JPH0968341A

JPH0968341A - 空気調和機

Info

Publication number: JPH0968341A
Application number: JP7224294A
Authority: JP
Inventors: Masao Isshiki; 正男一色; Morio Hirahara; 茂利夫平原; Tetsuji Yamashita; 哲司山下; Yasuhiro Kageyama; 靖洋影山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-08-31
Filing date: 1995-08-31
Publication date: 1997-03-11

Abstract

(57)【要約】【課題】偏差の変動に係わらず、常にコンプレッサの運
転を遮断させることなくコンプレッサモータの回転制御
を行なう。【解決手段】室内設定温度Ｔｓｃ（ｔ）と室内検出温度
Ｔａ（ｔ）とから求められた偏差データＥ（ｔ）が所定
値Ｅ1 以下か否かを判断する強制周波数設定部３０の図
４に示すステップＳ４の処理と、この処理により偏差デ
ータＥ（ｔ）が所定値Ｅ1 以下と判断された場合、コン
プレッサモータ５に供給される交流出力の周波数を、コ
ンプレッサモータ５の回転を停止させない値に強制的に
設定する強制周波数設定部３０の図４に示すステップＳ
５の処理とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インバータ回路に
対して周波数制御テーブルに基づく周波数制御を行なう
ことによりコンプレッサモータの回転数を制御する空気
調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気調和機の運転では、室内温度の調整
は、利用者が設定した温度Ｔｓｃ（ｔ；ｔはある時刻）
と現在の室温Ｔａ（ｔ）との偏差（Ｅ（ｔ）＝Ｔｓｃ
（ｔ）−Ｔａ（ｔ））に応じてインバータ回路に対する
周波数（インバータ周波数）、すなわちコンプレッサモ
ータの回転周波数Ｈｚを制御して行なっている。例え
ば、上記偏差Ｅ（ｔ）が大きい場合には、回転周波数Ｈ
ｚを大きくしてできるだけ早く室温が設定温度に到達す
るように制御が行なわれ、また、上記偏差Ｅ（ｔ）が小
さい場合には、回転周波数Ｈｚを小さくする制御が行な
われる。

【０００３】ところで、上記インバータ周波数制御にお
いては、常に偏差Ｅ（ｔ）に応じて同周波数制御を行な
っているため、上記偏差Ｅ（ｔ）がゼロ（Ｅ（ｔ）＝Ｔ
ｓｃ（ｔ）−Ｔａ（ｔ）＝０）になった状態で、さらに
回転周波数Ｈｚを小さくしたい場合では、コンプレッサ
を駆動停止、言い換えればコンプレッサモータの回転周
波数Ｈｚをゼロにしてコンプレッサの運転を遮断してい
た（サーモオフ）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】必要に応じてコンプレ
ッサモータの回転周波数Ｈｚをゼロにしてコンプレッサ
の運転を遮断する、いわゆるサーモオフを行なうこと
は、例えば暖房運転の場合では熱交換器の熱交換温度Ｔ
ｃ（ｔ）を下げることになり、この熱交換温度Ｔｃ
（ｔ）が下がることから室温Ｔａ（ｔ）も大きく下がっ
てしまった。つまり、サーモオフを行なうことにより大
きな室温変動を招いてしまい、その結果室内が寒く感じ
る等、空気調和機利用者にとって不快であった。

【０００５】また、冷房運転の場合では、サーモオフに
よりコンプレッサの運転を遮断すると急激に室温が上昇
し、その結果室内が蒸し暑く感じる等、空気調和機利用
者にとって不快であった。

【０００６】本発明は上述したような事情に鑑みてなさ
れたもので、偏差の変動に係わらず、常にコンプレッサ
の運転を遮断させることなくコンプレッサモータの回転
制御を行なうことにより、空気調和機の利用者に常に快
適な冷暖房空間を提供することをその目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明では、偏差データＥ（ｔ）がある値以下まで減少
してサーモオフする可能性がある場合には、偏差データ
Ｅ（ｔ）の状態（すなわち室内温度・設定温度に関係な
く、強制的にコンプレッサモータの回転周波数を所定値
に設定する手段を設けることにより、上記サーモオフの
発生による諸問題を解消することである。

【０００８】すなわち、請求項１に記載した空気調和機
では、室内ユニットに設けられる室内熱交換器、室外ユ
ニットに設けられるコンプレッサ、室外熱交換器、膨張
弁を接続した冷凍サイクルと、少なくとも室内設定温度
と室内検出温度とから求められた偏差データＥ（ｔ）に
応じて、コンプレッサモータに供給される交流出力の周
波数を周波数制御テーブルに基づいて可変制御して同コ
ンプレッサモータの回転数を制御するインバータ回路と
を備えた空気調和機において、前記偏差データＥ（ｔ）
が所定値Ｅ1 以下か否かを判断する判断手段と、この判
断手段により前記偏差データＥ（ｔ）が前記所定値Ｅ1
以下と判断された場合、前記コンプレッサモータに供給
される交流出力の周波数を、前記コンプレッサモータの
回転を停止させない値に強制的に設定する強制設定手段
とを備えている。

