JP2015038402A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザーが動作モードを変更することなく、経過時間に応じて自動で風をあてる部位を選択して送風制御する空気調和装置を提供する。【解決手段】本発明の空気調和装置は、人体の体感温度を示す室内環境レベルと室内の温度及び湿度とを対応づけた室内環境テーブルに基づいて、人体を検出してからの経過時間に応じて風をあてる人体の部位を選択する制御部を備えるので、ユーザーが動作モードを変更することなく、ユーザーの快適感を持続させることができる。【選択図】 図１

Description

本発明は、人体に適した送風制御を行う空気調和機に関するものである。

従来の空気調和装置は、人体の部位を検出し、ユーザーの設定した運転モード（頭部に風を当てるモード、人体の足下に風を当てるモード等）に応じて、人体の部位を狙って風を当てる送風制御を行っていた（例えば、特許文献１）。

特開２０１２−４２１３１号公報

しかし、空気調和装置の使用中において、ユーザーの快適感は刻々と変化する。特許文献１に開示された空気調和装置においては、ユーザーは、空気調和装置の電源を入れてからの時間経過とともに変わる快適感等に応じて、リモコン等により動作モードを変更する必要があり、煩わしいという問題があった。

本発明に係る空気調和装置は、上記課題を解決するため、時間経過に応じて自動で風を当てる人体の部位を選択することにより、ユーザーが動作モードを変更することなく、ユーザーの快適感を持続させることを目的とする。

本発明の空気調和装置は、室内に送る風を調整する送風手段と、人体の部位の座標を検出する人体検出手段と、電源が入れられてから任意の時点からの経過時間を計測する経過時間計測部と、室内の温度又は湿度から求まる複数の体感温度と、前記経過時間に応じて風をあてる人体の部位が決められた複数の送風制御パターンとを対応づけた運転制御テーブルを記憶する運転制御テーブル記憶部と、前記運転制御テーブルを参照し、前記運転制御テーブルに記憶された複数の体感温度のうち、室内の温度又は湿度から求まる体感温度に基づいて送風制御パターンを選択する性能制御部と、前記人体検出手段で検出した人体の部位の座標と前記経過時間計測部で計測した経過時間とを用いて、前記送風手段に前記性能制御部で選択した送風制御パターンに基づいた送風を実行させる送風制御部とを備えることを特徴とする。

本発明に係る空気調和装置は、電源が入れられてから任意の時点からの経過時間と、風を当てる部位とを対応づけた運転制御テーブルに基づいて運転の制御を行うので、自動で風を当てる部位を選択することができる。よって、ユーザーは動作モードを変更する操作を行うことなく持続して快適感を得ることができる。

実施の形態１に係る空気調和装置の構成図。 実施の形態１に係る空気調和装置の断面図。 実施の形態１に係る赤外センサの特定領域を説明する図。 実施の形態１に係る制御部の構成図。 実施の形態１に係る背景画像データ及び熱画像データを説明する図。 実施の形態１に係る室内環境判定テーブルの例。 実施の形態１に係る運転制御テーブルの例。 実施の形態１に係る運転制御テーブルの室内環境レベルと制御方法との関連性を説明する図。 実施の形態１に係る空気調和装置の動作フローチャート。 実施の形態１に係る空気調和装置のゆらぎ制御を説明する図。 実施の形態２に係る運転制御テーブルの例。 実施の形態３に係る制御部の構成図。 実施の形態３に係る運転制御テーブルの例。 実施の形態４に係る制御部の構成図。 実施の形態４に係る運転制御テーブルの例。 実施の形態５に係る運転制御テーブルの例。 実施の形態６に係る運転制御テーブルの例。 実施の形態７に係る運転制御テーブルの例。 実施の形態８に係る制御部の構成図。

実施の形態１
以下、図１、図２を用いて実施の形態１に係る空気調和装置の構成を説明する。

実施の形態１に係る空気調和装置は、本体ケース１、空気吸込口２、空気吹出口３、フィルタ４、前面パネル５、ファン６、熱交換器７、ドレンパン８、制御部９、左右風向板１０、上下ベーン１１ａ、１１ｂ、室内環境センサ１２、人体センサ１３から構成される。

本体ケース１は内部の電子部品及び駆動部品を覆うケースである。本体ケース１内には、ファン６、熱交換器７、ドレンパン８、制御部９、左右風向板１０、上下ベーン１１ａ、１１ｂ、室内環境センサ１２、人体センサ１３が設けられている。なお、本体ケース１には前面パネル５が含まれる。

