JP7271236B2 - 制御装置、空気調和機、制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、制御装置、空気調和機、制御方法及びプログラムに関する。

空気調和機には、様々なセンサが設けられている。室内機と室外機は各センサが検出した情報や、その情報に基づいて算出された指令値などを、互いに通信しながら連携して動作する。例えば、室内機は、室内機の吸い込み温度とユーザが設定した設定温度に基づく圧縮機の回転数などの指令信号を室外機に送信し、室外機は、室内機からの指令に基づいて動作する。一方、室外機は、室外機に設けられたセンサが検出した温度や圧力を室内機へ送信する。
特許文献１には、室内機が備える冷媒の漏洩を検知するセンサについて、周期的に電力供給を行ってセンサを起動することが開示されている。

特開２０１５－１１７９３１号公報

室温が設定温度となると空気調和機は安定運転状態となることが多い。安定運転状態で低電力化を実現する制御が求められている。

そこでこの発明は、上述の課題を解決することのできる制御装置、空気調和機、制御方法及びプログラムを提供することを目的としている。

本発明の一態様によれば、制御装置は、空気調和機の制御装置であって、空気調和機が安定運転状態にあることを判定する判定部と、前記判定部が、安定運転状態にあると判定すると、室内機および室外機が備えるセンサが検出する値の安全性と快適性への影響度の設定に基づいて、前記センサのうち前記安全性又は前記快適性への影響度が大きいと設定されている前記センサへは給電を継続し、それ以外の前記センサへの給電を停止するセンサ給電制御部と、を備える。

本発明の一態様によれば、センサ給電制御部は、前記給電の停止後に、所定の時間が経過すると、前記給電を再開する。

本発明の一態様によれば、前記判定部が、安定運転状態にあると判定すると、前記センサ給電制御部は、前記センサへの給電を所定の時間間隔で行う。

本発明の一態様によれば、前記センサ給電制御部は、前記センサ別に異なる時間間隔で給電を行う。

本発明の一態様によれば、前記センサ給電制御部は、前記室外機が備える圧縮機の吐出側のセンサへの給電を停止しない。

本発明の一態様によれば、前記判定部が、安定運転状態であると判定した後に、前記空気調和機が安定運転状態ではなくなったと判定すると、前記センサ給電制御部は、前記センサへ継続的に給電を行う。

本発明の一態様によれば、前記制御装置は、前記センサ給電制御部が前記センサへの給電を停止した後に、前記室内機に設けられた日射センサが検出する日射量に基づいて、室内の温度に与える影響度を算出し、前記影響度が閾値より大きい場合、安定運転状態でなくなると予測する予測部、をさらに備え、前記予測部が安定運転状態でなくなると予測すると、前記センサ給電制御部は、給電を停止した前記センサへ常時給電が行われるよう制御する。

本発明の一態様によれば、制御装置は、空気調和機の制御装置であって、前記空気調和機の運転中に安定運転状態となると、冷媒回路の運転状態を検出する複数のセンサの少なくとも一部について、前記センサ別の当該センサが検出する値の安全性と快適性への影響度の設定に基づいて給電を停止するセンサ給電制御部を備える。

本発明の一態様によれば、空気調和機は、室内機と、室外機と、上記の何れかの制御装置と、を備える。

本発明の一態様によれば、制御方法は、空気調和機の制御方法であって、空気調和機が安定運転状態にあることを判定するステップと、前記判定するステップで安定運転状態にあると判定すると、室内機および室外機が備えるセンサが検出する値の安全性と快適性への影響度の設定に基づいて、前記センサのうち前記安全性又は前記快適性への影響度が大きいと設定されている前記センサへは給電を継続し、それ以外の前記センサへの給電を停止するステップと、を有する。

本発明の一態様によれば、プログラムは、コンピュータを、空気調和機が安定運転状態にあることを判定する手段、前記判定する手段が安定運転状態にあると判定すると、室内機および室外機が備えるセンサが検出する値の安全性と快適性への影響度の設定に基づいて、前記センサのうち前記安全性又は前記快適性への影響度が大きいと設定されている前記センサへは給電を継続し、それ以外の前記センサへの給電を停止する手段、として機能させる。

本発明の実施形態による制御装置、空気調和機、制御方法及びプログラムによれば、空気調和機の低電力化を実現することができる。

本発明の第一実施形態による空気調和機の通信回路の一例を示す概略図である。 本発明の第一実施形態による空気調和機の冷媒回路の一例を示す概略図である。 本発明の第一実施形態によるセンサへの給電制御を説明する図である。 本発明の第一実施形態による制御装置の一例を示す機能ブロック図である。 本発明の第一実施形態による低電力制御の一例を示すフローチャートである。 本発明の第一実施形態によるセンサへの給電方法を説明する第１の図である。 本発明の第一実施形態によるセンサへの給電方法を説明する第２の図である。 本発明の第二実施形態による制御装置の一例を示す機能ブロック図である。 本発明の第二実施形態による低電力制御の一例を示すフローチャートである。 本発明の各実施形態における制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。

＜第一実施形態＞
以下、本発明の第一実施形態による低電力化について図１～図７を参照して説明する。
図１は、本発明の第一実施形態による空気調和機の通信回路の一例を示す概略図である。
空気調和機は、室内機１００、室外機２００を備える。室外機２００の端子２０７は、室内機１００の端子１０７、２０ボルト電源の出力端子それぞれに接続される。室内機１００の端子１０８は、室外機２００の端子２０８に接続される。

