JPS62294841A - 可変空気容積ユニットを制御するための装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 本発明は一般的には電気的プロセス制御システムに間し
、さらに詳細には、暖房、通気および空気調和（ＨＶＡ
Ｃ）システム内の可変空気容積ユニットを制御するため
の装置に関する。

歴史的には、商業用および工業用のオフィス・ビルディ
ングでは、それぞれ占有スペースの天井に１つ以上の終
端部を有する複数のダクトに空気の流れを送るための１
つ以上の空気処理ユニットと一緒にＨＶＡＣシステムを
用いていた。これらのシステムは、循環する空気にそれ
ぞれ熱を加えたりあるいはそれから熱をうばったりする
ためのヒータ・コイルとチラー・コイルを具備しており
、それにより占有スペースに流入する空気の温汝を調節
していた。天井通気口から特定のスペース内に放出され
る流量は実質的に一定に維持され、その場合、スペース
の温度は空気の温度を制御することによって制御された
。

さらに最近では、換質命題によって、すなわち、放出さ
れる空気の温度を実質的に一定の値に維持しかつスペー
ス内に放出されている空気の流量を変化させて温度制御
を行うことによって、温度制御のために消費されるエネ
ルギの量の大きな節約が実現されうろことが認められた
。この目的のために部屋の天井の上方に設置されたタリ
ト状のポンクスは流れ調整用ダンパを具備しており、か
つそれはまた個々のチラーおよび／またはヒータ装置を
具備していてもよく、この場合、そのヒータ装置は空気
調和を施されている特定のスペースに対する空気温度に
増加する方向の変化を生じさせうるちのである。上述し
たような装置は通常可変空気容積ユニットまたはＶＡＶ
ユニ・２トと呼ばれている。

これらのＶＡＶユニットは、従前における一定容積シス
テムで用いられたものとはまったく異なる制御方式を必
要とする。ＶＡＶユニットに使用しうる種類の制御器の
一例が米国特許に開示されている。その特許に記載され
ている方式は１つのゾーン内に放出される空気の温度の
通常の調整のための一次制御アルゴリズムと、その−次
アルゴリズムによって設定された空気温度がほとんどの
人に対して不快感を与えるように予め定められている場
合に放出空気を調節するための二次アルゴリズムを用い
ている。その二次アルゴリズムはある予備条件が満たさ
れかつ実際の室温の設定温度の近傍においである種の犠
牲がしばしば生ずる場合にのみ作用する。

ＶＡＶユニットに用いられる他の制御器が米国特許第４
５４０１１８号に開示されており、それはチェンバ中を
移動する空気に水を吹きつけるための手段を用いており
、空気は実質的に飽和されそして所望の温度に調節され
うる。それによって温度と温度の両方が制御されうる。

これらの装置はそれまでは満足しうるものであったが、
複数のセンサをモニタし、それらのセンサの（３号によ
って与えられる値を例えば複数の設定点ポテンショメー
タによって設定された値と比較し、そしてそれに応答し
てＶＡＶユニットの動作を制御することのできる一体化
された汎用のマイクロプロセッサ型制御器を設けた方式
には対応できなくなった。

一般に、可変空気容積ユニットを制御するための装置は
その装置に電力を供給するための電源と、その装置の動
作を制御するためのマイクロコンピュータを具備してい
る。そのマイクロコンピュータと、端子に接続されたセ
ンサの値を表わす１つのグループの第１の信号を与える
ための複数の第１入力端子にマルチプレキシング手段が
接続されている。この多重送信手段は設定点ポテンショ
メータの値を表わす１つのグループの信号を与えるため
の複数の第２入力端子にも接続されている。

出力領域がＶＡＶユニットを制御しているあいだにマイ
クロプロセッサにディジタル・データを与えるためにア
ナログ・ディジタル変換器がそのマイクロプロセッサに
接続されている。上記センサはＶＡＶユニットから放出
されている空気の流量を表示するための少なくとも１つ
のセンサを含んでおり、他方、ポテンショメータは装置
から乱れた位置に配置されていてスペース内に維持され
るべき温度を設定するための第１のボテンショメー夕を
含んでいる。

