JP2009156502A - 過熱度の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】過熱度設定値が上がったとき、下がったときのいずれでも安定した制御を可能とする。
【解決手段】本発明の過熱度の制御装置は、２自由度ＰＩＤ制御とされており、過熱度設定値ＳＶは、目標値フィルタ５を有する目標値変更部３を介してＰＩＤ制御部１に入力される。目標値変更制御部４は、過熱度設定値ＳＶが上がったときは設定値が上がったときに測定値が速やかに収束するような係数の値α１、β１、γ１を目標値フィルタ５の係数の値として選択し、設定値ＳＶが下がったときは、設定値が下がったときに測定値がアンダーシュートすることなく速やかに収束するような係数の値α２、β２、γ２を目標値フィルタ５の係数の値として選択する。これにより、設定値が上がったとき下がったときのいずれでも測定値が速やかに収束し、安定した制御を行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷凍装置における過熱度の制御装置に関する。

従来より、電子膨張弁を用いる冷凍装置は知られている（特許文献１、特許文献２）。
図７は、電子膨張弁を用いる冷凍装置の一例を示す図である。冷凍庫２０内に設置された蒸発器２１、冷凍機２２における圧縮機及び凝縮器、給液電磁弁２３及び電子膨張弁２４が配管で環状に接続されて周知の冷凍サイクルが構成される。
２５は蒸発器２１の出口側の温度を計測する蒸発器出口温度センサ、２６は蒸発器２１の入口側の温度を計測する蒸発器入口温度センサ、２７は冷凍庫２０内の温度を計測する庫内温度センサであり、これらセンサによる計測信号はコントローラ２８に入力される。コントローラ２８は、マイクロプロセッサなどの制御部、メモリ、表示部及び操作部などを有しており、前記蒸発器出口温度センサ２５により計測された蒸発器出口温度と前記蒸発器入口温度センサ２６により計測された蒸発器入口温度との差（過熱度）を求め、この過熱度の測定値と過熱度の設定値（目標値）との偏差に応じて、ＰＩＤ制御により前記電子膨張弁２４の開度を制御する操作信号を前記電子膨張弁２４に出力する。なお、一般的な冷凍サイクルと同じように、電子膨張弁２４の開度を閉める方向に動かせば過熱度は高くなり、電子膨張弁２４の開度を開く方向に動かせば過熱度は低くなる。

また、ＰＩＤ制御において、外乱抑制特性と目標値追従特性とをそれぞれ独立して設定できる２自由度ＰＩＤ制御が知られている（非特許文献１）。
特公昭６０−４５７７９号公報 特開平０６−２５９１０４号公報 広井和男編、「制御システム技術の理論と応用」、株式会社電気書院発行、１９９２年９月１０日、ｐ．４０−４３

業務用で用いる冷凍装置は家庭用の空調機などと異なり、設置現場で必要とされる能力や用途（現場のニーズ）に合わせて、前記図７に示す各要素を組み合わせて用いられる。
冷凍装置には、過熱度を高くしないと低圧圧力が低くならず庫内温度が下がらないものもあれば、逆に過熱度を低くして液バック気味にしないと冷えないものもある。このように過熱度の最適値は冷凍装置によって異なる。また同じ構成の冷凍装置であっても、設置方法、設置場所などの条件によって最適な過熱度が異なることもある。従って、過熱度設定値は現場調整、即ち試運転時のクールダウン中に上げたり下げたりしながら、調整される。
このクールダウン中の制御は、庫内の熱エネルギーが減少していくなかで過熱度を一定に保つ制御となる為、電子膨張弁２４を閉める方の操作頻度が高い傾向になる。従って、オーバーシュートよりもアンダーシュートの方が大きく出やすい制御になる。
また、理論的には過熱度にはマイナス符号の値は存在しない。つまり過熱度０℃未満の液バックの状態はセンサで測定できる顕熱変化ではなくなる為、測定値として制御入力されず、制御出力に遅れを生じさせ、制御を悪化させる原因になる。

