JPH10513545A - 商用冷却システムの制御 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 商用冷却システム（１０）のコンプレッサ制御システムは、可変速度コンプレッサ（３６）と複数の固定速度コンプレッサ（３０、３２、３４）を有する。制御システム（４０）は変数を算出し、この変数はシステムの所望能力に従って変動し、コンプレッサ吸込圧力のようなシステム上の冷却負荷を示す変数と目標値との間の差分の関数として算出される。”ＰＩＤ”比例−積分−微分（ＰＩＤ）コントローラは、検出された変数と目標値との間の差分の自乗の関数及び時間に関する制御変数の２次微分係数の関数として変動する項を用い、この項は付加される。固定速度コンプレッサ（３０、３２、３４）はオン、オフされ、可変速度コンプレッサ（３６）の速度が調整され、システム冷却装置をもつラインにおいて、実際のシステム冷却能力がもたらされる。

Description

【発明の詳細な説明】 商用冷却システムの制御 この発明は、商用冷却システムの冷却容量を制御するコントローラに関する。 スーパーマーケット内で冷凍された商品を展示する型の近代的な商用システム は、通常いくつかの相互に接続された冷凍ケースから構成され、例えばスーパー マーケットの後室内の棚上に設けられた冷却コンプレッサによって動作する。近 代のスーパーマーケットにおいて、冷却される展示ケースに対する冷却は、８個 以上の独立したコンプレッサが並列構成されるシステムによって提供される。従 って、近代のスーパーマーケットで使用されるエネルギーの実質的な一部分は、 冷凍ケースを冷却するコンプレッサによって消費される。従って、冷凍ケースに 要求される冷却能力がシステムによって供給されるようにそのシステムを制御し 、これによってパワー消費を最小化することが望まれる。しかしながら、冷却負 荷は時々刻々と広範囲に変化するため、商用冷却システムの冷却能力を制御する ことは難しい。例えば、多くの顧客による冷凍ケースのドアの開閉回数の増大に 対応して、また１以上の冷凍ケースが霜とりサイクルを開始あるいは終了するこ とによって、あるいは、店員がケースにストックすることによって、冷却負荷は シフトする。例えば、ケースにストックされる時は、全てのケースのドアは開か れ、ケース内の棚に物が置かれ、これによって負荷は、非常に短期間でダイナミ ックに増大する。他の要因もシステムの冷却負荷に影響を与えるが、上述した程 、ダイナミックに影響を与えない。例えば、店内の温度と湿度の変化も冷却負荷 に影響を与える。 一般に、複数の固定速度コンプレッサが用いられ、このシステムで用いられる 各コンプレッサは異なる冷却能力をもち、この結果システムの冷却能力は、１以 上のコンプレッサをオン、オフする切換によって調整される。U.S.Reissue Pate nt RE 33,620によれば、コンプレッサの１つは可変速度コンプレッサであり、こ の能力はコンプレッサの速度を変化させることによって調整される。可変速度コ ンプレッサは、冷却能力が要求されているときはいつでも用いられ、１以上の固 定速度コンプレッサは、可変速度コンプレッサとともに、そのシステムに必要な 冷却能力を供給するため、オン、オフの切換が行われる。 この発明は、従来のシステム以上にコンプレッサ負荷の変化に実質的に応答性 をよくできる商用冷却システムの制御を提供する。この発明のシステムは、シス テムの冷却負荷の増減に速やかに応答することができるだけでなく、制御におけ るオーバーシュートとアンダーシュートを最小限にすることができ、それゆえ、 コンプレッサがオン、オフされなければならない周波数を引き下げる。さらに、 この制御は、可能なかぎり冷却サイクルと同程度以上で５０％から１００％まで の最適速度範囲内（往復運動するコンプレッサに対する；他の型のコンプレッサ 、例えばスクリュー回転するコンプレッサは異なる最適速度範囲をもつ）で可変 速度コンプレッサを維持し、これによってシステム全体の効率が改善され、パワ ー消費を最小化する。この発明によれば、システムの冷却負荷を示すパラメータ （通常、コンプレッサの吸引圧であるが、度々、展示ケース内部の温度）が検出 され、目標値と比較される。その後、制御信号は算出され、可変速度コンプレッ サの速度を変化させるのに用いられ、さらに１以上の固定速度コンプレッサをオ ン、オフするのに用いられる。この制御信号は、比例−積分−微分の制御法則（ ＰＩＤコントローラ）を用いて生成され、時間に関して検出された変数と目標変 数との間の誤差の２次微分と、検出された変数と目標変数との間の差異の２乗が ＰＩＤコントローラに加えられる。加えられたこれらの項の効果は、上述したど んな要因によっても生ずる負荷の急激な変動に対してシステムの応答時間を実質 的に小さくする。システムの応答性をよくすることによって、変動による冷却負 荷は直ちに調整され、これによって冷凍ケースに格納された商品が損傷を受けな いことを確実にする。さらにこの発明によれば、種々のコンプレッサの能力は、 配列され、システムは必要な冷却能力を供給する固定速度コンプレッサの可能な 組合せのいくつかを試験し、システム要求に最も適合する組合せを選択し、さら に最小パワー消費を確実にし、コンプレッサの始動、停止を最小にし、これによ ってコンプレッサの寿命を最大にする。さらに、システムは、コンプレッサが再 起動されて負荷がかけられる前にコンプレッサを無負荷にしなければならない最 小時間を保証する時間遅延と、コンプレッサが停止されるまでに運転しなければ ならない最小時間遅延を与える制御を含み、この結果コンプレッサの損傷は最小 化され、寿命が最大化される。 この発明の他の利点は、添付図面を参照した後述する説明から明らかとなる。 図１は、この発明による商用冷却システムの概要を示す図である。 図２は、図１に示すシステムを制御するために用いられる主制御プログラムの フローチャートである。 図３は、図１に示すシステムに用いられる各コンプレッサの能力と組合せの配 列と、図２に示す制御プログラムによってソートされる能力を示す。 図４から図９は、図２に示す主制御に用いられる種々のサブルーチン、あるい はその他のサブルーチンの１つに用いられるサブルーチンのフローチャートを示 す。 まず、図１を参照すると、商用冷却システム１０は、冷却される展示ケース１ ２、１４、１６及び１８を有し、この展示ケースは店内で顧客が行きやすい場所 に設置される。ここで用いられる用語「ケース」には、同時に動作するいくつか の分離したケースの並びを含む。４つの冷却される展示ケースが図示されている が、冷却される展示ケースの数はいくつでもよく、どんな特定数の展示ケースに 限定されるものでないことが理解される。各展示ケース１２〜１８は、開きバル ブ２２によって膨張した冷却剤が供給される蒸発器２０を有する。周知の従来技 術によれば、冷却される展示ケースはいくつかの一般方法によって霜とりされる 。従って、展示ケース１２と１４は、後述する蒸発器２０を介した熱ガスを注入 することによって霜とりされる。冷却される展示ケース１６と１８は、電気的に 動作し、後述するようにオン、オフされる霜とりヒータ２４を有する。冷却され るケース１２と１４は、熱ガスシステムによって霜とりされ、開きバルブ２２の 周りにある止めバルブ２６と、この展示ケース内の温度を検出する温度センサ２ ８とを有する。 冷却は、冷却ガスがコンプレッサ３０、３２、３４及び３６によって圧縮され る液体膨張方法によってケース１２、１４、１６及び１８に与えられる。コンプ レッサ３０、３２及び３４は、固定速度コンプレッサであるが、各固定速度コン プレッサ３０、３２及び３４は、異なる冷却能力を有している。