JPS60200037A - 温度調整システム用制御装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は一般に温度調整システム用制御装置及びその方
法に関するものであり、更に詳細には多段加熱冷却シス
テム用制御装置蒸びその方法に関するものである。

先行技術 単段階型加熱システム用バイメタル・サーモスタットに
は通常、予測子と称する巻線型抵抗素子が含まれている
。当該予測子は帯域加熱装置が励起される際抵抗を通っ
て流れる電流により加熱される。その目的は、他の方法
で帯域温度の影響下で非励起状態にするより速やかにバ
イメタル片型スイッチで帯域加熱システムを非励起状態
にし、かくして設定温度の行過ぎを最低にすることにあ
る。

多段温度調整システムにおいては慣用的なザーモスタッ
ト装置が複数個の単一段バイメタル・スイッチを含み、
所定の機械的偏位が制御装置により各段の励起される設
定温度の間に存在している。

加熱能力と冷却能力を備えた多段システムに対する制御
装置は更に複雑であり、しばしば作動の加熱モードと冷
却モードの各段に対し別々の予測装置が備えられている
。これらの電気、機械的多段型装置の代替例として制御
上の高い柔軟性を提供するアナログ弐とディジタル式の
電子回路両者を含むソリッド・ステート制御装置が開発
されている。特に、マイクロ・プロセッサーを基にした
制御装置の場合、ヒステリシスとデッドバンドといった
パラメーターをソフトウェアにおいて実行可能であり、
制御装置を特定の設備に適合させるため容易に改変する
ことが出来る。制御装置は多段型システムの特性及び当
該システムが据（ツけられる建物の緒特性により決定さ
れる変数に応答するようプログラムを組むことが出来る
。こうした変数の１つは帯域温度の変化割合である。帯
域温度の変化割合を利用する多段型制御装置の例につい
ては米国特許第４．２６５，２９９号及び同第４，３３
８，７９１号に説明しである。

米国特許第４，２６５，２９９号の特許には帯域温度の
変化割合が所定の値を下回わる場合にのみ設定温度の増
加に引続く補助的な電気的加熱を開始させるヒート・ポ
ンプ・システム用のアナログ制御装置が開示しである。

この装置ではヒート・ポンプの容量のみを使用してシス
テムが妥当な時間内に設定？ＡＡ度に到達出来れば過剰
温度からの回復のため比較的高価な電気抵抗性加熱の利
用が避りられる。米国特許第４，３３８，７９１号には
更に複雑な制御装置について開示しである。当該制御装
置ではユーリ′−が挿入する温度の設定点をもってプロ
ゲラＪ、かに、１１まれるマイク１：Ｊ・プロセッザー
ヲ１（使用され、当該装置はシステムの作動状態の制御
にあたり実際の室温と室温の変化割合に応答する。ある
選択された時間内に所望の温度が達成されないことを帯
域温度変化割合の定期的ヂエツクが示す場合にのみ高い
エネルギー消費作動状態が可能とされるが、変化割合は
段階の１つを非励起状態にする目的で低いエネルギー消
費段階が望ましいか否かの決定には使用されない。帯域
温度変化割合に追随すると制御装置は過剰時間が最低の
所望の時間間隔で設定温度に到達出来る。そのため制御
装置は予測装置を必要としていない。

米国特許第４，３３８．７９１号の特許の制御方法は設
定点からある特定の予め決められた状態変化迄の偏差に
関する論理に従って低工矛ルギー消費作動段階に変化す
る。その他、制御装置は特定個数の作動状態を有するシ
ステム内で使用されるよう設計してあり、特定個数の状
態は帯域温度変化割合及び設定点からの帯域温度の変化
といった予め決定された作動パラメーターと組合ってい
る。６ｔって、制御装置は適用上、一般的ではなく、即
ち異なる個数の作動状態を呈するシステムと同等に使用
することは出来ない。

本発明の目的 この点に鑑み、本発明の目的は、温度調整段階の個数と
種類が各種ある異なるシステムに対し適用上一般的な多
段階型温度調整用制御装置及びその方法を捉供すること
にある。

他の目的は制御装置に予測装置を使用する必要をなくす
一方、帯域の設定点の過剰温度を最低にすることにある
。

本発明の更に他の目的は温度調整段階を帯域温度の変化
割合の関数として選択的に励起及び非励起状態にするこ
とにある。

本発明のこれらの目的と他の目的については本明細占の
以下ムこ続く好適実施態様の説明と添附図面から明らか
となろう。

本発明の開示 本発明は帯域内の温度調整要件に合うよう選択的に励起
可能な複数個の段階を有する温度調整システム、用の制
御装置及び当該システムの制御方法に関するものである
。当該制御装置には帯域温度検出器と帯域設定温度選択
装置が含まれている。

制御装置は温度検出器と設定温度選択装置に接続され、
当該装置に応答する。制御装置には設定温度からの帯域
温度の偏差に対する複数個の予め決められた範囲が適用
可能であり、各範囲に対しては帯域温度変化割合に対す
る制限が所望の制９１１１作用に対応している。制御装
置は設定温度からの帯域温度の偏差が存在する特定の範
囲及び当該範囲に関連ある予め定められた限界と比較し
た場合の帯域内の温度の変化割合の関数として温度調整
段階を制御するよう作動する。従って、制御装置は帯域
内の要求に合うよう１個以上の温度５ｌｉｔ整段階を選
択的に励起若しくは非励起状態にするＣとが出来る。

