JP2854360B2

JP2854360B2 - 室内環境制御装置

Info

Publication number: JP2854360B2
Application number: JP2019175A
Authority: JP
Inventors: 基生二見; 保夫能登原; 常博遠藤; 小林　　実; 義美井上
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-01-31
Filing date: 1990-01-31
Publication date: 1999-02-03
Anticipated expiration: 2014-02-03
Also published as: JPH03225144A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は室内環境制御装置に関り、とくに室内居住者
の快適環境状態を予測して空気調和機の室内側及び室外
側制御装置、および除湿機、加湿機等の湿度制御装置、
換気扇、赤外線ヒータ、ブラインド等の環境制御装置の
運転を制御する室内環境制御装置に係る。

［従来技術］従来の空気調和機は特開昭63−131942号公報に記載の
ように、経験則より決定された制御ルールと温度、湿度
等の環境検知信号を用いてファジイ論理演算により空気
調和機の冷媒圧縮機を制御するようにしていた。

［発明が解決しようとする課題］上記従来技術は居住空間から得られる温度、湿度信号
等と経験則より決定される制御ルールとにより冷媒圧縮
機のみを制御していたので、温度以外の制御が不十分で
あった。

さらに、温度変化の過渡状態では温度が安定するまで
に時間がかかり過ぎ、不快感が残るという問題もあっ
た。

居住空間をさらに精緻に制御するには、上記温度の他
に湿度、気流、熱輻射等の環境状態量や、居住者の活動
状態、着衣状況等の影響も考慮して協調的に制御する必
要がある。

本発明の目的は、上記各種の環境状態量や居住者状態
量を協調させて制御することのできる空気調和機を提供
することにある。

さらに上記本発明の目的において、居住者が自らの好
みに応じて上記制御の演算規則を変更し設定することの
できる空気調和機を提供することにある。

［課題を解決するための手段］本発明は上記課題を解決するため、空気調和機を含
み、温度、湿度その他の各環境値の快適性適合度を判定
する環境項目別適合度判定手段と、上記各環境値の快適
性適合度に対応する快適指標関数を指定する演算規則記
憶手段と、上記快適指標関数を対応する環境値の快適性
適合度により重み付けして積算し居住空間の総合快適度
を算出する手段と、快適性指令値生成手段とを備え、上
記総合快適度と快適性指令値とを比較して得られる快適
度誤差信号により制御する室内環境制御装置において、
さらに、上記快適度誤差信号の変化速度を検出する手段
と、上記快適度誤差信号とその変化速度信号のそれぞれ
の適合度を判定する手段と、上記快適度誤差信号とその
変化速度信号の適合度に対応して上記空気調和機の操作
量関数を指定する操作量演算規則と、上記各操作量関数
を上記快適度誤差信号とその変化速度信号により重み付
けして積算して上記空気調和機の操作量を算出する手段
とを備えるようにしたことを特徴とする室内環境制御装
置を提供する。

また、本発明のよれば、空気調和機を含み、温度、湿
度その他の各環境値の一方の各環境値に対する環境性適
合度を判定する環境項目別適合度判定手段と、上記各快
適性適合度に対応する快適指標関数を指定する演算規則
記憶手段と、上記各快適指標関数を対応する快適性適合
度により重み付けして積算し上記の環境項目に対する快
適度を算出する手段と、上記各環境値の他方の各環境値
に応じて前記快適度を補正する手段と、補正された上記
快適度と快適指令値とを比較して得られる信号により環
境制御装置を制御するようにしたことを特徴とする室内
環境制御装置が提供される。

さらに、本発明によれば、上記に記載した室内環境制
御装置において、上記環境値に対する操作者の好みを指
示する好み指令手段と、上記好み指令に対応して総合快
適度を修正する手段とを備えるようにしたものである。

また、本発明によれば、上記に記載した室内環境制御
装置において、さらに、上記快適度誤差信号の変化速度
を検出する手段と、上記快適度誤差信号とその変化速度
信号のそれぞれの適合度を判定する手段と、上記快適度
誤差信号とその変化速度信号の適合度に対応して上記空
気調和機の操作量関数を指定する操作量演算規則と、上
記各操作量関数を上記快適度誤差信号とその変化速度信
号により重み付けして積算して上記空気長調和機の操作
量を算出する手段とを備えるようにしたものである。

