JPH06159765A - 空気調和装置の運転制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】気流速度の変化に対応できるようにすると共
に、温冷感指標の収束性を向上させるようにして居住者
の快適感を満足させる。 【構成】空気調和装置(2) と、部屋(11)の環境物理量を
測定する環境状態検出部(13)とが設けられている。そし
て、ユーザ(12)の真温冷感が入力される申告入力部(61)
が設けられている。更に、上記ユーザ(12)が感ずる温冷
感を予測する温冷感指標を演算する温冷感指標演算部(4
3)と、該温冷感指標と上記真温冷感との温冷感差が小さ
くなるように少なくとも１つのパラメータを複数の気流
速度に基づいて評価演算してパラメータ信号を上記温冷
感指標演算部(43)に出力するパラメータ設定手段(46)と
が設けられている。加えて、上記温冷感指標演算手段(4
3)の温冷感指標が快適値になるように上記空気調和装置
(2) を制御するファジィコントローラ(51)が設けられて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気調和装置の運転制
御装置に関し、特に、居住者個人の温冷感に適応するよ
うにした制御装置に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の空気調和装置の運転制御装置に
は、個人差学習適応制御を用いた先願がある（米国出願
第７９９０８６号、米国出願日１９９１年１１月２７
日）。この運転制御装置は、室内温度などの室内の環境
物理量と、複数のパラメータとの関数である予測温冷感
の温冷感指標を演算する一方、居住者より真温冷感を申
告してもらい、上記パラメータを学習させ、このパラメ
ータと上記室内温度などより温冷感指標を演算し、この
温冷感指標に基づいて圧縮機の周波数を制御して、居住
者の快適感を満足させるようにしたものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した空気調和装置
の運転制御装置においては、１入力１出力、つまり、圧
縮機の周波数を制御入力とし、温冷感指標を出力として
おり、この温冷感指標を演算する際、気流速度を変化さ
せると、温冷感指標が線形とならないことから、該気流
速度を一定として演算していた。この結果、上記運転制
御装置では、居住者が移動した場合などにおいて、該居
住者に対する気流速度が変化すると、上記温冷感指標で
は居住者の快適感を満足させることができないという問
題があった。また、従来、上記温冷感指標のパラメータ
初期値は、１つの平均的な値を設定しているのみである
ので、パラメータの収束性が悪いという問題があった。
つまり、居住者の環境状態は常に一定ではなく、夏と冬
とでは着衣量が異なると共に、着座状態や起立状態など
の活動量によって居住者が感じる温冷感が異なることか
ら、パラメータ初期値が一定であると、居住者の真温冷
感に温冷感指標を一致させるまでに時間を要し、快適性
が損なわれるという問題があった。更に、上記圧縮機の
周波数は、温冷感指標に基づいてＰＩＤ制御していたた
め、温冷感指標がオーバーシュートして温冷感指標の収
束に時間を要し、制御時間が長くなって快適性が損なわ
れるという問題があった。

【０００４】本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもの
で、気流速度の変化に対応できるようにすると共に、温
冷感指標の収束性を向上させるようにして居住者の快適
感を満足させるようにしたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明が講じた手段は、異なる気流速度に基づい
て温冷感指標のパラメータを演算する一方、空気調和装
置をファジィ制御し、又は、パラメータ初期値を変更さ
せるようにしたものである。具体的に、図１に示すよう
に、請求項１に係る発明が講じた手段は、先ず、空調空
間(11)を空気調和する空気調和装置(2) と、上記空調空
間(11)における所定の環境物理量を測定して測定信号を
出力する環境測定手段(13)とが設けられている。そし
て、上記空調空間(11)の居住者(12)の申告に基づき該居
住者(12)の真の温冷感が入力される温冷感入力手段(61)
が設けられている。更に、上記環境物理量と複数のパラ
メータとの関数であって、空調空間(11)の居住者(12)が
感ずる温冷感を予測する温冷感指標を演算する温冷感指
標演算手段(43)と、該温冷感指標演算手段(43)が演算し
た温冷感指標の予想温冷感と上記温冷感入力手段(61)よ
り入力された真温冷感との温冷感差が小さくなるように
少なくとも１つのパラメータを複数の気流速度に基づい
て評価演算してパラメータ信号を上記温冷感指標演算手
段(43)に出力するパラメータ設定手段(46)とが設けられ
ている。加えて、上記温冷感指標演算手段(43)の温冷感
指標に基づいて該温冷感指標が快適値になるように上記
空気調和装置(2) を制御する空調制御手段(51)が設けら
れた構成としている。

【０００６】また、請求項２に係る発明が講じた手段
は、請求項１の発明におけるパラメータ設定手段(46)
が、温冷感指標演算手段(43)が演算した温冷感指標の予
想温冷感と上記温冷感入力手段(61)より入力された真温
冷感との温冷感差が小さくなるように少なくとも１つの
パラメータを評価して変更し、パラメータ信号を上記温
冷感指標演算手段(43)に出力するように構成される一
方、空調制御手段(51)が、温冷感指標演算手段(43)の温
冷感指標を入力信号とし、該温冷感指標が快適値になる
ように所定のファジィルールに基づいて上記空気調和装
置(2) をファジィ制御するように構成されたものであ
る。

