JPH07234002A

JPH07234002A - 空気調和機の運転制御方法

Info

Publication number: JPH07234002A
Application number: JP6051005A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Kato; 嘉一加藤; Hironobu Fujita; 博信藤田
Original assignee: Noritz Corp
Current assignee: Noritz Corp
Priority date: 1994-02-25
Filing date: 1994-02-25
Publication date: 1995-09-05

Abstract

(57)【要約】【目的】室内温度変化の状態を正しく把握した変化量
を導入することにより、室内温度変化に即した制御を行
うことができ、快適な室内温度制御を得ることのできる
空気調和機の運転制御方法を提供することである。【構成】温水弁を有する温水循環回路を備え、ファジ
ー推論を用いて温水弁の開度を制御する空気調和機にお
いて、前回ファジー演算時室内温度と今回ファジー演算
時室内温度との差であるファジー演算間室内温度変化量
と、前回ファジー演算時から今回ファジー演算時までの
間に所定間隔で前回ファジー演算時室内温度を基準とし
て計測した室内温度の短期温度変化量の総和とに基づい
て、ファジー推論演算により、前回ファジー演算時から
今回ファジー演算時までの間の室内温度変化状態を算出
し、この算出された室内温度変化状態と、今回ファジー
演算時室内温度と設定温度の差である温度差とに基づい
て、ファジー推論演算により温水弁制御量を算出するも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、温水弁を有する温水循
環回路を接続された暖房用熱交換器と、冷媒回路に接続
された蒸発器である冷房用熱交換器と、送風機とを内蔵
した室内ユニットを備えた空気調和機の運転制御方法、
特にファジー推論を用いて温水循環回路の温水弁開度を
調節する空気調和機の運転制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、少なくとも暖房運転の際に温水を
循環させる温水循環回路を備えた空気調和機において、
温水循環回路の温水弁の流量特性（制御量に対する流量
特性）がリニアではないから、制御量の変化量に対する
温水流量の変化量が一定ではなく、同一の制御量変化に
対する流量変化量が異なるため、室内温度Ｔh の変化量
が異なることになり、室内温度Ｔh 等の制御対象を迅速
に高い精度で制御することが困難であるという問題があ
り、この問題を解決するために、温水弁の弁位置によっ
て制御演算の方式を変更することが考えられるが、非常
に複雑になるという問題があった。

【０００３】この問題を解決するために、温水弁の制御
にファジイ推論を用いる空気調和機用温水弁の制御方法
が提案されている。例えば、設定温度と室内温度との温
度差及び室内温度変化率とを検出し、検出された温度差
及び室内温度変化率に基づいてファジー推論演算により
テーブルアドレスを算出し、該テーブルアドレスに基づ
き、予めテーブルアドレスに対する温水弁制御量を設定
した温水弁特性テーブルにより温水弁の制御量を求める
制御方法である。

【０００４】図10乃至図12を参照して制御方法の一例に
ついて詳述すると、所定のサンプリングタイム（例え
ば、２分間）経過毎に室内温度Ｔh をデータとして取り
込み、予め設定された設定温度Ｔs と現在室内温度Ｔhn
owとの温度差fp（ｔ）＝ΔＴh＝Ｔs −Ｔhnowを算出
し、算出された温度差fp（ｔ）に基づいて、下記のメン
バーシップ関数（図11参照）により入力メンバーシップ
値を求め、温度差ファジーデータを求める。ＮＢ：現在室内温度Ｔhnowが設定温度Ｔs より高い。
｛fp（ｔ）＝−ΔＴh2で最大値１、fp（ｔ）＝−ΔＴh1
で最小値０｝ＮＭ：現在室内温度Ｔhnowが設定温度Ｔs よりやや高
い。｛fp（ｔ）＝−ΔＴh1で最大値１、fp（ｔ）＝−Δ
Ｔh2及びfp（ｔ）＝０で最小値０｝ＺＯ：ちょうど良い。｛fp（ｔ）＝０で最大値１、fp
（ｔ）＝±ΔＴh1で最小値０｝ＰＭ：現在室内温度Ｔhnowが設定温度Ｔs よりやや低
い。｛fp（ｔ）＝ΔＴh1で最大値１、fp（ｔ）＝ΔＴh2
及びfp（ｔ）＝０で最小値０｝ＰＢ：現在室内温度Ｔhnowが設定温度Ｔs より低い。｛fp（ｔ）＝ΔＴh2で最大値１、fp（ｔ）＝ΔＴh1で最
小値０｝ここで、ΔＴh1及びΔＴh2は所定の温度差で、例えばΔ
Ｔh1＝2.1 度、ΔＴh2＝4.2 度としている。

