(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍装置の電子膨張弁に操作量信号を与えることにより冷凍装置の過熱度を制御する電子膨張弁の制御装置であって、
入力される過熱度設定値と前記冷凍装置の測定過熱度に応じて前記電子膨張弁に対する操作量信号を出力するＰＩＤ制御手段と、
過熱度設定値と前記ＰＩＤ制御手段が出力する前記操作量信号のフィードバック値を入力して、前記ＰＩＤ制御手段に出力する過熱度設定値を補正し、補正済みの補正過熱度設定値を前記ＰＩＤ制御手段に出力する設定値補正手段と、
を備えたことを特徴とする電子膨張弁の制御装置。
【請求項２】
前記設定値補正手段は、前記操作量信号のフィードバック値から、前記電子膨張弁の弁開度変化を常時監視して、第１周期毎に、過去の第２周期分における弁開度変化量、弁開度変化幅を算出し、過去の第２周期分における弁開度変化量が第１所定パルス以下で、且つ、過去の第２周期分における弁開度変化幅が第１所定パルス幅以下である場合には、現在の過熱度設定値が高いと判断して前記過熱度設定値を低めに補正し、
過去の第２周期分における弁開度変化量が第２所定パルス以上である場合には、現在の過熱度設定値が低いと判断して前記過熱度設定値を高めに補正することを特徴とする請求項１に記載の電子膨張弁の制御装置。
【請求項３】
前記設定値補正手段は、前記第１周期よりも長い第３周期毎に、過去第３周期間の弁開度変化量を記憶して、その前回分までを保持し、前記第１周期毎に、今回の過去第３周期間の弁開度変化量が、第３所定パルス以上で、「第３周期間の弁開度変化量の第３周期間毎の値」の３倍以上に増加したか、或いは、今回の過去第３周期間の弁開度変化量が、第３所定パルス（例えば２１パルス）以上で、「第３周期間の弁開度変化量の第３周期間毎の値の前回分」の４倍以上に増加した場合にも、現在の過熱度設定値が低いと判断して前記過熱度設定値を高めに補正することを特徴とする請求項２に記載の電子膨張弁の制御装置。
【請求項４】
冷凍装置が運転を開始し、制御装置が起動処理を終了してから、前記第１周期毎に算出した過去の第２周期分の弁開度変化幅が第２所定パルス幅以内になるか、或いは冷凍装置が運転を開始し制御装置が起動処理を終了してからの経過時間が３０分以上になるか、のどちらかが成立した時点から前記過熱度設定値の補正を開始するようにしたことを特徴とする請求項２または３に記載の電子膨張弁の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍装置における電子膨張弁の制御装置に係り、詳細には、冷凍装置の過熱度を調整するために電子膨張弁の弁開度を制御する電子膨張弁の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の制御装置として、例えば特開２００９−１５６５０２号公報（特許文献１）、特公平８−３３２４４号公報（特許文献２）に開示されたものがある。
【０００３】
特許文献１の技術は、目標値フィルタの定数を変えて、測定過熱度が過熱度設定値を上げる場合も下げる場合も、過熱度が設定値に速やかに収束するようにした技術であり、冷凍装置を設置した際の過熱度の調整を容易にしたものである。また、特許文献２の技術は、測定過熱度の変化を監視して、過熱度の設定を補正し常に最適な設定値で運転することが出来る技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１５６５０２号公報
【特許文献２】特公平８−３３２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のものでは、調整された過熱度設定値は、調整した時点の条件においては最適な過熱度設定を得られるが、その設定値が、いかなる条件においても最適な値であるとは言えない。よって、小まめに過熱度設定値の調整を行うことが出来ない場合には、季節条件や負荷条件などが変わっても液バック運転を継続することがないように、過熱度設定値を高めにしておく必要があり、常に最適な過熱度で運転できていない点で課題が残されている。言い換えると、常に最適な過熱度で運転する為には、条件が変わる毎に、ユーザーが過熱度設定値を変更する必要があり、わずらわしさの面で課題が残されている。
【０００６】
また、特許文献２の技術では、過熱度設定値が低いことを判断して高めに補正するまでの間、振動的な過熱度の変化が制御信号としてコントローラに入力されるので、それに応じて電子膨張弁も振動的な動作をしてしまい、電子膨張弁の信頼性の面では課題が残されている。