３つの固定速度 コンプレッサが図示されているが、システム１０に要求される冷却能力を供給す るに必要などんな数であってもよことが理解される。コンプレッサ３６は、可変 速度コンプレッサであり、この可変速度コンプレッサの速度は伝統的なインバー タ３８によって制御される。 コンプレッサ３０、３２、３４及び３６は、コントローラ４０によって制御さ れる。以下説明するように、コントローラ４０はシステムの冷却要求を示す入力 を受信し、固定速度コンプレッサ３０、３２及び３４をオン、オフし、可変速度 コンプレッサ３６の速度を変化させて、可能な限りシステムの冷却能力を冷却要 求に近づくよう適合させる。コントローラ４０は、以下説明するようにプログラ ムされた中央処理装置すなわちＣＰＵ４２を有する。ＣＰＵ４２は、メモリデー タ格納部４４にデータを書き込み、メモリデータ格納部４４からデータを読み込 み、ＣＰＵ４２の適切な動作をモニタする伝統的な監視タイマ４６を有している 。ＣＰＵ４２は、キーボード／キーパッドインターフェース４８を介してオペレ ータからのデータ及びモデム５０からのデータを受信し、オペレータによってモ ニタされるディスプレイ５２を駆動する。ＣＰＵは、入力インターフェース４８ を介して、以下説明するようなシステムの各種センサからのデータを受信し、出 力インターフェース５８を介して、コンプレッサ３０〜３６、霜とりヒータ２４ 、コンデンサ５６のファン５４を制御する。入力インターフェースは、温度セン サ２８からの入力信号を受信し、出力インターフェース５８を介して、ＣＰＵ４ ２によって制御されたインバータ３８からのフィードバック信号を受信し、吸込 マニホールド６２内の圧力センサ６０及び放出マニホールド６６内の圧力センサ ６４からの信号を受信する。出力インターフェース５８は、ライン６８、７０及 び７２を介して固定速度コンプレッサ３０、３２及び３４に接続される。従って 、出力インターフェース５８からの信号は、固定速度コンプレッサ３０、３２及 び３４をオンあるいはオフするように働く。他方のライン７４は、出力インター フェース５８からインバータ３８への信号を運ぶ。この信号は、ライン７４上を 伝送する信号に従うインバータを介して可変速度コンプレッサ３６の速度を調整 する。コントローラ４０がない場合、コンプレッサ３０〜３６及びファン５４は 、機械的バックアップ装置７８によってオンされる。 コンプレッサ３０〜３６は、吸込マニホールド６２からガス状の冷却剤を引き 込み、この冷却剤を圧縮し、この圧縮された冷却剤を放出マニホールド６６から 放出する。冷却剤が圧縮されると、冷却剤の温度は実質的に上昇する。放出マニ ホールド６６内の圧縮された冷却剤は、オイルセパレータ８０を通り、オイルセ パレータ８０は、圧縮中にコンプレッサから冷却剤の中に入ったオイルを取り除 き、分離されたオイルをオイル貯蔵器７６の中に戻す。放出マニホールド６６か らの圧縮された冷却剤は、以下説明するように霜とりに用いる熱ガスを供給する 熱ガス供給マニホールド８２に送られる。放出マニホールド６６からの圧縮され た冷却剤は、さらに電気的な駆動バルブ８４を介して、展示ケース１２〜１８が 用いられているスーパーマーケットに対する空間加熱を供給する空間加熱再生コ イル８６に通される。このバルブ８４は、空間加熱再生コイルをバイパスさせる とともに、圧縮された冷却剤を直接コンデンサ５６に通す働きをする。以下説明 するように、霜とりサイクルの間に展示ケース１２、１４から戻った熱ガスは、 熱ガス戻りマニホールド８８内に受けられ、制御バルブ９０を介してコンデンサ ５６の入り口に戻される。コンデンサ５６は、放出マニホールド６６からの熱ガ ス流から熱を取り除き、冷却剤の相を液相状態に変化させる。液相状態の冷却剤 は、ライン９４を介して、液体供給マニホールド９２を通る。冷却剤の圧縮がバ ルブ９８の設定を超えた場合に、温度センサ９６はバルブ９８を作動させて、コ ンデンサ５６の出力の一部をレシーバ１００に流れ込ませる。レシーバ１００の 冷却剤は、毛細管１０２を介して吸込マニホールドに戻される。 供給マニホールド９２内の液相の冷却剤は、ライン１０６を介して冷却展示ケ ース１２〜１８内のそれぞれの開きバルブ２２に通じている。開きバルブ２２は 、冷却剤の圧力で滴を生じ、これにより、周知の従来技術を用いた蒸発器２０を 通過した時に、冷却剤が液体から気体に変化することによって展示ケース１２〜 １８が効果的に冷却される。気相の冷却剤は、戻りライン１０８を介して吸込マ ニホールド６２に戻される。 冷却ケース１６と１８は、霜とりサイクルが始まると、ＣＰＵによってオンさ れる電気的霜とりヒータ２４によって霜とりされる。冷却ケース１２と１４は、 以下説明するように、熱ガス霜とりシステムによって霜とりされる。明かなよう に、所望するところにより、全ての冷却ケースは、熱ガスシステムによって霜と りすることができ、あるいは全てのケースは、電気的霜とりヒータによって霜と りすることができる。熱ガス霜とりシステムを備えた冷却ケース１２〜１４の霜 とりサイクルが必要なとき、ＣＰＵ４２はバルブ１１０を開くとともにバルブ１ １２を閉め、これにより吸込マニホールド６２への戻りライン１０８を封鎖し、 熱ガス供給マニホールド８２へのライン１０８を開放する。従って、熱ガス供給 マニホールド内の冷却ガスは、圧縮されて温度が上昇し、ライン１０８、蒸発器 コイル２０、開きバルブ２２をバイパスする閉めバルブ２６を介して、ライン１ ０６に通じる。ライン１０６内の冷却剤は、閉めバルブ１１６、熱ガスの液体供 給マニホールド９２への流通を防ぐバルブ１１７をを介して、熱ガス戻りマニホ ールド８８に通じる。従って、展示ケース１２、１４内の蒸発器２０は、熱ガス を、熱ガス供給マニホールド８２から蒸発器コイルを介して通すことによって霜 とりする。霜とりサイクルが終わると、ケース１２、１４の開きバルブ２２は液 体供給マニホールド９２に通じ、ライン１０８は再び吸込マニホールド６２に対 し開かれる。 上述したように、コントローラ４０は、固定速度コンプレッサ３０、３２及び ３４のオン、オフと、可変速度コンプレッサ３６の速度調整とによってシステム の能力を調整する。コントローラ４０は、システムの冷却負荷によって変化する パラメータを検出し、このパラメータと目標値との差異を最小化してシステムの 能力を調整することによって、システムの能力調整を成し遂げる。よく用いられ るパラメータの１つは、１以上の冷却ケース１２〜１８内部の温度であるが、吸 込マニホールド６２内の圧力が好ましい。従って、圧力センサ６０は、吸込マニ ホールド６２内の圧力を測定し、入力インターフェース４９を介してコントロー ラ４０にこの情報を伝送する。目標値は、後述するように、設定され、変えるこ とができる。コントローラ４０は、センサ６０による吸込マニホールド内の圧力 と目標値との差異を最小化するようにして、システムの能力を調整するように動 作する。システム１０の能力は、図２で１１８で示されるＣＰＵ４２内のコンピ ュータプログラムを動作させることによって調整される。上述したように、プロ グラム１１８は、システム上の冷却要求の変化に応答して、１以上の固定速度コ ンプレッサをオン、オフし、及び／または、可変速度コンプレッサ３６の速度を 調整する。 プログラム１１８は、１２０で示すように開始され、システムは１２２で示す ように、周知の従来技術によって初期化される。その後、１２４で示すように、 プログラムは、センサ６０、６４及び２８のような種々のセンサが読み取るよう に構成される。監視サブルーチンは１２６で呼び出され、中央処理装置すなわち ＣＰＵ４２が正常に動作していることを確かめる監視タイマ４６を読み出す。