制御装置には設定点を格納し且つ設定温度からの帯域温
度の偏差と帯域温度の変化割合の関数として温度調整の
段階を励起するか若しくは非励起状態にするかを決定す
る基！Ｖを含むａｌｌｌｌ全表納するメモリー装置付き
のマイクロ・プロセッサーが含まれている。マイクロ・
プロセッサーは設定温度からの帯域温度の実際の偏差を
表内に格納されている範囲と比較し、次に、４１シ域温
度の実際の変化割合を選択された範囲と組合っている複
数個の限界値き比較することにより適当な制御作用を決
定する。これらの段階には更に前掲の特許請求の範囲で
述べた本発明の制御方法が含まれている。

好適実施！ぶ様の説明 第１図を参照すると、本発明の制御装置を含む温度調整
システムは全体的に参照番号１ｏで示されている。温度
調整システム１ｏは快感帯１１の温度調整をする屋根置
き型（ルーフトップ）ユニットとじてＩＢ（リリられる
多段型システムである。

２１に度５）ム１整システム１ｏは第に段空気圧縮機１
２及び第２二段空気圧縮機１３を含め、当該圧縮機】２
若しくは１３のいずれが一方は温度調整負荷に合うよう
冷却モードで作動する１つ又は両方の段階で選択的に励
起可能である。従って好適実施態様においては４段階の
冷用が利用出来る。

１１υ４度調整システム１ｏは以後説明される如く快感
帯１１内の温度の相対的大きさ及び快感帯に幻する加熱
と冷却の設定温度により決定される際加熱モード又は冷
却モードで選択的に作動可能である。第１図に示す如く
、冷却モードにおいては第に段空気圧縮機１２と第２二
段空気圧縮機１３によってｍ出される冷媒は冷媒管１７
を通って凝縮器１８へ流れる。圧縮された冷媒が凝縮器
１８を通って流れるのに伴ない冷媒はそれより低い戸外
大気と伝熱関係にされ、かくして圧縮された冷媒は液体
に凝縮される。液状冷媒は冷媒管１９を通って蒸発器２
ｏへ流れ、経路に沿って（図示せず）膨張装置を通る。

冷媒は蒸発器２ｏ内で膨張する際快感帯１１内に流入す
る空気との伝熱により蒸発され冷媒管２１を通って第に
段空気圧縮機１２及び第２二段空気圧縮機１３の吸入側
へ戻る。

加熱モードにおいては４つの各抵抗加熱素子１４が選択
的に励起されて蒸発器２ｏを通る空気を加熱する。（当
該蒸発器は次に熱交換器として非励起状態となる）。当
該空気は抵抗加熱素子１４上を通って快感帯ｌｌ内に流
れる際加熱される。代替的に熱は又、複数段を有する（
図示せず）化石燃料バーナーによって与えることが出来
る。多段システムに対する本発明の適用を最も良く図解
している第１図に電気抵抗加熱が図示しである。従って
、温度調整システム１０は快感帯１１に供給される空気
の選択的な加熱若しくは冷却を行なうため慣用的な揉式
で機能する。

戸外の大気との効果的な伝熱を達成する目的からモータ
ー２４により駆動されるファン２３は空気を凝１１ｎ器
１８を通して引込み、当該空気をユニットの上部から放
出させる。同様にして空気は電動８２６により駆動され
る遠心送風機２５により蒸発器２０を通って快感帯１１
内へｗ４還される。

建物の最低の換気要件に適合する新鮮な戸外の空気を提
イハし、更に戸外の大気の温度と湿度が適用可能であれ
ば、当該空気を適当に使用することにより快感帯１１の
低コストの冷却を行なうため励起装置２８イ１きのエコ
ノマイザ−・ダンパー２７が含まれる。エコノマイザ−
・ダンパー２７を通つて入る空気はリターンエア・ダク
ト２９を通して快感帯１１から来るリターンエアと混合
し、供給空気１次室３０を通じて快感帯１１内に（Ｊト
出される。

温度調整システム１０の包囲体内に設置された制御面は
参照番号３５で示されている。快感帯１１内には温度検
出器及び大気温度設定装置３６が設置しである。好適実
施態様においては温度設定装置はアナログ可変抵抗制御
装置を含む。設定温度は又、大気内に配設されたディジ
タル・キーバッド／表示器３４から又は別々の外部コン
ピューター及びキーボードを含む建物のオートメーショ
ン・システムからもインプット可能である。電線３７は
大気検出器／大気温度設定装置３６を制御面３５に接続
する。制御導線３８ａないし３８ｆは制御面３５を、第
に段空気圧縮機１２及び第２二段空気圧縮機１３、室内
のファン用の電動機２６、エコノマイザ−用の励起装置
２８、戸外のファン用のモーター２４、抵抗加熱素子１
４を各々含む温度調整システム１０内の各作動構成要素
に接続する。制御導線３８はこれら各構成要素に対する
供給電流を取扱うことが出来る。（図示せず）リレー又
は接点装置を励起する制御線を表わしている。これらの
導線は又、接点装置に提供される補助スイッチを使用し
て接点装置の作動を示す信号を有する導体を含んでいる
。接点装置の機構と補助スイッチは当技術の熟知者に良
く知られているのでその詳細については図示していない
。

ここで第２図に移ると、制御ｆｉ３５の好適実施態様を
含む素子のブロック図はそれが３つのマイクロ・プロセ
ッサーを含んでいることを示す。各マイクロ・プロセッ
サーは別々の機能を有しているが、制御機能全てを充分
なメモリーが与えられた１つのマイクロ・プロセッサー
に結合することも可能であろう。マイクロ・プロセッサ
ー４０は通信を処理し、マイクロ・プロセッサー４１及
び４２１こ対するマスター制御装置として機能する。