【０００７】
本発明は、様々な冷凍装置、負荷、蒸発器圧力、凝縮器圧力等の条件においても、最適な過熱度で運転する事を実現しつつ、電子膨張弁の機械寿命を縮めることがない、信頼性の高い電子膨張弁の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の電子膨張弁の制御装置は、冷凍装置の電子膨張弁に操作量信号を与えることにより冷凍装置の過熱度を制御する電子膨張弁の制御装置であって、入力される過熱度設定値と前記冷凍装置の測定過熱度に応じて前記電子膨張弁に対する操作量信号を出力するＰＩＤ制御手段と、過熱度設定値と前記ＰＩＤ制御手段が出力する前記操作量信号のフィードバック値を入力して、前記ＰＩＤ制御手段に出力する過熱度設定値を補正し、補正済みの補正過熱度設定値を前記ＰＩＤ制御手段に出力する設定値補正手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の電子膨張弁の制御装置は、請求項１に記載の制御装置であって、前記設定値補正手段は、前記操作量信号のフィードバック値から、前記電子膨張弁の弁開度変化を常時監視して、第１周期（例えば１分）毎に、過去の第２周期分（例えば１０分間分）における弁開度変化量、弁開度変化幅を算出し、過去の第２周期分における弁開度変化量が第１所定パルス（例えば２５パルス）以下で、且つ、過去の第２周期分における弁開度変化幅が第１所定パルス幅（例えば５パルス）以下である場合には、現在の過熱度設定値が高いと判断して前記過熱度設定値を低めに補正し、過去の第２周期分における弁開度変化量が第２所定パルス（例えば８７パルス）以上である場合には、現在の過熱度設定値が低いと判断して前記過熱度設定値を高めに補正するものであり、前記第１所定パルス、及び前記第１所定パルス幅は、それぞれが実験に基づいて得られた値で、電子膨張弁の構造や、前記第２周期の長さによって異なるが、過熱度制御が安定していると判断できる状態で、前記第２周期の間運転した際に得られる上限の値であり、前記第２所定パルスは電子膨張弁の寿命から算出される値で、前記第２周期の間の弁開度変化量が前記第２所定パルス以内であれば、そのままの運転状態で冷凍装置の運転を継続して、電子膨張弁の規定寿命（例えば１０年間）を経過することを想定しても、電子膨張弁の耐久動作回数を越えないように算出された値と、実験に基づいて得られた、過熱度が低く不安定であることを（液バックが近づいたことを）確実に判断出来る値とを比較して、小さい方の値であることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の電子膨張弁の制御装置は、請求項２に記載の電子膨張弁の制御装置であって、前記設定値補正手段は、前記第１周期よりも長い第３周期（例えば第２周期と同じ１０分）毎に、過去第３周期間の弁開度変化量を「第３周期間の弁開度変化量の第３周期間毎の値」として記憶し、その前回分を「第３周期間の弁開度変化量の第３周期間毎の値の前回分」として保持し、前記第１周期毎に、今回の過去第３周期間の弁開度変化量が、第３所定パルス（例えば２１パルス）以上で、「第３周期間の弁開度変化量の第３周期間毎の値」の３倍以上に増加したか、或いは、今回の過去第３周期間の弁開度変化量が、第３所定パルス（例えば２１パルス）以上で、「第３周期間の弁開度変化量の第３周期間毎の値の前回分」の４倍以上に増加した場合にも、現在の過熱度設定値が低いと判断して前記過熱度設定値を高めに補正するものであり、前記第３所定パルスの値は、実験に基づいて得られた値で、過熱度の変化が緩慢なシステムにおいても、過熱度が低く不安定である（液バックが近づいている）ことを判断する最小の値であり、この前記第３所定パルス以上であるという条件を設けることで、例えば「第３周期間の弁開度変化量の第３周期間毎の値」が１パルスで、前記第１周期毎の過去第３周期間の弁開度変化量が３パルスである場合や、「第３周期間の弁開度変化量の第３周期間毎の値の前回分」が１パルスで、前記第１周期毎の過去第３周期間の弁開度変化量が４パルスである場合のように、極端に少ない弁開度変化量の場合に、本来ならば制御が安定していると判断すべき所を、誤って過熱度が低く不安定である（液バックが近づいている）と判断してしまうことを防止できる。また、前記３倍、４倍という倍率も、実験に基づいて得られた値で、過熱度の変化が緩慢なシステムにおいても、過熱度が低く不安定であることを（液バックが近づいたことを）判断できる倍率であることを特徴とする。
