JP3678822B2 - 空気調和装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、室内温度を設定温度に維持することができる空気調和装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１５は従来の空気調和装置を示す概略構成図であり、また、図１６は例えば特開平６−２８８５９６号公報に示された従来の空気調和装置を示す詳細構成図であり、図において、１は鉄道用の車両、２は乗務員が冷暖房装置５のオン・オフ，空調モード（暖房モードまたは冷房モード）及び設定温度Ｔｓ等を設定する操作スイッチ、３は室内温度Ｔａを検出する室内温度検出器、４は操作スイッチ２の設定内容及び室内温度Ｔａに基づいて冷暖房装置５を制御する演算制御装置、５は冷風または温風等を送出する冷暖房装置、６は図示せぬ制御装置によって制御される外気を取り込む吸気ファン、７は図示せぬ制御装置によって制御される排気ファンである。
【０００３】
また、８は室内温度検出器３により検出された室内温度Ｔａを一定時間記憶する記憶部、９は記憶部８に記憶されている一定時間前の室内温度Ｔａと室内温度検出器３に検出された現在の室内温度Ｔａに基づいて温度変化率ΔＴｒを演算する変化率演算部、１０は室内温度検出器３に検出された現在の室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓを比較して温度偏差量ΔＴｓを演算する偏差量演算部、１１は温度変化率メンバシップ関数を記憶する記憶部、１２は温度偏差量メンバシップ関数を記憶する記憶部、１３は変化率演算部９により演算された温度変化率ΔＴｒを温度変化率メンバシップ関数の入力変数にして最も適合度の高い制御条件を検索する制御条件検索部、１４は偏差量演算部１０により演算された温度偏差量ΔＴｓを温度偏差量メンバシップ関数の入力変数にして最も適合度の高い制御条件を検索する制御条件検索部である。
【０００４】
また、１５は制御ルールを記憶する記憶部、１６は制御条件検索部１３により検索された制御条件と制御条件検索部１４により検索された制御条件を制御ルールと照合して冷暖房装置５における急速運転の継続時間Ｔｃを決定する継続時間決定部、１７は継続時間決定部１６により決定された急速運転の継続時間Ｔｃにしたがって冷暖房装置５における急速運転の継続時間を制御する制御出力部である。
【０００５】
次に動作について説明する。
まず、冷暖房装置５は室内温度Ｔａが設定温度Ｔｓに近い場合には（例えば、設定温度Ｔｓに対して±０．５℃以内にある場合）、現在の冷暖房能力を維持する通常運転を行う（因に、通常運転は、現在の室内温度Ｔａを維持する必要から通常冷暖房能力を抑えて運転する）。
一方、室内温度Ｔａが設定温度Ｔｓから遠い場合には（例えば、設定温度Ｔｓに対して±０．５℃以内にない場合）、室内温度Ｔａを速やかに設定温度Ｔｓに近づける必要があるため、冷暖房能力をフルに発揮する急速運転を行う。
以下、急速運転時における冷暖房装置５の制御について説明する。
【０００６】
まず、Δｔ時間ごとに（測定タイミングとしてΔｔ時間が設定されている場合）、変化率演算部９が記憶部８に記憶されているΔｔ時間前の室内温度Ｔａ（前回の測定タイミングで検出された室内温度Ｔａ）と室内温度検出器３に検出された現在の室内温度Ｔａに基づいて温度変化率ΔＴｒを演算する。
ΔＴｒ＝（現時点のＴａ−Δｔ時間前のＴａ）／Δｔ ・・・（１）
また、Δｔ時間ごとに、偏差量演算部１０が室内温度検出器３に検出された現在の室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓを比較して温度偏差量ΔＴｓを演算する。
ΔＴｓ＝現時点のＴａ−設定温度Ｔｓ ・・・（２）
【０００７】
そして、変化率演算部９が温度変化率ΔＴｒを演算すると、制御条件検索部１３が温度変化率ΔＴｒを温度変化率メンバシップ関数の入力変数にして最も適合度の高い制御条件を検索する。
具体的には、図１７に示すように温度変化率メンバシップ関数が設定されている場合において、温度変化率ΔＴｒが＋０．７である場合には、制御条件ＰＳと制御条件ＰＢが適合するが、制御条件ＰＳの適合度が制御条件ＰＢの適合度より高いので（制御条件ＰＳの適合度が０．６，制御条件ＰＢの適合度が０．４）、制御条件ＰＳを制御条件とする。
因に、ＮＢは負側に変化が極めて大きい、ＮＳは負側に変化が大きい、ＺＯは変化が少ない、ＰＳは正側に変化が大きい、ＰＢは正側に変化が極めて大きいことを示している。
【０００８】
また、偏差量演算部１０が温度偏差量ΔＴｓを演算すると、制御条件検索部１４が温度偏差量ΔＴｓを温度偏差量メンバシップ関数の入力変数にして最も適合度の高い制御条件を検索する。
具体的には、図１８に示すように温度偏差量メンバシップ関数が設定されている場合において、温度偏差量ΔＴｓが＋０．８である場合には、制御条件ＰＳと制御条件ＰＢが適合するが、制御条件ＰＢの適合度が制御条件ＰＳの適合度より高いので（制御条件ＰＳの適合度が０．４，制御条件ＰＢの適合度が０．６）、制御条件ＰＢを制御条件とする。
因に、ＮＢは負側に変化が極めて大きい、ＮＳは負側に変化が大きい、ＺＯは変化が少ない、ＰＳは正側に変化が大きい、ＰＢは正側に変化が極めて大きいことを示している。
【０００９】
そして、制御条件検索部１３，１４が最も適合度の高い制御条件を検索すると、継続時間決定部１６が当該制御条件を制御ルール（図１９は空調モードが暖房モードの場合の制御ルール、図２０は空調モードが冷房モードの場合の制御ルール）と照合して急速運転の継続時間Ｔｃを決定する。
上記のように、制御条件検索部１３が制御条件ＰＳを制御条件とし、制御条件検索部１４が制御条件ＰＢを制御条件としている場合には、暖房モードのとき継続時間ＴｃはＮＢとして決定され、冷房モードのとき継続時間ＴｃはＰＢとして決定される。
因に、ＮＢ＝１分、ＮＳ＝３０秒、ＺＯ＝０秒、ＰＳ＝３０秒、ＰＢ＝１分のように設定されている。
【００１０】
このようにして、継続時間決定部１６が急速運転の継続時間Ｔｃを決定すると、制御出力部１７が冷暖房装置５の急速運転を開始し、急速運転開始後Ｔｃ時間経過すると、急速運転を停止して通常運転に戻るように制御する。
なお、各エリアＡ，Ｂ，Ｃの室内温度を一様にする必要から、通常、各エリアＡ，Ｂ，Ｃの冷暖房能力は同一でなく、中央のエリアＢが両端のエリアＡ，Ｃより冷暖房能力が大きめに割り当てられている。例えば、図１５のように３つのエリアに分割されている場合には、通常、エリアＡ，Ｂ，Ｃの冷暖房能力がそれぞれ３対４対３の比率で割り当てられている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来の空気調和装置は以上のように構成されているので、室内温度Ｔａが設定温度Ｔｓから遠い場合には、ファジー演算を行って急速運転の継続時間Ｔｃを制御するが、室内温度Ｔａが設定温度Ｔｓに近い場合には、単に現在の冷暖房能力を維持するに過ぎないので、室内温度Ｔａを許容温度範囲内に収めることができても、正確に室内温度Ｔａを設定温度Ｔｓに一致させることができない課題があった。
また、図示せぬ制御装置を操作すれば、吸気ファン６及び排気ファン７を用いて外気との換気運転を行うことができるが、換気運転の制御が室内温度Ｔａの制御と無関係に行われるため、室内の設定温度Ｔｓと外気温度Ｔｇの差が大きい場合に換気運転が行われると、冷暖房装置５が冷暖房能力の不足を招き、急速運転を行っても室内温度Ｔａを設定温度Ｔｓに近づけることができなくなる課題もあった。
【００１２】
この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、設定温度に対する室内温度の一致度を高めることができる空気調和装置を得ることを目的とする。
また、この発明は、冷暖房能力の不足を招く可能性がある場合には換気運転を停止することができる空気調和装置を得ることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明に係る空気調和装置は、第１の検索手段により検索された各制御条件と第２の検索手段により検索された各制御条件を適宜組み合わせて所定の制御ルールと照合し、その照合結果に当該制御条件の適合度を乗算するとともに、各乗算結果を互い加算して暖房装置における暖房能力の変化量を決定するようにしたものである。
【００１７】
請求項２記載の発明に係る空気調和装置は、第１の検索手段により検索された各制御条件と第２の検索手段により検索された各制御条件を適宜組み合わせて所定の制御ルールと照合し、その照合結果に当該制御条件の適合度を乗算するとともに、各乗算結果を互い加算して冷房装置における冷房能力の変化量を決定するようにしたものである。
【００１８】
請求項３記載の発明に係る空気調和装置は、第１の検索手段により検索された各制御条件と第２の検索手段により検索された各制御条件を適宜組み合わせて所定の制御ルールと照合し、その照合結果に当該制御条件の適合度を乗算するとともに、各乗算結果を互い加算して冷暖房装置における冷暖房能力の変化量を決定するようにしたものである。
【００１９】
請求項４記載の発明に係る空気調和装置は、室内温度が設定温度より低い場合、暖房装置の最大の暖房能力に対する現在の暖房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行うようにしたものである。
【００２０】
請求項５記載の発明に係る空気調和装置は、室内温度が設定温度より高い場合、冷房装置の最大の冷房能力に対する現在の冷房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行うようにしたものである。
【００２１】
請求項６記載の発明に係る空気調和装置は、現在の空調モードが暖房モードであって室内温度が設定温度より低い場合、及び現在の空調モードが冷房モードであって室内温度が設定温度より高い場合、冷暖房装置の最大の冷暖房能力に対する現在の冷暖房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行うようにしたものである。
【００２２】
請求項７記載の発明に係る空気調和装置は、外気温度が換気下限温度より低い場合、暖房装置の最大の暖房能力に対する現在の暖房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行うようにしたものである。
【００２３】
請求項８記載の発明に係る空気調和装置は、外気温度が換気上限温度より高い場合、冷房装置の最大の冷房能力に対する現在の冷房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行うようにしたものである。
【００２４】
請求項９記載の発明に係る空気調和装置は、現在の空調モードが暖房モードであって外気温度が換気下限温度より低い場合、及び現在の空調モードが冷房モードであって外気温度が換気上限温度より高い場合、冷暖房装置の最大の冷暖房能力に対する現在の冷暖房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行うようにしたものである。