図８は、過熱度の設定値を変化させたときの制御応答の一例を示す図である。この図において、縦軸は過熱度、横軸は時間を示している。
図示するように、過熱度設定値Ｓ０を上げたとき測定過熱度Ｐ０にオーバーシュートが発生し（図中Ａ）、下げたときアンダーシュートが発生する（図中Ｂ）。設定値Ｓ０を上げたときのオーバーシュート（Ａ）は、全て顕熱であるため、偏差としてコントローラ２８のＰＩＤ演算部に入力されるが、過熱度設定値を下げたときのアンダーシュート（Ｂ）は、液バックした部分（過熱度０℃未満の部分）が顕熱ではないので、偏差としてＰＩＤ演算部に入力されず、制御を悪化させる原因になる。
従って、電子膨張弁２４の過熱度制御では過熱度設定値を上げる場合と下げる場合とで、許容できるオーバーシュート量（下げる場合はアンダーシュート量）が異なり、過熱度設定値を上げる場合のオーバーシュートよりも過熱度設定値を下げる場合の（アンダーシュートの）方が制御を悪化させる危険度が高い。

以上のような理由から、従来の制御では、安全面を考慮して、過熱度の設定値を下げた場合の制御特性に合せて、全体的に緩やかに制御出力を行うようにする必要があった。
図９は、過熱度設定値を下げた場合にアンダーシュートが最適となるように制御パラメータを設定した場合の制御応答の一例を示す図である。
過熱度の設定値Ｓ０を下げたとき（図中Ｃ）に、過熱度の測定値Ｐ０が速やかに収束するようにパラメータを設定した場合、図中Ｄで示すように過熱度の設定値Ｓ０を上げたとき、過熱度の測定値Ｐ０の上昇は緩慢となり、収束が遅れてしまう。
このように、過熱度の設定値を下げた場合の制御特性に合わせた場合、設定値を上げた時の制御応答が必要以上に緩慢になり、現場での調整がしづらいという問題があった。

なお、特許文献１に記載された発明によれば、−偏差の場合と＋偏差の場合とで利得が変えられるように構成されているので、クールダウン中の制御には好適に働く。但し、測定値の変化により生じる偏差と設定値の変化により生じる偏差を同一に扱っているので、設定値を調整しながら制御を行う場合には課題が残されている。
過熱度制御の測定値（即ち過熱度）の変化は緩やかであるが、設定値の変化は急激なステップ応答になる。特許文献１の方法では、−偏差の場合と＋偏差の場合のそれぞれの利得を、安全をとって、設定値を変化させたときに生じる偏差に合せて決めることになり、測定値が変化したときの動作が緩慢になってしまう（最適にできない）点で改良の余地が残されている。

また、設定変更時の挙動（オーバーシュート／アンダーシュート）を改善する目的で、２自由度ＰＩＤ制御を用いることも考えられる。
ここで、２自由度ＰＩＤ制御について簡単に説明する。
図１０は、一般的な２自由度ＰＩＤ制御の機能ブロック図の一例である。ここで、３１はＰＩＤ演算部、３２は制御対象、３３は目標値フィルタである。
この２自由度ＰＩＤの制御式は、図示するように、通常のＰＩＤ制御式（この例では、１自由度の測定値微分先行形ＰＩＤ制御式）に目標値フィルタ３３を付加して構成されている。
目標値フィルタ３３には設定値（ＳＶ）のみ入力され、測定値変化はフィードバックされていない。つまり、測定値変化に対する制御特性はＰＩＤ演算部３１におけるＰ、Ｉ、Ｄの各制御定数により調整され、目標値フィルタ３３がそれに影響することはない。従って、付加した目標値フィルタ３３の係数（α、β、γ）の値を調整することにより、外乱や測定値変化に対する制御特性を変えずに、設定値変更時の制御特性のみを調整することができる。このような制御式を２自由度ＰＩＤという。
この２自由度ＰＩＤ制御を用いると目標値フィルタ３３により設定変更時の急激なステップ応答を直接ＰＩＤ式（ＰＩＤ演算部１）に入力せずに、変更後の値に徐々に近づくように入力するようになるので、設定変更時の測定値変化を緩和することができる。すなわち、近づけ方を目標値フィルタ３３におけるα、β、γの係数の値で調整することができる。これは設定値を下げるときのアンダーシュートを抑えることができるのでクールダウン中の過熱度制御についても有効な手段である。

