JPH03247938A - 空気調和機 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は空気調和機に関し、特に、温度設定機能を有
し、室内温度をこの設定温度に保持する機能を備える空
気調和機に関する。

［従来の技術］ 室内を適当な温度に保持するために、冷房機能および／
または暖房機能を備える空気調和機が家庭用途および／
または産業用途において広く一般に用いられている。

このような空気調和機は、設定された目標温度となるよ
うに室内温度を自動的に制御する。この目標温度は、利
用者が適当な値に設定するか、または空気調和機におい
て予め固定的に一定の値に設定される。

空気調和機の動作時においては、室内温度が温度検出器
により監視され、この検出された室内温度と設定された
目標温度とが一致するように空気調和機は室内温度を調
整する。

［発明が解決しようとする課題］ 自動的に目標温度が設定される空気調和機、すなわち、
自動運転モードとなると予め固定的に−定の値に設定さ
れた制御温度となるように室内温度を調整するような空
気調和機においては、この目標温度は過去の気温にかか
わらず一定の値である。今、この自動的に設定される目
標温度を２３℃であるとすると、１０月や１１月におい
ては、人は暑い夏を経験したすぐ後でありこの温度では
肌寒さを感じる。

逆に、３月では寒い冬を経験したすぐ後であり、この温
度は非常に暖かく感じる。すなわち、自動的に設定され
る２３℃という目標温度では、季節等に従って適当な温
度とは言えなくなる。特に、３月に室内温度を２３℃に
設定するのは電力エネルギの無駄使いにもなってしまい
、省エネルギの観点からは好ましくない。

また、同一の季節であっても、２，３日前の気温と今日
の気温とが大きく異なる場合、このような固定された一
定の値の目標温度値は体感温度と大きく異なっているた
め、最適な温度に室内を保持する目標温度であるとは言
えない。

また、利用者が目標温度を設定する空気調和機において
も、おおよその見当をつけて目標温度を設定しており、
空気調和機の運転状況に従って室内温度が適当でないと
感じるとその目標温度値を調節している。したがって、
常に室内温度を最適と感じる温度に保持するためには、
利用者か微妙な調節を行なう必要があり、その調整作業
が煩しいという問題がある。特に季節の変わり目などに
おける気候の急変時などにおいては設定された目標温度
と体感温度とが大きく異なるため、上述の調整を頻繁に
行なう必要があり、この調整が煩しくなるという問題が
ある。

すなわち、従来の空気調和機の構成においては、目標温
度となるように室内温度が保持されるものの、季節およ
び環境の変化に対してこの目標温度値を調整するような
季節および環境適応型制御を行なうことはできないとい
う問題があった。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る空気調和機は、温度検出手段と、この温
度検出手段からの温度情報を受け、予め定められた複数
種類の時間範囲における平均値を各々計算し、該計算結
果を過去情報とともに各々格納する手段と、この格納手
段に格納された平均値情報に予め定められた演算処理を
施して予め設定された目標温度の補正情報を発生する手
段と、この補正情報発生手段からの補正情報に応答して
、予め設定された温度を補正する手段とを備える。

平均値情報格納手段は、所定の過去の期間にわたり複数
種類の時間範囲の各々の平均値情報を保持する手段を含
む。

温度検出手段は、外気温、または室内温度もしくはこの
外気温度および室内温度の平均値を検出する。

［作用］ 格納手段は比較的長期間および比較的短期間における気
温の平均を記憶する。補正情報発生手段は、この記憶さ
れた平均気温情報に従って設定された目標温度を調整す
る。このとき平均値情報に施す予め定められた演算処理
内容は以下のようなものである。たとえば、数カ月前の
温度が高い場合は、設定目標温度を高めになるように制
御する信号を発生する。したがってこの場合１０月およ
び１１月等においては先の先行技術の例を用いて説明す
るならば、設定目標温度が２３℃の場合それより少し高
い２５℃程度に設定され、これにより１０月および１１
月においても肌寒く感じることがない室内温度を保持す
ることができる。