空気吸込口２は、本体ケース１の上面に設けられ、本体ケース１の内部へ空気を送り込むための孔又はスリットである。

空気吹出口３は、空気吸込口２から本体ケース１内へ送り込まれた空気を外部に吹き出すための孔又はスリットである。

フィルタ４は、本体ケース１内部の上面から前面にかけて設けられ、ファン６や熱交換器等へ塵埃が付着しないように塵埃を集積する。

ファン６は、本体ケース内部に設けられ、空気吸込口２から吸い込んだ空気を空気吹出口３から吹き出す。なお、ファン６はファンモータ（図示せず）によって駆動する。

熱交換器７は、ファン６の上流側に設けられ、空気吸込口２から吸い込まれた空気を冷却する。

ドレンパン８は熱交換器７の下方に設けられ、熱交換器７から発生する水を受けて、ドレンホース（図示せず）を通じて外部へ排出する。

制御部９は、前面パネル５の内側に設けられ、空気調和装置の運転を制御する。

左右風向板１０は、空気吹出口３の左右方向に複数設けられ、空気吹出口３から吹き出す空気の左右方向の吹出角度を調整する。

上下ベーン１１ａ、１１ｂは、左右風向板１０の下流側に設けられ、上下方向に回動することにより、空気吹出口３から吹き出す空気の上下方向の吹出角度を調整する。この上下ベーン１１ａ、１１ｂの両端にはそれぞれ支持軸が設けられており、空気吹出口３の側壁に設けた軸受に回動かつ着脱自在に支持されており、それぞれ風向板制御用モーター（図示せず）に駆動されて独立して回動する。

なお、実施の形態１に係る空気調和装置は、ファン６が駆動することにより、室内空気は空気吸込口２から吸込まれて、フィルタ４、熱交換器７、ファン６、空気吹出口３を順次通過し、室内に吹き出される。

室内環境センサ１２は、前面パネル５の中央部付近に設けられ、室内の温度と湿度を計測する。なお、室内環境センサ１２は、前面パネル５の中央部付近に設けられるものとしたが、これに限られず、室内の温度と湿度を計測することが可能な位置に設けられればよい。例えば、室内環境センサ１２は空気吸込口２付近に設けられてもよい。また、室内環境センサ１２は、空気調和装置の外部に設けられていてもよい。すなわち、室内の任意の位置に室内環境センサ１２が設置されていてもよい。

人体センサ１３は、ユニット中央部で前面パネル５に設けられる。人体センサ１３は縦方向に並べた複数のサーモパイルを備えており、左右方向に動いて特定領域ごとにスキャニングする。人体センサ１３は、スキャニングにより、特定領域ごとの熱分布情報を複数取得する。この熱分布情報には、熱源の温度、領域、座標に関する情報が含まれる。なお、ここでいう特定領域とは、図３に示すように、空気調和装置が設置された部屋を複数の領域に分割したもののうちの１つを指す。例えば、人体センサ１３は領域α（斜線領域）、領域β（ドット領域）、領域γ（塗りつぶし領域）、領域δ（網掛け領域）の順でスキャニングし、それぞれの領域ごとに熱分布情報を取得することで、部屋の全ての領域における熱分布情報を取得することができる。なお、図３の説明において、人体センサ１３がスキャニングする特定領域は、４つであるものとしたが、これに限られず、人体センサ１３のスキャニング可能な範囲で適宜設定されればよい。例えば、特定領域は室内を８分割した領域としてもよい。また、実施の形態１に係る空気調和装置の説明において、人体センサ１３は、熱分布情報を取得するものとしたが、これに限られず、人体の位置及び部位を特定可能なセンサであればよい。例えば、実施の形態１に係る空気調和装置は、高精度カメラ等によって、人体の位置の座標、及び人体の部位の座標等の人体の位置に関する情報を取得するように構成してもよい。

次に、制御部９の構成について、図４を用いて詳細に説明する。

制御部９は、人体判定部９１、経過時間計測部９２、身体部位判定部９３、室内環境判定部９４、室内環境判定テーブル記憶部９５、運転制御テーブル記憶部９７、性能制御部９８、送風制御部９９から構成される。