しかしながら、単純に２自由度ＰＩＤ制御を用いるだけでは、先に述べた、アンダーシュートの方が出やすいという点や、設定値を下げることにより生じるアンダーシュートの方が制御を悪化させる危険度が高いという点、即ち非線形性について解決できない。つまり、単純に２自由度ＰＩＤ制御を用いるだけでは、やはり安全面を考慮して設定値を下げる場合の制御特性に合せて目標値変化が緩やかになるように目標値フィルタ３３を設定しておく必要があり、設定値を上げた時の制御応答が必要以上に緩慢になってしまい、調整のしづらさが残る。
図１１はこの様子を説明するための図の一例であり、（ａ）は設定値を上げた場合に最適になるように目標値フィルタ３３の係数の値を選択した場合、（ｂ）は設定値を下げた場合に最適になるように目標値フィルタ３３の係数の値を選択した場合の制御応答を示している。

図１１の（ａ）に示すように、設定値を上げた場合に最適になるように目標値フィルタ３３の係数α、β、γの値を（α１、β１、γ１）と選択した場合には、図中Ｅに示すように、過熱度設定値Ｓ１がステップ状に上がったとき、目標値フィルタ３３の出力Ｆ１の波形はステップ波形とはならずに所定値まで立ち上がった後、徐々に上昇する波形となり、過熱度の測定値Ｐ１は速やかに収束する。しかしながら、図中Ｆで示すように、設定値Ｓ１がステップ状に下がったときには、目標値フィルタ３３の出力Ｆ１は所定値まで立ち下がった後、徐々に下降する波形となるが、過熱度の測定値Ｐ１は振動的になり、収束が遅れてしまう。
一方、図１１の（ｂ）に示すように、設定値を下げた場合に最適になるように目標値フィルタの係数α、β、γの値を（α２、β２、γ２）と選択した場合には、図中Ｇに示すように、設定値Ｓ２がステップ状に下がったときには、目標値フィルタ３３の出力Ｆ２は前記（ａ）の場合よりも少ない値だけ立ち下がった後、徐々に下降する波形となり、過熱度の測定値Ｐ２は速やかに収束する。しかしながら、図中Ｈで示すように、設定値Ｓ２がステップ状に上昇した時は、目標値フィルタ３３の出力Ｆ２は前記（ａ）の場合よりも少ない値だけ立ち上がった後、徐々に上昇する波形となり、過熱度の測定値Ｐ２は緩慢に上昇し、収束が遅れてしまう。
このように、２自由度ＰＩＤ制御を用いた場合であっても、同様に、調整のしづらさが残る。

そこで本発明は、過熱度設定値を変更した時の挙動を安定させることができる過熱度の制御装置を提供することを目的としている。
また、過熱度設定値を上げる変更を行った後も、下げる変更を行った後も測定値の収束が早く、制御の安定度が高い過熱度の制御装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の過熱度の制御装置は、電子膨張弁に制御出力を与えることにより過熱度を制御する制御装置であって、過熱度の設定値が入力される目標値フィルタを備え、前記過熱度の設定値に対して所定の変化を与えて目標値として出力する目標値変更手段と、前記目標値変更手段から出力される目標値と測定値に応じて電子膨張弁に制御信号を出力するＰＩＤ演算部と、前記過熱度の設定値の変化の方向を検出し、該検出した設定値の変化の方向に応じて前記目標値変更手段から出力される目標値の変化の度合いを制御する目標値変更制御手段とを有するものである。
また、前記目標値変更制御手段は、前記過熱度の設定値が下がったときの前記目標値の変化が、前記過熱度の設定値が上がったときよりも緩やかになるように、前記目標値変更手段を制御するものとされている。
さらに、前記目標値変更制御手段は、前記目標値フィルタの係数の値を前記過熱度の設定値の変化の方向に応じて選択するものとされている。
さらにまた、前記目標値変更手段は、異なる伝達関数を有する２個の目標値フィルタを有し、前記目標値変更制御手段は、前記過熱度の設定値の変化の方向に応じて選択した前記２個の目標値フィルタのうちのいずれかの目標値フィルタの出力を前記ＰＩＤ演算部に出力させるものとされている。
さらにまた、前記目標値変更制御手段は、前記過熱度の設定値の変化の方向に応じて、前記過熱度の設定値を前記目標値変更手段における目標値フィルタを介することなく直接前記ＰＩＤ演算部に出力するか、あるいは、前記目標値フィルタの出力を前記ＰＩＤ演算部に出力するかを選択するものとされている。
さらにまた、前記目標値変更制御手段は、前記過熱度の設定値の変化の方向に応じて、前記目標値変更手段における目標値フィルタの係数の値を、１自由度ＰＩＤ制御となる値とするか、あるいは、２自由度ＰＩＤ制御となる値とするかを選択するものとされている。
さらにまた、前記目標値フィルタにおける係数の値は任意に設定することができるようになされている。

