JPH0571779A - 換気装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 経験則に基づく制御ルールを用いて、換気扇
を換気快適感をもたらしるように制御したり、空調換気
装置の換気方式を体感に合うように制御する。 【構成】 換気対象の環境の状態情報を検知する検知手
段(1)と、この検知手段(1)からの状態情報に対する換気
扇の送風用電動機への操作量や、空調換気装置の換気方
式を求めるための経験則に基づく制御ルールを記憶する
メモり装置(3)と、検知手段(1)による状態情報とメモリ
装置(3)から取り出された制御ルールに基づいて、ファ
ジー論理演算によって換気扇の送風用電動機に対する操
作量や、空調換気装置に対する換気方式を演算するファ
ジー推論プロセッサ(4)とを備え、ファジー推論プロセ
ッサ(4)により決定される操作量や換気方式で制御装置
(5)を介して送風用電動機や空調換気装置を制御する。 【効果】 外乱等による急激な換気環境の変化にも即応
でき、人の体感によくマッチした換気快適感をもたらし
うるような換気運転が実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は換気扇や空調換気装置
を換気対象の環境状態に応じて制御する換気装置の制御
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】これまで換気扇の制御は、換気対象であ
る特定の部屋の環境状態に応じて送風機の送風用電動機
に与える操作量を設定する方式が一般的に採用されてい
る。環境状態は換気扇に関しては部屋の空気の汚濁度が
主要素で、これを状態量としてセンサーにより検出し定
量化される。センサーによる検出出力は基準値入力とと
もにコンパレータに入力され、コンパレータの出力によ
り換気扇の制御回路が駆動されるようになっている。ま
たセンサーが検出する状態量の変化率を算出し、変化率
が一定値を越えることにより換気扇の制御回路を駆動す
るようにしたものもある。

【０００３】上記した従来の換気扇の制御装置は、予め
設定された基準値に換気対象の状態量を到達させるべく
換気扇を制御することができ、基準値に対してセンサー
による状態量または状態量の変化率が越えると換気扇が
換気運転することになる。基準値より大幅に状態量また
は状態量の変化率が越えるような場合には、換気扇を強
ノッチで運転し、速やかな換気が図られる。

【０００４】また、従来の空調換気装置の制御は、換気
対象の環境状態に応じて換気方式を設定する方式が一般
的に採用されている。環境状態は空調換気装置に関して
は温度や湿度で、これを状態量としてセンサーにより検
出し定量化される。例えば特開昭６２−１０８９４５号
公報に示されたものでは、温度と湿度を検出し、エンタ
ルピを求めて、室内と室外の温度、湿度、エンタルピの
大小を比較し、これに基づいて換気方式が決定されるも
のである。

【０００５】この従来の空調換気装置の制御装置は、例
えば冷房時においては、室内と室外との温度を比較し、
室外の温度のほうが低い場合には次にエンタルピを比較
し、室外のエンタルピが室内より低いと、リレーにより
熱交換器を通さない普通換気を行う換気方式が実施さ
れ、室外のエンタルピが室内より高いと、全熱交換運転
を行う換気方式が実施される。室外の温度のほうが高い
ときには、絶体湿度を比較し、絶体湿度の室内外の大小
に応じて顕熱交換運転又は全熱交換運転を行う換気方式
がそれぞれ実施される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
換気扇の制御装置においては、予め設定された基準値を
検出した状態量または状態量の変化率が越えているか越
えていないかの要素でしか換気扇を制御できず、住環境
としての部屋をそこに居る人にとって快適な環境にする
ことは困難で、人に換気快適感をもたらす制御はできな
いものであった。

【０００７】また、上述したような従来の空調換気装置
の制御装置においては、エンタルピの算出を要するため
能力の大きなマイクロプロセッサが必要なうえ、湿度を
測定する必要から装置が複雑になる。さらに、状態量の
大小により換気方式が決定されるため、制御結果が人の
体感にマッチしないことが多い。

