JP5593720B2 - 空調装置および空調制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、空調装置および空調装置に用いられる空調制御プログラムに関するものである。

空調装置は多様なユーザニーズに対応して製品バリエーションが増加している。複数の機種で使用可能なプログラムを得るため、従来、製品仕様データベースから動的分岐が行われる機種分岐要因を自動的に識別し、その値をＲＡＭ領域に保持するよう領域定義を行うとともに、定義された領域に保持されたデータを参照して機種分岐を行うためのコードを自動的に生成する複数機種対応プログラム自動生成装置がある（例えば、特許文献１参照）。

特開平９−２０４３０２号公報

しかしながら、このような複数機種対応プログラム自動生成装置においては、製品仕様データベースに格納されたプログラム部品から複数機種で使用できるプログラムを生成することはできるものの、後から新しい補正機能を追加する場合にはプログラム構造が複雑化してしまうという問題があった。

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、容易に補正機能を追加できる空調装置を得ることを目的とする。

本発明に係る空調装置は、空調用のアクチュエータと、運転指令の入力を受け付ける運転指令部と、外部の環境状態を検出する状態検出部と、運転を制御する空調制御装置とを備え、この空調制御装置は、アクチュエータへの制御指令値に関する補正値を算出するために利用される複数の補正制御部品と、外部からの更新が可能であって、複数の補正制御部品のうち、アクチュエータへの制御指令値に関する補正値の算出に用いられる補正制御部品をアクチュエータごとに定めた補正制御部品構成情報データベースと、運転指令部からの運転指令を入力としてアクチュエータの基本動作の制御指令値を算出する基本制御部と、補正制御部品構成情報データベースに基づきアクチュエータへの制御指令値に関する補正値の算出に用いる補正制御部品を選択し、選択した補正制御部品および状態検出部により検出された外部の環境状態の情報に基づきアクチュエータへの制御指令値に関する補正値を算出する補正制御部品選択実行部と、基本制御部が算出したアクチュエータの基本動作の制御指令値および補正制御部品選択実行部が算出した補正値に基づき生成した制御指令をアクチュエータに出力する制御指令値出力部とを備えたものである。

本発明によれば、空調制御装置が、アクチュエータへの制御指令値に関する補正値を算出するために利用される補正制御部品と、外部からの更新が可能であって、補正制御部品のうち、アクチュエータに対応する補正値の算出に用いられる補正制御部品を定めた補正制御部品構成情報データベースと、を備えるとともに、補正制御部品構成情報データベースに基づきアクチュエータに対応する補正値の算出に用いる補正制御部品を選択し、選択した補正制御部品および状態検出部により検出された外部の環境状態の情報に基づきアクチュエータに対応する補正値を算出する補正制御部品選択実行部を備えることにより、プログラム構造を複雑化することなく容易に補正機能を追加できる空調装置を得ることができる。

本発明の実施の形態１に係る空調制御装置を内蔵した空調装置の構成を示す図である。 空調制御装置に搭載された空調制御プログラムの機能ブロックを示す図である。 空調制御プログラムの処理を示すフローチャートである。 運転指令部から出力される運転指令の一例を示す図である。 基本制御部の処理を示すフローチャートである。 基本制御部から出力される基本制御指令の一例を示す図である。 補正制御部品選択実行部の処理を示すフローチャートである。 補正制御部品構成情報データベースに格納されるデータ例を示す図である。 メモリに格納された補正制御部品構成情報の一例を示す図である。 補正制御部品アドレステーブルに登録されたデータの一例を示す図である。 補正制御部品アドレステーブルをＣ言語で実装した例を示す図である。 補正制御部品群の補正値構成の一例を示す図である。 補正値適用部の処理を示すフローチャートである。

