JPH06185787A - 空気調和機の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空気調和機の制御において、外乱後の室温の
立ち直り性能を改善し、快適性の向上を図る。 【構成】 室温と設定温度との温度差を入力１とし、室
温の時間的変化を入力２とし、メンバシップ関数部１の
メンバシプ関数を用いて制御ルールにしたがって基づい
てファジィ演算し、このファジィ演算結果により出力の
圧縮機２の運転周波数の切り替え量を制御し、かつ所定
間隔（ｔ秒）毎にその運転周波数を切り替えて室温コン
トロールを行う空気調和機の制御方法において、運転中
常に室温検出部４で室温（Ｔｒ）を検出し、その都度同
室温の変化量（Ｔｒ２−Ｔｒ１）を室温変化量算出部５
で算出するとともに、この算出変化量が所定の値を越え
たときには室温が急激に変動していると判定し、即座に
上記ファジィ演算を実行して圧縮機２の運転周波数を切
り替える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はインバータ式の空気調
和機において室温コントロールにファジィ制御を用いた
空気調和機の制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、この種の空気調和機は、図３に示
すように、室内温度（室温）のコントロールをファジィ
制御で行うため、例えば下記数１（ａ）乃至（ｆ）に示
す制御ルールおよび図４乃至図６に示すメンバシップ関
数を有するファジィ制御記憶部１を有し、その制御ルー
ルおよびメンバシップ関数を用いたファジィ演算結果に
応じて圧縮機２の運転周波数の切り替え量を制御する制
御装置３を備え、室温（Ｔｒ）と設定温度（Ｔｓ）との
温度差を入力１とし、室温の変化量を入力２とし、メン
バシップ関数（Ａ）を参照して、入力１，２が制御ルー
ルを満足する度合を計算する（ファジィ演算を行う）。

【０００３】

【数１】 なお、上記数１（ａ）乃至（ｆ）において、制御ルール
の前件部の入力変数Ｅは（Ｔｒ−Ｔｓ）で、入力変数Ｄ
は室温の変化量（例えば（Ｔｒ１−Ｔｒ２）／分）であ
り、その後件部の出力変数Ｆは圧縮機の運転周波数の切
り替え量であり、Ｄは室温の変化量で、Ｅは温度差（Ｔ
ｒ−Ｔｓ）で、Ｆは圧縮機の運転周波数の切り替え量で
ある。また、上記数１および図７乃至図８に示すメンバ
シップ関数（Ａ）の模式図において、ＮＢは負の方に大
きく、ＺＲはゼロ（変化なし）、ＰＢは正の方に大きく
変化するものである。

【０００４】そして、上記室温の安定性および外乱（ド
アや窓の開閉）等による室内の急激な変化に対する応答
性の両方に対して中間的な特性を示すように、上記数１
の制御ルールおよび図４乃至図６に示すメンバシップ関
数が決定されている。また、上記制御装置３は室温およ
び設定温度等に基づいて室内ファン、室外ファン等を制
御する。

【０００５】ところで、上記ファジィ演算が当該空気調
和機の運転中に所定間隔（ｔ秒）毎に実行され、このフ
ァジィ演算結果に基づいて圧縮機２の運転周波数の切り
替え量が制御される。なお、上記所定間隔（ｔ秒）は予
め当該空気調和機の実際の使用状態に沿って試験した結
果により最適な値に設定されている。例えば、上記所定
間隔は長すぎることもなく、短すぎることもないように
設定されている。

【０００６】すなわち、図７に示すように、上記所定間
隔が長い値ｔ１（＞ｔ）であると、室温（Ｔｒ）の変動
に対する圧縮機２の運転周波数の切り替えが鈍く、室温
の安定性が著しく悪くなり、ひいては快適性に支障を来
すことになるからである。また、図８に示すように、上
記所定間隔が短い値ｔ２（＜ｔ）であると、室温（Ｔ
ｒ）の変動に対する圧縮機２の運転周波数の切り替えが
敏感であり、室温の安定性が非常に良好よなるが、その
運転周波数の切り替えが頻繁に行われるため、長時間運
転を続けた場合当該空気調和機の消費電力が大きく、ひ
いては運転効率が悪くなるからである。

