JP2000304329A

JP2000304329A - 空気調和機

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Publication number: JP2000304329A
Application number: JP11111245A
Authority: JP
Inventors: Yoshinari Yamagami; 嘉也山上
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1999-04-19
Filing date: 1999-04-19
Publication date: 2000-11-02
Anticipated expiration: 2019-04-19
Also published as: JP4259668B2

Abstract

(57)【要約】【課題】外乱による悪影響を抑制することができる空
気調和機を得る。【解決手段】冷房運転が開始されると冷房運転におけ
る初期設定を行ない、所定時間の経過待ちを行なった後
に外気温度Ｇ、室内温度Ｓを取り込んで記憶し、その
後、外気温度変化ΔＧ、室内温度Ｓと設定温度との偏差
ｅ、該偏差ｅの変化（偏差変化）Δｅを算出する（ステ
ップ２００〜２０６）。更に、予め用意したテーブルか
らフィードフォワード制御で用いる差分ΔＨzffを上記
外気温度Ｇ及び外気温度変化ΔＧに基づいて取得すると
共に、フィードバック制御で用いる差分ΔＨzfbを上記
偏差ｅ及び偏差変化Δｅに基づいて取得し、差分ΔＨzf
f、ΔＨzfbに基づいて、コンプレッサを駆動するモータ
への入力電力の目標周波数を算出して設定する（ステッ
プ２０８〜２１２）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機に係
り、より詳しくは、外気温度の外乱による影響を抑制す
ることができる空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】室内の空気調和を図る空気調和機（以下
「エアコン」という）は、コンプレッサの回転駆動によ
って冷媒を圧縮、凝縮を繰り返しながら循環させて室内
の冷暖房を図っている。

【０００３】このような従来のエアコンでは一般に、室
内温度と設定温度（目標温度）との偏差に基づくＰＩ制
御やファジィ制御等のフィードバック制御によりコンプ
レッサの回転駆動を制御することによって室内の温度を
制御していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のエアコンでは、エアコンを設置した建物の外部の気
温（以下、「外気温度」という）等の外乱による影響を
充分には補償できない、という問題点があった。この結
果、室内では暑さや肌寒さを感じてしまう場合があっ
た。

【０００５】本発明は上記問題点を解消するために成さ
れたものであり、外乱による悪影響を抑制することがで
きる空気調和機を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、外気温度を検出する外気温
度検出手段と、前記外気温度検出手段により検出された
外気温度及び該外気温度の変化率の少なくとも一方に基
づくフィードフォワード制御によって室内温度を制御す
る制御手段と、を備えている。

【０００７】請求項１に記載の発明によれば、外気温度
検出手段によって外気温度が検出され、制御手段によっ
て、上記検出された外気温度及び該外気温度の変化率の
少なくとも一方に基づくフィードフォワード制御によっ
て室内温度が制御される。なお、上記外気温度の変化率
は、外気温度の単位時間当りの変化量である。

【０００８】このように請求項１に記載の発明によれ
ば、外気温度及び該外気温度の変化率の少なくとも一方
に基づくフィードフォワード制御によって室内温度を制
御しているので、外気温度が急激に変化する場合であっ
ても該外気温度の外乱による悪影響を抑制することがで
きる。

【０００９】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明において、室内温度を検出する室内温度検出手
段を更に備え、前記制御手段が前記フィードフォワード
制御に加えて前記室内温度検出手段により検出された室
内温度と設定温度との偏差及び該偏差の変化率の少なく
とも一方に基づくフィードバック制御を行なうことによ
って室内温度を制御することを特徴とするものである。

【００１０】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
記載の発明における制御手段によって、上記フィードフ
ォワード制御に加えて、室内温度検出手段により検出さ
れた室内温度と設定温度との偏差及び該偏差の変化率の
少なくとも一方に基づくフィードバック制御が行なわれ
て室内温度が制御される。なお、上記偏差の変化率は、
上記偏差の単位時間当りの変化量である。

【００１１】このように請求項２に記載の発明によれ
ば、請求項１記載の発明と同様の効果を奏することがで
きると共に、制御手段によってフィードフォワード制御
に加えて室内温度と設定温度との偏差及び該偏差の変化
率の少なくとも一方に基づくフィードバック制御を行な
うことによって室内温度を制御しているので、室内温度
の変化に応じた、より効果的な空調を行なうことができ
る。