【００１１】
請求項４の電子膨張弁の制御装置は、請求項２または請求項３に記載の制御装置であって、冷凍装置が運転を開始し、制御装置が起動処理を終了してから、前記第１周期毎に算出した過去の第２周期分の弁開度変化幅が第２所定パルス幅（例えば２５パルス）以内になるか、或いは冷凍装置が運転を開始し制御装置が起動処理を終了してからの経過時間が３０分以上になるか、のどちらかが成立した時点から前記過熱度設定値の補正を開始するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の電子膨張弁の制御装置によれば、冷凍装置の電子膨張弁に操作量信号を与えることにより冷凍装置の過熱度を制御する電子膨張弁の制御装置であって、入力される過熱度設定値と前記冷凍装置の測定過熱度に応じて前記電子膨張弁に対する操作量信号を出力するＰＩＤ制御手段と、過熱度設定値と前記ＰＩＤ制御手段が出力する前記操作量信号のフィードバック値を入力して、前記ＰＩＤ制御手段に出力する過熱度設定値を補正し、補正済みの補正過熱度設定値を前記ＰＩＤ制御手段に出力する設定値補正手段と、を備えているので、前記操作量信号のフィードバック値により過熱度設定値が高いのか低いのかを判断し、最適な値に補正することができ、冷凍装置のシステムの状態に応じて最適な過熱度設定値で運転することができる。
【００１３】
請求項２の電子膨張弁の制御装置は、電子膨張弁の弁開度変化量、変化幅により現在の過熱度設定値が高いのか低いのかを判断し補正し、その過熱度設定値が低いことを判断する電子膨張弁の弁開度変化量は、電子膨張弁の機械寿命を越えないように設定されている為、電子膨張弁が設計寿命以上の動作をする前に過熱度設定値が高めに補正され、過熱度変化および、電子膨張弁の弁開度変化が安定するので、請求項１の効果に加えて、信頼性が著しく向上する。
【００１４】
請求項３の電子膨張弁の制御装置によれば、請求項２の効果に加えて、システムの規模が大きい場合など、前記過熱度設定値が低く、過熱度変化が不安定になっていても、その過熱度変化が緩慢であるために、前記第２周期分における電子膨張弁の弁開度変化量が、前記第２所定パルス（例えば８７パルス）に達しない場合にも、過熱度変化が不安定になっていることを判断し、前記過熱度設定値を高めに補正することが出来るので、最適な過熱度設定値で運転することが出来るようになる。
【００１５】
請求項４の電子膨張弁の制御装置によれば、冷媒の循環が安定していない運転初期の状態には過熱度設定値の補正を行わないようにすることが出来、冷媒の循環が安定して、請求項１乃至３の構成による過熱度設定値の補正が効果的になる状態から開始するようになるので、請求項１乃至３の効果を効率的に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の電子膨張弁の制御装置の第１実施形態の要部機能ブロック図である。
【図２】本発明の電子膨張弁の制御装置の第２実施形態の要部機能ブロック図である。
【図３】本発明の電子膨張弁の制御装置の第３実施形態の要部機能ブロック図である。
【図４】本発明の各実施形態の制御装置を用いた冷凍装置の第１システム例及び第２システム例を示す図である。
【図５】実施形態における起動時の過熱度設定上乗せ処理のフローチャートである。
【図６】実施形態における補正動作禁止の解除判定処理のフローチャートである。
【図７】実施形態における過熱度設定値の補正処理のフローチャートである。
【図８】実施形態における補正判定サブルーチンのフローチャートである。
【図９】実施形態におけるデータ処理を概念的に示す図である。
【図１０】実施形態における起動時の過熱度設定上乗せ処理に応じたシステムの状態の一例を示す図である。
【図１１】実施形態における補正動作禁止の解除判定処理に応じたシステムの状態の一例を示す図である。
【図１２】実施形態における過熱度設定値の補正処理に応じたシステムの状態の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明の電子膨張弁の制御装置の実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の電子膨張弁の制御装置の第１実施形態の要部機能ブロック図、図２は本発明の電子膨張弁の制御装置の第２実施形態の要部機能ブロック図、図３は本発明の電子膨張弁の制御装置の第３実施形態の要部機能ブロック図であり、図１〜図３において破線で囲った箇所が本発明に特有の構成である。図４は各実施形態の制御装置を用いた冷凍装置の第１システム例（図４(A) ）及び第２システム例（図４(B) ）を示す図である。