【０００７】そこで、現在のところ、上記所定間隔（ｔ
秒）は上記ｔ１とｔ２との間の中間的な値に設定されて
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記空
気調和機の制御方法においては、図９に示すように、室
温（Ｔｒ）が外乱等により急激に変化した場合、例えば
暖房運転中に窓が一時的に開けられて室温が急激に低下
した場合（図９のＡ時点からＢ時点に降下した場合）、
上記所定間隔（ｔ秒）毎にしか圧縮機２の運転周波数が
切り替えられないため、応答性が悪く、つまり室温の立
ち直りが悪く、室温が快適な値になるまで時間がかかる
ことになり、ひいては快適性が損なわれることになる。

【０００９】この発明は上記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は外乱等に対して応答性を良好とし、つ
まり室温の立ち直りを速やかにすることができ、ひいて
は快適性が損なわれないようにすることができるように
した空気調和機の制御方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、少なくとも室内温度および設定温度に
基づいて室内ファン、室外ファンおよび冷凍サイクルを
構成する圧縮機を制御し、室内に冷風あるいは温風を吹
き出して同室内の温度を制御する際、前記検出室内温度
と設定温度との温度差を入力１とし、前記室内温度の変
化量を入力２とし、これら入力１および入力２に基づい
て予め設定されている制御ルールおよびメンバシップ関
数を用いてファジィ演算し、該ファジィ演算結果によっ
て前記圧縮機の運転周波数の切り替え量を所定間隔毎に
制御する空気調和機の制御方法であって、当該空気調和
機の運転中に室内の温度を検出して同室内温度の変化量
を算出するととともに、該算出変化量が所定値を越えた
ときに前記圧縮機の運転周波数の切り替え量を制御する
ようにしたことを要旨とする。

【００１１】

【作用】上記方法としたので、空気調和機の運転時には
（ファジィ制御による室温コントロール時には）、常に
室温（Ｔｒ）が検出され、その都度室温の変化量（Ｔｒ
２−Ｔｒ１）が算出される。この算出変化量が所定の値
を越えた場合、室温が急激に変動したものと判定され、
即座に、つまり上記所定間隔の時間に達する前に圧縮機
の運転周波数の切り替え量が算出され、この算出量をも
って圧縮機の運転周波数が切り替えられる。これによ
り、室温が素早く設定温度あるいは同設定温度付近まで
戻されることから、室温の立ち直りが速やかに行われ
る。

【００１２】

【実施例】この発明の空気調和機の制御方法は、入力１
（室温と設定温度との温度差）および入力２（室温の時
間的変化）に基づいてファジィ演算して出力の圧縮機の
運転周波数の切り替え量を制御し、かつ所定間隔（ｔ
秒）毎にその運転周波数を切り替えて室温コントロール
を行うが、運転中に常に室温（Ｔｒ）を検出し、その都
度同室温の変化量（Ｔｒ２−Ｔｒ１）を算出するととも
に、この算出変化量が所定の値を越えたときには室温が
急激に変動したと判定し、即座に圧縮機の運転周波数を
切り替える。なお、上記ファジィ制御においては上記数
１（ａ）乃至（ｆ）に示す制御ルールおよび図４乃至図
６に示すメンバシップ関数が用いられる。

【００１３】そのため、図１に示すように、この発明の
空気調和機の制御装置３は室温検出部４からの室温検出
信号を入力して室温の変化量（Ｔｒ２−Ｔｒ１）を算出
する室温変化量算出部５を備えている。なお、図中、図
３と同一部分およびそれに相当する部分には同一符号を
付し重複説明を省略する。また、上記室温変化量算出部
５における変化量の算出は上記所定間隔（ｔ秒）より短
い時間毎に行われる。

【００１４】次に、上記構成とした空気調和機の制御装
置の制御方法を図２のグラフ図を参照して詳しく説明す
ると、まず当該空気調和機の暖房運転、例えばリモコン
による設定温度および室温等に基づいて室内ファン、室
外ファンおよび圧縮機２等が制御されるものする。

【００１５】そして、上記制御装置３においては図４乃
至図６に示すメンバシップ関数を用い、上記数１に示す
制御ルールにしたがってファジィ演算が実行され、この
ファジィ演算結果に基づいて室温コントロールが行われ
る。この場合、従来同様に上記ファジィ演算が所定間隔
（ｔ秒）毎に実行され、この演算結果に基づいて圧縮機
２の運転周波数の切り替え量が制御される。

【００１６】また、当該空気調和機の運転中、つまり上
記室温コントロール時、制御装置３の室温変化量算出部
５においては室温の変化量（Ｔｒ２−Ｔｒ１）が算出さ
れ、この算出変化量が所定の値を越えているか否かが判
定される。この所定の値としては、外乱等例えば窓やド
アの開閉によって室温が急激に変化する場合を想定して
決められる。