そして、本発明によれば、上記に記載した室内環境制
御装置において、上記操作量演算規則は、上記快適度誤
差信号とその変化速度信号の適合度に対応して上記空気
調和機の室内機用操作量関数と室外機用操作関数とを指
定する手段を備え、上記空気調和機の操作量算出手段
は、上記室内機用および室外機用の各操作関数を上記快
適誤差信号とその変化速度信号により重み付けして積算
して上記空気調和機の室内機用および室外機操作量を算
出する手段とを備えるようにしたものである。

［作用］以上のように構成した本発明の室内環境制御装置は、
温度、湿度その他の環境値からその状況における快適感
を、その変化の速度を加え、人間の感覚に合わせて判定
しながら室内空気調和機の運転状態を制御することが可
能になる。

さらに、住居者の好みをスイッチにより入力して、上
記環境値から割り出される快適感を修正して、居住空間
の快適性を居住者の好みに合わせて修正できるようにす
る。

さらに、本発明の室内環境制御装置のように、室温や
湿度以外の他の副次的な検出量に応じて快適感を修正す
るようにし、必要に応じて上記副次的な環境値を柔軟に
増減できるようにして、空気調和機制御システムの柔軟
性を高めることが出来る。

［実施例］第１図は本発明による制御装置実施例の構成を示す図
である。

第１図において、100は室内温度（ta），室外温度、
湿度（ｈ）、光量、輻射温度（tr）、気流（v_ar）、音
量等の検出手段と、季節や時刻情報等の生成手段等を含
む環境状態検出手段である。なお、輻射温度は早朝及び
現在の室内外温度、空気調和機の積算運転時間等より予
測することができる。

101は着衣量（I_c1）や活動量（Ｍ）を上記季節や時刻
情報および室内外温度、光量、音量等より予測して生成
する環境状態予測手段である。

102は環境状態検出手段100、および環境状態予測手段
101からの情報のうち、室温ta,湿度ｈ、輻射温度tr、気
流v_ar、および着衣量I_c1、活動量Ｍ（これを環境の６要
素と呼ぶことにする）を用いて快適性を表す快適指標yc
を演算する快適性演算手段である。

環境操作量演算手段103は上記快適指標ycと快適指令r
_cを比較して環境操作量Ucを生成する。上記快適指令r_c
は快適希望値を表し、快適性指令装置109にて生成され
る。

空気調和機指令演算手段104は室内機操作量Uiと室外
機操作量Uoを生成し、上記Uiにより室内側制御装置105
の室内側熱交換器用送風機の風量、同風向板の向き等を
制御し、上記Uoにより冷媒圧縮機、室外熱交換機用送風
機、冷媒の膨張弁等を制御する。

第２図は上記快適性演算手段102の構成を示す実施例
である。

第２図において、各検出器により検出された上記環境
の６要素である室温ta,湿度ｈ、気流v_ar、輻射温度tr、
活動量Ｍおよび着衣量I_c1がそれぞれ、室温快適性演算
装置102−１、湿度快適性演算装置102−３、気流快適性
演算装置102−５、輻射快適性演算装置102−７、活動量
快適性演算装置102−９、着衣快適性演算装置102−11に
印加され、それぞれに対応した室温快適度102−２、湿
度快適度102−４、気流快適度102−６、輻射快適度102
−８、活動快適度102−10、着衣量快適度102−12が演算
される。快適度合成手段220は上記各快適度信号を総合
した快適指標ycを演算する。

また室温快適性演算装置102−１内のルールベース102
−1aは、室温taが「やや寒い」、「適当」、「やや暑
い」というような曖昧な感覚にどの程度該当するかを判
定するためのメンバーシップ関数群や、メンバーシップ
関数群が例えば、“若干「やや寒い」けれども「不適
当」と云えないこともない”というような判定結果を出
した場合、これから“快適度合い”を総合的に演算する
ための演算規則および適合度関数群等を含んでいる。

