調和機の室外機が停止し冷媒循環を止めてから所定時間ｔ２以上経過していればＳ２８に進み、経過していなければＳ２６に戻り、室内熱交換器１の温度が室温とほぼ同程度の温度となってから、Ｓ２８以降の故障判定を行う。
なお、図３の所定時間ｔ１同様に、空気調和機の使用用途や室内熱交換器１の大きさなどによって、所定時間ｔ２を、適宜、検討し設定する必要がある。また、所定時間ｔ２は１種類である必要はなく、室温や空調運転停止直前までの冷房・暖房運転の状況によって、何種類か予め設定しておき、使い分けても構わない。

図５中、Ｓ２８〜Ｓ３０は、図３のＳ１８〜Ｓ２０と同じ動作であり、最後に、故障、正常のステップでは、図２の故障判定部９ａにて、管温センサＡ２、管温センサＢ３、室温センサ４の正常、故障が判断され、故障判定処理は終了する。正常と判断された場合、再び、Ｓ２１に戻り、空気調和機の室外機の運転が再開されるまで、繰り返し、故障判定処理が行われる。故障と判定された場合は、空気調和機の室外機の運転命令が入っても運転は再開させず、温度センサの故障であることを表示するなどを行う。

以上により、本発明に係わる空気調和機は、室内熱交換器の異なる位置の配管に取付けられた温度センサから２箇所以上の室内熱交換器の温度を検出し、その温度検出値から温度センサの故障を発見させるようにしたものである。

また、温度センサが温度を誤検出していることを故障判定処理により容易に発見できるようになった。よって、冷房運転時の室内機の吹き出し口からの露垂れ露飛びや、暖房時の暖まらない、冷房時の冷えないなどの問題を抑制できる。

また、温度検出箇所に２個以上の温度センサを取付ける必要はないので、温度センサの検出値を処理する機能・回路を増やして基板を大きくする必要はなく、従来の基板のスペースで実現可能である。また、温度センサの取付け個数を増やす必要がないので、温度センサを取付けるスペースや配線のスペースの確保も必要ない。強いては、室内機内の室内熱交換器や制御基板などの部品配置や構成を変更したり、室内機自体を大きくしたりする必要はないので、部品コスト悪化させることなく実現できる。

また、温度センサの取付け個数を増やす必要がないので、空気調和機の生産・組立時にセンサを取付けたり配線したりする作業は増加しないので、従来の生産方法で実現可能であり、生産効率も低下することなく、生産コストも悪化することはない。

また、空気調和機が空調運転を停止しているとき以外に、冷媒が流れていない室外機停止中にも故障判定が可能なので、故障判定の頻度も多く漏れが少なくなり、温度センサの温度検出に対する信頼性も向上する。

室内熱交換器１の温度が室温とほぼ同程度の温度になるまでの所定時間が経過した後Ｓ１８以降またはＳ２８以降の故障判定処理を行う方法と管温センサＡ２の温度値または管温センサＢ３の温度値が室温センサ４の温度値とほぼ同程度の温度値になったことを判定しＳ１８以降またはＳ２８以降の故障判定処理を行う方法とを併用して、さらに短時間に故障判定を行い、作業効率の向上が図れる。

実施の形態２．
実施例１では、管温センサＡ２、管温センサＢ３、室温センサ４を用い、これらの温度センサを空気調和機の空調運転停止中または室外機停止中の熱交換器１に冷媒が流れていない場合に故障判定を行う例を示したが、空気調和機の空調運転停止直後の場合、室内熱交換器１の温度が室温とほぼ同程度の温度になるまで、図３中Ｓ１８〜Ｓ２０の故障判定および、図５中Ｓ２８〜Ｓ３０の故障判定が行われず、完全な故障判定を行うためには、所定時間を待たなければならない。しかしながら、室内熱交換器１の温度が室温とほぼ同程度の温度にならずとも、冷媒が流入する入口から流出する出口までの温度勾配が少なくなりほぼ同程度の温度、すなわち温度分布がほぼ一様となれば、管温センサＡ２、管温センサＢ３は、室温センサ４とは別に、故障判定を開始可能である。その方法について説明する。