マイクロ・プロセッサ−４１は本発明の制御論理に従っ
て温度調整段階を制御するよう機能するとごろから制御
ジー二＋−ｐツリー−一として名（＝ｊりられる。

マイクロ・プロセッサー４２は制御導線３８を介して温
度調整システム１０の動作素子に対する信号の相対的な
入出力を処理するため使用される。

マイクロ・プロセッサー４２は又、制御面３５によって
励起される接点装置内の補助スイッチからの信号を受信
する。各マイクロ・プロセラ４Ｊ−４０ないし４２、制
御面３５内の他の作動回路にはＤＣ電源４３から適当な
りＣ電圧が供給される。これらの電圧は好適実施態様に
おいては＋５及び→−１０ＶＤＣの調整レヘルを含む。

マイクロ・プロセツヅ−は又、導線３９を介してマスタ
ー・クロック４４に結合され、当該クロックは共通のタ
イミング周波数を各マイクＩコ・プロセッサーに供給す
る時間の基礎として水晶を使用している。

通信を行なうマイクロ　プロセッサ−４０は他の２つの
マイクロ・プロセッサー４１及び４２の間の通信及び（
図示セず）建物の外部のオートメーション・システムの
コンピューターとの通信に応答するところから制御シー
ケンスのマスター・プロセッサーとして考えられる。外
部コンピフ一一ターは周波数シフトキーイング通信モジ
ュール４５及び伝送ラインに分離とインピーダンスの一
致の両方を提供する変圧器４６を介して通信プロセッサ
ーたるマイクロ・プロセッサ−４０に対してインターフ
ェイス状態にある。マイクロ・プロセッサ−４０と組合
っている周波数シフトキーイング通信モジュール４５は
２進数１と０を表わす２つの実質的に異なる搬送周波数
を使って制御面３５から供給されるディジタル・データ
を変調しこれら２つの周波数で受信される外部コンピュ
ーターからのデータを復調する。周波数シフトキーイン
グ通信モジュール４５とマイクロ・プロセッサー４０の
間の３導体接続部４７はこれらの信号を２方向的に移送
するよう作用する。ｇＶＡ４ｓは又、他の装置がデータ
伝送線を介して外部コンピューターに接続されると仮定
すれば（図示せず）ディジ・スイッチから若しくは特定
の制御面３５を表わずためセット（若しくはカット）さ
れるジャンパーからのアドレスを人力する装置を提供す
る。

マイクロ・プロセッサー４０は又、導線４９によって表
示ドライバー５０に接続され、当該表示ドライバーは逆
に大気検出器／大気温度設定装置３６と共に位置付けら
れた表示部５２に導線たる電線３７を介して接続されて
いる。入電リセット・モジュール５３は導線５４を介し
て通信プロセッサーたるマイクロ・プロセッサー４０及
び各マイクロ・プロセッサー４１及び４２に接続されて
いる。

入電リセット・モジュール５３の目的は最初に制御面３
５に対し電源が励起される場合いってもマイクロ・プロ
セッサー４０−４２を初期設定することにある。

導線たる電線３７上の帯域温度設定装置３６からの入力
を含むアナログ入力はアナログ・マルチプレクサ−６１
に接続される。アナログ・マルチプレクサ−６１は導線
６２を介して制御プロセッサーたるマイクロ・プロセッ
サー３１の入力からの信号に応答する。この信号は大刀
選択信号であり、アナログ・マルチプレクサ−６１を作
動さセて選択されたアナログ信号を導線６３ａを介して
通過させるよう作動する。導線６３ａ上の選択された１
３男は抵抗はしご形回路編６５から得られる比較器６４
の逆転入力に導線６．３ｂを介して与えられる電圧に比
較のため比較器６４上の非逆転入力に接続される。導線
６３ｂ上の電圧は逆に導線６８を介して制御プロセッサ
ーたるマイクロ・プロセラ→Ｕ−−３１からの出力信号
により制御される。

これらの信号はバッファー６７を通り、当該バッファー
の出力は導線６６によつ゛ζ抵抗はしご形回路絽６５に
接続される。実際、制御プロセッサーたるマイクｌ：Ｊ
・プロセッサー４１は入力部たる導線６３ｂ上の電圧レ
ヘルが大略選択アナログ入力たる導線６３ａ上の電圧に
等しいことを比較器６４からの出力が示す迄、抵抗はし
ご形回路ｍ６５上のスイッチを閉しることにより比較器
６４に対する入力の連続的な低い電圧を選択する。はし
ご形回ｈ’？ｒ　ｃこ使用される抵抗イ１ηの大きさの
ためアナログ対ディジクル変換に対するこの技術ばＲ−
２Ｒ変換法とし一ζ当技術の熟知者には良く知られてい
る。

検出器たる帯域温度設定装置３６は典型的には帯域の温
度に比例する抵抗を有する勺−ミスタ−から成っている
。制御プロセッサーたるマイクロ・プロセッサー４１が
帯域塩度設定装置３６からのアナログ入力を選択したと
仮定すれば検出器たる帯域温度設定装置での電圧降下を
決定することが出来る。制御線たる導線６８及び６６を
介して抵抗はしご形回路網６５に与えられるディジクル
信号を参照することによりマイクロ・プロセッサー４１
は快感帯１１内の温度に比例するアナログ電圧レヘルに
等しいディジクル値を決定する。