そ の後、欠陥サブルーチン１２８は、システムが動作していないようなシステム欠 陥があるかどうかを警告するために呼び出される。さらに、ユーザインターフェ ースサブルーチン１３０が呼び出される。インターフェースサブルーチンは１３ ０は、伝統的なものであり、オペレータに対してキーボード４８からのデータ入 力を許し、モデム５０からのデータ受信を許す。このような入力は、例えばシス テムで用いられるコンプレッサの数や能力、最大速度における可変速度コンプレ ッサの能力である。ユーザインターフェースサブルーチンは、システムの初期立 ち上げ時の入力を受け付け、例えば１以上のコンプレッサが異なる能力をもつコ ンプレッサに置き換えられた場合、及び／または、付加能力を与えるためにコン プレッサがシステムに付加された場合のようにシステムパラメータを変更するよ う場合にはいつでも受け付けられる。 さらにプログラム１１８は、１３２でコンプレッサの構成が変更されたか否か を決定する。もし、コンプレッサの設定が再構成され、あるいはシステム１０の 初期立ち上げ時期であるならば、１３４でコンプレッサ能力サブルーチンが呼び 出される。もし、新しいコンプレッサの設定がないならば、プログラムはコンプ レッサ能力指定サブルーチン１３４をバイパスする。コンプレッサ能力指定サブ ルーチン１３４は、図３に示すようなコンプレッサ能力配列を形成する。コンプ レッサ番号１は”ＶＳ”と表示され、可変速度コンプレッサ３６に当てはまる。 コンプレッサ２、３及び４は、固定速度コンプレッサ３０、３２及び３４である 。図３の第２行目に示すように、可変速度コンプレッサの最大能力すなわち、最 大速度での冷却能力は、例えば２０馬力である。コンプレッサ２、３及び４は、 例えばそれぞれ１５、１０及び５馬力である。”ＣＯＭ ＮＯ．”は、配列を形 作るコンプレッサの種々の組合せのそれぞれを示す識別番号である。配列におけ る”０”は、対応するコンプレッサがオフされていることを示し、配列における ” １”は、対応するコンプレッサがオンされていることを示す。”Ｔｏｔａｌ Ｃ ａｐａｃｉｔｙ”は、各ステージでオンされた全部の固定速度コンプレッサの総 合能力を示している。可変速度コンプレッサを含む全てのコンプレッサがオフで あれば、システムの冷却能力は明らかに零であり、”ＣＯＭ ＮＯ”も零に配置 される。可変速度コンプレッサは、オンされる最初のコンプレッサであり、最後 のコンプレッサは、オフされる。従って、可変速度コンプレッサのみが用いられ る場合、総合システム能力は、最大速度における可変速度コンプレッサの能力で ある２０馬力となる。配列の水平ラインにリストされた各ステージの総合能力は 、”Ｔｏｔａｌ Ｃａｐａｃｉｔｙ”の下部にリストされる。上述したように、 後述する複数のＣＯＭ ＮＯは、コンプレッサ３０〜３６を組み合わせた種々の 能力ステージのそれぞれを簡単に参照するように配置されている。３つの固定速 度コンプレッサしかリストされていないが、複数のコンプレッサがしばしば必要 とされ、８以上のコンプレッサが用いられるのが一般的でないことはない。コン プレッサステージの能力の総数は、２^n-1+1に等しく計算され、ｎはコンプレッ サの数であるので、７つや８つのコンプレッサが用いられたならば、異なるコン プレッサの組合せは何千の数となり、ＣＯＭ ＮＯは、何千の数の範囲となるこ とに気付かれる。プログラム１１８の機能は、図３の配列からコンプレッサの適 切な組合せを選択することであり、その後、制御変数（吸込マニホールド６２で の圧力に仮定される）が可能なかぎり目標値に近づくようなシステム能力に調整 すべく、可変速度コンプレッサの速度を調整する。図３に示す配列を形成するコ ンプレッサ能力指定サブルーチンは、伝統的なデータ処理技術である。 主プログラム１１８は、さらに１３６に示す、霜とりサブルーチンを呼び出す 。霜とりサブルーチンは、後述するように、冷却ケース１２〜１８の霜とりサイ クルを制御する。プログラム１１８は、さらに浮動設定点サブルーチン１３８を 呼び出す。上述したように、この発明はシステムの冷却要求を反映する変数、好 ましくは吸込マニホールド６２内の圧力を検出し、吸込マニホールド内の測定さ れた圧力をできる限り目標圧力に近づくようにコンプレッサ３０〜３６を制御す る。浮動設定点サブルーチンは後述するように、目標値を計算する。その後、プ ログラム１１８は、パラメータサブルーチン１４０を呼び出す。パラメータサブ ルー チン１４０は、ＰＩＤＡサブルーチン１４２内でなされる制御法則計算で用いら れるパラメータのいくつかを構築する。ＰＩＤＡサブルーチンは、後述されるよ うに、２次オーダの項が付加される、修正されたＰＩＤすなわち比例積分微分コ ントローラである。その後、プログラム１１８は、可変コンプレッサ３６の速度 を調整するコンプレッサシーケンスサブルーチン１４４を呼び出し、固定速度コ ンプレッサ３０〜３４のどれが、システム能力を調整するためにオンあるいはオ フすべきかを決定する。 次に主プログラム１１８は、コンデンサファン５４をオン、オフするコンデン サ制御サブルーチン１４６を呼び出す。１４８に示すように、その後主プログラ ム１１８は、コンプレッサのオン／オフ信号とコンデンサファンのオン／オフ信 号を、これらの構成部分を実際に制御するインターフェース回路４９に出力する 。１５０に示すように、主プログラム１１８は、サイクルサンプリング時間が未 だ終了していない場合に各サイクルを一度実行し、１２４で示すように、プログ ラムは、再びセンサ入力の読み込みを繰り返す前で終了するまで待機する。 次に、図４に示す霜とりサブルーチン１３６を参照すると、各ケース１２〜１ ８は互いに独立して霜とりされることに気付き、わずか１つあるいは２つの冷却 ケース１２〜１８はいつでも霜とりサイクルを受けるのが一般である。従って、 霜とりサブルーチン１３６は、各冷却ケース１２〜１８が、霜とりサイクルが開 始あるいは終了した否かを決定する主プログラム１１８の各サイクル時間の間に 実行される。プログラム１３６は、最初に、１５２に示すように、霜とりサイク ルが特定に冷却ケースに対して開始されるべきか否かを試験する。一般的に、霜 とりサイクルは、最後の霜とりサイクルが開始された後、予め決定された期間後 に開始される。霜とりサイクルが開始されると、その後プログラムは、１５４に 示すように、熱ガス霜とりが特定の冷却ケースを霜とりするのに用いられている か否かを試験する。そうであれば、１５６に示すように、プログラムは霜とりサ イクルを受ける展示ケースに対する制御ソレノイド１１２を閉じ、対応する熱ガ ス供給ソレノイド１１０を開き、この熱ガスソレノイド１１０は、霜とりサイク ルを受ける冷却ケースの蒸発器２０を熱ガス供給マニホールド８２に接続する。 その後、熱ガス霜とりフラグは、プログラムがリターンする前に１にセットする 。 熱ガス霜とりが用いられていないならば、その後プログラムは、電気的霜とりが 用いられているか否かを、１５８で試験する。電気的霜とりが用いられているな らば、１６０で示すように、対応する制御ソレノイド１１２はオフされ、霜とり ヒータ２４がオンされる。１５８の試験が否であるならば、制御される特定の冷 却ケースに対して熱ガス霜とりも電気的霜とりもなされない。従って、冷却ケー スは冷却をオフすることによって霜とりされ、本来の温度上昇によって霜とりが なされる。従って、１６２に示すように、ケースに対する制御バルブはプログラ ムがリターンする前に閉められる。 １５２の試験が否、すなわち霜とりサイクルが開始されていない場合、その後 プログラムは、霜とりサイクルが既に進行中であるか否かを決定する１６４の試 験を行う。そうでない場合、プログラムはリターンする。