また、逆に数カ月前の温度か低い場合には、設定目標温
度を低めになるように制御する情報を発生すると、設定
目標温度は２３℃よりも少し低い２１℃程度となり、こ
れは３月でも十分暖かく感じる温度となる。

また、２，３日前に比べて急に気温が下がったような場
合は特に寒さを感じるが、このような場合この数日前の
温度が高い場合には設定目標温度を高めになるように補
正する制御信号を発生すれば、体感温度に適した室内温
度を実現することができる。

上述の構成により、季節および環境に対応した室内温度
を実現することができる。

［発明の実施例コ 第１図はこの発明の一実施例である空気調和機における
、目標温度補正情報発生部の構成を概略的に示す図であ
る。第１図において補正情報発生部は、複数種類の時間
範囲における温度平均値を計算し格納する平均値格納回
路１と、平均値格納回路１からの平均温度情報にファジ
ィ演算を施して温度補正情報を発生するファジィ演算部
２と、ファジィ演算部２からの補正情報に従って設定目
標温度を補正するとともに補正された温度を実際の目標
温度として出力する設定温度保持部３とを含む。

格納回路１は、２．３日前の平均気温情報を保持する第
１の記憶回路１１と、１ケ月前の平均記憶を記憶する第
２の記憶回路１２と、今日の平均気温を記憶する第３の
記憶回路１３とを含む。後に第３図を参照して説明する
が、温度検出器出力により１日ないし２０週間前の日単
位および週単位平均情報を計算し記憶する別の記憶回路
が設けられており、この別の記憶回路からの情報に基づ
いて各記憶回路１１ないし１３はそれぞれの平均気温を
計算し保持する。

ファジィ演算部２は、この第１ないし第３の記憶回路か
らの２．３日前の平均気温情報、１ケ月前の平均気温情
報および今日の気温情報にファジィ演算を施して目標温
度補正情報を発生する。以下に簡単にファジィ演算部が
行なう演算内容について第２図を参照して説明する。

第２図は一般的に行なわれているファジィ演算の方法を
説明するための図である。第２図におけるファジィ演算
は、２ルール、１人力および１出力の場合が一例として
示される。

ルール１は、「入力変数ＸがＸｌの場合、出力ＹをＹｌ
とせよ」というルールを示す。ルール２は、「入力Ｘが
Ｘ２の場合、出力ＹをＹ２にせよ」というルールを記述
する。このファジィ・ルールにおいて、ルールが成立す
るための条件を書き表わした部分を条件部、その結論部
分を結論部と称す。一般に、ファジィ推論手法において
は、与えられた入力量（入力変数Ｘ）を値域０ないし１
の値（メンバシップ値）に変換して演算する。この入力
変数Ｘをメンバシップ値に変換する際の変換を定義する
のがメンバシップ関数である。このメンバシップ関数は
ファジィ・ルールが扱う命題ごとに定義される。次に演
算手法について説明する。

まず入力値ｘＯが与えられるとこの入力値がルール１お
よびルール２を満足する場合が計算される。すなわち入
力値ｘＯはメンバシップ関数Ｍ１でメンバシップ値α１
に変換され、ルール１を満足する度合が計算される。同
様に、入力値ｘＯはメンバシップ関数Ｍ２によりメンバ
シップ値α２に変換され、この入力値ＸＯがルール２を
満足する度合が計算される。

続いて結論部において定義されているメンバシップ関数
Ｍ３．Ｍ４をメンバシップ値α１およびα２で切取る。

すなわち第２図においては結論部において斜線で示され
る領域が求められる。この条件部に入力変数が複数個存
在する場合にはこのメンバシップ値の最小値により結論
部におけるメンバシップ値を切取る。第２図に示す構成
では１人力変数であるため、メンバシップ値α１および
α２でメンバシップ関数Ｍ３およびＭ４を切取ったメン
バシップ関数Ｍ３’　Ｍ４’が各ルールにおける最小値
を与える。この最小値を求める演算はｍｉｎ演算と呼ば
れる。続いて各ルール１およびルール２に関してｍｉｎ
演算された結果を合成する。すなわち結論部において切
取られたメンバシップ関数Ｍ３’およびＭ４’を同一の
出力値に対してそれぞれ比較し、その最大値を与えるメ
ンバシップ値を求め、この最大値をプロットすることに
より新しい最終的なメンバシップ関数を形成する。この
新しいメンバシップ関数を求める演算はｍａｘ演算と呼
ばれる。続いてこの新しく求められたメンバシップ関数
の重心を計算することにより、出力値ｙＯが得られる。