【００２５】
請求項１０記載の発明に係る空気調和装置は、外気温度が換気下限温度より低く、かつ、室内温度が設定温度より低い場合、暖房装置の最大の暖房能力に対する現在の暖房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行うようにしたものである。
【００２６】
請求項１１記載の発明に係る空気調和装置は、外気温度が換気上限温度より高く、かつ、室内温度が設定温度より高い場合、冷房装置の最大の冷房能力に対する現在の冷房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行うようにしたものである。
【００２７】
請求項１２記載の発明に係る空気調和装置は、現在の空調モードが暖房モードであって外気温度が換気下限温度より低く、かつ、室内温度が設定温度より低い場合、及び現在の空調モードが冷房モードであって外気温度が換気上限温度より高く、かつ、室内温度が設定温度より高い場合、冷暖房装置の最大の冷暖房能力に対する現在の冷暖房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行うようにしたものである。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による空気調和装置を示す概略構成図であり、また、図２はこの発明の実施の形態１による空気調和装置を示す詳細構成図であり、図において、１は鉄道用の車両、２は乗務員が冷暖房装置５のオン・オフ，空調モード（暖房モードまたは冷房モード）及び設定温度Ｔｓ等を設定する操作スイッチ、３は室内温度Ｔａを検出する室内温度検出器（室内温度検出手段）、４は操作スイッチ２の設定内容及び室内温度Ｔａに基づいて冷暖房装置５を制御する演算制御装置、５は冷風または温風等を送出する冷暖房装置、６は図示せぬ制御装置によって制御される外気を取り込む吸気ファン、７は図示せぬ制御装置によって制御される排気ファンである。
【００２９】
また、８は室内温度検出器３により検出された室内温度Ｔａを一定時間記憶する記憶部（演算手段）、９は記憶部８に記憶されている一定時間前の室内温度Ｔａと室内温度検出器３に検出された現在の室内温度Ｔａに基づいて温度変化率ΔＴｒを演算する変化率演算部（演算手段）、１０は室内温度検出器３に検出された現在の室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓを比較して温度偏差量ΔＴｓを演算する偏差量演算部（演算手段）、１１は温度変化率メンバシップ関数を記憶する記憶部（記憶手段）、１２は温度偏差量メンバシップ関数を記憶する記憶部（記憶手段）、１３は変化率演算部９により演算された温度変化率ΔＴｒを温度変化率メンバシップ関数の入力変数にして最も適合度の高い制御条件を検索する制御条件検索部（第１の検索手段）、１４は偏差量演算部１０により演算された温度偏差量ΔＴｓを温度偏差量メンバシップ関数の入力変数にして最も適合度の高い制御条件を検索する制御条件検索部（第２の検索手段）である。
【００３０】
また、１５は制御ルールを記憶する記憶部、２１は制御条件検索部１３により検索された制御条件と制御条件検索部１４により検索された制御条件を制御ルールと照合して冷暖房装置５における冷暖房能力の変化量Ｐｗを決定する変化量決定部（変化量決定手段）、２２は変化量決定部２１により決定された冷暖房能力の変化量Ｐｗにしたがって冷暖房装置５における冷暖房能力を制御する制御出力部（制御手段）である。
因に、図３はこの発明の実施の形態１による空気調和装置の動作を示すフローチャートである。
【００３１】
次に動作について説明する。
まず、乗務員が操作スイッチ２によって冷暖房装置５を起動して（ステップＳＴ１）、設定温度Ｔｓを設定すると（ステップＳＴ２）、Δｔ時間ごとに（測定タイミングをΔｔ時間に設定した場合）、変化率演算部９が記憶部８に記憶されているΔｔ時間前の室内温度Ｔａ（前回の測定タイミングで検出された室内温度Ｔａ）と室内温度検出器３に検出された現在の室内温度Ｔａに基づいて温度変化率ΔＴｒを演算する（ステップＳＴ３，４）。
ΔＴｒ＝（現時点のＴａ−Δｔ時間前のＴａ）／Δｔ ・・・（３）
また、Δｔ時間ごとに、偏差量演算部１０が室内温度検出器３に検出された現在の室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓを比較して温度偏差量ΔＴｓを演算する（ステップＳＴ５）。
ΔＴｓ＝現時点のＴａ−設定温度Ｔｓ ・・・（４）
【００３２】
そして、変化率演算部９が温度変化率ΔＴｒを演算すると、制御条件検索部１３が温度変化率ΔＴｒを温度変化率メンバシップ関数の入力変数にして最も適合度の高い制御条件を検索する（ステップＳＴ６）。
具体的には、図４に示すように温度変化率メンバシップ関数が設定されている場合において、温度変化率ΔＴｒが＋０．３である場合には、制御条件ＺＯと制御条件ＰＳが適合するが、制御条件ＰＳの適合度が制御条件ＺＯの適合度より高いので（制御条件ＰＳの適合度が０．６，制御条件ＺＯの適合度が０．４）、制御条件ＰＳを制御条件とする。
因に、ＮＢは負側に変化が極めて大きい、ＮＳは負側に変化が大きい、ＺＯは変化が少ない、ＰＳは正側に変化が大きい、ＰＢは正側に変化が極めて大きいことを示している。
【００３３】
また、偏差量演算部１０が温度偏差量ΔＴｓを演算すると、制御条件検索部１４が温度偏差量ΔＴｓを温度偏差量メンバシップ関数の入力変数にして最も適合度の高い制御条件を検索する（ステップＳＴ７）。
具体的には、図５に示すように温度偏差量メンバシップ関数が設定されている場合において、温度偏差量ΔＴｓが＋０．６である場合には、制御条件ＰＳと制御条件ＰＢが適合するが、制御条件ＰＳの適合度が制御条件ＰＢの適合度より高いので（制御条件ＰＳの適合度が０．８，制御条件ＰＢの適合度が０．２）、制御条件ＰＳを制御条件とする。
因に、ＮＢは負側に変化が極めて大きい、ＮＳは負側に変化が大きい、ＺＯは変化が少ない、ＰＳは正側に変化が大きい、ＰＢは正側に変化が極めて大きいことを示している。
【００３４】
そして、制御条件検索部１３，１４が最も適合度の高い制御条件を検索すると、変化量決定部２１が当該制御条件を制御ルール（図６は空調モードが暖房モードの場合の制御ルール、図７は空調モードが冷房モードの場合の制御ルール）と照合して冷暖房装置５における冷暖房能力の変化量Ｐｗを決定する（ステップＳＴ８）。
上記のように、制御条件検索部１３が制御条件ＰＳを制御条件とし、制御条件検索部１４が制御条件ＰＳを制御条件としている場合には、冷暖房能力の変化量Ｐｗは、暖房モードのときＮＳ、冷房モードのときＰＳとして決定される。
因に、ＮＢ＝−１０％（暖房モード），＋１０％（冷房モード）、ＮＳ＝−５％（暖房モード），＋５％（冷房モード）、ＺＯ＝０％、ＰＳ＝＋５％（暖房モード），−５％（冷房モード）、ＰＢ＝＋１０％（暖房モード），−１０％（冷房モード）のように設定されている。
【００３５】
このようにして、変化量決定部２１が冷暖房能力の変化量Ｐｗを決定すると、制御出力部２２が冷暖房装置５の冷暖房能力を変化量Ｐｗだけ変更するように制御する（ステップＳＴ９）。
上記の例では、暖房モードのときはＮＳで、冷房モードのときはＰＳとして、冷暖房能力の変化量Ｐｗを決定しているので、冷暖房装置５の冷暖房能力を−５％だけ減少させるように変更する。
【００３６】
なお、各エリアＡ，Ｂ，Ｃの室内温度を一様にする必要から、通常、各エリアＡ，Ｂ，Ｃの冷暖房能力は同一でなく、中央のエリアＢが両端のエリアＡ，Ｃより冷暖房能力が大きめに割り当てられている。例えば、図１のように３つのエリアに分割されている場合には、通常、エリアＡ，Ｂ，Ｃの冷暖房能力がそれぞれ３対４対３の比率で割り当てられている。
従って、この場合には、変更後の冷暖房能力が例えば“１００”であるとすれば、エリアＡには冷暖房能力“３０”、エリアＢには冷暖房能力“４０”、エリアＣには冷暖房能力“３０”が割り当てられる。
【００３７】
以上のように、この実施の形態１によれば、制御条件検索部１３，１４により検索された制御条件を所定の制御ルールと照合して冷暖房装置５における冷暖房能力の変化量Ｐｗを決定するように構成したので、室内温度Ｔａが設定温度Ｔｓと近い場合においても、室内温度Ｔａの温度変化率ΔＴｒ等を考慮したきめ細かな制御がなされる結果、設定温度Ｔｓに対する室内温度Ｔａの一致度が極めて高くなる効果を奏する。
【００３８】
実施の形態２．
図８はこの発明の実施の形態２による空気調和装置を示す詳細構成図であり、図において、図２のものと同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
２３は変化率演算部９により演算された温度変化率ΔＴｒを温度変化率メンバシップ関数の入力変数にして適合する制御条件の全てを検索するとともに、各制御条件の適合度を判別する制御条件検索部（第１の検索手段）、２４は偏差量演算部１０により演算された温度偏差量ΔＴｓを温度偏差量メンバシップ関数の入力変数にして適合する制御条件の全てを検索するとともに、各制御条件の適合度を判別する制御条件検索部（第２の検索手段）、２５は制御条件検索部２３により検索された各制御条件と制御条件検索部２４により検索された各制御条件を適宜組み合わせて所定の制御ルールと照合し、その照合結果に当該制御条件の適合度を乗算するとともに、各乗算結果を互い加算して冷暖房装置５における冷暖房能力の変化量Ｐｗを決定する変化量決定部（変化量決定手段）である。
【００３９】
次に動作について説明する。
制御条件検索部２３，２４及び変化量決定部２５以外は、上記実施の形態１と同様であるので、制御条件検索部２３，２４及び変化量決定部２５についてのみ説明する。
【００４０】
まず、上記実施の形態１と同様にして、変化率演算部９が温度変化率ΔＴｒを演算すると、制御条件検索部２３が温度変化率ΔＴｒを温度変化率メンバシップ関数の入力変数にして適合する制御条件の全てを検索するとともに、検索した全ての制御条件の適合度を判別する。
具体的には、図４に示すように温度変化率メンバシップ関数が設定されている場合において、温度変化率ΔＴｒが＋０．３である場合には、制御条件ＺＯの適合度が０．４、制御条件ＰＳの適合度が０．６、その他の制御条件ＮＢ等の適合度が０であるので、制御条件ＺＯと制御条件ＰＳを適合する制御条件として検索する。
【００４１】
また、上記実施の形態１と同様にして、偏差量演算部１０が温度偏差量ΔＴｓを演算すると、制御条件検索部２４が温度偏差量ΔＴｓを温度偏差量メンバシップ関数の入力変数にして適合する制御条件の全てを検索するとともに、検索した全ての制御条件の適合度を判別する。