このような本発明の過熱度の制御装置によれば、クールダウン中の過熱度制御のように、設定値に向かって測定値が上昇する場合よりも下降する場合の変化の方が早い制御対象、あるいは、許容できるオーバーシュート量やアンダーシュート量が少ない（オーバーシュートやアンダーシュートに対する制御悪化の危険度が高い）制御対象に対して、過熱度設定値を上げた場合の制御応答も下げた場合の制御応答も最適にすることができ、速やかに調整を行うことができる。
また、過熱度設定値の調整をスムーズに行うことができ、冷凍装置とのマッチングを取る工数（現場調整の工数）を削減することができる。
さらに、目標値フィルタの係数の値を任意に設定することができる本発明によれば、上記の効果に加えて、使用する冷凍装置、使用用途に合せて、より細かく設定することが可能となる。さらにまた、幅広く色々な冷凍装置、使用用途に対応することができるようになる。

本発明の過熱度の制御装置は、前記図７に示したものと同様の冷凍装置において用いられるものであり、前記図７に示した冷凍装置におけるコントローラ２８に実装される。
図１は、本発明の過熱度の制御装置の基本的な構成を示す機能ブロック図の一例である。
この図において、１はＰＩＤ演算部、２は制御対象、３は目標値フィルタ５を備えた目標値変更部、４は前記目標値変更部３を制御する目標値変更制御部である。
前記目標値変更部３は、過熱度の設定値ＳＶが入力される目標値フィルタ５を有し、該目標値フィルタ５の伝達関数H(s)により変化された過熱度の設定値を目標値として前記ＰＩＤ演算部１に出力するものであり、この目標値の変化の態様を制御することができるようになされている。
前記過熱度の設定値ＳＶは、目標値変更制御部４にも入力されており、目標値変更制御部４は、過熱度の設定値ＳＶの変化の方向、すなわち、過熱度の設定値ＳＶが上がったのか、あるいは、下がったのかを検出し、その変化の方向に応じて、前記目標値変更部３から出力される目標値の変化の態様を制御する。
ＰＩＤ制御部１は、前記目標値変更部３から出力される目標値と測定値ＰＶの偏差Ｅに応じてＰＩＤ演算を行い、制御対象２に制御信号を供給する。
このように、本発明の過熱度の制御装置は、目標値フィルタ５を備えており、２自由度のＰＩＤ制御を行うことができる。また、前記目標値変更制御部４により、前記目標値変更部３を、過熱度設定値が上がったときの目標値の変化よりも、下がったときの目標値の変化の方が緩やかになるように制御することにより、クールダウン中に過熱度の設定値を下げたときのアンダーシュートを抑えることができるとともに、過熱度の設定値を上げたときにも測定値を速やかに収束させることができる。
以下、本発明の過熱度の制御装置の具体的な実施の形態について説明する。

図２は、本発明の過熱度の制御装置の第１の実施の形態の構成を示す機能ブロック図の一例である。
図２において、１はＰＩＤ演算部、２は制御対象、５は目標値フィルタ、６はフィルタ係数値選択手段である。この実施の形態は、前記目標値変更部３が目標値フィルタ５そのものであり、前記目標値変更制御部４がフィルタ係数値選択手段６として実現されている。
目標値である過熱度設定値（ＳＶ）は、目標値フィルタ５及びフィルタ係数値選択手段６に入力される。目標値フィルタ５は、係数α、β、γにより決定される伝達関数Ｈ(s)を有し、入力される過熱度設定値（ＳＶ）に対して伝達関数Ｈ(s)を乗算してＰＩＤ演算部１に出力する。ＰＩＤ演算部１は、目標値フィルタ５からの出力と過熱度の測定値ＰＶとの偏差Ｅに基づいて比例項、積分項、及び微分項の演算を行い、操作端である電子膨張弁２４に制御信号を出力する。
前記フィルタ係数値選択手段６は、入力される前記過熱度設定値（ＳＶ）が上がったか、下がったかを検出し、設定値が上がったときには、前記目標値フィルタ５における演算に使用する係数の値として設定値が上がったときに最適となる値（α１、β１、γ１）を設定し、設定値が下がったときには、設定値が下がったときに最適となる値（α２、β２、γ２）を設定する。例えば、設定値が下がったときの目標値変化が、設定値が上がったときの目標値変化よりも緩やかになるようにする。