【００１２】なお、請求項３記載の発明のように、請求
項１又は請求項２記載の発明において、前記制御手段
は、前記フィードフォワード制御における冷房運転時に
は前記外気温度が高いほど冷房能力が高くなり、前記外
気温度の変化率が上昇する方向となっている場合に冷房
能力が高くなり、前記外気温度の変化率が下降する方向
となっている場合に冷房能力が低くなるように制御する
と共に、暖房運転時には前記外気温度が高いほど暖房能
力が低くなり、前記外気温度の変化率が上昇する方向と
なっている場合に暖房能力が低くなり、前記外気温度の
変化率が下降する方向となっている場合に暖房能力が高
くなるように制御することが好ましい。

【００１３】また、請求項４記載の発明のように、請求
項１乃至請求項３の何れか１項記載の発明において、前
記制御手段は、設置建物の断熱度、熱損失度、及び気密
度の各度合いを示す値の少なくとも１つを考慮して前記
フィードフォワード制御を行なうことが好ましい。

【００１４】これによって、本発明の空気調和機を設置
した建物の特性により適合した室内温度の制御が可能と
なる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について詳細に説明する。

【００１６】図１には本発明を適用した空気調和機（以
下「エアコン１０」という）の実施の形態が示されてい
る。このエアコン１０は、室内ユニット１２と室外ユニ
ット１４とによって構成されており、遠隔操作手段とし
て設けられているワイヤレスリモコンスイッチ（以下
「リモコン１２０」という）の操作によって運転／停止
される。また、エアコン１０は、リモコン１２０で運転
モード、設定温度等の運転条件が設定されて操作信号が
送出されると、この操作信号を室内ユニット１２で受信
して操作信号に基づいた運転が行われる。

【００１７】図２には、エアコン１０の室内ユニット１
２と室外ユニット１４との間に構成されている冷凍サイ
クルの概略が示されている。室内ユニット１２と室外ユ
ニット１４の間には、冷媒を循環させる太管の冷媒配管
１６Ａと、細管の冷媒配管１６Ｂが対で設けられてお
り、それぞれの一端が室内ユニット１２に設けられてい
る熱交換器１８に接続されている。

【００１８】冷媒配管１６Ａの他端は、室外ユニット１
４のバルブ２０Ａに接続されている。このバルブ２０Ａ
は、マフラー２２Ａを介して四方弁２４に接続されてい
る。この四方弁２４には、それぞれがコンプレッサ２６
に接続されているアキュムレータ２８とマフラー２２Ｂ
が接続されている。さらに、室外ユニット１４には、熱
交換器３０が設けられている。この熱交換器３０は、一
方が四方弁２４に接続され、他方がキャピラリチューブ
３２、ストレーナ３４、電動膨張弁３６、モジュレータ
３８を介してバルブ２０Ｂに接続されている。このバル
ブ２０Ｂには、冷媒配管１６Ｂの他端が接続されてお
り、これによって、室内ユニット１２と室外ユニット１
４の間に冷凍サイクルを形成する冷媒の密閉された循環
路が構成されている。

【００１９】エアコン１０は、コンプレッサ２６の運転
によってこの冷凍サイクル中を冷媒が循環されることに
より冷房または暖房運転が可能となっている。

【００２０】すなわち、冷房モードでは、コンプレッサ
２６によって圧縮された冷媒が熱交換器３０へ供給され
ることにより液化され、この液化された冷媒が室内ユニ
ット１２の熱交換器１８で気化することにより、熱交換
器１８を通過する空気を冷却する。また、暖房モードで
は、逆に、コンプレッサ２６によって圧縮された冷媒
が、室内ユニット１２の熱交換器１８で凝縮されること
により放熱し、この冷媒が放熱した熱で熱交換器１８を
通過する空気を加熱する。

【００２１】図２では、矢印によって冷房モード（冷房
運転）と暖房モード（暖房運転）におけるそれぞれの冷
媒の流れを示しており、四方弁２４の切り換えによっ
て、運転モードが冷房モード（ドライモード）と暖房モ
ードとが切り換えられ、電動膨張弁３６の弁開度を制御
することにより、冷媒の蒸発温度が調整される。

【００２２】図３には、室内ユニット１２の概略断面が
示されている。この室内ユニット１２には、図示しない
室内の壁面に取り付けられる取付ベース４０の上下（図
３の紙面上下）に係止されるケーシング４２によって内
部が覆われている。このケーシング４２内には、中央部
にクロスフローファン４４が配置されている。熱交換器
１８は、クロスフローファン４４の前面側から上面側に
渡って配置されており、熱交換器１８とケーシング４２
の前面側から上面側に形成されている吸込み口４６との
間には、フィルタ４８が配置されている。また、ケーシ
ング４２の下部には、吹出し口５０が形成されている。