また、快適性演算手段102−1bは上記“快適度合い”
即ち室温快適度102−２を演算するブロックである。

同様に他の演算手段102−３、102−５、102−７、102
−９、102−11等もそれぞれに対応するルールベースと
快適度演算手段を備えている。

第３図（ａ）〜（ｆ）は上記環境の６要素のそれぞれ
に対する上記各メンバーシップ関数群の一例である。各
メンバーシップ関数の作用はいずれも同様なので、同図
（ａ）に示す室温に対するメンバーシップ関数を代表と
して取り上げ説明する。

第３図（ａ）は、「寒い」、「やや寒い」、「適
温」、「やや暑い」、「暑い」の５種類のメンバーシッ
プ関数を含んでいる。たとえば、「寒い」のメンバーシ
ップ関数は18℃以下では１、18℃を超えると減少し20℃
以上では０となる。１は無条件に寒いことを意味し、１
以下では寒い感覚が薄らぐことを意味する。

「やや寒い」のメンバーシップ関数は18℃以下では0.
18℃を超えると増加し20℃で最大値の１となり22℃以上
では再び０となる。即ち、20℃で多くの人が最も「やや
寒い」と感じ、その前後では「やや寒い」感じが薄らぐ
ことを意味している。「適温」、「やや暑い」、「暑
い」のメンバーシップ関数についても同様である。

いま、仮りに室温taが20.5℃とすると点線にて示すよ
うに、「やや寒い」のメンバーシップ関数が判定する適
合度は0.75、「適温」のメンバーシップ関数により判定
される適合度は0.25、その他のメンバーシップ関数の適
合度は０となる。

第５図は、上記のように０以外の適合度値が得られた
場合、これに対応する快適指標関数を選定するテーブル
（演算規則表）である。

上記第３図（ａ）の場合は室温20.5℃に対して「やや
寒い」と「適温」のメンバーシップ関数から０を超える
適合度値が得られたので、第５図より「やや寒い」と
「快適」の快適指標関数が選定される。第４図は上記快
適指標関数の一例である。同様に湿度のメンバーシップ
関数名が「適温」と「じめじめ」であれば「快適」と
「やや暑い」の快適指標関数が選定される。

第６図は上記快適指標関数を用いて快適指標ycを算定
する方法の説明図である。説明を簡単にするため室温を
21℃とする。

第６図（ａ）は第３図（ａ）の「やや寒い」のメンバ
ーシップ関数を示し、室温21℃に対して適合度0.5が得
られる。第６図（ｂ）は第５図より選定された「やや寒
い」の快適指標関数と、それを上記適合度0.5で重み付
けした関数y_c1とを示している。なお、g₁はこの関数y_c1
の重心位置における快適指標値−0.5である。

同様に、第６図（ｃ）は「適温」のメンバーシップ関
数を示し、同図（ｄ）は「快適」の快適指標関数と、そ
れを適合度0.5で重み付けした関数y_c2およびその重心位
置における快適指標値g₂＝０を示している。

第６図（ｅ）は「湿度」のメンバーシップ関数を示
し，湿度を60％とすると適合度１であるから、同図
（ｆ）に示すように「快適」の快適指標関数とその重み
付け関数y_c3が一致する。第６図（ｇ），（ｈ）の場合
も同様である。

第６図（ｂ），（ｄ），（ｆ），（ｈ）等の横軸であ
る快適指標の値は０が「最も快適」に対応し、プラス側
は「行き過ぎ」、マイナス側は「不足」を意味してい
る。これらの数値や関数形等は一般的な傾向があるもの
の、地域差、風俗、習慣等に応じて若干異なるので、状
況に応じて適宜変更される。

第２図に示した快適度合成手段220は、上記関数y_c1〜
y_cnの面積Δy_c1〜Δy_cnと、対応する重心位置における
快適指標値g₁〜g_nを用いて式（１）に従い快適指標ycを
演算する。

上記のように本発明では、環境６要素の各検出値を
「やや寒い」、「適温」等の感覚量に変換し、それぞれ
を重み付け加算して快適指標ycという一つの量で総合的
にファジイ推論値として表現するようにしている。

上記快適指標ycは人間の様々な感覚量を相互関係を加
味して総合的に把握された一つの感覚量であり、曖昧さ
を含む人間の感覚を最も良く表現する量と云うことがで
きる。さらに、個人差、風土差等に合わせて修正容易と
いう特徴を備えている。