具体的には、図５に示すように温度偏差量メンバシップ関数が設定されている場合において、温度偏差量ΔＴｓが＋０．６である場合には、制御条件ＰＳの適合度が０．８、制御条件ＰＢの適合度が０．２、その他の制御条件ＮＢ等の適合度が０であるので、制御条件ＰＳと制御条件ＰＢを適合する制御条件として検索する。
【００４２】
そして、制御条件検索部２３，２４が適合する制御条件の全てを検索すると、変化量決定部２５が、制御条件検索部２３が検索した制御条件ＺＯ，ＰＳと、制御条件検索部２４が検索した制御条件ＰＳ，ＰＢとを適宜組み合わせて制御ルール（図９は空調モードが暖房モードの場合の制御ルール、図１０は空調モードが冷房モードの場合の制御ルール）と照合する。
この場合には、図９及び図１０からも明らかなように、上記制御条件を適宜組み合わせて制御ルールと適合すると、４つの照合結果（図９及び図１０において丸が付されているもの）が得られる。即ち、冷暖房能力変化量メンバシップ関数のメンバとして、暖房モードではＺＯとＮＳとＮＢ、冷房モードではＺＯとＰＳとＰＢが得られる。
因に、冷暖房能力変化量メンバシップ関数のメンバに係る冷暖房能力変化量ΔＰは図１１に示すように設定されている。
【００４３】
そして、冷暖房能力変化量メンバシップ関数のメンバが得られると、変化量決定部２５は下記に示すように冷暖房能力変化量メンバシップ関数のメンバＮＢ等に係る変化量ΔＰに、ΔＴｒに係る制御条件の適合度とΔＴｓに係る制御条件の適合度を乗算するとともに、各乗算結果を互い加算して、冷暖房能力の変化量Ｐｗを決定する。
【００４４】
・運転モードが暖房モードである場合
【００４５】
・運転モードが冷房モードである場合
【００４６】
このようにして、変化量決定部２５が冷暖房能力の変化量Ｐｗを決定すると、制御出力部２２が上記実施の形態１と同様にして冷暖房装置５の冷暖房能力を変化量Ｐｗだけ変更するように制御し、一連の処理を終了する。
【００４７】
以上のように、この実施の形態２によれば、制御条件の適合度を考慮して冷暖房能力の変化量Ｐｗを決定するようにしたので、上記実施の形態１よりも更にきめ細かく室内温度Ｔａが制御される結果、設定温度Ｔｓに対する室内温度Ｔａの一致度が更に向上する効果が得られる。
【００４８】
実施の形態３．
上記実施の形態１，２では、冷暖房装置５における冷暖房能力の最大変化可能量が全冷暖房能力に一致することを前提にし、最大変化可能量については特に言及しなかったが、冷暖房能力の最大変化可能量が全冷暖房能力のＸ％である場合には、冷暖房能力の変更量Ｐｗに対して、（Ｘ％）／１００を乗算するようにすればよく、上記実施の形態１，２と同様の効果を奏することができる。
【００４９】
実施の形態４．
図１２はこの発明の実施の形態４による空気調和装置を示す概略構成図であり、また、図１３はこの発明の実施の形態４による空気調和装置を示す詳細構成図であり、図において、図１及び図８のものと同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
２６は外気温度Ｔｇを検出する外気温度検出器（外気温度検出手段）、２７は現在の空調モードが暖房モードであって外気温度Ｔｇが換気下限温度Ｔｇｌより低く、かつ、室内温度Ｔａが設定温度Ｔｓより低い場合、及び現在の空調モードが冷房モードであって外気温度Ｔｇが換気上限温度Ｔｇｈより高く、かつ、室内温度Ｔａが設定温度Ｔｓより高い場合、冷暖房装置５の最大の冷暖房能力に対する現在の冷暖房能力の割合Ｎが所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には吸気ファン２８及び排気ファン２９を停止し、所定値以下である場合には吸気ファン２８及び排気ファン２９を運転する換気制御部（換気手段）、２８は換気制御部２７によって制御される吸気ファン（換気手段）、２９は換気制御部２７によって制御される排気ファン（換気手段）である。
因に、図１４はこの発明の実施の形態４による空気調和装置の換気制御を示すフローチャートである。
【００５０】
次に動作について説明する。
冷暖房装置５の制御については上記実施の形態１〜３の何れかと同様であるので説明を省略し、吸気ファン２８及び排気ファン２９の制御について説明する。
【００５１】
・現在の空調モードが暖房モードである場合
まず、換気制御部２７は操作スイッチ２の設定内容から現在の空調モードが暖房モードであると判別すると（ステップＳＴ１１）、外気温度Ｔｇと換気下限温度Ｔｇｌを比較し（ステップＳＴ１２）、外気温度Ｔｇが換気下限温度Ｔｇｌより高い場合には、冷暖房装置５の冷暖房能力で十分室内温度Ｔａを設定温度Ｔｓに一致させることができると判断し、吸気ファン２８及び排気ファン２９を運転する（ステップＳＴ１８）。
【００５２】
一方、外気温度Ｔｇが換気下限温度Ｔｇｌより低い場合には、冷暖房装置５の冷暖房能力では室内温度Ｔａを設定温度Ｔｓに一致させることができない場合があるので、室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓを比較し（ステップＳＴ１３）、室内温度Ｔａが設定温度Ｔｓより高い場合には、冷暖房装置５の冷暖房能力で十分室内温度Ｔａを設定温度Ｔｓに一致させることができると判断し、吸気ファン２８及び排気ファン２９を運転する（ステップＳＴ１８）。
【００５３】
一方、室内温度Ｔａが設定温度Ｔｓより低い場合には、冷暖房装置５の最大の冷暖房能力に対する現在の冷暖房能力の割合次第では、室内温度Ｔａを設定温度Ｔｓに一致させることができない場合があるので（現在の冷暖房能力の割合が最大の冷暖房能力に近い場合には、冷暖房能力をこれ以上大きくする余地がほとんどないので、室内温度Ｔａを設定温度Ｔｓに一致させることができない場合がある）、制御出力部２２から現在の冷暖房能力の情報を取得して、冷暖房装置５の最大の冷暖房能力に対する現在の冷暖房能力の割合Ｎを演算する。
【００５４】
そして、現在の冷暖房能力の割合Ｎが予め設定された割合Ｍ以上であるか否かを判定し（ステップＳＴ１４）、現在の冷暖房能力の割合Ｎが割合Ｍより低い場合には、冷暖房装置５の冷暖房能力にまだ余裕があるので、吸気ファン２８及び排気ファン２９を運転する（ステップＳＴ１８）。
一方、現在の冷暖房能力の割合Ｎが割合Ｍより高い場合には、冷暖房装置５の冷暖房能力に余裕がないので、吸気ファン２８及び排気ファン２９を停止する（ステップＳＴ１９）。
【００５５】
・現在の空調モードが冷房モードである場合
まず、換気制御部２７は操作スイッチ２の設定内容から現在の空調モードが冷房モードであると判別すると（ステップＳＴ１１）、外気温度Ｔｇと換気上限温度Ｔｇｈを比較し（ステップＳＴ１５）、外気温度Ｔｇが換気上限温度Ｔｇｈより低い場合には、冷暖房装置５の冷暖房能力で十分室内温度Ｔａを設定温度Ｔｓに一致させることができると判断し、吸気ファン２８及び排気ファン２９を運転する（ステップＳＴ１８）。
【００５６】
一方、外気温度Ｔｇが換気上限温度Ｔｇｈより高い場合には、冷暖房装置５の冷暖房能力では室内温度Ｔａを設定温度Ｔｓに一致させることができない場合があるので、室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓを比較し（ステップＳＴ１６）、室内温度Ｔａが設定温度Ｔｓより低い場合には、冷暖房装置５の冷暖房能力で十分室内温度Ｔａを設定温度Ｔｓに一致させることができると判断し、吸気ファン２８及び排気ファン２９を運転する（ステップＳＴ１８）。
【００５７】
一方、室内温度Ｔａが設定温度Ｔｓより高い場合には、冷暖房装置５の最大の冷暖房能力に対する現在の冷暖房能力の割合次第では、室内温度Ｔａを設定温度Ｔｓに一致させることができない場合があるので（現在の冷暖房能力の割合が最大の冷暖房能力に近い場合には、冷暖房能力をこれ以上大きくする余地がほとんどないので、室内温度Ｔａを設定温度Ｔｓに一致させることができない場合がある）、制御出力部２２から現在の冷暖房能力の情報を取得して、冷暖房装置５の最大の冷暖房能力に対する現在の冷暖房能力の割合Ｎを演算する。
【００５８】
そして、現在の冷暖房能力の割合Ｎが予め設定された割合Ｍ以上であるか否かを判定し（ステップＳＴ１７）、現在の冷暖房能力の割合Ｎが割合Ｍより低い場合には、冷暖房装置５の冷暖房能力にまだ余裕があるので、吸気ファン２８及び排気ファン２９を運転する（ステップＳＴ１８）。
一方、現在の冷暖房能力の割合Ｎが割合Ｍより高い場合には、冷暖房装置５の冷暖房能力に余裕がないので、吸気ファン２８及び排気ファン２９を停止する（ステップＳＴ１９）。
【００５９】
以上で明らかなように、この実施の形態４によれば、最大の冷暖房能力に対する現在の冷暖房能力の割合Ｎを考慮して吸気ファン２８及び排気ファン２９を制御するようにしたので、冷暖房能力の不足を招く可能性がある場合には換気運転を停止することができるようになり、その結果、設定温度Ｔｓに対する室内温度Ｔａの一致度を高めることができる効果を奏する。
【００６０】
実施の形態５．
上記実施の形態４では、外気温度Ｔｇと室内温度Ｔａの双方を制御条件に取り入れたものについて示したが、何れか一方だけを制御条件に取り入れるようにしてもよく、上記実施の形態４とほぼ同様の効果を奏することができる。
【００６１】
実施の形態６．
上記実施の形態１〜５では、冷暖房装置５を制御対象にしたものについて示しが、暖房装置または冷房装置でもよく、上記実施の形態１〜５と同様の効果を奏することができる。
【００６２】
実施の形態７．
上記実施の形態１〜６では、鉄道用の車両１に設けられる冷暖房装置５等を制御するものについて示したが、自動車や家屋に設けられる冷暖房装置５等を制御するようにしてもよく、上記実施の形態１〜６と同様の効果を奏することができる。
【００６６】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載の発明によれば、第１の検索手段により検索された各制御条件と第２の検索手段により検索された各制御条件を適宜組み合わせて所定の制御ルールと照合し、その照合結果に当該制御条件の適合度を乗算するとともに、各乗算結果を互い加算して暖房装置における暖房能力の変化量を決定するように構成したので、室内温度が設定温度と近い場合においても、室内温度の温度変化率等を考慮したきめ細かな制御がなされる結果、設定温度に対する室内温度の一致度が極めて高くなる効果がある。
【００６７】
請求項２記載の発明によれば、第１の検索手段により検索された各制御条件と第２の検索手段により検索された各制御条件を適宜組み合わせて所定の制御ルールと照合し、その照合結果に当該制御条件の適合度を乗算するとともに、各乗算結果を互い加算して冷房装置における冷房能力の変化量を決定するように構成したので、室内温度が設定温度と近い場合においても、室内温度の温度変化率等を考慮したきめ細かな制御がなされる結果、設定温度に対する室内温度の一致度が極めて高くなる効果がある。
【００６８】