実施の形態１．
本発明を実施するための実施の形態１における空調制御装置を図１ないし図１３を用いて説明する。図１は本発明に係る空調制御装置２を内蔵した空調装置１の構成を示す図である。図１において、空調装置１は空調制御装置２と、外部から操作可能な制御盤３１及びリモコン３２で構成された運転指令部３と、外部の環境状態を検出する温度センサー４１や圧力センサー４２等の複数のセンサーで構成された状態検出部４と、空調制御に用いられる複数のアクチュエータ、例えば圧縮機５１、膨張弁５２、ファン５３、四方弁５４を有するアクチュエータ群５とから構成されている。
また、空調制御装置２はアクチュエータ群５に含まれる各アクチュエータの構成情報や空調制御プログラム１０を格納したメモリ２２と、空調制御プログラム１０を実行するＣＰＵ２１を備えている。

図２は空調制御プログラム１０の機能ブロックを示す図である。
空調制御プログラム１０は情報入力手段として運転指令部３から指令を受信する通信部１１と状態検出部４の各センサーで検出した外気温度や配管圧力などの外部状態の情報を取り込む状態入力部２０を備えると共に、通信部１１からの運転指令を入力として各アクチュエータの基本動作を制御する基本制御部１２と、状態入力部２０からの各検出情報に応じて基本制御指令値の補正要否を判定し、補正値を算出する補正制御部品１８１〜１８ｎと、基本制御指令値に算出した補正値を適用する補正値適用部１３と、補正値を適用した制御指令値を各アクチュエータに出力する制御指令値出力部１４とを備えている。

各補正制御部品１８１〜１８ｎは関数プログラム、またはサブルーチンプログラム等で構成され、メモリ２２内の所定のアドレスに格納されると共に、これらの実行開始アドレスの情報も補正制御部品アドレステーブル１９としてメモリ２２に記憶されている。また、この空調装置１で利用可能な各補正制御部品１８１〜１８ｎのＩＤ一覧を記録した情報は補正制御部品構成情報データベース１５としてメモリ２２すなわち記憶手段に保持されている。
なお、補正制御部品構成情報データベース１５はパソコン等の外部の制御部品構成情報作成手段から更新可能とし、メモリ２２に限らず電子データファイルとしてＲＯＭまたはハードディスクドライブ等の不揮発性の記録媒体に保存しても良い。

空調制御プログラム１０は、さらに、補正制御部品構成情報データベース１５の情報を取得する補正制御部品構成情報入力部１６と、補正制御部品構成情報入力部１６からの情報及び状態入力部２０からの各検出情報に基づいて複数の補正制御部品１８１〜１８ｎから補正値算出に適切な補正制御部品を選択し実行させる補正制御部品選択実行部１７すなわち選択実行手段を備えている。

次に動作について説明する。
図１において、運転指令部３の制御盤３１またはリモコン３２に運転指令が入力されると、ＣＰＵ２１からの指令により、空調制御プログラム１０は通信部１１を介して図３に示すように運転指令を取得し（Ｓ１）、メモリ２２に格納する。その後、空調制御プログラム１０は取得した運転指令を入力としてアクチュエータの基本動作の制御を基本制御部１２にて実行し、各アクチュエータ用の基本制御指令値を算出する（Ｓ２）。
なお、運転指令は一般に図４に示すような冷房、暖房、除湿等の運転モードの情報と設定温度の情報を含むが、本実施の形態では運転モードの要求のみが発生する場合について説明する。

空調制御プログラム１０は状態検出部４で検出した外部状態の情報を取得すると共に、メモリ２２に登録された補正制御部品構成情報データベース１５の情報を取得し、これらの情報に基づいて補正制御部品選択実行部１７にて基本制御指令値を補正するのに使用する適切な補正制御部品１８１〜１８ｎを選択し、補正値を算出させる（Ｓ３）。
算出された基本制御指令値および補正値はそれぞれ補正値適用部１３に伝達され、補正値適用部１３は基本制御指令値に補正値を加算して制御指令値を算出し、制御指令値出力部１４は各アクチュエータに対して制御指令値を出力する（Ｓ４）。

図５はＳ２を行う基本制御部１２の処理フローを詳細に示す図である。
基本制御部１２はＳ２０にてアクチュエータ群５から処理対象のアクチュエータを選択した後（Ｓ２０）、運転指令の運転モードが何であるかを判定する（Ｓ２１）。