室内機１００は、制御装置１０、フォトカプラ１０２、１０３、抵抗１０１、１０４、１０６、トランジスタ１０５等を備える。制御装置１０は、受信用のフォトカプラ１０２の出力ダイオード、送信用のフォトカプラ１０３の発光ダイオードと接続されている。制御装置１０はプロセッサ１０ａを備えている。

室外機２００は、制御装置２０、フォトカプラ２０３、２０４、抵抗２０１、２０２、２０６、トランジスタ２０５等を備える。制御装置２０は、受信用のフォトカプラ２０３の出力ダイオード、送信用のフォトカプラ２０４の発光ダイオードと接続されている。制御装置２０はプロセッサ２０ａを備えている。

２０ボルト電源には、抵抗２０１、接続線３０１、抵抗１０１、フォトカプラ１０２、フォトカプラ１０３、トランジスタ１０５、抵抗１０６、接続線３０２、抵抗２０２、フォトカプラ２０３、フォトカプラ２０４、トランジスタ２０５が接続され、通信回路３００を形成している。通常、制御装置１０はフォトカプラ１０３の発光ダイオードに電流を流しフォトカプラ１０３をＯＮ（導通）とし、フォトカプラ１０３およびトランジスタ１０５を導通状態とする。また、制御装置２０はフォトカプラ２０４をＯＮとし、フォトカプラ２０４およびトランジスタ２０５を導通状態とする。つまり、通信回路３００には電流が流れている。この状態を基本として、制御装置１０はフォトカプラ１０３のＯＮ／ＯＦＦを切り替え、制御装置２０は２０４のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることにより、通信を行ってセンサが検出した情報などを送受信する。

具体的には、室内機１００から室外機２００へ制御情報を送信する場合、室内機１００の制御装置１０は、フォトカプラ１０３のＯＮ（導通）とＯＦＦ（非導通）を切り替える。このとき、室外機２００では、制御装置２０がフォトカプラ２０４をＯＮ（導通）の状態に維持する。制御装置１０がフォトカプラ１０３のＯＮとすると、２０ボルト電源から、抵抗２０１、接続線３０１、抵抗１０１、フォトカプラ１０２、トランジスタ１０５、抵抗１０６、接続線３０２、抵抗２０２、フォトカプラ２０３の発光ダイオード、フォトカプラ２０３の出力トランジスタ、トランジスタ２０５の順で電流が流れる。このとき、室外機２００の制御装置２０には、フォトカプラ２０３の出力トランジスタから電流が供給される。制御装置２０は、これをハイ信号（「１」）として受信する。一方、制御装置１０がフォトカプラ１０３をＯＦＦとすると、上記回路に電流は流れず、制御装置２０には、フォトカプラ２０３から電流が供給されない。制御装置２０は、これをロー信号（「０」）として受信する。このように室内機１００から室外機２００へ信号を送信する場合、通信回路３００に電流が流れる状態を基本として、送信用のフォトカプラ１０３のＯＮとＯＦＦを切り替えることで、通信回路３００における電流の非導通と導通を切り替える。すると、「０」と「１」で構成されるデジタル信号が生成され、室外機２００の受信用のフォトカプラ２０３に伝わり、制御装置２０に入力される。これにより、制御情報は、デジタル信号として室内機１００から室外機２００へ伝達される。

また、室外機２００から室内機１００へ室外機の運転状態を送信する場合、制御装置２０は、フォトカプラ２０４のＯＮ（導通）及びＯＦＦ（非導通）を切り替える。このとき、室内機１００では、制御装置１０が、フォトカプラ１０３をＯＮ（導通）の状態に維持する。制御装置２０がフォトカプラ２０４をＯＮとすると、上記と同様にして電流が流れ、室内機１００の制御装置１０は、ハイ信号（「１」）を受信する。一方、フォトカプラ２０４をＯＦＦとすると、上記回路に電流は流れず、制御装置１０は、ロー信号（「０」）を受信する。このように、室外機２００の送信用フォトカプラ２０４のＯＮとＯＦＦを切り替えることによりデジタル信号が生成され、当該デジタル信号は、通信回路３００を通じて室内機１００の受信用のフォトカプラ１０２に伝わり、制御装置１０に入力される。これにより、制御情報は、デジタル信号として室外機２００から室内機１００へ伝達される。

室内機１００と室外機２００は、例えば、１秒に１回、制御情報の送受信を行う。例えば、制御装置１０が、ユーザの設定に基づく運転指令値（例えば、冷房、暖房か、どの程度の強さで運転するか）を含んだ制御情報を上記のようにして送信し、これを制御装置２０が受信する。制御装置２０は、受信した制御情報に基づいて、圧縮機の回転数制御などを行う。それと並行して、制御装置２０は、室内機１００から送信された制御情報に対する応答として、室外機２００に設けられた各種センサが検出した値を含む制御情報を、上記の方法によって室内機１００へ送信する。室内機１００では、制御装置１０が、この制御情報を受信する。室内機１００と室外機２００は、室内機１００を起点とする制御情報の送受信を１秒に１回（１往復）行う。制御情報を受信した制御装置１０は、制御情報に含まれる室外機２００のセンサ値に基づいて、室外機２００の運転状態を評価し、適切な運転指令値を含む制御情報を生成する。制御装置１０は、次の１秒に生成した制御情報を制御装置２０へ送信し、その応答を制御装置２０から受信する。次に室内機１００と室外機２００に設けられた冷媒回路およびセンサについて説明する。