請求項３記載の発明によれば、第１の検索手段により検索された各制御条件と第２の検索手段により検索された各制御条件を適宜組み合わせて所定の制御ルールと照合し、その照合結果に当該制御条件の適合度を乗算するとともに、各乗算結果を互い加算して冷暖房装置における冷暖房能力の変化量を決定するように構成したので、室内温度が設定温度と近い場合においても、室内温度の温度変化率等を考慮したきめ細かな制御がなされる結果、設定温度に対する室内温度の一致度が極めて高くなる効果がある。
【００６９】
請求項４記載の発明によれば、室内温度が設定温度より低い場合、暖房装置の最大の暖房能力に対する現在の暖房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行うように構成したので、暖房能力の不足を招く可能性がある場合には換気運転を停止することができるようになり、その結果、設定温度に対する室内温度の一致度を高めることができる効果がある。
【００７０】
請求項５記載の発明によれば、室内温度が設定温度より高い場合、冷房装置の最大の冷房能力に対する現在の冷房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行うように構成したので、冷房能力の不足を招く可能性がある場合には換気運転を停止することができるようになり、その結果、設定温度に対する室内温度の一致度を高めることができる効果がある。
【００７１】
請求項６記載の発明によれば、現在の空調モードが暖房モードであって室内温度が設定温度より低い場合、及び現在の空調モードが冷房モードであって室内温度が設定温度より高い場合、冷暖房装置の最大の冷暖房能力に対する現在の冷暖房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行うように構成したので、冷暖房能力の不足を招く可能性がある場合には換気運転を停止することができるようになり、その結果、設定温度に対する室内温度の一致度を高めることができる効果がある。
【００７２】
請求項７記載の発明によれば、外気温度が換気下限温度より低い場合、暖房装置の最大の暖房能力に対する現在の暖房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行うように構成したので、暖房能力の不足を招く可能性がある場合には換気運転を停止することができるようになり、その結果、設定温度に対する室内温度の一致度を高めることができる効果がある。
【００７３】
請求項８記載の発明によれば、外気温度が換気上限温度より高い場合、冷房装置の最大の冷房能力に対する現在の冷房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行うように構成したので、冷房能力の不足を招く可能性がある場合には換気運転を停止することができるようになり、その結果、設定温度に対する室内温度の一致度を高めることができる効果がある。
【００７４】
請求項９記載の発明によれば、現在の空調モードが暖房モードであって外気温度が換気下限温度より低い場合、及び現在の空調モードが冷房モードであって外気温度が換気上限温度より高い場合、冷暖房装置の最大の冷暖房能力に対する現在の冷暖房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行うように構成したので、冷暖房能力の不足を招く可能性がある場合には換気運転を停止することができるようになり、その結果、設定温度に対する室内温度の一致度を高めることができる効果がある。
【００７５】
請求項１０記載の発明によれば、外気温度が換気下限温度より低く、かつ、室内温度が設定温度より低い場合、暖房装置の最大の暖房能力に対する現在の暖房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行うように構成したので、暖房能力の不足を招く可能性がある場合には換気運転を停止することができるようになり、その結果、設定温度に対する室内温度の一致度を高めることができる効果がある。
【００７６】
請求項１１記載の発明によれば、外気温度が換気上限温度より高く、かつ、室内温度が設定温度より高い場合、冷房装置の最大の冷房能力に対する現在の冷房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行うように構成したので、冷房能力の不足を招く可能性がある場合には換気運転を停止することができるようになり、その結果、設定温度に対する室内温度の一致度を高めることができる効果がある。
【００７７】
請求項１２記載の発明によれば、現在の空調モードが暖房モードであって外気温度が換気下限温度より低く、かつ、室内温度が設定温度より低い場合、及び現在の空調モードが冷房モードであって外気温度が換気上限温度より高く、かつ、室内温度が設定温度より高い場合、冷暖房装置の最大の冷暖房能力に対する現在の冷暖房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行うように構成したので、冷暖房能力の不足を招く可能性がある場合には換気運転を停止することができるようになり、その結果、設定温度に対する室内温度の一致度を高めることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による空気調和装置を示す概略構成図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による空気調和装置を示す詳細構成図である。
【図３】 この発明の実施の形態１による空気調和装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】 温度変化率メンバシップ関数を示すグラフ図である。
【図５】 温度偏差量メンバシップ関数を示すグラフ図である。
【図６】 暖房時の制御ルールを示す表図である。
【図７】 冷房時の制御ルールを示す表図である。
【図８】 この発明の実施の形態２による空気調和装置を示す詳細構成図である。
【図９】 暖房時の制御ルールを示す表図である。
【図１０】 冷房時の制御ルールを示す表図である。
【図１１】 冷暖房能力変化量メンバシップ関数を示すグラフ図である。
【図１２】 この発明の実施の形態４による空気調和装置を示す概略構成図である。
【図１３】 この発明の実施の形態４による空気調和装置を示す詳細構成図である。
【図１４】 この発明の実施の形態４による空気調和装置の換気制御を示すフローチャートである。
【図１５】 従来の空気調和装置を示す概略構成図である。
【図１６】 従来の空気調和装置を示す詳細構成図である。
【図１７】 温度変化率メンバシップ関数を示すグラフ図である。
【図１８】 温度偏差量メンバシップ関数を示すグラフ図である。
【図１９】 暖房時の制御ルールを示す表図である。
【図２０】 冷房時の制御ルールを示す表図である。
【符号の説明】
３ 室内温度検出器（室内温度検出手段）、５ 冷暖房装置、８ 記憶部（演算手段）、９ 変化率演算部（演算手段）、１０ 偏差量演算部（演算手段）、１１，１２ 記憶部（記憶手段）、１３，２３ 制御条件検索部（第１の検索手段）、１４，２４ 制御条件検索部（第２の検索手段）、２１，２５ 変化量決定部（変化量決定手段）、２２ 制御出力部（制御手段）、２６ 外気温度検出器（外気温度検出手段）、２７ 換気制御部（換気手段）、２８ 吸気ファン（換気手段）、２９ 排気ファン（換気手段）。
【発明の属する技術分野】
この発明は、室内温度を設定温度に維持することができる空気調和装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１５は従来の空気調和装置を示す概略構成図であり、また、図１６は例えば特開平６−２８８５９６号公報に示された従来の空気調和装置を示す詳細構成図であり、図において、１は鉄道用の車両、２は乗務員が冷暖房装置５のオン・オフ，空調モード（暖房モードまたは冷房モード）及び設定温度Ｔｓ等を設定する操作スイッチ、３は室内温度Ｔａを検出する室内温度検出器、４は操作スイッチ２の設定内容及び室内温度Ｔａに基づいて冷暖房装置５を制御する演算制御装置、５は冷風または温風等を送出する冷暖房装置、６は図示せぬ制御装置によって制御される外気を取り込む吸気ファン、７は図示せぬ制御装置によって制御される排気ファンである。
【０００３】
また、８は室内温度検出器３により検出された室内温度Ｔａを一定時間記憶する記憶部、９は記憶部８に記憶されている一定時間前の室内温度Ｔａと室内温度検出器３に検出された現在の室内温度Ｔａに基づいて温度変化率ΔＴｒを演算する変化率演算部、１０は室内温度検出器３に検出された現在の室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓを比較して温度偏差量ΔＴｓを演算する偏差量演算部、１１は温度変化率メンバシップ関数を記憶する記憶部、１２は温度偏差量メンバシップ関数を記憶する記憶部、１３は変化率演算部９により演算された温度変化率ΔＴｒを温度変化率メンバシップ関数の入力変数にして最も適合度の高い制御条件を検索する制御条件検索部、１４は偏差量演算部１０により演算された温度偏差量ΔＴｓを温度偏差量メンバシップ関数の入力変数にして最も適合度の高い制御条件を検索する制御条件検索部である。
【０００４】
また、１５は制御ルールを記憶する記憶部、１６は制御条件検索部１３により検索された制御条件と制御条件検索部１４により検索された制御条件を制御ルールと照合して冷暖房装置５における急速運転の継続時間Ｔｃを決定する継続時間決定部、１７は継続時間決定部１６により決定された急速運転の継続時間Ｔｃにしたがって冷暖房装置５における急速運転の継続時間を制御する制御出力部である。
【０００５】
次に動作について説明する。
まず、冷暖房装置５は室内温度Ｔａが設定温度Ｔｓに近い場合には（例えば、設定温度Ｔｓに対して±０．５℃以内にある場合）、現在の冷暖房能力を維持する通常運転を行う（因に、通常運転は、現在の室内温度Ｔａを維持する必要から通常冷暖房能力を抑えて運転する）。
一方、室内温度Ｔａが設定温度Ｔｓから遠い場合には（例えば、設定温度Ｔｓに対して±０．５℃以内にない場合）、室内温度Ｔａを速やかに設定温度Ｔｓに近づける必要があるため、冷暖房能力をフルに発揮する急速運転を行う。
以下、急速運転時における冷暖房装置５の制御について説明する。
【０００６】
まず、Δｔ時間ごとに（測定タイミングとしてΔｔ時間が設定されている場合）、変化率演算部９が記憶部８に記憶されているΔｔ時間前の室内温度Ｔａ（前回の測定タイミングで検出された室内温度Ｔａ）と室内温度検出器３に検出された現在の室内温度Ｔａに基づいて温度変化率ΔＴｒを演算する。
ΔＴｒ＝（現時点のＴａ−Δｔ時間前のＴａ）／Δｔ ・・・（１）
また、Δｔ時間ごとに、偏差量演算部１０が室内温度検出器３に検出された現在の室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓを比較して温度偏差量ΔＴｓを演算する。
ΔＴｓ＝現時点のＴａ−設定温度Ｔｓ ・・・（２）
【０００７】
