JPH07146715A - 直接ディジタル制御サーモスタット - Google Patents
直接ディジタル制御サーモスタットInfo
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- JPH07146715A JPH07146715A JP6133003A JP13300394A JPH07146715A JP H07146715 A JPH07146715 A JP H07146715A JP 6133003 A JP6133003 A JP 6133003A JP 13300394 A JP13300394 A JP 13300394A JP H07146715 A JPH07146715 A JP H07146715A
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- temperature
- pressure
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/1902—Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the use of a variable reference value
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F11/00—Control or safety arrangements
- F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B11/00—Automatic controllers
- G05B11/01—Automatic controllers electric
- G05B11/36—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/20—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature
- G05D23/24—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature the sensing element having a resistance varying with temperature, e.g. a thermistor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
- F24F2110/10—Temperature
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- Thermal Sciences (AREA)
- Control Of Temperature (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
- Thermally Actuated Switches (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 単独又はシステム動作のいずれでも可能なサ
ーモスタットでもって、既存の制御装置がそれにより制
御されるように、空気制御出力を供給する改良されたサ
ーモスタットを提供する。 【構成】 種々の要素まで延びる空気供給ラインを有
し、システムの制御要素が要素に通信される制御圧力を
変化することにより制御されるタイプの空気制御温度制
御システムに使用することが可能な電子ディジタルサー
モスタットであって、サーモスタットはＬＡＮシステム
中で動作可能であり、通常の空気サーモスタットの代用
品としてユニット換気装置に置き換えられる。サーモス
タットは達成すべき制御を確実に達成する手段を有す
る。
ーモスタットでもって、既存の制御装置がそれにより制
御されるように、空気制御出力を供給する改良されたサ
ーモスタットを提供する。 【構成】 種々の要素まで延びる空気供給ラインを有
し、システムの制御要素が要素に通信される制御圧力を
変化することにより制御されるタイプの空気制御温度制
御システムに使用することが可能な電子ディジタルサー
モスタットであって、サーモスタットはＬＡＮシステム
中で動作可能であり、通常の空気サーモスタットの代用
品としてユニット換気装置に置き換えられる。サーモス
タットは達成すべき制御を確実に達成する手段を有す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、サーモスタットに関
し、特に、空気制御される暖房、換気及びエアコンディ
ッショニングのシステム又は装置に使用するに適した電
子サーモスタットに関するものである。
し、特に、空気制御される暖房、換気及びエアコンディ
ッショニングのシステム又は装置に使用するに適した電
子サーモスタットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】多くのビル暖房、換気及びエアコンディ
ッショニングシステムは、空気ラインの圧力が制御さ
れ、そして可変の空気が空気制御バルブを順番に制御す
る空気制御を使用して制御されるということは良く知ら
れている。制御バルブは、そこで、ダンパー及び加熱コ
イルに熱を導入するバルブ等の位置を制御するために使
用される。
ッショニングシステムは、空気ラインの圧力が制御さ
れ、そして可変の空気が空気制御バルブを順番に制御す
る空気制御を使用して制御されるということは良く知ら
れている。制御バルブは、そこで、ダンパー及び加熱コ
イルに熱を導入するバルブ等の位置を制御するために使
用される。
【０００３】そのようなシステムのための従来技術のサ
ーモスタットは、サーモスタットが制御しようとする室
又は他の囲まれた領域に対する温度設定点を調整する能
力を有する。そして、サーモスタットは、通常、ダンパ
ー及びバルブ等のような要素を制御するために接続され
た空気ラインに制御された圧力を供給するために動作す
る。そして、そのようなサーモスタットは、温度が減少
した時、温度を上昇させ制御ラインの圧力を減少する目
的で、空気供給ラインから増加した圧力を導入するため
に動作する。当業者には、そのシステムは、減少した圧
力が制御された温度を増加させることができるというよ
うに、逆の動作が可能であるということが理解できる。
ーモスタットは、サーモスタットが制御しようとする室
又は他の囲まれた領域に対する温度設定点を調整する能
力を有する。そして、サーモスタットは、通常、ダンパ
ー及びバルブ等のような要素を制御するために接続され
た空気ラインに制御された圧力を供給するために動作す
る。そして、そのようなサーモスタットは、温度が減少
した時、温度を上昇させ制御ラインの圧力を減少する目
的で、空気供給ラインから増加した圧力を導入するため
に動作する。当業者には、そのシステムは、減少した圧
力が制御された温度を増加させることができるというよ
うに、逆の動作が可能であるということが理解できる。
【０００４】制御された空気圧力は、典型的には、制御
された領域の温度を調整するために、バルブ及びダンパ
ー等の位置を調整する。加えて、学校でしばしば使用さ
れるような、ユニット換気装置の動作を制御する空気サ
ーモスタットにより制御される多くのビルがある。その
ようなユニット換気装置は、典型的には、単独形ユニッ
トであり、空気を循環させるファン、そこを流れる量が
バルブにより調整されると共に蒸気又は温水が循環する
加熱コイルを有する。一方、そのような機械的空気サー
モスタットは、それらが置かれた領域の温度を適切に制
御するが、当該技術分野で良く知られているように、供
給空気ラインの圧力を変化させることにより昼と夜の動
作間が切り換えられる能力を除けば、それらは、通常、
システムの観点からは単独形ユニットである。
された領域の温度を調整するために、バルブ及びダンパ
ー等の位置を調整する。加えて、学校でしばしば使用さ
れるような、ユニット換気装置の動作を制御する空気サ
ーモスタットにより制御される多くのビルがある。その
ようなユニット換気装置は、典型的には、単独形ユニッ
トであり、空気を循環させるファン、そこを流れる量が
バルブにより調整されると共に蒸気又は温水が循環する
加熱コイルを有する。一方、そのような機械的空気サー
モスタットは、それらが置かれた領域の温度を適切に制
御するが、当該技術分野で良く知られているように、供
給空気ラインの圧力を変化させることにより昼と夜の動
作間が切り換えられる能力を除けば、それらは、通常、
システムの観点からは単独形ユニットである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そのような空気制御の