図３は、本発明の過熱度の制御装置の第１の実施の形態における処理の流れを示すフローチャートの一例である。本発明の過熱度の制御装置は、この図３に示す処理を所定の制御周期毎に繰返し実行する。
処理が開始されると、まず、過熱度の設定値ＳＶを読み込み、今回の過熱度の設定値ＳＶnが前回の制御周期における設定値ＳＶn-1よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１１）。なお、過熱度の設定値ＳＶは、前記コントローラ２８の操作部を操作することにより設定される。
ステップＳ１１の判定の結果がＹＥＳ、すなわち、過熱度の設定値ＳＶnが前回の設定値ＳＶn-1よりも上がっている場合は、前記目標値フィルタ５の係数（α、β、γ）の値として設定値を上げた場合に最適な特性となる値（α１、β１、γ１）を使用するように設定する（ステップＳ１２）。この係数の値を使用する目標値フィルタ５を目標上昇時フィルタとよぶ。この場合は、前記図１１の（ａ）に示した特性となる。

一方、ステップＳ１１の判定の結果がＮＯのときは、今回の設定値ＳＶnが前回の設定値ＳＶn-1よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１３）。その結果がＹＥＳ、すなわち、過熱度の設定値ＳＶnが前回の設定値ＳＶn-1よりも下がっている場合は、前記目標値フィルタ５の係数（α、β、γ）の値として設定値を下げた場合に最適な特性となる値（α２、β２、γ２）を使用するように設定する（ステップＳ１４）。この係数の値を使用する目標値フィルタ５を目標下降時フィルタとよぶ。この場合は、前記図１１の（ｂ）に示した特性となる。
前記ステップＳ１１及びステップＳ１３の判定結果がＮＯの場合（設定値ＳＶに変更がない場合）、前記ステップＳ１２又は前記ステップＳ１４を実行した後は、前記設定された係数の値を用いて目標値フィルタ５の演算を実行し（ステップＳ１５）、その出力を用いてＰＩＤ演算を実行し（ステップＳ１６）、前記電子膨張弁２４に操作信号を出力する（ステップＳ１７）。
以上の処理を、所定の制御周期毎に繰返し実行する。

図４は、このような本発明の過熱度の制御装置の第１の実施の形態における制御応答の一例を示す図である。
過熱度設定値Ｓ３が上がったとき（図中Ｉ）は、目標値フィルタ５の係数の値として（α１、β１、γ１）が選択されて目標値上昇時フィルタとなるため、目標値フィルタ５の出力Ｆ３は、所定値まで立ち上がってから徐々に上昇する波形となり、過熱度の測定値Ｐ３は速やかに収束している。また、過熱度設定値Ｓ３が下がったとき（図中Ｊ）は、目標値フィルタ５の係数の値として（α２、β２、γ２）が選択されて目標値下降時フィルタとなるため、目標値フィルタ５の出力Ｆ３は、前記所定値よりも少ない値まで立ち下がってから徐々に下降する波形、すなわち、緩やかに変化する波形となり、過熱度の測定値Ｐ３は速やかに収束している。このように、設定値が上がったときの目標値の変化よりも設定値が下がったときの目標値の変化の方が緩やかになっており、設定値が上がったときと下がったときのいずれであっても、測定値が速やかに収束している。
このように、本発明の過熱度の制御装置によれば、過熱度の設定値が上昇したときと下降したときとで、目標値フィルタの係数の値がそれぞれの場合で最適な値に選択されているので、過熱度設定値を上げる変更を行った後も、下げる変更を行った後も測定値の収束が早く、安定度の高い制御を実現することが可能となる。