人体判定部９１は人体センサ１３で検出した熱分布情報に基づいて、背景画像データ及び熱画像データを生成し、これらの画像データを解析して人体の存在の有無を判定する。

具体的には、人体判定部９１は予め人体センサ１３から、空気調和装置が設置された室内の熱分布情報を取得する。人体判定部９１は、熱分布情報から背景画像データ（図５（ａ））を生成する。また、人体判定部９１は、背景画像データを生成してから所定時間経過後に、取得した熱分布情報に基づいて、図５（ｃ）に示される熱画像データを生成する。図５（ｃ）は、図５（ｂ）に示すように、人体センサ１３がスキャニングした領域に人体が存在する場合の熱画像データである。図５（ｃ）において、斜線の濃淡は温度の高低を表し、濃い斜線で表されている部分Ａ（高温部Ａ）は高温であることを示す。また、薄い斜線で表されている部分Ｂ（低温部Ｂ）又は部分Ｃ（低温部Ｃ）は高温部Ａよりも低温であり、背景画像データの対応する部分より高温であることを示す。通常、人間は服を着ているため、露出している顔や手の部分が高温部Ａとなる。また、図５（ｃ）のマス目は熱画像データ上で人体の部位を判定するために用いられる座標及び領域を示す。図５（ｃ）の熱画像データにより、人体判定部９１は、熱源の座標、熱源の領域、熱源の温度に関する情報を得ることができる。

また、人体判定部９１には、閾値Ａが予め設定されている。人体判定部９１は、背景画像データと熱画像データとの対応する座標同士で温度の差分をとり、閾値Ａを超える領域が存在する場合には人体が存在すると判定する。人体判定部９１は、人体が存在すると判定した場合に、経過時間計測開始信号を経過時間計測部９２へ出力する。さらに、人体判定部９１は、生成した背景画像データ及び熱画像データを身体部位判定部９３へ出力する。なお、経過時間計測開始信号とは、経過時間計測部９２に経過時間の計測を開始させる信号である。また、経過時間とは、人体判定部９１によって人体が存在すると判定されてから経過した時間を示す。

経過時間計測部９２は、タイマー等であり、人体判定部９１から経過時間計測開始信号を受けて、経過時間計測開始信号を受けた時点からの経過時間を計測する。また、経過時間計測部９２は、所定時間経過毎に経過時間を送風制御部９９へ出力する。ここでいう所定時間とは、後述する運転制御テーブルが有する経過時間の範囲よりも短い間隔であればよい。

身体部位判定部９３は、人体判定部９１から得た熱画像データを用いて、人体の部位を判定する。具体的には、身体部位判定部９３は、人体の頭部や手等の露出部分の温度の閾値Ａを有しており、熱画像データ上で閾値Ａの範囲内に属する領域を頭部又は手と判定する（図５（ｃ））。また、身体部位判定部９３は、熱画像データ上で表示される人体の部位の面積に関する情報を有している。したがって、この面積に関する情報と、温度とに基づいて頭部、手等の露出部分を区別することができる。なお、身体部位判定部９３は、閾値Ａ以外の領域で、閾値Ａの領域に隣接し、一定の熱量（閾値Ｂ）を有する領域についても同様に、面積にて人体の部位を判定する。例えば、図５（ｃ）の例では、閾値Ｂは低温部Ｂ及び低温部Ｃとなる。また、身体部位判定部９３は低温部Ｂと低温部Ｃの面積によって、胴と足を区別する。このように構成することで、身体部位判定部９３は、ユーザーがいかなる姿勢であっても、頭部、胴、足を区別することができる。身体部位判定部９３は、頭部、足、胴等の人体の部位に関する座標（身体部位判定情報）を送風制御部９９へ出力する。なお、人体センサ１３、人体判定部９１、身体部位判定部９３を人体検出手段とする。

室内環境判定部９４は、室内環境センサ１２が検出した室温、湿度を示す情報と、後述する室内環境判定テーブル記憶部９５に記憶されている室内環境判定テーブルとに基づいて、室内環境レベルを判定する。なお、室内環境レベルとは、ユーザーの体感温度に対応する指標である。