【０００５】また、今回検出された現在室内温度Ｔhnow
と、現在室内温度Ｔhnowの前に検出した前回室内温度Ｔ
holdとの差として単位時間当たりの室内温度変化率fd
（ｔ）＝ΔＴd ＝ΔＴh ／Δｔ＝Ｔhnow−Ｔholdを算出
し、算出された室内温度変化率fd（ｔ）に基づき、下記
のメンバーシップ関数（図11参照）により入力メンバー
シップ値を求め、室内温度変化率ファジーデータを求め
る。Ｎ：室内温度Ｔh が負の方向に変化している。｛fd
（ｔ）＝−ΔＴd1で最大値１、fd（ｔ）＝０で最小値
０｝ＺＯ：室内温度Ｔh に変化無し。｛fd（ｔ）＝０で最大
値１、fd（ｔ）＝±ΔＴd1で最小値０｝Ｐ：室内温度Ｔh が正の方向に変化している。｛fd
（ｔ）＝ΔＴd1で最大値１、fd（ｔ）＝０で最小値０｝ここで、ΔＴd1は所定の室内温度変化率であり、例えば
ΔＴd1＝2.1 度としている。

【０００６】上記温度差ファジーデータ及び室内温度変
化率ファジーデータから、図13にマトリックスとして示
す制御ルールを参照して出力メンバーシップ値を求め
る。ここで、出力メンバーシップ関数Ｗは、ＮＢ（温水
弁開度小），ＮＭ（温水弁開度やや小），ＺＯ（温水弁
開度中），ＰＭ（温水弁開度やや大），ＰＢ（温水弁開
度大）の５つのファジー変数について定義される。制御
ルールは次のとおりである。Ｒ１：温度差fp（ｔ）＝ＮＢ（現在室内温度Ｔhnowが設
定温度Ｔs より高い）で、室内温度変化率fd（ｔ）＝Ｎ
（室内温度Ｔh が負の方向に変化）であると、出力メン
バーシップ関数Ｗ＝ＮＭ（温水弁開度やや小）となる。Ｒ２：温度差fp（ｔ）＝ＮＭ（現在室内温度Ｔhnowが設
定温度Ｔs よりやや高い）で、室内温度変化率fd（ｔ）
＝Ｎ（室内温度Ｔh が負の方向に変化）であると、出力
メンバーシップ関数Ｗ＝ＺＯ（温水弁開度中）となる。
以下、同様にＲ15まで15通りの制御ルールが示されてお
り、出力メンバーシップ値（グレード値）として、２つ
の入力メンバーシップ値fp（ｔ）、fd（ｔ）の各グレー
ド値のうち小さいほうのグレード値を採用する（min.演
算）。

【０００７】上記制御ルールを全てのファジーデータに
ついて参照し、温度差ファジーデータ及び室内温度変化
率ファジーデータからmin.演算で求められた出力メンバ
ーシップ値に基づいて、max.演算を行い、得られた出力
メンバーシップ合成値により一点化演算（逆ファジー
化）を行う。一点化演算式は、重心演算式ｆ_w＝∫f(x)
・ｘdx／∫f(x)dxを変形し、Ｇ＝（α・ａ＋β・ｂ＋γ・ｃ＋δ・ｄ＋ε・ｅ）／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ）で算出し、この算出されたＧが温水弁を駆動するステッ
プモータのステップ位置の制御量となる。但し、ａ：Ｎ
Ｂ出力メンバーシップ合成値、ｂ：ＮＭ出力メンバーシ
ップ合成値、ｃ：ＺＯ出力メンバーシップ合成値、ｄ：
ＰＭ出力メンバーシップ合成値、ｅ：ＰＢ出力メンバー
シップ合成値また、α，β，γ，δ，εは重みづけ係数である。

【０００８】算出されたステップ位置制御量Ｇを前回ス
テップ位置（現時点の実ステップ位置）Ｇo に加算した
ものが今回の温水弁のアドレス（目標ステップ位置Ｇs
）となるから、予め準備した温水弁特性テーブルか
ら、目標ステップ位置Ｇs に対応する目標ステップ数Ｓ
と、前回ステップ位置Ｇo （温水弁が前回から駆動され
ていないから現時点における実ステップ位置）に対応す
る実ステップ数Ｓo との差が今回温水弁のステッピング
モータを駆動すべき駆動ステップ数（制御量）Ｓmとな
り（Ｓm ＝Ｓ−Ｓo ）、ステッピングモータに駆動ステ
ップ数Ｓm に対応する制御信号を出力してステッピング
モータを目標ステップ位置Ｇs に駆動し、温水弁の開度
を調節する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の空気調和機の運転制御方法においては、サーミスタ
等の室内温度検出器の検出温度分解能に限界があり（例
えば、サーミスタにおいては0.35℃）、この検出温度分
解能以下の温度差を検出することは不可能であるから、
前回のファジー演算時からの室内温度Ｔh の変化が小さ
い場合、温度差だけでは室内温度Ｔh の変化の状態を正
しく把握することが困難であり、快適な室内温度制御が
得られない恐れがあるという問題があった。また、図13
に示すように、前回ファジー演算時から今回ファジー演
算時までの室内温度Ｔh の変化状態は一定ではなく、そ
の変化状態に応じて温水弁の開度を定める必要がある、
例えば、大きく上がってから下がる場合（図８イの参
照）と、緩やかに上昇し続ける場合（図ロの参照）と
で制御量を異ならせる必要がある、即ち、大きく上がっ
てから下がる場合（図８イの）よりも緩やかに上昇し
続ける場合（図８ロの）の方が温水弁の開度を大きく
する必要がある。しかしながら、上述の如く、前回室内
温度Ｔholdと現在室内温度Ｔhnowとにのみ基づいて制御
量をファジー演算すると、大きく上がってから下がる場
合（図13イ）と緩やかに上昇し続ける場合（図13ニ）と
で算出された制御量が等しい値となり、異なる室内温度
変化状態に対応した制御量を得ることが困難であるとい
う問題があった。