これに対し従来の快適性の演算には、例えば環境６要
素からPMV（Predicted Mean Vote、予測平均温冷感指
数）値を算出する方法が用いられているが、結果を得る
までに行う反復計算が多く、また、個人差、風土差等を
反映できないという問題があった。

上記各メンバシップ関数や快適指標関数は必要に応じ
RAM,ROM等の記憶装置に格納することができ、また、上
記適合度や快適度等の演算にはマイクロコンピュータを
用いることができる。

第７図（ａ）は快適性演算手段102が算出する上記快
適指標ycをユーザが設定する快適指令rcと比較し、空気
調和機の各要素を制御する本発明実施例の部分ブロック
図である。

環境操作量演算手段103内の環境誤差演算手段107は上
記快適指令rcから快適指標yc差し引いて快適度誤差e_cを
生成する。第７図（ａ）では上記e_cを環境操作量演算手
段103の出力である環境操作量Ucとしている。また、同
図（ｂ）に示すように上記e_cを積分要素108により積分
した値を上記Ucとしてもよい。

空気調和機指令演算手段104は制御ルールベース104a
と制御量演算手段104bを含み、第２図の快適性ルールベ
ースおよび快適度合演算手段と同様の手順により、上記
Ucを入力として室内操作量Uiおよび室外操作量Uoを生成
する。

室内側制御装置105は上記Uiに応じて室内送風機105−
２とその風向板105−３を制御する。

室外側制御装置106は上記Uoに応じて圧縮機106−２、
膨張弁106−３、および室外送風機106−４等を制御す
る。

第８図は上記空気調和機指令演算手段104の構成をさ
らに詳細に示す図である。

上記e_cにより最終的に室内および室外機等が制御され
るのであるが、人間は定常的な温度、風量だけではな
く、それらの変化の速さによっても快、不快を感じるの
で、上記e_cの定常値と微分値に応じた制御量を生成する
必要がある。

これには、上記e_cの定常値と微分値からどのような制
御量を生成すれば人間が最も快適と感ずるかを知る必要
があり、室内外送風機の風量、向き、圧縮機の冷却量等
と快適さとの関係から上記e_cの定常値および微分値と快
適さの関係をファジー推論値に割り出して各制御量を決
定する。

第８図において、上記e_cと、時間微分手段104−ｃに
より微分されたΔe_cはそれぞれ規格化手段104−ｄおよ
び104−ｅにより例えば＋３〜−３内の数値に変換され
制御量演算手段104−ｂに入力される。

上記104−ｂは上記e_c1とΔe_c1から規格化室内機操作
量U_f1と規格化室外機操作量U_O1とを出力する。上記U_f1
は出力量化手段104−ｆを介して実際の室内機操作量Ui
に変換され、U_O1は出力量化手段104−g,および積分手段
104−ｈを介して実際の室外機操作量Uoに変換される。
積分手段104−ｈは室外機制御系に必要な通常の演算要
素である。

第９図は上記規格化誤差e_c1と上記規格化誤差速度Δe
_c1の双方に対して認定される、NBは（負で大きい）、NM
は（負で中程度）、ZOは（小さい）、PMは（正で中程
度）、PBは（正で大きい）というメンバシップ関数であ
る。

第10図（ａ）と（ｂ）はそれぞれ規格化室外機操作速
度関数と規格化室内機操作量関数である。

第10図（ｂ）のメンバシップ関数は空気調和機の噴き
出し口正面のルーバの向きを上下左右に変えて風量と風
向きを連続的に変化させるために用いられ、これにより
例えば弱風よりさらに弱い送風を実現することができ
る。

第３図と同様にして、第９図のメンバシップ関数NB、
NM、ZO、PM、PB等に対する適合度を上記e_c1とΔe_c1につ
いて求めると、e_c1とΔe_c1の値が−２〜２の範囲ではe
_c1とΔe_c1のそれぞれに対応して上記適合度が０以上の
メンバシップ関数が二つ発生する。また−２以下と２以
上の範囲ではそれぞれ一つ発生する。