【００２３】これにより、室内ユニット１２では、クロ
スフローファン４４の回転によって、吸込み口４６から
室内の空気が吸込まれフィルタ４８及び熱交換器１８を
通過した後、吹出し口５０から室内へ向けて吹き出され
る。また、室内ユニット１２では、冷凍サイクルの運転
によって熱交換器１８が冷却または加熱されており、室
内から吸込んだ空気は、熱交換器１８を通過するとき
に、熱交換器１８によって冷却または加熱され、この空
気が室内へ吹き出されることにより室内の空気調和が図
られる。

【００２４】吹出し口５０内には、左右フラップ５２及
び上下フラップ５４が設けられており、左右フラップ５
２及び上下フラップ５４によって、吹き出される空調風
の向きが変えられるようになっている。

【００２５】図４に示されるように、室内ユニット１２
には、電源基板５６、コントロール基板５８及びパワー
リレー基板６０が設けられている。エアコン１０を運転
するための電力が供給される電源基板５６には、モータ
電源６２、制御回路電源６４、シリアル電源６６及び駆
動回路６８が設けられている。また、コントロール基板
５８には、シリアル回路７０、駆動回路７２及びマイコ
ン７４が設けられている。

【００２６】電源基板５６の駆動回路６８には、クロス
フローファン４４を駆動するファンモータ７６（例えば
ＤＣブラシレスモータ）が接続されており、コントロー
ル基板５８に設けられているマイコン７４からの制御信
号に応じてモータ電源６２から駆動電力が供給される。
このとき、マイコン７４は、駆動回路６８からの出力電
圧を１２Ｖ〜３６Ｖの範囲で２５６ステップで変化させ
るように制御してファンモータ７６の速度制御を行う。

【００２７】コントロール基板５８の駆動回路７２に
は、パワーリレー基板６０及び上下フラップ５４を操作
する上下フラップモータ７８が接続されている。パワー
リレー基板６０には、パワーリレー８０と温度ヒューズ
等が設けられており、マイコン７４からの信号によっ
て、パワーリレー８０を操作し、室外ユニット１４へ電
力を供給するための接点８０Ａを開閉する。エアコン１
０は、接点８０Ａが閉じられることにより、室外ユニッ
ト１４へ電力が供給されて運転される。

【００２８】また、上下フラップモータ７８は、マイコ
ン７４の制御信号に応じて制御されて、上下フラップ５
４を操作する。上下フラップ５４が、上下方向へスイン
グされることにより、室内ユニット１２の吹出し口５０
から吹き出される空気の吹出し方向が上下方向へ変えら
れる。

【００２９】このように、エアコン１０の室内ユニット
１２では、クロスフローファン４４の回転と、上下フラ
ップ５４の操作が制御されることにより、所望の風量及
び風向または室内を快適にするために制御された風量及
び風向で空調された空気を室内へ吹出すことができるよ
うになっている。

【００３０】シリアル回路７０は、マイコン７４及び電
源基板５６のシリアル電源６６に接続され、さらに室外
ユニット１４へ接続されている。マイコン７４は、この
シリアル回路７０を介して室外ユニット１４との間でシ
リアル通信を行い、室外ユニット１４の作動を制御する
ようになっている。

【００３１】また、室内ユニット１２には、後述するリ
モコン１２０からの操作信号を受信する受信回路及び運
転表示用の表示ＬＥＤ等を備えた表示基板８２が設けら
れており、この表示基板８２がマイコン７４に接続され
ている。図１に示されるように、表示基板８２は表示部
８２Ａがケーシング４２の表面に露出されており、リモ
コン１２０からの操作信号がこの表示部８２Ａで受信さ
れて入力される。

【００３２】図４に示されるように、マイコン７４に
は、ＲＯＭ７５、室内温度を検出する室温センサ８４及
び熱交換器１８のコイル温度を検出する熱交温度センサ
８６が接続され、さらに、コントロール基板５８に設け
られているサービスＬＥＤ及び運転切換スイッチ８８が
接続されている。なお、後述するリモコン１２０にも温
度センサが設けられており、室内温度は通常は、リモコ
ン１２０によって計測されて所定のタイミングで送出さ
れてくるようになっている。

【００３３】ＲＯＭ７５には、後述する冷房運転及び暖
房運転の各運転時の制御に必要なフィードフォワードテ
ーブル、フィードバックテーブル等の各種データが記憶
されている。なお、ＲＯＭ７５は外付けのＲＯＭである
ため、前記各種データは容易に変更することができる。