図２は、本発明の第一実施形態による空気調和機の冷媒回路の概略図である。
図２に示すように空気調和機は、圧縮機１、室外熱交換器２、膨張弁３、室内熱交換器４、四方弁５、それらを接続する冷媒配管６などを含む冷媒回路を備える。
圧縮機１は、冷媒を圧縮し、圧縮後の高温、高圧の冷媒を吐出する。暖房運転では、圧縮機１が吐出した冷媒は、四方弁５を介して室内熱交換器４に供給され、室内の空気へ放熱し、凝縮する。室内熱交換器４で凝縮した液冷媒は、膨張弁３によって減圧され、低圧の冷媒となる。低圧の冷媒は、室外熱交換器２へ供給され、外気から吸熱して気化する。気化した冷媒は、四方弁５を通過して圧縮機１へ吸入される。圧縮機１は低圧の冷媒を圧縮して高圧の冷媒を吐出する。

冷房運転では、制御装置２０は、四方弁５の接続を切り替える。圧縮機１が吐出した高温、高圧の冷媒は、四方弁５を介して室外熱交換器２に供給され、外気へ放熱し凝縮する。凝縮した冷媒は膨張弁３によって減圧され、室内熱交換器４へ供給される。室内熱交換器４では、冷媒は、室内の空気からの吸熱により気化する。気化した冷媒は、四方弁５を通過して圧縮機１へ吸入される。圧縮機１は低圧の冷媒を圧縮して高温、高圧の冷媒を吐出する。図２に示す冷媒回路では、上記の過程が繰り返されて冷媒が循環する。冷媒が上記のように循環することで空気調和機は、暖房または冷房を行う。

室内機１００には室内熱交換器４と制御装置１０が設けられ、室内熱交換器４の例えば、出入口には、温度センサｃ１１，ｃ１２が設けられている。また、室内機１００の吸入口には、室内の温度と湿度を検出するための温度センサｃ１３、湿度センサｃ１４が設けられている。また、室内機１００には、室内に存在する人を検知する目的で室内へ向けて人感センサｃ１５が設けられている。また、室内への日差しを検出するために日射センサｃ１６が設けられている。制御装置１０は、各センサｃ１１～ｃ１５の検出した値を取得する。室外機２００には、圧縮機１、膨張弁３、室外熱交換器２、四方弁５、制御装置２０が設けられる。室外熱交換器２の例えば、出入口には、温度センサｃ２１，ｃ２２が、圧縮機１の吐出側には温度センサｃ２３が設けられている。また、室外機２００には、外気温を検出する温度センサｃ２４が設けられている。制御装置２０は、各センサｃ２１～ｃ２４の検出した値を取得する。なお、図３に例示するセンサの数や位置は一例であってこれに限定されない。

図３は、本発明の第一実施形態によるセンサへの給電制御を説明する図である。
図３に、温度センサｃ２１の例を示す。温度センサｃ２１は、例えば、抵抗温度センサである。制御装置２０は、トランジスタＴｒのベースに印加してトランジスタＴｒをＯＮにする。すると、温度センサｃ２１に電流が流れる。抵抗Ｒの抵抗値は、温度によって変化し、温度ごとの抵抗値は既知である。そこで、温度センサｃ２１に所定の電流を流し、温度センサｃ２１の前後の電圧を検出することにより、制御装置２０は、温度センサｃ２１が検出する温度を取得することができる。通常、制御装置２０は、常時、トランジスタＴｒをＯＮとし、抵抗Ｒの電圧を検出することにより、温度センサｃ２１が検出する温度を常に監視している。つまり、温度センサｃ２１によって室外熱交換器２の温度を検出する場合、温度センサｃ２１に供給する電力を消費することになる。反対にトランジスタＴｒをＯＦＦとすると、温度センサｃ２１に電流が流れないため温度の監視ができなくなる。しかし、温度センサｃ２１に供給する電力を削減することができる。他の温度センサｃ２２～ｃ２４、ｃ１１～ｃ１３についても同様である。また、湿度センサｃ１４、人感センサｃ１５、日射センサｃ１６についても、制御装置１０からの電力供給を停止することにより電力を削減することができる。

上記の通信処理やセンサへ給電する処理は、制御装置１０においてはプロセッサ１０ａが行い、制御装置２０ではプロセッサ２０ａが行う。空気調和機が安定運転状態となると、制御装置２０が送信する温度センサｃ２１～ｃ２４による検出値の変動は小さくなる。また、それらの値に基づいて、制御装置１０が算出する運転指令値の変動も小さくなる。安定運転状態であれば、同様の運転を維持すればよいので、毎秒、変動の小さい温度情報を送受信する必要性は少ない。また、変動の小さい温度を常時検出する必要性は少ない。上記したように、温度センサｃ２１～ｃ２４への電力の供給は、制御装置２０によるスイッチ（図３の例では、トランジスタＴｒ）のＯＮ／ＯＦＦで切り替えることができる。また、温度センサｃ１１～ｃ１３、湿度センサｃ１４、人感センサｃ１５、日射センサｃ１６については、制御装置１０によるスイッチ制御により、給電の有無を切り替えることができる。そこで、本実施形態では、空気調和機が安定運転状態となり、頻繁に温度等の検出や監視が必要でなくなると、センサへの電力供給を止めてセンサが消費する電力を削減する。これにより、空気調和機の運転中における低電力化を実現する。次に図４を用いて制御装置１０および制御装置２０の機能について説明する。