霜とりサイクルが進行 中である場合、プログラムはその後１６６で示すように、熱ガス霜とりが用いら れているか否かを確定し、その後１６８で示すように、霜とりサイクルの開始以 前の時間が予め決定された熱ガスの時間制限よりも少ないか否かを決定する。一 般的に、熱ガス霜とりサイクルは、バルブ１１２のオフとバルブ１１０のオンと によってサイクルを開始し、蒸発器２０に対して放出ガスを流し始める。熱ガス は、霜とりサイクルが終了する前の期間オフにされる。霜とりサイクルは、バル ブ１１２がオンになることによって終了する。従って、１６８で試験されるよう に、霜とり時間が熱ガスの時間制限と等しいかそれ以上である場合、１７０に示 すように、プログラムは、総霜とり時間が霜とり時間制限に等しいかそれ以上か を試験する。１７０での試験結果がそうである場合、１７２に示すように、霜と りサイクルは、制御ソレノイド１１２を開き、熱ガスソレノイド１１０を閉める ことによって終了する。１７０での試験結果が否である場合、１７４に示すよう に、熱ガスソレノイド１１０のみが閉められる。１６６での試験結果が否である ように、熱ガス霜とりが用いられていない場合、１７６で示すように、プログラ ムは、霜とり時間がセットされた霜とり時間間隔より大きいか否かという次の試 験を行う。この試験がそうである場合、１７８で示すように、プログラムはヒー タ（用いられているならば）を閉め、制御ソレノイド１１２を開く。１７６の試 験結果が否である場合、１８０に示すように、その後、ケース内の最終制御温度 が予め決定された制限よりも大きいか否かをチェックする。そうであれば、プロ グラムは、リターンする前に霜とりサイクルを終了するために１７８に移行する 。 上述したように、コントローラ４０は、固定速度コンプレッサ３０、３２及び ３４をオン、オフすることと、可変速度コンプレッサ３６の速度を調整すること とによってシステムの冷却能力を制御し、このため、圧力センサ６０によって検 出された吸込マニホールド６２内の圧力を、予め決定された目標値に可能な限り 近づけるようにする。この吸込マニホールド６２内の圧力レベルの目標値は、温 度センサ２８によって検出される冷却展示ケースの内部温度の関数としてそれ自 身調整される。目標圧力は、冷却ケース内で検出された温度に基づいた制限内の ”ｆｌｏａｔ”が許される。図５に示される浮動圧力設定点サブルーチン１３８ は、まず１８０で、センサ２８によって検出された制御温度が温度設定点より低 いか否かを調べる。そうであれば、その後プログラム１３８は、１８２で、制御 温度が５分間、１°Ｆ以上で設定点以下であるか否かを決定するために調べる。 そうでない場合には、圧力設定点は変えられず、プログラムはリターンする。１ ８２での試験が正しい場合、圧力設定点は、図５の１８４に示すように、．５ｐ ｓｉづつ増加される。その後プログラムは、１８６で、１８４での圧力設定が予 め決定された固定圧力設定点及び圧力設定浮動の上限より大きいか否かを試験す る。新規の圧力設定が上限以下である場合、リターンする前に、圧力設定は、１ ８８で示すように上限に等しくされる。 温度センサ２８で検出された制御温度が１８０で検査されるように、温度設定 点以上である場合、プログラムは、その後１９０で、少なくとも５分の間、制御 温度より．５Ｆ°以上となったか否かを試験する。そうでない場合、圧力設定点 への変化はなく、プログラムはリターンする。１９０での試験結果がそうである 場合、１９２で示すように、圧力設定点は．５ｐｓｉづつ少なくされる。その後 、プログラムは、１９４で示すように、新規の圧力設定点が下限以上か否かを試 験する。この新規の圧力設定点がこの下限以下である場合、新規の圧力設定点は 、プログラムがリターンする前に、１９６で示すように下限と同じに設定される 。 圧力設定点がサブルーチン１３８によって確立された後、主プログラム１１８ は、図６に示すパラメータサブルーチン１４０を呼び出し、ＰＩＤＡサブルーチ ン１４２での制御計算セットで用いられるパラメータを設定する。１９８で示す ように、変数ＰＤＥＬＴＡは、圧力センサ６０によって検出された吸込マニホー ルド６２での圧力から、サブルーチン１３８（図５）によって算出された目標圧 力を減算した値に設定される。その後、プログラムは、２００に移行し、図６の 関連説明で後述するように、ＰＩＤＡで用いられる比例係数を算出する。この要 素Ｋｐは、予め決定された定数ＫＰに、１９８で算出されたＰＤＥＬＴＡを乗算 し、ＰＣＯＮＳＴＡＮＴを加算した値に設定される。図６の２０２で示すように 、サブルーチン１４２で算出されるＰＩＤＡサブルーチンの積分項で用いられる 乗数Ｋｉは、定数ＩＧＡＩＮを吸込マニホールド６２における圧力の目標値で除 算したものに、定数ＩＣＯＮＳＴＡＮＴを加算したものに設定される。サブルー チン１４２で用いられる残りの乗数は、２０４及び２０６で示すような定数に設 定される。 ここで図７を参照すると、ＰＩＤＡサブルーチン１４２は、吸込マニホールド ６２の圧力をサブルーチン１３８（図５）によって算出された目標圧力にできる 限り近づけるべく、可変速度コンプレッサ３６の速度を調整し、１以上の固定速 度コンプレッサ３０、３２、３４をオン、オフするコンプレッサ次シーケンスサ ブルーチン１４４で用いられる制御信号ＮＥＷＳＰＥＥＤを計算する。図７にお いて、変数ＰＤＥＬＴＡは、圧力センサ６０で測定された吸込マニホールド６２ での測定吸込圧力から、２０８で示すように、図５で算出された圧力設定目標圧 力を減算した値に等しく計算される。ＰＤＥＬＴＡの配列は、２０８で、プログ ラムを介した各パス毎の格納スタックとして算出されたＰＤＥＬＴＡの値を格納 することによって、２１０で示すように形成される。スタックが一杯になると、 最も古いＰＤＥＬＴＡの値は捨てられ、新しい値に置換される。 ２１２に示すように、比例項ＳＰは、ＰＤＥＬＴＡに、パラメータサブルーチ ン１４０における２００で算出された乗数Ｋｐを乗算した値として計算される。 従って、ＳＰは、ＰＤＥＬＴＡがＫｐの計算でも用いられているため、変数ＰＤ ＥＬＴＡ及び変数ＰＤＥＬＴＡの自乗の関数である。図７の２１４において、変 数ＩＳＵＭは、２０８で算出されたＰＤＥＬＴＡに主プログラム１１８の実行時 間が乗算された値に、前のＩＳＵＭの値が加算されたものとして計算される。従 って、ＩＳＵＭの新しい値は、プログラムの各実行毎に算出され、格納される。 ２１６に示すように、ＰＩＤＡコントローラの積分項は、サブルーチン１４０（ 図６）で算出された乗数Ｋｉに、２１４で算出されたＩＳＵＭが乗算された値に 等しく設定される。従って、積分項ＳＩは、これまでのＰＤＥＬＴＡの値の積分 であるとともに、図５で算出された圧力設定点の関数でもある。 ２１８で示すように、変数ＰＤＥＬＴＡは、プログラムの現パスで算出された ＰＤＥＬＴＡ項から、プログラムの最終パスで算出されたＰＤＥＬＴＡ項を減算 した差分を、サンプル時間で除算したものとして算出し、これにより、吸込圧力 と目標圧力との間の誤差信号の変化率が算出される。従って、比例−積分−微分 コントローラの微分項ＳＤは、図７の２２０において、２１８で算出された変数 ＤＤＥＬＴＡに定数を乗算して設定される。その後、プログラムは、この発明の ＰＩＤＡコントローラで用いられる加速項を算出する。２２２に示すように、変 数ＡＤＥＬＴＡは、プログラムの現パスで算出されたＤＤＥＬＴＡ値とプログラ ムの最終パスで算出されたＤＤＥＬＴＡ値との差分を、サンプル時間で除算した 値として算出される。２次微分項ＡＤＥＬＴＡは、２２４に示すように、定数Ｋ ａが乗算され、ＰＩＤＡ制御アルゴリズムの加速項である変数ＳＡを形成する。 