【００３４】運転切換スイッチ８８は、通常運転とメン
テナンス時等に行う試験運転との切換用であると共に、
電源スイッチ８８Ａの接点を開放してエアコン１０への
運転電力の供給を遮断できるようになっている。通常、
この運転切換スイッチ８８は、通常運転に設定されてい
る。なお、サービスＬＥＤは、メンテナンス時に点灯操
作することにより、サービスマンに自己診断結果を知ら
せるようになっている。

【００３５】この室内ユニット１２は、端子板９０のタ
ーミナル９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃを介して室外ユニット
１４に接続されている。

【００３６】一方、図５に示されるように、室外ユニッ
ト１４には、端子板９２が設けられ、この端子板９２の
ターミナル９２Ａ、９２Ｂ、９２Ｃがそれぞれ、室内ユ
ニット１２の端子板９０のターミナル９０Ａ、９０Ｂ、
９０Ｃに接続されている。これにより、室外ユニット１
４には、室内ユニット１２から運転電力が供給されると
共に、室内ユニット１２との間でシリアル通信が可能と
なっている。

【００３７】この室外ユニット１４には、整流基板９
４、コントロール基板９６が設けられている。コントロ
ール基板９６には、マイコン９８と共に、ノイズフィル
タ１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、シリアル回路１０２
及びスイッチング電源１０４等が設けられている。

【００３８】整流基板９４は、ノイズフィルタ１００Ａ
を介して供給される電力を整流し、ノイズフィルタ１０
０Ｂ、１００Ｃを介して平滑化してスイッチング電源１
０４へ出力する。スイッチング電源１０４は、マイコン
９８と共にインバータ回路１０６に接続されている。こ
れにより、マイコン９８から出力される制御信号に応じ
た周波数の電力をインバータ回路１０６からコンプレッ
サモータ１０８へ出力して、コンプレッサ２６を回転駆
動させるようになっている。

【００３９】なお、マイコン９８は、インバータ回路１
０６から出力される電力の周波数が、オフまたは所定値
（例えば１４Hz）以上（上限は運転電流の上限による）
の範囲となるように制御しており、これによって、コン
プレッサモータ１０８、すなわちコンプレッサ２６の回
転数が変えられ、コンプレッサ２６の能力（エアコン１
０の冷暖房能力）が制御される。

【００４０】このコントロール基板９６には、四方弁２
４及び熱交換器３０を冷却するための図示しないファン
を駆動するファンモータ１１０、ファンモータコンデン
サ１１０Ａが接続されている。また、室外ユニット１４
には、外気温度を検出する外気温度センサ１１２、熱交
換器３０の冷媒コイルの温度を検出するコイル温度セン
サ１１４及びコンプレッサ２６の温度を検出するコンプ
レッサ温度センサ１１６が設けられており、これらがマ
イコン９８に接続されている。

【００４１】マイコン９８は、運転モードに応じて四方
弁２４を切り換えるとと共に、室内ユニット１２からの
制御信号、外気温度センサ１１２、コイル温度センサ１
１４及びコンプレッサ温度センサ１１６の検出結果の少
なくとも１つに基づいて、ファンモータ１１０のオン／
オフ及びコンプレッサモータ１０８の運転周波数（コン
プレッサ２６の能力）等を制御するようになっている。

【００４２】図１に示されるように、エアコン１０はリ
モコンスイッチ１２０の操作によって運転される。図６
には、エアコン１０を操作するリモコンスイッチ１２０
の一例を示している。リモコンスイッチ１２０には、表
示部１２２が設けられている。この表示部１２２には、
運転モード、設定温度、室内温度、時刻に加え、風向、
風量等のエアコン１０を運転するときの運転条件ないし
運転状態が表示される。

【００４３】また、リモコンスイッチ１２０には、運転
／停止ボタン１２４、温度設定ボタン１２６Ａ、１２６
Ｂと共に、１Ｈタイマーボタン１２８及びおやすみボタ
ン１３０が設けられている。エアコン１０は、運転／停
止ボタン１２４の操作によって運転／停止される。ま
た、温度設定ボタン１２６Ａ、１２６Ｂの操作によって
設定温度（空調するときの目標温度）が変えられる。

【００４４】なお、リモコンスイッチ１２０には、スラ
イドカバー１３４が設けられており、このスライドカバ
ー１３４内に運転切換ボタン、風量及び風向の切換ボタ
ン、タイマ運転設定用のボタン等の種々の操作ボタンを
有する操作パネルが設けられており、これにより、エア
コン１０の運転モードの自動、暖房、ドライ、冷房、空
気清浄等の間での切換え操作、吹出し口５０から吹出す
空調風の風量及び風向の切換操作、タイマ運転の設定等
が可能となっている。