本発明の目的は従来型のＶＡＶ制御装置の難点を克服す
ることである。

本発明の他の目的は複数のシステム・センサをモニタし
うる制″４′ｎ装置を提供することである。

本発明のさらに他の目的はＶＡＶユニットから放出され
る空気の流量を表示するための少なくとも１つのセンサ
をモニタしうる制御装置を提供することである。

本発明のさらに他の目的はスタンド・アローン動作をな
しうるまたはディジタル通信バスによって監視コンピュ
ータに接続されうるｖ、ａ、ｖｔｉｌＪｉａｌｌ装置を
提供することである。

以下図面を参照して本発明の実施例につき説明しよう。

第１図を参照すると、装置１ｏが可変空気容積ユニット
１１と一緒に示されており、その可変空気容積ユニッ１
−１１は、スペース１５内に空気を流入させるためのダ
クト１３と、ダンパ１７と、このダンパ１７に連結され
ていてそのダンパをそれの完全に開いた位置と完全に閉
じた位置との間で連続的に位置決めするためのアクチュ
エータ１９を具備している。このようなアクチェエータ
は空気圧シリンダとして具現される場合があるが、装置
ｌＯに用いるための好ましいアクチュエータ１９は小型
の双方向電動モータよりなり、このモータは一体の減速
器を有しており、ダンパ１７の作動機構に装着される。

ユニット１１はそれ自体のチラー・コイル２１と、予め
定められた流れ範囲にわたってコイル２１を通る冷却さ
れた水の流れを変化させるために電気信号によって駆動
されうる位置決め可能なコイル弁２３をも具備している
。

また、このユニット１１は再加熱コイルと、電気的に制
御された場合にコイルを通過する加熱された水の流量を
調節する制御弁（図示せず）をも具備している。他の態
様では、より一般的に、上記コイルは、固体リレー２８
等によって付勢された場合にヒータ２７上を通ってスペ
ース１５に流入する空気に熱を加える１つ以上の電気的
抵抗ヒータ２７で置換されうる。

典型的なユニフ）１１はそれから放出されている空気の
流量を決定できるようにするセンサ２９をも具備してい
る。好ましいセンサ２９は、米国ウィスコンシン州ミル
ウォーキ所在のジョンソン・コントロールズ社から市販
されている差圧トランスミッタ・モデルＰ５６０Ｂであ
りうる。この伝達装置は１９８５年４月１日に出願され
た米国特許出願第７１８７４５号に開示されている。

本発明の装置１０は米国特許出願第６２９０８６号に開
示されているものとある点での類似性を有している。し
かしながら、その米国特許出願の装置と本発明の装置と
は幾つかの点で異なっている。

さらに具体的に述べれば、その先行技術による制御装置
は可変空気温度／一定定見気流型複数の空気処理ユニッ
トを制御するように構成されている。

その制御ｌ’Ａ　Ｗは、ディジタル・コード化された信
号をツー・ワイヤ・バスに沿ってその制御装置から離れ
た位置に配置された複数のマイクロプロセッサ型側？１
１１ｕ置に伝送することによって制御を行う。本発明の
装置１０は制御されるＶＡＶユニフトに直接装着しうる
ように構成されており、モータ駆動されるアクチュエー
タ１９、弁２３等の方向性動作のための電力出力装置を
具備している。

つぎに第２図、第３図、第４図および第５図を参照する
と、本発明の放置は複数の電圧値で電力を装Ｗ１０に供
給するための電源３１を具備している。電源３１は、過
渡電圧を抑制するためのコンデンサ３５と、正の電圧電
力の主電源としてのコンデンサ３７を有する入力部分３
３を有している０例えば下記の出力のうちの２つだけが
必要とされる場合のような低電力条件下で装置１０が動
作すべき場合にはコンデンサ３７の代わりにコンデンサ
３９が用いられうる。レギエレータ４１、コンデンサ４
３および４５、抵抗４７．４９は以下にさらに詳細に説
明するようにアナログ電圧出力部分５１に電力を供給す
るための公称値＋２２．４ＶＤＣの調整された出力電圧
を与えるアナログ電源を形成する。ダイオード５３と抵
抗５５は＋１６ＶＤＣツエナー電源を形成しており、３
個の抵抗５５を用いたことにより、熱放散容量の大きい
ｌ個の抵抗を用いた場合に比較して製作費が若干安くな
ることが認められた。

レギュレータ５７、コンデンサ５９．６１、抵抗６３は
＋５ＶＤＣ電源を形成しており、この場合、抵抗６３　
ａ　ｓ　ｂ　％　Ｃの組合せはこの電圧の値を±１％以
内で５．００ボルトにトリムするために除去されうる。