最大の不利な点は、エネルギー節約計画がコスト低減に
効果的に利用されることを可能にする全体システム動作
を持つことができないということである。その上、最新
構造物で普通に使用される自動化された監視制御システ
ムで提案される他の望ましい特徴の中においても、サー
モスタットの個々の制御のシステム全体の基準となる温
度設定点を変更するには無能力であるという問題があ
る。
最大の不利な点は、エネルギー節約計画がコスト低減に
効果的に利用されることを可能にする全体システム動作
を持つことができないということである。その上、最新
構造物で普通に使用される自動化された監視制御システ
ムで提案される他の望ましい特徴の中においても、サー
モスタットの個々の制御のシステム全体の基準となる温
度設定点を変更するには無能力であるという問題があ
る。
【０００６】しかしながら、そのような空気制御システ
ムを制御するための改造パッケージというものがある
が、それらは、通常、高価で、既存のシステム及び設備
を改造する実質的な労働コストを必要とする。したがっ
て、本発明の目的は、単独又はシステム動作のいずれで
も可能なサーモスタットでもって、既存の制御装置がそ
れにより制御されるように、空気制御出力を供給する改
良されたサーモスタットを提供することにある。
ムを制御するための改造パッケージというものがある
が、それらは、通常、高価で、既存のシステム及び設備
を改造する実質的な労働コストを必要とする。したがっ
て、本発明の目的は、単独又はシステム動作のいずれで
も可能なサーモスタットでもって、既存の制御装置がそ
れにより制御されるように、空気制御出力を供給する改
良されたサーモスタットを提供することにある。
【０００７】関連する目的は、古いサーモスタットに換
えて同一の場所に置くことができ、上記識別されたシス
テムの利点を得るために、通常の空気機械的サーモスタ
ットとほぼ同一サイズであるサーモスタットを提供する
ことにある。本発明の他の目的は、プログラム可能で、
マイクロプロセッサにより駆動され、自立形であり、そ
して、通信ネットワークを通して大規模監視及び制御シ
ステムに接続可能であり、それにより既に説明されたシ
ステムの利点の全てを達成できる改良されたサーモスタ
ットを提供することにある。
えて同一の場所に置くことができ、上記識別されたシス
テムの利点を得るために、通常の空気機械的サーモスタ
ットとほぼ同一サイズであるサーモスタットを提供する
ことにある。本発明の他の目的は、プログラム可能で、
マイクロプロセッサにより駆動され、自立形であり、そ
して、通信ネットワークを通して大規模監視及び制御シ
ステムに接続可能であり、それにより既に説明されたシ
ステムの利点の全てを達成できる改良されたサーモスタ
ットを提供することにある。
【０００８】さらに、他の本発明の目的は、古い空気サ
ーモスタットを単に取り除いて、それを本発明の改良さ
れたサーモスタットと取り替え、単に１つの通信ケーブ
ルと電力接続を接続することによりシステムの利点を得
ることである。関連する目的は、単独形又はシステム動
作のいずれも可能で、動作の単独形モードではバッテリ
により電力が供給されることができる改良されたサーモ
スタットを提供することにある。
ーモスタットを単に取り除いて、それを本発明の改良さ
れたサーモスタットと取り替え、単に１つの通信ケーブ
ルと電力接続を接続することによりシステムの利点を得
ることである。関連する目的は、単独形又はシステム動
作のいずれも可能で、動作の単独形モードではバッテリ
により電力が供給されることができる改良されたサーモ
スタットを提供することにある。
【０００９】さらに本発明の他の目的は、マイクロプロ
セッサにより駆動され、そしてそれが使用される暖房及
び／又はエアコンディッショニング設備の制御に関して
比較的高級な制御アルゴリズムを実行することが可能な
改良されたサーモスタットを提供することである。
セッサにより駆動され、そしてそれが使用される暖房及
び／又はエアコンディッショニング設備の制御に関して
比較的高級な制御アルゴリズムを実行することが可能な
改良されたサーモスタットを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、制御システム
の種々の要素まで延び、要素に伝達される制御圧力を変
えることによりシステムの制御要素が制御される空気供
給ラインを有するタイプの空気制御温度制御システムで
の使用が可能な電子ディジタルサーモスタットにある。
例えば、空気制御ライン中の圧力は、加熱コイル、又は
ラジエーター等の蒸気、エアー及び水の量を制御するダ
ンパー、又は制御バルブ等の位置を調整するために変化
させられる。すなわち、ダンパーの場合には、制御され
ているスペースに導入されるエアーの量を制御する。
の種々の要素まで延び、要素に伝達される制御圧力を変
えることによりシステムの制御要素が制御される空気供
給ラインを有するタイプの空気制御温度制御システムで
の使用が可能な電子ディジタルサーモスタットにある。
例えば、空気制御ライン中の圧力は、加熱コイル、又は
ラジエーター等の蒸気、エアー及び水の量を制御するダ
ンパー、又は制御バルブ等の位置を調整するために変化
させられる。すなわち、ダンパーの場合には、制御され
ているスペースに導入されるエアーの量を制御する。
【００１１】そのようなシステムは、通常、本質的に機
械的な空気サーモスタットにより制御され、そして、そ
こでは所望の温度に対する設定点の調整は、動作の昼／
夜モードを与える能力を除いては、手動操作により行わ
れていて、サーモスタットにより制御できることは非常
に少なかった。本発明は、そのような空気制御システム
による動作が可能であることを意図し、そして、所望で
あれば統合監視及び制御システムによる単独形動作の能
力があるものである。その優れた設計技術の故に、制御
要素すなわち暖房設備に変更又は修正を加えることな
く、従来の空気サーモスタットに対して単に置き換える
ことを可能にする。
械的な空気サーモスタットにより制御され、そして、そ
こでは所望の温度に対する設定点の調整は、動作の昼／
夜モードを与える能力を除いては、手動操作により行わ
れていて、サーモスタットにより制御できることは非常
に少なかった。本発明は、そのような空気制御システム
による動作が可能であることを意図し、そして、所望で
あれば統合監視及び制御システムによる単独形動作の能
力があるものである。その優れた設計技術の故に、制御
要素すなわち暖房設備に変更又は修正を加えることな
く、従来の空気サーモスタットに対して単に置き換える
ことを可能にする。
【００１２】本発明の特に有利な応用の１つは、学校シ
ステム等に普通に使用されているタイプのユニット換気
装置を制御する機械的空気サーモスタットの置き換えに
対するものである。そのようなユニット換気装置は、通
常、ファン、加熱要素が蒸気、温水又は電気である加熱
コイルを有する。そのようなユニット換気装置は、通
常、本当の意味でのエアコンディッショニングを与えな
いが、しばしば室内のエアーより冷たい外側のエアーが
入ることを許容する外側ダンパーを有する。典型的に
は、そのようなユニット換気装置は、単独形モードで実
行可能であり、そして、効率的なエネルギー利用の検知
から強く要望されるシステム全体での能力を具備しな
い。
ステム等に普通に使用されているタイプのユニット換気
装置を制御する機械的空気サーモスタットの置き換えに
対するものである。そのようなユニット換気装置は、通
常、ファン、加熱要素が蒸気、温水又は電気である加熱
コイルを有する。そのようなユニット換気装置は、通
常、本当の意味でのエアコンディッショニングを与えな
いが、しばしば室内のエアーより冷たい外側のエアーが
入ることを許容する外側ダンパーを有する。典型的に
は、そのようなユニット換気装置は、単独形モードで実
行可能であり、そして、効率的なエネルギー利用の検知
から強く要望されるシステム全体での能力を具備しな
い。
【００１３】本発明の他の有利な点は、１つの独立の電
源に接続することが可能で、その上、普通、ローカルエ
リアネットワーク即ちＬＡＮである通信ネットワークに
２つのケーブルを通して接続可能であることであり、そ
れにより、それがあたかも総合監視及び制御の一部であ
るかのように動作可能であることである。本発明のサー
モスタットは、内部メモリを有する処理手段を含み、そ
して、そのため、制御スキームの一種のスミスプレディ
クタ（Smith predictor)のような他の制御スキームの中
の、比例制御、積分制御はもちろん微分制御を行う能力
のある比較的複雑な制御アルゴリズムを実行する能力が
ある 動作の昼／夜及び暖房／冷房モードは、動作の各モード
