JPH0791716A - 空気調和機の制御方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空気調和機のファジィ制御において、室外の
温度に左右されることなく、常に室温が最短時間で設定
温度に達するようにする。 【構成】 室内温度（室温）と設定温度との温度差を入
力１とし、単位時間当りの室温の変化を入力２とし、所
定メンバシップ関数および制御ルールにしたがって圧縮
機の回転周波数コードの増減値をファジィ演算する空気
調和機の制御装置において、内部のファジィ制御則記憶
部４に記憶している所定メンバシップ関数のうち出力部
メンバシップ関数のパラメータを変えるためのテーブル
５を有する制御装置６は、室外温度検出部３によって検
出した室外の温度および室温によりテーブル５を参照し
て出力部メンバシップ関数のパラメータを決定して出力
部メンバシップ関数を切り替える。しかる後、制御部６
はその切り替えた出力部メンバシップ関数を含む所定メ
ンバシップ関数および制御ルールにしたがって圧縮機の
回転周波数コードの増減値をファジィ演算し、この演算
結果の増減値により圧縮機の回転周波数コードを補正し
て同圧縮機の回転周波数をインバータ制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はインバータ式の空気調
和機において能力可変型圧縮機をファジィ制御し、室内
温度をコントロールする空気調和機の制御方法およびそ
の装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の空気調和機は、例えば図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
制御で行うために、例えば図４ないし図６に示すメンバ
シップ関数および下記表１に示す制御ルールを記憶して
いるファジィ制御則記憶部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て圧縮機の回転周波数コー
ドの増減をファジィ演算し、この演算結果の増減値によ
り圧縮機の現回転周波数コードを補正し、同圧縮機の回
転周波数を制御する制御装置２を備えている。

【０００３】

【表１】 この場合、制御装置２は、室内機の温度センサによって
検出した室温とリモコン等で設定されている設定温度と
の温度差（ｔ）を入力１とし、同検出した室温によって
得られる単位時間当り室温の変化量（Δｔ）を入力２と
し、図４ないし図６に示すメンバシップ関数を参照し
て、入力１，入力２が上記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）。

【０００４】なお、上記図４ないし図６および表１にお
いて、ＮＬは負の方に大きく、ＮＭは負の方に中程度、
ＮＳは負の方に小さく、ＺＯはゼロ（変化なし）、ＰＳ
は正方に小さく、ＰＭは正の方に中程度、ＰＬは正の方
に大きく変化するものである。

【０００５】そして、上記ファジィ制御則（図４ないし
図６および表１）は、暖房運転時を例にしたもので標準
的な室内環境をモデルとし、例えば室温の安定性、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決定さ
れている。また、上記ファジィ演算では圧縮機の回転周
波数コードの増減値（ΔＦ）を得ており、上記制御装置
２はその得た増減値（ΔＦ）により圧縮機の回転周波数
コードを補正し、つまりその増減値を現回転周波数コー
ドに加味して同圧縮機の回転周波数を制御し、圧縮機を
インバータ制御する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記空気調
和機の制御方法においては、室温と設定温度との温度差
および単位時間当りの室温の変化量に応じて圧縮機の回
転周波数コードの増減値を算出しているため、例えば室
温および設定温度が同じ条件であっても、室外の温度
（外気温度）が異なる場合能力に差がでてしまい、ひい
ては室温が設定温度に達するまで時間かかるという不具
合があった。すなわち、室外機における熱交換の効率が
室外の温度に左右されるからである。

【０００７】この発明は上記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は室外の温度の変化に左右されることな
く、常に室内温度を最短時間で設定温度に近づけること
ができ、室内を速やかに快適環境とすることができるよ
うにした空気調和機の制御方法およびその装置を提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は室温と設定温度との温度差を入力１と
し、単位時間当りの室温の変化量を入力２とし、所定メ
ンバシップ関数および制御ルールにしたがって前記圧縮
機の回転周波数コードの増減値を算出して現回転周波数
コードを補正する空気調和機の制御方法であって、室外
の温度を検出し、該検出した室外の温度および室温に応
じて前記所定メンバシップ関数のうち出力部メンバシッ
プ関数を変えるとともに、該変えた出力部メンバシップ
関数を含む所定メンバシップ関数および前記制御ルール
にしたがって前記圧縮機の回転周波数コードの増減値を
ファジィ演算するようにしたこことを要旨とする。