抵抗６５とフィルタ・コンデンサ６７はアナログ・ディ
ジタル変換器６９に電力を供給するための分圧回路を形
成しており、他方、ダイオード７１．７３、コンデンサ
７５、抵抗７７は一５ＶＤＣツェナーダイオード電源を
形成している。

好ましい装置１０は完全動作スタンド・アローン型コン
トローラとしであるいは数ダースまでの他のコントロー
ラと並列にツー・ワイヤ・ディジタル通信バスに接続さ
れ、より高い階層レベルにおけるコンピュータ（図示）
による監視および制御のために複数の制御装置ｌＯをネ
ットワーク化させうるようになされうるコントローラと
しての２つのモードのうちのいずれかで機能することが
できるであろう、そのコンピュータはそれに接続された
各装置１０のセンサと設定点値をモニタすることができ
、かつアドレスされたまたはグローバル指令信号によっ
て、センサおよび設定点値にある変化を生じさせ、２進
情報を変更し、エネルギ管理機能等を行うことができる
であろう、第２図および第３図はこの装置をそのような
通信バスに接続できるようにするためのノイズ中和イン
タフェース回路を示している。この回路は米国特許第４
５０４９５９号に開示されている実施例のうちの１つで
ある。

つぎに第１図、第２図、第４図、第５図、第６図および
第７図を参照すると、装置１０はマルチプレキシング手
段７９をも具備しており、このマルチプレキシング手段
７９はマイクロコンピュータ８１と、そのマイクロコン
ピュータ８１に信号を与えるための複数の第１入力端子
８３および第２入力端子８５に接続されている。さらに
具体的には、マルチブレキシング手段７８はマイクロコ
ンピュータ８１と複数のセンサ入力端子８３との間に接
続された第１マルチプレクサ８７を具備している。端子
８３は、ユニット１１から放出されている空気の流量を
表示するための第１センサと、スペース１５内における
空気温度を表示するための第２センサを含みうるアナロ
グ・センサに接続可能である。好ましい第１センサは前
述した差圧トランスミッタである。第１センサ入力端子
８３は装置１０の用途に最大限のプレキシビリティを確
保するために５つの端子よりなることが好ましく、第６
番目の入力端子８３ａは第１マルチプレクサ８７に対す
る内部入力を形成しかつアナログ・ディジタル変換器６
９に印加される基準電圧Ｖ２Ｒを検出するように接続さ
れている６センサは２つの型式のうちの１つとして構成
されうろことを理解すべきである。第１の型式は、好ま
しくはシリコン型の受動センサであり、これはそれの温
度を表わしかつ等価電圧に換算できる抵抗を呈する。第
２の型式は、電源を必要としかつ例えば温度、湿度、圧
力等のような感知されているパラメータに関する電圧信
号を与える能動センサとして構成されることが好ましい
。第１マルチプレクサ８７に基準電圧を与えると、各セ
ンサ信号から基準電圧の値を差引くことによって能動セ
ンサ出力電圧を真ゼロに接続しうるようにする。好まし
いセンサは検知されるべきパラメータの全範囲にわたっ
てＩＶＤＣ〜２ＶＤＣの公称電圧出力範囲を有しており
、そのようなセンサの一例は精密シリコン・センサ、Ａ
ｍｐｅｒｅｘ　　Ｎｏ、　Ｋ　Ｔ　Ｙ　８１　Ｂ　１で
あり、また他の適当な温度センサはジョンソン・コント
ロールズ社からカタログＮｏ、Ａ９６０およびＴ９６０
で市販されている。このようなセンサは通常、−４０”
Ｆ〜２１６°Ｆの温度範囲に対して表示電圧範囲にわた
り電圧出力を有するであろう。下記の表は公称値とセン
サ較正のための値の範囲を示している。

胡Ｖ’３１Ｊ：ｌ　：　：ニ 第２表の公称値は前述のＰ５６０圧カトランスミソタを
用いた場合に生ずるような水柱インチの単位である。デ
ィジタル通信バス端子８９に得られる値の単位は満足し
うる圧力分析を可能にするように水柱インチＸ１００で
ある。従って第２表はＶＡＶユニット１１に使用しうる
能動センサのうちの１つの型式だけを例示しているもの
である。