に対して異なる温度設定点により達成することができ
る。サーモスタットは、もし必要であればその設定点が
個々の要求に合わせてサーモスタットの場所において調
整できるように、手動により調整可能であり、または、
特定期間等の間は、そのような個々の制御に反応しない
ようにプログラムできるようにされる。
源に接続することが可能で、その上、普通、ローカルエ
リアネットワーク即ちＬＡＮである通信ネットワークに
２つのケーブルを通して接続可能であることであり、そ
れにより、それがあたかも総合監視及び制御の一部であ
るかのように動作可能であることである。本発明のサー
モスタットは、内部メモリを有する処理手段を含み、そ
して、そのため、制御スキームの一種のスミスプレディ
クタ（Smith predictor)のような他の制御スキームの中
の、比例制御、積分制御はもちろん微分制御を行う能力
のある比較的複雑な制御アルゴリズムを実行する能力が
ある 動作の昼／夜及び暖房／冷房モードは、動作の各モード
に対して異なる温度設定点により達成することができ
る。サーモスタットは、もし必要であればその設定点が
個々の要求に合わせてサーモスタットの場所において調
整できるように、手動により調整可能であり、または、
特定期間等の間は、そのような個々の制御に反応しない
ようにプログラムできるようにされる。
【００１４】
【実施例】図、特に図１によれば、１０で示される本発
明の実施例のサーモスタットが描かれ、それは、対向す
る終端壁１４、対向する側壁１６及び前壁１８を有する
外壁１２を含む。外壁内に置かれた温度検知装置がサー
モスタットの制御しようとする領域の周囲エアー温度を
測定するように、側壁は、好適には、エアーが通過でき
る複数の開口２０を有する。サーモスタット１０の前面
１８には、表示装置２２が示される。
明の実施例のサーモスタットが描かれ、それは、対向す
る終端壁１４、対向する側壁１６及び前壁１８を有する
外壁１２を含む。外壁内に置かれた温度検知装置がサー
モスタットの制御しようとする領域の周囲エアー温度を
測定するように、側壁は、好適には、エアーが通過でき
る複数の開口２０を有する。サーモスタット１０の前面
１８には、表示装置２２が示される。
【００１５】表示装置は、好適には、現在の温度が表示
される液晶表示装置であるが、現在時間、サーモスタッ
トの温度設定点、昼／夜の制御モードのいずれで動作し
ているか等を含む他の情報が表示されても良い。サーモ
スタットは、好適には、１対のスイッチ２４及び２６を
有し、それらは、上向き及び下向きの矢印が描かれ、サ
ーモスタットの温度設定点を適当な押釦を押すことによ
り、増加又は減少のいずれにすることも可能とする。
される液晶表示装置であるが、現在時間、サーモスタッ
トの温度設定点、昼／夜の制御モードのいずれで動作し
ているか等を含む他の情報が表示されても良い。サーモ
スタットは、好適には、１対のスイッチ２４及び２６を
有し、それらは、上向き及び下向きの矢印が描かれ、サ
ーモスタットの温度設定点を適当な押釦を押すことによ
り、増加又は減少のいずれにすることも可能とする。
【００１６】サーモスタットは空気ラインと電気回路と
を効果的にインターフェースできるので、電子構成品は
図３に示すように印刷回路板を使用して構成されること
が好ましい。処理手段２８は、温度検知装置として、好
適には、図４〜図６に描かれ、印刷回路板３２上に搭載
されるが、１対のサーミスタ３０及び他の電気構成品が
用意され、図３においては、詳細が示されていない。コ
ネクタ３３は、表示装置２２及びスイッチ２４，２６に
接続するために用意される。図３に表示されるコネクタ
の数は、コネクタの全数ではなく、概略のものである。
リボン又はゼブラコネクタ３５、または当該技術分野で
良く知られた又は知られていない他の適当な導体及びコ
ネクタが利用できるということが理解されるべきであ
る。
を効果的にインターフェースできるので、電子構成品は
図３に示すように印刷回路板を使用して構成されること
が好ましい。処理手段２８は、温度検知装置として、好
適には、図４〜図６に描かれ、印刷回路板３２上に搭載
されるが、１対のサーミスタ３０及び他の電気構成品が
用意され、図３においては、詳細が示されていない。コ
ネクタ３３は、表示装置２２及びスイッチ２４，２６に
接続するために用意される。図３に表示されるコネクタ
の数は、コネクタの全数ではなく、概略のものである。
リボン又はゼブラコネクタ３５、または当該技術分野で
良く知られた又は知られていない他の適当な導体及びコ
ネクタが利用できるということが理解されるべきであ
る。
【００１７】コネクタ３４は、ベース３６に設けられる
電気−空気構成品と印刷回路板３２の回路との接続を意
図し、コネクタ３８は、ＬＡＮ及び電源への接続に用い
るために用意される。ベース３６は、電源及びＬＡＮコ
ネクタ用の、図示しない多数の開口を有する。ベース板
は、さらに空気ラインが設けられる内部ポートを有し、
その端部に、他の空気ポート４８が設けられそして制御
された出力を構成する電空バルブ４６に、空気供給ポー
ト４４が接続されているところが示される。ポート４８
は、さらに、放出ポート５２に同様に接続される第２の
バルブ５０と接続される。
電気−空気構成品と印刷回路板３２の回路との接続を意
図し、コネクタ３８は、ＬＡＮ及び電源への接続に用い
るために用意される。ベース３６は、電源及びＬＡＮコ
ネクタ用の、図示しない多数の開口を有する。ベース板
は、さらに空気ラインが設けられる内部ポートを有し、
その端部に、他の空気ポート４８が設けられそして制御
された出力を構成する電空バルブ４６に、空気供給ポー
ト４４が接続されているところが示される。ポート４８
は、さらに、放出ポート５２に同様に接続される第２の
バルブ５０と接続される。
【００１８】電空バルブ４６，５０は、通常の円柱状で
示されており、通常のソレノイドバルブの型式であると
いうことが理解される。しかしながら、そこに供給され
る適当な電気信号に応答して動作する適当な制御装置が
使用可能であるということが理解されるべきである。制
御ポート４８中の空気圧力は、供給された圧力と大気圧
力の範囲内で可変であり、制御された圧力は、制御バル
ブ４６，５０の一方又は他方を操作することにより調整
できるということは、普通の技術である。
示されており、通常のソレノイドバルブの型式であると
いうことが理解される。しかしながら、そこに供給され
る適当な電気信号に応答して動作する適当な制御装置が
使用可能であるということが理解されるべきである。制
御ポート４８中の空気圧力は、供給された圧力と大気圧
力の範囲内で可変であり、制御された圧力は、制御バル
ブ４６，５０の一方又は他方を操作することにより調整
できるということは、普通の技術である。
【００１９】バルブは、それらが開けられた時、ポート
４４，４８，５０間のエアーを選択的に連通し、それら
が閉じられた時、一方と他方を絶縁するように動作す
る。この点では、制御された出力ポート４８の圧力は、
より高い供給圧力を制御された出力ポートに連通するバ
ルブ４６を開けることにより増加されるであろう。同様
に、ポート４８中の制御圧力を減少させようとすると、
バルブ５０が、ポート５２を通って大気中に圧力を放出
するため開けられるであろう。出力ポート４８は、ポー
ト４８との連通部に小さなモールドされた枝管部分を有
し、それは、さらに、５４として概略的に描かれ、図４
〜図６の回路にポート４８内の制御された圧力を示す電
気信号を供給するための空気変換要素を含む。
４４，４８，５０間のエアーを選択的に連通し、それら
が閉じられた時、一方と他方を絶縁するように動作す
る。この点では、制御された出力ポート４８の圧力は、
より高い供給圧力を制御された出力ポートに連通するバ
ルブ４６を開けることにより増加されるであろう。同様
に、ポート４８中の制御圧力を減少させようとすると、
バルブ５０が、ポート５２を通って大気中に圧力を放出
するため開けられるであろう。出力ポート４８は、ポー
ト４８との連通部に小さなモールドされた枝管部分を有
し、それは、さらに、５４として概略的に描かれ、図４
〜図６の回路にポート４８内の制御された圧力を示す電
気信号を供給するための空気変換要素を含む。
【００２０】サーモスタット１０は、ユニット換気装置
のような装置と共に使用するために適用させられ、その
概略図は図２に示され、そして、ファン６０、及びそれ
が動作状態に置かれた時ファンを回転させるための空電
スイッチ６２を有する。サーモスタット１０は、遠隔中
央制御ステーション６７に接続される電力ライン６４及
びＬＡＮライン６６と共に示されている。サーモスタッ
ト１０は、ポート４４に取り付けられる空気供給ライン
４４’及びポート４８に取り付けられる出力ライン４
