JP2915805B2 - 空気調和機の制御装置 - Google Patents
空気調和機の制御装置Info
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- JP2915805B2 JP2915805B2 JP6231068A JP23106894A JP2915805B2 JP 2915805 B2 JP2915805 B2 JP 2915805B2 JP 6231068 A JP6231068 A JP 6231068A JP 23106894 A JP23106894 A JP 23106894A JP 2915805 B2 JP2915805 B2 JP 2915805B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、室内の空気を循環させ
ることにより、室温を設定温度に合わせて調整する空気
調和機の制御装置に関する。
ることにより、室温を設定温度に合わせて調整する空気
調和機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１は、本発明の対象とする空気調和機
の概略構成図で、室外機１が、室内に設置される室内機
２に接続されて構成される。図２は、上記図１に示す空
気調和機における制御装置の構成を示すブロック図であ
る。同図に示すように、設定温度ＳＰと室温Ｔａとの偏
差ｅが、微分回路３及びファジィ演算部４に入力され
る。微分回路３は、上記設定温度ＳＰと室温Ｔａとの偏
差ｅから時間的変化率Δｅを求め、ファジィ演算部４に
入力する。このファジィ演算部４は、設定温度ＳＰと室
温Ｔａとの偏差ｅと、この偏差ｅの時間的変化率Δｅか
らファジィ演算を行なう手段であり、圧縮機増分Δｆを
算出する。このΔｆは、上記ファジィ演算において用い
られるファジィ集合における圧縮機増分を示している。
上記ファジィ演算部４は、上記圧縮機増分Δｆを基にし
て圧縮機回転数増分ΔＦを算出し、回転数演算部５に送
出する。
の概略構成図で、室外機１が、室内に設置される室内機
２に接続されて構成される。図２は、上記図１に示す空
気調和機における制御装置の構成を示すブロック図であ
る。同図に示すように、設定温度ＳＰと室温Ｔａとの偏
差ｅが、微分回路３及びファジィ演算部４に入力され
る。微分回路３は、上記設定温度ＳＰと室温Ｔａとの偏
差ｅから時間的変化率Δｅを求め、ファジィ演算部４に
入力する。このファジィ演算部４は、設定温度ＳＰと室
温Ｔａとの偏差ｅと、この偏差ｅの時間的変化率Δｅか
らファジィ演算を行なう手段であり、圧縮機増分Δｆを
算出する。このΔｆは、上記ファジィ演算において用い
られるファジィ集合における圧縮機増分を示している。
上記ファジィ演算部４は、上記圧縮機増分Δｆを基にし
て圧縮機回転数増分ΔＦを算出し、回転数演算部５に送
出する。
【０００３】回転数演算部５は、１つの値である上記圧
縮機回転数増分ΔＦと、現在の回転数との和を取って最
新の圧縮機回転数Ｆを求め、圧縮機６に送出する。圧縮
機６からは、上記圧縮機回転数Ｆを基にして熱量、即ち
能力Ｑs が出力され、室内機２に送られる。上記能力Ｑ
s は、室内機２内部の室内熱交換器７に送出される。こ
の室内熱交換器７は、内部に熱交換器及び温度センサ
（図示せず）とを有しており、上記能力Ｑs に従って空
気を循環させ、室温を設定温度に一致させるように調整
する手段として作用する。なお、室外機１は、圧縮機６
によって構成され、室内機２は、微分回路３、ファジィ
演算部４、回転数演算部５、室内熱交換器７によって構
成される。
縮機回転数増分ΔＦと、現在の回転数との和を取って最
新の圧縮機回転数Ｆを求め、圧縮機６に送出する。圧縮
機６からは、上記圧縮機回転数Ｆを基にして熱量、即ち
能力Ｑs が出力され、室内機２に送られる。上記能力Ｑ
s は、室内機２内部の室内熱交換器７に送出される。こ
の室内熱交換器７は、内部に熱交換器及び温度センサ
（図示せず）とを有しており、上記能力Ｑs に従って空
気を循環させ、室温を設定温度に一致させるように調整
する手段として作用する。なお、室外機１は、圧縮機６
によって構成され、室内機２は、微分回路３、ファジィ
演算部４、回転数演算部５、室内熱交換器７によって構
成される。
【０００４】上述した制御方法について更に詳細に説明
する。図２において、まず設定温度ＳＰと室温Ｔａか
ら、偏差ｅが求められる。更に、この偏差ｅは、微分回
路３に入力されて上記偏差ｅの時間的変化率Δｅが求め
られる。次に、上記偏差ｅと時間的変化率Δｅは、ファ
ジィ演算部４に出力される。このファジィ演算部４にお
いて行なわれる演算（ファジィ演算）について、以下に
説明する。
する。図２において、まず設定温度ＳＰと室温Ｔａか