マイクロ・プロセッサー４０ないし４２は制御導線５５
を介して二方向的に制御信号と通信し、データをデータ
線たる導線６６を通して二方向に通過させる。これによ
ってマイクロ・プロセッサーの任意のマイクロ・プロセ
ッサーに利用可能な（Ｗｆｌが他方の２つのマイクロ・
プロセッサーのいずれかによりアクセス可能となる。例
えば、アナログ・マルチプレクサ−６１に達する各アナ
ログ人力は制御プロセッサーたるマイクロ・プロセッサ
ー４１によって選択され且つディジタル・レヘルに変換
されると、通信プロセッサーたるマイクロ・プロセッサ
ー４１及び周波数シフトキーイング通信モジュール４５
を介して外部コンピューターに出力可能となる。同様に
して帯域設定温度といったデータを入力する目的で外部
コンピューターが使用される場合には当該データは通信
プロセッサーたるマイクロ・プロセッサー４０によって
制御プロセッサーたるマイクロ・プロセッサー４１に利
用可能となる。ディジタル表示部たる表示部５２は帯域
設定温度、帯域温度及び制御面３５に対して利用可能な
他の変数を読むためオペレーターにより使用可能とされ
、当該表示部は任意のディジタル・キーバッド／表示器
３４上若しくは直接制御面３５上に位置付けられる。

段階の変更といった制御作動が一旦適合されると、制御
導線５５を通る信号が入出カプロセッサーたるマイクロ
・プロセラツー４２をデータ、ｖ！５６上に存在するデ
ータに作用させ、線７０上に対応する論理レベル信号を
発生する。線７０はリレ〜・１ライハーフ１を制御し、
当該リレー・ドライバーの出力は導線７２を介してリレ
ー７３に接続される。リレー７３の作動によって温度調
整システムｌＯ内の適当な素子に対する接点装置がそれ
に応じて励起若しくは非励起状態とされる。Ｉ１０プロ
セッサーたるマイクロ・プロセッサー４２は特定の接点
装置が入力選択信号を線７８を介してマルチプレクサ−
８０に供給することにより励起されたか否かを決定する
。マルチプレクサ−８０からの出力は選択された接点装
置の補助スイッチ入力から導線７１を介してマルチプレ
クサ−８０にいたる信号から成っている。

エコノマイサー用の励起装置２８はエコノマイザ−・ド
ライバー７６に接続された線７５上の論理レヘル信号を
介して駆動される。エコノマイリ′−用の励起装置２８
によって要求される高い電流レヘルはエコノマイザ−・
ドライバー７６によって供給され、線７７を通じて励起
装置２８に供給される。

マイクロ・プロセッサー４０ないし４２によって行なわ
れる機能は各プロセッサー内にある内部の読取り専用メ
モリー（ＲＯＭ）内に格納された機械語プログラムによ
って決定される。好適実施態様においては３つのマイク
ロ・プロセッサーは全てＮＥＣ’８０４９型の集積回路
であり、各回路には内部（ＲＯＭ）の２にバイトが含ま
れている。

これらのマイクロ・プロセッサーには又、ランダム・ア
クセス・メモリー（ＲＡＭ）の１２８バイトが含まれて
いる。温度調整の励起及び非励起段階の応答性は制御プ
ロセッサーたるマイクロ・プロセッサー４１のＲＯＭ内
に格納されたプログラムに依存している。制御面３５に
よって行なわれる他の機能もプログラムとしてマイクロ
・プロセラ４Ｊ−４１のＲＯＭ内に格納され、制御プロ
セラ・す°−たるマイクロ・プロセッサー４１が自由に
されてこれら他の機能を行なうのは通信及び入出カムこ
対する応答性をマイクロ・プロセッサー４０及び４２に
分配することによる。先に注意した如く本発明の制御機
能は又、即−マイクロ・プロセッリ゛−内で又は同様の
１ｈ１りを備えたマイクロ・プロセラツーの他の組合せ
を使用するごとにより実施可能である。

制御プロセッサーたるマイクロ・プロセッサー４１内に
格納されているプログラムにより実行される如く、本発
明を実行する制御論理を第３図ないし第５図に示す。第
３図はシステムを加熱モード又は冷却モードで作動させ
るか否かを制御面３５がいかに決定するかを示す。プロ
グラムは最初に温度調整システム１０が既に加熱モート
にて作動しているか否かを決定し及び作動していればプ
ログラムの論理が当該図の左側に分肢し、帯域温度ＴＺ
が冷却設定温度ＴＣ３の約−１８，４°Ｃ（１，２’Ｆ
　）以下であるか否かを決定する。システムが既に加熱
モードで作動しており、帯域温度が冷却設定点を下回ね
る約−１７，１℃（１，２°Ｉ７）以上であると仮定す
れば制御面３５は加熱モードにとどまる。次に、プログ
ラム論理は全ての加熱段が用４励起状態にされたか否か
を決定し、非励起状態にされていない場合には加熱子−
ドのザブルーチンを実行し続りる。加熱段全てが一旦非
励起状ｆｍにされると、プログラムは他の機能を実行す
るため出る。

加熱モードにおいて帯域温度がＴｅ３約−１７，１℃（
１，２’ｌ＝）に等しいか又はそれを越える迄論理は流
れ図の右側にシフトし、そこで当該論理はシステムを冷
却モードにする。冷却モードに入った後システムは全て
のクーラーが非励起状態にされてその時点に論理がプロ
グラムから出る迄冷却サブルーチンを実行し続ける。

システムが最初加熱モードで作動していなかった場合に
は論理の流れは第３図に示された流れ図の右側に示す如
くなり、プログラム論理は帯域温度（ＴＺ）が加熱設定
温度（Ｔ　ＨＳ　）より高い約−１７，１℃（１，２″
Ｆ）以上になっているかを間合セる。この間合せに対す
る解答が肯定的である場合には温度調整システム１０は
先に述べた如く冷却モードに入る。その他の場合、加熱
モードは第３図の流れ図の左側に移動する論理の流れで
励起される。