そして、変化率演算部９が温度変化率ΔＴｒを演算すると、制御条件検索部１３が温度変化率ΔＴｒを温度変化率メンバシップ関数の入力変数にして最も適合度の高い制御条件を検索する。
具体的には、図１７に示すように温度変化率メンバシップ関数が設定されている場合において、温度変化率ΔＴｒが＋０．７である場合には、制御条件ＰＳと制御条件ＰＢが適合するが、制御条件ＰＳの適合度が制御条件ＰＢの適合度より高いので（制御条件ＰＳの適合度が０．６，制御条件ＰＢの適合度が０．４）、制御条件ＰＳを制御条件とする。
因に、ＮＢは負側に変化が極めて大きい、ＮＳは負側に変化が大きい、ＺＯは変化が少ない、ＰＳは正側に変化が大きい、ＰＢは正側に変化が極めて大きいことを示している。
【０００８】
また、偏差量演算部１０が温度偏差量ΔＴｓを演算すると、制御条件検索部１４が温度偏差量ΔＴｓを温度偏差量メンバシップ関数の入力変数にして最も適合度の高い制御条件を検索する。
具体的には、図１８に示すように温度偏差量メンバシップ関数が設定されている場合において、温度偏差量ΔＴｓが＋０．８である場合には、制御条件ＰＳと制御条件ＰＢが適合するが、制御条件ＰＢの適合度が制御条件ＰＳの適合度より高いので（制御条件ＰＳの適合度が０．４，制御条件ＰＢの適合度が０．６）、制御条件ＰＢを制御条件とする。
因に、ＮＢは負側に変化が極めて大きい、ＮＳは負側に変化が大きい、ＺＯは変化が少ない、ＰＳは正側に変化が大きい、ＰＢは正側に変化が極めて大きいことを示している。
【０００９】
そして、制御条件検索部１３，１４が最も適合度の高い制御条件を検索すると、継続時間決定部１６が当該制御条件を制御ルール（図１９は空調モードが暖房モードの場合の制御ルール、図２０は空調モードが冷房モードの場合の制御ルール）と照合して急速運転の継続時間Ｔｃを決定する。
上記のように、制御条件検索部１３が制御条件ＰＳを制御条件とし、制御条件検索部１４が制御条件ＰＢを制御条件としている場合には、暖房モードのとき継続時間ＴｃはＮＢとして決定され、冷房モードのとき継続時間ＴｃはＰＢとして決定される。
因に、ＮＢ＝１分、ＮＳ＝３０秒、ＺＯ＝０秒、ＰＳ＝３０秒、ＰＢ＝１分のように設定されている。
【００１０】
このようにして、継続時間決定部１６が急速運転の継続時間Ｔｃを決定すると、制御出力部１７が冷暖房装置５の急速運転を開始し、急速運転開始後Ｔｃ時間経過すると、急速運転を停止して通常運転に戻るように制御する。
なお、各エリアＡ，Ｂ，Ｃの室内温度を一様にする必要から、通常、各エリアＡ，Ｂ，Ｃの冷暖房能力は同一でなく、中央のエリアＢが両端のエリアＡ，Ｃより冷暖房能力が大きめに割り当てられている。例えば、図１５のように３つのエリアに分割されている場合には、通常、エリアＡ，Ｂ，Ｃの冷暖房能力がそれぞれ３対４対３の比率で割り当てられている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来の空気調和装置は以上のように構成されているので、室内温度Ｔａが設定温度Ｔｓから遠い場合には、ファジー演算を行って急速運転の継続時間Ｔｃを制御するが、室内温度Ｔａが設定温度Ｔｓに近い場合には、単に現在の冷暖房能力を維持するに過ぎないので、室内温度Ｔａを許容温度範囲内に収めることができても、正確に室内温度Ｔａを設定温度Ｔｓに一致させることができない課題があった。
また、図示せぬ制御装置を操作すれば、吸気ファン６及び排気ファン７を用いて外気との換気運転を行うことができるが、換気運転の制御が室内温度Ｔａの制御と無関係に行われるため、室内の設定温度Ｔｓと外気温度Ｔｇの差が大きい場合に換気運転が行われると、冷暖房装置５が冷暖房能力の不足を招き、急速運転を行っても室内温度Ｔａを設定温度Ｔｓに近づけることができなくなる課題もあった。
【００１２】
この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、設定温度に対する室内温度の一致度を高めることができる空気調和装置を得ることを目的とする。
また、この発明は、冷暖房能力の不足を招く可能性がある場合には換気運転を停止することができる空気調和装置を得ることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明に係る空気調和装置は、第１の検索手段により検索された各制御条件と第２の検索手段により検索された各制御条件を適宜組み合わせて所定の制御ルールと照合し、その照合結果に当該制御条件の適合度を乗算するとともに、各乗算結果を互い加算して暖房装置における暖房能力の変化量を決定するようにしたものである。
【００１７】
請求項２記載の発明に係る空気調和装置は、第１の検索手段により検索された各制御条件と第２の検索手段により検索された各制御条件を適宜組み合わせて所定の制御ルールと照合し、その照合結果に当該制御条件の適合度を乗算するとともに、各乗算結果を互い加算して冷房装置における冷房能力の変化量を決定するようにしたものである。
【００１８】
請求項３記載の発明に係る空気調和装置は、第１の検索手段により検索された各制御条件と第２の検索手段により検索された各制御条件を適宜組み合わせて所定の制御ルールと照合し、その照合結果に当該制御条件の適合度を乗算するとともに、各乗算結果を互い加算して冷暖房装置における冷暖房能力の変化量を決定するようにしたものである。
【００１９】
請求項４記載の発明に係る空気調和装置は、室内温度が設定温度より低い場合、暖房装置の最大の暖房能力に対する現在の暖房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行うようにしたものである。
【００２０】
請求項５記載の発明に係る空気調和装置は、室内温度が設定温度より高い場合、冷房装置の最大の冷房能力に対する現在の冷房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行うようにしたものである。
【００２１】
請求項６記載の発明に係る空気調和装置は、現在の空調モードが暖房モードであって室内温度が設定温度より低い場合、及び現在の空調モードが冷房モードであって室内温度が設定温度より高い場合、冷暖房装置の最大の冷暖房能力に対する現在の冷暖房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行うようにしたものである。
【００２２】
請求項７記載の発明に係る空気調和装置は、外気温度が換気下限温度より低い場合、暖房装置の最大の暖房能力に対する現在の暖房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行うようにしたものである。
【００２３】
請求項８記載の発明に係る空気調和装置は、外気温度が換気上限温度より高い場合、冷房装置の最大の冷房能力に対する現在の冷房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行うようにしたものである。
【００２４】
請求項９記載の発明に係る空気調和装置は、現在の空調モードが暖房モードであって外気温度が換気下限温度より低い場合、及び現在の空調モードが冷房モードであって外気温度が換気上限温度より高い場合、冷暖房装置の最大の冷暖房能力に対する現在の冷暖房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行うようにしたものである。
【００２５】
請求項１０記載の発明に係る空気調和装置は、外気温度が換気下限温度より低く、かつ、室内温度が設定温度より低い場合、暖房装置の最大の暖房能力に対する現在の暖房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行うようにしたものである。
【００２６】
請求項１１記載の発明に係る空気調和装置は、外気温度が換気上限温度より高く、かつ、室内温度が設定温度より高い場合、冷房装置の最大の冷房能力に対する現在の冷房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行うようにしたものである。
【００２７】
請求項１２記載の発明に係る空気調和装置は、現在の空調モードが暖房モードであって外気温度が換気下限温度より低く、かつ、室内温度が設定温度より低い場合、及び現在の空調モードが冷房モードであって外気温度が換気上限温度より高く、かつ、室内温度が設定温度より高い場合、冷暖房装置の最大の冷暖房能力に対する現在の冷暖房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行うようにしたものである。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による空気調和装置を示す概略構成図であり、また、図２はこの発明の実施の形態１による空気調和装置を示す詳細構成図であり、図において、１は鉄道用の車両、２は乗務員が冷暖房装置５のオン・オフ，空調モード（暖房モードまたは冷房モード）及び設定温度Ｔｓ等を設定する操作スイッチ、３は室内温度Ｔａを検出する室内温度検出器（室内温度検出手段）、４は操作スイッチ２の設定内容及び室内温度Ｔａに基づいて冷暖房装置５を制御する演算制御装置、５は冷風または温風等を送出する冷暖房装置、６は図示せぬ制御装置によって制御される外気を取り込む吸気ファン、７は図示せぬ制御装置によって制御される排気ファンである。
【００２９】
また、８は室内温度検出器３により検出された室内温度Ｔａを一定時間記憶する記憶部（演算手段）、９は記憶部８に記憶されている一定時間前の室内温度Ｔａと室内温度検出器３に検出された現在の室内温度Ｔａに基づいて温度変化率ΔＴｒを演算する変化率演算部（演算手段）、１０は室内温度検出器３に検出された現在の室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓを比較して温度偏差量ΔＴｓを演算する偏差量演算部（演算手段）、１１は温度変化率メンバシップ関数を記憶する記憶部（記憶手段）、１２は温度偏差量メンバシップ関数を記憶する記憶部（記憶手段）、１３は変化率演算部９により演算された温度変化率ΔＴｒを温度変化率メンバシップ関数の入力変数にして最も適合度の高い制御条件を検索する制御条件検索部（第１の検索手段）、１４は偏差量演算部１０により演算された温度偏差量ΔＴｓを温度偏差量メンバシップ関数の入力変数にして最も適合度の高い制御条件を検索する制御条件検索部（第２の検索手段）である。
【００３０】
また、１５は制御ルールを記憶する記憶部、２１は制御条件検索部１３により検索された制御条件と制御条件検索部１４により検索された制御条件を制御ルールと照合して冷暖房装置５における冷暖房能力の変化量Ｐｗを決定する変化量決定部（変化量決定手段）、２２は変化量決定部２１により決定された冷暖房能力の変化量Ｐｗにしたがって冷暖房装置５における冷暖房能力を制御する制御出力部（制御手段）である。
因に、図３はこの発明の実施の形態１による空気調和装置の動作を示すフローチャートである。
【００３１】
次に動作について説明する。