【０００９】特に、請求項２に記載した空気調和機によ
れば、前記強制設定手段は、前記室内熱交換器の熱交換
温度を検出する熱交センサと、前記コンプレッサモータ
に供給される交流出力の周波数を、前記熱交センサによ
り検出された熱交換温度が暖房運転では所定温度以上と
なる値に、冷房運転では所定温度以下となる値に強制的
に設定している。

【００１０】さらに、請求項３に記載した空気調和機に
よれば、前記強制設定手段は、前記室内熱交換器を通し
て送られる吹出風の温度を検出する吹出風センサと、前
記コンプレッサモータに供給される交流出力の周波数
を、前記吹出風センサにより検出される温度が暖房運転
では所定温度となる値に、冷房運転では所定温度以下と
なる値に強制的に設定する温度制御手段とを備えてい
る。

【００１１】さらにまた、請求項４に記載した空気調和
機によれば、前記強制設定手段は、前記室外熱交換器の
熱交換温度を検出する第１の温度センサと、前記室外熱
交換器から前記コンプレッサへ送られる冷媒の温度を検
出する第２の温度センサと、前記第１及び第２の温度セ
ンサにより検出された冷媒温度と熱交換温度との差の目
標値が所定値より高くなるように膨張弁の開度を調整す
る開度調整手段とを備えている。

【００１２】本発明の構成によれば、判断手段により偏
差データＥ（ｔ）が所定値Ｅ1 以下か否かが判断され、
その判断の結果偏差データＥ（ｔ）が前記所定値Ｅ1 以
下と判断された場合、強制設定手段により前記コンプレ
ッサモータに供給される交流出力の周波数が前記コンプ
レッサモータの回転を停止させない値に強制的に設定さ
れるため、偏差データが所定値Ｅ1 を越えて減少した場
合でもコンプレッサ（コンプレッサモータ）がサーモオ
フすることがなくなる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、添付図面を参照して説明する。

【００１４】（第１実施形態）図１は、本実施形態にお
ける空気調和機の構成を示す概略ブロック図である。図
１に示すように、空気調和機は、室内ユニットに室内熱
交換器８と、送風機８ａが設けられ、室外ユニットに圧
縮機（コンプレッサ）６、四方弁７、室外熱交換器１
０、送風機１０ａが設けられている。そして、コンプレ
ッサ６への電源供給のために室外ユニットにコンバータ
回路２、平滑コンデンサ３、インバータ回路４が設けら
れている。

【００１５】図１において、交流電源１からの交流電力
は、コンバータ回路２で直流電力に変換され、次いでコ
ンデンサ３で平滑化された後、インバータ回路４で再度
交流電力に変換されてコンプレッサモータ５に供給され
る。

【００１６】コンプレッサ６は、コンプレッサモータ５
から供給される交流電力により回転駆動されるようにな
っており、その吐出側から吐出される冷媒は、暖房モー
ドであれば、まず、四方弁７を介して室内熱交換器８に
送られ、ここで熱交換される。熱交換された冷媒は、膨
張弁９を通って室外熱交換器１０へ送られ、ここで再び
熱交換された後、四方弁７を介してコンプレッサ６の吸
入側へ循環されるようになっている。

【００１７】インバータ回路４に対する周波数制御は、
ＭＣＵ（マルチコントロールユニット）に備えられる周
波数制御部により行なわれるようになっている。この周
波数制御部は、インバータ周波数決定部１５、状態空間
分割部１６、最適制御規則テーブル部１７により構成さ
れている。

【００１８】状態空間分割部１６には、室温設定器であ
るリモコン２０及び室内温度を検出する室温センサ２１
が接続され、状態空間分割部１６の出力は、最適制御規
則テーブル部１７が接続されたインバータ周波数決定部
１５に接続され、このインバータ周波数決定部１５の出
力は、インバータ回路４に接続されている。図１に示す
空気調和機では、室内検出温度Ｔａを制御量とし、圧縮
機（コンプレッサ）の周波数Ｈｚを操作量としている。
そして、そのコンプレッサ周波数Ｈｚより室内検出温度
Ｔａが設定温度Ｔｓになるように制御するものである。

【００１９】図１では、ある時刻ｔにおいてリモコン２
０で設定された室内設定温度Ｔｓｃ（ｔ）及び一定時間
毎に室温センサ２１から送られる室内検出温度Ｔａにお
ける時刻ｔでの検出温度Ｔａ（ｔ）に基づいて偏差デー
タＥ（ｔ）及びその偏差データＥ（ｔ）の変化率ΔＥ
（ｔ）をそれぞれ、