【０００７】また、請求項２に係る発明が講じた手段
は、請求項１の発明におけるパラメータ設定手段(46)
が、温冷感指標演算手段(43)が演算した温冷感指標の予
想温冷感と上記温冷感入力手段(61)より入力された真温
冷感との温冷感差が小さくなるように少なくとも１つの
パラメータを評価して変更し、パラメータ信号を上記温
冷感指標演算手段(43)に出力するように構成される一
方、居住者(12)の着衣量及び活動量の一方、又は双方の
居住者状態に基づく温冷感指標のパラメータ初期値を予
め記憶し、該居住者状態に対応した所定のパラメータ初
期値を上記パラメータ設定手段(46)に設定する初期値設
定手段(7) が設けられた構成としている。

【０００８】また、請求項４に係る発明が講じた手段
は、請求項１又は３記載の発明において、空調制御手段
(51)が、温冷感指標演算手段(43)の温冷感指標を入力信
号とし、所定のファジィルールに基づいて空気調和装置
(2) をファジィ制御するように構成されたものである。
また、請求項５に係る発明が講じた手段は、請求項１記
載の発明において、居住者(12)の着衣量及び活動量の一
方、又は双方の居住者状態に基づく温冷感指標のパラメ
ータ初期値を予め記憶し、該居住者状態に対応した所定
のパラメータ初期値を上記パラメータ設定手段(46)に設
定する初期値設定手段(7) を備えたものである。また、
請求項６に係る発明が講じた手段は、請求項５記載の発
明において、空調制御手段(51)は、温冷感指標演算手段
(43)の温冷感指標を入力信号とし、所定のファジィルー
ルに基づいて空気調和装置(2) をファジィ制御するよう
に構成されたものである。

【０００９】

【作用】上記の構成により、請求項１及び４乃至６に係
る発明では、先ず、温冷感指標演算手段(43)及びパラメ
ータ設定手段(46)により個人差学習適応制御等の制御を
行う。つまり、例えば、環境測定手段(13)が検出した室
内温度などの環境物理量に基づいて温冷感指標を演算
し、この温冷感指標が零（快適状態）になるように空調
制御手段(51)により空気調和装置、例えば、圧縮機の運
転周波数が制御されている。また、上記温冷感入力手段
(61)から真温冷感が入力されると、この真温冷感と温冷
感指標である予想温冷感とが比較され、予想温冷感が真
温冷感に一致するように温冷感指標のパラメータが変更
され、この変更された新たなパラメータに基づいて温冷
感指標が学習演算されることになる。この新たな温冷感
指標が零になるように空調制御手段(51)により圧縮機の
運転周波数が制御されている。そして、上記パラメータ
設定手段(46)がパラメータを演算する際、複数の気流速
度、例えば、２種類の気流速度に基づいて上記パラメー
タを演算することになる。この結果、居住者(12)が移動
した際等において、居住者(12)が受ける気流速度が変化
しても居住者(12)の真温冷感に一致した空調を行うこと
ができることになる。

【００１０】また、請求項２，５及び６に係る発明で
は、空調制御手段(51)が空気調和装置(2) 、例えば、圧
縮機をファジィ制御しているので、温冷感指標演算手段
(43)が演算した温冷感指標のオーバーシュートがなく、
該温冷感指標が迅速に収束することになる。

【００１１】また、請求項３乃至６に係る発明では、初
期値設定手段(7) により居住者(12)の着衣量や活動量に
基づいて温冷感指標演算手段(43)にパラメータ初期値が
異なる値に設定される。この結果、パラメータの収束性
が早くなることになる。

【００１２】

【発明の効果】従って、請求項１及び４乃至６に係る発
明によれば、空気調和装置を制御する温冷感指標のパラ
メータを評価演算する際、異なる気流速度に基づいて行
うようにしたために、気流速度を考慮した温冷感指標を
演算することができる。この結果、居住者(12)が移動し
た際等において、居住者(12)が受ける気流速度が変化し
ても居住者(12)の快適性を維持することができるので、
広範囲に亘って居住者(12)の快適性を向上させることが
できる。

【００１３】また、請求項２，５及び６に係る発明によ
れば、空気調和装置をファジィ制御するようにしたため
に、従来のＰＩＤ制御に比し、温冷感指標のオーバーシ
ュートを防止することができるので、温冷感指標を迅速
に収束性させることができる。この結果、制御時間を短
縮することができることから、素早く居住者(12)の快適
感を満足させることができる。