【０００８】この発明は、上記問題点を解消するために
なされたもので、換気対象である特定の部屋を人に換気
快適感をもたらしうるように換気することができ、さら
に、人の体感に応じた制御結果が得られる快適環境を形
成できる換気装置の制御装置を得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る換気装置
の制御装置は、換気対象の環境の状態情報を検知する検
知手段と、この検知手段からの状態情報に対する換気扇
の送風用電動機への操作量を求めるための経験則に基づ
く制御ルールを記憶するメモり装置と、検知手段による
状態情報とメモリ装置から取り出された制御ルールとに
基づいて、ファジー論理演算によって換気扇の送風用電
動機に対する操作量を演算する演算装置とを備えたもの
である。

【００１０】また、この発明に係る他の換気装置の制御
装置は、換気対象の環境の状態情報を検知する検知手段
と、この検知手段からの状態情報に対する空調換気装置
の換気方式を求めるための経験則に基づく制御ルールを
記憶するメモリ装置と、検知手段による状態情報とメモ
リ装置から取り出された制御ルールとに基づいて、ファ
ジー論理演算によって空調換気装置に対する換気方式を
演算する演算装置、求められた換気方式に基づいて空調
換気装置の熱交換器を制御する信号を出力する制御信号
出力手段とを備えたものである。

【００１１】

【作用】この発明における換気装置の制御装置において
は、検知手段により把握される換気環境の状態情報とメ
モリ装置から取り出された経験則に基づく制御ルールと
により、ファジー論理演算によって換気扇の送風用電動
機に対する操作量が決定され、これにより換気運転がな
されることになり、外乱要素等による急激な換気環境の
変化にも即応でき、換気快適感をもたらしうるような換
気運転を実現することができる。

【００１２】また、この発明における他の換気装置の制
御装置においては、検知手段により把握される換気環境
の状態情報とメモリ装置から取り出された経験則に基づ
く制御ルールとにより、ファジー論理演算によって空調
換気装置に対する換気方式が決定され、決定された換気
方式による運転がなされることになり、外乱要素等によ
る急激な換気環境の変化にも即応でき、快適感をもたら
しうるような空調換気運転を実現することができる。

【００１３】

【実施例】

実施例１．図１〜図４はいずれも本発明の一実施例を示
したもので、図１は制御装置のブロック構成図、図２は
制御装置に使用する制御ルールを示す説明図、図３は各
要素に対するファジー変数のメンバシップ関数を示す説
明図、図４はファジー推論のフローチャートである。即
ち、この実施例の制御装置は、検知手段(1)、演算装置
(2)、メモリ装置(3)、ファジー推論プロセッサ(4)から
なり、換気扇の送風用電動機の制御装置(5)に制御信号
を出力し、制御装置(5)を介して換気扇の送風用電動機
の制御を行うもので、基本的には換気対象の環境状態に
応じて送風用電動機に与える操作量を設定し、これによ
り換気扇の運転を制御する方式である。

【００１４】検知手段(1)は、換気対象である特定の部
屋の環境状態を状態量として検知し出力するもので、こ
の実施例では空気の汚濁度を状態量として検知するもの
であるが、換気環境の目的が除臭であれば、臭いセンサ
が、排湿であれば湿度センサが目的に応じて個別又は並
列に構成されることになる。演算装置(2)は、検知手段
(1)から入力される状態量を平均化するとともに状態量
の時間的変化量を演算し、これらを出力する。メモリ装
置(3)は、送風用電動機への操作量を求めるための制御
ルールを記憶したもので、記憶されている制御ルール
は、人間の経験及びシュミレーション等から得られた、
汚れ量と汚れの変化による送風量の制御に関するルール
である。ファジー推論プロセッサ(4)は、上記メモり装
置(3)から取り出される制御ルールに基づいて演算装置
(2)からの状態情報（汚れ量の平均値と汚れ量の時間的
変化）からファジー論理演算によって送風量を推論し、
これを実現するための操作量を演算し、制御信号として
制御装置(5)に出力する。

【００１５】上記構成の換気扇の制御装置においては、
検知手段(1)と演算装置(2)とによる換気対象の汚れ量に
関する状態情報と、メモリ装置(3)から取り出された制
御ルールとによりファジー推論プロセッサ(4)がファジ
ー論理演算によって換気扇の送風用電動機に対する操作
量を決定し、換気扇の制御装置(5)により操作量に基づ
く換気運転がなされる。ファジー論理演算は、第４のフ
ローチャートに示すように、まず汚れ量と汚れ量の時間
的変化の読み込みが行われ、続いてファジー集合とメン
バシップ量の算出が行われる。ここで汚れ量は図３
（ａ）の、また汚れ量の時間的変化は図３（ｂ）に示す
各メンバシップ関数にそれぞれ従って、各々のファジー
集合とメンバシップ量が求められる。