【００１０】本発明の目的は、室内温度変化の状態を正
しく把握した変化量を導入することにより、室内温度変
化に即した制御を行うことができ、快適な室内温度制御
を得ることのできる空気調和機の運転制御方法を提供す
ることである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の空気調和機の運転制御方法は、少なくとも温
水弁を有する温水循環回路を備え、温水循環回路運転時
に室内温度に応じ、ファジー推論を用いて温水弁の開度
を制御する空気調和機において、前回ファジー演算時室
内温度と今回ファジー演算時室内温度との差であるファ
ジー演算間室内温度変化量と、前回ファジー演算時から
今回ファジー演算時までの間に所定間隔で前回ファジー
演算時室内温度を基準として計測した室内温度の短期温
度変化量の総和と、今回ファジー演算時室内温度と設定
温度の差である温度差とに基づいて、ファジー推論演算
により温水弁制御量を算出するものである。また、ファ
ジー演算間室内温度変化量と、室内温度の短期温度変化
量の総和とに基づいて、ファジー推論演算により、前回
ファジー演算時から今回ファジー演算時までの間の室内
温度変化状態を算出し、この算出された室内温度変化状
態と、温度差とに基づいて、ファジー推論演算により温
水弁制御量を算出するものである。

【００１２】

【作用】ファジー演算間室内温度変化量と、室内温度の
短期温度変化量と、温度差とに基づき、ファジー推論演
算により温水弁制御量を算出することにより、室内温度
が変化した過程を考慮して温水弁開度の制御を行うこと
ができ、室内温度の変化に即した温水弁開度の制御を行
うことができ、快適な空気調和機の運転制御を行うこと
ができる。また、ファジー演算間室内温度変化量と、室
内温度の短期温度変化量の総和とに基づいて、ファジー
推論演算により、前回ファジー演算時から今回ファジー
演算時までの間の室内温度変化状態を算出し、この算出
された室内温度変化状態と、温度差とに基づいて、ファ
ジー推論演算により温水弁制御量を算出することによ
り、室内温度が変化した過程を十分に考慮して温水弁開
度の制御を行うことができる。

【００１３】

【実施例】本発明の実施例を、図を参照して説明する。
図９において、室内ユニット１内に、冷房用熱交換器即
ち蒸発器２と、暖房用熱交換器３とが空気流路に上流側
から順に配設され、その下流位置に室内ファン４が設置
されており、蒸発器２と暖房用熱交換器３の下方にドレ
ンパン５が設置されている。蒸発器２と、室外ユニット
６内に配設されたコンプレッサ７、室外ファン11で空冷
される凝縮器８、キャピラリチューブ（膨張装置）９が
冷媒配管10で順次接続された冷媒回路で冷凍サイクルが
構成され、コンプレッサ７で圧縮された冷媒は凝縮器８
で液化し、キャピラリチューブ９で断熱膨張した後、蒸
発器２で蒸発し、蒸発器２の周囲の空気と熱交換する。
暖房用熱交換器３は、温水熱源機12内に設置された水加
熱用熱交換器13に、循環ポンプ14及び流量制御弁（温水
弁）15を介して温水配管16で接続されて温水暖房回路が
形成されている。流量制御弁15はステッピングモータで
駆動されてステップ数で開度が定められるものであり、
暖房用熱交換器３の入口側に接続されている。

【００１４】制御装置17は、室内温度センサ等の室内温
度検知装置18で検出された室内温度Ｔh と、設定装置19
で設定された設定温度Ｔs とが入力され、室内ファン４
と、冷却回路のコンプレッサ７と室外ファン11、及び暖
房回路の温水熱源機12と循環ポンプ14及び温水弁15に制
御信号を出力するものであり、冷房運転時には、室内フ
ァン４とコンプレッサ７及び室外ファン11が運転され、
温水熱源機12と循環ポンプ14及び温水弁15がオフされ
る。また、除湿運転時には、室内ファン４と、冷却回路
のコンプレッサ７と室外ファン11、及び暖房回路の温水
熱源機12と循環ポンプ14、及び温水弁15がオンされる。
さらに、暖房運転時には、室内ファン４と、暖房回路の
温水熱源機12と循環ポンプ14が運転され、温水弁15の開
度が調節され、冷却回路のコンプレッサ７と室外ファン
11はオフされる。