スペース１５内の湿度も制御されている場合には、より
大きいネットワークの一部を形成する各装置１０には相
対湿度センサまたはトランスミンクも設けられ、それら
のセンサまたはトランスミッタはユニット１１に配置さ
れかつ０％〜１００％の相対湿度の範囲に対して表示電
圧範囲にわたり電圧出力を有するであろう。最も一船的
に用いられる型式のンリコン・センサの出力電圧を直線
化するために複数の基準抵抗９１が設けられている。各
センサ入力端子８３には、センサ信号が第１マルチプレ
クサ３７に送られる場合に電気的ノイズを減衰させるた
めの抵抗・コンデンサ型フィルタ回路９３が設けられて
いる。センサ信号の誤差を１．０”Ｆ以下とするために
、各センサに対する配線の全抵抗値が３．０オーム以下
であることが好ましい、５０フイ一ト以上の長さにわた
って配線する場合には、シールド・ケーブルが好ましい
。

第２マルチプレクサ９５はマイクロプロセッサ８１と設
定点ポテンショメータ９９の複数の設定点入力ピン９７
との間に接続されており、この場合、それらの設定点ポ
テンショメーク９９は１つのスペース内に維持されるべ
き温度を設定するための第１ボテンシヲメータ１００と
、ユニットから放出されるべき空気の最少流量を調節す
るための第２ポテンショメータを含みうる。ｆｔｈのポ
テンショメータ設定も、最大速度圧力のための設定点、
比例帯域幅（度）、暖房も冷房も行われない場合のデッ
ドバンドの幅（度）、遠隔帯域温度等を与えうる。これ
らのポテンショメータは遠隔に配置されうるが、本発明
の装置の好ましい実施例では、第１ポテンショメータ１
００を除いて、それらのポテンショメータは、装置が内
蔵されかつスタンド・アローン・モードで動作しうるよ
うに、一体化される０通常スペース１５内に配置されか
つ居住者によって調節されうる第１ポテンショメータ１
０１の接続を可能にするための付加的な端子１０１が設
けられている。

アナログ・ディジタル変換器６９はマイクロコンピュー
タ８１によってリアルタイム制御され、かつオート・ゼ
ロ、インチグレート・シグナル、インチグレート・リフ
ァレンスおよびゼロ・インチグレートの４つの異なるモ
ードが可能である。

適当なアナログ・ディジタル変換器６９はテレダイン・
セミコンダクタ社から部品Ｎｏ、ＴＳＣ５００として市
販されている。これらのモードの時間制御動作は、適当
なソフトウェアによって、５０Ｈ２または６０ＨｚのＡ
Ｃ電カラインに装置ｌＯが接続されるように最適化され
る。各モードにおいて、アナログ値の積分が予め定めら
れた分数秒で行われろるが、この場合、その分数の分母
は電力ライン周波数（Ｈｚ　）に等しく、分子はライン
周波数よりもはるかに小さい整数であり、従って下記の
通りである。

モード　　　　　５０　Ｈｚ　　　　６０　ＨｚＱ　　
　ｆＵ−インチグレー）　　　　　　　　１１５０　　
秒　　　　　１７６０　秒１　　オート・ゼｏ　　　　
　　　　　　　　１１５０　　秒　　　　　１７６０　
秒２　　シグナル・インチグレート　　　　　２１５０
　　秒　　　　　２／６０　　秒３　　リファレンス・
インチグレート　　　４７５０　秒　　　　　４７６０
　秒つぎに第６図および第７図を参照すると、マイクロ
コンピュータ８１は変換器６９を制御するために用いら
れる入力捕そくまたはタイミング登録を有している。特
定の検知された値についてアナログ変換が完了すると、
変換器６９におけるピンＧＯＭＰがトグルされ、そして
マイクロコンピュータ８１内の自走カウンタのその時の
値が、そのマイクロコンピュータ８１によって同時に実
行されうる他のタスクとは独立にしジスタ内にラッチさ
れる。６０Ｈｚ　システムでは、基＄積分の存続期間は
最大４／６０秒であり得、この積分の実際の存続期間は
、変換されているアナログ信号の値に直接比例する。マ
イクロコンピュータ８１内に構成されているクロックの
動作速度が分解能の精度を支配し、この実施例では、分
解能はクリスタルの選択された周波数Ｙｌの場合には０
．８マイクロ秒である。