【００１８】
図４において、１０は圧縮機、２０は凝縮器、３０は電子膨張弁、４０は蒸発器であり、これらは配管で環状に接続することにより冷凍サイクルを構成し、冷媒の圧縮、凝縮液化、減圧（膨張）、蒸発気化を行う周知のサイクルを形成する。５０は電子膨張弁３０の弁開度を入力信号に応じて調整するパルスモータなどの弁駆動部である。１００はコントローラであり、各実施形態の電子膨張弁の制御装置はコントローラ１００に実装されている。コントローラ１００は、冷凍サイクルの過熱度と内部に設定した過熱度設定値とを比較して算出した偏差信号に対するＰＩＤ動作に従った操作量信号を求め、この操作量信号を弁駆動部５０に出力し、電子膨張弁３０の弁開度を制御する。すなわち操作量信号は弁駆動部５０に与えるパルスモータの駆動パルス数に対応している。第１システム例と第２システム例の違いは以下のとおりである。
【００１９】
図４(A) の第１システム例では、蒸発器４０の出口側配管の温度を検出する温度センサ６０と蒸発器４０の出口側で蒸発圧力を検出する圧力センサ７０とを備えており、コントローラ１００は、圧力センサ７０からの入力信号より蒸発温度を算出して、出口側配管の温度センサ６０からの入力信号と、算出した蒸発温度との差をとって温度／圧力式による過熱度を算出する。図４(B) の第２システム例では、蒸発器４０の出口側配管の温度を検出する温度センサ６０と、蒸発器４０の入口側配管の温度を検出する温度センサ８０とを備えており、コントローラ１００は、温度センサ６０，８０からのそれぞれの入力信号により蒸発器４０の出口側配管の温度と蒸発器４０の入口側配管の温度との差をとって温度／温度式による過熱度を算出する。なお、上記算出した過熱度を「測定過熱度」という。ところで、ここで説明した『“Ｘ”と“Ｙ”との差』の意味は、『“Ｘ”−“Ｙ”』のことを意味する。
【００２０】
図１の第１実施形態において、１は設定値補正手段、２はＰＩＤ制御手段、３は制御対象、４は測定部である。前記コントローラ１００はＣＰＵやメモリを備えたコンピュータを備えており、このコントローラ１００のコンピュータが所定の制御プログラムを実行することにより、設定値補正手段１、ＰＩＤ制御手段２及び測定部４の機能が得られる。ＰＩＤ制御手段２は、ＰＩＤ演算部２１、目標値フィルタを備えた目標値変更部２２、目標値変更部２２を制御する目標値変更制御部２３とで構成されている。設定値補正手段１には例えばユーザが設定する過熱度設定値ＳＶが入力され、設定値補正手段１はこの過熱度設定値ＳＶを補正した補正過熱度設定値ＳＶ′を目標値変更部２２と目標値変更制御部２３に出力する。また、制御対象３は電子膨張弁３０を含む第１システム例または第２システム例の冷凍サイクルであり、測定部４はこの冷凍サイクルにおける蒸発温度や過熱度を演算し、算出した過熱度を測定過熱度ＰＶとしてＰＩＤ演算部２１に出力する。
【００２１】
目標値変更部２２は、入力される補正過熱度設定値ＳＶ′を目標値フィルタの伝達関数により変化させ、この変化させた過熱度の設定値を目標値としてＰＩＤ演算部２１に出力する。この目標値の変化の態様は制御することができるようになされている。補正過熱度設定値ＳＶ′は目標値変更制御部２３にも入力されており、目標値変更制御部２３は、補正過熱度設定値ＳＶ′の変化の方向、すなわち、補正過熱度設定値ＳＶ′が上がったのか、あるいは、下がったのかを検出し、その変化の方向に応じて、目標値変更部２２から出力される目標値の変化の態様を制御する。
【００２２】
ＰＩＤ演算部２１は、目標値変更部２２から出力される過熱度設定値（目標値）と測定過熱度ＰＶの偏差Ｅに応じてＰＩＤ演算を行い、制御対象３に対して操作量信号ＭＶを供給する。このように、実施形態では目標値フィルタを備えており、２自由度のＰＩＤ制御を行い、目標値変更制御部２３により、目標値変更部２２を、補正過熱度設定値ＳＶ′が上がったときの目標値の変化よりも、下がったときの目標値の変化の方が緩やかになるように制御することにより、その時々の条件で制御対象に対して適正な値であれば補正過熱度設定値ＳＶ’が上がった時も下がった時も測定過熱度ＰＶを速やかに収束させることが出来る。
【００２３】