【００１６】次に、メモリ装置(3)から取り出した制御
ルールの適用が行われる。ここではメンバシップ量の算
出で求めた汚れ量と汚れ量の時間的変化にあてはまるフ
ァジー集合から制御ルールに従い、換気方式を決めるフ
ァジー集合（図３のＣ）を選択し、このファジー集合に
適用ルールの前ステップで求めたメンバシップ量を掛け
たものを、推論結果のファジー集合とする。続いて、次
のステップでこの推論結果のファジー集合（複数）が加
算され、その重心点が求められ、次のステップでこの重
心点に基づき換気量が決定される。ここで決定された換
気量は操作量として換気扇の制御装置(5)に出力され、
換気扇の送風用電動機の回転速度が制御される。即ち、
この制御装置によれば、外乱による換気環境の急激な変
化に対してもリアルタイムで推論及び制御処理が可能で
あり、快適環境にスムーズに復帰させることができると
ともに、換気環境に応じた適切な換気が行われるため、
電力の節約や運転騒音の低減化も図ることができる。

【００１７】実施例２．図５〜図８はいずれも本発明の
他の実施例を示したもので、図５は制御装置のブロック
構成図、図６は制御装置に使用する制御ルールを示す説
明図、図７は各要素に対するファジー変数のメンバシッ
プ関数を示す説明図、図８はファジー推論のフローチャ
ートである。即ち、この実施例の制御装置は、室内検知
手段(1a)と室外検知手段(1b)を備えた検知手段(1)、演
算装置(2)、メモリ装置(3)、ファジー推論プロセッサ
(4)、空調換気装置に制御信号を出力する制御信号出力
手段(6)を備えたもので、基本的には換気対象の環境状
態に応じて換気方式を設定し、これにより空調換気装置
の運転を制御する方式である。

【００１８】検知手段(1)は、室内と室外の環境状態を
状態量として検知し出力するもので、この実施例では温
度を状態量として検知するものであるが、湿度を検知す
るものであっても、空気の汚れ量を検知するものであっ
ても、これらの組み合わせによるものであっても良い。
演算装置(2)は検知手段(1)からの検出値の平均値を求め
る等の統計処理を施し、これらを出力する。メモリ装置
(3)は、換気方式を求めるための制御ルールを記憶した
もので、記憶されている制御ルールは、人間の経験及び
シュミレーション等から得られた、温度による換気方式
の決定に関するルールである。ファジー推論プロセッサ
(4)は、上記メモリ装置(3)から取り出される制御ルール
に基づいて演算装置(2)からの温度情報からファジー論
理演算によって換気方式を決定し、これを実現するため
に制御信号出力手段(6)に出力する。制御信号出力手段
(6)は、決定された換気方式を空調換気装置を直接動作
させる制御信号として出力するものである。

【００１９】上記構成の空調換気装置の制御装置におい
ては、検知手段(1)と演算装置(2)とによる室内外の温度
に関する状態情報と、メモリ装置(3)から取り出された
制御ルールとによりファジー推論プロセッサ(4)がファ
ジー論理演算によって空調換気装置に対する換気方式を
決定し、制御信号出力手段(6)から制御信号による換気
方式（熱交換を伴わない普通換気や全熱交換換気や顕熱
交換換気）に基づく換気運転がなされる。ファジー論理
演算は、図８のフローチャートに示すように、まず室内
外の温度が演算装置(2)から読み込まれる。続いてファ
ジー集合とメンバシップ量の算出が行われる。ここで室
内の温度は図３（ａ）の、また室外の温度は図３（ｂ）
に示す各メンバシップ関数にそれぞれ従って、各々のフ
ァジー集合とメンバシップ量が求められる。