【００４５】エアコン１０は、リモコンスイッチ１２０
のスイッチ操作に応じた操作信号が入力されると、操作
信号に応じて運転モード、空調能力等の運転条件を設定
して、設定した運転条件に基づいて空調運転を行なう一
般的構成となっている。

【００４６】ところで、エアコン１０では、冷房運転及
び暖房運転の制御を行なう際には、室内温度及び設定温
度に基づくフィードバック制御に加えて、外気温度に基
づくフィードフォワード制御を次の（１）式に基づいて
行なっている。

【００４７】Ｈz-ref＝Ｈz＋ＦＦＧ×ΔＨzff＋ＦＢＧ×ΔＨzfb （１）ここで、Ｈz-refはコンプレッサ２６を回転駆動させる
コンプレッサモータ１０８に出力する電力の目標周波数
を、Ｈzは該電力の現在の周波数（以下、現在周波数と
いう）を、ΔＨzffはフィードフォワード制御における
フィードフォワード項を上記電力の現在周波数Ｈzに対
する差分値として表したもの（以下、ＦＦ周波数差分と
いう）を、ＦＦＧはフィードフォワードゲインを、ΔＨ
zfbはフィードバック制御におけるフィードバック項を
上記電力の現在周波数Ｈzに対する差分値として表した
もの（以下、ＦＢ周波数差分という）を、ＦＢＧはフィ
ードバックゲインを、各々示す。

【００４８】上記ＦＦ周波数差分ΔＨzffは外気温度
（絶対値）Ｇ及び該外気温度Ｇの所定時間（本実施形態
では３０秒）毎の変化量（以下、外気温度変化という）
ΔＧに基づくテーブルとして、冷房運転及び暖房運転の
各運転毎に室内ユニット１２のコントロール基板５８に
設けられたＲＯＭ７５の所定領域に予め記憶されてい
る。

【００４９】図７（Ａ）にはＲＯＭ７５に記憶されてい
る冷房運転用のＦＦ周波数差分ΔＨzffのテーブル（以
下、冷房用ＦＦテーブルという）１５０が、図７（Ｂ）
には暖房運転用のＦＦ周波数差分ΔＨzffのテーブル
（以下、暖房用ＦＦテーブルという）１６０が、各々示
されている。各図における−Ａ’、−Ａ、０、＋Ａ、及
び＋Ａ’は−Ａ’＜−Ａ＜０＜＋Ａ＜＋Ａ’の関係とさ
れており、外気温度Ｇ及び外気温度変化ΔＧに応じて一
意に決定される−Ａ’、−Ａ、０、＋Ａ、及び＋Ａ’の
何れかの値が上記（１）式におけるＦＦ周波数差分ΔＨ
zffに代入される。

【００５０】図７（Ａ）に示すように、フィードフォー
ワード制御における冷房運転の制御では、外気温度Ｇが
高いほどＦＦ周波数差分ΔＨzffが大きくなり、外気温
度変化ΔＧが気温上昇側（＋側）に大きいほどＦＦ周波
数差分ΔＨzffが大きくなると共に外気温度変化ΔＧが
気温下降側（−側）に大きいほどＦＦ周波数差分ΔＨzf
fが小さくなる特性とされている。また、図７（Ｂ）に
示すように、フィードフォーワード制御における暖房運
転の制御では、上記の冷房運転の制御とは全く逆の特
性、すなわち外気温度Ｇが高いほどＦＦ周波数差分ΔＨ
zffが小さくなり、外気温度変化ΔＧが気温上昇側（＋
側）に大きいほどＦＦ周波数差分ΔＨzffが小さくなる
と共に外気温度変化ΔＧが気温下降側（−側）に大きい
ほどＦＦ周波数差分ΔＨzffが大きくなる特性とされて
いる。

【００５１】すなわち、冷房運転時には外気温度Ｇが高
いほど冷房能力を高くする必要があるので、コンプレッ
サモータ１０８に入力する電力の周波数を高くしてい
る。また、冷房運転時には外気温度変化ΔＧが気温上昇
側に大きいほど冷房能力を高くする必要があるので、コ
ンプレッサモータ１０８に入力する電力の周波数を高く
し、外気温度変化ΔＧが気温下降側に大きいほど冷房能
力を低くする必要があるので、コンプレッサモータ１０
８に入力する電力の周波数を低くしている。また、暖房
運転時には外気温度Ｇが高いほど暖房能力を低くする必
要があるので、コンプレッサモータ１０８に入力する電
力の周波数を低くしている。また、暖房運転時には外気
温度変化ΔＧが気温上昇側に大きいほど暖房能力を低く
する必要があるので、コンプレッサモータ１０８に入力
する電力の周波数を低くし、外気温度変化ΔＧが気温下
降側に大きいほど暖房能力を高くする必要があるので、
コンプレッサモータ１０８に入力する電力の周波数を高
くしている。