第11図は上記のようにしてe_c1とΔe_c1から抽出される
メンバシップ関数名に対応して指定される規格化操作量
関数名を表す演算規則である。第10図（ａ）と（ｂ）は
この規格化室外機操作量速度ΔU_o1と規格化室内操作量U
_f1に対する規格化操作量関数を示している。上記演算規
則によりこれらの規格化操作量関数が指定されると、上
記e_c1とΔe_c1に対応して得られている適合度の中の小さ
い方の値でこれを重み付けし、規格化室外機操作量速度
ΔU_o1と規格化室内機操作量U_f1を導出する。

第11図は、例えば、e_c1がNMでΔe_c1がZOならばΔU_O1
を（少し増加）し、同時にU_f1を（間接風）にすること
を表現している。この演算規則により、大きさ快適度誤
差に対しては主として室外機側を調節し、小さな快適度
誤差に対しては主として室内機側を調節するようにする
ことができる。

第12図は本発明の他の実施例の構成図である。

第12図はでは室温検出量taと湿度検出量ｈから快適指
標ycを生成し、気流検出量v_ar,輻射検出量tr,活動検出
量M,および着衣検出I_chにより快適指標を修正する。こ
のようにすると、室温と湿度以外の検出量を数を必要に
応じて増減でき、空気調和機制御システムの柔軟性を高
めることができる。

第12図において、快適性演算手段400は第２図と同様
の温湿度快適度合演算手段400−ｂと温湿度快適性ルー
ルベース400−ａを備え、第３図（ａ）、（ｂ）と同様
なメンバシップ関数より室温と湿度に対する適合度を求
め、上記適合度が０以上のメンバシップ関数名から第13
図の演算規則を用いて規格化操作量関数名を抽出する。
次いで第６図および式（１）と同様にして快適指標y_Cを
導く。

第13図は上記演算規則を示し、例えば、室温が（やや
暑い）で湿度が（じめじめ）であれば快適指標関数は
（暑い）となる。

上記のようにして得られた快適指標y_Cは気流検出量v
_ar,輻射検出量tr,活動検出量M,および着衣検出量I_ch等
によりそれぞれのルールベースを修正して得られる値で
ある。

第14図（ａ）は活動検出量Ｍにより温湿度快適性ルー
ルベース400−ａを修正する方法の一例であり、その考
え方は標準活動量にて適合していた（寒いVL），（やや
寒いＬ）、（快適Ｍ），（やや暑いＨ），（暑いVH）等
のメンバシップ関数を検出活動量に適合するように移動
修正することである。このようにすると活動量が変化し
た場合に、例えばメンバシップ関数（やや暑いＨ）のピ
ーク（適合度１）を常に（やや暑い）という感覚に最も
適合させることができる。

第14図（ａ）上側の右下がりの線は活度量により各メ
ンバシップ関数を修正するための修正関数である。この
修正関数は検出活度量に対する快適と感ずる室温の変化
を表している。同図下側には修正前と修正後の各メンバ
シップ関数がそれぞれ実線と一点鎖線で示されている。
各メンバシップ関数のピークまたは折れ点は修正前には
上記修正関数と標準活動量の交点の位置に設定され、検
出活動量が上記標準活動量の交点からずれると、各メン
バシップ関数のピークまたは折れ点は上記修正関数と検
出活動量の交点位置に移動され、同時に（やや寒い）の
メンバシップ関数の左側の適合度０の位置が（寒い）メ
ンバシップ関数の折れ点の室温に来るよう設定される。
また、（やや暑い）のメンバシップ関数の右側の適合度
０の位置が（暑い）のメンバシップ関数の折れ点室温に
来るよう修正される。

第14図（ｂ）は輻射温度に対する各メンバシップ関数
の修正法を説明する図である。ここでは当初、同図上側
右下がりの各修正関数と標準輻射温度との交点位置にピ
ーク、折れ点等が設定されていた各メンバシップ関数
を、（快適Ｍ）の修正関数と検出輻射温度との交点位置
にメンバシップ関数Ｍのピークが来るように並行移動す
る。

また、上記各メンバシップ関数の並行移動量を標準輻
射温度において快適と感じる室温と検出輻射温度におい
て快適と感じる室温との差分に設定して第14図（ａ）に
示した活動量に対する修正と同時に行うことができる。