空調制御装置２のメモリ２２には、例えば図６に示すような運転指令の各運転モードに応じたアクチュエータ毎の基本制御指令値が予め設定されている。基本制御部１２はＳ２１にて運転モードが「冷房」であると判定するとＳ２２に進み、対象のアクチュエータが例えば圧縮機５１の場合、メモリ２２を参照して基本制御指令値「７００」を選択する。同様にして、運転モードが「暖房」の場合はＳ２３、運転モードが「除湿」の場合はＳ２４にそれぞれ進み、適切な基本制御指令値を選択する。

Ｓ２２〜Ｓ２４にて基本制御指令値の選択をした基本制御部１２はＳ２０で選択したアクチュエータに関する処理を終え（Ｓ２５）、圧縮機５１、膨張弁５２、ファン５３、四方弁５４等の他の各アクチュエータについてＳ２２〜Ｓ２４を順次繰り返し、すべてのアクチュエータについて処理が完了するとフローを終了する。

ここで、Ｓ３のメイン処理を行う補正制御部品選択実行部１７について詳細に説明する。
補正制御部品選択実行部１７は、図７に示すように、Ｓ３０にて処理対象のアクチュエータを選択し、そのアクチュエータの基本制御指令値を補正するための補正制御部品１８１〜１８ｎの情報を補正制御部品構成情報データベース１５より取得する（Ｓ３１）。

図８は圧縮機５１に関する補正制御部品１８１〜１８４のデータであって、補正制御部品構成情報データベース１５に格納された情報を電子データファイルの一種であるテキストファイルとして記述した例である。テキストファイルの各行にはそれぞれ１つの補正制御部品の情報がカンマで区切って記述されており、右から順に補正制御部品のＩＤ番号、その補正制御部品が利用可能であるか否かを示す制御有無の情報、名称を示している。図８の例では、制御有無の情報がＴＲＵＥの「高圧防止」、「高温防止」、「低温防止」の各補正制御部品は補正値算出に用いられ、ＦＡＬＳＥの「低圧防止」の補正制御部品は補正値算出に用いられないことを意味する。

一方、補正制御部品構成情報入力部１５を介して取得された補正制御部品の情報は、図９に示すように、図８のテキストファイルにインデックスを付与した状態で空調制御装置２内のメモリ２２に格納される。図９ではＩＤが整数型、制御有無が論理型、名称が文字列型のデータである場合を示している。

補正制御部品選択実行部１７は取得した補正制御部品１８１のインデックス、すなわち識別子を呼び出し（Ｓ３２）、制御有無の情報に基づいて補正制御を実施するか否かを判定する（Ｓ３３）。制御有無の欄がＴＲＵＥの場合は制御有りと判定し、Ｓ３４にて補正制御部品アドレステーブル２８２を参照し、Ｓ３２で呼び出したＩＤに対応する補正制御部品１８１の実行開始アドレスを割り出す。

図１０は補正制御部品アドレステーブル１９に登録されたデータの一例であり、補正制御部品のＩＤ欄とそのＩＤに対応する実行開始アドレスの欄を有する。
例えば補正制御部品選択実行部１７がＳ３２でインデックスＩ＝１の補正制御部品を呼び出した場合、これに対応するＩＤは「１００１」であるから（図９参照）、Ｓ３４では図１０に示す補正制御部品アドレステーブル１９を参照してＩＤ「１００１」に対応する実行開始アドレス「１０００」を割り出し、補正制御部品１８１の実行開始アドレス「１０００」を呼び出して実行し、補正値を算出する（Ｓ３５）。

図１１は図１０の補正制御部品アドレステーブル１９をＣ言語で実装したものである。関数へのポインタを用いることで実行開始アドレスをテーブルに記載し、呼び出すことができる。

ところで、Ｓ３３において制御有無の欄がＦＡＬＳＥの場合、補正制御部品選択実行部１７は制御無しと判定し、Ｓ３６にてその補正制御部品１８２の実行ループを終了する。Ｓ３２〜Ｓ３６の各処理は補正制御部品アドレステーブル１９に記載されたすべての補正制御部品１８１〜１８４について実行される。