一方、冷却モードにおいては温度調整システム１０はエ
コノマイザ−・ダンパー２７を介して供給される新鮮な
空気を使用して快感帯１１におりる温度調整要件を満た
すことが出来る。加熱モード中、エコノマイザ−はその
最低の開いた状態にとどまる。一方、冷却モードにおい
てはエコノマイザ−・ダンパー２７は戸外の大気温度及
び帯域温度の関数として制御されるが、エコノマイザ−
制御アルゴリズムの詳細については、これらが本発明の
理解に必要とされないことから本明細書では開示されな
い。

第４図は加熱モードにおりる温度調整システム１０の作
動に対する制御論理を図解している。制御面３５が加熱
モードで温度調整システム１０を一旦励起させると、プ
ログラム論理は新しい「制御ブロックｊが人力されたか
否かを決定する。設定温度からの帯域温度の偏差に対す
る予め決められた範囲及び段における特定の変更を決定
する温度変化割合に対する関連ある限界値の点から制御
ブロックが表１に定めである。プログラムは設定温度か
らの帯域温度の偏差が異なる制御ブロックを定める範囲
内にシフトされる場合、新しい制御ブロックに対する変
更が適当であるか否かを決定する。例えば、帯域温度か
ら差し引いた加熱設定温度が約−１９，６℃（−３，２
’Ｆ）に等しく且つ引続き約−１９，４℃（−２，９″
Ｆ）の新しい値に変更された場合にはプログラム論理は
制御ブロック１から制御卸フ゛ロック２ヘシフトする。

ｆｆ、ＩＩ？卸フ゛ロックにおレノる変更が示されない
と仮定すれば、プログラム論理はフラグ（ＣＢ）が０と
等しくセットされるか否かを決定する。（段階における
変更が生したことを示す。）段階が変更されれば、加熱
タイマー■（Ｔもチェックされる。現段階の制御ブロッ
クが１５分以上前の制御ブロックと同じであれば、ＣＢ
は加熱モード・サブルーチンに出る前に１と等しくセラ
Ｉ・される。

ザブルーチンに入れば設定点からの帯域温度の偏差が新
しい制御ブロック範囲に入り、フラグＣＢが１と等しく
セットされ、プログラム論理は加熱設定点からの帯域温
度の偏差を決定する。先に指摘した々【Ｉく、フラグＣ
Ｉ３が０に等しくなく、制御ブ１コックが新しくない場
合には同し演算が行なわれる。設定点ｌ１１￥度からは
帯域温度の偏差（Ｔ　Ｈ３−ＴＺ）が決定された後、プ
ログラムは毎分あたりの℃（下）で帯域温度の変化割合
（又は勾配）を計算する。ＴＺの勾配を計算するため一
連の帯域温度における変化は制御プロセッサーたるマイ
クロ・プロセッサー４１内の内部カウンターにより決定
されるそれらの読取り値の間の時間によって分割される
。

制御卸プロセッサーたるマイクロ・ブロセツ→ノー４１
の読取り専用メモリー内には設定温度からの温度の偏差
と帯域温度の変化割合に対する表１（及び表■）に示さ
れたデータを含む調査表がこれらのパラメーターの関数
として解釈される適当な制御機能と共に含まれている。

１ｌｉｌ制御論理は加熱設定点からの帯域温度の変化に
対して決定された値と表Ｉに示されたごとき帯域６υ１
度の関連ある変化割合を比較し、１つ又は２つの段階を
励起するか、励起される段階の（ＩＭＩ数に変化を生し
ないか若しくは１つ又は２つの段階を非励起状！虚にす
る。

励起される段階の個数が同し乙こなっている場合にはプ
ログラム論理は加熱モー１−のリーブルーチンから出る
。一方、段階に変更がある場合にはフラグＣＢとタイマ
ー１−Ｉ　Ｔが０に等しく設定される。フラグＣＢをＯ
にセットすることは段階の状態が制御ブロック内で一旦
変更された際設定温度加熱からの帯域温度の偏差が異な
る制御ブロック範囲にシフトするか又は１５分が経過す
る迄段階におりる変更がないことを確実にする。

表　■ ■胚軸 Ｉ　Ｄ＜−１９，４４−−−−−２段増加２　−１９．
４４≦Ｄ　＜−１８，４４Ｒ＜　−１７，７８無変更Ｒ
≧−１７，７８１段減少 ３　−１８．４４≦Ｄ≦−１７，１１、Ｒ＜−１７，９
１１段増加−１７，９１≦Ｒ≦−１７，６４無変更Ｒ＞
−１７，６４１Ｍｉ少 ４　−１７．１１＜　Ｄ≦−１６，１１Ｒ＜−１７，７
８１段増加−１７，７８≦Ｒ≦−１７，１１無変更Ｒ＜
−１７，１１１段城少 ５　−１６．１１＜Ｄ≦−１５，０ＯＲ＜−１７，５１
１段増加−１７，５１≦Ｒ≦−１６，７８無変更Ｒ＞−
１６，７８１段減少 ６　Ｄ　＞−１５，００−−・−２段増加＊　ＴＨ３−
ＴＺ、ここで”Ｉ”　ＨＳは加熱設定温度、ＴＺは帯域
温度を示す。数値は摂氏温度数である。

