JPH06185796A - 空気調和機の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空気調和機の制御において、状況に応じて最
適な運転を行う。 【構成】 入力１（室温と設定温度との温度差）および
入力２（室温の時間的変化）を入力する制御部３におい
てファジィ演算を実行して出力の圧縮機２の運転周波数
の切り替え量を制御し、一定時間間隔毎にその運転周波
数を切り替えて室温コントロールを行うが、所定時間
（Ａ）毎に運転周波数の切り替え回数を圧縮機運転周波
数切替回数算出部４で算出し、この算出回数に応じてそ
の運転周波数の切り替え量を制御する一定時間を可変
し、上記算出回数が所定の値を越えているときにはその
一定時間を長めとし、その算出回数が所定の値以下であ
るときにはその一定時間を短めとする。

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
和機において室温コントロールにファジィ制御を用いた
空気調和機の制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、この種の空気調和機は、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
制御するため、例えば下記数１（ａ）乃至（ｆ）に示す
制御ルールおよび図４乃至図６に示すメンバシップ関数
を有するファジィ制御記憶部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たファジィ演算結果に応
じて圧縮機２の運転周波数の切り替え量を制御する制御
装置３を備え、室温（Ｔｒ）と設定温度（Ｔｓ）との温
度差を入力１とし、室温の変化量を入力２とし、メンバ
シップ関数（Ａ）を参照して、入力１，２が制御ルール
を満足する度合を計算する（ファジィ演算を行う）。

【０００３】

【数１】 なお、上記数１（ａ）乃至（ｆ）において、制御ルール
の前件部の入力変数Ｅは（Ｔｒ−Ｔｓ）で、入力変数Ｄ
は室温の変化量（例えば（Ｔｒ１−Ｔｒ２）／分）であ
り、その後件部の出力変数Ｆは圧縮機の運転周波数の切
り替え量であり、Ｄは室温の変化量で、Ｅは温度差（Ｔ
ｒ−Ｔｓ）で、Ｆは圧縮機の運転周波数の切り替え量で
ある。また、上記数１および図７乃至図８に示すメンバ
シップ関数（Ａ）の模式図において、ＮＢは負の方に大
きく、ＺＲはゼロ（変化なし）、ＰＢは正の方に大きく
変化するものである。

【０００４】そして、上記室温の安定性および外乱（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、上記数１
の制御ルールおよび図４乃至図６に示すメンバシップ関
数が決定されている。また、上記制御装置３は室温およ
び設定温度等に基づいて室内ファン、室外ファン等を制
御する。

【０００５】ところで、上記ファジィ演算が当該空気調
和機の運転中に所定間隔（ｔ秒）毎に実行され、このフ
ァジィ演算結果に基づいて圧縮機２の運転周波数の切り
替え量が制御される。なお、上記所定間隔（ｔ秒）は予
め当該空気調和機の実際の使用状態に沿って試験した結
果により最適な値に設定されている。例えば、上記所定
間隔は長すぎることもなく、短すぎることもないように
設定されている。

【０００６】すなわち、図７に示すように、上記所定間
隔が長い値ｔ１（＞ｔ）であると、室温（Ｔｒ）の変動
に対する圧縮機２の運転周波数の切り替えが鈍く、室温
の安定性が著しく悪くなり、ひいては快適性に支障を来
すことになるからである。また、図８に示すように、上
記所定間隔が短い値ｔ２（＜ｔ）であると、室温（Ｔ
ｒ）の変動に対する圧縮機２の運転周波数の切り替えが
敏感であり、室温の安定性が良好であるが、その運転周
波数の切り替えが極めて頻繁に行われるため、長時間運
転を続けた場合当該空気調和機の消費電力が大きく、ひ
いては運転効率が悪くなるからである。