ら、偏差ｅが求められる。更に、この偏差ｅは、微分回
路３に入力されて上記偏差ｅの時間的変化率Δｅが求め
られる。次に、上記偏差ｅと時間的変化率Δｅは、ファ
ジィ演算部４に出力される。このファジィ演算部４にお
いて行なわれる演算（ファジィ演算）について、以下に
説明する。
【０００５】ファジィ演算部４において、偏差ｅ、時間
的変化率Δｅ、そして上記圧縮機増分Δｆに関し、それ
ぞれが正に大きい場合をＰＢ、正に小さい場合をＰＳ、
ちょうどよい場合をＺＯ、負に小さい場合をＮＳ、負に
大きい場合をＮＢというファジィ集合が定義されてい
る。この状態において、ファジィ演算部４は、上記ファ
ジィ集合に当てはまる度合を示す図３のメンバーシップ
関数に、入力された上記偏差ｅと時間的変化率Δｅを各
々当てはめ、このｅとΔｅのグレードを求める。上記図
３において、横軸は偏差ｅ、時間的変化率Δｅ、圧縮機
増分Δｆの値（ｘ1 〜ｘ7 は、任意の値を示す）であ
り、縦軸はグレードを表している。例えば同図に示す偏
差ｅの値について、ｘ1 〜ｘ7 の値がそれぞれ０〜６
（括弧内の値）であるとし、上記偏差ｅの入力値が２．
５であった場合、ＮＢ，ＮＳ，ＺＯ，ＰＳ，ＰＢの各フ
ァジィ集合における上記偏差ｅのグレードは、順に０，
０．５，０．５，０，０となる。即ちこの場合、上記偏
差ｅの値によって上記各ファジィ集合からグレードが求
められることになる。また、このグレードは「１」の値
に近付くほど、上記各ファジィ集合に属する度合が高く
なることを表している。
的変化率Δｅ、そして上記圧縮機増分Δｆに関し、それ
ぞれが正に大きい場合をＰＢ、正に小さい場合をＰＳ、
ちょうどよい場合をＺＯ、負に小さい場合をＮＳ、負に
大きい場合をＮＢというファジィ集合が定義されてい
る。この状態において、ファジィ演算部４は、上記ファ
ジィ集合に当てはまる度合を示す図３のメンバーシップ
関数に、入力された上記偏差ｅと時間的変化率Δｅを各
々当てはめ、このｅとΔｅのグレードを求める。上記図
３において、横軸は偏差ｅ、時間的変化率Δｅ、圧縮機
増分Δｆの値（ｘ1 〜ｘ7 は、任意の値を示す）であ
り、縦軸はグレードを表している。例えば同図に示す偏
差ｅの値について、ｘ1 〜ｘ7 の値がそれぞれ０〜６
（括弧内の値）であるとし、上記偏差ｅの入力値が２．
５であった場合、ＮＢ，ＮＳ，ＺＯ，ＰＳ，ＰＢの各フ
ァジィ集合における上記偏差ｅのグレードは、順に０，
０．５，０．５，０，０となる。即ちこの場合、上記偏
差ｅの値によって上記各ファジィ集合からグレードが求
められることになる。また、このグレードは「１」の値
に近付くほど、上記各ファジィ集合に属する度合が高く
なることを表している。
【０００６】また、図４に、室温Ｔａを設定温度ＳＰで
安定させるために作成した上記偏差ｅ、時間的変化率Δ
ｅ、圧縮機増分Δｆの関係、即ち制御ルールを示す。同
図に示す１５の制御ルールは、上記偏差ｅと時間的変化
率Δｅから圧縮機増分Δｆを決定するものである。ま
た、図５に、暖房運転時における図４に関連した制御ル
ールを示す。図５に示すように、例えばルール１につい
て、設定温度ＳＰと室温Ｔａとの偏差ｅがかなり高く、
この偏差ｅの時間的変化率Δｅ（温度変化）が大きく上
昇している場合については、圧縮機回転数増分ΔＦを大
きく下げることにより、室温Ｔａを上記設定温度ＳＰに
一致させるよう温度調整を行なうものである。なお、図
５は、暖房時について示したが、冷房時における制御ル
ールについては、上記偏差ｅを正負逆（例：かなり高い
→かなり低い）にしてファジィ演算部４において用い
る。
安定させるために作成した上記偏差ｅ、時間的変化率Δ
ｅ、圧縮機増分Δｆの関係、即ち制御ルールを示す。同
図に示す１５の制御ルールは、上記偏差ｅと時間的変化
率Δｅから圧縮機増分Δｆを決定するものである。ま
た、図５に、暖房運転時における図４に関連した制御ル
ールを示す。図５に示すように、例えばルール１につい
て、設定温度ＳＰと室温Ｔａとの偏差ｅがかなり高く、
この偏差ｅの時間的変化率Δｅ（温度変化）が大きく上
昇している場合については、圧縮機回転数増分ΔＦを大
きく下げることにより、室温Ｔａを上記設定温度ＳＰに
一致させるよう温度調整を行なうものである。なお、図
５は、暖房時について示したが、冷房時における制御ル
ールについては、上記偏差ｅを正負逆（例：かなり高い
→かなり低い）にしてファジィ演算部４において用い
る。
【０００７】上記した方法を用いて図３に示すメンバー
シップ関数から、ファジィ演算部４は、上記偏差ｅと時
間的変化率Δｅの値を基にして、上記１５の制御ルール
各々について圧縮機増分Δｆのグレードを求める。
シップ関数から、ファジィ演算部４は、上記偏差ｅと時
間的変化率Δｅの値を基にして、上記１５の制御ルール