まず、乗務員が操作スイッチ２によって冷暖房装置５を起動して（ステップＳＴ１）、設定温度Ｔｓを設定すると（ステップＳＴ２）、Δｔ時間ごとに（測定タイミングをΔｔ時間に設定した場合）、変化率演算部９が記憶部８に記憶されているΔｔ時間前の室内温度Ｔａ（前回の測定タイミングで検出された室内温度Ｔａ）と室内温度検出器３に検出された現在の室内温度Ｔａに基づいて温度変化率ΔＴｒを演算する（ステップＳＴ３，４）。
ΔＴｒ＝（現時点のＴａ−Δｔ時間前のＴａ）／Δｔ ・・・（３）
また、Δｔ時間ごとに、偏差量演算部１０が室内温度検出器３に検出された現在の室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓを比較して温度偏差量ΔＴｓを演算する（ステップＳＴ５）。
ΔＴｓ＝現時点のＴａ−設定温度Ｔｓ ・・・（４）
【００３２】
そして、変化率演算部９が温度変化率ΔＴｒを演算すると、制御条件検索部１３が温度変化率ΔＴｒを温度変化率メンバシップ関数の入力変数にして最も適合度の高い制御条件を検索する（ステップＳＴ６）。
具体的には、図４に示すように温度変化率メンバシップ関数が設定されている場合において、温度変化率ΔＴｒが＋０．３である場合には、制御条件ＺＯと制御条件ＰＳが適合するが、制御条件ＰＳの適合度が制御条件ＺＯの適合度より高いので（制御条件ＰＳの適合度が０．６，制御条件ＺＯの適合度が０．４）、制御条件ＰＳを制御条件とする。
因に、ＮＢは負側に変化が極めて大きい、ＮＳは負側に変化が大きい、ＺＯは変化が少ない、ＰＳは正側に変化が大きい、ＰＢは正側に変化が極めて大きいことを示している。
【００３３】
また、偏差量演算部１０が温度偏差量ΔＴｓを演算すると、制御条件検索部１４が温度偏差量ΔＴｓを温度偏差量メンバシップ関数の入力変数にして最も適合度の高い制御条件を検索する（ステップＳＴ７）。
具体的には、図５に示すように温度偏差量メンバシップ関数が設定されている場合において、温度偏差量ΔＴｓが＋０．６である場合には、制御条件ＰＳと制御条件ＰＢが適合するが、制御条件ＰＳの適合度が制御条件ＰＢの適合度より高いので（制御条件ＰＳの適合度が０．８，制御条件ＰＢの適合度が０．２）、制御条件ＰＳを制御条件とする。
因に、ＮＢは負側に変化が極めて大きい、ＮＳは負側に変化が大きい、ＺＯは変化が少ない、ＰＳは正側に変化が大きい、ＰＢは正側に変化が極めて大きいことを示している。
【００３４】
そして、制御条件検索部１３，１４が最も適合度の高い制御条件を検索すると、変化量決定部２１が当該制御条件を制御ルール（図６は空調モードが暖房モードの場合の制御ルール、図７は空調モードが冷房モードの場合の制御ルール）と照合して冷暖房装置５における冷暖房能力の変化量Ｐｗを決定する（ステップＳＴ８）。
上記のように、制御条件検索部１３が制御条件ＰＳを制御条件とし、制御条件検索部１４が制御条件ＰＳを制御条件としている場合には、冷暖房能力の変化量Ｐｗは、暖房モードのときＮＳ、冷房モードのときＰＳとして決定される。
因に、ＮＢ＝−１０％（暖房モード），＋１０％（冷房モード）、ＮＳ＝−５％（暖房モード），＋５％（冷房モード）、ＺＯ＝０％、ＰＳ＝＋５％（暖房モード），−５％（冷房モード）、ＰＢ＝＋１０％（暖房モード），−１０％（冷房モード）のように設定されている。
【００３５】
このようにして、変化量決定部２１が冷暖房能力の変化量Ｐｗを決定すると、制御出力部２２が冷暖房装置５の冷暖房能力を変化量Ｐｗだけ変更するように制御する（ステップＳＴ９）。
上記の例では、暖房モードのときはＮＳで、冷房モードのときはＰＳとして、冷暖房能力の変化量Ｐｗを決定しているので、冷暖房装置５の冷暖房能力を−５％だけ減少させるように変更する。
【００３６】
なお、各エリアＡ，Ｂ，Ｃの室内温度を一様にする必要から、通常、各エリアＡ，Ｂ，Ｃの冷暖房能力は同一でなく、中央のエリアＢが両端のエリアＡ，Ｃより冷暖房能力が大きめに割り当てられている。例えば、図１のように３つのエリアに分割されている場合には、通常、エリアＡ，Ｂ，Ｃの冷暖房能力がそれぞれ３対４対３の比率で割り当てられている。
従って、この場合には、変更後の冷暖房能力が例えば“１００”であるとすれば、エリアＡには冷暖房能力“３０”、エリアＢには冷暖房能力“４０”、エリアＣには冷暖房能力“３０”が割り当てられる。
【００３７】
以上のように、この実施の形態１によれば、制御条件検索部１３，１４により検索された制御条件を所定の制御ルールと照合して冷暖房装置５における冷暖房能力の変化量Ｐｗを決定するように構成したので、室内温度Ｔａが設定温度Ｔｓと近い場合においても、室内温度Ｔａの温度変化率ΔＴｒ等を考慮したきめ細かな制御がなされる結果、設定温度Ｔｓに対する室内温度Ｔａの一致度が極めて高くなる効果を奏する。
【００３８】
実施の形態２．
図８はこの発明の実施の形態２による空気調和装置を示す詳細構成図であり、図において、図２のものと同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
２３は変化率演算部９により演算された温度変化率ΔＴｒを温度変化率メンバシップ関数の入力変数にして適合する制御条件の全てを検索するとともに、各制御条件の適合度を判別する制御条件検索部（第１の検索手段）、２４は偏差量演算部１０により演算された温度偏差量ΔＴｓを温度偏差量メンバシップ関数の入力変数にして適合する制御条件の全てを検索するとともに、各制御条件の適合度を判別する制御条件検索部（第２の検索手段）、２５は制御条件検索部２３により検索された各制御条件と制御条件検索部２４により検索された各制御条件を適宜組み合わせて所定の制御ルールと照合し、その照合結果に当該制御条件の適合度を乗算するとともに、各乗算結果を互い加算して冷暖房装置５における冷暖房能力の変化量Ｐｗを決定する変化量決定部（変化量決定手段）である。
【００３９】
次に動作について説明する。
制御条件検索部２３，２４及び変化量決定部２５以外は、上記実施の形態１と同様であるので、制御条件検索部２３，２４及び変化量決定部２５についてのみ説明する。
【００４０】
まず、上記実施の形態１と同様にして、変化率演算部９が温度変化率ΔＴｒを演算すると、制御条件検索部２３が温度変化率ΔＴｒを温度変化率メンバシップ関数の入力変数にして適合する制御条件の全てを検索するとともに、検索した全ての制御条件の適合度を判別する。
具体的には、図４に示すように温度変化率メンバシップ関数が設定されている場合において、温度変化率ΔＴｒが＋０．３である場合には、制御条件ＺＯの適合度が０．４、制御条件ＰＳの適合度が０．６、その他の制御条件ＮＢ等の適合度が０であるので、制御条件ＺＯと制御条件ＰＳを適合する制御条件として検索する。
【００４１】
また、上記実施の形態１と同様にして、偏差量演算部１０が温度偏差量ΔＴｓを演算すると、制御条件検索部２４が温度偏差量ΔＴｓを温度偏差量メンバシップ関数の入力変数にして適合する制御条件の全てを検索するとともに、検索した全ての制御条件の適合度を判別する。
具体的には、図５に示すように温度偏差量メンバシップ関数が設定されている場合において、温度偏差量ΔＴｓが＋０．６である場合には、制御条件ＰＳの適合度が０．８、制御条件ＰＢの適合度が０．２、その他の制御条件ＮＢ等の適合度が０であるので、制御条件ＰＳと制御条件ＰＢを適合する制御条件として検索する。
【００４２】
そして、制御条件検索部２３，２４が適合する制御条件の全てを検索すると、変化量決定部２５が、制御条件検索部２３が検索した制御条件ＺＯ，ＰＳと、制御条件検索部２４が検索した制御条件ＰＳ，ＰＢとを適宜組み合わせて制御ルール（図９は空調モードが暖房モードの場合の制御ルール、図１０は空調モードが冷房モードの場合の制御ルール）と照合する。
この場合には、図９及び図１０からも明らかなように、上記制御条件を適宜組み合わせて制御ルールと適合すると、４つの照合結果（図９及び図１０において丸が付されているもの）が得られる。即ち、冷暖房能力変化量メンバシップ関数のメンバとして、暖房モードではＺＯとＮＳとＮＢ、冷房モードではＺＯとＰＳとＰＢが得られる。
因に、冷暖房能力変化量メンバシップ関数のメンバに係る冷暖房能力変化量ΔＰは図１１に示すように設定されている。
【００４３】
そして、冷暖房能力変化量メンバシップ関数のメンバが得られると、変化量決定部２５は下記に示すように冷暖房能力変化量メンバシップ関数のメンバＮＢ等に係る変化量ΔＰに、ΔＴｒに係る制御条件の適合度とΔＴｓに係る制御条件の適合度を乗算するとともに、各乗算結果を互い加算して、冷暖房能力の変化量Ｐｗを決定する。
【００４４】
・運転モードが暖房モードである場合
・運転モードが冷房モードである場合
このようにして、変化量決定部２５が冷暖房能力の変化量Ｐｗを決定すると、制御出力部２２が上記実施の形態１と同様にして冷暖房装置５の冷暖房能力を変化量Ｐｗだけ変更するように制御し、一連の処理を終了する。
【００４７】
以上のように、この実施の形態２によれば、制御条件の適合度を考慮して冷暖房能力の変化量Ｐｗを決定するようにしたので、上記実施の形態１よりも更にきめ細かく室内温度Ｔａが制御される結果、設定温度Ｔｓに対する室内温度Ｔａの一致度が更に向上する効果が得られる。
【００４８】
実施の形態３．
上記実施の形態１，２では、冷暖房装置５における冷暖房能力の最大変化可能量が全冷暖房能力に一致することを前提にし、最大変化可能量については特に言及しなかったが、冷暖房能力の最大変化可能量が全冷暖房能力のＸ％である場合には、冷暖房能力の変更量Ｐｗに対して、（Ｘ％）／１００を乗算するようにすればよく、上記実施の形態１，２と同様の効果を奏することができる。
【００４９】
実施の形態４．
図１２はこの発明の実施の形態４による空気調和装置を示す概略構成図であり、また、図１３はこの発明の実施の形態４による空気調和装置を示す詳細構成図であり、図において、図１及び図８のものと同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
２６は外気温度Ｔｇを検出する外気温度検出器（外気温度検出手段）、２７は現在の空調モードが暖房モードであって外気温度Ｔｇが換気下限温度Ｔｇｌより低く、かつ、室内温度Ｔａが設定温度Ｔｓより低い場合、及び現在の空調モードが冷房モードであって外気温度Ｔｇが換気上限温度Ｔｇｈより高く、かつ、室内温度Ｔａが設定温度Ｔｓより高い場合、冷暖房装置５の最大の冷暖房能力に対する現在の冷暖房能力の割合Ｎが所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には吸気ファン２８及び排気ファン２９を停止し、所定値以下である場合には吸気ファン２８及び排気ファン２９を運転する換気制御部（換気手段）、２８は換気制御部２７によって制御される吸気ファン（換気手段）、２９は換気制御部２７によって制御される排気ファン（換気手段）である。
因に、図１４はこの発明の実施の形態４による空気調和装置の換気制御を示すフローチャートである。
【００５０】
次に動作について説明する。