【０００７】そこで、現在のところ、上記所定間隔
（ｔ）は上記ｔ１とｔ２との間の中間的な値に設定され
ている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記空
気調和機の制御方法においては、上記圧縮機２の運転周
波数がｔ秒毎にしか切り替えられず、つまり中途半端な
間隔であることから、例えば空調負荷が大きい場合、室
温変化が激しく、圧縮機２の運転周波数の切り替えが激
しくなる一方、室温に対してその運転周波数の切り替え
が遅れるため、室温の安定性が悪く、ひいては快適性が
損なわれることになる。

【０００９】また、上記空調負荷が小さい場合、室温が
安定しているものかからわず、運転周波数の切り替え回
数が多く、運転効率が悪い。

【００１０】この発明は上記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は空調負荷の変動に応じて圧縮機の運転
周波数の切り替えタイミングを可変し、室温の安定性を
良好とすることができ、ひいては快適性の向上を図るこ
とができ、しかも省エネルギ運転（運転効率）を良好に
することができ、ひいては状況に応じて最適な運転を可
能とした空気調和機の制御方法を提供することにある。

【００１１】

【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、少なくとも室内温度および設定温度に
基づいて室内ファン、室外ファンおよび冷凍サイクルを
構成する圧縮機を制御し、室内に冷風あるいは温風を吹
き出して同室内の温度を制御する際、前記検出室内温度
と設定温度との温度差を入力１とし、前記室内温度の変
化量を入力２とし、これら入力１および入力２に基づい
て予め設定されている制御ルールおよびメンバシップ関
数を用いてファジィ演算し、該ファジィ演算結果によっ
て前記圧縮機の運転周波数の切り替え量を一定時間間隔
毎に制御する空気調和機の制御方法であって、前記圧縮
機の運転周波数の切り替え回数を所定時間毎に算出し、
該算出回数に応じて前記運転周波数の切り替え量を制御
する一定時間を可変するようにしたことを要旨とする。

【００１２】

【作用】上記方法としたので、空気調和機の運転時には
所定時間（Ａ）毎に圧縮機の運転周波数の切り替え回
数、つまり運転周波数が切り替わる度に１回づつカウン
トした回数が算出される。この算出回転数が所定の値
（ｎ）以下であるときには、室温の変動が小さく、ある
いは室温の変動が大きく、運転周波数の切り替え量（運
転周波数の変動）が小さいと判断される。この場合、上
記圧縮機の運転周波数の切り替えを制御する一定時間が
短めにされ、室温の安定性を重視した室温コントロール
が行われる。

【００１３】また、室温の変動が小さいにもかかわら
ず、運転周波数の切り替え回数が多く上記算出回転数が
所定の値（ｎ）を越えているときには、運転周波数の切
り替え量（運転周波数の変動）が大きいと判断される。
この場合には、上記圧縮機の運転周波数の切り替えを制
御する一定時間が長くされるため、室温の安定性が多少
悪化するものの、運転周波数の変動の少ない省エネルギ
運転（運転効率）を重視した室温コントロールが行われ
る。

【００１４】したがって、例えば空調負荷が大きく、あ
るいは小さくなっても、空調負荷の状態に応じて上記運
転周波数の切り替えタイミングが変えられ、空調負荷が
大きい場合には室温の安定性を重視した室温コントロー
ルを行うことができ、空調負荷が小さい場合には運転効
率を重視した室温コントロールを行うことができ、ひい
ては空調負荷の状態に応じて最適な運転が可能となる。

【００１５】

【実施例】この発明の空気調和機の制御方法は、入力１
（室温と設定温度との温度差）および入力２（室温の時
間的変化）に基づいてファジィ演算して出力の圧縮機の
運転周波数の切り替え量を制御し、一定時間間隔毎にそ
の運転周波数を切り替えて室温コントロールを行うが、
所定時間（Ａ分）毎に運転周波数の切り替え回数を算出
し、この算出回数に応じてその運転周波数の切り替え量
を制御する一定時間を可変する。この場合、上記算出回
数が所定の値（ｎ）を越えているときにはその一定時間
を長めとし、その算出回数が所定の値（ｎ）以下である
ときにはその一定時間を短めとしている。