【００１４】また、請求項３乃至６に係る発明によれ
ば、居住者(12)の着衣量や活動量に基づいてパラメータ
初期値を異なる値に設定するようにしたために、該パラ
メータの収束性を早くすることができる。このことよ
り、制御時間を短縮することができ、素早く居住者(12)
の快適感を満足させることができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図２に示すように、 (1)は、本発明が適用
されるHVAC（熱(heating) と、換気(ventilaring) と、
空気調和(air-coditioning) ）システムであって、空調
空間である閉空間の部屋(11)に壁掛型の空気調和装置
(2) が設置されて成り、該空気調和装置(2) が居住者で
あるユーザ(12)の快適感を充足するように室内を空気調
和している。図３は、上記空気調和装置(2) の概略制御
ブロックを示しており、HVACシステム(1) からの制御情
報をシステム制御系(3) における適応制御系(4) が受取
り、該適応制御系(4) が出力する出力信号をコントロー
ラ系(5) が受けて該コントローラ系(5) がHVACシステム
(1) に制御信号を出力するように構成されている。

【００１６】また、図４は、上記空気調和装置(2) の詳
細な制御ブロックを示しており、上記HVACシステム(1)
と、上記適応制御系(4) 及びコントローラ系(5) を有す
るシステム制御系(3) と、入力系(6) とを備えて構成さ
れ、該HVACシステム(1) は、室内温度などが上記空気調
和装置(2) によって制御されている。該空気調和装置
(2) は、図示しないが、圧縮機と室外熱交換器と電動膨
脹弁と室内熱交換器とを備えて冷房サイクルと暖房サイ
クルとに可逆運転可能に構成され、上記圧縮機は、運転
周波数を変更して運転容量が可変に構成される一方、上
記空気調和装置(2) は、吹出し風速、つまり、気流速度
の可変な室内ファンを備えて構成されている。一方、上
記部屋(11)には、環境測定手段である環境状態検出部(1
3)が設けられており、該環境状態検出部(13)は、室内温
度を検出する室温センサ、室内湿度を検出する湿度セン
サ、及び輻射温度を検出する輻射温度センサ（壁面温度
センサ）などで構成され、各室内温度などの検出信号
（測定信号）が上記適応制御系(4) に入力されいる。上
記入力系(6) は、温冷感入力手段である申告入力部(61)
を備え、居住者であるユーザ(12)が感じる真温冷感が入
力されるように構成されており、例えば、リモコンに設
けられたスライド式の温冷感スイッチで構成され、“暑
い”から“寒い”を７段階（＋３，＋２，＋１，０，−
１，−２，−３）に区分し、“０”を“快適状態”とし
て真温冷感である温冷感情報が入力され、該温冷感情報
を適応制御系(4) に出力している。

【００１７】上記システム制御系(3) は、適応制御系
(4) が演算する温冷感指標Ｖhat に基づいてコントロー
ラ系(5) が圧縮機の運転周波数を制御するように構成さ
れている。そして、この温冷感指標Ｖhat は、ユーザ(1
2)が感じる温冷感の予測値である予測温冷感であって、
適応制御系(4) は、ユーザ(12)が感じる真温冷感とこの
予想温冷感が一致するように温冷感指標Ｖhat を学習制
御し、この学習した温冷感指標Ｖhat を基にコントロー
ラ系(5) が圧縮機を制御している。

【００１８】そこで、上記空調制御の基本的原理となる
適応制御系(4) における個人差学習適応制御の概略につ
いて説明する。先ず、予想平均申告PMV を本制御に適用
するため、ファンガ(Fanger)が採用した諸式の一部を次
式に示すような関係に置き換える。輻射熱伝達の式は、 Ｒ＝hr・(Tc1−Tr) ……(1) Ｒ：単位面積当りの熱輻射 hr：輻射熱伝達係数 Tc1 ：着衣温度 Tr：輻射温度、18.0℃＜Tr＜30.0℃ となる。また、対流熱伝達の式は、 hc＝ hcn＋hcf ＝constant＋κ・Ｖ^0.67 ……(2) hc：対流熱伝達係数 hcn ：強制対流熱伝達係数 hcf ：自然対流熱伝達係数 κ：定数 Ｖ：気流速度 となる。上記(1), (2)式より、温冷感指標Ｖhat が陽的
な形式に展開された次式が導き出される。 Ｖhat ＝θhat0＋θhat1・Pv＋θhat2・Ta＋θhat3・Tr＋θhat4・Ｖ^2/3 ＋θhat5・Pv・Ｖ^2/3 ＋θhat6・Ta・Ｖ^2/3 ……(3) θhat0〜θhat6：パラメータ Ta：室内温度 Pv：室内蒸気圧 また、上記気流速度Ｖを一定（Ｖ＝constant）とし、輻
射温度Trを壁面温度Twと等しい（Tr＝Tw）とすると、
(3)式から線形化された次式が得られる。 Ｖhat ＝Ｃhat0＋Ｃhat1・Pv＋Ｃhat2・Ta＋Ｃhat3・Tw ……(4) Ｃhat0〜Ｃhat3：パラメータ そして、上記(3) 式又は(4) 式を温冷感モデル、つま
り、ユーザモデルとし、ユーザ(12)の申告した真温冷感
によりパラメータθhat0〜θhat6又はＣhat0〜Ｃhat3を
チューニングすることにより、ユーザ(12)個々の温冷感
を学習し、予想温冷感である温冷感指標Ｖhat を真温冷
感に一致させるようにし、ユーザ(12)にとって最適な目
標を決定することができる。