第14図（ｃ）および（ｄ）はそれぞれ着衣量、風速に
たいする同様の修正関数を示したものである。

第15図は本発明の他の実施例の構成図である。

第15図では、温湿度快適度合演算手段400−ｂは室温
検出量ta,湿度検出量ｈと温湿度快適性ルールベース400
−ａにより一旦、温湿度快適度401を生成し、その後に
快適度補正演算手段402を設け、気流検出量v_ar,輻射検
出量tr,活動検出量M,および着衣検出量I_chに応じた修正
を順次行っている。第12図の場合と同様に、室温と湿度
以外の検出量の数を必要に応じて増減でき、空気調和機
制御システムの柔軟性を高めることができる。

温湿度快適性演算手段4000は第12図の快適性演算手段
400と同様であるものの他の要素による補正を行わな
い。

第15図の快適度補正ルールベース402−ａと快適度補
正手段402−ｂにより温湿度快適度401を気流検出量v_ar,
輻射検出量tr,活動検出量M,および着衣検出量I_chに応じ
て順次修正する。

第16図〜第19図はそれぞれ、気流検出量v_ar,輻射検出
量tr,活動検出量M,および着衣検出量I_chに対する演算規
則を示すものである。

例えば第16図において、快適指標関数名は第３図
（ｃ）の気流関数の中から抽出され、快適指標関数名は
第４図の快適指標に温室度快適度401を代入して得ら
れ、これらの関数名に対応する快適指標関数が第４図の
中から選ばれる。この快適指標関数の数は前記の本発明
実施例と同様に通常複数である。

次いで第６図および式（１）と同様にして気流により
修正された温湿度快適度を導く。

次に、上記気流により修正された温湿度快適度を第15
図の温湿度快適度401に置き換え、輻射検出料t_rに対し
て上記と同様の修正を加え、さらに同じ手順を活動量検
出量Ｍおよび着衣量検出量I_c1に対して繰り返す。第17
図〜第19図は上記修正に用いる第16図と同様な演算規則
である。

第20図は本発明による空気調和機制御装置の全体系統
の一実施例を示す図である。

第20図では、第１図に示した本発明実施例に環境状態
設定手段110と空気調和機運転状態観測装置111を追加
し、これによりユーザの好みに応じて快適度設定条件を
変更できるようにすると同時に空気調和機指令演算手段
1041の演算ルールを修正してエネルギ効果を改善する。

環境状態設定手段110はその下部に示すスイッチ群を
含み、例えば寒く感じるときには「寒いとき」スイッチ
112を押して快適性演算手段1021に好み情報123を送る。

また、快適性指令装置1091は「快適」スイッチ116が
押されたときの快適指標ycを記憶し快適指令r_cとして用
いる。

また、環境状態検出手段100と環境状態予想手段101は
第１の場合と同様に各種の環境情報を快適性演算手段10
21に伝える。

第21図は本実施例において新たに追加される演算規則
の一つで、「寒いとき」スイッチが押された時に生成さ
れる。他のスイッチが押された時にも同様の演算規則が
生成される。

第21図において、規則番号欄の数値は上記追加生成さ
れる演算規則の番号を示している。

第21図は「寒いとき」スイッチが押された時の上記演
算規則例を示し、同スイッチが１回押されると、規則番
号１欄の入力関数として、その時の各環境状態検出値に
対して適合度が大きい方のメンバシップ関数演算規則が
設定される。また出力関数には、この入力関数群の内容
から判断して、「やや寒い」の快適指標関数と0.1の重
み関数が設定され、これらより重みが0.1の最終快適指
標関数が生成される。

規則番号２の欄は引き続いて「やや寒い」のスイッチ
が押されたとき、入力関数の中の室温関数のみが「やや
寒い」に変化した状況に対応している。次いで、規則番
号１と２の内容により室温関数の重要度は低いと判断
し、室温関数を除外した規則番号３の演算規則を生成
し、同時に規則番号１と２の演算規則を消去する。規則
番号３ではスイッチが２回押されたので重み関数の数値
は0.2に増加される。この数値はスイッチ１回毎に0.1づ
つ増加し最大1.0で飽和する。