【００１６】そのため、図１に示すように、この発明の
空気調和機の制御装置３は所定時間（Ａ分）毎に圧縮機
の運転周波数の切り替え回数、つまり運転周波数が切り
替わる度に１回づつカウントした回数を算出する圧縮機
運転周波数切替回数算出部４を備えている。なお、図
中、図３と同一部分およびそれに相当する部分には同一
符号を付し重複説明を省略する。

【００１７】次に、上記構成とした空気調和機の制御装
置の制御方法を図２のグラフ図を参照して詳しく説明す
ると、まず当該空気調和機の運転、例えばリモコンによ
る設定温度および室温等に基づいて室内ファン、室外フ
ァンおよび圧縮機２等の制御が行われるものとする。

【００１８】この場合、上記制御装置３においては図４
乃至図６に示すメンバシップ関数を用い、上記数１に示
す制御ルールにしたがってファジィ演算が実行され、こ
のファジィ演算結果に基づいて室温コントロールが行わ
れる。このとき、上記ファジィ演算が一定時間（ｔ３
秒）間隔毎に実行され、この演算結果に基づいて圧縮機
２の運転周波数の切り替え量が制御され、運転周波数が
切り替えられる。なお、その一定時間（ｔ３）は例えば
従来例で説明している一定時間（ｔ秒）よりも短めの値
である。

【００１９】図２に示すように、圧縮機２の運転周波数
の切り替え量が一定時間（ｔ３）間隔毎に行われいると
き、上記圧縮機運転周波数切替回数算出部４においては
その運転周波数の切り替え毎にカウンタを作動して切り
替え回数が算出され、かつこのカウンタの作動が所定時
間（Ａ）行われる。なお。上記運転周波数の切り替え量
が変化しない場合、運転周波数が切り替えられることが
ないために、そのカウンタは作動されない。また、この
カウンタは所定時間（Ａ）経過後にリセット、スタート
される。

【００２０】ここに、上記所定時間（Ａ）が経過した時
点でカウンタのカウント数、つまり運転周波数の切り替
え回数が算出されるとともに、同算出回数が所定の値
（ｎ）を越えているか否が判断される。室温の変動が小
さいにもかからわず（つまり空調負荷が小さいにもかか
わらず）、上記運転周波数の切り替え回数が多く、その
算出回転数が所定の値（ｎ）を越えているとき（図２に
示す）、上記圧縮機２の切り替え量を制御する一定時間
が長めの一定時間（ｔ４秒）とされる。これにより、そ
の運転周波数の切り替えタイミングが長くなり、つまり
切り替え間隔が長くなるため、室温の変動が多少大きく
なり、室温の安定性が多少悪化する。しかし、上記所定
時間（Ａ）の間における運転周波数の切り替え回数が極
端に減ることから、当該空気調和機の電力消費を少なく
することができ、運転効率が向上し、省エネルギ運転と
なる。

【００２１】上記所定時間（Ａ）においても、上記圧縮
機運転周波数切替回数算出部４おいては、上述同様に運
転周波数の切り替え回数が算出される。この切り替え回
数が減ったことにより、例えば室温の変動が大きくなっ
ても、また空調負荷が大きい場合にも、そのＡ分経過
後、図２に示すように運転周波数の切り替え回数が所定
の値（ｎ）以下であるときには上記圧縮機２の切り替え
量を制御する一定時間が短めの一定時間（ｔ３）とされ
る。これにより、運転周波数の切り替え回数が多くなる
ため、室温の安定性が良好となり、快適性が図られるこ
とになる。