８’を有し、ライン４８’は加熱コイル７０に温水、蒸
気等が入ることを許容するバルブ６８に延びる。空気ラ
イン４８’は、さらに空気で制御されるダンパー制御７
２及び、補助ラジエーターコイル７６への蒸気、温水等
の流れを制御する他のバルブ７４まで延びる。
のような装置と共に使用するために適用させられ、その
概略図は図２に示され、そして、ファン６０、及びそれ
が動作状態に置かれた時ファンを回転させるための空電
スイッチ６２を有する。サーモスタット１０は、遠隔中
央制御ステーション６７に接続される電力ライン６４及
びＬＡＮライン６６と共に示されている。サーモスタッ
ト１０は、ポート４４に取り付けられる空気供給ライン
４４’及びポート４８に取り付けられる出力ライン４
８’を有し、ライン４８’は加熱コイル７０に温水、蒸
気等が入ることを許容するバルブ６８に延びる。空気ラ
イン４８’は、さらに空気で制御されるダンパー制御７
２及び、補助ラジエーターコイル７６への蒸気、温水等
の流れを制御する他のバルブ７４まで延びる。
【００２１】サーモスタット１０の電気回路に関して、
図４〜６を参照すると、以前に説明された回路要素は、
一貫性を持たせるため、この図において同一参照符号が
付される。この回路は処理手段２８により駆動され（図
４）、これは好適には、モトローラ社により製造された
モデル６８ＨＣ１１マイクロコントローラである。マイ
クロコントローラは、ピン７，８に接続される水晶８０
を含むクロック回路により駆動される。ピン９〜１５
は、図示しない通常の設計の表示駆動集積回路を通し
て、表示装置２２に続く。
図４〜６を参照すると、以前に説明された回路要素は、
一貫性を持たせるため、この図において同一参照符号が
付される。この回路は処理手段２８により駆動され（図
４）、これは好適には、モトローラ社により製造された
モデル６８ＨＣ１１マイクロコントローラである。マイ
クロコントローラは、ピン７，８に接続される水晶８０
を含むクロック回路により駆動される。ピン９〜１５
は、図示しない通常の設計の表示駆動集積回路を通し
て、表示装置２２に続く。
【００２２】バルブ４６，５０はソレノイドバルブとし
て図４に描かれ、そして、圧力を増加するソレノイド４
６は、ピン３７，３８からのラインにより駆動回路８２
を通して駆動され、一方、ピン３５，３６からのライン
は圧力減少ソレノイド５０を操作する。これに関して、
ソレノイドが最初に作動するとき、ピン３７からの上の
ラインが活性化され、それはピン３８からのライン上の
信号により保持される。この回路は、さらに電力上昇／
下降リセット回路８４を含む。電力ライン６４は、好適
には、８６で示される全波整流器（図６）に供給される
２４Ｖ交流ラインであり、全波整流器８６は、好適には
モトローラ社により製造されたモデルＭＣ３４１２９で
あるスイッチングモード電源回路８８に供給される。プ
ラス及びマイナス５Ｖの直流（ＶＤＣ）がライン９０，
９２のそれぞれに供給され、それらは、図示の回路の様
々な部分に配られる。
て図４に描かれ、そして、圧力を増加するソレノイド４
６は、ピン３７，３８からのラインにより駆動回路８２
を通して駆動され、一方、ピン３５，３６からのライン
は圧力減少ソレノイド５０を操作する。これに関して、
ソレノイドが最初に作動するとき、ピン３７からの上の
ラインが活性化され、それはピン３８からのライン上の
信号により保持される。この回路は、さらに電力上昇／
下降リセット回路８４を含む。電力ライン６４は、好適
には、８６で示される全波整流器（図６）に供給される
２４Ｖ交流ラインであり、全波整流器８６は、好適には
モトローラ社により製造されたモデルＭＣ３４１２９で
あるスイッチングモード電源回路８８に供給される。プ
ラス及びマイナス５Ｖの直流（ＶＤＣ）がライン９０，
９２のそれぞれに供給され、それらは、図示の回路の様
々な部分に配られる。
【００２３】加えるに、ライン９０，９２は、集積回路
９４（図５）に接続され、それは、ライン９６上に１−
１／２ＶＤＣの基準電圧を、ライン９８上に４．１ＶＤ
Ｃの基準電圧を供給し、それら両者は、それぞれマイク
ロコントローラ２８（図４）のピン５１，５２に接続さ
れる。スイッチ２４，２６は、サーモスタットの設定点
を調整するために、それぞれピン４９，４７に接続さ
れ、そして、ライン１００が所望の他の機能の入力信号
のための予備として用意される。温度測定機能は、互い
に並列に接続された１対のサーミスタ３０により実行さ
れ、それは、検知された温度に比例する電気的出力を、
ピン４５においてマイクロコントローラに供給する。こ
の点において、マイクロコントローラ２８による使用の
ために、２つのサーミスタが平均値を供給するために使
用される。
９４（図５）に接続され、それは、ライン９６上に１−
１／２ＶＤＣの基準電圧を、ライン９８上に４．１ＶＤ
Ｃの基準電圧を供給し、それら両者は、それぞれマイク
ロコントローラ２８（図４）のピン５１，５２に接続さ
れる。スイッチ２４，２６は、サーモスタットの設定点
を調整するために、それぞれピン４９，４７に接続さ
れ、そして、ライン１００が所望の他の機能の入力信号
のための予備として用意される。温度測定機能は、互い
に並列に接続された１対のサーミスタ３０により実行さ
れ、それは、検知された温度に比例する電気的出力を、
ピン４５においてマイクロコントローラに供給する。こ
の点において、マイクロコントローラ２８による使用の
ために、２つのサーミスタが平均値を供給するために使
用される。
【００２４】圧力変換器５４は、マイクロコントローラ
のピン４３に増幅信号を供給する増幅回路１０２に接続
される正及び負の出力を有する。ライン６６を経由する
ＬＡＮネットワークとの通信は、マイクロコントローラ
のピン２０，２１まで延びるライン１０４、及びそのピ
ン４２まで延びる選択ライン１０６を有するＲＳ４８５
送受信集積回路１０３と関連の回路により与えられる。
のピン４３に増幅信号を供給する増幅回路１０２に接続
される正及び負の出力を有する。ライン６６を経由する
ＬＡＮネットワークとの通信は、マイクロコントローラ
のピン２０，２１まで延びるライン１０４、及びそのピ
ン４２まで延びる選択ライン１０６を有するＲＳ４８５
送受信集積回路１０３と関連の回路により与えられる。
【００２５】サーモスタットの動作を制御する適合制御
アルゴリズムのためのフローチャートは、図７に示さ
れ、そして、サーモスタット上の制御ダイアルスイッチ
により供給されるか、又はＬＡＮ通信を経由して遠隔制
御ステーションにより供給される室温度設定点を有す
る。適合制御アルゴリズムは、室内の正確な温度制御に
必要な粗制御器利得を連続的に計算をする。室交換の特
質及び特徴として、アルゴリズムは粗制御を維持するた
め制御器利得を正確に調整する。アルゴリズムは、室パ
ラメータの緩やかな変化に特に良く適合する。加熱コイ
ル又は冷却コイルに入る水の温度の大きな上昇又は低下
のような急激な変化は、それらが制御器を用いたかのよ
うに、室温に一時的な変動をもたらすが、適合制御器は
それ自身を元に戻し、室を良好な状態に戻す。
アルゴリズムのためのフローチャートは、図７に示さ
れ、そして、サーモスタット上の制御ダイアルスイッチ
により供給されるか、又はＬＡＮ通信を経由して遠隔制
御ステーションにより供給される室温度設定点を有す
る。適合制御アルゴリズムは、室内の正確な温度制御に
必要な粗制御器利得を連続的に計算をする。室交換の特
質及び特徴として、アルゴリズムは粗制御を維持するた
め制御器利得を正確に調整する。アルゴリズムは、室パ
ラメータの緩やかな変化に特に良く適合する。加熱コイ
ル又は冷却コイルに入る水の温度の大きな上昇又は低下
のような急激な変化は、それらが制御器を用いたかのよ
うに、室温に一時的な変動をもたらすが、適合制御器は
それ自身を元に戻し、室を良好な状態に戻す。
【００２６】アルゴリズムは、単一ループ制御器であ
る。室温検知器１０８からの１つの入力Ｙq (n) は、ラ
イン１１０を通して制御器１１２に供給され、それはラ
イン１１４上の出力Ｕ(n) を、室及びアクチュエーター
の機能を表すブロック１１６へ供給する。出力Ｘ(t)
は、アクチュエーターの動作による室内の温度の上昇又
は低下を表す。室モデルは、温度Ｘ(t) 及びロードのユ
ニットを受ける加算点１１８を象徴的に有し、室温は、
検知器１０８により検知されるライン１２０上のＹ(t)
により表される。ロードは、アクチュエーターを通して
供給されたような制御成果の直接的結果ではない、室内
の温度効果として定義される。室温Ｙ(t) は、検知器に
よりサンプリングされ、０．１４°Ｃ（０．２５°Ｆ）
より小さい単位で量子化し、信号Ｙq (n) を発生する。