第３〜６図にて説明と同様に、上記入力関数から選定
される快適指標関数群に上記最終快適指標関数を加えて
快適指標y_Cを算出し環境操作量演算手段103に送る。

第22図は第20図の空気調和機指令演算手段1041以降の
構成を詳細に示す図である。第22図を第７図と比較する
と、制御ルールベース104aがルールベース変更手段104c
により好み情報123と運転情報122に応じて適宜修正され
る点が異なっている。

上記ルールベース変更手段104cは第23図に示すような
演算規則を含み、この演算規則は室内居住者が環境状態
設定手段110の「風弱く」スイッチと「風強く」スイッ
チを押した場合に設定される。このとき、入力関数とし
ては快適指数の適合度が最も大きくなる快適指標関数が
設定され、出力関数の中の室内機操作量は上記「風弱
く」の場合はその時の室内機操作量関数より一つ弱い風
量の関数にし、「風強く」にの場合に同様に一つ強い風
量の室内機操作量関数が割り当てられる。

重み関数は第21図と同様に設定され、最終出力関数は
上記室内機操作量にこの重み関数を乗じて生成される。

第24図は本発明による制御装置実施例の他の構成を示
すものであり、第１図と比較して、除湿、加湿機等を含
む湿度制御装置150、およびブラインド、換気扇、赤外
線ヒータ等を含む環境制御装置151が追加され、空気調
和機指令演算手段104が環境制御装置指令演算手段160に
変更されている点が異なっている。

環境制御装置指令演算手段160は室内機操作量U_f,室外
機操作量Uo,および湿度調節機操作量U_h,ブラインド操作
量U_e1,換気扇操作量U_e2,赤外線ヒータ操作量U_e3等の操
作量U_eを生成する。

また、上記各操作量を熱入力量、除加湿量、太陽光入
射量、輻射温度変化量、風量、風向き変化量等に置き換
えて対応する各環境制御装置を制御するようにしてもよ
い。

［発明の効果］本発明によれば、温度、湿度、気流、輻射温度、およ
び居住者の活動量、着衣量等の情報から人間の経験則に
合致する快適、不快感を表現する快適指標を生成し、こ
れをその居住者の指定する快適性指令と比較して空気調
和機の運転状態を制御するので、人間の感覚に最も良く
適合する居住空間制御を行うことができる。

さらに、上記快適指標を定常値と過渡的な変化の速さ
とに分類し、この両者の数値より人間の感覚に最も良く
適合する空気調和機の室外機と室内機の運転指令値を生
成するので冷却量、風量、風向き等を人間の感覚に最も
適合するように制御することができる。

さらに、上記快適指標を第１段階として温度と湿度情
報より生成し、第２段階として気流、輻射温度、および
居住者の活動量、着衣量等の情報によりこれを順次修正
するようにするので、これらの居住空間情報を必要に応
じて取捨選択できる柔軟性に富んだ空気調和機制御シス
テムを得ることができる。

さらに、上記のようにして設定された居住空間に対す
る居住者の好みの相違をスイッチにより受け付けるよう
にするので、個人差に合致する快適居住空間を提供する
ことができる。

さらに、上記本発明の空気調和機制御システムに除
湿、加湿、赤外線ヒータ、ブラインド、換気扇を加え、
快適性をさらに精緻に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例に係る空気調和機制御装置の
構成図、第２図は本発明の１実施例に係る快適性演算手
段の構成図、第３図（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ、本発明
の１実施例に適用する環境６要素に係るメンバシップ関
数、第４図は本発明の１実施例に適用する快適性に係る
メンバシップ関数、第５図は本発明の１実施例に適用す
る快適性演算規則、第６図（ａ）〜（ｈ）は本発明の実
施例に適用するファジイ推論過程説明図、第７図は本発
明の１実施例に適用する環境操作量演算手段と空気調和
機指令演算手段の構成図、第８図は本発明の１実施例に
適用する空気調和機指令演算手段の構成図、第９図およ
び第10図（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明の１実施例に
係る各操作量の演算用のメンバシップ関数、第11図は本
発明の１実施例に適用する快適性演算規則、第12図は本
発明の１実施例に係る快適性演算手段の構成図、第13図
は第12図に係る快適性演算規則、第14図（ａ）〜（ｄ）
はそれぞれ第12図に係るメンバシップ関数とその修正特
性図、第15図は本発明の１実施例に係る快適性演算手段
の構成図、第16図ないし第19図はそれぞれ第15図に係る
快適指標の補正に用いる演算規則、第20図は本発明の１
実施例に係る空気調和機制御装置の構成図、第21図は第
20図に係る好み情報の演算規則、第22図は本発明の１実
施例に係る空気調和機指令演算手段の構成図、第23図は
第22図に係る好み情報の演算規則、第24図は本発明の１
実施例に係る空気調和機制御装置の構成図である。 100……環境状態検出手段、101……環境状態予想手段、
102、410等……各快適性演算手段、103……環境操作量
演算手段、104……空気調和機指令演算手段、160……環
境制御装置指令演算手段、105……室内側制御装置、106
……室外側制御装置、107……環境誤差演算手段、109…
…快適性指令装置、111……空気調和装置運転状態観測
装置、150……湿度制御装置、151……環境制御装置。