【数１】

【数２】と定義する（但し、δはサンプリングタイムである）。

【００２０】状態空間分割部１６は、Ｅ（ｔ）を例えば
室温センサ２１の検出分解能に基づく一定の制御幅
（０．５℃）で量子化し、次のような状態空間に分類し
て時刻ｔにおける環境状態を定義する。

【００２１】

【数３】

【００２２】さらに、状態空間分割部１６は、ΔＥ′
（ｔ）を所定の制御幅（０．５℃）で量子化し、次のよ
うな状態空間に分類して時刻ｔにおける環境状態を定義
する。

【数４】

【００２３】最適化制御規則テーブル部１７は、例えば
ＲＯＭ等のメモリを有し、周波数制御テーブル最適化装
置１８により電子計算され最適化された最適数制御規則
テーブルを記憶するようになっている。

【００２４】インバータ周波数決定部１５は、式（３）
及び式（４）により定義された環境状態を入力値として
最適化制御規則テーブル部１７に記憶された最適数制御
規則テーブルに応じて周波数の変化データを求め、この
周波数の変化データ及び前回供給された周波数に基づい
て、通常状態での次にインバータ回路４に供給される交
流出力の周波数Ｈｚｎを決定するようになっている。

【００２５】すなわち、インバータ周波数決定部１５
は、図２に示すように、｛Ｅ′（ｔ），ΔＥ′（ｔ）｝
の２次元の制御規則テーブル（その要素は各々の環境状
態に対応した操作変化量ΔＨｚ（Ｅ′（ｔ），ΔＥ′
（ｔ）））から時刻（ｔ＋δ）における操作量Ｈｚ（ｔ
＋δ）を求める。すなわち、時刻（ｔ＋δ）における操
作量Ｈｚ（ｔ＋δ）は、

【数５】で与えられる。この制御規則テーブルは、制御性、省エ
ネ性、圧縮機信頼性、制御規則テーブルの滑らかさ等を
考慮した評価関数を具備する周波数制御テーブル最適化
装置１８により予め設計されて最適化制御規則テーブル
部１７に記憶されている。

【００２６】周波数制御テーブル最適化装置１８は、図
３にその構成を詳細に示すように、インバータ周波数−
室内温度系設定部２４、数式モデル部２５、数式モデル
代入部２６、評価関数による評価部２７、遺伝的アルゴ
リズム適用部２８、評価用制御規則テーブル部２９から
構成されている。

【００２７】インバータ周波数−室内温度系設定部２４
は、圧縮機の運転周波数域で複数の異なる周波数で個々
に運転した時の室内温度の変化具合を系統的に示す数値
（群）を出力する。

【００２８】数式モデル部２５は、圧縮機周波数−室内
温度系設定部２４からの入力値によりインバータ周波数
と室内温度の相対関係を数式に変換する。なお、この数
式モデル部２５は、インバータ周波数−室内温度系のシ
ステムを例えば線形モデルと仮定して、Ｍ系列信号を入
力して最小二乗法にこのシステムを同定している（例え
ば、中溝高好：信号解析とシステム同定、コロナ社、１
９８８参照）。

【００２９】数式モデル代入部２６は、数式モデル部２
５で変換された数式に評価用制御規則テーブル部２９で
設定されているテーブルの操作量を代入する。

【００３０】評価関数による評価部２７は、数式モデル
代入部２６の出力を評価関数により評価する。

【００３１】すなわち、評価部２７は、３種類の因子を
考慮して評価関数を設定している。まず、制御性は、
「速く設定温度に到達し、且つハンチングを生じないも
のがよい」という考えから評価関数Ｊ1 を

【数６】のように定義、設定する。

【００３２】次に、空気調和機の場合では、コンプレッ
サがその消費電力の大半を占めているので、省エネ性を
考慮し、評価関数Ｊ2 を

【数７】と定義、設定する。

【００３３】また、コンプレッサ６の周波数変動が小さ
いものほど、その信頼性及びユーザー快適感が向上する
ので、評価関数Ｊ3 を

【数８】と定義、設定する。

【００３４】さらに、周波数制御テーブルの滑らかさを
考慮して、評価関数Ｊ4 を

【数９】のように定義する。但し、ｍ，ｎは制御規則テーブル
（周波数制御テーブル）の大きさを示している。

【００３５】最後に、これらの評価関数Ｊ1 〜Ｊ4 を

【数１０】のように４つの評価関数を１つに統合して使用する。但
し、ｗ1 〜ｗ4 は正の重み係数である遺伝的アルゴリズム適用部２８は、評価部２７の出力に
基づき評価関数の計算結果が最小になるように遺伝的ア
ルゴリズムを用いて新しい評価用制御規則テーブルを生
成する。