【００１９】一方、熱入力ｑが圧縮機周波数に比例する
単純なHVACシステム(1)(図２参照）をエネルギと蒸気圧
との保存式からモデル化すると、次式の状態方程式を導
き出すことができる。 Ｘ＝Ａ・ｘ＋ｂ・ｑ ……(5) この(5) 式において、状態変数ｘ、部屋(11)の熱収支を
示す熱定数Ａ、及び空気調和装置(2) の室内熱交換器の
熱定数ｂは、次の通りである。

【００２０】

【式１】 Tm：室内熱交換器温度 To：室外温度 Po：室外蒸気圧 また、上記温冷感指標Ｖhat は、状態変数ｘを用いる
と、HVACシステム(1) の出力誤差に他ならず、次の通り
となる。 Ｖhat ＝ｙ−ｒ ……(7) ｙ＝ｃ・ｘ ……(8) ここで、ｙは、上記状態変数（室内外の温度差及び湿度
差）に関係する項で、ｒは、室外条件に関係する項であ
り、次の通りとなる。 ｒ＝−Ｃhat0−Ｃhat2・Po−（Ｃhat1＋Ｃhat3）・To ……(9) ｙ＝［０, Ｃhat2，Ｃhat3，Ｃhat1］ ……(10) 従って、熱入力ｑ（圧縮機周波数）から温冷感指標Ｖha
t への開ループ伝達関数は、

【００２１】

【式２】 となる。

【００２２】一方、上記パラメータθhat0〜θhat6又は
Ｃhat0〜Ｃhat3の学習法としては、制約付再帰的最小二
乗法を用いる。これは、ｍ次元空間Rmにおいて、閉じ且
つ凸な部分空間Ｃ（室内）に存在することが保証された
パラメータベクトルにθ^* を収束させるものである。こ
の時、θ^* (n) ＝φ^T (n) ・θ^* であり、部分空間Ｃの
内部でパラメータベクトルθ^* を収束させるアルゴリズ
ムは、以下のような漸化式となる。（尚、詳細は、Grah
am C. Goodwin とKwai Sang Sin による“Adaptive Fil
tering,Prediction,and Contol”Prentice-Hall,Englew
ood Cliffs,NewJersey,1984. 参照） e(n)＝Ｖ^* (n) −φ^T (n) ・θhat(n) ……(12) Ｋ(n) ＝P(n-1)・φ(n)/{(1+φ^T (n) ・P(n-1)・φ(n)} ……(13) θhat(n)＝θhat(n-1)＋Ｋ(n) ・e(n) ……(14) P(n)＝{I−Ｋ(n) ・φ^T (n)}・P(n-1) ……(15) そこで、今、コントローラにＰＩＤ制御を用いると、伝
達関数は、 Gc(s) ＝ {K1・(s＋K2) ・(s＋K3)}/s ……(16) となる。この伝達関数に上記熱入力ｑ（圧縮機周波数）
から温冷感指標Ｖhat への開ループ伝達関数である(11)
式を乗ずると、システム全体の閉ループ伝達関数が、次
式のように求まることになる。

【００２３】

【式３】 これにより、制御ゲインが求まることになる。以上の原
理から、ユーザ(12)の申告からパラメータθhat0〜θha
t6又はＣhat0〜Ｃhat3を学習させる一方、この学習した
パラメータＣhat0〜Ｃhat3と、ユーザ(12)の周辺の室内
温度Ta、室内湿度Pv及び輻射温度Trから、温冷感指標Ｖ
hat を演算し、該温冷感指標Ｖhat が０になるようにＰ
ＩＤ制御により圧縮機の周波数を変化させる。そして、
２０分が経過した後に再びパラメータＣhat0〜Ｃhat3の
学習を行う。この制御を繰返し（３，４回）、個々のユ
ーザ(12)の快適感を満足させていくようにしている。