各々について圧縮機増分Δｆのグレードを求める。
【０００８】ここで、図８に示す従来において使用され
る演算過程を用いて圧縮機回転数増分ΔＦが求められる
までの動作を説明する。同図において、例えば設定温度
ＳＰと室温Ｔａとの偏差をｅ2 、この偏差ｅ2の時間的
変化率をΔｅ2 とした場合、図４から適用されるルール
（この場合、ルール３，４，８とする）が求められる。
また、上記偏差ｅ2 と時間的変化率Δｅ2 の上記ルール
３，４，８におけるグレードが、上記した手順から図８
に示す値を取るとすると、上記偏差ｅ2 と時間的変化率
Δｅ2 のグレードのうち、値の小さい方、即ち最小値が
圧縮機増分Δｆのグレードとなる。例えば図８に示すル
ール３について、偏差ｅ2 のグレードは０．３であり、
時間的変化率Δｅ2 のグレードは０．５であるから、圧
縮機増分Δｆのグレードは２つのうちの最小値、つまり
０．３になる。
る演算過程を用いて圧縮機回転数増分ΔＦが求められる
までの動作を説明する。同図において、例えば設定温度
ＳＰと室温Ｔａとの偏差をｅ2 、この偏差ｅ2の時間的
変化率をΔｅ2 とした場合、図４から適用されるルール
（この場合、ルール３，４，８とする）が求められる。
また、上記偏差ｅ2 と時間的変化率Δｅ2 の上記ルール
３，４，８におけるグレードが、上記した手順から図８
に示す値を取るとすると、上記偏差ｅ2 と時間的変化率
Δｅ2 のグレードのうち、値の小さい方、即ち最小値が
圧縮機増分Δｆのグレードとなる。例えば図８に示すル
ール３について、偏差ｅ2 のグレードは０．３であり、
時間的変化率Δｅ2 のグレードは０．５であるから、圧
縮機増分Δｆのグレードは２つのうちの最小値、つまり
０．３になる。
【０００９】ファジィ演算部４において、上記ルール
３，４，８における圧縮機増分Δｆのメンバーシップ関
数が重ね合わせられ、図８（ａ）に示す点線の上記圧縮
機増分Δｆの出力分布（ファジィ分布）が求められる。
しかし、上記したＭｉｎ−Ｍａｘ−重心法においては、
重なった部分の圧縮機増分Δｆのグレードの最大値のみ
を採用するため、上記図８（ａ）に示す点線の分布は、
実際には同図（ｂ）に示される実線の出力分布となる。
上記ファジィ演算部４は、上記実線の出力分布の重心を
求めて圧縮機回転数増分ΔＦとする。
３，４，８における圧縮機増分Δｆのメンバーシップ関
数が重ね合わせられ、図８（ａ）に示す点線の上記圧縮
機増分Δｆの出力分布（ファジィ分布）が求められる。
しかし、上記したＭｉｎ−Ｍａｘ−重心法においては、
重なった部分の圧縮機増分Δｆのグレードの最大値のみ
を採用するため、上記図８（ａ）に示す点線の分布は、
実際には同図（ｂ）に示される実線の出力分布となる。
上記ファジィ演算部４は、上記実線の出力分布の重心を
求めて圧縮機回転数増分ΔＦとする。
【００１０】上記した過程によって求められた上記圧縮
機回転数増分ΔＦは、ファジィ演算部４から回転数演算
部５に出力される。次に回転数演算部５から圧縮機６に
対して最新の回転数Ｆが出力される。上記回転数Ｆを基
に、圧縮機６から室内機２に対して能力Ｑs が出力さ
れ、室内において室温Ｔａは、設定温度ＳＰに合わせて
調整される。
機回転数増分ΔＦは、ファジィ演算部４から回転数演算
部５に出力される。次に回転数演算部５から圧縮機６に
対して最新の回転数Ｆが出力される。上記回転数Ｆを基
に、圧縮機６から室内機２に対して能力Ｑs が出力さ
れ、室内において室温Ｔａは、設定温度ＳＰに合わせて
調整される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上記したＭｉｎ−Ｍａ
ｘ−重心法を用いた従来の空気調和機の制御装置におい
ては、例えば図８に示すように、各制御ルールごと（図
８の場合ではルール３，４，８）に偏差ｅ2 と時間的変
化率Δｅ2 のグレードのうち、小さい方の入力値を圧縮
機増分Δｆのグレードとして採用しているために、大き
い方の入力値が圧縮機増分Δｆの出力分布に影響を与え
ない。また、上記各制御ルールにおける圧縮機増分Δｆ
のメンバーシップ関数の集合、つまり和集合の重心を取
るため、上記圧縮機増分Δｆの出力分布に影響を与えな
いルールが存在する。即ち、図８（ｂ）におけるＡ部分
（横斜線部分）及びＢ部分（縦斜線部分）は、圧縮機回
転数増分ΔＦの出力には影響しない部分となる。また、
上記Ｍｉｎ−Ｍａｘ−重心法を用いたファジィ演算にお
いては、オーバシュートを抑えるためのルール４，７を
初めとする上記制御ルールの強調ができない。従って、
例えば周波数量子化幅の小量化といった設計仕様の変化
や負荷に見合った空調機を用いていない部屋での制御に
おけるオーバシュートの増加を防ぐことができないとい
う問題点があった。