第６図、第７図および第１０図を参照すると、装置ＩＯ
は健全リセット回路１０３と呼ばれうるちのをも具備し
ており、この回路は次のように動作する。電力が最初に
印加されると、コンデンサ１０５が放電され、マイクロ
コンピュータ８１の端子ＲＥＳＥＴを論理値０の状態と
なし、それによってマイクロコンピュータをリセット状
態に保持させる。その後、コンデンサ１０５が充電を開
始し、その充ｉｉｔ圧が比較器１０７の論理値１のしき
い値（約３．３ボルト）に達すると、マイクロコンピュ
ータ８１はリセット状態から解放されて動作を開始する
。もしその電圧が論理値ゼロのしきい値、すなわち約１
．６ボルトを表わす軸線１０９まで低下すると、マイク
ロコンピュータ８１は再びリセットされて動作を停止す
る。これを防止するために、マイクロコンピュータ８１
は、コンデンサ１０５を再充電してそれの電圧を上記し
きい値以上に維持する周期性パルスを発生するようにな
されなければならない、このパルスはコンピュータによ
る自己テストが首尾よく行われた後にだけ発生される。

１１１で示されているように、コンデンサ１１３の負端
子における初期電圧は約＋５ＶＤＣである。１１５で示
されてい′るコンデンサ１１３の負端子における負パル
スは矢印１１７で示されているように約６６ミリ秒の存
続期間を有しており、かつ１２０で示されているように
コンデンサ１１３に電荷を蓄積させる。そのパルスの終
端１１９においてコンデンサ１１３の負端子が＋５ＶＤ
Ｃに戻ると、１２１で示されているコンデンサ１１３の
正端子における電圧が＋５ＶＤＣを超過し、それにより
比較器１２５のピン１２３が１２７で示されているよう
に約＋１５ＶＤＣに切り換えられる。このピン１２３は
、コンデンサ１１３の正端子が約＋５　ＶＤＣ以下の値
に放電するまで、すなわち約７５ミリ秒の存続期間のあ
いだ、この電圧に維持されその放電にともなって、ピン
１２３は１２９で示されているように約−５ＶＤＣに戻
る。比較器１２５のピン１２３がそれのハイ電圧となる
時点において、ダイオード１３１が導通してコンデンサ
１０５を迅速に再充電させる。サニティ・パルスがほぼ
１秒毎に発生されるのを阻止する故障がマイクロコンピ
ュータ８１内で発生すると、コンデンサ１０５が約＋１
．６ＶＤＣ以下に放電し、それによってマイクロコンピ
ュータ８１はリセットされる。リセット後直ちに、イン
バータ１３５のピン１３３は論理値０に切り換えられ、
コンビエータ８１の端子ＰＩＱ−Ｐ１５が入力端子とし
て構成され、スイッチ１３７の位１１〜６がマイクロコ
ンピュータ８１によって検知される。それらのスイッチ
１３５は手動でセットでき、論理値「１」では閉じ、論
理値「０」では開いて、２以上の装置１０がより高いレ
ベルの監視コンピュータに通信バス端子８９によって接
読された場合に特定の装Ｔ１１０のディジタル・コード
化されたアドレスを設定する。その後、ピン１３３は論
理値１に切り換えられ、端子ＰＩＯ〜Ｐ１５がマルチプ
レクサ・アドレッシングを制御するために用いられる。

好ましい装置１０は２進状態信号を受信するための手段
１３９をも具備しており、この手段１３９は、第６図に
示されているように、例えば１つのゾーンの占有された
状態または占有されていない状態あるいはシステムの運
転停止を表示する信号を受信するための複数の２進入力
端子１４１として構成される。第６図の回路はジャンパ
１４３とスイッチ１４５を両方とも具備しているが、他
の実施例でも、それは、印加ライン電圧周波数を選択し
かつ１または複数の熱段階をともなうＩＩｌ房と冷房を
行う、または冷房だけを行う、あるいはスペースにリモ
ート・ヒータが設置されておりかつそのスペースが占有
されている場合にファンを連続運転させる、あるいはま
た第１段階として再循環用ファンを運転させそして第２
段階として調節された暖房を行うというような通用態様
を選択するように構成されかつそのために用いられる。

つぎに第１図、第８図および第９図を参照すると、装置
１０はＶＡＶユニット１１を制御するための出力部分１
４７をも具備している。好ましい実施例では、出力部分
１４７は、アナログ電圧出力を与えるためのアナログ電
圧部分１５３と負荷に電力を供給するための４つまでの
電力トライアック１５７を有する分圧部分１５５に２つ
の端子１゛４５．１５１を具備している。他の実施例で
は、１つのトライアック１５７は、端子１６１に接続可
能な固体リレーを動作させるためのトランジスタを利用
した電流源で置換されうる。