特許文献１、２および、本発明の電子膨張弁の制御装置が使用される一般的な冷凍装置においては、過熱度設定値を高めにするほうが過熱度の変化は安定する。逆に過熱度設定値が低い場合には、次のような理由から過熱度の変化が不安定になる。過熱度設定値が適正な値かそれ以上である場合には、配管内の冷媒は蒸発器内で蒸発し終わり、出口配管温度を検出する温度センサの取付け位置においては、完全に気体になり、さらに過熱された過熱蒸気の状態になって通過している。冷媒が蒸発し終わり完全に気体になって過熱されている部分よりも、冷媒が蒸発している部分の方が周囲の熱を吸熱する量がはるかに多いので、冷媒が蒸発している部分の配管の方が低温になる。それにより冷凍装置の低圧側配管には、その前後で温度が急激に変わる部分、つまり、蒸発変化が終わり、過熱される変化に転じる部分が存在する。過熱度設定値が適正な値かそれ以上である場合には、その蒸発変化が終わる部分が、出口配管温度を検出する温度センサの取付け位置よりも十分に上流側に位置するので、その部分が過熱度制御により、僅かに前後移動してもコントローラに入力される出口配管温度は安定したままで、測定過熱度も安定している。しかし過熱度設定値が適正な値よりも低い場合には、前述の蒸発変化が終わる部分が、出口配管温度を検出する温度センサの取付け位置に近づき、その位置が過熱度制御により僅かに前後移動すると、コントローラに入力される出口配管温度にも急激な温度変化を生じさせ、測定過熱度の変化が大きくなり、それに合せて過熱度を制御すると測定過熱度の変化が振動的になるのである。本発明の過熱度設定値の補正処理は、過熱度変化が安定している場合には、過熱度設定値を低めに補正し、逆に、過熱度変化が不安定な場合には、過熱度設定値を高めに補正するものなので、結果として、冷媒が出口配管温度を検出する温度センサの取付け位置の少し上流側の位置で、蒸発し終わることになる。出口配管温度を検出する温度センサは蒸発器の出口に取付けられているので、ほぼ蒸発器全体を使用して蒸発し終わるようになり、効率の良い熱交換を行うことが出来る。
【００２４】
ここで、本発明のような電子膨張弁の制御装置では、測定過熱度が過熱度設定値よりも高ければ弁開度が大きくなるように制御し、逆に測定過熱度が過熱度設定値よりも低い時は弁開度が小さくなるように制御し、冷凍サイクルの測定過熱度が過熱度設定値に等しくなるようにするものである。したがって、冷凍サイクルの過熱度の変化が電子膨張弁３０の弁開度の変化（操作量信号ＭＶの変化）にも現れる。そこで、設定値補正手段１に、ＰＩＤ制御手段２（ＰＩＤ演算部２１）から出力される操作量信号ＭＶの出力をフィードバック入力し、この設定値補正手段１は操作量信号ＭＶを監視し、過熱度設定値ＳＶを補正して補正過熱度設定値ＳＶ′を出力する。なお、前記特許文献２の場合は設定値補正手段に測定過熱度ＰＶをフィードバックしている。
【００２５】
すなわち、冷凍サイクルの設定過熱度が過熱度設定値と等しくならずに過熱度設定値よりも高くなったり低くなったりを繰返して振動的なときは、弁開度の変化も振動的になり、冷凍サイクルの測定過熱度が安定している場合には弁開度の変化も安定している。したがって、特許文献２のように測定過熱度の変化を直接入力しなくても、結果的に設定過熱度を制御している操作量信号ＭＶの出力をフィードバックして入力することで、過熱度変化が安定しているのか不安定なのかを判断することが出来る。このように、操作量信号ＭＶの出力によって判断することによって、同時に電子膨張弁の操作端の機械的寿命にも考慮することが出来るようになる。これは、操作端が動きすぎている場合は動かなくなるように補正するからである。
【００２６】
図２の第２実施形態において、図１と同符号を付記した要素は第１実施形態と同様であり、詳細な説明は省略する。この第２実施形態では、測定部４からの蒸発温度がフィードバックされる補正動作開始判定手段５を備えている。この補正動作開始判定手段５は後述の「起動時の過熱度設定上乗せ処理」が終了したか、及び、補正動作の禁止が解除されたかの判定を行い、設定値補正手段１に過熱度設定値の補正処理を開始させる指示を出力するものである。
【００２７】
図３の第３実施形態 において、図１と同符号を付記した要素は第１実施形態と同様であり、詳細な説明は省略する。この第３実施形態では、ＰＩＤ演算部２１自体が「ＰＩＤ制御手段」であり、設定値補正手段１は過熱度設定値ＳＶを補正した補正過熱度設定値ＳＶ′をＰＩＤ演算部２１に直接出力するよう構成されている。
【００２８】