【００２０】次に、メモリ装置(3)から取り出した制御
ルールの適用が行なわれる。ここではメンバシップ量の
算出で求めた室内外の温度にあてはまるファジー集合か
ら制御ルールに従い、換気方式を決めるファジー集合
（図７のｃ）を選択し、このファジー集合に適用ルール
の前ステップで求めたメンバシップ量を掛けたものを、
推論結果のファジー集合とする。続いて、次のステップ
でこの推論結果のファジー集合（複数）が加算され、そ
の重心点が求められ、次のステップでこの重心点に基づ
き換気方式が決定される。ここで決定された換気方式は
制御信号出力手段(6)により、制御信号として空調換気
装置に出力される。即ち、この制御装置によれば、外乱
による換気環境の急激な変化に対してもリアルタイムで
推論及び制御処理が可能であり、快適環境にスムーズに
復帰させることができるとともに、きめ細かな換気環境
に応じた適切な換気が行われるため、電力の節約も計る
ことができ、制御結果が人の体感によくマッチすること
になる。

【００２１】

【発明の効果】以上実施例による説明からも明らかなよ
うに、この発明の換気装置の制御装置によれば、検知手
段により把握される換気環境の状態情報とメモリ装置か
ら取り出された経験側に基づく制御ルールとにより、フ
ァジー論理演算によって換気扇の送風用電動機に対する
操作量が決定され、これにより換気運転がなされること
になり、外乱要素等による急激な換気環境の変化にも即
応でき、換気快適感をもたらしうるような換気運転を実
現することができる。

【００２２】この発明の他の換気装置の制御装置によれ
ば、検知手段により把握される換気環境の状態情報とメ
モリ装置から取り出された経験則に基づく制御ルールと
により、ファジー論理演算によって空調換気装置に対す
る換気方式が決定され、これにより換気運転がなされる
ことになり、外乱要素等による急激な換気環境の変化に
も即応でき、人の体感によくマッチした制御結果が得ら
れ、快適性の高い換気運転を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による制御装置のブロック
構成図である。

【図２】この実施例に使用する制御ルールを示す説明図
である。

【図３】ａはこの実施例による汚れ量に対するファジー
変数のメンバシップ関数を示す説明図、ｂはこの実施例
による汚れ量の変化に対するファジー変数のメンバシッ
プ関数を示す説明図、ｃはこの実施例による送風用電動
機の回転速度の変更量に対するファジー変数のメンバシ
ップ関数を示す説明図である。

【図４】この発明によるファジー推論のフローチャート
である。

【図５】この発明の他の実施例による制御装置のブロッ
ク構成図である。

【図６】この実施例に使用する制御ルールを示す説明図
である。

【図７】ａはこの実施例による室内温度に対するファジ
ー変数のメンバシップ関数を示す説明図、ｂはこの実施
例による室外温度の変化に対するファジー変数のメンバ
シップ関数を示す説明図、ｃはこの実施例による換気方
式に対するファジー変数のメンバシップ関数を示す説明
図である。

【図８】この実施例によるファジー推論のフローチャー
トである。

【符号の説明】

１ 検知手段 ２ 演算装置 ３ メモリ装置 ４ ファジー推論プロセッサ ５ 制御装置 ６ 制御信号出力手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 換気対象の環境状態に応じて換気扇の送
   風用電動機に与える操作量を設定する換気装置の制御装
   置であって、換気対象の環境の状態情報を検知する検知
   手段と、この検知手段からの状態情報に対する換気扇の
   送風用電動機への操作量を求めるための経験側に基づく
   制御ルールを記憶するメモリ装置と、上記検知手段によ
   る状態情報と上記メモリ装置から取り出された制御ルー
   ルとに基づいて、ファジー論理演算によって上記操作量
   を演算する演算装置とを備えたことを特徴とする換気装
   置の制御装置。
2. 【請求項２】 換気対象の環境状態に応じて空調換気装
   置の換気方式を設定する換気装置の制御装置であって、
   換気対象の環境の状態情報を検知する検知手段と、この
   検知手段からの状態情報に対する空調換気装置の換気方
   式を求めるための経験則に基づく制御ルールを記憶する
   メモリ装置と、上記検知手段による状態情報と上記メモ
   リ装置から取り出された制御ルールとに基づいて、ファ
   ジー論理演算によって上記換気方式を演算する演算装置
   と、演算により求められた換気方式に基づいて空調換気
   装置の熱交換器を制御する信号を出力する制御信号出力
   手段とを備えたことを特徴とする換気装置の制御装置。