【００５２】一方、上記ＦＢ周波数差分ΔＨzfbは室内
温度からリモコン１２０による設定温度を減じた値（以
下、偏差という）ｅ及び該偏差ｅの所定時間（本実施形
態では３０秒）毎の変化量（以下、偏差変化という）Δ
ｅに基づくテーブルとして、冷房運転及び暖房運転の各
運転毎に室内ユニット１２のコントロール基板５８に設
けられたＲＯＭ７５の所定領域に予め記憶されている。

【００５３】図８（Ａ）にはＲＯＭ７５に記憶されてい
る冷房運転用のＦＢ周波数差分ΔＨzfbのテーブル（以
下、冷房用ＦＢテーブルという）１５２が、図８（Ｂ）
には暖房運転用のＦＢ周波数差分ΔＨzfbのテーブル
（以下、暖房用ＦＢテーブルという）１６２が、各々示
されている。各図における−Ｂ’、−Ｂ、０、＋Ｂ、及
び＋Ｂ’は−Ｂ’＜−Ｂ＜０＜＋Ｂ＜＋Ｂ’の関係とさ
れており、偏差ｅ及び偏差変化Δｅに応じて一意に決定
される−Ｂ’、−Ｂ、０、＋Ｂ、及び＋Ｂ’の何れかの
値が上記（１）式におけるＦＢ周波数差分ΔＨzfbに代
入される。

【００５４】図８（Ａ）に示すように、フィードバック
制御における冷房運転の制御では、偏差ｅが大きいほど
ＦＢ周波数差分ΔＨzfbが大きくなり、偏差変化Δｅが
気温上昇側（＋側）に大きいほどＦＢ周波数差分ΔＨzf
bが大きくなると共に偏差変化Δｅが気温下降側（−
側）に大きいほどＦＢ周波数差分ΔＨzfbが小さくなる
特性とされている。また、図８（Ｂ）に示すように、フ
ィードバック制御における暖房運転の制御では、上記の
冷房運転の制御とは全く逆の特性、すなわち偏差ｅが大
きいほどＦＢ周波数差分ΔＨzfbが小さくなり、偏差変
化Δｅが気温上昇側（＋側）に大きいほどＦＢ周波数差
分ΔＨzfbが小さくなると共に偏差変化Δｅが気温下降
側（−側）に大きいほどＦＢ周波数差分ΔＨzfbが大き
くなる特性とされている。

【００５５】すなわち、冷房運転時には偏差ｅが大きい
ほど冷房能力を高くする必要があるので、コンプレッサ
モータ１０８に入力する電力の周波数を高くしている。
また、冷房運転時には偏差変化Δｅが気温上昇側に大き
いほど冷房能力を高くする必要があるので、コンプレッ
サモータ１０８に入力する電力の周波数を高くし、偏差
変化Δｅが気温下降側に大きいほど冷房能力を低くする
必要があるので、コンプレッサモータ１０８に入力する
電力の周波数を低くしている。また、暖房運転時には偏
差ｅが大きいほど暖房能力を低くする必要があるので、
コンプレッサモータ１０８に入力する電力の周波数を低
くしている。また、暖房運転時には偏差変化Δｅが気温
上昇側に大きいほど暖房能力を低くする必要があるの
で、コンプレッサモータ１０８に入力する電力の周波数
を低くし、偏差変化Δｅが気温下降側に大きいほど暖房
能力を高くする必要があるので、コンプレッサモータ１
０８に入力する電力の周波数を高くしている。

【００５６】マイコン７４が本発明の制御手段に、室温
センサ８４が本発明の室内温度検出手段に、外気温度セ
ンサ１１２が本発明の外気温度検出手段に、各々相当す
る。

【００５７】次に、図９及び図１０を参照して本実施の
形態の作用について説明する。なお、図９はリモコン１
２０により運転モードとして冷房運転が設定された場合
に室内ユニット１２のマイコン７４によって実行される
制御プログラムのフローチャートであり、図１０はリモ
コン１２０により運転モードとして暖房運転が設定され
た場合にマイコン７４によって実行される制御プログラ
ムのフローチャートである。また、ここでは、上記
（１）式におけるフィードフォワードゲインＦＦＧ及び
フィードバックゲインＦＢＧが双方とも１である場合に
ついて説明する。まず、図９を参照して、冷房運転時の
作用について説明する。