冷暖房装置５の制御については上記実施の形態１〜３の何れかと同様であるので説明を省略し、吸気ファン２８及び排気ファン２９の制御について説明する。
【００５１】
・現在の空調モードが暖房モードである場合
まず、換気制御部２７は操作スイッチ２の設定内容から現在の空調モードが暖房モードであると判別すると（ステップＳＴ１１）、外気温度Ｔｇと換気下限温度Ｔｇｌを比較し（ステップＳＴ１２）、外気温度Ｔｇが換気下限温度Ｔｇｌより高い場合には、冷暖房装置５の冷暖房能力で十分室内温度Ｔａを設定温度Ｔｓに一致させることができると判断し、吸気ファン２８及び排気ファン２９を運転する（ステップＳＴ１８）。
【００５２】
一方、外気温度Ｔｇが換気下限温度Ｔｇｌより低い場合には、冷暖房装置５の冷暖房能力では室内温度Ｔａを設定温度Ｔｓに一致させることができない場合があるので、室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓを比較し（ステップＳＴ１３）、室内温度Ｔａが設定温度Ｔｓより高い場合には、冷暖房装置５の冷暖房能力で十分室内温度Ｔａを設定温度Ｔｓに一致させることができると判断し、吸気ファン２８及び排気ファン２９を運転する（ステップＳＴ１８）。
【００５３】
一方、室内温度Ｔａが設定温度Ｔｓより低い場合には、冷暖房装置５の最大の冷暖房能力に対する現在の冷暖房能力の割合次第では、室内温度Ｔａを設定温度Ｔｓに一致させることができない場合があるので（現在の冷暖房能力の割合が最大の冷暖房能力に近い場合には、冷暖房能力をこれ以上大きくする余地がほとんどないので、室内温度Ｔａを設定温度Ｔｓに一致させることができない場合がある）、制御出力部２２から現在の冷暖房能力の情報を取得して、冷暖房装置５の最大の冷暖房能力に対する現在の冷暖房能力の割合Ｎを演算する。
【００５４】
そして、現在の冷暖房能力の割合Ｎが予め設定された割合Ｍ以上であるか否かを判定し（ステップＳＴ１４）、現在の冷暖房能力の割合Ｎが割合Ｍより低い場合には、冷暖房装置５の冷暖房能力にまだ余裕があるので、吸気ファン２８及び排気ファン２９を運転する（ステップＳＴ１８）。
一方、現在の冷暖房能力の割合Ｎが割合Ｍより高い場合には、冷暖房装置５の冷暖房能力に余裕がないので、吸気ファン２８及び排気ファン２９を停止する（ステップＳＴ１９）。
【００５５】
・現在の空調モードが冷房モードである場合
まず、換気制御部２７は操作スイッチ２の設定内容から現在の空調モードが冷房モードであると判別すると（ステップＳＴ１１）、外気温度Ｔｇと換気上限温度Ｔｇｈを比較し（ステップＳＴ１５）、外気温度Ｔｇが換気上限温度Ｔｇｈより低い場合には、冷暖房装置５の冷暖房能力で十分室内温度Ｔａを設定温度Ｔｓに一致させることができると判断し、吸気ファン２８及び排気ファン２９を運転する（ステップＳＴ１８）。
【００５６】
一方、外気温度Ｔｇが換気上限温度Ｔｇｈより高い場合には、冷暖房装置５の冷暖房能力では室内温度Ｔａを設定温度Ｔｓに一致させることができない場合があるので、室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓを比較し（ステップＳＴ１６）、室内温度Ｔａが設定温度Ｔｓより低い場合には、冷暖房装置５の冷暖房能力で十分室内温度Ｔａを設定温度Ｔｓに一致させることができると判断し、吸気ファン２８及び排気ファン２９を運転する（ステップＳＴ１８）。
【００５７】
一方、室内温度Ｔａが設定温度Ｔｓより高い場合には、冷暖房装置５の最大の冷暖房能力に対する現在の冷暖房能力の割合次第では、室内温度Ｔａを設定温度Ｔｓに一致させることができない場合があるので（現在の冷暖房能力の割合が最大の冷暖房能力に近い場合には、冷暖房能力をこれ以上大きくする余地がほとんどないので、室内温度Ｔａを設定温度Ｔｓに一致させることができない場合がある）、制御出力部２２から現在の冷暖房能力の情報を取得して、冷暖房装置５の最大の冷暖房能力に対する現在の冷暖房能力の割合Ｎを演算する。
【００５８】
そして、現在の冷暖房能力の割合Ｎが予め設定された割合Ｍ以上であるか否かを判定し（ステップＳＴ１７）、現在の冷暖房能力の割合Ｎが割合Ｍより低い場合には、冷暖房装置５の冷暖房能力にまだ余裕があるので、吸気ファン２８及び排気ファン２９を運転する（ステップＳＴ１８）。
一方、現在の冷暖房能力の割合Ｎが割合Ｍより高い場合には、冷暖房装置５の冷暖房能力に余裕がないので、吸気ファン２８及び排気ファン２９を停止する（ステップＳＴ１９）。
【００５９】
以上で明らかなように、この実施の形態４によれば、最大の冷暖房能力に対する現在の冷暖房能力の割合Ｎを考慮して吸気ファン２８及び排気ファン２９を制御するようにしたので、冷暖房能力の不足を招く可能性がある場合には換気運転を停止することができるようになり、その結果、設定温度Ｔｓに対する室内温度Ｔａの一致度を高めることができる効果を奏する。
【００６０】
実施の形態５．
上記実施の形態４では、外気温度Ｔｇと室内温度Ｔａの双方を制御条件に取り入れたものについて示したが、何れか一方だけを制御条件に取り入れるようにしてもよく、上記実施の形態４とほぼ同様の効果を奏することができる。
【００６１】
実施の形態６．
上記実施の形態１〜５では、冷暖房装置５を制御対象にしたものについて示しが、暖房装置または冷房装置でもよく、上記実施の形態１〜５と同様の効果を奏することができる。
【００６２】
実施の形態７．
上記実施の形態１〜６では、鉄道用の車両１に設けられる冷暖房装置５等を制御するものについて示したが、自動車や家屋に設けられる冷暖房装置５等を制御するようにしてもよく、上記実施の形態１〜６と同様の効果を奏することができる。
【００６６】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載の発明によれば、第１の検索手段により検索された各制御条件と第２の検索手段により検索された各制御条件を適宜組み合わせて所定の制御ルールと照合し、その照合結果に当該制御条件の適合度を乗算するとともに、各乗算結果を互い加算して暖房装置における暖房能力の変化量を決定するように構成したので、室内温度が設定温度と近い場合においても、室内温度の温度変化率等を考慮したきめ細かな制御がなされる結果、設定温度に対する室内温度の一致度が極めて高くなる効果がある。
【００６７】
請求項２記載の発明によれば、第１の検索手段により検索された各制御条件と第２の検索手段により検索された各制御条件を適宜組み合わせて所定の制御ルールと照合し、その照合結果に当該制御条件の適合度を乗算するとともに、各乗算結果を互い加算して冷房装置における冷房能力の変化量を決定するように構成したので、室内温度が設定温度と近い場合においても、室内温度の温度変化率等を考慮したきめ細かな制御がなされる結果、設定温度に対する室内温度の一致度が極めて高くなる効果がある。
【００６８】
請求項３記載の発明によれば、第１の検索手段により検索された各制御条件と第２の検索手段により検索された各制御条件を適宜組み合わせて所定の制御ルールと照合し、その照合結果に当該制御条件の適合度を乗算するとともに、各乗算結果を互い加算して冷暖房装置における冷暖房能力の変化量を決定するように構成したので、室内温度が設定温度と近い場合においても、室内温度の温度変化率等を考慮したきめ細かな制御がなされる結果、設定温度に対する室内温度の一致度が極めて高くなる効果がある。
【００６９】
請求項４記載の発明によれば、室内温度が設定温度より低い場合、暖房装置の最大の暖房能力に対する現在の暖房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行うように構成したので、暖房能力の不足を招く可能性がある場合には換気運転を停止することができるようになり、その結果、設定温度に対する室内温度の一致度を高めることができる効果がある。
【００７０】
請求項５記載の発明によれば、室内温度が設定温度より高い場合、冷房装置の最大の冷房能力に対する現在の冷房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行うように構成したので、冷房能力の不足を招く可能性がある場合には換気運転を停止することができるようになり、その結果、設定温度に対する室内温度の一致度を高めることができる効果がある。
【００７１】
請求項６記載の発明によれば、現在の空調モードが暖房モードであって室内温度が設定温度より低い場合、及び現在の空調モードが冷房モードであって室内温度が設定温度より高い場合、冷暖房装置の最大の冷暖房能力に対する現在の冷暖房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行うように構成したので、冷暖房能力の不足を招く可能性がある場合には換気運転を停止することができるようになり、その結果、設定温度に対する室内温度の一致度を高めることができる効果がある。
【００７２】
請求項７記載の発明によれば、外気温度が換気下限温度より低い場合、暖房装置の最大の暖房能力に対する現在の暖房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行うように構成したので、暖房能力の不足を招く可能性がある場合には換気運転を停止することができるようになり、その結果、設定温度に対する室内温度の一致度を高めることができる効果がある。
【００７３】
請求項８記載の発明によれば、外気温度が換気上限温度より高い場合、冷房装置の最大の冷房能力に対する現在の冷房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行うように構成したので、冷房能力の不足を招く可能性がある場合には換気運転を停止することができるようになり、その結果、設定温度に対する室内温度の一致度を高めることができる効果がある。
【００７４】
請求項９記載の発明によれば、現在の空調モードが暖房モードであって外気温度が換気下限温度より低い場合、及び現在の空調モードが冷房モードであって外気温度が換気上限温度より高い場合、冷暖房装置の最大の冷暖房能力に対する現在の冷暖房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行うように構成したので、冷暖房能力の不足を招く可能性がある場合には換気運転を停止することができるようになり、その結果、設定温度に対する室内温度の一致度を高めることができる効果がある。
【００７５】
請求項１０記載の発明によれば、外気温度が換気下限温度より低く、かつ、室内温度が設定温度より低い場合、暖房装置の最大の暖房能力に対する現在の暖房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行うように構成したので、暖房能力の不足を招く可能性がある場合には換気運転を停止することができるようになり、その結果、設定温度に対する室内温度の一致度を高めることができる効果がある。
【００７６】