表　■ 准見段別梨釧作勉 Ｉ　Ｄ　＜　−２０，５６−一〜−−−−　２段増加２
　−２０．５６≦Ｄ　＜　４９．４４　Ｒ＜　−１８，
７８１段減少−１８，７８≦Ｒ≦−１８０４無変更 Ｒ＞−１８，０４１段増加 ３　−１９．４４≦Ｄ＜−１８，４４Ｒ＜−１８，４４
１段減少−１８，４４≦Ｒ≦−１７，７８無変更Ｒ＞−
１７，７８１段増加 ４　−１８．４４≦Ｄ≦−１７，１１Ｒ＜−１７，９１
１段減少４７．９１≦Ｒ≦−１７，６４無変更 Ｒ＞−１７，６４１段増加 ５　−１７．１１＜　Ｄ≦−１６，１１Ｒ＜−１７，７
８１段減少Ｒ≧−１７．７８　無変更 ［ｉ　Ｄ＜−１６，１１−−・−２段城少＊　Ｔｅ３−
ＴＺ、ここでＴｅ３は冷却設定温度、ＴＺは帯域温度を
示す。数値は摂氏温度数である。

加熱モードにおける本システムの作動の一例として帯域
温度が加熱設定温度ＴＨ３以下の−１６，９℃（１，５
″Ｆ）−制御ブロック４内に入る範囲であると仮定する
。更に、加熱の２段階が従前に励起され帯域温度の変化
割合が毎分あたり約−１７，５℃（０，５′Ｆ）に等し
いと仮定する。この制御ブロック４内における勾配にお
いては段階の変更がない。ここで帯域内の温度が下がり
、それが加熱設定温度ＴＨ３以下の約−１６，４℃（２
，５下）となり（それでも制御ブロック４内にある）と
仮定する。帯域温度の変化割合が０以下になる迄減少ず
れば制御面３５は付加的な加熱段階を励起する。

一旦これが発生ずるとフラグＣＢとタイマーＨＴば０に
等しくセットされ、帯域温度が設定温度からの偏差を充
分に新しい制御ブロック範囲内に設定するよう変化する
迄又は１５分が経過する迄それ以上の段階作動を阻止す
る。３つの加熱段階が励起された状態で設定点からの帯
域温度の偏差はそれが約−１７，１℃（１，２’Ｆ）以
下になる迄減少し、その時点で制御論理は制御ブロック
４から制御ブロック３に変更すべきことを決定すると仮
定出来る。制御ブロック３において帯域温度の変化割合
が毎分あたり約−１７，９℃ｍ−０，２４’Ｆ）と約−
１７，６℃（０，２４″Ｆ）の間である場合には制御装
置は段階におけるそれ以上の変更を生じさせない。然し
乍ら、帯域温度の変化割合が約−１７，６℃（０，２４
°「）を越える場合には制御面３５は１加熱段階を非励
起状態とする。しかる後、加熱設定温度からの偏差ＴＨ
３−ＴＺが異なる制御ブロックへのシフトを生じさせな
いか又は生じさせる迄又は１５分が経過する迄はそれ以
上の制御作動は許されない。

冷却モードにおりる作動は全体的に加熱モードで述べた
作動と類似している。冷却モード・サブルーチンに入る
と、プログラム論理は新しい制御ブ１−１ツタが入った
か否かを間合せ、そうでなかった場合にはフラグＣＢが
０と等しいか否か見る為チェックする。肯定の答によっ
て論理は冷却段階が励起又は非励起にされて以来、１５
分以下の時間が経過したことを冷却タイマーが示してい
るか否かを間合せ、経過している場合にはサブルーチン
に出る。冷却タイマーはマイクロ・プロセッサー４１内
における他の内部カウンターである。冷却段階における
変更以来１５分以上が経過したことを冷却タイマーが示
す場合には制御フラグＣＢがサブルーチンから出る前に
１に等しくセラｉ−される。

冷却モード・ザブルーチンに対する入力点に戻り、新し
い制御ブロックが入力されていればフラグＣＢは１に等
しくセットされ、冷却タイマーが冷却段階における最後
の変化以来３分以上を示しているか否かを決定するチェ
ックが行なわれる。

３分以下が経過していれば、プログラム論理は冷却タイ
マーの次のチェックに移り、ザブルーチンに出る。その
他の場合は冷却設定温度からの帯域温度の偏差（Ｔｅ３
−ＴＺ）が決定される。次に現在の帯域温度と先に測定
した帯域温度の差をこれらの測定値の間の時間によって
除算することにより帯域温度の変化割合が決定される。

制御論理はこれらの値を使用し、適当な制御作用を決定
するため表Ｉ＋に示された条件を含む調査表を参照する
。

表■は先に述べた如く表Ｉの使用と類似した様式でプロ
グラム論理により使用される。この調査表を参照して制
御面３５は適当な段階の制御作用を決定する。段階に変
更がない場合には論理は段階における最後の変更以来、
少なくとも１５分間が経過したか否かを見るためチェッ
クし、変化していない場合にはザブルーチンに出る。段
階の最後の変更以来１５分以上が経過した場合にはフラ
グＣＢが１に等しくセットされる。従って、冷却モート
においては１５分が経過した後に帯域温度の変化割合に
よって決定される如く冷却段階での変更が繰返される。

冷却モートにおける制御装置の作動の一例として設定温
度からの帯域温度の偏差が約−１８，９°Ｃ（−２″Ｆ
）即ち表Ｈの制御ブロック３内の値にあると決定する。

勾配が０以上である場合には制御論理は付加的な冷却段
階を加え、次に、１５分経過して帯域温度の変化割合が
毎分あたり約−１８，６℃（−１，５１’）に到達する
と仮定すれば、制御論理は冷却段階を非励起状態にする
。