ｘ−重心法を用いた従来の空気調和機の制御装置におい
ては、例えば図８に示すように、各制御ルールごと（図
８の場合ではルール３，４，８）に偏差ｅ2 と時間的変
化率Δｅ2 のグレードのうち、小さい方の入力値を圧縮
機増分Δｆのグレードとして採用しているために、大き
い方の入力値が圧縮機増分Δｆの出力分布に影響を与え
ない。また、上記各制御ルールにおける圧縮機増分Δｆ
のメンバーシップ関数の集合、つまり和集合の重心を取
るため、上記圧縮機増分Δｆの出力分布に影響を与えな
いルールが存在する。即ち、図８（ｂ）におけるＡ部分
（横斜線部分）及びＢ部分（縦斜線部分）は、圧縮機回
転数増分ΔＦの出力には影響しない部分となる。また、
上記Ｍｉｎ−Ｍａｘ−重心法を用いたファジィ演算にお
いては、オーバシュートを抑えるためのルール４，７を
初めとする上記制御ルールの強調ができない。従って、
例えば周波数量子化幅の小量化といった設計仕様の変化
や負荷に見合った空調機を用いていない部屋での制御に
おけるオーバシュートの増加を防ぐことができないとい
う問題点があった。
【００１２】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、設計仕様の変更や、使用環境の変化に対応できるよ
うに、オーバシュートを小さくすることを可能にする空
気調和機の制御装置を提供することを目的とする。
で、設計仕様の変更や、使用環境の変化に対応できるよ
うに、オーバシュートを小さくすることを可能にする空
気調和機の制御装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、室温を検知し
て設定温度との偏差及びこの偏差の時間的変化率からフ
ァジィ演算することにより、圧縮機回転数の制御を行な
う空気調和機の制御装置において、設定温度に基づいて
室温を安定させるために定められた複数の制御ルールの
各々における上記偏差のグレードとこの偏差の時間的変
化率のグレードとを求めて積算し、かつ、上記複数の制
御ルールのうち、任意の制御ルールについて上記積算し
た結果を各々加算し、この加算結果に基づいて作成され
た合成の出力分布の重心を求めることにより、上記圧縮
機回転数の増分を算出する代数積−加算−重心法を用い
てファジィ演算を行なう手段と、この手段によって求め
られた上記圧縮機回転数の増分を基にして、最新の圧縮
機回転数を出力する回転数演算部と、この回転数演算部
から出力された上記最新の回転数から熱量を出力する圧
縮機と、この圧縮機から出力された上記熱量を基にし
て、室温を設定温度に合わせて調整する手段とを具備し
たことを特徴とする。
て設定温度との偏差及びこの偏差の時間的変化率からフ
ァジィ演算することにより、圧縮機回転数の制御を行な
う空気調和機の制御装置において、設定温度に基づいて
室温を安定させるために定められた複数の制御ルールの
各々における上記偏差のグレードとこの偏差の時間的変
化率のグレードとを求めて積算し、かつ、上記複数の制
御ルールのうち、任意の制御ルールについて上記積算し
た結果を各々加算し、この加算結果に基づいて作成され
た合成の出力分布の重心を求めることにより、上記圧縮
機回転数の増分を算出する代数積−加算−重心法を用い
てファジィ演算を行なう手段と、この手段によって求め
られた上記圧縮機回転数の増分を基にして、最新の圧縮
機回転数を出力する回転数演算部と、この回転数演算部
から出力された上記最新の回転数から熱量を出力する圧
縮機と、この圧縮機から出力された上記熱量を基にし
て、室温を設定温度に合わせて調整する手段とを具備し
たことを特徴とする。
【００１４】
【作用】室温と設定温度との偏差及びこの偏差の時間的
変化率が求められ、ファジィ演算を行なう手段に入力さ
れる。このファジィ演算を行なう手段は、設定温度に基
づいて室温を安定させるために定められた複数の制御ル
ールの各々における、上記偏差のグレード及びこの偏差
の時間的変化率のグレードを求めて積算し、この積算し
た結果の値を圧縮機増分のグレードとする。更に、上記
複数の制御ルールのうち、オーバシュートを抑える制御
ルールの強調も行なう。次に、上記ファジィ演算を行な
う手段は、上記複数の制御ルール各々における圧縮機増
分のグレードである上記積算した結果の値を各々加算
し、この加算の結果に基づいて作成された合成出力分布
の重心を取り、圧縮機回転数の増分として回転数演算部
に出力する。回転数演算部は、上記圧縮機回転数の増分
を現在運転している周波数に加算し、最新の回転数を算
出して圧縮機に出力する。この圧縮機は、上記最新の回
転数から熱量を発生させ、室温を設定温度に合わせて調
整する手段に送出する。この手段は、上記熱量を基に、
現況の室温を設定温度に合わせて変化させる。
変化率が求められ、ファジィ演算を行なう手段に入力さ