【００１５】本発明において、暖房回路の温水弁15の開
度制御に採用したファジー推論の１例について図１のア
ルゴリズムを参照して説明する。ファジー演算を行うタ
イミングを制御装置17内の演算タイマで計測し、所定の
演算タイムＨc （例えば、３分間）経過毎にファジー演
算を行うものであり、ファジー演算が行われた時点から
室内温度Ｔh をデータとして取り込むタイミングを制御
装置17内のサンプリングタイマで計測し、上記演算タイ
ムＨc （３分間）を所定のＮ回（例えば、６回）に分割
して定められたサンプリングタイムＨs （例えば、30秒
間）経過毎に現在室内温度Ｔhnowをデータとして取り込
み、前回ファジー演算が行われた時点の前回演算時室内
温度Ｔholdとの差として短期温度変化量ΔＴ（ΔＴ＝Ｔ
hnow−Ｔhold）を算出することをＮ回（６回）行い、算
出された１回目からＮ（６）回目までのΔＴ₁，・・，
ΔＴ_Nを順次加算して短期温度変化量総和ΣΔＴを演算
する（図２参照）。

【００１６】算出された短期温度変化量総和ΣΔＴを図
３に適用し、短期温度変化量総和ΣΔＴのメンバーシッ
プ関数により入力メンバーシップ値を求め、短期温度変
化量総和ファジーデータを求める。短期温度変化量総和
ΣΔＴのメンバーシップ関数は次のとおりである。ＮＢ：室内温度Ｔh の前回ファジー演算時より低い状態
が大。（ΣΔＴ＝−δ₃で最大値1.0 、ΣΔＴ＝−δ₂
で最小値０）ＮＭ：室内温度Ｔh の前回ファジー演算時より低い状態
が中。（ΣΔＴ＝−δ₂で最大値1.0 、ΣΔＴ＝−
δ₁，−δ₃で最小値０）ＮＳ：室内温度Ｔh の前回ファジー演算時より低い状態
が小。（ΣΔＴ＝−δ₁で最大値1.0 、ΣΔＴ＝−
δ₂，０で最小値０）ＺＯ：ちょうど良い。（ΣΔＴ＝０で最大値1.0 、ΣΔ
Ｔ＝±δ₁で最小値０）ＰＳ：室内温度Ｔh の前回ファジー演算時より高い状態
が小。（ΣΔＴ＝＋δ₁で最大値1.0 、ΣΔＴ＝０，＋
δ₂で最小値０）ＰＭ：室内温度Ｔh の前回ファジー演算時より高い状態
が中。（ΣΔＴ＝＋δ₂で最大値1.0 、ΣΔＴ＝＋
δ₁，＋δ₃で最小値０）ＰＢ：室内温度Ｔh の前回ファジー演算時より高い状態
が大。（ΣΔＴ＝＋δ₃で最大値1.0 、ΣΔＴ＝＋δ₂
で最小値０）なお、δ₁，δ₂，δ₃は予め定めた短期温度変化量総
和値であり、例えば、δ₁＝0.35度，δ₂＝0.70度，δ
₃＝1.05度としている。

【００１７】前回ファジー演算時から演算タイムＨc
（３分間）経過すると、再度ファジー演算を開始する
が、その開始時点の今回演算時室内温度Ｔhf（６回目の
現在室内温度Ｔhnowと同じ）を求め、前回ファジー演算
時の前回演算時室内温度Ｔholdとの差であるファジー演
算間室内温度変化量ΔＴｆ（ΔＴｆ＝Ｔhf−Ｔhold＝Δ
Ｔ_NLAST）を算出する（ΔＴｆ＝ΔＴ_NLAST＝Δ
Ｔ₆）。次に、ファジー演算間室内温度変化量ΔＴｆ
（ΔＴｆ＝ΔＴ_NLAST＝ΔＴ₆）を図４に適用してファ
ジー演算間室内温度変化量ΔＴｆのメンバーシップ関数
により入力メンバーシップ値を求め、ファジー演算間室
内温度変化量ファジーデータを求める。ファジー演算間
室内温度変化量ΔＴｆのメンバーシップ関数は次のとお
りである。ＮＢ：室内温度Ｔh が前回ファジー演算時よりも低い状
態が経過。（ΔＴf ＝−ｔ₃で最大値1.0 、ΔＴf ＝−
ｔ₂で最小値０）ＮＭ：室内温度Ｔh が前回ファジー演算時より少し低い
状態が経過。（ΔＴf ＝−ｔ₂で最大値1.0 、ΔＴf ＝
−ｔ₁，−ｔ₃で最小値０）ＮＳ：室内温度Ｔh が前回ファジー演算時よりやや低い
状態が経過。（ΔＴf ＝−ｔ₁で最大値1.0 、ΔＴf ＝
−ｔ₂，０で最小値０）ＺＯ：室内温度Ｔh が前回ファジー演算時から変化しな
い。（ΔＴf ＝０で最大値1.0 、ΔＴf ＝±ｔ₁で最小
値０）ＰＳ：室内温度Ｔh が前回ファジー演算時よりやや高い
状態が経過。（ΔＴf ＝＋ｔ₁で最大値1.0 、ΔＴf ＝
０，＋ｔ₂で最小値０）ＰＭ：室内温度Ｔh が前回ファジー演算時より少し高い
状態が経過。（ΔＴf ＝＋ｔ₂で最大値1.0 、ΔＴf ＝
＋ｔ₁，＋ｔ₃で最小値０）ＰＢ：室内温度Ｔh が前回ファジー演算時より高い状態
が経過。（ΔＴf ＝＋ｔ₃で最大値1.0 、ΔＴf ＝＋ｔ
₂で最小値０）なお、ｔ₁，ｔ₂，ｔ₃は予め定めたファジー演算間室
内温度変化量の値であり、例えば、ｔ₁＝0.7 度，ｔ₂
＝1.4 度，ｔ₃＝2.1 度としている。