図５は、本発明の過熱度の制御装置の第２の実施の形態の構成を示す機能ブロック図の一例である。この図において、前記図２と同一の構成要素には同一の番号を番号を付して説明を省略する。
図５において、５１は過熱度設定値ＳＶが上昇したときに最適な特性となる係数の値（α１、β１、γ１）を有する目標値上昇時フィルタ、５２は過熱度設定値ＳＶが下降したときに最適な特性となる係数の値（α２、β２、γ２）を有する目標値下降時フィルタ、７は前記目標値上昇時フィルタ５１の出力と前記目標値下降時フィルタ５２の出力を選択して前記ＰＩＤ演算部１に入力する切替手段である。また、８は、操作量の演算周期毎に前記過熱度設定値ＳＶを入力し、その変化方向を判定して、過熱度設定値ＳＶが上がったときに前記目標値上昇時フィルタ５１の出力が前記ＰＩＤ演算部１に入力され、過熱度設定値ＳＶが下がったときに前記目標値下降時フィルタ５２の出力が前記ＰＩＤ演算部１に入力されるように前記切替手段７を制御する制御信号を出力するフィルタ選択手段である。
このように、この実施の形態では、前記目標値変更部３が、係数の値（α１、β１、γ１）を用いる目標値上昇時フィルタ５１、係数の値（α２、β２、γ２）を用いる目標値下降時フィルタ５２及び切替手段７として実現されており、前記目標値変更制御部４に対応するフィルタ選択手段８が、過熱度設定値ＳＶの変化の方向を判定して、その変化の方向に最適な特性を有する目標値フィルタの出力を選択してＰＩＤ演算部１に供給するようにしている。
この実施の形態によっても、前記第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。

図６は、本発明の過熱度の制御装置の第３の実施の形態の構成を示す機能ブロック図の一例である。この図において、前記図２と同一の構成要素には同一の番号を付して説明を省略する。
図６において、９は、前記過熱度設定値ＳＶを前記目標値フィルタ５の入力側に供給するか、前記ＰＩＤ演算部１における目標値と測定値との偏差を検出する加算点に供給するかを切り替える切替手段である。また、１０は、操作量の演算周期毎に前記過熱度設定値ＳＶを入力し、その変化方向を判定して、前記切替手段９を制御するフィルタ切替手段である。フィルタ切替手段１０は、前記過熱度設定値ＳＶが上がったときは、前記切替手段９を、過熱度設定値ＳＶが目標値フィルタ５を介することなくＰＩＤ演算部１に入力されるように（図中１側）切り替え、過熱度設定値ＳＶが下がったときは、過熱度設定値ＳＶが目標値フィルタ５に入力されるように（図中２側）切り替える。ここで、前記目標値フィルタ５の係数（α、β、γ）の値は目標値下降時フィルタの係数の値（α２、β２、γ２）とされているのが好ましい。
これにより、過熱度設定値ＳＶを上げるときには、測定値微分先行型の１自由度ＰＩＤ制御となって前記図８におけるＡの部分のような制御応答が得られ、過熱度設定値ＳＶを下げるときには、前記図４のＪ（図１１のＧ）と同様の制御応答を得ることができる。
このようにして、過熱度設定値を下げたときに制御が不安定となることを防止することができる。

また、前記非特許文献１に記載されているように、前記目標値フィルタ５の係数（α、β、γ）の値を（１、１、０）とすることにより、測定値微分先行型の１自由度ＰＩＤ制御となる。
そこで、前記第１の実施の形態における設定値を上げたときの目標値フィルタ５の係数の値（α１、β１、γ１）、又は、前記第２の実施の形態における目標値上昇時フィルタ５１の係数の値（α１、β１、γ１）として、α１＝１、β１＝１、γ１＝０を採用してもよい。このときには、前記第３の実施の形態と同様に、過熱度設定値を上げたときに、測定値微分先行型の１自由度ＰＩＤ制御となる。
さらに、係数（α、β、γ）の値を（１、１、０）に限らず、（１、１、１）又は（０、１、０）などとして、他の１自由度ＰＩＤ制御とするようにしてもよい。

さらに、上述した各実施の形態においては、前記目標値フィルタ５の係数の値（α１、β１、γ１）、（α２、β２、γ２）は固定値としていたが、各係数の値を操作者が前記コントローラ２８の操作部などを用いて任意に設定することができるようにしてもよい。これにより、設定変更のしやすさを、冷凍装置毎、使用用途毎に合わせて細かく最適化することができ、コントローラの守備範囲を拡げることができる。例えば、これまでの説明とは逆に設定値を下げる場合のアンダーシュートよりも、設定値を上げる場合のオーバーシュートを抑えたい制御対象にも対応することができるようになる。