図６にそのフローチャートを示す。機能、構成は図２と同じである。図６中、Ｓ３１〜Ｓ３５は、図３のＳ１１〜Ｓ１５と同じ動作である。Ｓ３６は、図３のＳ１６あるいは図５のＳ２６のいずれであっても良い。すなわち、空気調和機が空調運転を停止しているか、あるいは、空気調和機の室外機が停止している状態で、室内機と室外機の間で冷媒が循環せず、室内熱交換器１に冷媒が流れていない状態であることを判断する。
図６のＳ３７は、空気調和機の室外機が停止し冷媒循環が行われなくなってから所定時間ｔ３以上経過していればＳ３９に進むが、経過していなければＳ３６に戻る。図３のＳ１７、図５のＳ２７では、室内熱交換器１が室温となるまでの所定時間を判断したが、Ｓ３６は室内熱交換器１の冷媒が流入する入口から流出する出口までの温度勾配が少なくなり温度分布がほぼ一様となる所定時間ｔ３経過を判断する。そして、所定時間ｔ３経過後、Ｓ３９の故障判定を行う。

空気調和機が室外機を停止し冷媒循環を停止した直後は、室内熱交換器１の中で冷媒が凝縮または蒸発を行っているので、室内熱交換器１の温度は冷媒の入口から出口にかけてまだ温度勾配を持っている。室内熱交換器１内の冷媒の凝縮または蒸発作用が止まり、室内熱交換器１の温度が室温とほぼ同程度の温度となる過程で、室温と異なるが室内熱交換器１の温度は温度勾配が少なくなる。室内熱交換器１の温度勾配が少なくなるまでの時間は室内熱交換器１の温度が室温とほぼ同程度の温度となるまでの時間より短く、約１０分程度である。この状態を利用して、短時間に管温センサＡ２と管温センサＢ３の故障判定が行える。

図６のＳ３９は、図３のＳ１９、図５のＳ２９と同じで、管温センサＡ２と管温センサＢ３の差分値と故障判定値ｃ２を比較し、差分値が故障判定値の範囲内か範囲外かを判断し、故障または正常のステップに進む。
最後に、故障、正常のステップで、図２の故障判定部９ａにて、管温センサＡ２、管温センサＢ３の正常、故障が判断され、故障判定処理は終了する。なお、室温センサ４は、Ｓ３３にて故障のステップに進んだときのみ、故障判定部９ａにて故障が判断される。正常と判断された場合、再び、Ｓ３１に戻り、繰り返し、故障判定処理が行われ、故障と判定された場合は、空気調和機の運転命令が入っても運転を再開せず、温度センサの故障であることを表示するなどを行うことは、図３、図５と同じである。

なお、空気調和機が冷媒循環を停止した直後から室内熱交換器１の冷媒が流入する入口から流出する出口までの温度勾配が少なくなり温度分布がほぼ一様となる時間は、大型の空気調和機と小型の空気調和機では異なり、また直前まで行っていた運転状況によっても異なる。必ずしも１０分程度とは限らない。それぞれの空気調和機にて所定時間ｔ３を、適宜、検討し設定する必要がある。また、所定時間ｔ３は１種類である必要はなく、室温や直前までの冷暖房運転の状況によって、何種類か予め設定しておき、使い分けても構わない。

これにより、室内熱交換器１の温度が室温とほぼ同程度の温度となることを待たず、管温センサＡ２、管温センサＢ３の故障判定が迅速に行え、温度センサの故障を発見する時間が短くなる。

なお、実施例１の図３、図５の方法と組合せることにより、さらに、故障判定を効率的に行うことができる。例えば、図５において、室外機停止から約１０分後からＳ２９のみの故障判定を行い、室外機停止・約３０分後からＳ２８、Ｓ２９、Ｓ３９を行うとすると、室外機停止から約３０分を待たずに、管温センサＡ２、管温センサＢ３の故障が判定でき、室外機停止から約３０分経過後には、室温センサ４の故障も見分けられる。
また、室外機停止３０分後からＳ２８、Ｓ２９、Ｓ３９を行う処理についても、管温センサＡ２の温度値または管温センサＢ３の温度値が室温センサ４の温度値とほぼ同程度の温度値になったことを判断しＳ１８以降またはＳ２８以降の故障判定処理を行う方法とを併用すると、故障判定までの時間が短く済み、さらに故障判定の効率が向上する。

以上により、実施例１では、空気調和機が空調運転を停止し、所定時間を待たなければならなかったが、それより短時間で故障判定処理が開始可能となり、故障判定の効率が向上する。

また、空調運転中であっても、短時間の室外機停止による冷媒循環が行われていない間に、故障判定が行え、故障判定が効果的に行える。

さらに、故障判定の効率の向上により、温度センサの故障を発見する機会が増え、暖房時に暖まらず、冷房時には冷えなかったり、吹き出し口から露が飛んだりするという問題を抑制できる。