【０００９】

【作用】上記手段としたので、上記圧縮機の回転周波数
コードの増減値をファジィ演算するに先だっては、同フ
ァジィ演算に用いる所定メンバシップ関数うち出力部メ
ンバシップ関数のパラメータが室外の温度（外気温度）
および室温（室内温度）に応じて変えられる。

【００１０】例えば、暖房運転時にあっては室外の温度
が低く、また室温が低いほど、その出力部メンバシップ
関数のパラメータの値が大きくされ、つまりその出力部
メンバシップ関数が切り替えられる。そして、上記室温
と設定温度との温度差を入力１とし、単位時間当りの室
温の変化量を入力２とし、その切り替えられた出力部メ
ンバシップ関数を含む所定メンバシップ関数および制御
ルールにしたがって圧縮機の回転周波数コードの増減値
がファジィ演算される。しかも、室外の温度が低く、ま
た室温が低いほど、そのファジィ演算によって得られる
増減値が大きいものとされる。

【００１１】したがって、例えば室外の温度によっては
室外機の熱交換の効率が変動した場合でも、その分出力
部メンバシップ関数のパラメータが変えられ、圧縮機の
回転周波数コードの増減値が可変される。したがって、
室外の温度によらず、室温を速やかに設定温度に近づけ
ることができ、つまり室温が設定温度に達するまでの時
間を常に最短とすることができる。

【００１２】

【実施例】この発明の空気調和機の制御方法およびその
装置は、入力１（室内温度（室温）と設定温度との温度
差；ｔ）および入力２（単位時間当りの室温の変化；Δ
ｔ）に基づき、所定メンバシップ関数および制御ルール
にしたがって圧縮機の回転周波数コードの増減値をファ
ジィ演算するに際し、室外の温度（外気温度）を検出
し、この検出した室外の温度および室温に応じて所定メ
ンバシップ関数のうち出力部メンバシップ関数のパラメ
ータをテーブルを参照して変え、つまり出力部メンバシ
ップ関数を切り替える。そして、この切り替えた出力部
メンバシップ関数を含む所定メンバシップ関数および制
御ルールにしたがって回転周波数コードの増減値をファ
ジィ演算し、この演算結果の増減値により圧縮機の回転
周波数コードを補正して同圧縮機の回転周波数をインバ
ータ制御する。

【００１３】そのため、図１に示すように、この発明の
空気調和機は、室外の温度（Ｔｏ；外気温度）を検出す
る室外温度検出部（外気温度検出部）３と、図６に示す
出力部メンバシップ関数の代わりに図２に示すパラメー
タ可変のメンバシップ関数を記憶し、かつ上記表１に示
す制御ルールおよび図４および図５に示すメンバシップ
関数を記憶しているファジィ制御則記憶部４および出力
部メンバシップ関数のパラメータを決定するために下記
表２に示すテーブル５を有する制御装置（ファジィ制御
部）６とを備えている。

【００１４】

【表２】 なお、上記表２に示すテーブルデータは空気調和機の暖
房運転時に利用するものであるが、冷房運転時に利用す
るテーブル５の構成は逆になる。

【００１５】また、制御装置６は、室外の温度（Ｔｏ；
外気温度）および室温（Ｔｒ；室内温度）により表２を
参照して出力部メンバシップ関数のパラメータを決定
し、室温と設定温度との温度差（ｔ；入力１）あるいは
単位時間当りの室温の変化量（Δｔ；入力２）により、
そのパタメータを決定したメンバシップ関数を含む所定
メンバシップ関数および制御ルール（表１に示す）にし
たがって圧縮機の回転周波数コードの増減値（ΔＦ）を
ファジィ演算し、この演算結果により現回転周波数コー
ドを補正して出力する。なお、室外の温度検出には、空
気調和機の室外機に既に備えられているセンサを利用し
てもよい。

【００１６】次に、上記構成の空気調和機の制御方法を
詳細に説明すると、まず当該空気調和機においては、例
えば室内機側から圧縮機の回転周波数コードを出力し、
室外機側でその回転周波数コードを入力し、圧縮機をイ
ンバータ制御し、暖房運転を行うものとする。

【００１７】すると、制御装置６は室外温度検出部３か
らの出力検出信号により室外の温度（Ｔｏ）を得るとと
もに、この室外の温度（Ｔｏ）および室温（Ｔｒ）によ
りテーブル５を参照して出力部メンバシップ関数（図２
に示す）のパラメータｘを決定する。この場合、表２か
ら明かなように、室温（Ｔｒ）が同じでも、室外の温度
（Ｔｏ）が低いほど、パタメータｘを大きくし、また室
温（Ｔｒ）が低いほど、そのパラメータｘを大きい値と
する。