本発明の過熱度の制御装置の基本的な構成を示す機能ブロック図の一例である。 本発明の過熱度の制御装置の第１の実施の形態の構成を示す機能ブロック図の一例である。 本発明の過熱度の制御装置の第１の実施の形態における処理の流れを示すフローチャートの一例である。 本発明の過熱度の制御装置の第１の実施の形態における制御応答の一例を示す図である。 本発明の過熱度の制御装置の第２の実施の形態の構成を示す機能ブロック図の一例である。 本発明の過熱度の制御装置の第３の実施の形態の構成を示す機能ブロック図の一例である。 電子膨張弁を用いる冷凍装置の一例を示す図である。 過熱度設定値を変化させたときの制御応答の一例を示す図である。 過熱度設定値を下げた場合にアンダーシュートが最適となるように制御パラメータを設定した場合の制御応答の一例を示す図である。 一般的な２自由度ＰＩＤ制御の機能ブロック図の一例である。 設定値を上げた場合に最適になるように目標値フィルタ５の係数の値を選択した場合、及び、設定値を下げた場合に最適になるように目標値フィルタ５の係数の値を選択した場合の制御応答の一例を示す図である。

符号の説明

１：ＰＩＤ演算部、２：制御対象、３：目標値変更部、４：目標値変更制御部、５：目標値フィルタ、６：フィルタ係数値選択手段、７：切替手段、８：フィルタ選択手段、９：切替手段、１０：フィルタ切替手段、２０：冷凍庫、２１：蒸発器、２２：冷凍機、２３：給液電磁弁、２４：電子膨張弁、２５：蒸発器出口温度センサ、２６：蒸発器入口温度センサ、２７：庫内温度センサ、２８：コントローラ、５１：目標値上昇時フィルタ、５２：目標値下降時フィルタ

Claims (7)

1. 電子膨張弁に制御出力を与えることにより過熱度を制御する制御装置であって、
   過熱度の設定値が入力される目標値フィルタを備え、前記過熱度の設定値に対して所定の変化を与えて目標値として出力する目標値変更手段と、
   前記目標値変更手段から出力される目標値と測定値に応じて電子膨張弁に制御信号を出力するＰＩＤ演算部と、
   前記過熱度の設定値の変化の方向を検出し、該検出した設定値の変化の方向に応じて前記目標値変更手段から出力される目標値の変化の度合いを制御する目標値変更制御手段と
   を有することを特徴とする過熱度の制御装置。
2. 前記目標値変更制御手段は、前記過熱度の設定値が下がったときの前記目標値の変化が、前記過熱度の設定値が上がったときよりも緩やかになるように、前記目標値変更手段を制御するものであることを特徴とする請求項１記載の過熱度の制御装置。
3. 前記目標値変更制御手段は、前記目標値フィルタの係数の値を前記過熱度の設定値の変化の方向に応じて選択するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の過熱度の制御装置。
4. 前記目標値変更手段は、異なる伝達関数を有する２個の目標値フィルタを有し、
   前記目標値変更制御手段は、前記過熱度の設定値の変化の方向に応じて選択した前記２個の目標値フィルタのうちのいずれかの目標値フィルタの出力を前記ＰＩＤ演算部に出力させるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の過熱度の制御装置。
5. 前記目標値変更制御手段は、前記過熱度の設定値の変化の方向に応じて、前記過熱度の設定値を前記目標値変更手段における目標値フィルタを介することなく直接前記ＰＩＤ演算部に出力するか、あるいは、前記目標値フィルタの出力を前記ＰＩＤ演算部に出力するかを選択するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の過熱度の制御装置。
6. 前記目標値変更制御手段は、前記過熱度の設定値の変化の方向に応じて、前記目標値変更手段における目標値フィルタの係数の値を、１自由度ＰＩＤ制御となる値とするか、あるいは、２自由度ＰＩＤ制御となる値とするかを選択するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の過熱度の制御装置。
7. 前記目標値フィルタにおける係数の値は任意に設定することができるようになされていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の過熱度の制御装置。

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