加ｐ−タイマーＨＴと冷却タイマーＣＴは制御用マイク
ロ・プロセッサー４１内の内部カウンターを含む。段階
における変更が許される前に冷却タイマーが３分を越え
る要件は故障を早期にもたらすことになる第に段空気圧
縮機１２と第２二段空気圧縮機１３の急速な回転作動を
防止する意味から当該圧縮機に導入されるハードウェア
・タイマーに加えて使用される。

本発明における加熱モードと冷却モードの勺ブルーチン
により実行される制御方法は全体的に利用可能な加熱と
冷却の段階の個数とは無関係であり、更に、表■及び表
１■で定められる制御決定は温度調整の特定の段階に関
係しないことを指摘すべきである。これは制御論理が温
度調整の１段階が非作動状態になり、次の利用可能な作
動段階を使用する場合に当該段階を飛越えることが出来
るため有利である。例えば、第に段空気圧縮機１２内の
第２段階が非作動状態になる場合には冷却設定温度から
の帯域温度の偏差と帯域温度の変化割合によって決定さ
れる如く制御論理は冷却の次の利用可能な段階（例えば
第２二段空気圧縮８．１３の第１段階）を励起すること
により当該故障に応答する。段階の決定は特定の段階に
は結合されない。：１１１目′Ｊ１１論理は適用上一般
的であり、２段階の冷却又は８段階の冷却を有するシス
テムで同等に良好に作動出来る。

好適実施態様においては表１及び■は制御ブロック図及
び６に対する帯域温度の変化割合に対する限界値は含ん
でいない。然し乍ら、これらの制御ブロックにおける設
定温度からの偏差と関連ある制御作用はそれら帯域温度
誤差の過剰値において段階の制御に対し解決策を提供す
べく帯域温度−の変化割合に対する限界値を加えること
により無くし得ることが明らかであろう。更に、前述し
た本発明の好適実施態様は冷媒の冷却及び抵抗加熱を使
用する温度調整システムに適用されるが本発明は冷却の
ののシステム又は加熱のゐのシステムと併用可能であり
、又、抵抗加熱若しくは化石燃料補助加熱装置を備えた
ヒート・ポンプ・システムとの併用も可能である。本発
明はコストの高い電気抵抗又は化石燃料補助加熱が必ず
しも使用されないことを確実にするため最適の経済的作
動のため付加的な制御アルゴリズムを必要とする。本明
細書で開示した好適実施態様に対するこれらの改変例と
他の改変例については当技術の熟知者には容易に明らか
となり、そのため本発明は好適実施態様に関連して説明
して来たが当該改変例は前掲の特許請求の範囲に定めら
れた本発明の範囲内に入ることを理解すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、帯域の加熱及び冷却を行ない各段階が選択的
に本発明により制御されるような多段温度調整システム
を示す模式的図。 第２図は、多段制御装置から成る構成要素を図解したブ
ロック図。 第３図は、制御論理を示し当該制御論理により制御装置
が加熱モード又は冷却モードにおける温度調整システム
の作動を行なうか否かを決定することを示す流れ図。 第４図は、加熱モードにおける段階での制御論理を示す
流れ図。 第５図は、冷却モードにおける段階に対する制御論理を
示す流れ図。 主要部分の符号の説明 １０・・・温度調整システム １２・・・第に段空気圧縮機　− １３・・・第２二段空気圧縮機 １４・・・抵抗過熱素子　１８・・・凝縮器２０・・・
蒸発器 ２７・・・エコノマイザ−・ダンパー ２８・・・励起装置 ２９・・・リターンエアダクト ３４・・・ディジタル・キーバッド／表示器３５・・・
制御函　３６・・・帯域温度設定装置４１・・・マイク
ロ・プロセッサー ４２・・・マイクロ・プロセッサー ４４・・・マスタークロツタ ４５・・・周波数シフト・キーイング通信モジュール４
６・・・変圧器　５０・・・表示ドライバー５２・・・
表示部 ５３・・・入電リセットモジュール ６１・・・アナ°ログ・マルチプレクサ−６４・・・比
較器　６７・・・バッファー７１・・・リレードライバ
ー ７６・・・エコノマイザ−・ドライバ ８０・・・マルチプレクサ− 特許出願人　ザ　トレーン　カンパニイ手続ネＦｌｆｆ
正書（方式） １．事件の表示　特願昭５９−２５５１６８号事件との
関係　特許出願人 代表者　アラン　エイ、ザツクス 、　甲　籍　アメリカ合衆国 ５、補正命令の日付　昭和６０年３月２６日６、補正の
対象　図面（第２〜５図） ７、補正の内容　別紙のとおり