図４は、本発明の第一実施形態による制御装置の一例を示す機能ブロック図である。
室内機１００の制御装置１０は、データ取得部１１と、操作受付部１２と、判定部１３と、送信部１４と、受信部１５と、記憶部１６と、センサ給電制御部１７を備える。
データ取得部１１は、温度センサｃ１１～ｃ１３、湿度センサｃ１４、人感センサｃ１５、日射センサｃ１６が検出した値を取得する。
操作受付部１２は、ユーザが、リモコン等で指示した運転モードや設定温度の設定を受け付ける。
判定部１３は、空気調和機が安定運転状態かどうかを判定する。安定運転状態とは、例えば、ユーザが指示した設定温度に変化が無く、各センサｃ１１～ｃ１３、ｃ２１～ｃ２３が検出した値の変動が所定の範囲内で静定していることである。また、判定部１３は、室内機１００が安定運転状態かどうかを判定する。
送信部１４は、データ取得部１１が取得した各センサが検出した値や、操作受付部１２が取得した設定温度、制御装置２０から受信した各センサが検出した値等に基づいて、室外機２００に対する運転指令値を算出する。また、送信部１４は、フォトカプラ１０３のＯＮ／ＯＦＦを制御して、算出した運転指令値を含む制御情報を送信する。
受信部１５は、フォトカプラ１０２を介して制御情報を受信する。受信部１５は、受信した制御情報を分析し、温度センサｃ２１～ｃ２４が検出した温度などを取り出す。
記憶部１６は、データ取得部１１が取得した値など種々のデータを記憶する。
センサ給電制御部１７は、制御装置１０が備える温度センサｃ１１～ｃ１３、湿度センサｃ１４、人感センサｃ１５、日射センサｃ１６への給電のＯＮ／ＯＦＦを制御する。例えば、空気調和機が安定運転状態のときには、センサ給電制御部１７は、温度センサｃ１１～ｃ１３等への給電が所定の周期で断続的に行われるよう制御する。また、センサ給電制御部１７は、それ以外の運転状態のときに温度センサｃ１１～ｃ１３等への給電を常時に行うよう制御する。

室外機２００の制御装置２０は、データ取得部２１と、受信部２２と、送信部２３と、記憶部２４と、センサ給電制御部２５と、を備える。
データ取得部２１は、温度センサｃ２１～ｃ２４が検出した値を取得する。
受信部２２は、フォトカプラ２０３を介して制御情報を受信する。受信部２２は、受信した制御情報を分析し、運転指令値を取り出す。
送信部２３は、フォトカプラ２０４のＯＮ／ＯＦＦを制御して、各センサｃ２１～ｃ２４が検出した値を含む制御情報を送信する。
記憶部２４は、データ取得部２１が取得した値など種々のデータを記憶する。
センサ給電制御部２５は、温度センサｃ２１～ｃ２４への給電のＯＮ／ＯＦＦを制御する。例えば、安定運転状態のときには、センサ給電制御部２５は、温度センサｃ２１～ｃ２４への給電が所定の周期で断続的に行われるよう制御する。また、センサ給電制御部２５は、それ以外の運転状態のときに、温度センサｃ２１～ｃ２４への給電が常時に行われるように制御する。
制御装置１０、２０は上記した機能以外にも種々の機能を有するが、本実施形態に関係のない機能の説明は省略する。例えば、制御装置２０は、制御装置１０から受信した運転指令値に基づいて、圧縮機１を制御する。

図５は、本発明の第一実施形態による低電力制御の一例を示すフローチャートである。
前提として、制御装置１０と制御装置２０は、毎秒１回、制御情報の送受信を行っている。まず、室内機１００の制御装置１０が、センサの検出値を取得する（ステップＳ１１）。具体的には、データ取得部１１が、温度センサｃ１１～ｃ１３、湿度センサｃ１４、人感センサｃ１５などが検出した値を取得し、これらを判定部１３へ出力する。また、室外機２００では、データ取得部２１が、温度センサｃ２１～ｃ２４の検出値を取得し、これらを送信部２３へ出力する。送信部２３は、これらの値を含んだ制御情報を生成し、室内機１００へ送信する。室内機１００では、受信部１５が、制御情報を受信する。受信部１５は、制御情報を分析して、各温度センサｃ２１～ｃ２４が検出した温度を判定部１３へ出力する。

次に判定部１３は、空気調和機の運転が安定運転状態か否かを判定する（ステップＳ１２）。判定部１３は、温度センサｃ１１～ｃ１３、温度センサｃ２１～ｃ２３等の検出値を、例えば、数分間監視し、温度センサｃ１３が検出した温度と設定温度との差が０．５℃以内で、且つ各センサの値の変動が所定の範囲内（例えば、±０．５℃）であれば安定運転状態であると判定する。また、温度センサｃ１３とユーザが設定した設定温度の差が０．５℃以上乖離したり、数分間における温度センサｃ１１～ｃ１３、温度センサｃ２１～ｃ２３の検出値が０．５℃以上変動したりする場合、判定部１３は、安定運転状態ではないと判定する。判定部１３は、判定の結果を送信部１４、センサ給電制御部１７へ出力する。安定運転状態ではないと判定した場合（ステップＳ１２；Ｎｏ）、ステップＳ１１以降の処理を繰り返す。送信部１４は、運転指令値を含んだ制御情報を送信する。

安定運転状態であると判定した場合（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、センサ給電制御部１７は、温度センサｃ１１～ｃ１３、湿度センサｃ１４、人感センサｃ１５、日射センサｃ１６への給電が常時行われる状態から、所定の時間間隔で給電されるよう制御を切り替える（ステップＳ１３）。例えば、センサ給電制御部１７は、１０秒を１サイクルとして、各センサに対して９秒間は給電を停止し、１秒間だけ給電が行われるよう制御する。また、送信部１４は、空気調和機が安定運転状態であることを示すフラグ（以下、安定フラグと記載する。）を含んだ制御情報を送信する。室外機２００では、受信部２２が、制御情報に含まれた運転指令値と安定フラグを取り出す。制御装置２０は、受信した運転指令値に基づいた制御を行う。また、受信部２２は安定フラグを受信した旨をセンサ給電制御部２５へ通知する。センサ給電制御部２５は、常時、温度センサｃ２１～ｃ２４へ給電が行われる状態から、所定の時間間隔で給電されるよう制御を切り替える。例えば、センサ給電制御部２５は、１０秒を１サイクルとして、各センサに対し９秒間は給電を停止し、１秒間だけ給電が行われるようにする。室内機１００と室外機２００は、１秒に１回の通信を継続する。