実施の形態３．
実施例１では、管温センサＡ２、管温センサＢ３、室温センサ４を用い、これらの温度センサを空気調和機の空調運転停止中または室外機停止中の熱交換器１に冷媒が流れていない場合に故障判定を行う例を示したが、空気調和機の空調運転停止直後の場合、室内熱交換器１の温度が室温と同程度の温度になるまで、所定時間を待たなければならず、修理、サービスを行う場合、不便である。空気調和機に外部から、例えばリモコンにて故障判定実施命令を与え、修理、サービスを行うために必要なタイミングで故障判定を行い、正常か故障かの情報を得る方法について説明する。

図７は、空気調和機の機能ブロックのブロック図であり、１〜４及び１０は図１と同じである。図１の５ａ、６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂ、９ａは、マイクロコンピュータ１１の中に構成されており、マイクロコンピュータ１１とつながったリモコン信号受信部１２は、リモコン１３の信号を受信して、使用者の要求情報や操作命令などを伝達する。

次に、その動作を図８のフローチャートを用いて説明する。まずＳ４１にて、故障判定実施命令をリモコン１３からリモコン信号受信部１２に送信される。リモコン信号受信部１２はマイクロコンピュータ１１に故障判定実施命令を伝達する。Ｓ４２、Ｓ４３は、図１のＳ１２、Ｓ１３と同じく、管温センサＡ２、管温センサＢ３、室温センサ４の検出温度を温度センサ出力取り込み部５ａから取り込み、Ａ／Ｄ変換部６ａにて管温センサＡ２、管温センサＢ３、室温センサ４の各温度値に変換する。図８のＳ４４〜Ｓ４６は、図１のＳ１３〜Ｓ１４と同じで、管温センサＡ２、管温センサＢ３、室温センサ４の各温値と故障判定値ａ１、ａ２、ａ３、ｂ１、ｂ２、ｂ３と比較し、範囲内であれば、次のＳ４７に進み、範囲外であれば故障ステップに進む。図８のＳ４７〜Ｓ４９も、図１のＳ１８〜Ｓ２０と同じで、管温センサＡ２、管温センサＢ３、室温センサ４の温度値の各差分値と故障判定値ｃ１、ｃ２、ｃ３と比較し、範囲内であれば正常ステップへ、範囲外であれば故障ステップに進む。最後に、図２の故障判定部９ａにて、管温センサＡ２、管温センサＢ３、室温センサ４の正常・故障の判断が行われ処理は終了する。
Ｓ４４〜Ｓ４９はいずれも、待ち時間なしで、値を比較し、処理を行っていく。

なお、図８の故障判定処理はリモコン１３から故障判定実施命令が与えられない限り、実施されない。また、正常と判断された場合は、実施例１、２と違い、再びＳ４１に戻り、繰り返さない。

また、実施例１、２では、室内熱交換器１の温度が室温とほぼ同程度の温度になるかまたは室内熱交換器１の温度がほぼ一様な温度なるまで、所定時間待っていたが、リモコンで故障判定実施命令を与える場合、修理を行うサービスマン等が、事前に室内熱交換器１の状態を確認して、実行できるので、判定実施の命令が与えられてから、即時実施されても問題ない。なお、室内熱交換器１の温度の確認方法として、空気調和機とは別の時間計測手段によって所定時間を計測しても構わないし、同じく空気調和機とは別の温度計測手段に直接室内熱交換器１の温度を計測しても構わない。これによって、無駄な待ち時間を無くし、修理の作業効率を向上できる。

また、リモコン１３から判定実施の命令は、空気調和機を使用している使用者に実行させないように、使用者が操作でない位置に設けた実施スイッチを押す方法でも、２個以上のスイッチを同時に押すことによって実行される方法でも構わない。また、リモコン以外に室内機の内部に実施スイッチを設けても構わない。

また、故障判定の結果は、使用者及び修理、サービスを行う者が故障を判断できるように、室内機の表示部分に表示する。図９はそのときの構成図である。１〜１３までは、図７と同じであり、１４はマイクロコンピュータ１１とつながった表示駆動部であり、１５は室内機本体に設けられた表示部である。マイクロコンピュータ１１は表示駆動部１４を介して表示部１５に情報を表示する。図８の処理の場合は、表示部１５に故障判定の結果を表示する。なお、実施例１、２を実施するときでも故障判定の結果を表示部１５に表示しても構わない。