る。室温検知器１０８からの１つの入力Ｙq (n) は、ラ
イン１１０を通して制御器１１２に供給され、それはラ
イン１１４上の出力Ｕ(n) を、室及びアクチュエーター
の機能を表すブロック１１６へ供給する。出力Ｘ(t)
は、アクチュエーターの動作による室内の温度の上昇又
は低下を表す。室モデルは、温度Ｘ(t) 及びロードのユ
ニットを受ける加算点１１８を象徴的に有し、室温は、
検知器１０８により検知されるライン１２０上のＹ(t)
により表される。ロードは、アクチュエーターを通して
供給されたような制御成果の直接的結果ではない、室内
の温度効果として定義される。室温Ｙ(t) は、検知器に
よりサンプリングされ、０．１４°Ｃ（０．２５°Ｆ）
より小さい単位で量子化し、信号Ｙq (n) を発生する。
【００２７】図８に示すように、適合制御器１１２は、
３つの主要なブロック、制御器ブロック１２２、チュー
ナーブロック１２４及び識別器ブロック１２６を構成す
る。これらのブロックは、室温制御のアルゴリズムを決
定する。制御器１２２は、制御信号Ｕ(n) を生成するた
めに、ライン１２８上の室温設定点ｒ(n) と実室温Ｙ
(n) を使用する。この信号は、実室温を設定点に保持す
るような方法でアクチュエーターを駆動する。識別器１
２６は、第２オーダー室モデルのための適切なパラメー
タを連続的に計算するために、制御器からの制御信号及
び実室温信号を使用し、そして、ベクトルＱaux の形で
１３０で示されたパラメータを出力し、ライン１３２上
に利得率ｋを出力する。各室は異なるモデルパラメータ
を有し、これらのパラメータは時が経てば変化すること
ができる。識別器は、これらのパラメータにねらいを定
めることができ、そしてそれらが変動するときそれらを
追跡することができる。チューナーブロック１２４は、
制御器１２２の使用のため、識別器が発生した室モデル
パラメータ評価を使用し、適当な制御器利得、すなわち
ライン１３４上の比例利得率Ｋp 、ライン１３６上の積
分利得率Ｋi 及びライン１３８上の微分利得率Ｋd を計
算する。
３つの主要なブロック、制御器ブロック１２２、チュー
ナーブロック１２４及び識別器ブロック１２６を構成す
る。これらのブロックは、室温制御のアルゴリズムを決
定する。制御器１２２は、制御信号Ｕ(n) を生成するた
めに、ライン１２８上の室温設定点ｒ(n) と実室温Ｙ
(n) を使用する。この信号は、実室温を設定点に保持す
るような方法でアクチュエーターを駆動する。識別器１
２６は、第２オーダー室モデルのための適切なパラメー
タを連続的に計算するために、制御器からの制御信号及
び実室温信号を使用し、そして、ベクトルＱaux の形で
１３０で示されたパラメータを出力し、ライン１３２上
に利得率ｋを出力する。各室は異なるモデルパラメータ
を有し、これらのパラメータは時が経てば変化すること
ができる。識別器は、これらのパラメータにねらいを定
めることができ、そしてそれらが変動するときそれらを
追跡することができる。チューナーブロック１２４は、
制御器１２２の使用のため、識別器が発生した室モデル
パラメータ評価を使用し、適当な制御器利得、すなわち
ライン１３４上の比例利得率Ｋp 、ライン１３６上の積
分利得率Ｋi 及びライン１３８上の微分利得率Ｋd を計
算する。
【００２８】図９を参照すると、制御器１２２は、組み
込まれたＰＩＤ制御器と共にスミスプレディクター構成
を含む。評価室モデルがこの構成中に使用されるが、２
つの部分に分割される。第１部分は、モデルのダイナミ
ック要素を含み、第２部分は単に時間遅延を含む。スミ
スプレディクターの原理は簡単である。もし評価室モデ
ルが正確であれば、信号Ｃ(n) は室の出力Ｙ(n) と等し
くなるであろう。信号（Ｙq (n) −Ｃ(n) ）はそこでロ
ードに等しくなるであろう。その時間遅延による室制御
の問題は、そこで、時間遅延のない評価室モデルのダイ
ナミック部分の制御の問題を減少させる。
込まれたＰＩＤ制御器と共にスミスプレディクター構成
を含む。評価室モデルがこの構成中に使用されるが、２
つの部分に分割される。第１部分は、モデルのダイナミ
ック要素を含み、第２部分は単に時間遅延を含む。スミ
スプレディクターの原理は簡単である。もし評価室モデ
ルが正確であれば、信号Ｃ(n) は室の出力Ｙ(n) と等し
くなるであろう。信号（Ｙq (n) −Ｃ(n) ）はそこでロ
ードに等しくなるであろう。その時間遅延による室制御
の問題は、そこで、時間遅延のない評価室モデルのダイ
ナミック部分の制御の問題を減少させる。
【００２９】制御器１２２の構成は、相互接続されたＰ
ＩＤ制御器１４０、室ダイナミックモデル１４２及び室
遅延モデル１４４を有するものとして図９に示される。
出力Ｕ(n) は、ライン１１４を介して室ダイナミックモ
デル１４２に供給され、モデルブロック１４２は室遅延
モデル１４４及び加算接続点１４８に供給されるライン
１４６上に出力Ａ(n) を供給する。室遅延モデル１４４
の出力は、ライン１５０上のＣ(n) であり、それはライ
ン１１０上の検知された室温Ｙq (n) と比較され、そし
て加算接続点１５２で決定された差は、ライン１５４を
介して加算接続点１４８に供給される。加算接続点１４
８の出力はライン１５６上に現れ、加算接続点１５８に
おいてライン１２８からの温度設定点ｒ(n) と比較さ
れ、ライン１５８上のエラー信号ｅ(n) はＰＩＤ制御器
１４０に供給される。
ＩＤ制御器１４０、室ダイナミックモデル１４２及び室
遅延モデル１４４を有するものとして図９に示される。
出力Ｕ(n) は、ライン１１４を介して室ダイナミックモ
デル１４２に供給され、モデルブロック１４２は室遅延
モデル１４４及び加算接続点１４８に供給されるライン
１４６上に出力Ａ(n) を供給する。室遅延モデル１４４
の出力は、ライン１５０上のＣ(n) であり、それはライ
ン１１０上の検知された室温Ｙq (n) と比較され、そし
て加算接続点１５２で決定された差は、ライン１５４を
介して加算接続点１４８に供給される。加算接続点１４
８の出力はライン１５６上に現れ、加算接続点１５８に
おいてライン１２８からの温度設定点ｒ(n) と比較さ
れ、ライン１５８上のエラー信号ｅ(n) はＰＩＤ制御器
１４０に供給される。
【００３０】制御器中のＰＩＤは、標準的なディジタル
ＰＩＤである。Ｐ，Ｉ及びＤ項は、別々に計算され、一
緒に加えられ、そして与えられた上限及び下限間に制限
され、出力Ｕ(n) を生成する。その式は次の〔数１〕と
なる。
ＰＩＤである。Ｐ，Ｉ及びＤ項は、別々に計算され、一
緒に加えられ、そして与えられた上限及び下限間に制限
され、出力Ｕ(n) を生成する。その式は次の〔数１〕と
なる。
【００３１】
【数１】
【００３２】ここで、ｅ(n) は入力エラー信号（温度，
設定点，ｒ(n) から予測エラー（図９のライン１５６）
を引いたもの）、Ｔs は制御器のサンプリング期間であ
る。図９に示す制御器に関する前述の説明は、さらに、
比例−積分制御の機能性のみを有する制御器にも適用す
る。そのような制御器では、上述で定義されたＤ項は存
在しない。
設定点，ｒ(n) から予測エラー（図９のライン１５６）
を引いたもの）、Ｔs は制御器のサンプリング期間であ
る。図９に示す制御器に関する前述の説明は、さらに、
比例−積分制御の機能性のみを有する制御器にも適用す
る。そのような制御器では、上述で定義されたＤ項は存
在しない。
【００３３】室モデルは、アクチュエーター、温度検知
器及び室自身からの結果を含む。室モデルのダイナミッ
ク部分は次の〔数２〕を表す。
器及び室自身からの結果を含む。室モデルのダイナミッ
ク部分は次の〔数２〕を表す。
【００３４】
【数２】
【００３５】これは、次の〔数３〕のベクトル式に書換
えられる。
えられる。
【００３６】
【数３】
【００３７】ここで、Ｑaux ＝（ａ1Q ａ2Q ｂ1Q ｂ
2Q）T で、室パラメータを含むベクトルである。室遅延
モデルは次の〔数４〕の時間だけ信号Ａ(n) を単に遅延
させる。
2Q）T で、室パラメータを含むベクトルである。室遅延
モデルは次の〔数４〕の時間だけ信号Ａ(n) を単に遅延
させる。
【００３８】
【数４】
【００３９】その式は、次の〔数５〕となる。
【００４０】
【数５】
【００４１】ここで、ｋはサンプリング期間における時
間遅延の長さである。チューナー１２４は、ジーグラー
−ニコルスのチューニング式を使用して制御器に対する
ＰＩＤ利得を計算する。連続したトライアルにおける、
骨が折れ時間を浪費するＰ利得を上昇させる処理を通し
て行う代わりに、「究極の利得」（Ｋ max ）及び発振の
組み合わされた期間（Ｔ0 ）を見つけるために、古典的
なチューニング手順が要求するように、究極利得は、評