室内環境判定テーブル記憶部９５には、図６（ａ）に示す室内環境判定テーブルが記憶されている。図６（ａ）は、湿度が一定の場合の室内環境判定テーブルの例である。室内環境判定テーブルは、室内環境レベル、室温、湿度、体感温度が対応づけられている。例えば、室内環境レベル１（ＬＶ．１）には、室温「２６℃以上」、湿度「５０％から６０％未満まで」、体感温度「低」が対応づけられている。すなわち、空気調和装置が設置された室内の室温が２６℃以上、湿度が５０％から６０％未満までである場合に、室内環境判定部９４は、室内環境レベル１と判定する。また、このときのユーザーの体感温度は低と判定する。室内環境判定テーブルは、室温が上昇するにつれて、室内環境レベル及び体感温度も上昇するように作成される。また、図６（ｂ）は、室温が一定の場合の室内環境判定テーブルの例である。図６（ｂ）の室内環境判定テーブルは、図６（ａ）と同様、室内環境レベル、室温、湿度、体感温度が対応づけられており、湿度が上昇するにつれて、室内環境レベル及び体感温度も上昇するように作成される。このように、室内環境判定テーブル記憶部９５は、温度と湿度の組み合わせと、室内環境レベル及び体感温度を組み合わせた室内環境判定テーブルを記憶している。なお、室内環境判定テーブルは、設計者の実験データ等に基づいて、予め室内環境判定テーブル記憶部９５に記憶される。また、図６の説明においては、室内環境判定テーブルは湿度が一定の場合と温度が一定の場合とで分けたものとして説明したが、これに限られず、1つの室内環境判定テーブルとしてもよい。なお、室内環境判定テーブルは、温度かつ湿度に対し、室内環境レベル及び体感温度が対応づけられるものとしたが、これに限られず、温度又は湿度のうちいずれか一方に対して室内環境レベル及び体感温度が対応づけられるように構成してもよい。

室内環境判定部９４は、判定した室内環境レベルを示す情報を性能制御部９８へ出力する。なお、室内環境判定部９４は、温度又は湿度のいずれか一方の情報に基づいて室内環境レベルを判定するよう構成してもよい。

性能制御部９８は、後述する運転制御テーブル記憶部９７の運転制御テーブルを参照するとともに、室内環境判定部９４から室内環境レベルを受けて、送風制御パターンを選択する。性能制御部９８は、選択した送風制御パターンを送風制御部９９へ出力する。なお、ここでいう送風制御パターンとは、経過時間に伴い変更する風向、風量、ゆらぎ及びこれらの組み合わせをいう。ゆらぎとは、自然風に近い風をいい、通常の送風に比べて人体を冷やす効果は低いが、高い快適性を実現するものである。

運転制御テーブル記憶部９７は、図７に示す運転制御テーブルを記憶している。運転制御テーブルとは、室内環境レベルと送風制御パターンとを対応づけたテーブルである。また、各送風制御パターン（パターン１〜パターン３）には、経過時間「０〜５分」、「５〜１５分」、「１５〜２５分」のそれぞれの列に、風向、風量、ゆらぎの条件が対応づけられている。例えば、室内環境判定部９４から受ける室内環境レベルがＬＶ．１である場合、性能制御部９８は、送風制御パターン（パターン１）を選択し、後述する送風制御部９９に送風制御パターン（パターン１）を出力する。

なお、運転制御テーブルは、経過時間を０〜５分、５〜１５分、１５〜２５分で分けられるものとしたが、これに限られず、任意の経過時間で分けられればよい。例えば、０〜３分、３分〜６分、６〜９分のように３分間隔で分けられてもよい。また、運転制御テーブルの経過時間は、最大値で２５分としたが、これに限られず、任意の値を設定可能である。例えば、最大値を３０分としてもよい。

なお、運転制御テーブルは、実験データに基づいて設計者によりプログラムされる。運転制御テーブルは、室内環境レベルごとに、時間経過に応じて風向、風量、ゆらぎを組み合わせ、ユーザーがより快適感を得る事ができるように設定される。

送風制御部９９は、経過時間計測部９２から経過時間と、身体部位判定部９３から身体部位判定情報と、性能制御部９８から出力される送風制御パターンとを受けて、送風制御パターンに基づいて、ファン６、熱交換器７、左右風向板１０、上下ベーン１１ａ、１１ｂを制御する。例えば、送風制御パターン（パターン１）の経過時間「０〜５分」の行には、風向「胴」、風量「弱」、ゆらぎ「あり」が対応づけられており、経過時間計測部９２から出力される経過時間が、「０〜５分」である場合に、送風制御部９９は風向を胴にし、風量を弱とし、ゆらぎをありとなるように、ファン６、熱交換器７、左右風向板１０、上下ベーン１１ａ、１１ｂを制御する。なお、以下の説明において、ファン６、熱交換器７、左右風向板１０、上下ベーン１１ａ、１１ｂを送風手段とする。

情報入力部１４は、ユーザーのリモコン操作によって外部情報を受ける。外部情報とは、例えば、送風、冷房、暖房の設定、室内温度の設定、タイマーの設定等である。なお、実施の形態１に係る空気調和装置は、送風が設定されているものとする。また、情報入力部１４は、ユーザーから各種設定情報を受けることが可能な構成であればよく、リモコンに限らず、空気調和装置に設置された操作ボタン（図示せず）によって操作されるものでもよい。