【００３６】評価用制御規則テーブル部２９は、遺伝的
アルゴリズム適用部２８の出力に基づいてテーブルを作
成する。

【００３７】このように構成する周波数制御テーブル最
適化装置１８の動作を説明する。まず、最初は、遺伝的
アルゴリズム適用部２８の出力により評価用制御規則テ
ーブル部２９のテーブルの各操作量がランダムに設定さ
れる。設定されたテーブルの操作量が数式モデル代入部
２５に入力され、数式に代入される。

【００３８】そして、数式に代入された結果が評価部２
７へ送られ評価関数に基づいて計算される。評価関数の
計算結果が遺伝的アルゴリズム適用部２８に戻されて、
これに基づいて遺伝的アルゴリズム２８は新しい制御規
則テーブルをアレンジして再設定していく。

【００３９】このようなサイクルでシミュレートしてい
き、評価関数の計算結果が最小になるテーブルが最適制
御規則テーブル部１７に出力される。

【００４０】以下、遺伝的アルゴリズムについて詳述す
る。

【００４１】遺伝的アルゴリズム適用部２８（特開平７
−１６０６６３中の図３に示すフローチャート参照）
は、まず事象のモデル化を行なうが、この事象のモデル
化では、遺伝子として回路内部の記号列を使用し、各記
号列にどのような数字、文字を割り当てるかを決定す
る。本実施例の場合には、制御規則テーブルそのものを
割り当てる。

【００４２】そして、事象のモデル化で決定された遺伝
子型に基づき、多数の集団を作り出し、交叉を行なう
が、これは遺伝子集団の中から特定の遺伝子対を選び、
その特定部位の入れ替えを行なって新たな個体を作り出
す。そして、遺伝子の特定部位をある確率で変化させる
という突然変異を行ない、続いて個体（テーブル）の評
価を行なう。すなわち、評価部２７により設定された評
価関数Ｊ＝ｗ1 Ｊ1 ＋ｗ2 Ｊ2 ＋ｗ3 Ｊ3 ＋ｗ4 Ｊ4 を
読み込み、この評価関数Ｊに基づいて記号列から実際の
対象への対応づけを行なう。この評価関数Ｊが実世界と
記号列を結び付ける最も重要な役割を果たす。そして、
評価関数Ｊの値に従い、後の世代に生き残れる個体（テ
ーブル）を選択するという淘汰を行なう。

【００４３】以上の過程を終了条件まで繰り返すことに
より、遺伝子集団（制御規則テーブルＡ）のパフォーマ
ンスを向上させ、その集団の中で評価関数Ｊの値が最も
高いもの（テーブル）を最適な組み合わせに対する解、
すなわち最適制御規則テーブルが作成される。

【００４４】上述したように、周波数制御テーブル最適
化装置１８は、制御規則テーブルを遺伝子としてコーテ
ィングし、上述した数式モデルに対して、式（９）の評
価関数を最小にするように構成された遺伝的アルゴリズ
ムに基づいて制御シミュレーションを行なうことによ
り、最適制御規則テーブルを作成するようになってい
る。

【００４５】なお、上述した周波数制御テーブル最適化
装置１８は、データ処理にあたり多量のデータを取り扱
うため、空気調和機の制御装置に搭載するには、制御容
量を多くとり過ぎることから制御装置には搭載せず、予
め電子計算処理装置によりシミュレートして最終的に得
られた最適制御規則テーブルのデータのみを用いること
が、空気調和機の小型化、コスト低減化からみて好まし
い。

【００４６】一方、本構成の空気調和機は、強制周波数
設定部３０を有している。この強制周波数設定部３０
は、所定の温度データＥ1 （例えば「０」近傍の値）及
びコンプレッサモータの所定回転周波数（例えばコンプ
レッサモータ５の最小の回転周波数Ｈｚ（ｍｉｎ））を
予め記憶した内部メモリ，ＣＰＵ等を備え、状態空間分
割部１６から送られるＥ（ｔ）の値が前記所定の温度デ
ータＥ1 以下になった場合に、インバータ周波数決定部
１５から送られる周波数Ｈｚｎを強制的にＨｚ（ｍｉ
ｎ）に設定してインバータ回路４に送るように構成され
ている。

【００４７】次に本実施形態の全体動作について説明す
る。

【００４８】図４は、本実施形態におけるインバータ回
路４に対する周波数制御の全体処理を示す概略フローチ
ャートである。

【００４９】図４によれば、空気調和機を運転状態に
し、室温センサ２１から所定の温度Ｔｓｃ（ｔ）を設定
すると、この設定温度Ｔｓｃ（ｔ）は、状態空間分割部
１６及に入力される（ステップＳ１）。一方、空気調和
機が設置された部屋の室温は、室温センサ２１によりサ
ンプリングタイムδで検出されている。すなわち、ある
時刻ｔに検出された室温Ｔａ（ｔ）及びその時刻ｔから
サンプリングタイムδ前に検出された室温Ｔａ（ｔ−
δ）は、共に状態分割空間部１６に入力される（ステッ
プＳ２）。