【００２４】そこで、上記適応制御系(4) は、上述した
原理に基づいて、パラメータ評価部(41)と、パラメータ
記憶部(42)と、温冷感指標演算部(43)と、温冷感指標判
定部(44)と、パラメータ収束判定部(45)とより構成され
ている。該パラメータ評価部(41)は、上記申告入力部(6
1)からのユーザ(12)の真温冷感信号を受け、上記(12)〜
(15)式に基づたアルゴリズムによりパラメータＣhat0〜
Ｃhat3を算出するように構成されている。つまり、該パ
ラメータ評価部(41)は、上記ユーザ(12)が申告した真温
冷感と予想温冷感である温冷感指標Ｖhat とを比較し、
該真温冷感と予想温冷感との温冷感差が零になるように
少なくとも１つのパラメータＣhat0〜Ｃhat3を評価して
変更し、該パラメータＣhat0〜Ｃhat3を算出している。
その上、該パラメータ評価部(41)は、本発明の特徴の１
つとして、上記パラメータＣhat0〜Ｃhat3を算出する
際、２つの気流速度に基づいてパラメータＣhat0〜Ｃha
t3を算出するように構成されている。具体的に、１回の
パラメータθhat0〜θhat6を学習する際、第１の気流速
度V1に基づいて上記(4) 式のパラメータＣhat01 〜Ｃha
t31 を算出すると共に、該第１の気流速度V1と異なる第
２の気流速度V2に基づいて上記(4) 式のパラメータＣha
t02 〜Ｃhat32 を算出する。そして、上記パラメータ評
価部(41)は、次式の連立方程式より上記パラメータθha
t0〜θhat6を算出するように構成されている。 θhat0＋θhat4・V1^2/3 ＝Ｃhat01 ……(18) θhat0＋θhat4・V2^2/3 ＝Ｃhat02 ……(19) θhat0＋θhat5・V1^2/3 ＝Ｃhat01 ……(20) θhat0＋θhat5・V2^2/3 ＝Ｃhat02 ……(21) θhat0＋θhat6・V1^2/3 ＝Ｃhat01 ……(22) θhat0＋θhat6・V2^2/3 ＝Ｃhat02 ……(23) この(18)〜(23)式に基づいてパラメータ評価部(41)は上
記(3) 式におけるパラメータθhat0〜θhat6を算出する
ように構成されている。

【００２５】また、上記パラメータ記憶部(42)は、パラ
メータ評価部(41)が算出したパラメータθhat0〜θhat6
を記憶するように構成され、上記パラメータ評価部(41)
とパラメータ記憶部(42)とによってパラメータ設定手段
(46)が構成されている。また、上記温冷感指標演算部(4
3)は、パラメータ記憶部(42)が記憶したパラメータθha
t0〜θhat6のパラメータ信号を受けると共に、環境状態
検出部(13)からの室内温度などの検出信号を受けて、温
冷感指標Ｖhat を演算する温冷感指標演算手段を構成し
ている。つまり、該温冷感指標演算部(43)は、現在の室
内が暑いか又は寒いかを示す指標を演算し、ユーザモデ
ルとなっている。上記温冷感指標判定部(44)は、温冷感
指標演算部(43)が演算した温冷感指標Ｖhat の温冷感信
号を受け、該温冷感指標Ｖhat が０になったか否か、及
び該温冷感指標Ｖhat の微分値である変化量ΔＶhat が
０になったか否か（温冷感指標Ｖhat が０に安定したか
否か）、つまり、室内が快適な状態になったか否かをを
判定している。上記パラメータ収束判定部(45)は、パラ
メータ評価部が演算したパラメータθhat0〜θhat6が収
束したか否かを判定し、収束度に対応した収束信号を出
力するように構成されている。

【００２６】一方、上記コントローラ系は、本発明の特
徴の１つで、空調制御手段であるファジィコントローラ
(51)が設けられると共に、ファン回転数制御部(52)が設
けられて構成されている。該ファン回転数制御部(52)
は、上記パラメータ収束判定部(45)からの収束信号を受
けて空気調和装置(2) の室内ファンを制御するように構
成されており、上記パラメータ評価部(41)がパラメータ
θhat0〜θhat6を演算する際、室内ファンに制御信号を
出力してファン回転数を変速させるように構成されてい
る。

【００２７】また、上記ファジィコントローラ(51)は、
温冷感指標判定部(44)からの温冷感指標Ｖhat 及びその
変化量ΔＶhat の情報信号を受けて上記温冷感指標Ｖha
t が０になるように圧縮機の運転周波数をファジィ制御
するように構成されている。具体的に、例えば、該ファ
ジィコントローラ(51)は、図５に示すように、所定のフ
ァジィルールが記憶されており、温冷感指標Ｖhat とそ
の変化量ΔＶhat とに基づいて圧縮機の制御信号を出力
している。