【００５８】同図のステップ２００では、リモコン１２
０による設定温度と室温センサ８４により得られた室内
温度との差分に応じたコンプレッサモータ１０８への入
力電力の周波数の設定、リモコン１２０により設定され
た風向及び風量に応じた各部の設定等の初期設定を行な
う。なお、このとき、外気温度検出センサ１１２により
検出される外気温度Ｇと室温センサ８４により検出され
る室内温度Ｓとを取り込んでマイコン７４に内蔵された
図示しないメモりに記憶する。

【００５９】次のステップ２０２では所定時間（本実施
形態では３０秒）の経過待ちを行ない、次のステップ２
０４では外気温度検出センサ１１２により検出される外
気温度Ｇと室温センサ８４により検出される室内温度Ｓ
とを取り込んで上記図示しないメモりに記憶する。

【００６０】次のステップ２０６では外気温度変化Δ
Ｇ、偏差ｅ、偏差変化Δｅを算出する。すなわち、外気
温度変化ΔＧは上記ステップ２０４によって今回取り込
んだ外気温度Ｇから前回取り込んだ外気温度Ｇを減じる
ことによって算出する。また、偏差ｅは上記ステップ２
０４によって今回取り込んだ室内温度Ｓからリモコン１
２０による設定温度を減じることによって算出する。更
に、偏差変化Δｅは本ステップ２０６によって今回算出
した偏差ｅから前回算出した偏差ｅを減じることによっ
て算出する。なお、最初に本ステップ２０６が実行され
る際には、上記前回取り込んだ外気温度Ｇとしては上記
ステップ２００において記憶した外気温度を適用し、上
記前回算出した偏差ｅとしては上記ステップ２００にお
いて記憶した室内温度Ｓからリモコン１２０による設定
温度を減じた値を適用する。

【００６１】次のステップ２０８では上記ステップ２０
４において取り込んだ外気温度Ｇと上記ステップ２０６
において算出した外気温度変化ΔＧ、偏差ｅ及び偏差変
化Δｅとに基づいて、ＲＯＭ７５に記憶されている冷房
用ＦＦテーブル１５０及び冷房用ＦＢテーブル１５２か
らＦＦ周波数差分ΔＨzff及びＦＢ周波数差分ΔＨzfbを
各々取得する。

【００６２】次のステップ２１０では上記ステップ２０
８において取得したＦＦ周波数差分ΔＨzff及びＦＢ周
波数差分ΔＨzfbと、現在周波数Ｈzとを上記（１）式に
代入することによって目標周波数Ｈz-refを算出し、次
のステップ２１２ではコンプレッサモータ１０８に入力
している電力の周波数が算出した目標周波数Ｈz-refと
なるように設定した後に上記ステップ２０２へ戻る。

【００６３】これ以降、運転モードが冷房運転以外のモ
ードに設定されるまで上記ステップ２０２乃至ステップ
２１２の処理を繰り返して実行する。

【００６４】次に、図１０を参照して、暖房運転時の作
用について説明する。なお、図１０における図９と同様
のステップについては図９と同一のステップ番号を付し
てその説明を省略する。

【００６５】図１０に示すように暖房運転時は上記冷房
運転時に比較して、ＦＦ周波数差分ΔＨzff及びＦＢ周
波数差分ΔＨzfbを取得するテーブルが暖房用ＦＦテー
ブル１６０及び暖房用ＦＢテーブル１６２とされている
点のみが相違している。

【００６６】すなわち、暖房運転時におけるコンプレッ
サモータ１０８への入力電力の目標周波数の増減は、上
述した冷房運転時における状態とは逆の状態とされる。

【００６７】このように、本実施形態に係るエアコン１
０では、室内温度と設定温度との偏差及び該偏差の変化
に基づくフィードバック制御に加えて外気温度及び該外
気温度の変化に基づくフィードフォワード制御によって
室内温度を制御しているので、外気温度が急激に変化す
る場合であっても該外気温度の外乱による悪影響を抑制
することができる。

【００６８】なお、本実施形態では、上記（１）式にお
けるフィードフォワードゲインＦＦＧ及びフィードバッ
クゲインＦＢＧの双方を１とした場合について説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、
フィードフォワードゲインＦＦＧとしてエアコン１０が
設置されている建物の特性を示す値を適用する形態とし
てもよい。

【００６９】すなわち、エアコンが設置される建物の特
性として、断熱度の高さを示す断熱係数（熱損失係数）
や建物の気密の度合いを示す気密度があるが、これらの
値は外気温度の室内に対する影響度の高さ等を示すもの
であるので、これらの値に基づいてフィードフォワード
ゲインＦＦＧやフィードバックゲインＦＢＧを設定する
ことにより、よりエアコンを設置した建物の特性に適合
した室内温度の制御が可能となる。