センサへの給電が所定の時間間隔で行われている間、制御装置１０では、ステップＳ１１と同様に、判定部１３が、室内機１００および室外機２００で各センサｃ１１～ｃ１３、ｃ２１～ｃ２４によって検出された値や、ユーザによる設定温度などの情報を取得し（ステップＳ１４）、空気調和機が安定運転状態であるか否かを判定する（ステップＳ１５）。
例えば、判定部１３は、各センサの検出値について、前回の検出値と今回の検出値を比較し、その差が閾値以上であれば、安定運転状態ではないと判定する。判定部１３は、判定の結果を送信部１４とセンサ給電制御部１７へ出力する。

安定運転状態が継続している場合（ステップＳ１５；Ｙｅｓ）、ステップＳ１４以降の処理を繰り返す。センサ給電制御部１７とセンサ給電制御部２５は、センサｃ２１～ｃ２４へ一定の周期で断続的に給電を行う。室外機２００からは、温度センサｃ２１～ｃ２４が検出した温度が１０秒ごとに更新されて送信される。室内機１００においても、１０秒ごとにセンサｃ１１～ｃ１３等によって温度などが検出される。一方、安定運転状態ではなくなった場合（ステップＳ１５；Ｎｏ）、センサ給電制御部１７は、温度センサｃ１１～ｃ１３、湿度センサｃ１４、人感センサｃ１５、日射センサｃ１６への給電が継続的に行なわれるよう制御を切り替える。また、送信部１４は、安定フラグを含まない制御情報を送信する。室外機２００では、受信部２２によって受信された制御情報に安定フラグが含まれていないことに基づいて、センサ給電制御部２５が、温度センサｃ２１～ｃ２４へ継続的に給電が行われるよう制御を切り替える（ステップＳ１６）。

一般に空気調和機の運転状態にかかわらず、室内機１００と室外機２００に設けられた各種センサには、常時、電力が供給され、それぞれのサンプリング周期で検出を行っている。しかし、空気調和機が安定した状態で運転している場合、毎回、変動の少ない温度等を検出する可能性がある。各種センサを起動して対象データを検出可能な状態にしておくためには、それだけの電力が必要になる。そこで、本実施形態では、判定部１３が、室内機１００と室外機２００に設けられた各種センサが検出する値に基づいて、空気調和機の運転が安定運転状態であると判定すると、センサへの給電を停止する。そして、ユーザの快適性を損なわず、且つ、圧縮機等の故障を防止するために必要なタイミングでのみセンサを起動し、温度や湿度の検出を行う。これにより、空気調和機の運転中の低電力化を図ることができる。また、空気調和機が安定運転状態を脱すると、すぐにセンサへ常時給電が行われるように制御する。これにより、空気調和機の運転状態に変化が生じたときに対応することができる。

なお、各センサへ給電するタイミングは、全センサについて同じタイミングで給電を行って所定時間、検出を行い、その後、同じタイミングで給電を停止してもよい。あるいは、１つ又は複数の一部のセンサに対して時刻ｔ１から１秒だけ給電を行って、残りのセンサのうち一部のセンサに対して時刻ｔ２から１秒だけ給電を行い、さらに残りのセンサに対しては時刻ｔ３から１秒だけ給電を行うというようにセンサ毎に給電タイミングをずらしてもよい。なお、１サイクルを１０秒としたのは一例であって、１サイクルを５秒や２０秒に設定してもよい。

上記の実施形態では、図３に例示した全てのセンサへの給電を周期的に行うこととしたが、運転上、停止しても影響が少ないセンサのみを対象とし、安全や快適性の観点から常に監視しておいた方が好ましいパラメータについては、常時センサへの給電を行うようにしてもよい。次に図６、図７を用いて、センサ別に異なる周期で給電を行う設定する場合の設定例を示す。

図６は、本発明の第一実施形態によるセンサへの給電方法を説明する第１の図である。
図６の表の１行目を例に説明する。室内機１００の「吸込温度」は、温度センサｃ１３が検出する値である。「吸込温度」に対する「安全性」欄の「小」と「快適性」欄の「大」は、「吸込温度」は、安全性の観点からは検出を休止させても影響が小さいが、快適性の観点からは影響が大きいことを示している。快適性への影響は大きいものの、安定運転状態となった後に温度センサｃ１３が検出する室内温度が短時間で急激に変化することは少ないと考えられる。「１サイクル」欄に矢印で示す区間は、１サイクル（例えば、１０秒間）にうちの一部の時間（例えば、１秒間）だけ、給電を行って温度センサｃ１３を起動し、吸込温度を検出可能な状態とすることを示している。
２行目の「熱交換器温度」については、安全性への影響が大きいため、１サイクルの全区間にわたって継続的に給電を行い熱交換器の温度を検出可能な状態とすることを示している。図２の例では、温度センサｃ１１，ｃ１２に常時、給電を行う。
３行目の「湿度」については、安全性への影響が小さく、快適性への影響が中程度のため１サイクルのうちの一部の時間（例えば、１秒間）だけ、給電を行って湿度センサｃ１４を起動することを示している。
４行目の「人感センサ」については、安全性への影響は小さいが、快適性への影響が大きい。「１サイクル」欄の矢印は、人感センサｃ１５は、人の出入りを速やかに検出することが望まれるため、常時検出可能な状態に維持しておくことを示している。