れる。このファジィ演算を行なう手段は、設定温度に基
づいて室温を安定させるために定められた複数の制御ル
ールの各々における、上記偏差のグレード及びこの偏差
の時間的変化率のグレードを求めて積算し、この積算し
た結果の値を圧縮機増分のグレードとする。更に、上記
複数の制御ルールのうち、オーバシュートを抑える制御
ルールの強調も行なう。次に、上記ファジィ演算を行な
う手段は、上記複数の制御ルール各々における圧縮機増
分のグレードである上記積算した結果の値を各々加算
し、この加算の結果に基づいて作成された合成出力分布
の重心を取り、圧縮機回転数の増分として回転数演算部
に出力する。回転数演算部は、上記圧縮機回転数の増分
を現在運転している周波数に加算し、最新の回転数を算
出して圧縮機に出力する。この圧縮機は、上記最新の回
転数から熱量を発生させ、室温を設定温度に合わせて調
整する手段に送出する。この手段は、上記熱量を基に、
現況の室温を設定温度に合わせて変化させる。
【００１５】上記のように、積算演算を行なうことによ
り、圧縮機増分が、上記偏差及びこの偏差の時間的変化
率の両方の影響を受けることができ、更に、加算演算を
行なうことにより、上記複数の制御ルール全てが上記合
成出力分布に影響を与えることができる。また、オーバ
シュートを抑える制御ルールの強調を行なうことによ
り、設計仕様の変更や使用環境の変化等に不利であるオ
ーバシュートを従来の制御方法に比べて小さくすること
ができる。
り、圧縮機増分が、上記偏差及びこの偏差の時間的変化
率の両方の影響を受けることができ、更に、加算演算を
行なうことにより、上記複数の制御ルール全てが上記合
成出力分布に影響を与えることができる。また、オーバ
シュートを抑える制御ルールの強調を行なうことによ
り、設計仕様の変更や使用環境の変化等に不利であるオ
ーバシュートを従来の制御方法に比べて小さくすること
ができる。
【００１６】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。本発明は、図１に示したように室外機１及び室
内機２からなる空気調和機を対象とし、図２に示した制
御装置のファジィ演算部４において行なわれるファジィ
演算に、代数積−加算−重心法を適用して温度制御を行
なうことを特徴としている。
明する。本発明は、図１に示したように室外機１及び室
内機２からなる空気調和機を対象とし、図２に示した制
御装置のファジィ演算部４において行なわれるファジィ
演算に、代数積−加算−重心法を適用して温度制御を行
なうことを特徴としている。
【００１７】以下、このファジィ演算部４を中心とする
制御動作について説明する。図２に示す制御装置におい
て、まず、設定温度ＳＰと検知された室温Ｔａとの偏差
ｅ1 が求められ、微分回路３に入力されて時間的変化率
Δｅ1 が求められる。上記偏差ｅ1 と時間的変化率Δｅ
1 は、ファジィ演算部４に入力される。このファジィ演
算部４において、任意のルールｊに関する偏差ｅのメン
バーシップ関数をＡｊ1 、偏差ｅの時間的変化率Δｅの
メンバーシップ関数をＡｊ2 とすると、上記した１５の
制御ルール各々の適合度Ｗｊは以下の演算によって求め
られる。
制御動作について説明する。図２に示す制御装置におい
て、まず、設定温度ＳＰと検知された室温Ｔａとの偏差
ｅ1 が求められ、微分回路３に入力されて時間的変化率
Δｅ1 が求められる。上記偏差ｅ1 と時間的変化率Δｅ
1 は、ファジィ演算部４に入力される。このファジィ演
算部４において、任意のルールｊに関する偏差ｅのメン
バーシップ関数をＡｊ1 、偏差ｅの時間的変化率Δｅの
メンバーシップ関数をＡｊ2 とすると、上記した１５の
制御ルール各々の適合度Ｗｊは以下の演算によって求め
られる。
【００１８】 Ｗｊ＝Ａｊ1 （ｅ１）×Ａｊ2 （Δｅ１） …（１） 但し、図４、図５に示す空気調和機の立上がり時に発生
するオーバシュートに大きく寄与するルール４とルール
７については、適合度Ｗｊは以下の演算を行なうことに
より、上記ルール４とルール７の強調を行なう。
するオーバシュートに大きく寄与するルール４とルール
７については、適合度Ｗｊは以下の演算を行なうことに
より、上記ルール４とルール７の強調を行なう。
【００１９】 Ｗｊ＝｛Ａｊ1 （ｅ１）×Ａｊ2 （Δｅ１）｝×２ …（２） また、制御ルールｊに関する圧縮機増分Δｆのメンバー
シップ関数をＢｊとすると、偏差ｅ1 と時間的変化率Δ
ｅ1 による圧縮機回転数増分ΔＦ1 は、以下の演算によ
って計算される圧縮機増分Δｆ1 の重心の値である。
シップ関数をＢｊとすると、偏差ｅ1 と時間的変化率Δ
ｅ1 による圧縮機回転数増分ΔＦ1 は、以下の演算によ
って計算される圧縮機増分Δｆ1 の重心の値である。