価室モデルパラメータから分析的、直接的に計算され
る。これらの計算式は次の〔数６〕となる。
間遅延の長さである。チューナー１２４は、ジーグラー
−ニコルスのチューニング式を使用して制御器に対する
ＰＩＤ利得を計算する。連続したトライアルにおける、
骨が折れ時間を浪費するＰ利得を上昇させる処理を通し
て行う代わりに、「究極の利得」（Ｋ max ）及び発振の
組み合わされた期間（Ｔ0 ）を見つけるために、古典的
なチューニング手順が要求するように、究極利得は、評
価室モデルパラメータから分析的、直接的に計算され
る。これらの計算式は次の〔数６〕となる。
【００４２】
【数６】
【００４３】これらの値は、粗ＰＩＤ利得を作るために
ジーグラー−ニコルスの式で使用される。
ジーグラー−ニコルスの式で使用される。
【００４４】
【数７】
【００４５】比例−積分制御器が採用される場合には、
粗ＰＩ利得を生成するために次の〔数８〕が使用され
る。
粗ＰＩ利得を生成するために次の〔数８〕が使用され
る。
【００４６】
【数８】
【００４７】図１０に示される識別器は、２つの差操作
器１６０、１６２、時間遅延識別器１６４、機能係数識
別器１６６、係数フィルタ１６８及び安定スーパーバイ
ザ１７０の６つのブロックからなる。差操作器ブロック
１６０，１６２は単純に、現在値から先行値を引き算す
る。これらのブロックは、２つの識別器ブロック１６
４，１６６が、それ自身の実際の値ではなくて、単にサ
ンプル時間からサンプル時間までの値の変化を求めるた
めに、要求される。差操作器を通過する信号は、制御器
（Ｕ(n) ）からの出力及び、測定された室温（Ｙq (n)
）である。使用される式は、次の〔数９〕となる。
器１６０、１６２、時間遅延識別器１６４、機能係数識
別器１６６、係数フィルタ１６８及び安定スーパーバイ
ザ１７０の６つのブロックからなる。差操作器ブロック
１６０，１６２は単純に、現在値から先行値を引き算す
る。これらのブロックは、２つの識別器ブロック１６
４，１６６が、それ自身の実際の値ではなくて、単にサ
ンプル時間からサンプル時間までの値の変化を求めるた
めに、要求される。差操作器を通過する信号は、制御器
（Ｕ(n) ）からの出力及び、測定された室温（Ｙq (n)
）である。使用される式は、次の〔数９〕となる。
【００４８】
【数９】
【００４９】係数識別器は、予見されたモデル出力を実
出力（室温）に最もマッチさせるモデルパラメータのセ
ットの値を繰り返し決定する。使用されるアルゴリズム
は、リカーシブルインストルメンタルブリウブルアルゴ
リズム(Recursive Instrumental Variables algorithm)
である。ベクトル／マトリクス式で、使用される実アル
ゴリズムは、次の〔数１０〕となる。
出力（室温）に最もマッチさせるモデルパラメータのセ
ットの値を繰り返し決定する。使用されるアルゴリズム
は、リカーシブルインストルメンタルブリウブルアルゴ
リズム(Recursive Instrumental Variables algorithm)
である。ベクトル／マトリクス式で、使用される実アル
ゴリズムは、次の〔数１０〕となる。
【００５０】
【数１０】
【００５１】ここで、βはフォーゲッティング係数(for
getting factor) である。係数フィルタ１６８ベクトル
Ｑで保持された各評価モデルパラメータを濾波する。フ
ィルタ１６８はモデル評価が滑らかに変化することを保
証することが要求され、制御器がより滑らかに制御する
ことを許可することとなる。使用されるフィルタ１６８
は次の〔数１１〕となる。
getting factor) である。係数フィルタ１６８ベクトル
Ｑで保持された各評価モデルパラメータを濾波する。フ
ィルタ１６８はモデル評価が滑らかに変化することを保
証することが要求され、制御器がより滑らかに制御する
ことを許可することとなる。使用されるフィルタ１６８
は次の〔数１１〕となる。
【００５２】
【数１１】
【００５３】ここで、ｒは、初期値として０．０１がセ
ットされるフィルタ係数で、ｊは、マトリックスの個々
の要素を表す。係数安定スーパーバイザー１７０は、評
価モデルが安定であることを確かにするために、係数識
別器１６６の出力のパラメータ評価をチェックする。そ
れはまた、チューナー１２４から来るＫmax'が正で安定
であることをチェックする。
ットされるフィルタ係数で、ｊは、マトリックスの個々
の要素を表す。係数安定スーパーバイザー１７０は、評
価モデルが安定であることを確かにするために、係数識
別器１６６の出力のパラメータ評価をチェックする。そ
れはまた、チューナー１２４から来るＫmax'が正で安定
であることをチェックする。
【００５４】安定性度のテストは、以下の〔数１２〕の
基準に従って実行される。モデルは、以下のいずれかが
発生すれば、不安定である。
基準に従って実行される。モデルは、以下のいずれかが
発生すれば、不安定である。
【００５５】
【数１２】
【００５６】ここで、添字Ｑは、Ｑベクトル（Ｑaux で
はないベクトル）からのパラメータを表す。もし、これ
らの状態のいずれかが満足されると、スーパーバイザー
は３つのことを行う、 １．主対角線上の０．１と共に分散マトリックスを全て
０にリセットする。
はないベクトル）からのパラメータを表す。もし、これ
らの状態のいずれかが満足されると、スーパーバイザー
は３つのことを行う、 １．主対角線上の０．１と共に分散マトリックスを全て
０にリセットする。
【００５７】２．係数フィルタのＱの更新をスキップし
て古いＱaux'に新しいＱaux をセットする。 ３．チューナーのＫmax （Ｋmax ≦０のみ）に対する更
新をスキップして古いＫmax'に新しいＫmax をセットす
る。 時間遅延識別器１６４は、差値ｋｔに対しコスト関数Ｊ
（ｋｔ）を評価することにより、時間遅延を評価する。
最も低いＪにおいて生じるｋｔの値は、評価時間遅延ｋ
として選択される。
て古いＱaux'に新しいＱaux をセットする。 ３．チューナーのＫmax （Ｋmax ≦０のみ）に対する更
新をスキップして古いＫmax'に新しいＫmax をセットす
る。 時間遅延識別器１６４は、差値ｋｔに対しコスト関数Ｊ
（ｋｔ）を評価することにより、時間遅延を評価する。
最も低いＪにおいて生じるｋｔの値は、評価時間遅延ｋ
として選択される。
【００５８】コスト関数は、既定のＫmax 及びＫmin 間
の全ての整数に対して評価される。このコスト関数は、
次の〔数１３〕となる。
の全ての整数に対して評価される。このコスト関数は、
次の〔数１３〕となる。
【００５９】
【数１３】
【００６０】ここで、βk ＝フォーゲッティング係数、
Ｙｉ（ｎ，ｋｔ）＝所定の可能遅延時間に対する予想出
力差である。コスト関数は、差の可能時間遅延ｋｔを使
用して各評価をコンスタントに実行する。パラメータ評
価及び制御のために選択され使用される時間遅延に対す
る値は、最も低いＪにおいて生じる値である。
Ｙｉ（ｎ，ｋｔ）＝所定の可能遅延時間に対する予想出
力差である。コスト関数は、差の可能時間遅延ｋｔを使
用して各評価をコンスタントに実行する。パラメータ評
価及び制御のために選択され使用される時間遅延に対す
る値は、最も低いＪにおいて生じる値である。
【００６１】本発明の種々の実施例が示し説明された
が、種々の変形、変更及び等価物が使用可能であり、そ
して、本発明は特許請求の範囲に記載されたものとその
等価物に限定されるものではないということが理解され
るべきである。本発明の種々の特徴は、前述の特許請求
の範囲に展示されている。
が、種々の変形、変更及び等価物が使用可能であり、そ
して、本発明は特許請求の範囲に記載されたものとその
等価物に限定されるものではないということが理解され
るべきである。本発明の種々の特徴は、前述の特許請求
の範囲に展示されている。
【００６２】
【発明の効果】以上の説明から、多くの好ましい特性と
利点を持つ改良されたサーモスタットが示され説明され
たということが理解されよう。それは、それは大規模な
メモリを有するマイクロコントローラにより駆動される
ことにより、特に、通常の機械的空気サーモスタットに
置き換えるために適用され、そして単独形モードで操作
されるようにシステム全体の制御を与え、非常に複雑な
制御アルゴリズムが実行され、そして動作の種々のモー
ドからスイッチングにおいて非常な柔軟性が可能であ
る。非常にコンパクトな設計により、サーモスタット
は、動作の非常な柔軟性及び可能性が与えられることに
より、簡単に取りつけられ、比較的廉価に製造される。
利点を持つ改良されたサーモスタットが示され説明され
たということが理解されよう。それは、それは大規模な
メモリを有するマイクロコントローラにより駆動される