請求項１１記載の発明によれば、外気温度が換気上限温度より高く、かつ、室内温度が設定温度より高い場合、冷房装置の最大の冷房能力に対する現在の冷房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行うように構成したので、冷房能力の不足を招く可能性がある場合には換気運転を停止することができるようになり、その結果、設定温度に対する室内温度の一致度を高めることができる効果がある。
【００７７】
請求項１２記載の発明によれば、現在の空調モードが暖房モードであって外気温度が換気下限温度より低く、かつ、室内温度が設定温度より低い場合、及び現在の空調モードが冷房モードであって外気温度が換気上限温度より高く、かつ、室内温度が設定温度より高い場合、冷暖房装置の最大の冷暖房能力に対する現在の冷暖房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行うように構成したので、冷暖房能力の不足を招く可能性がある場合には換気運転を停止することができるようになり、その結果、設定温度に対する室内温度の一致度を高めることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による空気調和装置を示す概略構成図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による空気調和装置を示す詳細構成図である。
【図３】 この発明の実施の形態１による空気調和装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】 温度変化率メンバシップ関数を示すグラフ図である。
【図５】 温度偏差量メンバシップ関数を示すグラフ図である。
【図６】 暖房時の制御ルールを示す表図である。
【図７】 冷房時の制御ルールを示す表図である。
【図８】 この発明の実施の形態２による空気調和装置を示す詳細構成図である。
【図９】 暖房時の制御ルールを示す表図である。
【図１０】 冷房時の制御ルールを示す表図である。
【図１１】 冷暖房能力変化量メンバシップ関数を示すグラフ図である。
【図１２】 この発明の実施の形態４による空気調和装置を示す概略構成図である。
【図１３】 この発明の実施の形態４による空気調和装置を示す詳細構成図である。
【図１４】 この発明の実施の形態４による空気調和装置の換気制御を示すフローチャートである。
【図１５】 従来の空気調和装置を示す概略構成図である。
【図１６】 従来の空気調和装置を示す詳細構成図である。
【図１７】 温度変化率メンバシップ関数を示すグラフ図である。
【図１８】 温度偏差量メンバシップ関数を示すグラフ図である。
【図１９】 暖房時の制御ルールを示す表図である。
【図２０】 冷房時の制御ルールを示す表図である。
【符号の説明】
３ 室内温度検出器（室内温度検出手段）、５ 冷暖房装置、８ 記憶部（演算手段）、９ 変化率演算部（演算手段）、１０ 偏差量演算部（演算手段）、１１，１２ 記憶部（記憶手段）、１３，２３ 制御条件検索部（第１の検索手段）、１４，２４ 制御条件検索部（第２の検索手段）、２１，２５ 変化量決定部（変化量決定手段）、２２ 制御出力部（制御手段）、２６ 外気温度検出器（外気温度検出手段）、２７ 換気制御部（換気手段）、２８ 吸気ファン（換気手段）、２９ 排気ファン（換気手段）。
Claims (12)
- 室内温度を検出する室内温度検出手段と、上記室内温度の温度変化率を演算するとともに、設定温度に対する当該室内温度の温度偏差量を演算する演算手段と、温度変化率メンバシップ関数及び温度偏差量メンバシップ関数を記憶する記憶手段と、上記演算手段により演算された温度変化率を上記温度変化率メンバシップ関数の入力変数にして適合する制御条件の全てを検索するとともに、各制御条件の適合度を判別する第１の検索手段と、上記演算手段により演算された温度偏差量を上記温度偏差量メンバシップ関数の入力変数にして適合する制御条件の全てを検索するとともに、各制御条件の適合度を判別する第２の検索手段と、上記第１の検索手段により検索された各制御条件と上記第２の検索手段により検索された各制御条件を適宜組み合わせて所定の制御ルールと照合し、その照合結果に当該制御条件の適合度を乗算するとともに、各乗算結果を互い加算して暖房装置における暖房能力の変化量を決定する変化量決定手段と、上記変化量決定手段により決定された変化量にしたがって暖房装置の暖房能力を制御する制御手段とを備えた空気調和装置。
- 室内温度を検出する室内温度検出手段と、上記室内温度の温度変化率を演算するとともに、設定温度に対する当該室内温度の温度偏差量を演算する演算手段と、温度変化率メンバシップ関数及び温度偏差量メンバシップ関数を記憶する記憶手段と、上記演算手段により演算された温度変化率を上記温度変化率メンバシップ関数の入力変数にして適合する制御条件の全てを検索するとともに、各制御条件の適合度を判別する第１の検索手段と、上記演算手段により演算された温度偏差量を上記温度偏差量メンバシップ関数の入力変数にして適合する制御条件の全てを検索するとともに、各制御条件の適合度を判別する第２の検索手段と、上記第１の検索手段により検索された各制御条件と上記第２の検索手段により検索された各制御条件を適宜組み合わせて所定の制御ルールと照合し、その照合結果に当該制御条件の適合度を乗算するとともに、各乗算結果を互い加算して冷房装置における冷房能力の変化量を決定する変化量決定手段と、上記変化量決定手段により決定された変化量にしたがって冷房装置の冷房能力を制御する制御手段とを備えた空気調和装置。
- 室内温度を検出する室内温度検出手段と、上記室内温度の温度変化率を演算するとともに、設定温度に対する当該室内温度の温度偏差量を演算する演算手段と、温度変化率メンバシップ関数及び温度偏差量メンバシップ関数を記憶する記憶手段と、上記演算手段により演算された温度変化率を上記温度変化率メンバシップ関数の入力変数にして適合する制御条件の全てを検索するとともに、各制御条件の適合度を判別する第１の検索手段と、上記演算手段により演算された温度偏差量を上記温度偏差量メンバシップ関数の入力変数にして適合する制御条件の全てを検索するとともに、各制御条件の適合度を判別する第２の検索手段と、上記第１の検索手段により検索された各制御条件と上記第２の検索手段により検索された各制御条件を適宜組み合わせて所定の制御ルールと照合し、その照合結果に当該制御条件の適合度を乗算するとともに、各乗算結果を互い加算して冷暖房装置における冷暖房能力の変化量を決定する変化量決定手段と、上記変化量決定手段により決定された変化量にしたがって冷暖房装置の冷暖房能力を制御する制御手段とを備えた空気調和装置。
- 室内温度検出手段により検出された室内温度が設定温度より低い場合、暖房装置の最大の暖房能力に対する現在の暖房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行う換気手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
- 室内温度検出手段により検出された室内温度が設定温度より高い場合、冷房装置の最大の冷房能力に対する現在の冷房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行う換気手段を設けたことを特徴とする請求項２記載の空気調和装置。
- 現在の空調モードが暖房モードであって室内温度検出手段により検出された室内温度が設定温度より低い場合、及び現在の空調モードが冷房モードであって室内温度検出手段により検出された室内温度が設定温度より高い場合、冷暖房装置の最大の冷暖房能力に対する現在の冷暖房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行う換気手段を設けたことを特徴とする請求項３記載の空気調和装置。
- 外気温度を検出する外気温度検出手段と、上記外気温度検出手段により検出された外気温度が換気下限温度より低い場合、暖房装置の最大の暖房能力に対する現在の暖房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行う換気手段とを設けたことを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
- 外気温度を検出する外気温度検出手段と、上記外気温度検出手段により検出された外気温度が換気上限温度より高い場合、冷房装置の最大の冷房能力に対する現在の冷房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行う換気手段とを設けたことを特徴とする請求項２記載の空気調和装置。
- 外気温度を検出する外気温度検出手段と、現在の空調モードが暖房モードであって上記外気温度が換気下限温度より低い場合、及び現在の空調モードが冷房モードであって上記外気温度が換気上限温度より高い場合、冷暖房装置の最大の冷暖房能力に対する現在の冷暖房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行う換気手段とを設けたことを特徴とする請求項３記載の空気調和装置。
- 外気温度を検出する外気温度検出手段と、上記外気温度検出手段により検出された外気温度が換気下限温度より低く、かつ、室内温度検出手段により検出された室内温度が設定温度より低い場合、暖房装置の最大の暖房能力に対する現在の暖房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行う換気手段とを設けたことを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
- 外気温度を検出する外気温度検出手段と、上記外気温度検出手段により検出された外気温度が換気上限温度より高く、かつ、室内温度検出手段により検出された室内温度が設定温度より高い場合、冷房装置の最大の冷房能力に対する現在の冷房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行う換気手段とを設けたことを特徴とする請求項２記載の空気調和装置。
- 外気温度を検出する外気温度検出手段と、現在の空調モードが暖房モードであって上記外気温度が換気下限温度より低く、かつ、室内温度検出手段により検出された室内温度が設定温度より低い場合、及び現在の空調モードが冷房モードであって上記外気温度が換気上限温度より高く、かつ、室内温度検出手段により検出された室内温度が設定温度より高い場合、冷暖房装置の最大の冷暖房能力に対する現在の冷暖房能力の割合が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には外気との換気運転を停止し、所定値以下である場合には外気との換気運転を行う換気手段とを設けたことを特徴とする請求項３記載の空気調和装置。
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