上述のように演算処理を行なうことによりメンバシップ
関数を適当に設定すれば、たとえば「Ａが大きくかつＢ
が普通なら、Ｃを小さくせよ」という「大きい」、「普
通」および「小さい」という曖昧さを含む命題を処理す
ることが可能となり、きめの細かい制御を実行すること
が可能となる。

この本実施例においては、ファジー演算部２は、「１ケ
月前の気温が高い場合には、設定温度を高めにする」、 「１ケ月前の気温が低い場合には、設定温度を低めにす
る」、 「２，３日前の気温より今日の気温が低い場合には、設
定温度を高めにする」、および「２，３日前の気温より
今日の気温が高い場合には、設定温度を低めにする」 という４ルールのファジィ演算を行なう。これにより、
ファジィ演算部２からは、１ケ月前の平均気温、２，３
日前の平均気温および今日の平均気温から目標温度とな
る設定温度補正情報が出力される。設定温度保持部３は
、このファジィ演算部２からの補正情報に従って設定温
度すなわち目標温度を補正し保持する。空気調和機はこ
の設定温度保持部３に補正して保持された設定温度を目
標温度として室内温度の調整を行なう。

なお上述の構成においてはファジィ演算部２からは直接
設定温度情報そのものが導出され、設定温度保持部３は
、目標温度となる設定温度を単に保持する構成としても
よい。

第３図はこの発明の一実施例である空気調和機における
、気温計測部および平均温度記憶部を概略的に示すブロ
ック図である。第３図において、気温計測／平均温度記
憶回路部分は、たとえば温度センサからなる温度検出器
２０と、温度検出器２０からのアナログ温度情報をデジ
タル信号に変換するアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換
器２１と、Ａ／Ｄ変換器２１からのデジタル温度情報を
受け、１日分の平均温度を求めて保持する加算／平均計
算器２２と、加算／平均計算器２２からの１日の平均温
度情報を受けて日単位および週単位の平均温度情報を格
納する第２の平均気温格納回路２３とを含む。

温度検出器２０は、外気温と室内温度もしくは外気温と
室内温度との平均のいずれかを測定してアナログ温度情
報を導出する。室内温度のみを測定する場合、空気調和
機の非運転時の室内温度または運転時の室内温度もしく
は非運転／運転にかかわらず室内温度が測定される。空
気調和機の運転時の室内温度のみを測定する構成の場合
、外気温と室内温度とは異なるものの、室内温度は利用
者が最適と感じる温度に制御されているので、この室内
温度を測定したとしても、室内温度の変化より季節およ
び環境の変化を見ることができ、利用者が微妙な温度調
節を行なわなくとも過去の平均温度情報により常に最適
温度に室内温度を設定することができる。

Ａ／Ｄ変換器２１は、所定時間間隔で温度検出器２０か
らのアナログ温度情報をサンプリングしてデジタル信号
に変換する。このＡ／Ｄ変換器２１のサンプリング間隔
は、１日の平均気温を得るのに充分である適当な間隔に
設定される。

加算／平均計算器２２は、Ａ／Ｄ変換器２１からのデジ
タル温度情報を受け、１日分の温度情報を加算し、この
加算された温度情報をたとえば算術平均により処理する
ことにより１日の平均温度を導出する。

ここで、１日分の温度情報としては、１日中（２４時間
）連続して測定された温度情報を用いてもよいし、また
光センサ等を用いて外部が明るい時間のみまたは暗い時
間のみ測定された温度情報を用いてもよく、また、タイ
マなどの時計機能を用いて所定の一定の期間のみ測定さ
れた温度情報を用いてもよい。