ことにより、特に、通常の機械的空気サーモスタットに
置き換えるために適用され、そして単独形モードで操作
されるようにシステム全体の制御を与え、非常に複雑な
制御アルゴリズムが実行され、そして動作の種々のモー
ドからスイッチングにおいて非常な柔軟性が可能であ
る。非常にコンパクトな設計により、サーモスタット
は、動作の非常な柔軟性及び可能性が与えられることに
より、簡単に取りつけられ、比較的廉価に製造される。
【図１】本発明の実施例のサーモスタットの斜視図。
【図２】本発明の実施例の改良されたサーモスタットと
共に示された換気装置の概略図。
共に示された換気装置の概略図。
【図３】図１に示すサーモスタットの内部構造の斜視
図。
図。
【図４】図５、図６と一体となって本発明のサーモスタ
ットの詳細な回路を表す回路図。
ットの詳細な回路を表す回路図。
【図５】図４、図６と一体となって本発明のサーモスタ
ットの詳細な回路を表す回路図。
ットの詳細な回路を表す回路図。
【図６】図４、図５と一体となって本発明のサーモスタ
ットの詳細な回路を表す回路図。
ットの詳細な回路を表す回路図。
【図７】制御システムと室との関係を示す適応ループ制
御システムのブロック図。
御システムのブロック図。
【図８】適応制御器のブロック図。
【図９】適応制御器（特に図８に示した制御器）のフロ
ーチャート。
ーチャート。
【図１０】適応制御器及び特に図８に示した識別器のフ
ローチャート。
ローチャート。
１０…サーモスタット １２…外壁 ２２…表示装置 ２４，２６…スイッチ ２８…処理手段 ３２…印刷回路板 ３３，３４…コネクタ ４４，４８…ポート ４６，５０…バルブ ７０…加熱コイル １０８…室温検知器 １１２…制御器 １２２…制御器ブロック １２４…識別器ブロック １４０…ＰＩＤ制御器 １４２…室ダイナミックモデル １４４…室遅延モデル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウェイン エス．ラウアー アメリカ合衆国，イリノイ 60060，マン デレイン，クレッセント ドライブ 87 (72)発明者 アミー エル．アイケン アメリカ合衆国，イリノイ 60047，レイ ク チューリッヒ，ガーランド コート 549
Claims (39)
- 【請求項１】 少なくとも１つの空気圧源ライン及び少
なくとも１つの空気出力制御ラインを有するタイプの、
空気で制御される温度制御システムにおける使用に適用
される電子ディジタルサーモスタットであって、各出力
制御ラインの圧力は特定の室内領域の温度を制御し、前
記サーモスタットは少なくとも１つの特定の室内領域の
所望の周囲温度を保持するために使用される電子ディジ
タルサーモスタットにおいて、前記サーモスタットは、 サーモスタットの種々の手段を収納し、コンパクトな全
体サイズを有するハウジング、 サーモスタットの温度設定点を決定し調整する手段、 １つの空気圧源及び排気部に作動的に接続されるように
使用され、空気出力ラインを有するバルブ手段であっ
て、該バルブ手段は該バルブ手段に供給される電気制御
信号に応答して制御空気出力ラインの圧力を制御し、前
記制御された圧力は前記空気圧源ライン及び前記排気部
の圧力により決められる範囲にあるバルブ手段、 周囲温度を検知し、検知した温度を表す電気信号を発生
する手段、 前記空気出力ラインの空気圧を検知し、検知した圧力を
表す電気信号を発生する手段、 サーモスタットの作動に関するインストラクション及び
データを蓄積するための記憶手段を含む処理手段であっ
て、該処理手段は、検知した温度及び検知した圧力を表
す電気信号及び前記温度設定点を受け取り、そして前記
バルブ手段を制御するための前記電気的制御信号を発生
するために使用され、 遠隔制御手段と通信するために前記処理手段に作動的に
接続された手段、及び、 サーモスタットを作動させるための電力を供給するため
の手段、を含むことを特徴とする電気システムサーモス
タット。 - 【請求項２】 前記処理手段に作動的に接続され、サー
モスタットの動作に関する情報を可視的に表示を行う表
示手段を更に含むことを特徴とする請求項１記載のサー
モスタット。 - 【請求項３】 前記温度設定点を決定し調整するための
手段は、前記サーモスタット内に置かれ、前記処理手段
に作動的に接続され、温度設定点を決定し調整するため
に電気信号を供給するために使用されたスイッチ手段を
含むことを特徴とする請求項２記載のサーモスタット。 - 【請求項４】 前記ハウジングは、前記サーモスタット
を大体全体を取り囲み、前記温度検知手段に運ばれ得る
周囲温度空気が通過する換気口を含み、前記ハウジング
は、表面にサーモスタットを取り付けるための手段、前
記スイッチ手段及びその前面から見ることができるよう
にされている前記表示手段を含むことを特徴とする請求
項２記載のサーモスタット。 - 【請求項５】 前記ハウジングが直方体であり、前記ス
イッチ手段は設定点を調整するための１つのスイッチが
設定点を増加させ、他のスイッチが設定点を減少させる
２つの押釦スイッチからなり、前記表示手段は、前記ハ
ウジングの前面から見ることができる液晶表示からなる
ことを特徴とする請求項４記載のサーモスタット。 - 【請求項６】 前記温度検知手段は、検知した温度に応
じた信号を発生するサーミスタ手段を含むことを特徴と
する請求項１記載のサーモスタット。 - 【請求項７】 前記サーミスタ手段は、並列に接続され
た１対のサーミスタを含み、前記各サーミスタにより検
知された温度に応じた平均化された信号を供給すること
を特徴とする請求項６記載のサーモスタット。 - 【請求項８】 前記圧力検知手段は、検知された圧力に
応じた電気信号を供給するために使用された圧力変換器
を含むことを特徴とする請求項１記載のサーモスタッ
ト。 - 【請求項９】 前記バルブ手段はそれぞれが２つのポー
トを有する一対の電気的に動作可能な空気ソレノイドバ
ルブを含み、前記各バルブの一つのポートが前記空気出
力ラインに接続され、前記バルブの一つの前記他方のポ
ートが前記排気部に接続され、前記バルブの他の一つの
前記他方のポートが前記空気圧源ラインに接続され、前
記バルブの一つは前記空気出力ラインの圧力を増加する
ために作動可能であり、前記バルブの他方は前記出力ラ
インの圧力を減少するために作動可能であることを特徴
とする請求項１記載のサーモスタット。 - 【請求項１０】 前記電力供給手段は、外部電力源に接
続するためのコネクタを含むことを特徴とする請求項１
記載のサーモスタット。 - 【請求項１１】 前記電力供給手段は、バッテリを含む
ことを特徴とする請求項１記載のサーモスタット。 - 【請求項１２】 前記記憶手段は、各モードに対して独
立に決定される温度設定点と共に、動作の昼及び夜モー
ドを決定するインストラクションを含むことを特徴とす
る請求項１記載のサーモスタット。 - 【請求項１３】 前記記憶手段は、各モードに対して独
立に設定される温度設定点と共に、動作の暖房及び冷房
モードを決定するインストラクションを含むことを特徴
とする請求項１記載のサーモスタット。 - 【請求項１４】 前記記憶手段は、遠隔制御器から受信
する通信を可能とするインストラクション、及びサーモ
スタットの識別器を決めるデータを含むことを特徴とす
る請求項１記載のサーモスタット。 - 【請求項１５】 前記記憶手段は、遠隔制御器が暖房、
冷房、昼及び夜モードの各動作のためのサーモスタット
に対する設定点を調整することを可能にするインストラ
クションを含むことを特徴とする請求項１記載のサーモ
スタット。 - 【請求項１６】 前記記憶手段は、前記サーモスタット
の制御を実行する温度制御プログラムを決めるデフォル
トインストラクションを含むことを特徴とする請求項１
５記載のサーモスタット。 - 【請求項１７】 前記記憶手段は、前記遠隔制御器が前
記温度制御プログラムを調整することを可能にするイン
ストラクションを含むことを特徴とする請求項１６記載
のサーモスタット。 - 【請求項１８】 前記記憶手段は、前記遠隔制御器によ
り決められる前記サーモスタットの比例、微分及び積分
制御を実行する温度制御プログラムを決めるインストラ
クションを含むことを特徴とする請求項１６記載のサー
モスタット。 - 【請求項１９】 前記記憶手段は、比例、微分及び積分
制御の利得値が前記遠隔制御器により調整されることを
可能とするインストラクションを含むことを特徴とする
請求項１８記載のサーモスタット。 - 【請求項２０】 前記記憶手段は、前記サーモスタット
の動作のデフォルト設定を決めるインストラクションを
含み、前記デフォルト設定が前記サーモスタットの停電
事故又は前記遠隔制御器との通信不能の状態のために使
用されることを特徴とする請求項１４記載のサーモスタ