【００２８】更に、本発明の特徴として、上記システム
制御系(3) には、上記温冷感指標Ｖhat におけるパラメ
ータＣhat0〜Ｃhat3の初期値を設定する初期値設定手段
である初期設定系(7) が設けられている。該初期設定系
(7) は、ユーザ(12)の着衣量や活動量のユーザ状態に対
応してパラメータＣhat0〜Ｃhat3を設定するように構成
されており、カレンダー機能部(71)と、着衣量算出部(7
2)と、活動量算出部(73)と、初期パラメータ設定部(74)
とより構成されている。該カレンダー機能部(71)は、１
年間の月日を示す月日信号を着衣量算出部(72)に出力す
るように構成されている。上記着衣量算出部(72)は、ユ
ーザ(12)の着衣量Ｉclを概年周期の関数として記憶し、
例えば、図６に示すように、１年間の着衣量情報が予め
記憶されており、上記カレンダー機能部(71)の月日信号
と、環境状態検出部(13)からの室内温度信号とを受けて
着衣量信号を初期パラメータ設定部(74)に出力するよう
に構成されている。上記活動量算出部(73)は、図７に示
すように、２つの輻射センサR1, R2が部屋の側壁に取付
けられてなり、該両輻射センサR1, R2が検出するユーザ
(12)の状態情報と、図８に示すように、状態情報にから
導出した活動量Kcal/hrm² とに基づいて活動量信号を初
期パラメータ設定部(74)に出力するように構成されてい
る。そして、上記両輻射センサR1, R2による状態情報の
算出は、両輻射センサR1, R2の高さｈと間隔ｌとが予め
設定されており、次式からユーザ(12)の高さａを算出
し、“寝ている状態”、“座っている状態”、“立って
いる状態”、及び“歩いている状態”を導出するように
なっている。 ａ＝ｈ−{tanD1×tanD2 ・ｌ }/{ tanD3×(tanD1＋tanD1)] ……(24) D1,D2 ：水平方向の角度 D3：垂直方向の角度 次に、上記HVACシステム(1) の制御動作について、図９
の制御フローに基づき説明する。先ず、空気調和装置
(2) の制御動作を開始すると、ステップST１において、
カウンタをリセットした後、ステップST２に移り、初期
値を設定する。その際、初期設定系(7) がユーザ(12)の
着衣量及び活動量に対応してパラメータ初期値を設定す
る。つまり、カレンダー機能部(71)が出力する現在の月
日と環境状態検出部(13)が出力する室内温度等より着衣
量算出部(72)が、図６に基づいて着衣量信号を初期パラ
メータ設定部(74)に出力する。また、活動量算出部(73)
は、輻射センサR1, R2が出力する検知信号に基づいてユ
ーザ(12)の状態情報を導出し、具体的に、ユーザ(12)の
高さａを(24)式から算出し、“寝ている状態”、“座っ
ている状態”、“立っている状態”、及び“歩いている
状態”を導出する。更に、該活動量算出部(73)は、この
状態情報と、環境状態検出部(13)が出力する室内温度等
とから図８に基づいて活動量信号を初期パラメータ設定
部(74)に出力する。そして、該初期パラメータ設定部(7
4)は、パラメータ記憶部(42)にパラメータＣhat0〜Ｃha
t3の初期値を設定した後、ステップST３に移り、カウン
タに１を加算し、ステップST４に移り、真温冷感の申告
を受取る。つまり、申告入力部(61)よりユーザ(12)から
入力された真温冷感がパラメータ評価部に入力される。
続いて、ステップST５に移り、上記パラメータ評価部(4
1)がパラメータＣhat0〜Ｃhat3を評価した後、ステップ
ST６に移り、温冷感指標演算部(43)が温冷感指標Ｖhat
を(4) 式に基づいて演算する。その後、ステップST７に
移り、圧縮機の運転周波数がファジィコントローラ(51)
より指令される。

【００２９】次いで、ステップST８に移り、環境状態検
出部(13)が室内温度などを検出した後、ステップST９に
移り、この検出された室内温度などの環境物理量に基づ
いて再度温冷感指標演算部(43)が温冷感指標Ｖhat を
(4) 式に基づいて演算する。引き続いて、ステップST10
に移り、温冷感指標判定部(44)が温冷感指標Ｖhat=０及
び温冷感指標Ｖhat の変化量ΔＶhat=０であるか否かを
判定し、該Ｖhat=０及び変化量ΔＶhat=０になるまでス
テップST11に移り、ファジィコントローラ(51)が圧縮機
の運転周波数をファジィ制御して、上記ステップST７に
戻ることになる。つまり、該ファジィコントローラ(51)
は、図５に示すファジィルールに基づいて制御信号を圧
縮機に出力することになる。つまり、適応制御系(4) に
おいて、個人差学習適応制御が行われ、環境状態検出部
(13)が検出した室内温度などの環境物理量が温冷感指標
演算部(43)に入力されており、該温冷感指標演算部(43)
が温冷感指標Ｖhat を(4) 式に基づいて演算し、この温
冷感指標Ｖhat が零（快適状態）になるようにファジィ
コントローラ(51)が制御信号を空気調和装置(2) に出力
して圧縮機の運転周波数が制御されている。一方、上記
申告入力部(61)からの真温冷感をパラメータ評価部(41)
が受けてパラメータＣhat0〜Ｃhat3を評価し、つまり、
予想温冷感である温冷感指標Ｖhatと真温冷感とを比較
し、温冷感指標Ｖhat が真温冷感に一致するように上記
(12)〜(15)式のアルゴリズムに基づいてパラメータＣha
t0〜Ｃhat3を変更して設定する。そして、この設定され
たパラメータＣhat0〜Ｃhat3は、パラメータ記憶部(42)
に記憶されると共に、上記温冷感指標演算部(43)に入力
され、新たなパラメータＣhat0〜Ｃhat3に基づいて温冷
感指標Ｖhat が演算されることになり、この新たな温冷
感指標Ｖhat が零になるようにファジィコントローラ(5
1)が圧縮機の運転周波数をファジィ制御している。