【００１８】上記短期温度変化量総和ΣΔＴのファジー
データ及びファジー演算間室内温度変化量ΔＴf のファ
ジーデータを図５の表に示す推論ルールに適用し、前回
ファジー演算時から演算タイムＨc （３分間）経過後の
今回ファジー演算時までの室内温度Ｔh の変化状態を推
論し、min.−max.演算を行い、ファジー演算間の室内温
度変化状態ΔＴprのファジーデータを得る。ファジー演
算間の室内温度変化状態ΔＴprのファジー変数は次のと
おりであり、ＮＢ：前回ファジー演算時以後の室内温度Ｔh が低下し
続ける傾向大。ＮＭ：前回ファジー演算時以後の室内温度Ｔh が低下し
続ける傾向中。ＮＳ：前回ファジー演算時以後の室内温度Ｔh が低下し
続ける傾向小。ＺＯ：前回ファジー演算時以後の室内温度Ｔh の変動無
し。ＰＳ：前回ファジー演算時以後の室内温度Ｔh が上昇し
続ける傾向小。ＰＭ：前回ファジー演算時以後の室内温度Ｔh が上昇し
続ける傾向中。ＰＢ：前回ファジー演算時以後の室内温度Ｔh が上昇し
続ける傾向大。の７種類である。推論ルールは、Ｒ１：短期温度変化量総和ΣΔＴ＝ＮＢ（室内温度Ｔh
が前回ファジー演算時より低い状態が大）であり、ファ
ジー演算間室内温度変化量ΔＴf ＝ＮＢ（室内温度Ｔh
が前回ファジー演算時より低い状態が経過）ならば、室
内温度変化状態ΔＴprはＮＢ（前回ファジー演算時以後
の室内温度Ｔh が低下し続ける傾向大）とみなす。Ｒ２：短期温度変化量総和ΣΔＴ＝ＮＭ（室内温度Ｔh
が前回ファジー演算時より低い状態が中）であり、ファ
ジー演算間室内温度変化量ΔＴf ＝ＮＢ（室内温度Ｔh
が前回ファジー演算時より低い状態が経過）ならば、室
内温度変化状態ΔＴprはＮＭ（前回ファジー演算時以後
の室内温度Ｔh が低下し続ける傾向中）とみなす。以下、同様にＲ４９まで４９通りの推論ルールが定めら
れている。

【００１９】予め設定された設定温度Ｔs と演算時室内
温度Ｔhf即ち演算時の現在室内温度Ｔhnowとの差である
温度差ΔＴh （ΔＴh ＝Ｔs −Ｔhf）を算出する。算
出された温度差ΔＴh を図６に適用して温度差ΔＴh の
メンバーシップ関数により入力メンバーシップ値を求
め、温度差ファジーデータを求める。温度差ΔＴh のメ
ンバーシップ関数は次のとおりである。Ｎ：演算時室内温度Ｔhf＝Ｔhnowが設定温度Ｔs より
やや高い。（ΔＴh ＝−Δ₁で最大値1.0 、ΔＴh ＝０
で最小値０）ＺＯ：ちょうど良い。（ΔＴh ＝０で最大値1.0 、ΔＴ
h ＝±Δ₁で最小値０）ＰＳ：演算時室内温度Ｔhfが設定温度Ｔs よりやや低
い。（ΔＴh ＝＋Δ₁で最大値1.0 、ΔＴh ＝０，＋Δ
₂で最小値０）ＰＭ：演算時室内温度Ｔhfが設定温度Ｔs より少し低
い。（ΔＴh ＝＋Δ₂で最大値1.0 、ΔＴh ＝＋Δ₁，
＋Δ₃で最小値０）ＰＢ：演算時室内温度Ｔhfが設定温度Ｔs より低い。
（ΔＴh ＝＋Δ₃で最大値1.0 、ΔＴh ＝＋Δ₂で最小
値０）なお、Δ₁，Δ₂，Δ₃は予め定めた温度差の値であ
り、例えば、Δ₁＝2.1度，Δ₂＝4.2 度，Δ₃＝6.3
度としている。