図１２はＳ３６で実行ループを終了した直後のメモリに登録されている補正制御部品１８１〜１８４のＩＤと補正値の構成例を示す図である。制御無しと判定されたインデックス２の補正制御部品は補正値「０」を出力し、制御有りと判定された補正制御部品であっても、インデックス３のように状態検出部４が検出した外気温度や配管圧力などの情報から自身で補正不要と判断したものは補正値「０」を出力する。補正値には正負両方があり、図１２の例ではインデックス１が正の補正値、インデックス４が負の補正値を出力している。

あるアクチュエータに対する処理（Ｓ３２〜Ｓ３６）が完了すると、補正制御部品選択実行部１７はＳ３０に戻って他のアクチュエータに対してループ終了のＳ３７までを繰り返し、すべてのアクチュエータについて処理が完了すると動作フローを終了する。

図１３はＳ４を行う補正値適用部１３の処理フローを詳細に示す図である。
補正値適用部１３はＳ４０にて処理対象のアクチュエータを選択し、そのアクチュエータを補正する補正制御部品１８１〜１８ｎのＩＤを確認する（Ｓ４１）。その後、基本制御部１２から伝達された基本制御指令値に補正制御部品１８１〜１８ｎが算出した補正値を加算し（Ｓ４２）、この補正制御部品に関する処理を終了する（Ｓ４３）。

ある１つの基本制御指令値が複数の補正制御部品１８１〜１８ｎで補正される場合、補正値適用部１３はＳ４１〜Ｓ４３の処理を繰り返す。基本制御指令値にすべての補正値が加算されると、他のアクチュエータの基本制御指令値に対しても同様の処理が行われ（Ｓ４０〜Ｓ４４）、算出された制御指令値は制御指令値出力部１４を介してそれぞれのアクチュエータに伝達される。

例えば運転指令部３から入力される運転指令の運転モードが「冷房」、制御対象のアクチュエータが圧縮機５１、基本制御指令値が「７００」（図６参照）の場合に補正制御部品が４つ用いられ、それぞれの補正値が図１２に示すように＋１００、０、０、−７０であるとすると、補正値適用部１３が出力する制御指令値は基本制御指令値に各補正値を加算した７３０となる。

この実施の形態によれば、空調用のアクチュエータと、各アクチュエータに運転指令を出力するリモコン３２等の運転指令部３と、外部の環境状態を検出する複数のセンサーで構成された状態検出部４とを有する空調装置に設けられ、運転指令部３からの運転指令を入力として各アクチュエータの基本動作を制御する制御指令値を算出する基本制御部１２と、状態検出部４により検出された外部の環境状態の各情報に応じて基本制御指令値の補正要否を判定し補正値をそれぞれ算出する複数の補正制御部品１８１〜１８ｎと、これらの構成情報を記憶する補正制御部品構成情報データベース１５と、状態検出部４により検出された各情報及び補正制御部品構成情報データベース１５の構成情報とに基づいて補正値算出に適切な補正制御部品を選択して実行させる補正制御部品選択実行部１７とを備えたことにより、プログラム構造を複雑化することなく容易に補正機能を追加できる空調制御装置を得ることができる。

また、空調制御装置２の各機能をプログラムで実装することにより、プログラム構造を複雑化することなく容易に補正機能を追加できる空調制御プログラムを得ることができる。
また、補正制御部品構成情報データベース１５は外部から更新可能に設けられていることにより、空調装置１の製品バリエーションに応じたプログラムの変更が容易にできる。

１ 空調装置
２ 空調制御装置
３ 運転指令部
４ 状態検出部
５ アクチュエータ群
１０ 空調制御プログラム
１２ 基本制御部
１３ 補正値適用部
１５ 補正制御部品構成情報データベース
１７ 補正制御部品選択実行部
１８１〜１８ｎ 補正制御部品
１９ 補正制御部品アドレステーブル