次に、実施形態のさらに具体的な制御について説明する。まず、冷凍装置の起動時に「起動時の過熱度設定上乗せ処理」を行う。これは以下の理由による。冷凍装置の運転開始から暫くの間は、冷媒配管系統内に冷媒がいきわたるまで蒸発器４０内が冷媒不足となり、過熱度が高めになる。その高めの過熱度を検知してそのまま過熱度制御を行うと、電子膨張弁３０の弁開度を開きすぎてしまう。そして、冷媒がいきわたり、過熱度が小さく変化してきたときに制御が間に合わず液バック気味になるなどして、安定した制御状態になるのが遅くなる。そこで、以下のように「過熱度設定上乗せ処理」を実行する。
【００２９】
冷凍装置の起動処理終了時点から、下記（１）または（２）の条件のどちらかが成立するまでの間、設定値補正手段１が出力する補正過熱度ＳＶ′は、予め設定された過熱度設定（ＳＨ）の値ではなく、起動時の過熱度設定（ＳＨＳ）の値を目標値として過熱度制御を行う。
（１）「起動処理終了から１０分経過」
（２）「起動処理終了からの蒸発温度（ＳＬ）の変化幅が３[Ｋ]／５分以内」
【００３０】
起動時の過熱度設定（ＳＨＳ）と過熱度設定（ＳＨ）の差を「上乗せ分」として扱い、条件（１）または（２）のどちらかが成立した時点で上乗せ分を０とする。すなわち、見かけ上、目標値をＳＨＳからＳＨに変更したことになる。
【００３１】
次に、設定値補正手段１による過熱度設定の補正動作の開始時点を制御する。起動処理終了から、下記の条件（３）または（４）のどちらかが成立するまで、過熱度設定の補正動作を禁止する。そして、条件（３）または（４）のどちらかが成立すると、定常状態（負荷とバルブ能力がバランスした状態）と判断し、過熱度設定の補正動作の禁止を解除し、補正動作を開始する。
（３）「起動処理終了から３０分経過」
（４）「過去１０分間の弁開度変化幅が２５パルス以内」
【００３２】
起動処理とは、冷凍装置が運転を開始し、コントローラに制御開始の指示が入力されてから、（この入力信号のことを「起動入力」と言い、リレー接点等でコントローラに入力される。）コントローラが過熱度のＰＩＤ制御を始めるまでに行う処理のことで、例えば、電子膨張弁の弁開度を、ＰＩＤ制御を開始する弁開度位置（これを起動開度と言う）にする処理であったり、またはＰＩＤ制御を開始する前に起動開度を一定時間（これを起動時間と言う）保持する処理であったりする。
【００３３】
設定値補正手段１による過熱度設定の補正動作は以下のように行う。過熱度の目標値が低い状態で運転すると、蒸発器４０の出口配管の温度センサ６０の取付け位置付近に液冷媒が行き来して、温度センサ６０の入力（検出温度）が不安定になり、測定過熱度の値が不安定になる。そこで、この不安定状態の有無を検出して、過熱度の設定を最適な値に補正し、補正過熱度設定値を生成する。
【００３４】
過熱度設定値の補正動作も「起動時の過熱度設定上乗せ処理」と同様に設定の上乗せ分を増減させて実施する。不安定状態の検出は、電子膨張弁３０の弁開度変化、すなわち操作量信号ＭＶの変化によって判断する。
【００３５】
図９は設定値補正手段１におけるデータ処理を概念的に示す図である。設定値補正手段１は、過熱度設定値を補正する為に、起動処理終了の時点から、操作量信号ＭＶによる弁開度変化量、最大開度位置、最小開度位置、の１分間分のデータをそれぞれ１分毎に集計し、過去１０分間分を保持している。そして１分間毎にそれらのデータから以下の（ａ）及び（ｂ）の値を算出する。
過去１０分間の弁開度変化量…（ａ）
過去１０分間の弁開度変化幅…（ｂ）
【００３６】
また、１０分毎に、前記の１分毎の処理後、以下の（ｃ）及び（ｄ）の値も更新する。
過去１０分間の弁開度変化量（ａ）の１０分毎の値…（ｃ）
過去１０分間の弁開度変化量（ａ）の１０分毎の値の前回値…（ｄ）
【００３７】
「起動時の過熱度設定上乗せ処理」が終了し、補正動作の禁止が解除されると、１分毎に次の(５)から(９)の条件を判定して設定の上乗せ分を増減させて過熱度設定値の補正を行う。
【００３８】
（安定状態を検出した場合）過熱度設定値を下げる補正は、次の（５）及び（６）の条件により行う。
（５）過去１０分間の弁開度変化量（ａ）が２５パルス以下
（６）過去１０分間の弁開度変化幅（ｂ）が５パルス以下
上記条件（５）及び（６）の両方が成立すると設定の上乗せ分を１[Ｋ] 減少させて、過熱度設定値を低めに補正する。そして、低めに補正した後の１５分間は、上記条件（５）及び（６）の両方が成立しているとしても過熱度設定値を低めにする補正は行わない。また、不安定状態から過熱度設定値を上げる補正を行い安定状態になった場合は、過熱度設定値を上げてから３０分間は過熱度設定値を下げる補正は行わない。