なお、故障判定の結果は、表示部１５ではなく、リモコン１３に情報を送信して、リモコン１３に表示しても良い。また、表示部１５とリモコン１３の両方に表示しても構わない。

また、故障判定の結果と同時に管温センサＡ２、管温センサＢ３、室温センサ４の検出温度を表示部１５に表示させても構わない。表示することにより、故障判定が正しく行われたかを確認できる。
また、故障判定実施前に、管温センサＡ２、管温センサＢ３、室温センサ４の温度を表示させても構わない。それによって、室内熱交換器１の温度が室温とほぼ同程度の温度であることあるいは室内熱交換器１の温度がほぼ一様の温度であることを故障判定実施前に確認でき、故障判定を実施するか否かを修理するサービスマンが判断できる。これにより、修理するサービスマンが余分な装置を持ち歩く必要がなく、迅速なサービスが行える。

以上により、所定時間を待つことなく、リモコンの実施命令にて、直ちに故障判定処理が行えるため、修理やサービスの作業効率が改善できる。

また、表示部に故障判定の結果を表示させるようにしたため、使用者及び修理を行うサービスマンが、故障の状況を確認できる。

また、複数の故障が重なっているとき、通常の故障情報の表示では、最優先の故障を表示するだけで、優先順位の低い温度センサの故障は表示されず、修理を行うサービスマンが見落す可能性が高いが、リモコンの故障判定実施命令にて空調運転停止中に故障判定を行うので、サービスマンが容易に確認でき、故障修理の確認漏れがなくなる。

１ 室内熱交換器
２ 管温センサＡ
３ 管温センサＢ
４ 室温センサ
５ａ 温度センサ出力取り込み部
５ｂ 温度センサ出力取り込み回路
６ａ Ａ／Ｄ変換部
６ｂ 差分演算部
６ｃ 差分演算回路
７ａ 比較データ保管部Ａ
７ｂ 比較データ保管部Ｂ
７ｃ 比較信号生成回路Ａ
７ｄ 比較信号生成回路Ｂ
８ａ 比較演算部Ａ
８ｂ 比較演算部Ｂ
８ｃ 比較演算回路Ａ
８ｄ 比較演算回路Ｂ
９ａ 故障判定部
９ｂ 故障判定回路
１０ 制御基板
１１ マイクロコンピュータ
１２ リモコン信号受信部
１３ リモコン
１４ 表示駆動回路部
１５ 表示部
２０ 室内機

Claims (5)

1. 室内機に収納された熱交換器と、前記熱交換器に設けられ前記熱交換器の温度を検出する第１の熱交温度検出手段と、前記第１の熱交温度検出手段と異なる位置に設けられ前記熱交換器の温度を検出する第２の熱交温度検出手段と、前記室内機が設置された室温を検出する室温検出手段と、前記熱交換器に冷媒を循環させる室外機と、前記熱交換器と前記室外機との前記冷媒の循環を停止した状態で、前記第１の熱交温度検出手段と前記第２の熱交温度検出手段と前記室温検出手段の故障を判定する故障判定手段と、を備え、
   前記故障判定手段は、前記第１の熱交温度検出手段の温度検出値と前記室温検出手段の温度検出値との差分と、前記第２の熱交温度検出手段の温度検出値と前記室温検出手段の温度検出値との差分と、前記第１の熱交温度検出手段の温度検出値と前記第２の熱交温度検出手段の温度検出値との差分とから前記第１の熱交温度検出手段と前記第２の熱交温度検出手段と前記室温検出手段のうちいずれが故障したかを判断することを特徴とする空気調和機。
2. 前記故障判定手段は、前記熱交換器と前記室外機との前記冷媒の循環が停止されてから所定時間経過後、前記第１の熱交温度検出手段と前記第２の熱交温度検出手段と前記室温検出手段のうちいずれが故障したかを判断することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記室内機に操作命令を送信するリモコンを備え、前記操作命令を前記室内機が受信した場合前記操作命令によって前記故障判定手段は前記第１の熱交温度検出手段と前記第２の熱交温度検出手段と前記室温検出手段のうちいずれが故障したかを判断す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。
4. 前記室内機本体あるいは前記リモコンのいずれかに故障を判定した結果を表示する手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載の空気調和機。
5. 前記室温検出手段は前記室内機内にあるいは前記リモコンに設けられたことを特徴とする請求項３または４に記載の空気調和機。

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