さらに詳細には、トライアックはプルアップ抵抗１６３
によってリセットされているあいだ非導通状態に維持さ
れる。各トライアックはそれを導通状態に切り換えるた
めに約２０ｍＡのゲート電流を必要とするので、４つの
トライアック１５７を用いると通常全体として約８０ｍ
Ａを必要とすることになる。この電流所要量および電力
損失、発熱を減少させるために、トライアック１５７は
、存）￥期間は短いが周波数の高いパルスを印加するこ
とによって導通状態にゲートされる。第１図および第１
１図をさらに参照すると、マイクロコンピュータ８１は
、１６５で示されているように存続期間が約２５ミリ秒
の負パルスを端子Ｐ３０に発生する。それにともなって
、インバータ１６９のピン１６７が同じ存続期間のあい
だ正の電圧パルスを発生し、約２０ｍＡの電流をトライ
アックＱ４のゲートに送る。このトライアックＱ４は、
いったん導通状態にゲートされると、トライアック負荷
電圧がつぎにゼロに等しくなるまで４通し続ける。それ
ぞれ１７１．１７３および１７５で示されているように
他のパルスが端子Ｐ３１−Ｐ３３に与えられ、他のトラ
イアック１５７のゲートに連続的に印加されうる。すべ
てのトライアックが導通状態に維持されるべき場合には
、各トライフックのゲートにパルスが約８３３マイクロ
秒毎に１個ずつ順次的に印加されるであろう、従って、
４個のトライアック全体を４通状態に維持するために必
要とされる平均電流需要は２５／８３３Ｘ４　ｘ２０ｍ
Ａ＝２．４ｍＡであり、それ以外の場合に必要とされる
ゲート電流のレベルより実質的に減少している０例えば
モータにより駆動されるダンパ１７を開放位置および閉
塞位置に駆動するためには２個のトライアック１５７を
用いればよく、ＶＡＶユニット１１がチラー・コイル２
１とモータで駆動される制御弁２３を具備している場合
には、弁を位置決めするためには、さらに２個のトライ
アック１５７を付加的に用いればよい。

トランジスタ１５９は、電流出力部分１７７として用い
られると、約２０ｍＡの最大出力電流を与え、かつマイ
クロコンピュータ８１によってそれぞれ約１５ミリ秒の
１２８個の部分に分解される約２秒の時間ベースにわた
ってパルス幅変調様式で切り換えられる。この電流出力
は、熱の需要に対応する時間ベースの分数時間のあいだ
端子１６１に得られるであろう。例えば、ＶＡＶユニノ
）１１から放出される空気の適切な温度を与えるために
そのＶＡＶユニット１１内における一体の抵抗ヒータが
７５％のデユーティ・サイクルで付勢されるべき場合に
は、その電・凛は各２秒の時間のうち合計で約１．５秒
のあいだ端子１６１に得られるであろう。

第９図を参照すると、０−１８ＶＤＣの範囲にわたって
かつ３６ｍＡの最大電流においてアナログ電圧出力を発
生するためにアナログ電圧部分１５３が設けられている
。端子１４９または１５１に得られる出力電圧の大きさ
はマイクロコンピュータ８１によって行われるパルス幅
変調によって決定されかつ端子１７９および／または１
８１に印加され、そしてインバータ１８３．１８５のビ
ン１８７および／または１８９からの出力は抵抗１９１
およびコンデンサ１９３、ｉ９４によって平均される。

０〜１８ＶＤｃという範囲は例示のものであり、例えば
Ｏ〜ｌ０ＶＤＣのような他の範囲を有するアナログ電圧
出力が本発明に従って構成されうろことを理解すべきで
ある。この出力は比例弁等を駆動するために用いられう
る。