第２の格納回路２３は、今日から７日前までのそれぞれ
の１日あたりの平均温度を記憶する第１ないし第７の１
８平均温度記憶回路２３１〜２３４と、第１ないし第７
の１日平均気温記憶回路２１３〜２１４からの平均温度
情報を受けて１週間の平均温度を求めて保持する週平均
温度計算器２３５と、週平均温度計算器２３５からの週
平均温度情報を受けて今週ないし２０週間前の各週の平
均温度をそれぞれ保持する週平均温度記憶回路２３６〜
２３９を含む。

記憶回路２３１〜２３４および２３６〜２３９としては
、シフト機能を有するレジスタ、書込アドレス／読出ア
ドレスがサイクリックに移動するロールオーバ構成のア
ドレスカウンタを有するメモリなどの任意の記憶装置を
用いることができる。

しかしデータ保持の観点からは、停電時に保持データが
消去しないようなバックアップ機能を有するかまたは不
揮発的な記憶能力を有する記憶装置を用いるのが望まし
い。次に動作について説明する。

温度検出器２０は、室内温度、外気温またはこの両者の
温度を測定し、測定温度を示すアナログ温度情報を導出
する。温度検出器２４が室内温度および外気温度両者を
測定する構成の場合、この両者の平均値が温度情報とし
て出力される。

Ａ／Ｄ変換器２１は、温度検出器２０からのアナログ温
度情報を所定間隔でサンプリングしデジタル温度情報に
変換してこの変換結果を加算／平均計算器２２へ与える
。

加算／平均計算器２２は、与えられたデジタル温度情報
を順次加算し、１日分の温度情報を加算し終わった時点
で、たとえば算術平均により１日の平均温度を求め、今
日の平均温度情報として格納回路２３へ与える。

格納回路２３においては、加算／平均計算器２２からの
書込指示信号（第３図においては破線の信号Ａで示す）
に応答して、記憶回路２３１〜２３４の内容が順次次段
の記憶回路または週加算／平均計算器２３５へ伝達され
るとともに、記憶回路２３１には加算／平均計算器２２
からの今日の平均気温が書込まれる。これにより、−日
ごとに「６日前の平均気温−７日前の平均気温」、・・
・「昨日の平均気温−一昨日の平均気温」および「今日
の平均気温−昨日の平均気温−」というデータの更新が
行なわれる。

週加算／平均計算器２３５は、７日前の平均気温を記憶
回路２３４から受けて順次加算し、１週間分の平均気温
の加算が終了した時点において、たとえば算術平均によ
り週平均気温を求め、今週の平均気温情報として出力す
る。記憶回路２３６〜２３９においては、週加算／平均
計算器２３５からの書込指示信号（第３図破線Ｂで示す
）に応答して順次その記憶内容が次段の記憶回路へ伝達
されるとともに、記憶回路３６へは週加算／平均計算器
２３５からの平均記憶情報が今週の平均気温として書込
まれる。これにより、１週間ごとに、「１９週間前の平
均気温−２０週間前の平均気温」・・・　「先々週の平
均気温→３週間前の平均気温」「先週の平均気温−先々
週の平均気温」とデータが更新される。

ここで、今週の平均気温を導出するために７日前の平均
気温が用いられており、１週間ごとに週平均気温情報が
更新されている。しかしながら、週加算／平均計算器２
３０へは記憶回路２３２からの昨日の平均気温情報が順
次伝達され、これを用いて今週の平均気温を導出する構
成としてもよい。この場合、週平均気温は１日ごとに更
新されることになる。

さらに、週平均気温を導出する構成としては、記憶回路
２３１へ平均気温情報が書込まれる前に、計算器２３５
が記憶回路２３１〜２３４の７日分の平均気温情報を受
け、これらの７日分の平均気温情報に基づいて１週間の
平均温度を導出する構成としてもよい。この場合におい
ても週平均気温は１日ごとに更新されることになる。

上述の格納回路２３を用いることにより過去の必要な気
温の平均値を求めることができる。

たとえば、第１図に示すように２．３日前の平均気温を
求める回路１１は、記憶回路２３２および２３３の記憶
している平均気温情報を読出してこの平均値を求める機
能を備える。これにより２゜３日前の平均気温を求めて
保持することができる。