【００２０】上記算出されたファジー演算間の室内温度
変化状態ΔＴprのファジーデータ及び温度差ΔＴh のフ
ァジーデータの全てに対し、図７に示す制御ルールを参
照して、出力メンバーシップ値を求める。出力メンバー
シップ関数は次の７種のファジー変数で定義される。ＮＢ：温水弁開度小。ＮＭ：温水弁開度少し小。ＮＳ：温水弁開度やや小。ＺＯ：温水弁開度中。ＰＳ：温水弁開度やや大。ＰＭ：温水弁開度少し大。ＰＢ：温水弁開度大。また、制御ルールは次のとおりである。Ｒ１：室内温度変化状態ΔＴpr＝ＮＢ（前回ファジー演
算時以後の室内温度Ｔhが低下し続ける傾向大）であ
り、温度差ΔＴh ＝Ｎ（演算時室内温度Ｔhf即ち現在室
内温度Ｔhnowが設定温度Ｔs よりやや高い）であると、
出力メンバーシップ関数はＰＭ（温水弁開度少し大）と
なる。換言すれば、前回ファジー演算時以後の室内温度
Ｔh が前回ファジー演算時よりも低い状態が経過し、現
在室内温度Ｔhnowが設定温度Ｔs よりやや高い（＋2.1
℃）場合、温水弁15の開度を少し大とする。Ｒ２：室内温度変化状態ΔＴpr＝ＮＢ（前回ファジー演
算時以後の室内温度Ｔhが低下し続ける傾向大）で、温
度差ΔＴh ＝ＺＯ（ちょうど良い）であると、出力メン
バーシップ関数はＰＢ（温水弁開度し大）となる。換言
すれば、前回ファジー演算時以後の室内温度Ｔh が前回
ファジー演算時よりも低い状態が経過し、現在室内温度
Ｔhnowが設定温度Ｔs に等しい場合、温水弁15の開度を
大とする。以下、同様にしてＲ35まで35通りの制御ルー
ルが示されており（図７参照）、出力メンバーシップ値
（グレード値）として、室内温度変化状態ΔＴprと温度
差ΔＴh の入力メンバーシップ値（グレード値）を比較
し、小さいほうのグレード値を採用する（min.演算）。
例えば、Ｒ３に示す室内温度変化状態ΔＴpr＝ＮＢで、
温度差ΔＴh ＝ＰＳの状態においては、室内温度変化状
態ΔＴprに対するファジー変数ＮＢのグレード値と、温
度差ΔＴh に対するファジー変数ＰＳのグレード値とを
比較し、小さいほうの値を採用するものである。

【００２１】上記制御ルールを全てのファジーデータに
ついて参照し、室内温度変化状態ΔＴprのファジーデー
タ及び温度差ΔＴh のファジーデータからmin.演算で求
められた出力メンバーシップ値に基づいて、max.演算を
行い、得られた出力メンバーシップ合成値を用いて一点
化演算（逆ファジー化）を行う。一点化演算式は、重心
演算式ｆ_w＝∫f(x)・ｘdx／∫f(x)dxを変形し、Ｇ＝（ａ・Ａ＋ｂ・Ｂ＋ｃ・Ｃ＋ｄ・Ｄ＋ｅ・Ｅ＋ｆ・Ｆ＋ｈ・Ｈ）／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇ）で算出し、この算出されたＧが温水弁を駆動するステッ
プモータのステップ位置の制御量となる。但し、Ａ：ＮＢ出力メンバーシップ合成値Ｂ：ＮＭ出力メンバーシップ合成値Ｃ：ＮＳ出力メンバーシップ合成値Ｄ：ＺＯ出力メンバーシップ合成値Ｅ：ＰＳ出力メンバーシップ合成値Ｆ：ＰＭ出力メンバーシップ合成値Ｈ：ＰＢ出力メンバーシップ合成値また、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇは重み付係数である
（例えばａ＝−６、ｂ＝−４、ｃ＝−２、ｄ＝０、ｅ＝
＋２、ｆ＝＋４、ｇ＝＋６）。尚、ステップ位置は、温
水弁の流量−ステップ位置特性がリニアになるように設
定してあり、各ステップ位置に対応するステッピングモ
ータのステップ数は、温水弁の流量特性に応じて予め実
験的に定めている。