第１２図は従来のパルス幅変調方式による場合と好まし
い最適化された時間ベース切換え方式による場合とにつ
き、出力部分１４７のアナログ電圧部分１５３を制御す
る態様を、比較して示している。それら両方の場合にお
いて、約０．１秒の時間ベースが用いられている。数字
１９５はそれぞれ８３３マイクロ秒の１２８の部分に分
解された時間ベースにわたって従来のパルス幅変調を用
いた場合の態様を示しており、図示の場合には、６０％
「オン」時間および４０％「オフ」時間に対する指令に
応答する。これを実現するために、コンデンサ１９３は
０．６（１２８）＝７７カウントあるいは７７Ｘ８３３
マイクロ秒＝６４ミリ秒のあいだ充電し、０．４（１２
８）＝５１カウントあるいは５１×８３３マイクロ秒＝
４２．５ミリ秒のあいだ放電し、６４ミリ秒と４２．５
ミリ秒の合計から約０．１秒となる。これに対して最適
化された時間ベース切換えの場合には、数字１９７で示
されているように、コンデンサ１９３は３力ウント＝３
Ｘ８３３マイクロ秒＝２．５ミリ秒（「オン」時間）の
あいだ充電し、２力ウント＝２Ｘ８３３マイクロ秒＝１
．６ミリ秒（「オフｊ時間）のあいだ放電する。

後者の場合には、切換周波数は従来のパルス幅変調に用
いられるものに比較して２５倍増大している。その結果
、コンデンサ１９３に得られかつトランジスタ２０１を
駆動するために増幅器１９９によって増幅される電圧は
ＡＣ成分がはるかに少なくなる。

トランジスタ２０１のエミッタは抵抗２０３を介して出
力端子１５１に接続されていることがわかるであろう、
外部負荷に送られる電流によって抵抗２０３に電圧降下
が生じ、その電圧降下が抵抗２０５．２０７によってサ
ンプリングされかつ抵抗２１１および２１３の値によっ
て設定された最大電圧レベルと比較器２０９によって比
較される。負荷電流が過大である場合には、比較器２０
９のビン２１５が論理値「１」に切り換わり、増幅器１
９９の出力を減少させる。それにともなって、出力電流
が減少し、過負荷が存在する限り最大値以下に維持され
る。この電流フォールドバック機能は、出力装置の短絡
時または他の過負荷時に、トランジスタ２０１を破壊さ
れないように保＝伍する。過負荷が除去されれば正常な
機能がｒｉ８］復される。