【００３９】
（不安定状態を検出した場合）過熱度設定値を上げる補正は、次の（７）、（８）及び（９）の条件により行う。
（７）過去１０分間の弁開度変化量（ａ）が８７パルス以上
（８）過去１０分間の弁開度変化量（ａ）が２１パルス以上で過去１０分間の弁開度変化量の１０分毎の値（ｃ）の３倍以上
（９）過去１０分間の弁開度変化量（ａ）が２１パルス以上で過去１０分間の弁開度変化量の１０分毎の値の前回値（ｄ）の４倍以上
上記条件（７）、（８）及び（９）のいずれか１つが成立すると、設定の上乗せ分を１.０[Ｋ] 増加させて、過熱度設定値を補正する。
【００４０】
なお、補正を行った際は、１分毎に集計している過去１０分間の弁開度変化量、最大位置、最小位置、の全データを一旦０にクリアする。そして、（ｃ）、（ｄ）、の値は１０分が経過していなくても補正する直前のデータで更新し、１０分カウンタをリスタートする。
【００４１】
図５〜図８はコントローラ１００の設定値補正手段１の制御動作のフローチャートであり、この制御動作はコントローラ１００に内蔵のマイクロコンピュータにより実行され、設定値補正手段１の機能を得る。なお、図５〜図７の処理は、コントローラ１００のメイン処理に対して例えば１秒程度のタイミングの割り込み処理により実行され、図５及び図６の処理は第２実施形態に対応している。
【００４２】
図５は起動時の過熱度設定上乗せ処理のフローチャートである。まず、ステップＳ１で、運転が開始され、起動処理が終了してからの経過時間が１０分以上であるかを判定し、判定がＹＥＳであれば、ステップＳ２で、補正過熱度設定値をＳＨＳからＳＨに変更して、過熱度設定値の上乗せを終了し、元のルーチンに復帰する。ステップＳ１で判定がＮＯであれば、ステップＳ３で、過去５分間の蒸発温度（ＳＬ）の変化幅が３[Ｋ]以下であるかを判定し、判定がＹＥＳであれば、ステップＳ２で過熱度設定値の上乗せを終了して元のルーチンに復帰し、判定がＮＯであればそのまま元のルーチンに復帰する。以上の処理により、前記条件（１）及び（２）に応じた起動時の過熱度設定上乗せ処理が行われる。この起動時の過熱度設定上乗せ処理に応じたシステムの状態は例えば図１０のようになる。
【００４３】
図６は補正動作禁止の解除判定処理のフローチャートである。まず、ステップＳ４で、運転が開始され、起動処理が終了してからの経過時間が３０分以上であるかを判定し、判定がＹＥＳであれば、ステップＳ５で補正動作の禁止を解除して元のルーチンに復帰する。ステップＳ４で判定がＮＯであれば、ステップＳ６で、過去１０分間の弁開度変化幅が２５パルス以下であるかを判定し、判定がＹＥＳであれば、ステップＳ５で補正動作の禁止を解除して元のルーチンに復帰し、判定がＮＯであればそのまま元のルーチンに復帰する。以上の処理により、前記条件（３）及び（４）に応じた補正動作の禁止の解除判定の処理が行われる。この補正動作禁止の解除判定処理に応じたシステムの状態は例えば図１１のようになる。
【００４４】
図７は過熱度設定値の補正処理のフローチャートである。この処理は補正動作の禁止が解除されている場合に実行され、１分タイマと１０分タイマを起動し、この１分タイマと１０分タイマのタイムアップ及びリスタートを繰り返して処理が進行する。まず、ステップＳ１１で、１分経過しているかを判定し、判定がＮＯであればそのまま元のルーチンに復帰し、判定がＹＥＳであれば、ステップＳ１２で、操作量信号ＭＶによる１分間の弁開度変化量、１分間の最大開度位置、１分間の最小開度位置のデータをそれぞれ集計し、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、上記集計したデータから過去１０分間の弁開度変化量（ａ）と、過去１０分間の弁開度変化幅（ｂ）を算出し、ステップＳ１４に進む。
【００４５】
ステップＳ１４では、１０分経過しているかを判定し、判定がＮＯであればステップＳ１６で図８の補正判定サブルーチンの処理を行って元のルーチンに復帰する。ステップＳ１４で判定がＹＥＳであれば、ステップＳ１５で、過去１０分間の弁開度変化量（ａ）の１０分毎の値（ｃ）と過去１０分間の弁開度変化量（ａ）の１０分毎の値の前回値（ｄ）を更新する。そして、ステップＳ１６で図８の補正判定サブルーチンの処理を行って元のルーチンに復帰する。
【００４６】