【００１８】しかる後、従来例と同様に、制御装置６は
室温（Ｔｒ）とリモコン等による設定温度との温度差
（ｔ）を入力１とし、同室温（Ｔｒ）によって得られる
単位時間当り室温の変化量（Δｔ）を入力２とし、図
４、図５および図２に示すメンバシップ関数を参照し
て、入力１，入力２が上記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）。

【００１９】具体的には、例えば室温（Ｔｒ）が２０度
であり、室外の温度（Ｔｏ）が１６度である場合ファジ
ィ演算に用いる出力部メンバシップ関数のパラメータｘ
を４に決定し、このパラメータを変えたメンバシップ関
数を含む所定メンバシップ関数（図４および図５のメン
バシップ関数）および表１に示す制御ルールにしたがっ
て圧縮機の回転周波数コードの増減値（ΔＦ）をファジ
ィ演算する。

【００２０】一方、室温（Ｔｒ）が同じ２０度であって
も、室外の温度（Ｔｏ）が低く３度である場合出力部メ
ンバシップ関数のパラメータｘを６に決定し、同出力部
メンバシップ関数の形を変える。このパラメータを変え
た出力部メンバシップ関数を含む所定メンバシップ関数
（図４および図５のメンバシップ関数）および表１に示
す制御ルールにしたがって圧縮機の回転周波数コードの
増減値（ΔＦ）をファジィ演算すると、この演算結果の
増減値（ΔＦ）が室外の温度（Ｔｒ）が１６度の場合と
比較して大きくなる。

【００２１】そして、制御部６はファジィ演算結果の増
減値（ΔＦ）により圧縮機の現回転周波数コードを補正
して出力するが、室外の温度（Ｔｏ）が１６度より低い
３度である場合には回転周波数コードの増減値（ΔＦ）
が大きく、つまり現回転周波数コードが大きくなる。こ
のようにして、室外の温度（Ｔｏ）が低いほど、圧縮機
の回転周波数が高くなるため、室外の温度（Ｔｏ）によ
って室外機の熱交換の効率が悪くとも、室温（Ｔｒ）を
急峻に上げることができ、設定温度に達するまでの時間
が短くて済むことになる。

【００２２】このように、室温と設定温度との温度差お
よび単位時間当りの室温の変化量により所定メンバシッ
プ関数および制御ルールにしたがって圧縮機の回転周波
数コードの増減値をファジィ演算する際、所定メンバシ
ップ関数のうち、出力部メンバシップ関数のパラメータ
を室外の温度（Ｔｏ）および室温（Ｔｒ）に応じて可変
し、つまり出力部メンバシップ関数を切り替える。しか
も、暖房運転時にあっては、室外の温度（Ｔｏ）が低い
ほど、出力部メンバシップ関数のパラメータが大きくな
り、これによりファジィ演算によって得られる回転周波
数コードの増減値（ΔＦ）が大きくなる。

【００２３】したがって、例えば暖房運転時には、室外
の温度（Ｔｏ）が低く、室外機の熱交換の効率が悪くな
る場合であっても、圧縮機の回転周波数を通常より大き
くすることができ、その影響を相殺することができ、こ
れにより室温が設定温度に達するまでの時間を常に最短
時間とすることができ、ひいては室内環境を速やかに快
適なものとすることができる。

【００２４】なお、上記実施例ではテーブル５を用いて
出力部メンバシップ関数を切り替えているが、複数の出
力部メンバシップ関数を複数個用意しておき、これら出
力部メンバシップ関数を切り替えるようにしてもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の空気調
和機の制御方法およびその装置によれば、室内温度（室
温）と設定温度との温度差を入力１とし、単位時間当り
の室温の変化を入力２とし、所定メンバシップ関数およ
び制御ルールにしたがって圧縮機の回転周波数コードの
増減値をファジィ演算するに際し、室外の温度を検出
し、この検出した室外の温度および室温に応じて所定メ
ンバシップ関数のうち出力部メンバシップ関数のパラメ
ータを変え、つまり出力部メンバシップ関数を切り替
え、この切り替えた出力部メンバシップ関数を含む所定
メンバシップ関数および制御ルールにしたがって回転周
波数コードの増減値をファジィ演算し、この演算結果の
増減値により圧縮機の回転周波数コードを補正して同圧
縮機の回転周波数をインバータ制御するようにしたの
で、室外の温度の変化に左右されることなく、常に室内
温度を最短時間で設定温度に近づけることができ、ひい
ては室内を速やかに快適環境とすることができるという
有用な効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す空気調和機の制御装
置の概略的部分ブロック線図。