【００５０】インバータ周波数決定部１５は、状態空間
分割部１６から送られたＥ（ｔ）及びΔＥ（ｔ）の値に
より、最適制御規則テーブル部２９に記憶された最適制
御規則テーブルの各欄を参照して周波数データを読み出
し、この周波数データに基づいてインバータ周波数の変
化データｄＨｚを求める。そして、その変化データｄＨ
ｚに基づいて今回のコンプレッサ６（コンプレッサモー
タ５）回転周波数Ｈｚｎを下式

【数１１】Ｈｚｎ＝Ｈｚ0 ＋ｄＨｚ ……（１１）により決定し、その値Ｈｚｎを強制周波数設定部３０に
送る（ステップＳ３）。

【００５１】強制周波数設定部３０は、送られた周波数
値Ｈｚｎを内部メモリに保持するとともに、状態空間分
割部１６から送られるＥ（ｔ）が内部メモリに保持され
た値Ｅ1 以下（Ｅ（ｔ）≦Ｅ1 ）か否かを判断する（ス
テップＳ４）。

【００５２】このステップＳ４の判断の結果、ＹＥＳ
（Ｅ（ｔ）≦Ｅ1 ）の場合には、強制周波数設定部３０
は、送られた回転周波数Ｈｚｎではなく、内部メモリに
保持された最小周波数値Ｈｚ（ｍｉｎ）に設定し、この
周波数Ｈｚ（ｍｉｎ）をインバータ回路４に送る（ステ
ップＳ５）。

【００５３】一方、ステップＳ５の判断の結果、ＮＯ
（Ｅ（ｔ）＞Ｅ1 ）の場合には、強制周波数設定部３０
は、送られた回転周波数Ｈｚｎをインバータ回路４へ回
転周波数Ｈｚｎを送る（ステップＳ６）。

【００５４】インバータ回路４は、送られた最小周波数
Ｈｚ（ｍｉｎ）、あるいは周波数Ｈｚｎに基づいて交流
出力を供給し、コンプレッサモータ５を回転させてコン
プレッサ６を駆動させる（ステップＳ７）。

【００５５】すなわち、本実施形態によれば、偏差デー
タＥ（ｔ）が所定の温度データＥ1以下であった場合、
つまり、偏差データＥ（ｔ）が「０」に近い場合には、
サーモオフを回避するために、偏差データＥ（ｔ）に関
係なく強制的に最小の周波数Ｈｚ（ｍｉｎ）によりコン
プレッサモータ５を回転駆動させることができる。この
結果、サーモオフに伴う室温変動を解消し、快適な冷暖
房空間を空調利用者に提供することができる。

【００５６】なお、第１実施形態において、偏差データ
Ｅ（ｔ）が所定の温度データＥ1 以下であった場合のイ
ンバータ回路４の周波数をＨｚ（ｍｉｎ）としたが、本
発明はこれに限定されるものではなく、Ｈｚ（ｍｉｎ）
以上のある範囲内の値であってもよい。

【００５７】（第２実施形態）図５に本発明の第２実施
形態を示す。本実施形態では、室内熱交換器８に熱交換
温度Ｔｃを検出する温度センサ１１が取り付けられてい
る。この温度センサ１１の出力は、常時強制周波数設定
部３０のＣＰＵに送られるようになっている。

【００５８】強制周波数設定部３０は、その内部メモリ
に第１実施形態の最小周波数Ｈｚ（ｍｉｎ）の代わり
に、熱交換器８の熱交換機能が劣化せず室内温度の低下
の少ない熱交換温度Ｔｃの最低温度Ｔｃ1 及び熱交換温
度Ｔｃとコンプレッサ６（コンプレッサモータ５）の回
転周波数値Ｈｚｎとの関係を表すデータをそれぞれ記憶
している。なお、この他は第１実施形態の構成と略同一
であるため、その説明は省略する。

【００５９】次に本実施形態の全体動作について説明す
る。

【００６０】本実施形態の全体動作は、図４のステップ
Ｓ４までは第１実施形態と同様であり、その説明は省略
する。

【００６１】図４のステップＳ４の判断の結果ＹＥＳ
（Ｅ（ｔ）≦Ｅ1 ）の場合には、強制周波数設定部３０
は、図６に示すように、温度センサ１１から送られる熱
交換温度Ｔｃを読み込み（ステップＳ２０）、この熱交
換温度Ｔｃを最低熱交換温度Ｔｃ1 にするためのコンプ
レッサモータ回転周波数Ｈｚａを内部メモリに記憶され
たデータから求める（ステップＳ２１）。そして、強制
周波数設定部３０は、送られたＨｚｎではなく、検出さ
れた熱交換温度Ｔｃに基づいて求められた周波数Ｈｚａ
をコンプレッサモータ回転周波数としてインバータ回路
４に送る（ステップＳ２２）。