【００２２】算出されたステップ位置制御量Ｇを前回ス
テップ位置（現時点の実ステップ位置）Ｇo に加算した
ものが今回の温水弁のアドレス（目標ステップ位置Ｇs
）となるから、予め準備した温水弁特性テーブルか
ら、目標ステップ位置Ｇs に対応する目標ステップ数Ｓ
と、前回ステップ位置Ｇo （温水弁が前回から駆動され
ていないから現時点における実ステップ位置）に対応す
る実ステップ数Ｓo との差が今回温水弁のステッピング
モータを駆動すべき駆動ステップ数（制御量）Ｓmとな
り（Ｓm ＝Ｓ−Ｓo ）、ステッピングモータに駆動ステ
ップ数Ｓm に対応する制御信号を出力してステッピング
モータを目標ステップ位置Ｇs に駆動し、温水弁の開度
を調節する。

【００２３】上記構成により、図８イ、ロに示す室内温
度変化において、ファジー演算時から次のファジー演算
時までの室内温度Ｔh の変化状態（図８イの，，
）を区別することができ、その変化状態を斟酌してフ
ァジー演算を行うから、室内温度Ｔh の動向に即した温
水弁制御を行うことができる。また、前回ファジー演算
時の前回演算時室内温度Ｔholdと今回演算時室内温度Ｔ
hf（現在室内温度Ｔhnow）とがそれぞれ等しいが、変化
状態（経過）が異なる場合（図８イのとロの、また
はイのとロの）において、それぞれの室内温度Ｔh
の変化状態に応じた制御量Ｇが算出され、速やかに設定
温度Ｔs に収束させることができる。

【００２４】一例として図８イのとロのについて説
明すると、それぞれ前回演算時室内温度Ｔhold＝27.75
℃、今回演算時室内温度Ｔhf（現在室内温度Ｔhnow）＝
28.1℃、設定温度Ｔs ＝26℃であるから、温度差ΔＴh
＝−2.1 ℃であり、温度差ファジーデータは、，共
にＮ＝1.0 、他は０となる。ファジー演算間室内温度変
化量ΔＴｆ＝Ｔhf−Ｔhold＝＋0.35℃であり、そのファ
ジーデータは、，共にＺＯ＝ＰＳ＝0.5 、他は０と
なる。

【００２５】次に、とについて、それぞれ短期温度
変化量総和ΣΔＴのファジーデータを求める。の場合：短期温度変化量総和ΣΔＴ＝＋1.05℃で、短
期温度変化量総和ΣΔＴのファジーデータを求めると、
図３からＰＢ＝1.0 、他は０となる。次に、図５の推論
ルールを適用してmin.演算すると、ＮＢ＝０ＮＭ＝０ＮＳ＝０ＮＳ＝０ＮＭ＝０
ＮＢ＝０ＮＢ＝０ＮＭ＝０ＮＭ＝０ＮＳ＝０ＺＯ＝０ＮＳ＝０
ＮＢ＝０ＮＢ＝０ＺＯ＝０ＮＳ＝０ＮＳ＝０ＺＯ＝０ＺＯ＝０
ＮＭ＝０ＮＭ＝０ＰＭ＝０ＰＳ＝０ＺＯ＝０ＺＯ＝０ＺＯ＝０
ＮＳ＝０ＮＭ＝０ＰＭ＝０ＰＭ＝０ＺＯ＝０ＺＯ＝０ＰＳ＝０
ＰＳ＝０ＺＯ＝０ＰＢ＝０ＰＢ＝０ＰＳ＝０ＺＯ＝０ＰＳ＝０
ＰＭ＝０ＰＭ＝０ＰＢ＝０ＰＢ＝０ＰＭ＝０ＰＳ＝0.5 ＰＳ＝0.5
ＰＭ＝０ＰＢ＝０これをmax.演算すると、ＰＳ＝0.5 、他は０となる。次
に、図７のルールを適用してmin.演算すると、温度差フ
ァジーデータがＮ＝1.0 、他は０であるから、Ｒ１：ＰＭ＝０，Ｒ２：ＰＢ＝０，Ｒ３：ＰＢ＝
０，Ｒ４：ＰＢ＝０Ｒ５：ＰＢ＝０，Ｒ６：ＰＳ＝０，Ｒ７：ＰＭ＝
０，Ｒ８：ＰＭ＝０Ｒ９：ＰＢ＝０，Ｒ10：ＰＢ＝０，Ｒ11：ＺＯ＝
０，Ｒ12：ＰＳ＝０Ｒ13：ＰＳ＝０，Ｒ14：ＰＭ＝０，Ｒ15：ＰＭ＝
０，Ｒ16：ＮＳ＝０Ｒ17：ＺＯ＝０，Ｒ18：ＰＳ＝０，Ｒ19：ＰＳ＝
０，Ｒ20：ＰＭ＝０Ｒ21：ＮＭ＝0.5 ，Ｒ22：ＮＳ＝０，Ｒ23：ＺＯ＝
０，Ｒ24：ＰＳ＝０Ｒ25：ＰＳ＝０，Ｒ26：ＮＢ＝０，Ｒ27：ＮＭ＝
０，Ｒ28：ＮＭ＝０Ｒ29：ＺＯ＝０，Ｒ30：ＺＯ＝０，Ｒ31：ＮＢ＝
０，Ｒ32：ＮＢ＝０Ｒ33：ＮＭ＝０，Ｒ34：ＮＳ＝０，Ｒ35：ＮＳ＝０これをmax.演算すると、ＮＭ＝0.5 、他は０となる。上
述の演算式により、一点化演算を行うと、制御量Ｇは、Ｇ＝（−６・Ａ−４・Ｂ−２・Ｃ＋０・Ｄ＋２・Ｅ＋４・Ｆ＋６・Ｈ）／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｈ）＝（−６・０−４・0.5 −２・０＋０・０＋２・０＋４・０＋６・０）／（０＋0.5 ＋０＋０＋０＋０＋０）＝（−2.0 ）／（0.5 ）＝−4.0 となる。