従って、２２６に示すように、変数ＳＤＥＬＴＡは、定数Ｓｍに、比例、積分、 微分及び加速項であるＳＰ、ＳＩ、ＳＤ及びＳＡの和を乗算したものとして設定 される。２２８に示すように、変数ＮＥＷＳＰＥＥＤは、変数ＳＰＥＥＤに、２ ２６で算出された変数ＳＤＥＬＴＡを加算してものとして設定される。図８に関 連して後述するように、制御変数ＮＥＷＳＰＥＥＤの関数として可変速度コンプ レッサの速度と固定速度コンプレッサのオン、オフを調整するコンプレッサ次シ ーケンスサブルーチン１４４は、変数ＳＰＥＥＤを、主プログラム１１８の次の パスで変数ＮＥＷＳＰＥＥＤに等しく設定する。図７には示していないが、必要 な場合、ＰＩＤＡの項の大きさは、限定される技術の範囲内である。 図８に示すコンプレッサ次シーケンスサブルーチン１４４は、ＰＩＤＡサブル ーチン１４２で算出された変数ＮＥＷＳＰＥＥＤと、プログラムのこれまでの間 に算出されたＮＥＷＳＰＥＥＤの値である変数速度との関数として、可変速度コ ンプレッサ３６の速度と固定速度コンプレッサ３０、３２及び３４のオン、オフ とを調整する。図８において、サブルーチン１４４は、まず２３０で、プログラ ムの最終パスで算出された変数ＳＰＥＥＤが０に等しいか否かを決定する。ＳＰ ＥＥＤが０である場合、プログラムのこれまでのパスにおいて冷却は要求されて おらず、可変速度コンプレッサを含む全てのコンプレッサは、オフになっている 。プログラムの最終パスで変数ＳＰＥＥＤが０である場合、その後プログラムは 、２３２で、変数ＮＥＷＳＰＥＥＤは０以上であるか否かを検査する。ＮＥＷＳ ＰＥＥＤの算出された変数が０のままである場合、冷却は要求されていない。従 って、サブルーチンは主プログラムにリターンする。２３２で検査されたＮＥＷ ＳＰＥＥＤが０以上である場合には、冷却が要求されている。従って、プログラ ムは、コンプレッサ１に等しい配列上の次コンプレッサを、次第にオンされる可 変速度コンプレッサとして設定する。表３において、可変速度コンプレッサがオ ンされ、固定速度コンプレッサの全てがオフされているステージのＣＯＭ ＮＯ は、ＣＯＭ ＮＯ １．である。従って、ＮＥＷ ＣＯＭ ＮＯは、１に等しく 設定される。可変速度コンプレッサの速度は、設計速度の少なくとも５０％であ ることが望まれるので、図８の２３４で示すように、可変速度コンプレッサの速 度は設計速度の５０％に等しく設定される。その後プログラムは、主プログラム にリターンする。 ＳＰＥＥＤが０でない場合、その後プログラムは２３６で、ＰＩＤＡサブルー チン（図７）によって算出されたＮＥＷＳＰＥＥＤが１００％を超えるか否かを 決定する検査を行う。可変速度コンプレッサの速度は、固定速度コンプレッサの ステージの変化に関係なく、ＰＩＤＡサブルーチン内において算出されるので、 ＮＥＷＳＰＥＥＤは１００％を超過し得る。ＮＥＷＳＰＥＥＤが１００％を超え ると、固定速度コンプレッサからの付加能力が要求される。従って、ＮＥＷＳＰ ＥＥＤが１００％を超えると、２３８において、プログラムの最終パスから算出 されたＣＯＭ ＮＯが最大ＣＯＭ ＮＯに等しいか否かを決定する検査がなされ る。２３８の検査が正しい場合、冷却能力がさらに要求されるが、利用可能なコ ンプレッサの全てが用いられるものではない。従って、２４０に示すように、可 変速度コンプレッサの速度は設計速度の１００％に設定され、ＮＥＷＳＰＥＥＤ は、ＣＯＭ ＮＯに等しく設定される。その後、後述する２４２でのコンプレッ サオン／オフサブルーチンを呼び出すべく分岐する。 さらになる固定速度コンプレッサ能力が利用可能であることを示す２３８での 検査が否である場合、２つの変数が、新しい固定速度コンプレッサのステージが 図３に示す配列から選択されることによって算出される。２４２に示すように、 変数ＣＭＰＨは、可変速度コンプレッサのコンプレッサ能力にＮＥＷＳＰＥＥＤ から５５％を減算した差分を乗算し、現ＣＯＭ ＮＯの能力、すなわち現固定速 度コンプレッサの総合能力を加算した値に等しく算出される。従って、変数ＣＭ ＰＨは、可変速度コンプレッサが５５％（ＮＥＷＳＰＥＥＤは、可変速度コンプ レッサの見積速度の百分率として表される。）に設定された場合に要求される固 定速度コンプレッサ能力を表している。同様に、変数ＣＭＰＬは、可変速度コン プレッサの能力が見積能力の８０％に設定された場合における固定速度コンプレ ッサ能力の要求を決定するために算出される。従って、固定速度コンプレッサが 、変数ＣＭＰＨと変数ＣＭＰＬとの間に選択されると、可変速度コンプレッサの 速度は、見積速度の５５％から８０％の間のどこかに設定され、可変速度コンプ レッサにとっての最適速度範囲内となる。 ２４４に示すように、変数Ｉは、１に等しく設定される。Ｉは後述するように 、カウンタである。２４６の検査では、Ｉが５より大きいか否かが決定される。 ２４６での検査結果がそうでない場合、２４８に示すように、次の５つの、より 高い能力をもったコンプレッサの組合せが、図３の配列から選択される。この組 合せは、使用中の現固定速度コンプレッサ能力によって表されたものよりも高い ５つのコンプレッサの組合せである。 後述するように、コンプレッサは、駆動時間要求に符合しないので、いくつか の可能な選択が実行される。コンプレッサの組合せ（ＣＯＭ ＮＯによって識別 される。）は、変数ＣＭＰＬと変数ＣＭＰＨとの間の平均に最も近い能力をもつ 配列から選択される。２以上の組合せが、能力において等しい場合、少ないコン プレッサ駆動時間をもつ１つの組合せが選択される。その後２５０において、選 択がされたか否かを決定する検査を行う。２４８で選択がされた場合に、図９に 関連して後述する時間遅延サブルーチンが、２５２で示すように呼び出される。 時間遅延サブルーチンの実行後、２５４に示すように、時間遅延サブルーチンの 実行による時間遅延フラグが０に等しく設定されているか否かを決定する検査を 行う。時間遅延フラグが、選択されたＣＯＭ ＮＯでコンプレッサのオン／オフ 時間遅延が満たされていることを示す０である場合、２５６で示すように、変数 ＮＥＷ ＣＯＭ ＮＯを、２４８で選択された新しい組合せのＣＯＭ ＮＯに等 しく設定される。その後プログラムは、２４２に示すように、コンプレッサオン ／オフサブルーチンを呼び出す。 時間遅延フラグが１である場合、配列からの新たな選択がなされる。従って、 ２６９に示すように、カウンタＩは１づつ増大する。２４６では、Ｉが５以上に なったか否かを決定する検査が行われる。Ｉが５に満たない場合、時間遅延を満 足しないコンプレッサの組合せを排除して、２４８に示すように、配列から新し い選択を行う。２４６でプログラムのパスが５回となった後、あるいは２５０で 選択されない、すなわち要求に適合する次の５つの高い能力コンプレッサの組合 せがなかった場合、プログラムは２５１に分岐し、変数ＣＯＭ１をＣＯＭ ＮＯ に１を加算し、コンプレッサのステージは、現在使われているものより高い次の ものが配列から選択される。その後プログラムは、２５３において、ＣＯＭ１の 能力が現ＣＯＭ ＮＯの能力より大きいか否かを決定する検査を行う。既に、能 力が付加されることは決定されているので、現能力以下の新しい能力を選択され ることは受け付けられない。２５３の検査で能力が正しい場合、ＮＥＷ ＣＯＭ ＮＯは２５５でＣＯＭ１に設定され、時間遅延サブルーチンは２５７で呼び出 され、２５９で時間遅延フラグが調べられる。時間遅延要求が適合する場合、プ ログラムは、２４２でコンプレッサオン／オフサブルーチンを呼び出す。プログ ラムが２６２で示すように、ＮＥＷ ＣＯＭ ＮＯを古いＣＯＭ ＮＯの数に設 定するように、時間遅延要求が適合しない場合、固定ステージコンプレッサ能力 は変化しない。 ２５３の検査が否、すなわちＣＯＭ１の能力が現ＣＯＭ ＮＯの能力以下であ る場合、ＣＯＭ１は２６３で示すように１づつ増加し、２６５で固定ステージコ ンプレッサの最大数が既に使われているか否かを決定する検査を行い、この検査 結果が否である場合、２５３に戻る分岐を行い、ＣＯＭ１の能力が現ＣＯＭ Ｎ Ｏの能力より大きいことを再度検査する。２６５の検査結果が、固定ステージコ ンプレッサの最大数が既に使われていることを示す場合、ＣＯＭ１は２６７でこ の最大数に設定され、プログラムは２５５でＮＥＷ ＣＯＭ ＮＯをＣＯＭ１に 設定する。 ２３６での検査に戻って、ＮＥＷＳＰＥＥＤが１００％以下である場合、２６ ４で示すようにＮＥＷＳＰＥＥＤが５０％以下であるか否かを決定する検査が行 われる。ＮＥＷＳＰＥＥＤは既に１００％以下であるとして確立されているので 、ＮＥＷＳＰＥＥＤが２６４で示すように５０％以上である場合、可変速度コン プレッサの速度は５０％から１００％までの最適設計範囲内で現在動作している ので、固定速度コンプレッサ能力の変化は必要でない。従って、プログラムは、 ２６６で、ＮＥＷ ＣＯＭ ＮＯを、存在するＣＯＭ ＮＯに等しく設定し、２ ４２でコンプレッサオン／オフサブルーチンを呼び出す。 ２６４での検査により、ＮＥＷＳＰＥＥＤが５０％以下である場合、１以上の 固定速度コンプレッサのオフによって固定速度コンプレッサ能力を減じることが 望ましい。従って、プログラムは２６８において、現ＣＯＭ ＮＯが、１、すな わち固定速度コンプレッサは動作しておらず、可変速度コンプレッサのみが動作 していることを示す値であるか否かを決定する検査を行う。２６８での検査が否 である、すなわち可変速度コンプレッサに加えて少なくとも１つの固定速度コン プレッサが動作している場合、変数ＣＭＰＨと変数ＣＭＰＬが、２４２の計算と 同様にして、２７０で算出され、可変速度コンプレッサが設計速度の７０％から ９５％との間で動作する時に要求される固定速度コンプレッサを確立する。プロ グラムはその後、２７２でカウンタＩを設定し、２７４でカウンタを検査し、コ ンプレッサ能力が付加されるときに次の高いコンプレッサの組合せを選択する２ ４８の選択と同様にして、２７６で５つの低い組合せからコンプレッサの組合せ を選択する。２７８で、選択が行われたか否かを決定する検査を行い、２８０で 時間遅延サブルーチンを呼び出し、２８２で時間遅延フラグが検査され、その結 果、選択されたコンプレッサ能力の時間遅延要求が適合するとき、２８４でＮＥ Ｗ ＣＯＭ ＮＯが選択されたＣＯＭ ＮＯに設定される。時間遅延要求が適合 しない場合、新しい選択がなされ、他の組合せを選択する２７６での選択ステッ プに戻る前に、２８６で示すようにＩを１増加させる。５回の試行でも選択され ない場合、あるいは次の５つの低い能力が要求に適合しなかった場合、現ステー ジ以下の次の低いステージである任意のステージが選択される。従って、変数Ｃ ＯＭ１は、２８８で、現ＣＯＭ ＮＯから１減じた値に設定され、２９０でＣＯ Ｍ１の能力が現ＣＯＭ ＮＯの能力以下であることを確実にし、検査が否である 場合、２９２でＮＥＷ ＣＯＭ ＮＯをＣＯＭ１に等しく設定する。時間遅延サ ブルーチンは、２９４で呼び出され、このサブルーチンで設定された時間遅延フ ラグは２９６で検査され、時間遅延要求が適合する場合、プログラムはその後、 コンプレッサオン／オフサブルーチンを呼び出す。 時間遅延要求が適合しない場合、センサ６０によって測定された吸込圧力は、 吸込圧力が０ｐｓｉｇより小さいか否かを２９８で決定する検査が行われる。明 かなように、吸込圧力が既に０より小さい場合、同じコンプレッサステージを維 持することは望ましくなく、まして吸込圧力をさらに小さくすることは一層望ま しくない。［吸込圧力が２９８で検査されたように０ｐｓｉｇより大きい場合に は、コンプレッサオン／オフサブルーチン２４２が呼び出される前に、２６６で 示すようにＮＥＷ ＣＯＭ ＮＯは、ＣＯＭ ＮＯに等しく設定される。］２９ ０での検査に戻り、ＣＯＭ１の能力がＣＯＭ ＮＯの能力より小さい場合、ＣＯ Ｍ１は３００で示すようにＣＯＭ１から１減じた値に等しく設定され、ＣＯＭ１ は、３０２でＣＯＭ１が１より小さいか否かを決定する検査が行われる。ＣＯＭ １が１より小さくない場合、プログラムは、２９０でＣＯＭ１の能力がＣＯＭ ＮＯの能力より小さいか否かを決定する検査に戻る。３０２での検査が否である 場合、ＣＯＭ１は３０４で１に等しく設定され、その後プログラムは、２９２に 示すように、ＮＥＷ ＣＯＭ ＮＯを１に等しくする設定を続ける。 ２６４での検査に戻り、ＮＥＷＳＰＥＥＤが可変速度コンプレッサの設計速度 の５０％より小さく、ＣＯＭ ＮＯが、可変速度コンプレッサのみを用いかつ固 定ステージコンプレッサが用いられていないことを示す１に等しい場合、プログ ラムはその後、３０６で吸込圧力が０ＰＳＩＧより小さいか否かを検査する。吸 込圧力が０より小さい場合、プログラムは３１６に継続する。３０６で検査され るように吸込圧力が０より大きい場合、熱ガス霜とりフラグは、３０８で冷却ケ ースの１つが熱ガスサイクルを受けているか否かを決定する検査を行う。そうで ある場合、変数ＮＥＷＳＰＥＥＤは３１０に示すように５０％に等しく設定され 、プログラムは２６６に分岐し、ここで、コンプレッサオン／オフサブルーチン が呼び出される前に、ＮＥＷ ＣＯＭ ＮＯは、ＣＯＭ ＮＯに等しく設定され る。冷却ケースのいずれも熱ガス霜とりサイクルを受けていない場合、ＮＥＷＳ ＰＥＥＤは３１２でＮＥＷＳＰＥＥＤが４５％より小さいか否かを決定する検査 が行われ、吸込圧力は、３１４で、センサ６０で検出された吸込圧力が圧力設定 点以下５ｐｓｉの量より少ないか否かを決定する検査が行われる。双方のＮＥＷ ＳＰＥＥＤが、設計された速度の４５％より小さくかつ、吸込圧力が設定点より 小さい５ｐｓｉより小さい量より小さい場合、３１６に示すように、ＮＥＷ Ｃ ＯＭ ＮＯをコンプレッサが用いられていないステージである０に設定し、配列 上の次のコンプレッサ、すなわち次に設定されるステージは、０に設定され、Ｎ ＥＷＳＰＥＥＤは０に設定され、その結果全てのコンプレッサはオフになる。一 方、ＮＥＷＳＰＥＥＤが４５％と５０％との間である場合、あるいは吸込圧力が 設定点以下の５ｐｓｉより小さい場合、プログラムは３１８に続き、ここでＮＥ Ｗ ＣＯＭ ＮＯは１に設定され、配列１上の次のコンプレッサは１に設定され 、コンプレッサＮＥＷＳＰＥＥＤは５０％に等しくなる。換言すれば、ブロック ３１８は、そのとき使用されている１つの可変速度コンプレッサの速度を設定し 、見積速度の５０％に等しくする。 固定ステージコンプレッサ能力が選択されると、コンプレッサ次シーケンスサ ブルーチン１４４は、２４２で示すようにコンプレッサオン／オフサブルーチン を呼び出す。コンプレッサオン／オフサブルーチン２４２は、図３に示す水平ラ イン上にリストされた配列から選択された配列のコンプレッサの状態をオン、オ フする設定をするに過ぎないので、詳述しない。サブルーチン１４４によって選 択されたステージで呼び出された固定速度コンプレッサの状態は、サブルーチン ２４２によって設定され、可変速度コンプレッサの速度は、図８の２４４で示す コンプレッサ新規速度サブルーチンを呼び出すことによって算出される。新規速 度サブルーチンは、可変速度コンプレッサが動作中の固定速度コンプレッサ能力 と要求された能力との間の差異を生成する可変速度コンプレッサの速度を設定す る。しかしながら、コンプレッサ新規速度サブルーチンは、たとえシステムの能 力が最適能力からわずかにずれても、５０％から１００％との間になるようにコ ンプレッサの速度を制限する。