【００２０】
【数１】
【００２１】上記（３）式の演算により、適合度Ｗ１を
ピーク値とするメンバーシップ関数Ｂ１，適合度Ｗ２を
ピーク値とするメンバーシップ関数Ｂ２，…，適合度Ｗ
ｎをピーク値とするメンバーシップ関数Ｂｎの総和が取
られ、圧縮機増分Δｆ1 が求められる。ファジィ演算部
４は、上記圧縮機増分Δｆ1 の重心を取って圧縮機回転
数増分ΔＦ1 を求め、回転数演算部５に出力する。回転
数演算部５は、上記圧縮機回転数増分ΔＦ1 と以前のサ
ンプリング時の圧縮機回転数との和を取り、最新の圧縮
機回転数Ｆを求める。
ピーク値とするメンバーシップ関数Ｂ１，適合度Ｗ２を
ピーク値とするメンバーシップ関数Ｂ２，…，適合度Ｗ
ｎをピーク値とするメンバーシップ関数Ｂｎの総和が取
られ、圧縮機増分Δｆ1 が求められる。ファジィ演算部
４は、上記圧縮機増分Δｆ1 の重心を取って圧縮機回転
数増分ΔＦ1 を求め、回転数演算部５に出力する。回転
数演算部５は、上記圧縮機回転数増分ΔＦ1 と以前のサ
ンプリング時の圧縮機回転数との和を取り、最新の圧縮
機回転数Ｆを求める。
【００２２】ここで、図２に示す設定温度ＳＰと室温Ｔ
ａとの偏差をｅ2 とし、また、この偏差ｅ2 の時間的変
化率をΔｅ2 とした場合についての演算過程を図６を用
いて説明する。
ａとの偏差をｅ2 とし、また、この偏差ｅ2 の時間的変
化率をΔｅ2 とした場合についての演算過程を図６を用
いて説明する。
【００２３】この場合において用いられる制御ルール
は、ルール３，４，８である。即ち、上記偏差ｅ2 及び
時間的変化率Δｅ2 の値が、ファジィ演算部４に入力さ
れた際に、図３に示すＰＢ，ＰＳ，ＺＯ，ＮＳ，ＮＢの
各ファジィ集合の偏差ｅ2 、時間的変化率Δｅ2 に対す
るグレードが求められる。このグレードを上記した１５
個の制御ルールに当てはめた時に、上記偏差ｅ2 、時間
的変化率Δｅ2 のグレードのうち、どちらかが０のもの
は、圧縮機増分Δｆのグレードが０になるために出力分
布に全く影響を与えない。即ち、上記偏差ｅ2 、時間的
変化率Δｅ2 のグレードが共に０以外の値を持つルール
のみがここで用いられることになる。従って、この例に
おいてはルール３，４，８の３つが用いられている。
は、ルール３，４，８である。即ち、上記偏差ｅ2 及び
時間的変化率Δｅ2 の値が、ファジィ演算部４に入力さ
れた際に、図３に示すＰＢ，ＰＳ，ＺＯ，ＮＳ，ＮＢの
各ファジィ集合の偏差ｅ2 、時間的変化率Δｅ2 に対す
るグレードが求められる。このグレードを上記した１５
個の制御ルールに当てはめた時に、上記偏差ｅ2 、時間
的変化率Δｅ2 のグレードのうち、どちらかが０のもの
は、圧縮機増分Δｆのグレードが０になるために出力分
布に全く影響を与えない。即ち、上記偏差ｅ2 、時間的
変化率Δｅ2 のグレードが共に０以外の値を持つルール
のみがここで用いられることになる。従って、この例に
おいてはルール３，４，８の３つが用いられている。
【００２４】図６における上記制御ルール３，４，８の
適合度Ｗ３，Ｗ４，Ｗ８は上記（１），（２）式から次
の値になる。 Ｗ３＝０．３×０．５＝０．１５ …（４） Ｗ４＝（０．６×０．５）×２＝０．６ …（５） Ｗ８＝０．６×０．５＝０．３ …（６） また、圧縮機増分の出力分布Δｆ2 は上記（３）式から
以下のように求められる。
適合度Ｗ３，Ｗ４，Ｗ８は上記（１），（２）式から次
の値になる。 Ｗ３＝０．３×０．５＝０．１５ …（４） Ｗ４＝（０．６×０．５）×２＝０．６ …（５） Ｗ８＝０．６×０．５＝０．３ …（６） また、圧縮機増分の出力分布Δｆ2 は上記（３）式から
以下のように求められる。
【００２５】 Δｆ2 ＝［Ｗ３・Ｂ３］＋［Ｗ４・Ｂ４］＋［Ｗ８・Ｂ８］ …（７） ルール３，４，８各々についての圧縮機増分Δｆのメン
バーシップ関数Ｂ３，Ｂ４，Ｂ８は、図４に示す制御ル
ールからわかるように、それぞれＮＳ，ＮＳ，ＺＯであ
り、これらの山部分は、上記各制御ルールの適合度で評
価された圧縮機増分Δｆを示している。従って出力分布
は、図６（ａ）に示す各制御ルールにおける圧縮機増分
Δｆの出力分布を合成した実線部分となり、圧縮機回転
数Ｆの増分ΔＦ2 は、出力分布Δｆ2 の重心である。
バーシップ関数Ｂ３，Ｂ４，Ｂ８は、図４に示す制御ル
ールからわかるように、それぞれＮＳ，ＮＳ，ＺＯであ
り、これらの山部分は、上記各制御ルールの適合度で評
価された圧縮機増分Δｆを示している。従って出力分布
は、図６（ａ）に示す各制御ルールにおける圧縮機増分
Δｆの出力分布を合成した実線部分となり、圧縮機回転
数Ｆの増分ΔＦ2 は、出力分布Δｆ2 の重心である。
【００２６】上記図６に示す上段部分は制御ルール３、
また中段部分はルール４、下段部分はルール８について