【００６２】インバータ回路４は、送られた周波数Ｈｚ
ａに基づいて交流出力を供給し、コンプレッサモータ５
を回転させてコンプレッサ６を駆動させる（ステップＳ
２３）。

【００６３】すなわち、本実施形態によれば、偏差デー
タＥ（ｔ）が所定の温度データＥ1以下であった場合、
つまり、偏差データＥ（ｔ）が「０」に近い場合には、
室内熱交換器１０の熱交換機能が維持できるような温度
Ｔｃ1 に対応するコンプレッサモータ回転周波数Ｈｚａ
により強制的にコンプレッサモータ５を回転駆動させる
ことができる。したがって、サーモオフを回避してその
サーモオフに伴う熱交換温度Ｔｃの急激な減少（急激な
室温変動の原因の一つ）を防止することができ、快適な
冷暖房空間を空調利用者に提供することができる。

【００６４】なお、本実施形態において、偏差データＥ
（ｔ）が所定の温度データＥ1 以下であった場合、イン
バータ回路４の周波数を、熱交換温度Ｔｃを最低熱交換
温度Ｔｃ1 にするための周波数Ｈｚａとしたが、本発明
はこれに限定されるものではなく、例えば、Ｔｃ1 ≦Ｔ
ｃ≦Ｔｃ2 （Ｔｃ2 ＝Ｔｃ1 ＋所定温度）を満足するＨ
ｚａ以上の値であってもよい。

【００６５】また、最低熱交換温度Ｔｃ1 をリモコンで
設定される設定温度Ｔｓとしても良い。あるいは、暖房
時はＴｃ1 を設定温度Ｔｓに所定値を加えた温度とし、
冷房時にはＴｃ1 を設定温度Ｔｓから所定値を減じた温
度として、設定温度に応じて変動するようにしても良
い。

【００６６】（第３実施形態）図７に本発明の第３実施
形態を示す。本実施形態では、送風機８ａにより室内熱
交換器８を通過して吹き出される吹出風の温度Ｔｃｄを
検出する温度センサ１２が室内ユニットの所定位置に取
り付けられている。この温度センサ１２の出力は、常時
強制周波数設定部３０に送られるようになっている。

【００６７】強制周波数設定部３０は、内部メモリに吹
出風の所定温度Ｔｃｄ1 及び吹出風温度Ｔｃｄとコンプ
レッサ６（コンプレッサモータ５）の回転周波数値Ｈｚ
ｎとの関係を表すデータをそれぞれ記憶している。

【００６８】次に本実施形態の全体動作について説明す
る。

【００６９】本実施形態の全体動作は、図４のステップ
Ｓ４までは第１実施形態と同様であり、その説明は省略
する。

【００７０】図４のステップＳ４の判断の結果ＹＥＳ
（Ｅ（ｔ）≦Ｅ1 ）の場合には、強制周波数設定部３０
は、図８に示すように、温度センサ１２から送られる吹
出風温度Ｔｃｄを読み込み（ステップＳ１００）、この
吹出風温度Ｔｃｄを所定の温度Ｔｃｄ1 にするためのコ
ンプレッサモータ回転周波数Ｈｚｂを内部メモリに記憶
されたデータから求める（ステップＳ１０１）。そし
て、強制周波数設定部３０は、送られたＨｚｎではな
く、求められた周波数Ｈｚｂをコンプレッサモータ回転
周波数としてインバータ回路４に送る（ステップＳ１０
２）。

【００７１】インバータ回路４は、送られた周波数Ｈｚ
ｂに基づいて交流出力を供給し、コンプレッサモータ５
を回転させてコンプレッサ６を駆動させる（ステップＳ
１０３）。

【００７２】すなわち、本実施形態によれば、偏差デー
タＥ（ｔ）が所定の温度データＥ1以下であった場合、
つまり、偏差データＥ（ｔ）が「０」に近い場合には所
定の吹出風温度Ｔｃｄ1 に対応するコンプレッサモータ
回転周波数Ｈｚｂにより強制的にコンプレッサモータ５
を回転駆動させることができる。この結果、サーモオフ
を回避してそのサーモオフに伴う吹出風温度Ｔｃｄの急
激な減少（室温変動の原因の一つ）を解消して快適な冷
暖房空間を空調利用者に提供することができる。

【００７３】（第４実施形態）図９に本発明の第４実施
形態を示す。本実施形態では、第２実施形態と同様に、
室内熱交換器８に熱交換（凝縮）温度Ｔｃを検出する温
度センサ１１が取り付けられており、さらに、室外熱交
換器１０に熱交換（蒸発）温度Ｔｅを検出する温度セン
サ３１が取り付けられている。これらの温度センサ１
１，３１の出力は、常時強制周波数設定部３０に送られ
るようになっている。

【００７４】また、本実施形態では、熱交換器１０から
コンプレッサ６へ送られる冷媒（ガス）の温度Ｔｓｄを
検出する温度センサ３２が取り付けられている。この温
度センサ３２の出力は、常時強制周波数設定部３０に送
られるようになっている。