【００２６】の場合：短期温度変化量総和ΣΔＴ＝＋
0.70℃で、短期温度変化量総和ΣΔＴのファジーデータ
を求めると、図３からＰＭ＝1.0 、他は０となる。上記
の場合と同様に、図５の推論ルールを適用してmin.−
max.演算すると、ＺＯ＝ＰＳ＝0.5 、他は０となる。次
に、図７のルールを適用してmin.−max.演算すると、温
度差ファジーデータがＮ＝1.0 、他は０であるから、Ｎ
Ｓ＝ＮＭ＝0.5 、他は０となり、一点化演算を行うと、
Ｇ＝−3.0 となる。したがって、の場合よりもの場
合の方が僅かに温水弁15を閉じる操作量が大きくなる。

【００２７】

【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
から次に述べる効果を奏する。ファジー演算間室内温度
変化量と、室内温度の短期温度変化量と、温度差とに基
づき、ファジー推論演算により温水弁制御量を算出する
ことにより、室内温度が変化した過程を考慮して温水弁
開度の制御を行うことができ、室内温度の変化に即した
温水弁開度の制御を行うことができ、快適な空気調和機
の運転制御を行うことができる。また、ファジー演算間
室内温度変化量と、室内温度の短期温度変化量の総和と
に基づいて、ファジー推論演算により、前回ファジー演
算時から今回ファジー演算時までの間の室内温度変化状
態を算出し、この算出された室内温度変化状態と、温度
差とに基づいて、ファジー推論演算により温水弁制御量
を算出することにより、室内温度が変化した過程を十分
に考慮して温水弁開度の制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る暖房運転制御のアルゴリズムで
ある。

【図２】本発明に係る短期温度変化量の総和を得る説
明図である。

【図３】本発明に係る短期温度変化量の総和に対する
ファジー変数のメンバーシップ関数である。

【図４】本発明に係るファジー演算間室内温度変化量
に対するファジー変数のメンバーシップ関数である。

【図５】本発明に係る短期温度変化量の総和とファジ
ー演算間室内温度変化量とに基づく室内温度変化状態の
推論ルールを示す図である。

【図６】本発明に係る温度差に対するファジー変数の
メンバーシップ関数である。

【図７】本発明に係る室内温度変化状態と温度差とに
基づく制御ルールである。

【図８】室内温度変化の例を示す温度曲線である。

【図９】本発明を適用する空気調和機の一例を示す概
略構成図である。

【図１０】従来の温度差に対するファジー変数のメン
バーシップ関数である。

【図１１】従来の室内温度変化率に対するファジー変
数の制御ルールである。

【図１２】従来の温度差と室内温度変化率とに基づく
制御ルールである。

【符号の説明】

１室内ユニット、２冷房用熱交換器（蒸発器）、３
暖房用熱交換器４室内ファン、５ドレンパン、６室外ユニット、
７コンプレッサ８凝縮器、９キャピラリチューブ（膨張装置）、10
冷媒配管 11 室外ファン、12 温水熱源機、13 水加熱用熱交換
器、14 循環ポンプ 15 流量制御弁（温水弁）、16 温水配管、17 制御装
置 18 室内温度検知装置、19 設定装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも温水弁を有する温水循環回路
を備え、温水循環回路運転時に室内温度に応じ、ファジ
ー推論を用いて温水弁の開度を制御する空気調和機にお
いて、前回ファジー演算時室内温度と今回ファジー演算
時室内温度との差であるファジー演算間室内温度変化量
と、前回ファジー演算時から今回ファジー演算時までの
間に所定間隔で前回ファジー演算時室内温度を基準とし
て計測した室内温度の短期温度変化量の総和と、今回フ
ァジー演算時室内温度と設定温度の差である温度差とに
基づいて、ファジー推論演算により温水弁制御量を算出
することを特徴とする空気調和機の運転制御方法。
【請求項２】ファジー演算間室内温度変化量と、室内
温度の短期温度変化量の総和とに基づいて、ファジー推
論演算により、前回ファジー演算時から今回ファジー演
算時までの間の室内温度変化状態を算出し、この算出さ
れた室内温度変化状態と、温度差とに基づいて、ファジ
ー推論演算により温水弁制御量を算出することを特徴と
する請求項１記載の空気調和機の運転制御方法。