図８の補正判定サブルーチンでは、前記条件（５）、（６）及び（７）〜（９）の判定を行う。ステップＳ２１では条件（７）を判定し、ステップＳ２２，Ｓ２３では条件（８）を判定し、ステップＳ２２，Ｓ２４では条件（９）を判定する。そして、ステップＳ２１で条件（７）が成立している場合、ステップＳ２２，Ｓ２３で条件（８）が成立している場合、及びステップＳ２２，Ｓ２４で条件（９）が成立している場合、それぞれステップＳ２５に進み、過熱度設定値を１[Ｋ] 上げて補正過熱度設定値として出力し、ステップＳ２６でマスク時間処理を行って元のルーチンに復帰する。ステップＳ２６のマスク時間処理は、設定値を上げる補正を行って安定状態になった場合に、設定値を上げてから３０分間は設定を下げる補正を行わないための処理であり、マスク時間を３０分に設定する。
【００４７】
以上の条件（７）〜（９）のいずれも成立しない場合は、ステップＳ２７でマスク時間が経過しているかを判定し、判定がＮＯであればそのまま元のルーチンに復帰し、判定がＹＥＳであれば、ステップＳ２８で条件（５）を判定し、ステップＳ２９で条件（６）を判定する。そして、ステップＳ２８，Ｓ２９で条件（５）及び（６）の両方が成立していると、ステップＳ３０で過熱度設定値を１[Ｋ] 下げて補正過熱度設定値として出力し、ステップＳ３１でマスク時間処理を行って元のルーチンに復帰する。ステップＳ３１のマスク時間処理は、設定値を低めに補正した後の１５分間は、上記条件（５）及び（６）の両方が成立しているとしても目標値を低めにする補正は行わないための処理であり、マスク時間を１５分に設定する。以上の過熱度設定値の補正処理に応じたシステムの状態は例えば図１２のようになる。
【００４８】
なお、過熱度が設定値よりも高い状態で、電子膨張弁を弁開方向に動かす制御出力をしているのに上限開度（ＯＬＰ）に制限されて動かない場合がある。その状態で過熱度の補正を行うと、弁開度変化が上限開度で安定しているため、設定値を下げる補正を続けてしまうので、上限開度（ＯＬＰ）で制限されている場合は、補正に関する変数をリセットして補正処理は行わない。
【００４９】
また、圧縮機始動時の液戻り防止、圧縮機モータの過負荷防止を可能とするＭＯＰ（Maximum Operating Pressure）という機能がある。上限開度と同様に、過熱度が設定値よりも高い状態で、電子膨張弁を弁開方向に動かす制御出力をしているのにＭＯＰ機能により弁開度を制限されて動かない場合がある。その場合も補正に関する変数をリセットして補正処理を行わない。
【００５０】
さらに、ユーザーが過熱度設定ＳＨを変更した際に、設定値を変更したことによる電子膨張弁の挙動を、不安定状態と認識してしまわないように、設定変更時には補正に関する変数を一旦リセットして補正処理を再スタートする。また、ＳＨを変更した際に、設定の上乗せ分がある場合は０にクリアする。
【００５１】
操作量信号出力を判定のために入力する制御装置は、他分野にも多く存在するが、単純に操作端を保護する目的であることが多い。本発明の制御装置は、それらとは異なりフィードバック入力した操作量信号出力を制御入力信号として扱い、積極的に過熱度設定値の補正に利用するものである。すなわち、入力された操作量信号出力が操作端を保護する目的のみで使用されるものは、操作量信号出力を制限する形で働くので、狙った制御出力を出力できずに制御性を悪化させる可能性がある。それに対して、本発明の制御装置はフィードバック入力した操作量信号出力を用いて、操作量信号出力が電子膨張弁の信頼性を確保できる範囲内での動作か否かの判定と、過熱度設定値が高いのか低いのかの判定とを同時に行い、制御性を悪化させることなく操作量出力が電子膨張弁の信頼性を確保できる範囲内におさまり、且つ蒸発器を有効利用できるように、過熱度設定値を最適な値に補正することが出来る点で、他のものとは異なり、大変大きな効果が得られる。
【符号の説明】
【００５２】
１  設定値補正手段
２  ＰＩＤ制御手段
３  制御対象
４  測定部
５  補正動作開始判定手段
１０  圧縮機
２０  凝縮器
３０  電子膨張弁
４０  蒸発器
５０  弁駆動部
６０  蒸発器出口側配管の温度センサ
７０  圧力センサ
８０  蒸発器入口側配管の温度センサ
１００  コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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