【００３０】その後、上記ステップST10において、Ｖha
t=０及びΔＶhat=０になると、判定がＹＥＳとなって、
ステップST12に移り、パラメータＣhat0〜Ｃhat3が所定
値ε以下か否かを判定し、所定値εになるまで上記ステ
ップST４に戻る一方、所定値εになると、ステップST13
に移り、カウンタが２になったか否かを判定し、該カウ
ンタが１の場合は、ステップST14に移り、ファン回転数
制御部(52)が室内ファンの回転数を変化させて気流速度
Ｖを変化させ、上記ステップST３に戻ることになる。つ
まり、１回のパラメータθhat0〜θhat6を学習する際、
第１の気流速度V1に基づいて上記(4) 式のパラメータＣ
hat01 〜Ｃhat31 を算出すると共に、該第１の気流速度
V1と異なる第２の気流速度V2に基づいて上記(4) 式のパ
ラメータＣhat02 〜Ｃhat32 を算出する。そして、上記
ステップST13において、カウンタが２になると、判定が
ＹＥＳとなってステップST15に移り、上記(18)〜(23)式
に基づいてパラメータ評価部(41)は上記(3) 式における
パラメータθhat0〜θhat6を算出して上述の動作を繰返
すことになる。つまり、上記パラメータθhat0〜θhat6
２種類の気流速度V1, V2に基づいて学習制御され、この
パラメータθhat0〜θhat6の学習制御は、２０分毎に行
われ、予想温冷感である温冷感指標Ｖhat は３，４回の
学習でユーザ(12)の真温冷感に一致することになり、以
後、この温冷感指標Ｖhat に基づいてユーザ(12)に合致
した空調制御が行われることになる。

【００３１】従って、本実施例によれば、空気調和装置
(2) を制御する温冷感指標のパラメータを評価演算する
際、異なる気流速度に基づいて行うようにしたために、
気流速度を考慮した温冷感指標を演算することができ
る。この結果、ユーザ(12)が移動した際等において、ユ
ーザ(12)が受ける気流速度が変化してもユーザ(12)の快
適性を維持することができるので、広範囲に亘ってユー
ザ(12)の快適性を向上させることができる。また、上記
空気調和装置(2) をファジィ制御するようにしたため
に、従来のＰＩＤ制御に比し、温冷感指標のオーバーシ
ュートを防止することができるので、温冷感指標を迅速
に収束性させることができる。つまり、図10に示すよう
に、温冷感指標Ｖhat がオーバーシュートすることなく
収束する。これに対し、従来、図11に示すように、ＰＩ
Ｄコントローラでは、Ｘ点の如くオーバーシュートが起
こり、温冷感指標Ｖhat の収束性が悪かった。この温冷
感指標Ｖhat の収束性を向上させることができる結果、
制御時間を短縮することができることから、素早くユー
ザ(12)の快適感を満足させることができる。また、ユー
ザ(12)の着衣量や活動量に基づいてパラメータ初期値を
異なる値に設定するようにしたために、該パラメータＣ
hat0〜Ｃhat3の収束性を早くすることができる。つま
り、従来、例えば、着衣量Ｉclを0.6 に、活動量を51.7
5Kcal/hr m² に固定していたのに対し、パラメータＣha
t0〜Ｃhat3の初期値を最適値の近傍に設定することがで
きるので、制御時間を短縮することができ、素早く居住
者の快適感を満足させることができる。

【００３２】尚、本実施例において、ファジィコントロ
ーラ(51)を用いたが、入力信号である温冷感指標Ｖhat
等に重み付けして圧縮機を制御するニューロ制御を用い
てもよい。また、上記申告入力部(61)は、リモコンに限
られず、専用の入力手段であってもよい。また、上記適
応制御系(4) は、実施例に限られるものではなく、空気
調和装置(2) も壁掛型に限られるないことは勿論であ
る。また、上記パラメータθhat0〜θhat6の算出の際、
３つ以上の気流速度に基づいて行うようにしてもよい。
また、本発明は、複数の気流速度に基づいてパラメータ
θhat0〜θhat6を設定するようにするのみでもよく、フ
ァジィ制御するのみでもよく、また、パラメータＣhat0
〜Ｃhat3を変更するのみでもよく、これらの組合わせで
もよいことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図である。