これは、可変速度コンプレッサが設計速度の５０ ％と設計速度の１００％との間で駆動するとき、可変速度コンプレッサの効率が より大きくなるからである。設計速度の１００％を超えて可変速度コンプレッサ を駆動させることも可能であるが、可変速度コンプレッサの疲労を速まらせるた め、そうすることは得策ではない。 図９において、３２０で示す時間遅延サブルーチンは、オンまたはオフされる コンプレッサが予め決定された時間遅延要求を満足するか否かを決定するコンプ レッサ次シーケンスサブルーチン１４４の実行に対応してコンプレッサをオンあ るいはオフする検査を行う。一度コンプレッサがオフされた場合、直ちにコンプ レッサをオンすることは望ましくなく、コンプレッサがオンされたときに、直ち にオフにすることも望ましくなく、いずれの場合も早期の疲労を招き、この結果 コンプレッサの寿命は減少する。時間遅延サブルーチン３２０は、設定されたフ ラグがサブルーチン１４４の２５９、２５４、２８２及び２９６で検査されるよ うに、サブルーチン１４４で選択されたステージのコンプレッサをチェックする 。図９において、プログラムは３２２で、まず図９の３２２で示すように、１以 上のコンプレッサをオンあるいはオフすべきか否かを決定するため、サブルーチ ン１４４で選択された選択コンプレッサの組合せを比較し、現コンプレッサ選択 をもつ選択ステージの選択コンプレッサを比較する。プログラムはその後、オフ される時間が最小オフ時間より小さいか否かを決定するため、各コンプレッサが オンされるべきかを３２４で検査する。３２４での検査が正しい場合、時間遅延 要求は満足されず、図９の３２６に示すように時間遅延フラグが１に設定される 。プログラムはその後３２８で、オフされるべきコンプレッサのオン時間が最小 のオン時間より小さいか否かを検査する。３２８での検査が正しい場合、時間遅 延要求は満足せず、３２６で示すように時間遅延フラグは１に設定される。３２ ４及び３２８での検査のいずれも否である場合、時間遅延要求は満足され、図９ の３３０で示すように時間遅延フラグは０に設定される。プログラムはその後、 図８のサブルーチン１４４にリターンする。 従って、プログラム１１８は、固定コンプレッサステージの変化に関係なく、 可変速度コンプレッサの速度を算出することがわかる。この変数は、コンプレッ サのシステムへの付加あるいはシステムからのコンプレッサの削除に用いられ、 システムを可能な限りシステム冷却要求に対応して仕上げるように可変速度コン プレッサの速度を調整する。可変速度コンプレッサの速度は、コンプレッサイン レットマニホールド内の吸込圧力のように、システムの冷却付加を示す変数の関 数として算出される。この速度は、目標圧力と、冷却ケース内の温度の関数とし て変化する吸込圧力との違いに基づいた伝統的な比例積分微分制御法則（すなわ ち”ＰＩＤ”）を用いて算出される。通常のＰＩＤ制御に対して、検出された圧 力と目標圧力との差異の変化の時間に対応する２次微分に応答する加速項が加え られている。さらに、ＰＩＤコントローラの比例項の係数は、吸込圧力と実際の 圧力との間の差異の関数としてそれ自体が変化し、圧力内のこの違いの自乗に等 しい項が制御論理の中に導入されている。従って、システムは、従来よりも、冷 却要求の急激な変化に敏感に対応することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも１つの冷却ケースを有し、１つの可変速度コンプレッサと複数の 固定速度コンプレッサとを含み冷却剤を圧縮するコンプレッサシステムを有した 商用冷却システムに対し、前記可変速度コンプレッサの速度を変化させ、前記固 定速度コンプレッサをオン、オフすることによって前記商用冷却システムの能力 を制御する能力制御システムにおいて、 前記制御システムは、 前記システム上の冷却負荷を示す変数を検出する負荷検知手段と、 前記変数を目標値と比較し、前記変数と前記目標値との差分に従って変化する 差分信号を生成する手段と、 前記差分信号の時間に関する２次微分係数の関数として前記システムの能力を 制御するコンプレッサ制御信号を算出する算出手段と を具備したことを特徴とする能力制御システム。 ２．前記コンプレッサ制御信号は、前記差分信号の２次微分係数と同様に、前記 差分信号、該差分信号の積分、及び該差分信号の１次微分係数の関数として前記 算出手段によって算出されることを特徴とする前記請求項１記載の能力制御シス テム。 ３．前記コンプレッサ制御信号は、前記差分信号の自乗の関数としても、前記算 出手段によって算出されることを特徴とする請求項２記載の能力制御システム。 ４．前記算出手段は、 前記目標値を調整する手段と、 前記差分信号の積分に前記目標値の関数として変化する要因を乗算する手段と を有することを特徴とする請求項２記載の能力制御システム。 ５．前記変数は、コンプレッサインレットの圧力であることを特徴とする請求項 ２記載の能力制御システム。 ６．前記変数は、前記冷却ケース内の温度であることを特徴とする請求項２記載 の能力制御システム。 ７．少なくとも１つの冷却ケースを有し、１つの可変速度コンプレッサと複数の 固定速度コンプレッサとを含み冷却剤を圧縮するコンプレッサシステムを有した 商用冷却システムに対し、前記可変速度コンプレッサの速度を変化させ、前記固 定速度コンプレッサをオン、オフすることによって前記商用冷却システムの能力 を制御する能力制御システムにおいて、 前記制御システムは、 前記システム上の冷却負荷を示す変数を検出する負荷検知手段と、 前記変数を目標値と比較し、前記変数と前記目標値との差分に従って変化する 差分信号を生成する手段と、 前記差分信号の関数及び前記差分信号の自乗の関数として前記システムの能力 を制御するコンプレッサ制御信号を算出する算出手段と を具備したことを特徴とする能力制御システム。 ８．前記算出手段は、 前記目標値を調整する手段と、 前記差分信号の積分に積分項を形成する前記目標値の関数として変化する要因 を乗算する手段と、 前記積分項の関数として前記コンプレッサ制御信号を変化させる手段と を有することを特徴とする請求項７記載の能力制御システム。 ９．前記変数は、コンプレッサインレットの圧力であり、 前記算出手段は、前記冷却ケース内の温度の関数として前記目標値を調整する 手段を有することを特徴とする請求項８記載の能力制御システム。 １０．少なくとも１つの冷却ケースを有し、１つの可変速度コンプレッサと複数 の固定速度コンプレッサとを含み冷却剤を圧縮するコンプレッサシステムを有し た商用冷却システムに対し、前記可変速度コンプレッサの速度を変化させ、前記 固定速度コンプレッサをオン、オフすることによって前記商用冷却システムの能 力を制御する能力制御方法において、 前記システム上の冷却負荷を示す変数を測定するステップと、 前記変数を目標値と比較し、前記変数と前記目標値との差分に従って変化する 差分信号を生成するステップと、 前記可変速度コンプレッサの速度を調整する前記差分信号の時間に関する２次 微分係数の関数として前記システムの能力を制御するコンプレッサ制御信号を算 出するステップと を具備したことを特徴とする能力制御方法。 １１．前記コンプレッサ制御信号を算出するステップは、前記差分信号の２次微 分係数と同様に、前記差分信号、該差分信号の積分、及び該差分信号の１次微分 係数の関数として前記コンプレッサ制御信号を算出することを特徴とする請求項 １０記載の能力制御方法。 １２．前記コンプレッサ制御信号を算出するステップは、前記差分信号の自乗の 関数としても、前記コンプレッサ制御信号を算出することを特徴とする請求項１ １記載の能力制御方法。 １３．