【００２２】このように、圧縮機２の運転周波数の切り
替え量を制御するファジィ制御において、所定時間
（Ａ）毎にその運転周波数の切り替え回数を算出すると
ともに、同算出回数が所定の値（ｎ）を越えているか、
それ以下であるか否かを判定し、その算出回数が所定の
値（ｎ）を越えたときには運転周波数の切り替え量を制
御する一定時間を長めの値（ｔ４）に変更し、その算出
回数が所定の値（ｎ）以下になったときには運転周波数
の切り替え量を制御する一定時間を短めの値（ｔ３）に
変更する。したがって、室温の変動が小さいのもかかわ
らず、運転周波数の切り替え回数が多いときには、その
切り替え回数が少なくなるため、運転効率がよくなり、
省エネルギ運転が行われ、またその室温の変動が大きい
のにもかかわず、運転周波数の切り替え回数が少ないと
きには、その切り替え回数が多くなるため、室温の安定
性が良好にされる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の空気調
和機の制御方法によれば、入力１（室温と設定温度との
温度差）および入力２（室温の時間的変化）に基づいて
ファジィ演算して出力の圧縮機の運転周波数の切り替え
量を制御し、一定時間間隔毎にその運転周波数を切り替
えて室温コントロールを行うが、所定時間（Ａ）毎に運
転周波数の切り替え回数を算出し、この算出回数に応じ
てその運転周波数の切り替え量を制御する一定時間を可
変し、上記算出回数が所定の値（ｎ）を越えているとき
にはその一定時間を長めとし、その算出回数が所定の値
（ｎ）以下であるときにはその一定時間を短めとしたの
で、室温コントロール時の運転周波数の切り替え回数に
より、室温の安定性（快適性）を重視した室温制御を行
うことができ、かつ運転効率のよい、省エネルギ運転を
行うことができ、つまり状況に応じた最適な運転を行う
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し、空気調和機の制御
方法が適用される空気調和機の制御装置の概略的ブロッ
ク線図である。

【図２】図１に示す空気調和機の制御装置の動作を説明
するための概略的グラフ図である。

【図３】従来の空気調和機の制御装置の概略的ブロック
線図である。

【図４】図１および図３に示す制御装置で用いられるメ
ンバシップ関数の概略的模式図である。

【図５】図１および図３に示す制御装置で用いられるメ
ンバシップ関数の概略的模式図である。

【図６】図１および図３に示す制御装置で用いられるメ
ンバシップ関数の概略的模式図である。

【図７】図３に示す空気調和機の制御装置の動作を説明
するための概略的グラフ図である。

【図８】図３に示す空気調和機の制御装置の動作を説明
するための概略的グラフ図である。

【符号の説明】

１ ファジィ制御記憶部 ２ 圧縮機 ３ 制御装置 ４ 圧縮機運転周波数切替回数算出部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも室内温度および設定温度に基
   づいて室内ファン、室外ファンおよび冷凍サイクルを構
   成する圧縮機を制御し、室内に冷風あるいは温風を吹き
   出して同室内の温度を制御する際、前記検出室内温度と
   設定温度との温度差を入力１とし、前記室内温度の変化
   量を入力２とし、これら入力１および入力２に基づいて
   予め設定されている制御ルールおよびメンバシップ関数
   を用いてファジィ演算し、該ファジィ演算結果によって
   前記圧縮機の運転周波数の切り替え量を一定時間間隔毎
   に制御する空気調和機の制御方法であって、 前記圧縮機の運転周波数の切り替え回数を所定時間毎に
   算出し、該算出回数に応じて前記運転周波数の切り替え
   量を制御する一定時間を可変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】 前記算出回数が所定の値（ｎ）以下であ
   るときには前記運転周波数の切り替え量を制御する一定
   時間を短めの時間（ｔ３）とし、前記算出回数が所定の
   値（ｎ）を越えているときには前記運転周波数の切り替
   え量を制御する一定時間を長めの時間（ｔ４）としてい
   る請求項１記載の空気調和機の制御方法。