示し、また、各ルールにおいて示されているメンバーシ
ップ関数は、左から偏差ｅ，時間的変化率Δｅ，圧縮機
増分Δｆについての評価関数を表している。
また中段部分はルール４、下段部分はルール８について
示し、また、各ルールにおいて示されているメンバーシ
ップ関数は、左から偏差ｅ，時間的変化率Δｅ，圧縮機
増分Δｆについての評価関数を表している。
【００２７】なお、上述した過程によって、図２に示す
回転数演算部５において求められた最新の回転数Ｆは、
圧縮機６に入力され、能力Ｑs が発生する。この能力Ｑ
s が、圧縮機６から室内熱交換器７に出力される。室内
熱交換器７は、上記能力Ｑsを基にして内部の熱交換器
（図示せず）により、設定温度ＳＰに一致させるように
室温Ｔａを調整する。更に、室内熱交換器７内部の温度
センサ（図示せず）によって現況の温度が検知されて出
力され、入力側に伝達されて以降の演算に用いられる。
回転数演算部５において求められた最新の回転数Ｆは、
圧縮機６に入力され、能力Ｑs が発生する。この能力Ｑ
s が、圧縮機６から室内熱交換器７に出力される。室内
熱交換器７は、上記能力Ｑsを基にして内部の熱交換器
（図示せず）により、設定温度ＳＰに一致させるように
室温Ｔａを調整する。更に、室内熱交換器７内部の温度
センサ（図示せず）によって現況の温度が検知されて出
力され、入力側に伝達されて以降の演算に用いられる。
【００２８】上記のように、空気調和機の制御を行なう
時にファジィ演算部４において代数積−加算−重心法を
適用し、現況の室温Ｔａと設定温度ＳＰとの偏差のグレ
ード及びこの偏差の時間的変化率のグレードを求めて積
算演算することにより、圧縮機増分Δｆが、上記偏差ｅ
及びこの偏差の時間的変化率Δｅの両方の影響を受ける
ことができる。更に、複数の制御ルール各々における圧
縮機増分Δｆのグレード、即ち、上記積算演算による積
算値を各々加算することにより、上記複数の制御ルール
全てが圧縮機増分Δｆの合成出力分布に影響を与えるこ
とができる。
時にファジィ演算部４において代数積−加算−重心法を
適用し、現況の室温Ｔａと設定温度ＳＰとの偏差のグレ
ード及びこの偏差の時間的変化率のグレードを求めて積
算演算することにより、圧縮機増分Δｆが、上記偏差ｅ
及びこの偏差の時間的変化率Δｅの両方の影響を受ける
ことができる。更に、複数の制御ルール各々における圧
縮機増分Δｆのグレード、即ち、上記積算演算による積
算値を各々加算することにより、上記複数の制御ルール
全てが圧縮機増分Δｆの合成出力分布に影響を与えるこ
とができる。
【００２９】また、上記代数積−加算−重心法を適用す
ることにより、上記制御ルールの強調が可能になるの
で、オーバシュートを抑える制御ルール４，７の強調が
でき、設計仕様の変更や使用環境の変化等に対応できる
ようにオーバシュートを従来の制御方法に比べて小さく
することができる。
ることにより、上記制御ルールの強調が可能になるの
で、オーバシュートを抑える制御ルール４，７の強調が
でき、設計仕様の変更や使用環境の変化等に対応できる
ようにオーバシュートを従来の制御方法に比べて小さく
することができる。
【００３０】本発明による冷房運転例を図７に示す。上
記代数積−加算−重心法を用い、ルール４及びルール７
の強調を行なって制御することにより、同図に示すよう
に、従来の空気調和機の制御に比べてオーバシュートを
小さくすることができる。
記代数積−加算−重心法を用い、ルール４及びルール７
の強調を行なって制御することにより、同図に示すよう
に、従来の空気調和機の制御に比べてオーバシュートを
小さくすることができる。
【００３１】なお、上述した実施例では、立上がり時の
オーバシュートに大きく寄与するルール４とルール７に
ついて２倍に強調する例を示したが、本発明では、図４
に示すルール９〜ルール１５のうち、希望のルールを希
望の値だけ強調できるのは言うまでもないことである。
オーバシュートに大きく寄与するルール４とルール７に
ついて２倍に強調する例を示したが、本発明では、図４
に示すルール９〜ルール１５のうち、希望のルールを希
望の値だけ強調できるのは言うまでもないことである。
【００３２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、入力値の
全てが出力分布に影響を与える代数積−加算−重心法を
ファジィ演算を行なう手段に用いることにより、オーバ
シュートを抑える制御ルールが強調できるので、従来の
空気調和機の制御方法と比較して、装置立上がり時にお
けるオーバシュートを抑えることができ、設計仕様の変
更や使用環境の変化への対応が容易に可能になる。
全てが出力分布に影響を与える代数積−加算−重心法を
ファジィ演算を行なう手段に用いることにより、オーバ