フロントページの続き (72)発明者小林実栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株式会社日立製作所栃木工場内 (72)発明者井上義美東京都港区西新橋２丁目15番２号株式会社日立製作所家電事業本部内 (56)参考文献特開昭63−131942（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−91735（ＪＰ，Ａ) 特開平２−178555（ＪＰ，Ａ) 実開平３−170741（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F24F 11/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】空気調和機を含み、温度、湿度その他の各
環境値の快適性適合度を判定する環境項目別適合度判定
手段と、上記各環境値の快適性適合度に対応する快適指
標関数を指定する演算規則記憶手段と、上記快適指標関
数を対応する環境値の快適性適合度により重み付けして
積算し居住空間の総合快適度を算出する手段と、快適性
指令値生成手段とを備え、上記総合快適度と快適性指令
値とを比較して得られる快適度誤差信号により制御する
室内環境制御装置において、さらに、上記快適度誤差信
号の変化速度を検出する手段と、上記快適度誤差信号と
その変化速度信号のそれぞれの適合度を判定する手段
と、上記快適度誤差信号とその変化速度信号の適合度に
対応して上記空気調和機の操作量関数を指定する操作量
演算規則と、上記各操作量関数を上記快適度誤差信号と
その変化速度信号により重み付けして積算して上記空気
調和機の操作量を算出する手段とを備えるようにしたこ
とを特徴とする室内環境制御装置。
【請求項２】空気調和機を含み、温度、湿度その他の各
環境値の一方の各環境値に対する環境性適合度を判定す
る環境項目別適合度判定手段と、上記各快適性適合度に
対応する快適指標関数を指定する演算規則記憶手段と、
上記各快適指標関数を対応する快適性適合度により重み
付けして積算し上記の環境項目に対する快適度を算出す
る手段と、上記各環境値の他方の各環境値に応じて前記
快適度を補正する手段と、補正された上記快適度と快適
指令値とを比較して得られる信号により環境制御装置を
制御するようにしたことを特徴とする室内環境制御装
置。
【請求項３】請求項１において、上記環境値に対する操
作者の好みを指示する好み指令手段と、上記好み指令に
対応して総合快適度を修正する手段とを備えるようにし
たことを特徴とする室内環境制御装置。
【請求項４】請求項２また３において、さらに、上記快
適度誤差信号の変化速度を検出する手段と、上記快適度
誤差信号とその変化速度信号のそれぞれの適合度を判定
する手段と、上記快適度誤差信号とその変化速度信号の
適合度に対応して上記空気調和機の操作量関数を指定す
る操作量演算規則と、上記各操作量関数を上記快適度誤
差信号とその変化速度信号により重み付けして積算して
上記空気調和機の操作量を算出する手段とを備えるよう
にしたことを特徴とする室内環境制御装置。
【請求項５】請求項１または４において、上記操作量演
算規則は、上記快適度誤差信号とその変化速度信号の適
合度に対応して上記空気調和機の室内機用操作量関数と
室外機用操作関数とを指定する手段を備え、上記空気調
和機の操作量算出手段は、上記室内機用および室外機用
の各操作関数を上記快適度誤差信号とその変化速度信号
により重み付けして積算して上記空気調和機の室内機用
および室外機操作量を算出する手段とを備えるようにし
たことを特徴とする室内環境制御装置。