室外機２００についても同様である。図６の設定例では、外温を検出する温度センサｃ２４と室外熱交換器２の温度を検出する温度センサｃ２１、ｃ２２については、１サイクルのうち一部の時間だけ給電するようにする。冷媒回路の運転状態を強く反映し、安全性への影響が大きい圧縮機１の吐出側温度については、温度センサｃ２３へ常時給電を行い、その温度を監視する。

図６の設定に従う場合、図５のフローチャートのステップＳ１３で、センサ給電制御部１７は、温度センサｃ１１～ｃ１２、人感センサｃ１５に対しては、常時給電されるよう制御し、温度センサｃ１３と湿度センサｃ１４については、周期的に給電が行われるように制御する。また、センサ給電制御部２５は、温度センサｃ２３に対しては、常時給電されるよう制御し、温度センサｃ２１，ｃ２２，ｃ２４については、周期的に給電が行われるように制御する。
また、ステップＳ１５では、判定部１３は、各センサがそれぞれの周期で検出した値の経時的変動に基づいて、安定運転状態か否かを判定する。
また、ステップＳ１６では、センサ給電制御部１７は、温度センサｃ１３と湿度センサｃ１４については、常時給電されるように制御を切り替える。また、センサ給電制御部２５は、温度センサｃ２１，ｃ２２，ｃ２４の給電が常時行われるよう制御する。

図７は、本発明の第一実施形態によるセンサへの給電方法を説明する第２の図である。
図６の設定例は、安定運転状態の間、どのセンサについても最低限、所定の時間間隔で検出値を監視できるようにする設定例である。これに対し、図７に例示するのは、安定運転状態時には、人感センサｃ１５の検出値と圧縮機１の吐出管温度だけを常に監視し、それ以外のセンサについては、完全に給電を停止する設定例である。

図７の設定に従う場合、図５のフローチャートのステップＳ１３で、センサ給電制御部１７は、人感センサｃ１５に対しては、常時給電されるよう制御し、温度センサｃ１１～ｃ１３と湿度センサｃ１４については、給電が停止されるよう制御する。また、センサ給電制御部２５は、温度センサｃ２３に対しては、常時給電されるよう制御し、温度センサｃ２１，ｃ２２，ｃ２４については、給電が停止されるよう制御する。
また、ステップＳ１５では、判定部１３は、人感センサｃ１５および温度センサｃ２３が検出した値の経時的変動に基づいて、安定運転状態か否かを判定する。例えば、人感センサｃ１５が人を検出しない状態から人を検出する状態に変化すると、判定部１３は、安定運転状態ではないと判定する。例えば、温度センサｃ２３が検出する温度が所定の範囲以上に変動する場合や、所定の閾値を上回るような場合、判定部１３は、安定運転状態ではないと判定する。
また、ステップＳ１６では、センサ給電制御部１７およびセンサ給電制御部２５は、ステップＳ１３で給電を停止した各センサに対して、常時給電が行われるよう制御を切り替える。図７の設定例によれば、必要最低限のセンサのみ給電を行い、他のセンサへの給電を停止するので、さらなる低電力化の効果が得られる。

＜第二実施形態＞
以下、本発明の第二実施形態による低電力化について図８～図９を参照して説明する。
第二実施形態では、日射センサ１６ｃが検出するデータを利用して、安定運転を継続できなくなるタイミングを予測し、先行的にセンサへの給電が継続的に行われるよう制御を行う。以下、本発明の第二実施形態に係る構成のうち、本発明の第一実施形態と同じ構成、処理には同じ符号を付し、それらの説明を省略する。

図８は、本発明の第二実施形態による制御装置の一例を示す機能ブロック図である。
制御装置１０は、第一実施形態の構成に加え、予測部１８を備えている。
予測部１８は、日射センサ１６ｃの検出値を用いて、近い未来に安定運転状態でなくなることを予測する。例えば、予測部１８は、日射センサ１６ｃが検出する日射量の変化を熱量に換算し、換算した熱量が室内の温度に与える影響を、所定の予測式から算出し、その影響が閾値より大きい場合、安定運転状態でなくなると予測する。予測部１８は、予測結果を送信部１４、センサ給電制御部１７へ出力する。

図９は、本発明の第二施形態による低電力制御の一例を示すフローチャートである。
制御装置１０と制御装置２０は、毎秒１回の通信を行っている。制御装置１０は、センサの検出値を取得する（ステップＳ１１）。次に判定部１３は、空気調和機の運転が安定運転状態か否かを判定する（ステップＳ１２）。安定運転状態ではないと判定した場合（ステップＳ１２；Ｎｏ）、ステップＳ１１以降の処理を繰り返す。送信部１４は、運転指令値を含む制御情報を送信する。

安定運転状態であると判定した場合（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、センサ給電制御部１７は、温度センサｃ１１等への給電が周期的に行われるように制御を切り替える（ステップＳ１３）。また、送信部１４は、安定フラグを含んだ制御情報を送信する。室外機２００では、センサ給電制御部２５が、温度センサｃ２１等への給電が周期的に行われるように制御を切り替える。次に制御装置１０は、図５のフローチャートのステップＳ１４以降の処理を行う。つまり、実際にセンサが検出した値に基づく安定運転状態か否かの判定を行い、安定運転状態ではなくなった場合、各センサへ継続的に給電が行われるよう制御する。