同様に１ケ月前の平均気温を保持する回路１２は、今週
から３週間前または１週間前から４週間前の平均気温を
格納する記憶回路の記憶内容を読出してその平均値を用
いれば１ケ月前の平均気温を求めて保持することができ
る。また、２ケ月前の平均気温が必要であれば、記憶回
路２３６〜２３９において８週間前から１１週間前の平
均気温を読出してこの読出した平均気温情報の平均を求
めることにより得ることができる。

さらに、２，３日前の平均気温と記憶回路２３１が保持
する今日の平均気温との差を用いれば、気温がどのよう
に短い期間において変化しているかを検知することがで
き、環境の変化に対しても適切に対応して最適な目標温
度を設定することができる。

なお、第１図に示す構成においては、２，３日前の平均
気温、１ケ月前の平均気温および今日の平均気温を用い
て目標温度（設定温度）を調整するように構成している
が、この場合、２ケ月前の平均気温、１週間前の平均気
温、現在の気温などを用いてもよい。この場合、単にフ
ァジィ演算部２におけるメンバシップ関数を適切に調節
することにより、最適な目標温度を設定することができ
る。

また、空気調和機が暖房機能および冷房機能両者を備え
ている場合、ファジィ演算部は暖房用および冷房用と２
つ準備し、冷房動作時および暖房動作時それぞれのモー
ドに応じて目標温度が設定されるように構成すれば、よ
り最適な目標温度の調節を実現することができる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、比較的長期間および
比較的短期間の気温の平均を求めて記憶し、この平均気
温情報に従って室内温度の目標値となる設定温度を調整
するように構成したので、以下に述べる効果を得ること
ができる。

■　利用者が設定温度を微妙に調節することなく、季節
に応じて最適な温度に室内温度を保持することができる
空気調和機を得ることができる。

■　季節に応じて設定温度を調節することができるため
、不要な暖め過ぎおよび不要な冷やし過ぎを減少させる
ことができ、省エネルギの空気調和機を実現することが
できる。

■　急激な気温の変化にも対応して体感温度に最適な室
内温度を設定する制御機能を備えた空気調和機を得るこ
とができる。

■　季節に応じた室内温度の設定は、過去の平均気温温
度情報に基づいて行なうように構成しているので、別に
カレンダー等の機能を設けることなく季節に応じた設定
温度の調整が可能である。

■　また平均気温を用いて設定温度を補正するように構
成しているので、１日、および計測時間等の時間を計測
する部分に精度誤差が含まれていたとしても、平均機能
によりこのような誤差は十分に補償されるため、常に季
節および環境に応じた室内温度を設定することのできる
空気調和機を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である空気調和機の要部の
構成を概略的に示すブロック図である。 第２図は第１図に示すファジィ演算部における演算処理
の方法を説明するための図である。第３図はこの発明の
一実施例である空気調和機における平均気温を導出する
ための温度検出部および平均気温格納部の構成を概略的
に示すブロック図である。 図において、１は第１の平均気温格納回路、２はファジ
ィ演算部、３は設定温度保持部、２０は温度検出器、２
１はＡ／Ｄ変換器、２２は１日の平均気温を求める加算
／平均計算器、２３は長期間および短期間の平均気温を
格納する第２の平均気温格納回路、２３１ないし２３４
は日単位の平均気温を格納する記憶回路、２３５は１週
間の平均気温を求めるための週加算／平均計算器、２３
６ないし２３９は週単位の平均気温を格納する記憶回路
である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 予め設定された温度を目標値として室内の温度を調整す
   る機能を備える空気調和機であって、温度検出手段、 前記温度検出手段からの温度情報を受け、予め定められ
   た複数種類の時間範囲における平均値を各々計算し、所
   定期間の過去における平均値情報とともに該計算結果を
   それぞれ格納する手段、前記格納手段に格納された平均
   値情報に予め定められた演算処理を施して前記目標値と
   なる前記予め設定された温度を補正するための情報を発
   生する手段、および 前記補正情報発生手段からの補正情報に応答して、前記
   目標値となる前記予め設定された温度を修正する手段を
   備える、空気調和機。