【図２】HVACシステムを示す概略図である。

【図３】空気調和装置の制御系統を示す概略制御ブロッ
ク図である。

【図４】空気調和装置の制御系統を示す詳細な制御ブロ
ック図である。

【図５】ファジィルールを示すファジィルールの構成図
である。

【図６】１年間の着衣量変化の特性図である。

【図７】ユーザ状態の検出を示す概略構成図である。

【図８】ユーザ状態に対する活動量変化の特性図であ
る。

【図９】空気調和装置の制御フロー図である。

【図１０】ファジィ制御による温冷感指標の変化特性図
である。

【図１１】従来のＰＩＤ制御による温冷感指標の変化特
性図である。

【符号の説明】

1 HVACシステム 2 空気調和装置 4 適応制御系 7 初期設定系（初期値設定手段） 11 部屋（空調空間） 12 ユーザ（居住者） 13 環境状態検出部（環境測定手段） 41 パラメータ評価部 43 温冷感指標演算部 46 パラメータ制御手段 51 ファジィコントローラ（空調制御手段） 61 申告入力部（温冷感入力手段）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空調空間(11)を空気調和する空気調和装
   置(2) と、 上記空調空間(11)における所定の環境物理量を測定して
   測定信号を出力する環境測定手段(13)と、 上記空調空間(11)の居住者(12)の申告に基づき該居住者
   (12)の真の温冷感が入力される温冷感入力手段(61)と、 上記環境物理量と複数のパラメータとの関数であって、
   上記空調空間(11)の居住者(12)が感ずる温冷感を予測す
   る温冷感指標を演算する温冷感指標演算手段(43)と、 該温冷感指標演算手段(43)が演算した温冷感指標の予想
   温冷感と上記温冷感入力手段(61)より入力された真温冷
   感との温冷感差が小さくなるように少なくとも１つのパ
   ラメータを複数の気流速度に基づいて評価演算してパラ
   メータ信号を上記温冷感指標演算手段(43)に出力するパ
   ラメータ設定手段(46)と、 上記温冷感指標演算手段(43)の温冷感指標に基づいて該
   温冷感指標が快適値になるように上記空気調和装置(2)
   を制御する空調制御手段(51)とを備えていることを特徴
   とする空気調和装置の運転制御装置。
2. 【請求項２】 空調空間(11)を空気調和する空気調和装
   置(2) と、 上記空調空間(11)における所定の環境物理量を測定して
   測定信号を出力する環境測定手段(13)と、 上記空調空間(11)の居住者(12)の申告に基づき該居住者
   (12)の真の温冷感が入力される温冷感入力手段(61)と、 上記環境物理量と複数のパラメータとの関数であって、
   上記空調空間(11)の居住者(12)が感ずる温冷感を予測す
   る温冷感指標を演算する温冷感指標演算手段(43)と、 該温冷感指標演算手段(43)が演算した温冷感指標の予想
   温冷感と上記温冷感入力手段(61)より入力された真温冷
   感との温冷感差が小さくなるように少なくとも１つのパ
   ラメータを評価して変更し、パラメータ信号を上記温冷
   感指標演算手段(43)に出力するパラメータ設定手段(46)
   と、 上記温冷感指標演算手段(43)の温冷感指標を入力信号と
   し、該温冷感指標が快適値になるように所定のファジィ
   ルールに基づいて上記空気調和装置(2) をファジィ制御
   する空調制御手段(51)とを備えていることを特徴とする
   空気調和装置の運転制御装置。
3. 【請求項３】 空調空間(11)を空気調和する空気調和装
   置(2) と、 上記空調空間(11)における所定の環境物理量を測定して
   測定信号を出力する環境測定手段(13)と、 上記空調空間(11)の居住者(12)の申告に基づき該居住者
   (12)の真の温冷感が入力される温冷感入力手段(61)と、 上記環境物理量と複数のパラメータとの関数であって、
   上記空調空間(11)の居住者(12)が感ずる温冷感を予測す
   る温冷感指標を演算する温冷感指標演算手段(43)と、 該温冷感指標演算手段(43)が演算した温冷感指標の予想
   温冷感と上記温冷感入力手段(61)より入力された真温冷
   感との温冷感差が小さくなるように少なくとも１つのパ
   ラメータを評価して変更し、パラメータ信号を上記温冷
   感指標演算手段(43)に出力するパラメータ設定手段(46)
   と、 上記温冷感指標演算手段(43)の温冷感指標に基づいて該
   温冷感指標が快適値になるように上記空気調和装置(2)
   を制御する空調制御手段(51)と、 上記居住者(12)の着衣量及び活動量の一方、又は双方の
   居住者状態に基づく温冷感指標のパラメータ初期値を予
   め記憶し、該居住者状態に対応した所定のパラメータ初
   期値を上記パラメータ設定手段(46)に設定する初期値設
   定手段(7) とを備えていることを特徴とする空気調和装
   置の運転制御装置。
4. 【請求項４】 請求項１又は３記載の空気調和装置の運
   転制御装置において、空調制御手段(51)は、温冷感指標
   演算手段(43)の温冷感指標を入力信号とし、所定のファ
   ジィルールに基づいて空気調和装置(2) をファジィ制御
   するように構成されていることを特徴とする空気調和装
   置の運転制御装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載の空気調和装置の運転制御
   装置において、居住者(12)の着衣量及び活動量の一方、
   又は双方の居住者状態に基づく温冷感指標のパラメータ
   初期値を予め記憶し、該居住者状態に対応した所定のパ
   ラメータ初期値を上記パラメータ設定手段(46)に設定す
   る初期値設定手段(7) を備えていることを特徴とする空
   気調和装置の運転制御装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の空気調和装置の運転制御
   装置において、空調制御手段(51)は、温冷感指標演算手
   段(43)の温冷感指標を入力信号とし、所定のファジィル
   ールに基づいて空気調和装置(2) をファジィ制御するよ
   うに構成されていることを特徴とする空気調和装置の運
   転制御装置。