【００７５】さらに本実施形態における膨張弁は、暖房
時にはコンプレッサ６の冷媒ガス（吸込）温度Ｔｓｄと
室外熱交換器１０の熱交換温度Ｔｅとの差（ＳＨ（ｔ）
＝｜Ｔｓｄ−Ｔｅ｜；スーパーヒート量），冷房時には
冷媒ガス温度Ｔｓｄと室内熱交換器８の熱交換温度Ｔｃ
との差（ＳＨ′（ｔ）＝｜Ｔｓｄ−Ｔｃ｜）が目標値Ｓ
Ｈ1 になるようにその弁（絞り部）の開度（絞り度）を
自動的に調整する電磁膨張弁１３で構成されている。こ
の電磁膨張弁１３の開度制御は、強制周波数設定部３０
により行なわれる。

【００７６】強制周波数設定部３０は、その内部メモリ
に室内熱交換器８の熱交換機能が低下しない熱交換温度
Ｔｃの最低温度Ｔｃ1 ，及び熱交換温度Ｔｃとコンプレ
ッサ６（コンプレッサモータ５）の回転周波数値Ｈｚｎ
との関係を表すデータをそれぞれ記憶している。

【００７７】次に本実施形態の全体動作について説明す
る。

【００７８】本実施形態の全体動作は、図４のステップ
Ｓ４までは第１実施形態と同様であり、その説明は省略
する。

【００７９】図４のステップＳ４の判断の結果ＹＥＳ
（Ｅ（ｔ）≦Ｅ1 ）の場合には、強制周波数設定部３０
は、図１０に示すように、温度センサ１１から送られる
熱交換温度Ｔｃを読み込み（ステップＳ１５０）、この
熱交換温度Ｔｃを最低熱交換温度Ｔｃ1 近傍の値にする
ためのコンプレッサモータ回転周波数Ｈｚｃを内部メモ
リに記憶されたデータから求める（ステップＳ１５
１）。さらに、強制周波数設定部３０は、暖房時には温
度センサ３１から送られる熱交換温度Ｔｅ及び温度セン
サ３２から送られる冷媒ガス温度Ｔｓｄに基づいてＳＨ
（ｔ）を演算し、また冷房時には温度センサ１１から送
られる熱交間温度Ｔｃ及び温度センサ３２から送られる
冷媒ガス温度Ｔｓｄに基づいてＳＨ（ｔ）を演算し（ス
テップＳ１５２）、内部メモリに保持された目標値ＳＨ
1 とＳＨ（ｔ）とを比較して電磁膨張弁１３の開度を設
定する処理を行なっている（ステップＳ１５３）。

【００８０】続いて強制周波数設定部３０は、送られた
Ｈｚｎではなく、求められた周波数Ｈｚｃをコンプレッ
サモータ回転周波数としてインバータ回路４に送る（ス
テップＳ１５４）。

【００８１】インバータ回路４は、送られた周波数Ｈｚ
ｃに基づいて交流出力を供給し、コンプレッサモータ５
を回転させてコンプレッサ６を駆動させる（ステップＳ
１５５）。

【００８２】続いて、強制周波数設定回路３０は、電磁
膨張弁１３の開度の目標値ＳＨ1 をＳＨ2 （ＳＨ1 ＜Ｓ
Ｈ2 ）に設定する（ステップＳ１５６）。このとき、電
磁膨張弁１３は、その設定変更に合わせて自動的に所定
量絞る（ステップＳ１５７）。この電磁膨張弁１３の開
度減少（絞り増加）により熱交換器１０の熱交換温度Ｔ
ｅが下降し、吸熱作用が上昇するため、ＳＨ（ｔ）は、
実際のＳＨ（ｔ）ではなく、サンプリングタイムδ前の
ＳＨ（ｔ−δ）（通常の開度）に基づき

【数１２】に強制的に設定される。ただし、αは、電磁膨張弁１３
の所定量の開度変化により上昇するスーパーヒート量を
示している。

【００８３】すなわち、本実施形態によれば、偏差デー
タＥ（ｔ）が所定の温度データＥ1以下であった場合、
つまり、偏差データＥ（ｔ）が「０」に近い場合には、
熱交換機能が維持できるような温度Ｔｃ1 に対応するコ
ンプレッサモータ回転周波数Ｈｚｃにより強制的にコン
プレッサモータ５を回転駆動させることができる。この
結果、サーモオフを回避してそのサーモオフに伴う熱交
換温度Ｔｃの急激な減少を防止し、快適な冷暖房空間を
空調利用者に提供することができる。

【００８４】また、このとき、電磁膨張弁１３の開度調
整により、ＳＨ（ｔ）を実際のＳＨ（ｔ）ではなくＳＨ
（ｔ）′＝ＳＨ（ｔ−δ）＋αに強制的に設定するた
め、上記偏差データＥ（ｔ）の変化に係わらずスーパー
ヒート量ＳＨ（ｔ）を安定に維持することができ、快適
な冷暖房空間を空調利用者に提供することができる。