下記の構成要素は本発明を構成するために有用なもので
あり、別に表示のない限り、抵抗値はオ−ムで表わされ
容量値はマイクロファランドで表わされている。

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【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置を使用しうる可変空気容積ユニッ
トの概略的側面図、第２図および第３図は上記装置の電
源を含む部分を示す図、第４図および第５図は上記装置
のセンサ入力、設定点、アナログ・ディジタル変換およ
びマルチプレキシング部分を含む部分を示す図、第６図
および第７図は上記装置の２進入力、サニティ・リセッ
トおよびマイクロコンピュータ部分を含む部分を示す図
、第８図および第９図は上記装置の駆動部分を含む出力
部分よりなる部分を示す図、第１０図は第６図および第
７図に示されたサニティ・リセット部分の特性を示す図
、第１１図は第８図および第９図に示された駆動部分を
制御するために用いられるパルスを示す図、第１２図は
第８図および第９図に示された出力部分のアナログ電圧
部分を制御するａ様を示す図である。 図面において、１０は本発明による装置、１１は可変空
気容積ユニット、１５はスペース、１７はダンパ、１９
はアクチュエータ、２９はセンサ、３３は入力部分、６
９はアナログ・ディジタル変換器、７９はマルチプレキ
シング手段、８１はマイクロコンピュータ、８３は第１
入力端子、８５は第２入力端子、８７は第１マルチプレ
クサ、９５は第２マルチプレクサ、９９は設定点ポテン
ショメータをそれぞれ示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、可変空気容積ユニットを制御するための装置におい
   て、 前記装置に電力を供給するための電源と、 前記電源に接続されて前記装置の動作を制御するための
   マイクロコンピュータと、 前記マイクロコンピュータと複数の第１入力端子に接続
   され、前記第１入力端子に接続されたセンサの値を表わ
   す１つのグループの第１信号を前記マイクロコンピュー
   タに与えるマルチプレキシング手段を具備し、 前記マルチプレキシング手段はさらに複数の第２入力ピ
   ンに接続されていて、それらのピンに接続された設定点
   ポテンショメータの値を表わす１つのグループの第２信
   号を前記マイクロコンピュータに与えるようになされて
   おり、 さらに前記装置は、前記マイクロコンピュータに接続さ
   れてそのマイクロコンピュータにディジタル・データ信
   号を与えるアナログ・ディジタル変換器と、 前記マイクロコンピュータに接続されて、前記ユニット
   を制御する出力部分を具備しており、前記センサは前記
   ユニットから放出される空気の流量を表示するための少
   なくとも１つのセンサを含んでおり、 前記ポテンショメータは前記装置から離れた位置に配置
   されていて、スペース内に維持されるべき温度を設定す
   るための第１ポテンショメータを含んでいる、可変空気
   容積ユニットを制御するための装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記出
   力部分が前記ユニットから放出された空気の流量を最小
   流量と予め定められた最大流量との間で調節するための
   少なくとも１つの電力制御装置を具備している前記装置
   。 ３、可変空気容積ユニットを制御するための装置におい
   て、 前記装置に複数の電圧値で電力を供給するための電源と
   、 前記電源に接続されて前記装置の動作を制御するマイク
   ロコンピュータと、 前記マイクロコンピュータと、前記ユニットから放出さ
   れる空気の流量を示す第１センサおよびスペース間の空
   気温度を示す第２センサを含むセンサに接続可能な複数
   のセンサ入力端子との間に接続された第１マルチプレク
   サと、 前記マイクロコンピュータと、スペース内に維持される
   べき温度を設定するための第１ポテンショメータおよび
   前記ユニットから放出されるべき空気の最小流量を調節
   するための第２ポテンショメータを含む設定点ポテンシ
   ョメータに接続可能な複数の設定点入力ピンとの間に接
   続された第２マルチプレクサと、 前記マイクロコンピュータによって制御されるように接
   続されて、前記センサおよび前記設定点ポテンショメー
   タのアナログ値を表わすデータ信号を前記マイクロコン
   ピュータに与えるアナログ・ディジタル変換器と、 前記マイクロコンピュータに接続されて前記ユニットを
   制御するようになされており、前記ユニットから放出さ
   れる空気の流量を調節するためのダンパ・アクチュエー
   タを制御可能に付勢する少なくとも２つのトライアック
   を含んだ出力部分を具備している可変空気容積ユニット
   を制御するための装置。 ４、特許請求の範囲第３項記載の装置において、前記出
   力部分が抵抗ヒータに電力を供給するための実質的に一
   定電流のパルス幅変調された電流源を具備している前記
   装置。 ５、特許請求の範囲第４項記載の装置において、アナロ
   グ電圧出力を与える部分を具備しており、その部分はそ
   れから得られる最大電流を制御する手段を具備している
   前記装置。 ６、特許請求の範囲第５項記載の装置において、前記ア
   ナログ・ディジタル変換器が予め定められた分数秒にわ
   たって前記アナログ値を積分することによって交流電力
   ライン・ノイズを減衰させ、前記分数の分母は電力ライ
   ン周波数（Ｈｚ）に等しく、前記分数の分子は整数であ
   る前記装置。 ７、特許請求の範囲第６項記載の装置において、より高
   い階層レベルにおけるコンピュータによる監視制御のた
   めにディジタル通信バスに接続可能である前記装置。 ８、可変空気容積ユニットを制御するための装置におい
   て、 前記装置に電力を供給するための電源と、 前記電源に接続されて前記装置の動作を制御するマイク
   ロコンピュータと、 前記マイクロコンピュータと複数の第１入力端子に接続
   されていて、前記第１端子に接続されたセンサの値を表
   わす１つのグループの第１信号を前記マイクロコンピュ
   ータに与えるマルチプレキシング手段を具備し、 前記マルチプレキシングはさらに複数の第２入力ピンに
   接続されていて、前記第２入力ピンに接続された設定点
   ポテンショメータの値を表わす１つのグループの第２信
   号を前記マイクロコンピュータに与えるようになされて
   おり、 前記装置はさらに、前記マイクロコンピュータに接続さ
   れていて、分数秒にわたってのアナログ値の積分の結果
   であるディジタル・データ信号を前記マイクロコンピュ
   ータに与えるアナログ・ディジタル変換器と、 前記マイクロコンピュータに接続されていて前記ユニッ
   トを制御するための出力部分を具備し、前記出力部分は
   少なくとも２つのトライアックを具備しており、それら
   のトライアックはそれらによって制御される電圧の半サ
   イクルの期間よりも大幅に短い存続期間を有するゲート
   ・パルスによってゲートされて導通されるようになされ
   ている、可変空気容積ユニットを制御するための装置。 ９、特許請求の範囲第８項記載の装置において、前記出
   力部分はさらに比例電流部分と、可変出力電圧を与える
   アナログ電圧部分を具備しており、前記電圧部分は過負
   荷保護のための電流フォールドバック機構を有している
   前記装置。