シュートを抑える制御ルールが強調できるので、従来の
空気調和機の制御方法と比較して、装置立上がり時にお
けるオーバシュートを抑えることができ、設計仕様の変
更や使用環境の変化への対応が容易に可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の対象とする空気調和機の概略構成図。
【図２】図１における空気調和機の制御装置のブロック
構成図。
構成図。
【図３】任意のファジィ集合に当てはまる度合を示すメ
ンバーシップ関数を示す図。
ンバーシップ関数を示す図。
【図４】圧縮機の回転数を決めるための制御ルールを示
す図。
す図。
【図５】暖房運転を行なう場合についての制御ルールを
説明する図。
説明する図。
【図６】本発明の一実施例に係る圧縮機回転数増分が求
められるまでの演算過程を示す図。
められるまでの演算過程を示す図。
【図７】冷房運転における、本発明及び従来の制御例と
の比較を説明する図。
の比較を説明する図。
【図８】従来における圧縮機回転数増分が求められるま
での演算過程を示す図。
での演算過程を示す図。
１ 室外機 ２ 室内機 ３ 微分回路 ４ ファジィ演算部 ５ 回転数演算部 ６ 圧縮機 ７ 室内熱交換器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−151447（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−203145（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−219941（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F24F 11/02
Claims (1)
- 【請求項１】 室温を検知して設定温度との偏差及びこ
の偏差の時間的変化率からファジィ演算することによ
り、圧縮機回転数の制御を行なう空気調和機の制御装置
において、設定温度に基づいて室温を安定させるために
定められた複数の制御ルールの各々における上記偏差の
グレードとこの偏差の時間的変化率のグレードとを求め
て積算し、かつ、上記複数の制御ルールのうち、任意の
制御ルールについて上記積算した結果を各々加算し、こ
の加算結果に基づいて作成された合成の出力分布の重心
を求めることにより、上記圧縮機回転数の増分を算出す
る代数積−加算−重心法を用いてファジィ演算を行なう
手段と、この手段によって求められた上記圧縮機回転数
の増分を基にして、最新の圧縮機回転数を出力する回転
数演算部と、この回転数演算部から出力された上記最新
の回転数から熱量を出力する圧縮機と、この圧縮機から
出力された上記熱量を基にして、室温を設定温度に合わ
せて調整する手段とを具備したことを特徴とする空気調
和機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6231068A JP2915805B2 (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | 空気調和機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6231068A JP2915805B2 (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | 空気調和機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0894152A JPH0894152A (ja) | 1996-04-12 |
| JP2915805B2 true JP2915805B2 (ja) | 1999-07-05 |
Family
ID=16917789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6231068A Expired - Lifetime JP2915805B2 (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | 空気調和機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2915805B2 (ja) |
-
1994
- 1994-09-27 JP JP6231068A patent/JP2915805B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0894152A (ja) | 1996-04-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990323 |