Claims (6)

1. 空調用のアクチュエータと、
   運転指令の入力を受け付ける運転指令部と、
   外部の環境状態を検出する状態検出部と、
   運転を制御する空調制御装置とを備え、
   前記空調制御装置は、
   前記アクチュエータへの制御指令値に関する補正値を算出するために利用される複数の補正制御部品と、
   外部からの更新が可能であって、複数の前記補正制御部品のうち、前記アクチュエータへの前記制御指令値に関する前記補正値の算出に用いられる前記補正制御部品を前記アクチュエータごとに定めた補正制御部品構成情報データベースと、
   前記運転指令部からの前記運転指令を入力として前記アクチュエータの基本動作の制御指令値を算出する基本制御部と、
   前記補正制御部品構成情報データベースに基づき前記アクチュエータへの前記制御指令値に関する前記補正値の算出に用いる前記補正制御部品を選択し、選択した前記補正制御部品および前記状態検出部により検出された外部の環境状態の情報に基づき前記アクチュエータへの前記制御指令値に関する前記補正値を算出する補正制御部品選択実行部と、
   前記基本制御部が算出した前記アクチュエータの基本動作の制御指令値および前記補正制御部品選択実行部が算出した前記補正値に基づき生成した制御指令を前記アクチュエータに出力する制御指令値出力部とを備えた空調装置。
2. 空調用のアクチュエータと、運転指令の入力を受け付ける運転指令部と、外部の環境状態を検出する状態検出部と、を有するともに、
   前記アクチュエータへの制御指令値に関する補正値を算出するために実行される複数の補正値算出機能を実行可能であり、
   外部からの更新が可能であって、複数の前記補正値算出機能のうち、前記アクチュエータへの前記制御指令値に関する前記補正値の算出に用いられる前記補正値算出機能を前記アクチュエータごとに定めた補正値算出機能構成情報データベースを備えた
   空調装置に用いられ、
   前記運転指令を取得する工程と、
   前記運転指令を入力として前記アクチュエータの基本動作の制御指令値を算出する工程と、
   前記補正値算出機能構成情報データベースに基づき前記アクチュエータへの前記制御指令値に関する前記補正値の算出に用いる前記補正値算出機能を選択し、前記状態検出部により検出された外部の環境状態の情報を用いて選択した前記補正値算出機能を実行する工程と、
   前記補正値算出機能を実行することで算出した補正値を前記基本動作の制御指令値に適用して出力する工程と、
   を備えたことを特徴とする空調制御プログラム。
3. 前記基本動作の制御指令値を算出する工程は、
   前記アクチュエータを選択する工程と、
   前記選択したアクチュエータについて運転モードを判定する工程と、
   前記判定の結果に基づいて制御指令値を選択する工程と、
   を備えたことを特徴とする請求項２に記載の空調制御プログラム。
4. 選択した前記補正値算出機能を実行する工程は、
   前記アクチュエータを選択する工程と、
   前記選択したアクチュエータについて前記補正値算出機能構成情報データベースから前記補正値算出機能の構成情報を取得する工程と、
   前記取得した構成情報に基づいて前記補正値算出機能の識別子を呼び出す工程と、
   前記補正値算出機能の制御を実施するか否かを判定する工程と、
   前記補正値算出機能の制御有りと判定した場合に該補正値算出機能の格納場所を割り出す工程と、
   前記格納場所を割り出した前記補正値算出機能を呼び出して補正値を算出する工程と、
   を備えたことを特徴とする請求項２に記載の空調制御プログラム。
5. 前記各補正値算出機能は、関数プログラムまたはサブルーチンプログラムで構成されていることを特徴とする請求項２又は請求項４のいずれか一項に記載の空調制御プログラム。
6. 前記補正値を前記基本動作の制御指令値に適用して出力する工程は、
   前記アクチュエータを選択する工程と、
   前記選択したアクチュエータについて基本動作を制御する制御指令値に該アクチュエータの補正値を加算する工程と、
   を備えたことを特徴とする請求項２に記載の空調制御プログラム。

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