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）帯域内の温度調整要件に合うよう選択的に励起可能
   な複数個の段を有する温度調整システム用制御装置であ
   って、 ａ、帯域内に配設される温度検出器と、ｂ、帯域の設定
   温度を選択する装置と、Ｃ０設定点温度からの帯域温度
   の偏差が存在する範囲及び帯域内の温度変化の割合に一
   致する当該範囲と関連ある予め定められた限界値の関数
   として温度調整段を制御する目的で温度検出器と設定温
   度選択装置に接続され且つ当該装置に応答しかくして温
   度調整要件に合うよう１個以上の温度調整段を選択的に
   励起名しくは非励起状態にするよう作動する制御装置か
   ら成る温度ｊＩｉＩ整ンステンステム用制御 装置設定温度を格納しＨつ帯域温度の設定温度からの偏
   差及び帯域温度の変化割合の関数とじて温度調整の段階
   を励起するか若しくは非励起状態にするよう決定する調
   査表を格納するメモリー装置を備えたマイクロ・プロセ
   ッサーを制御装置が含むようにした特許請求の範囲第１
   ）項に記載の温度調整システム用制御装置。 ３）温度調整段を励起するか若しくは非励起状態にする
   決定が第１に調査表内に格納された複数個の範囲と比較
   した設定温度からの帯域温度の偏差の大きさに依存し、
   第２に調査表内の限界値と比較した帯域温度の変化割合
   に依存しているようにした特許請求の範囲第２）項に記
   載の温度調整システム用制御装置。 ４）温度調整システムが加熱段と冷却段の両方を含むよ
   うにした特許請求の範囲第１）項に記載の温度調整シス
   テム用制御装置。 ５）前記選択装置を使って加熱と冷却の設定点が選択さ
   れ、制御装置が帯域温度及び加熱と冷却の設定点の一方
   の温度の両方の関数として加（、）〜モードと冷却モー
   ドの一方のモードでシステムの作動を行なうよう作動す
   るようＧこした特許請求の範囲第４）項に記載の温度調
   整システム用制御装置。 ６）加熱モードが一旦行なわれると帯域温度が冷却設定
   点を下回わる所定の増分以下の値になる迄木システムが
   加熱モードで作動し且つ冷却モードが一旦行なわれると
   帯域温度が加熱設定点を上回わる所定の増分以上の値に
   なる迄冷却モードで作動し続けるようにした特許請求の
   範囲第５）項に記載の温度調整システム用制御装置。 ７）帯域内の温度調整要件に合うよう選択的に励起可能
   な複数個の段を有する温度調整システム用制御装置であ
   って、 ａ、帯域内に配設され帯域の温度を検出するよう作動す
   る温度検出器と、 ｂ、帯域の設定温度を選択する装置と、ｃ、ｉ、設定温
   度からの帯域温度の偏差を決定し、 ｉｉ　、帯域温度の変化割合を決定し、ｉｉｉ　、　上
   記（ｉ）で決定された偏差量と比較することにより帯域
   温度の設定点からの偏差に対する適当な範囲を複数個の
   予め定められた範囲から選択し、 ｉｖ、上記（ｉｉｉ　）で選択された前記適当な範囲と
   関連ある１個以上の限界値と比較した際の帯域温度の変
   化割合に依存して１個以上の段を励起するか、又は１個
   以上の段を非励起状態にするか、又は励起される温度調
   整の段階数に変化をもたらさないよう作動する、温度検
   出器と設定温度選択装置に接続され当該装置に応答する
   制御装置から成る温度調整システム用制御装置。 ８）マイクロ・プロセッサー装置が、設定温度と快惑帯
   温度の間の差に対しては設定温度及び複数個の予め定め
   られた範囲を格納する他、各偏差範囲に対しては快感帯
   温度の変化割合に対して複数個の対応する限界値を格納
   し、変化割合に対する各限界値が予め定められた段階の
   制御作動と関連しているよ・うなメモリー装置を含むよ
   うにした特許請求の範囲第７）項に記載の温度調整シス
   テム用制御装置。 ９）温度調整システムが加熱段と冷却段の両方を含むよ
   うにした特許請求の範囲第７）項に記載の温度調整シス
   テム用制御装置。 １０）設定温度を選択する装置が加熱設定点と冷却設定
   点の両方を選択するよう作動し、マイクロ・プロセッサ
   ー装置が帯域温度と加熱及び冷却設定点の両方の関数と
   して加熱モード及び冷却子−トの一方のモードでシステ
   ムの作動を選択的に行なうよう作動する特許請求の範囲
   第９）項に記載の温度調整システム用制御装置。 １１）帯域温度が冷却設定点を下回わる所定の増分以下
   になっている値を得る場合はマイクロ・プロセッサー装
   置が加熱モードから冷却モードに変化し、帯域温度が加
   熱設定点を上回わる一定の増分以上の値になる場合には
   冷却モードから加熱モードに変化するよう作動する特許
   請求の範囲第１０）項に記載の温度調整システム用制御
   装置。 １２）帯域内の温度調整要件に合うよう選択的に励起可
   能な複数個の段を有する温度調整システム用制御方法で
   あって、 ａ、帯域内の温度を検出し、 ｂ、帯域の設定温度を選択し、 Ｃ９帯域温度の設定温度からの偏差を決定し、ｄ、帯域
   温度の変化割合を決定し、 ｅ、前記偏差が存在する適当な範囲を決定するたガ設定
   温度からの帯域温度の偏差を複数個の予め定められた範
   囲と比較し、 ｆ、上記（ｅ）で定められた前記適当な範囲に関連した
   １個以上の限界値と比較した場合の帯域温度の変化割合
   に応して、 １、温度調整の１個以上の段を励起し又は１１．１個以
   上の段を非励起状態にし又はｉｉｉ　、励起される段の
   段数変化を生しないことから成る温度調整システム用制
   御方法。 １３）帯域温度の偏差と変化割合を決定する段がマイク
   ロ・プロセッサーを使用することにより行なわれる特許
   請求の範囲第１２）項に記載の温度調整システム用制御
   方法。 １４）温度調整システムが加熱段と冷却段の両方を含み
   、更に、帯域１ｉＷｔ度と加熱及び冷却設定点の一方の
   温度の間の差の関数として加熱モードと冷却モードの一
   方において本システムの作動を行なう段階を含むように
   した特許請求の範囲第１２）項に記載の温度調整システ
   ム用制御方法。 １５）更に冷却設定点を下回わる所定の増分以下の値を
   帯域温度が得る場合、加熱モードから冷却モードに変化
   し、帯域温度が冷却設定点を上回ねる所定の増分以上の
   値を得る場合、冷却モードから加熱モードに変化する段
   階から成る特許請求の範囲第１４）項に記載の温度調整
   システム用制御方法。