【図２】図１に示す空気調和機の制御方法に用いられる
メンバシップ関数の概略的模式図。

【図３】従来の空気調和機の制御装置の概略的部分ブロ
ック線図。

【図４】図１および図３に示す空気調和機の制御方法に
用いられるメンバシップ関数の概略的模式図。

【図５】図１および図３に示す空気調和機の制御方法に
用いられるメンバシップ関数の概略的模式図。

【図６】図３に示す空気調和機の制御方法に用いられる
メンバシップ関数の概略的模式図。

【符号の説明】

３ 室外温度検出部（外気温度検出部） ４ ファジィ制御則記憶部 ５ テーブル ６ 制御装置（ファジィ制御部）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室温と設定温度との温度差を入力１と
   し、単位時間当りの室温の変化量を入力２とし、所定メ
   ンバシップ関数および制御ルールにしたがって前記圧縮
   機の回転周波数コードの増減値を算出して現回転周波数
   コードを補正する空気調和機の制御方法であって、 室外の温度を検出し、該検出した室外の温度および室温
   に応じて前記所定メンバシップ関数のうち出力部メンバ
   シップ関数を変えるとともに、該変えた出力部メンバシ
   ップ関数を含む所定メンバシップ関数および前記制御ル
   ールにしたがって前記圧縮機の回転周波数コードの増減
   値をファジィ演算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。
2. 【請求項２】 室温と設定温度との温度差を入力１と
   し、単位時間当りの室温の変化量を入力２とし、所定メ
   ンバシップ関数および制御ルールにしたがって前記圧縮
   機の回転周波数コードの増減値を算出して現回転周波数
   コードを補正する空気調和機の制御方法であって、 室外の温度を検出するとともに、該検出した室外の温度
   および室温に応じて前記所定メンバシップ関数のうち出
   力部メンバシップ関数のパラメータを変更し、該パラメ
   ータを変更した出力部メンバシップ関数を含む所定メン
   バシップ関数および前記制御ルールにしたがって前記圧
   縮機の回転周波数コードの増減値をファジィ演算するよ
   うにしたことを特徴とする空気調和機の制御方法。
3. 【請求項３】 室温と設定温度との温度差を入力１と
   し、単位時間当りの室温の変化量を入力２とし、所定メ
   ンバシップ関数および制御ルールにしたがって前記圧縮
   機の回転周波数コードの増減値を算出して現回転周波数
   コードを補正する空気調和機の制御装置であって、 室外の温度を検出する室外温度検出手段と、該検出した
   室外の温度および室温に応じて前記所定メンバシップ関
   数のうち出力部メンバシップ関数を変えるとともに、該
   変えた出力部メンバシップ関数を含む所定メンバシップ
   関数および前記制御ルールにしたがって前記圧縮機の回
   転周波数コードの増減値をファジィ演算するファジィ演
   算手段とを備えていることを特徴とする空気調和機の制
   御装置。
4. 【請求項４】 室温と設定温度との温度差を入力１と
   し、単位時間当りの室温の変化量を入力２とし、所定メ
   ンバシップ関数および制御ルールにしたがって前記圧縮
   機の回転周波数コードの増減値を算出して現回転周波数
   コードを補正する空気調和機の制御装置であって、 室外の温度を検出する室外温度検出手段と、該検出した
   室外の温度および室温に応じて前記所定メンバシップ関
   数のうち出力部メンバシップ関数のパラメータを変更す
   るためのテーブルを有し、前記室外温度検出手段によっ
   て検出した室外の温度および室温に応じて前記出力部メ
   ンバシップ関数のパラメータを決定し、該決定した出力
   部メンバシップ関数を含む所定メンバシップ関数および
   前記制御ルールにしたがって前記圧縮機の回転周波数コ
   ードの増減値をファジィ演算し、該ファシィ演算結果の
   増減値により現回転周波数コードを補正して出力する制
   御手段とを備えていることを特徴とする空気調和機の制
   御装置。