前記目標値を調整し、前記差分信号の積分に前記目標値の関数として変化 する要因を乗算するステップを有することを特徴とする請求項１１記載の能力制 御方法。 １４．前記変数は、コンプレッサインレットの圧力であることを特徴とする請求 項１１記載の能力制御方法。 １５．前記変数は、前記冷却ケース内の温度であることを特徴とする請求項１１ 記載の能力制御方法。 １６．少なくとも１つの冷却ケースを有し、１つの可変速度コンプレッサと複数 の固定速度コンプレッサとを含み冷却剤を圧縮するコンプレッサシステムを有し た商用冷却システムに対し、前記可変速度コンプレッサの速度を変化させ、前記 固定速度コンプレッサをオン、オフすることによって前記商用冷却システムの能 力を制御する能力制御方法において、 前記システム上の冷却負荷を示す変数を測定するステップと、 前記変数を目標値と比較し、前記変数と前記目標値との差分に従って変化する 差分信号を生成するステップと、 前記差分信号の関数として及び前記差分信号の自乗の関数として前記システム を制御するコンプレッサ制御信号を算出するステップと を具備したことを特徴とする能力制御方法。 １７．前記目標値を調整するステップと、 前記差分信号の積分に積分項を形成する目標値の関数として変化する要因を乗 算するステップと、 前記積分項の関数として前記コンプレッサ制御信号を変化させるステップと を有することを特徴とする請求項１６記載の能力制御方法。 １８．前記変数は、コンプレッサインレットの圧力であり、 前記冷却ケース内の温度の関数として前記目標値を調整するステップを有する ことを特徴とする請求項１７記載の能力制御方法。 １９．少なくとも１つの冷却ケースを有し、１つの可変速度コンプレッサと異な る能力をもつ複数の固定速度コンプレッサとを含み冷却剤を圧縮するコンプレッ サシステムを有した商用冷却システムに対し、前記可変速度コンプレッサの速度 を変化させ、１以上の前記固定速度コンプレッサを始動、停止することによって 前記商用冷却システムの能力を制御する能力制御システムにおいて、 前記制御システムは、 前記システム上の冷却負荷を示す変数を検出する負荷検知手段と、 前記変数を目標値と比較し、前記変数と前記目標値との差分に従って変化する 差分信号を生成する手段と、 前記固定速度コンプレッサに対する種々の組合せ能力の配列を形成し、前記シ ステム負荷によって要求されるシステムの能力を表す前記差分信号の関数として コンプレッサ制御信号を生成する算出手段と を具備し、 前記算出手段は、前記配列からシステム固定速度能力を選択し、前記コンプレ ッサ制御信号によって示される概略の総合システムコンプレッサ能力を提供する ため前記可変速度コンプレッサの速度を制御する手段 をさらに具備することを特徴とする能力制御システム。 ２０．前記算出手段は、前記可変速度コンプレッサの所望の速度範囲を算出し、 前記システム固定速度コンプレッサ能力は、前記範囲内で前記可変速度コンプ レッサの速度を維持するべく選択されることを特徴とする請求項１９記載の能力 制御システム。 ２１．前記算出手段は、前記選択された固定速度コンプレッサが予め決定された 駆動時間基準を満足するか否かを決定すべく、前記配列から選択された固定速度 コンプレッサ能力を提供するコンプレッサを検査することを特徴とする請求項２ ０記載の能力制御システム。 ２２．前記算出手段は、 前記配列から選択されるべき固定速度コンプレッサのコンプレッサ能力に対す る上限及び下限を算出する手段と、 前記範囲内で前記配列からコンプレッサの組合せを選択する手段と、 前記可変速度コンプレッサの速度を設定する手段と を有することを特徴とする請求項１９記載の能力制御システム。 ２３．前記選択する手段は、前記上限と前記下限との間の平均に最も近い総合能 力をもつ前記配列から前記コンプレッサの組合せを選択することを特徴とする請 求項２２記載の能力制御システム。 ２４．前記算出手段は、 前記配列から選択されたコンプレッサが予め決定された駆動時間基準を満足す るか否かを決定する手段と、 前記駆動時間基準を満足しない場合に、前記選択する手段に、前記配列から他 のコンプレッサの組合せを選択させる駆動時間手段と を有することを特徴とする請求項２３記載の能力制御システム。 ２５．前記駆動時間手段は、 動作中のコンプレッサが予め決定された時間以上動作しているか否かを決定す る手段と、 動作していないコンプレッサが前記コンプレッサの始動または停止前に予め決 定された時間オフになっているか否かを決定する手段と を有することを特徴とする請求項２４記載の能力制御システム。 ２６．少なくとも１つの冷却ケースを有し、１つの可変速度コンプレッサと異な る能力をもつ複数の固定速度コンプレッサとを含み冷却剤を圧縮するコンプレッ サシステムを有した商用冷却システムの能力を制御する能力制御方法において、 前記システム上の冷却負荷を示す変数を検出して、前記可変速度コンプレッサ の速度を変化させ、１以上の前記固定速度コンプレッサを始動、停止することに よって前記システムの能力を制御するステップと、 前記変数を目標値と比較し、前記変数と前記目標値との差分に従って変化する 差分信号を生成するステップと、 前記固定速度コンプレッサに対する種々の組合せ能力の配列を形成するステッ プと、 前記システム負荷によって要求されるシステムの能力を表す差分信号の関数と してコンプレッサ制御信号を生成するステップと、 前記配列からシステム固定速度コンプレッサ能力を選択するステップと、 前記コンプレッサ制御信号によって示される概略のシステムコンプレッサ能力 を提供するため前記可変速度コンプレッサの速度を制御するステップと を具備したことを特徴とする能力制御方法。 ２７．前記可変速度コンプレッサの所望の速度範囲を算出するステップと、 前記範囲内で前記可変速度コンプレッサの速度を維持するシステム固定速度コ ンプレッサ能力を選択するステップと を有することを特徴とする請求項２６記載の能力制御方法。 ２８．選択された固定速度コンプレッサが予め決定された駆動時間基準を満足す るか否かを決定するため、前記配列から選択された固定速度コンプレッサ能力を 提供するコンプレッサを検査するステップを有することを特徴とする請求項２７ 記載の能力制御方法。 ２９．前記配列から選択されるべき固定速度コンプレッサのコンプレッサ能力の 上限及び下限を算出するステップと、 前記範囲内で前記配列からコンプレッサの組合せを選択するステップと、 前記可変速度コンプレッサの速度を設定するステップと を有することを特徴とする請求項２６記載の能力制御方法。 ３０．前記上限及び前記下限の間の平均に最も近い総合能力をもつ前記配列から 前記コンプレッサの組合せを選択するステップを有することを特徴とする請求項 ２９記載の能力制御方法。 ３１．前記配列から選択されたコンプレッサが予め決定された駆動時間基準を満 足するか否かを決定するステップと、 前記駆動時間基準を満足しない場合に、前記配列から他のコンプレッサの組合 せを選択させるステップと を有することを特徴とする請求項３０記載の能力制御方法。 ３２．動作中のコンプレッサが予め決定された時間以上動作しているか否かを決 定するステップと、 動作していないコンプレッサが前記コンプレッサの始動または停止前に予め決 定された時間オフになっているか否かを決定するステップと を有することを特徴とする請求項３１記載の能力制御方法。 ３３．予め決定された回数の試行後、前記駆動時間基準を満足するコンプレッサ の組合せが前記配列から選択されなかった場合、能力が付加された場合には前記 上限に、能力が削除された場合には前記下限に、最も近い前記駆動時間基準を満 足する前記配列からコンプレッサの組合せを選択するステップを有することを特 徴とする請求項３１記載の能力制御方法。