ット。 - 【請求項２１】 前記記憶手段は、前記温度制御プログ
ラムが実行される周波数を決めるインストラクションを
含むことを特徴とする請求項１４記載のサーモスタッ
ト。 - 【請求項２２】 １以上の室内領域に対して、各領域を
所望の周囲温度に保持するための温度制御システムを制
御するためのシステムにおいて、前記温度制御システム
は、少なくとも１つの空気圧源ライン及び１以上の空気
出力制御ラインを有するタイプのものであり、各出力制
御ラインが特定の室内領域の温度を制御するためにサー
モスタット的に制御され、前記システムは、 遠隔制御手段及び少なくとも１つの電子ディジタルサー
モスタットを含み、 前記遠隔制御手段が複数の前記個々のサーモスタットと
伝達するために使用され、前記遠隔制御手段が前記個々
のサーモスタットの動作に関するインストラクション及
びデータを供給するために使用される中央計算手段を含
み、そして前記サーモスタットの動作に関するインスト
ラクション及びデータを有する記憶手段を含み、前記制
御手段は、前記サーモスタットと伝達するため及びそれ
の動作を調整するための手段を含み、 さらに、前記各電子ディジタルサーモスタットは、 サーモスタットの種々の手段を収納し、コンパクトな全
体サイズを有するハウジング、 １つの空気圧源及び排気部に作動的に接続されるように
使用され、空気出力ラインを有するバルブ手段であっ
て、該バルブ手段は該バルブ手段に供給される電気制御
信号に応答して制御空気出力ラインの圧力を制御し、前
記制御された圧力は前記空気圧源ライン及び前記排気部
の圧力により決められる範囲にあるバルブ手段、 周囲温度を検知し、検知した温度を表す電気信号を発生
する手段、 前記空気出力ラインの空気圧を検知し、検知した圧力を
表す電気信号を発生する手段、 サーモスタットの動作に関するインストラクション及び
データを蓄積するための記憶手段を含むローカル処理手
段であって、該ローカル処理は、検知された温度及び検
知された圧力を表す前記信号を受信するために使用さ
れ、前記バルブ手段を制御するための電気的制御信号を
発生するローカル処理手段、 前記遠隔制御手段と通信するための前記ローカル処理手
段に作動的に接続された手段、 サーモスタットの温度設定点を決定し調整するために前
記ローカル処理手段に作動的に接続された手段、及び前
記各サーモスタットの動作のため電力を供給する手段を
含むことを特徴とするサーモスタット。 - 【請求項２３】 少なくとも１つの前記サーモスタット
は、さらに、前記ローカル処理手段に作動的に接続さ
れ、サーモスタットの動作に関する情報の可視的表示を
するために使用される表示手段を含むことを特徴とする
請求項２２記載のシステム。 - 【請求項２４】 前記各サーモスタットの前記ハウジン
グは、前記サーモスタットの大体全体を取り囲み、前記
温度検知手段に運ばれ得る周囲温度空気が通過する換気
口を含み、前記ハウジングは、表面にサーモスタットを
取り付けるための手段、前記スイッチ手段及びその前面
から見ることができるようにされている前記表示手段を
含むことを特徴とする請求項２２記載のシステム。 - 【請求項２５】 前記ハウジングが直方体であり、前記
スイッチ手段は設定点を調整するための１つのスイッチ
が設定点を増加させ、他のスイッチが設定点を減少させ
る２つの押釦スイッチからなり、前記表示手段は、前記
ハウジングの前面から見ることができる液晶表示からな
ることを特徴とする請求項２４記載のシステム。 - 【請求項２６】 前記温度検知手段は、検知した温度に
応じた信号を発生するサーミスタ手段を含むことを特徴
とする請求項２２記載のシステム。 - 【請求項２７】 前記バルブ手段はそれぞれが２つのポ
ートを有する一対の電気的に動作可能な空気ソレノイド
バルブを含み、前記各バルブの一つのポートが前記空気
出力ラインに接続され、前記バルブの一つの前記他方の
ポートが前記排気部に接続され、前記バルブの他の一つ
の前記他方のポートが前記空気圧源ラインに接続され、
前記バルブの一つは前記空気出力ラインの圧力を増加す
るために作動可能であり、前記バルブの他方は前記出力
ラインの圧力を減少するために作動可能であることを特
徴とする請求項２２記載のシステム。 - 【請求項２８】 前記電力供給手段は、外部電力源に接
続するためのコネクタを含むことを特徴とする請求項２
２記載のシステム。 - 【請求項２９】 前記電力供給手段は、バッテリを含む
ことを特徴とする請求項２２記載のシステム。 - 【請求項３０】 前記中央計算手段の前記記憶手段は、
各モードに対して独立に決定される温度設定点と共に、
動作の昼及び夜モードを決定するインストラクションを
含み、前記中央計算手段は、前記各ローカル処理手段の
前記記憶手段に前記インストラクションを書き込むため
に使用されることを特徴とする請求項２２記載のシステ
ム。 - 【請求項３１】 前記中央計算手段の前記記憶手段は、
各モードに対して独立に設定される温度設定点と共に、
動作の暖房及び冷房モードを決定するインストラクショ
ンを含み、前記中央計算手段は各前記ローカル処理手段
の前記記憶手段に前記インストラクションを書き込むた
めに使用されることを特徴とする請求項２２記載のシス
テム。 - 【請求項３２】 前記ローカル処理手段の前記記憶手段
は、前記中央計算手段から受信するための伝達を可能と
するインストラクション及び、各サーモスタットに特有
の識別を決めるデータを含むことを特徴とする請求項２
２記載のシステム。 - 【請求項３３】 前記中央計算手段の前記記憶手段は、
前記中央計算手段が動作の各々の暖房、冷房、昼及び夜
モードのためのサーモスタットに対する設定点を調整す
ることを可能とするインストラクションを含むことを特
徴とする請求項３１記載のシステム。 - 【請求項３４】 前記各ローカル処理手段の前記記憶手
段は、前記サーモスタットの制御を実行する動作パラメ
ータを有する少なくとも１つの温度制御プログラムを決
めるデフォルトインストラクションを含むことを特徴と
する請求項３３記載のシステム。 - 【請求項３５】 前記中央計算手段の前記記憶手段は、
前記中央計算手段が前記温度制御プログラムのパラメー
タを調整することを可能にするインストラクションを含
み、前記中央計算手段が前記各ローカル処理手段の前記
記憶手段に前記インストラクションを書き込むために使
用されることを特徴とする請求項３４記載のシステム。 - 【請求項３６】 前記中央計算手段の前記記憶手段は、
前記遠隔制御器により決められる前記サーモスタットの
比例、微分及び積分制御を実行する温度制御プログラム
を決めるインストラクションを含み、前記中央計算手段
は、前記各ローカル処理手段の前記記憶手段に前記イン
ストラクションを書き込むため使用されることを特徴と
する請求項３４記載のシステム。 - 【請求項３７】 前記中央計算手段の前記記憶手段は、
ローカル処理手段の記憶手段に置かれた比例、微分及び
積分制御の利得値が、前記遠隔制御器により調整される
ことを可能にするインストラクションを含み、前記中央
計算手段は、前記各ローカル処理手段の前記記憶手段に
前記インストラクションを書き込むために使用されるこ
とを特徴とする請求項３５記載のシステム。 - 【請求項３８】 前記ローカル処理手段の前記記憶手段
は、前記サーモスタットの動作に対するデフォルト設定
を決めるインストラクションを含み、前記デフォルト設
定は、前記サーモスタットの停電事故又は前記中央計算
手段との通信不能の場合に使用されることを特徴とする
請求項３２記載のシステム。 - 【請求項３９】 前記中央計算手段の前記記憶手段は、
前記温度制御プログラムが実行されるシステムを決める
インストラクションを含み、前記中央計算手段は、前記
各ローカル処理手段の前記記憶手段に前記インストラク
ションを書き込むために使用されることを特徴とする請
求項３２記載のシステム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US7860593A | 1993-06-16 | 1993-06-16 | |
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|---|---|---|---|
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-
1994
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- 1994-08-02 TW TW083107053A patent/TW316955B/zh active
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