【００７０】また、本実施形態では、フィードフォワー
ド制御におけるフィードフォワード項の値及びフィード
バック制御におけるフィードバック項の値をテーブル変
換によって取得する場合について説明したが、本発明は
これに限定されるものではなく、例えば、フィードフォ
ワード項の値を外気温度Ｇ及び外気温度変化ΔＧに基づ
く演算によって取得し、フィードバック項の値を偏差ｅ
及び偏差変化Δｅに基づく演算によって取得する形態と
してもよい。

【００７１】また、本実施形態では、冷房用ＦＦテーブ
ル１５０、暖房用ＦＦテーブル１６０、冷房用ＦＢテー
ブル１５２、及び暖房用ＦＢテーブル１６２の各テーブ
ルを３×３の構成とした場合について説明したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、各テーブルとも２
×２の構成としてもよいし４×４以上の構成とすること
もできる。２×２の構成とした場合は各テーブルを記憶
するための記憶容量を本実施形態に比較して小さくする
ことができ、４×４以上の構成とした場合には本実施形
態に比較して、より木目細かな室内温度制御を行なうこ
とができる。

【００７２】また、本実施形態では、ＦＦ周波数差分Δ
Ｈzffを外気温度Ｇ及び外気温度変化ΔＧの双方に基づ
いて設定した場合について説明したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、外気温度Ｇ及び外気温度変化
ΔＧの何れか一方に基づいて設定する形態としてもよ
い。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
外気温度及び該外気温度の変化率の少なくとも一方に基
づくフィードフォワード制御によって室内温度を制御し
ているので、外気温度が急激に変化する場合であっても
該外気温度の外乱による悪影響を抑制することができ
る、という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に適用したエアコンの概略構成図
である。

【図２】本実施の形態に適用したエアコンの冷凍サイク
ルを示す概略図である。

【図３】室内ユニットを示す概略断面図である。

【図４】室内ユニットの回路構成の概略を示すブロック
図である。

【図５】室外ユニットの回路構成の概略を示すブロック
図である。

【図６】エアコンの操作に用いるリモコンスイッチを示
す概略図である。

【図７】（Ａ）は冷房用フィードフォワードテーブル
を、（Ｂ）は暖房用フィードフォワードテーブルを、各
々示す概略図である。

【図８】（Ａ）は冷房用フィードバックテーブルを、
（Ｂ）は暖房用フィードバックテーブルを、各々示す概
略図である。

【図９】冷房運転時の制御の流れを示すフローチャート
である。

【図１０】暖房運転時の制御の流れを示すフローチャー
トである。

【符号の説明】

１０エアコン（空気調和機）１２室内ユニット１４室外ユニット１８熱交換器２６コンプレッサ３０熱交換器７４マイコン（制御手段）７５ＲＯＭ８４室温センサ（室内温度検出手段）８６熱交温度センサ１１２外気温度センサ（外気温度検出手段）１２０リモコン１５０冷房用ＦＦテーブル１５２冷房用ＦＢテーブル１６０暖房用ＦＦテーブル１６２暖房用ＦＢテーブル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外気温度を検出する外気温度検出手段
と、前記外気温度検出手段により検出された外気温度及び該
外気温度の変化率の少なくとも一方に基づくフィードフ
ォワード制御によって室内温度を制御する制御手段と、を備えた空気調和機。
【請求項２】室内温度を検出する室内温度検出手段を
更に備え、前記制御手段が前記フィードフォワード制御に加えて前
記室内温度検出手段により検出された室内温度と設定温
度との偏差及び該偏差の変化率の少なくとも一方に基づ
くフィードバック制御を行なうことによって室内温度を
制御することを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
【請求項３】前記制御手段は、前記フィードフォワー
ド制御における冷房運転時には前記外気温度が高いほど
冷房能力が高くなり、前記外気温度の変化率が上昇する
方向となっている場合に冷房能力が高くなり、前記外気
温度の変化率が下降する方向となっている場合に冷房能
力が低くなるように制御すると共に、暖房運転時には前
記外気温度が高いほど暖房能力が低くなり、前記外気温
度の変化率が上昇する方向となっている場合に暖房能力
が低くなり、前記外気温度の変化率が下降する方向とな
っている場合に暖房能力が高くなるように制御すること
を特徴とする請求項１又は請求項２記載の空気調和機。
【請求項４】前記制御手段は、設置建物の断熱度、熱
損失度、及び気密度の各度合いを示す値の少なくとも１
つを考慮して前記フィードフォワード制御を行なうこと
を特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の
空気調和機。