【００８５】なお、第４実施形態では、熱交換温度とス
ーパーヒート量ＳＨ（ｔ）の制御を行なっているが、吹
出風温度及びスーパーヒート量ＳＨ（ｔ）の制御を実施
してもよい。

【００８６】

【発明の効果】以上述べたように本発明に係る空気調和
機によれば、偏差データＥ（ｔ）が所定値Ｅ1 以下か否
かが判断され、その判断の結果偏差データＥ（ｔ）が前
記所定値Ｅ1 以下と判断された場合に前記コンプレッサ
モータに供給される交流出力の周波数がコンプレッサモ
ータを停止させない値（例えば、コンプレッサモータの
最小回転周波数や室内熱交換器の熱交換温度が所定温度
以上となるような周波数等）に強制的に設定されるた
め、偏差の変動（室温変動等）に係わらず、常にコンプ
レッサモータの運転状態を保つため、サーモオフに伴う
室温変動を解消し、空気調和機の利用者に常に快適な冷
暖房空間を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係わる空気調和機の構
成を示す概略ブロック図。

【図２】制御規則テーブルの一例を示す図。

【図３】周波数制御テーブル最適化装置の概略構成を示
すブロック図。

【図４】第１実施形態における全体動作を説明する概略
フローチャート。

【図５】本発明の第２実施形態に係わる空気調和機の構
成を示す概略ブロック図。

【図６】第２実施形態における全体動作を説明する概略
フローチャート。

【図７】本発明の第３実施形態に係わる空気調和機の構
成を示す概略ブロック図。

【図８】第３実施形態における全体動作を説明する概略
フローチャート。

【図９】本発明の第４実施形態に係わる空気調和機の構
成を示す概略ブロック図。

【図１０】第４実施形態における全体動作を説明する概
略フローチャート。

【符号の説明】

５コンプレッサモータ６コンプレッサ８室内熱交換器８ａ送風機１０室外熱交換器１０ａ送風機１１温度センサ１２温度センサ１３膨張弁１５インバータ周波数決定部１６状態空間分割部１７最適制御規則テーブル部１８周波数制御テーブル最適化装置２０リモコン（室温設定器）２１室温センサ２４インバータ周波数−室温温度系設定部２５数式モデル部２６数式モデル代入部２７評価部２８遺伝的アルゴリズム適用部２９評価用制御規則テーブル部３０強制周波数設定部３１温度センサ３２温度センサ

フロントページの続き (72)発明者影山靖洋静岡県富士市蓼原336番地株式会社東芝富士工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】室内ユニットに設けられる室内熱交換
器、室外ユニットに設けられるコンプレッサ、室外熱交
換器、膨張弁を接続した冷凍サイクルと、少なくとも室
内設定温度と室内検出温度とから求められた偏差データ
Ｅ（ｔ）に応じて、コンプレッサモータに供給される交
流出力の周波数を周波数制御テーブルに基づいて可変制
御して同コンプレッサモータの回転数を制御するインバ
ータ回路とを備えた空気調和機において、前記偏差データＥ（ｔ）が所定値Ｅ1 以下か否かを判断
する判断手段と、この判断手段により前記偏差データＥ
（ｔ）が前記所定値Ｅ1 以下と判断された場合、前記コ
ンプレッサモータに供給される交流出力の周波数を、前
記コンプレッサモータの回転を停止させない値に強制的
に設定する強制設定手段とを備えたことを特徴とする空
気調和機。
【請求項２】前記強制設定手段は、前記室内熱交換器
の熱交換温度を検出する熱交センサと、前記コンプレッ
サモータに供給される交流出力の周波数を、前記熱交セ
ンサにより検出された熱交換温度が暖房運転では所定温
度以上となる値に、冷房運転では所定温度以下となる値
に強制的に設定する温度制御手段とを備えた請求項１記
載の空気調和機。
【請求項３】前記強制設定手段は、前記室内熱交換器
を通して送られる吹出風の温度を検出する吹出風センサ
と、前記コンプレッサモータに供給される交流出力の周
波数を、前記吹出風センサにより検出される温度が暖房
運転では所定温度以上となる値に、冷房運転では所定温
度以下となる値に強制的に設定する温度制御手段とを備
えた請求項１記載の空気調和機。
【請求項４】前記強制設定手段は、前記室外熱交換器
の熱交換温度を検出する第１の温度センサと、前記室外
熱交換器から前記コンプレッサへ送られる冷媒の温度を
検出する第２の温度センサと、前記第１及び第２の温度
センサにより検出された冷媒温度と熱交換温度との差の
目標値が所定値より高くなるように膨張弁の開度を調整
する開度調整手段とを備えた請求項２または３記載の空
気調和機。