本実施形態では、その処理と並行して、予測部１８が、データ取得部１１が取得した日射センサｃ１６の検出値を取得する（ステップＳ１４１）。予測部１８は、安定運転状態が近い未来に終了するかどうかを予測する（ステップＳ１５１）。安定運転状態の終了を予測しない場合（ステップＳ１５２；Ｎｏ）、ステップＳ１４１以降の処理を繰り返す。センサ給電制御部１７およびセンサ給電制御部２５は、それまでの各センサへの給電制御を継続する。例えば、センサ給電制御部１７およびセンサ給電制御部２５は、周期的に給電を行うセンサについては、所定の時間間隔で給電が行われるように制御する。また、常時給電を行うセンサについては、センサ給電制御部１７およびセンサ給電制御部２５は、常時給電が行われるように制御する。また、給電を停止するセンサについては、センサ給電制御部１７およびセンサ給電制御部２５は、給電されないよう制御する。

安定運転状態の終了が予測された場合（ステップＳ１５１；Ｙｅｓ）、センサ給電制御部１７およびセンサ給電制御部２５は、全てのセンサについて、常時給電が行われるように制御を切り替える。

本実施形態によれば、空気調和機の運転状態の変化が、実際に温度センサ１１ｃ等が検出する温度に現れる前に、安定運転状態から変化することを予測し、先行的に全センサを起動し、検出可能な状態に戻すことができる。これにより、制御の応答遅れを防ぎ、省電力化を達成しつつ、ユーザの快適性を維持することができる。

＜その他の実施形態＞
判定部１３が安定運転状態と判定した場合、センサ給電制御部１７およびセンサ給電制御部２５が、全センサを１０秒ごとに１秒だけ起動し、他の時間は停止させるとする。その場合、送信部１４と送信部２３が１秒ごとの通信を維持する必要性は低下する。従って、例えば、全センサが起動して、それぞれが検出すべきデータを検出した後にそれらのデータを送信するために１０秒ごとに１回のみ制御信号の送受信を行ってもよい。例えば、制御装置１０と制御装置２０は、９秒間通信を停止し、次の１秒間で１回の送受信を行う。

この制御を行う際、例えば、送信部１４は、送受信を行わない時間については、フォトカプラ１０３をＯＦＦにする。又は、送信部２３は、送受信を行わない時間については、フォトカプラ２０４をＯＦＦにする。図１で説明したように、室内機１００と室外機２００の間で毎秒、通信を行うため通信回路３００は常時通電状態とされている。つまり、通信の維持のため、通信回路３００には電流が流れ電力が消費されている。これに対し、センサへの給電の停止期間に合わせて、通信回路３００を遮断することにより、通信回路３００へ電流が流れることを防ぎ、センサへの給電に加え、通信回路３００への給電による消費電力を低減することができる。

また、例えば、図７で例示した給電方法について変更し、圧縮機１の吐出管温度のみを監視するようにしてもよい。さらにこの場合、例えば、制御装置２０に温度センサｃ２３が検出する温度に基づいて、冷媒回路が安定運転状態か否かを判定する判定部を設け、判定部１３が安定運転状態と判定すると送信部２３が、フォトカプラ２０４をＯＦＦとし、通信回路３００を遮断してもよい。そして、通信回路３００を遮断している間は、制御装置２０に設けた判定部が、圧縮機１の吐出管温度を監視する。吐出管温度の変化を検出すると、送信部２３が、フォトカプラ２０４をＯＮとして通信回路３００を通信可能とし、冷媒回路の運転状態の変化を知らせる信号を室内機１００へ送信する。また、この信号の送信に基づき、センサ給電制御部１７およびセンサ給電制御部２５は、全センサに対して、常時給電が行われるように切り替える。

また、例えば、図７で例示した給電方法について変更し、圧縮機１の吐出管温度を室内機の熱交換器温度で代用し、室内機１００の人感センサｃ１５、温度センサｃ１１～ｃ１２を常時監視するようにしてもよい。さらにこの場合、安定運転状態となると送信部１４が、フォトカプラ１０３をＯＦＦとし、通信回路３００を遮断する。そして、判定部１３が人感センサｃ１５、温度センサｃ１１～ｃ１２の検出値の変動を検出すると、安定運転状態を脱したと判定する。すると、送信部１４は、フォトカプラ１０３をＯＮとして通信回路３００を接続し、安定フラグを含む制御情報を送信する。また、センサ給電制御部１７およびセンサ給電制御部２５は、全センサに対して、常時給電が行われるように切り替えて、毎秒１回の通信を行って、通常の運転状態に戻す。
このように通信回路３００の遮断と組み合わせることにより、安定運転状態における低電力化を効果的に行うことができる。

上記の実施形態では、空気調和機が安定運転状態となると、各センサへの給電を停止し、運転に影響のない範囲で断続的に給電を行うこととした。これに対し、空気調和機の運転状態にかかわらず、例えば、図６の設定例のように、センサ毎に異なる周期を割り当てて必要な時間だけセンサを起動し、温度などを検出するようにしてもよい。さらに、上記の実施形態と同様に判定部１３による安定運転状態か否かの判定を行い、安定運転状態と判定されると、センサを起動する周期をさらに長くして低電力化を図ってもよい。例えば、図６の設定例の「吸込温度」の場合、安定運転状態ではないときには、５秒を１サイクルとして５秒のうち１秒だけ給電を行い、安定運転状態となると１０秒を１サイクルとして１０秒のうち１秒だけ給電を行うようにしてもよい。