【００１７】ここで、図２の矢印Ａ点において、窓が開
かれて外気が室内に流れ込むものとすると、室温が同図
の矢印Ｃ点まで降下する。このとき、上記室温変化量算
出部５における算出変化量が所定の値を越えると、室温
の変動が急激に降下しているものと判定され、上記所定
間隔（ｔ秒）の経過を待たずに、即座に圧縮機２の運転
周波数が切り替えられる。つまり、当該ファジィ演算が
実行され、圧縮機２の運転周波数の切り替え量が制御さ
れることから、同図の実線に示すように、室温が素早く
立ち直り、同室温が設定温度に達することになる。

【００１８】上記室温が元の状態に戻り、室温変化量が
所定の値以下になると、当該室温コントロールは通常通
りに行われ、つまり圧縮機２の運転周波数が所定時間
（ｔ秒）毎に切り替えられる。

【００１９】このように、所定間隔（ｔ秒）毎に圧縮機
２の運転周波数の切り替え量をファジィ制御において、
常に室温を検出して同室温の変化量（Ｔｒ２−Ｔｒ１）
をそのｔ秒より短い時間毎に算出し、この算出変化量が
所定の値を越えたときには室温が急激に変化したものと
判定し、圧縮機２の運転周波数を切り替えるようにした
ので、室温を素早く設定温度（あるいは設定温度付近）
に戻すことができ、室温の立ち直り性能を改善すること
ができ、ひいては室内環境の悪化を抑え、快適性の向上
を図ることができる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の空気調
和機の制御方法によれば、入力１（室温と設定温度との
温度差）および入力２（室温の時間的変化）に基づいて
ファジィ演算して出力の圧縮機の運転周波数の切り替え
量を制御し、かつ所定間隔（ｔ秒）毎にその運転周波数
を切り替えて室温コントロールを行うが、運転中常に室
温（Ｔｒ）を検出し、その都度同室温の変化量（Ｔｒ２
−Ｔｒ１）を算出するとともに、この算出変化量が所定
の値を越えたときには室温が急激に変動していると判定
し、即座に上記ファジィ演算を実行して圧縮機の運転周
波数を切り替えるようにしたので、外乱等（窓やドアの
開閉）により室温が急激に変化しても、同室温を素早く
設定温度（あるいは設定温度付近）に戻すことができ、
外乱後の室温の立ち直り性能を改善し、快適性の向上を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示し、空気調和機の制御
方法が適用される空気調和機の制御装置の概略的ブロッ
ク線図である。

【図２】図１に示す空気調和機の制御装置の動作を説明
するための概略的グラフ図である。

【図３】従来の空気調和機の制御装置の概略的ブロック
線図である。

【図４】図１および図３に示す制御装置で用いられるメ
ンバシップ関数の概略的模式図である。

【図５】図１および図３に示す制御装置で用いられるメ
ンバシップ関数の概略的模式図である。

【図６】図１および図３に示す制御装置で用いられるメ
ンバシップ関数の概略的模式図である。

【図７】図３に示す空気調和機の制御装置の動作を説明
するための概略的グラフ図である。

【図８】図３に示す空気調和機の制御装置の動作を説明
するための概略的グラフ図である。

【図９】図３に示す空気調和機の制御装置の動作を説明
するための概略的グラフ図である。

【符号の説明】

１ メンバシップ関数部 ２ 圧縮機 ３ 制御装置 ４ 室温検出部 ５ 室温変化量算出部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも室内温度および設定温度に基
   づいて室内ファン、室外ファンおよび冷凍サイクルを構
   成する圧縮機を制御し、室内に冷風あるいは温風を吹き
   出して同室内の温度を制御する際、前記検出室内温度と
   設定温度との温度差を入力１とし、前記室内温度の変化
   量を入力２とし、これら入力１および入力２に基づいて
   予め設定されている制御ルールおよびメンバシップ関数
   を用いてファジィ演算し、該ファジィ演算結果によって
   前記圧縮機の運転周波数の切り替え量を所定間隔毎に制
   御する空気調和機の制御方法であって、 当該空気調和機の運転中に室内の温度を検出して同室内
   温度の変化量を算出するととともに、該算出変化量が所
   定値を越えたときに前記圧縮機の運転周波数の切り替え
   量を制御するようにしたことを特徴とする空気調和機の
   制御方法。