図１０は、本発明の各実施形態における制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
コンピュータ９００は、ＣＰＵ９０１、主記憶装置９０２、補助記憶装置９０３、入出力インタフェース９０４、通信インタフェース９０５を備える。コンピュータ９００は、ＣＰＵ９０１に代えて、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）などのプロセッサを備えていてもよい。
上述の制御装置１０、制御装置２０は、コンピュータ９００に実装される。そして、上述した各機能は、プログラムの形式で補助記憶装置９０３に記憶されている。ＣＰＵ９０１は、プログラムを補助記憶装置９０３から読み出して主記憶装置９０２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ９０１は、プログラムに従って、記憶領域を主記憶装置９０２に確保する。また、ＣＰＵ９０１は、プログラムに従って、処理中のデータを記憶する記憶領域を補助記憶装置９０３に確保する。

なお、制御装置１０、制御装置２０の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各機能部による処理を行ってもよい。ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、ＣＤ、ＤＶＤ、ＵＳＢ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ９００に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９００が当該プログラムを主記憶装置９０２に展開し、上記処理を実行しても良い。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。また、この発明の技術範囲は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
なお、送信部１４、送信部２３は、通信制御部の一例である。

１・・・圧縮機
２・・・室外熱交換器
３・・・膨張弁
４・・・室内熱交換器
５・・・四方弁
６・・・冷媒配管
１０、２０・・・制御装置
１１、２１・・・データ取得部
１２・・・操作受付部
１３・・・判定部
１４、２３・・・送信部
１５、２２・・・受信部
１６、２４・・・記憶部
１７、２５・・・センサ給電制御部
１８・・・予測部
１００・・・室内機
２００・・・室外機
１０７、１０８、２０７、２０８・・・端子
１０２、１０３、２０３、２０４・・・フォトカプラ
１０１、１０４、１０６、２０１、２０２、２０６・・・抵抗
１０５、２０５・・・トランジスタ
３００・・・通信回路
３０１、３０２・・・接続線
ｃ１１、ｃ１２、ｃ１３、ｃ２１、ｃ２２、ｃ２３、ｃ２４・・・温度センサ
ｃ１４・・・湿度センサ
ｃ１５・・・人感センサ
ｃ１６・・・日射センサ
９００・・・コンピュータ
９０１・・・ＣＰＵ、
９０２・・・主記憶装置、
９０３・・・補助記憶装置、
９０４・・・入出力インタフェース
９０５・・・通信インタフェース

Claims (11)

1. 空気調和機の制御装置であって、
   空気調和機が安定運転状態にあることを判定する判定部と、
   前記判定部が、安定運転状態にあると判定すると、室内機および室外機が備えるセンサが検出する値の安全性と快適性への影響度の設定に基づいて、前記センサのうち前記安全性又は前記快適性への影響度が大きいと設定されている前記センサへは給電を継続し、それ以外の前記センサへの給電を停止するセンサ給電制御部と、
   を備える制御装置。
2. 前記センサ給電制御部は、前記給電の停止後に、所定の時間が経過すると、前記給電を再開する、
   請求項１に記載の制御装置。
3. 前記判定部が、安定運転状態にあると判定すると、前記センサ給電制御部は、前記センサへの給電を所定の時間間隔で行う、
   請求項１に記載の制御装置。
4. 前記センサ給電制御部は、前記センサ別に異なる時間間隔で給電を行う、
   請求項３に記載の制御装置。
5. 前記センサ給電制御部は、前記室外機が備える圧縮機の吐出側のセンサへの給電を停止しない、
   請求項１から請求項４の何れか１項に記載の制御装置。
6. 前記判定部が、安定運転状態であると判定した後に、前記空気調和機が安定運転状態ではなくなったと判定すると、
   前記センサ給電制御部は、前記センサへ継続的に給電を行う、
   請求項１から請求項５の何れか１項に記載の制御装置。
7. 前記センサ給電制御部が前記センサへの給電を停止した後に、前記室内機に設けられた日射センサが検出する日射量に基づいて、室内の温度に与える影響度を算出し、前記影響度が閾値より大きい場合、安定運転状態でなくなると予測する予測部、をさらに備え、
   前記予測部が安定運転状態でなくなると予測すると、前記センサ給電制御部は、給電を停止した前記センサへ常時給電が行われるよう制御する、
   請求項１から請求項６の何れか１項に記載の制御装置。
8. 空気調和機の制御装置であって、
   前記空気調和機の運転中に安定運転状態となると、冷媒回路の運転状態を検出する複数のセンサの少なくとも一部について、前記センサ別の安全性と快適性への影響度の設定に基づいて給電を停止するセンサ給電制御部
   を備える制御装置。
9. 室内機と、室外機と、
   請求項１から請求項８の何れか１項に記載の制御装置と、
   を備える空気調和機。
10. 空気調和機の制御方法であって、
    空気調和機が安定運転状態にあることを判定するステップと、
    前記判定するステップで安定運転状態にあると判定すると、室内機および室外機が備えるセンサが検出する値の安全性と快適性への影響度の設定に基づいて、前記センサのうち前記安全性又は前記快適性への影響度が大きいと設定されている前記センサへは給電を継続し、それ以外の前記センサへの給電を停止するステップと、
    を有する制御方法。
11. コンピュータを、
    空気調和機が安定運転状態にあることを判定する手段、
    前記判定する手段が安定運転状態にあると判定すると、室内機および室外機が備えるセンサが検出する値の安全性と快適性への影響度の設定に基づいて、前記センサのうち前記安全性又は前記快適性への影響度が大きいと設定される前記センサへは給電を継続し、それ以外の前記センサへの給電を停止する手段、
    として機能させるためのプログラム。

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