ここで、図８を用いて、運転制御テーブルにおける室内環境レベルと風向、風量の関係性を説明する。図８（ａ）は、ユーザーの温冷感についての実験データの例である。また、図８（ｂ）は、ユーザーの快適感についての実験データの例である。以下の説明において、快適感とは、ユーザーが快適と感じるレベルを示すものであり、温冷感とは、ユーザーが感じる暑さ、寒さのレベルを示すものとする。また、風向は「足＞胴＞顔」、風量は「弱＞中＝強」の順でユーザーに快適感を与えるものとする。さらに、風向は「胴＞顔＞足」、風量は「強＞中＞弱」の順でユーザーに温冷感を与えるものとする。また、ユーザーが暑いと感じている場合に限り、風向を「顔」とすることで、ユーザーの温冷感は涼しい方へ、快適間は快適な方へ効果的に遷移するものとする。さらに、室内環境は室温が２９℃、湿度が５５％（室内環境レベルＬＶ．２）であるものとする。

経過時間０〜５分において、送風制御部９９は、図７のＬＶ．２の行で経過時間０〜５分の送風制御パターンに従い、風向「胴」、風量「中」、ゆらぎ「なし」の条件で送風制御する。経過時間０〜５分の間は、送風を開始した直後であるため、温冷感は高い（図８（ａ）の経過時間０〜５分）。また、暑さが原因となり、快適感は不快な領域に存在する（図８（ｂ）の経過時間０〜５分）。したがって、暑さを解消することを重要視し、温冷感を下げるのに効果的な風向「胴」を選択する。なお、室内環境レベルがＬＶ．２なので、冷えすぎを抑えるため風量を「中」とする。

経過時間５〜１５分において、温冷感は、最適値に近づきはじめるので、送風制御部９９は、人体の冷えすぎを抑えるため、快適感を与える効果が低い「足」を風向として送風制御する。ただし、温冷感の上昇を防ぐため、風量は「中」のままとする。

経過時間１５〜２５分において、温冷感は、十分に下がっている（図８（ａ）の経過時間１５分付近）。したがって、温冷感よりも快適感を重視し、より快適感の持続する部位である「足」に風を当てるように制御する。また、人体の冷えすぎを抑えるため、風量を「弱」とする。このように、運転制御テーブルは、ユーザーの快適感と温冷感とが最適となるように、風をあてる部位及び風量を経過時間に応じて変更するように構成される。運転制御テーブルは、このように構成されることで、刻々と変化するユーザーの快適感及び温冷感を自動で最適な状態に近づけることができる。なお、実施の形態１に係る運転制御テーブルの送風制御パターンは、これに限らず、設計者のノウハウや実験データに基づいて適宜風向と風量の組み合わせを変更可能なものである。なお、図８の説明ではゆらぎについての説明を省略したが、送風制御パターンにゆらぎを加えても良い。すなわち、温冷感を重視し、人体をより冷やしたい場合にはゆらぎを「なし」とし、快適感を重視する場合にはゆらぎを「あり」とすればよい。

次に、図９を用いて、実施の形態１に係る空気調和装置の動作を説明する。図９は実施の形態１に係る空気調和装置の動作フローチャートである。なお、以下の説明において、室温は３２℃、湿度は５５％であるものとする。また、室内環境テーブル記憶部に記憶されている運転制御テーブルは、図６（ａ）に示すものとする。

ＳＴ１において、ユーザーはリモコン等を用いて、情報入力部１４を介して空気調和装置の電源をオンとし、送風モードを選択する。

ＳＴ２において、人体センサ１３は室内をスキャニングし、熱分布情報を取得する。また、人体センサ１３は、取得した熱分布情報を人体判定部９１へ出力する。また、人体判定部９１は人体センサ１３で検出した熱分布情報に基づいて、背景画像データ及び熱画像データを生成し、これらの画像データを解析して人体の存在の有無を検出する。人体判定部９１は、人体有りと判断した場合、経過時間計測開始信号を経過時間計測部９２へ出力する。また、人体判定部９１は、背景画像データ及び熱画像データを身体部位判定部９３へ出力する。なお、人体判定部９１は人体有りと判断するまで、人体の有無の判定動作を繰り返す。

ＳＴ３において、経過時間計測部９２は、人体判定部９１から経過時間計測開始信号を受けて、経過時間の計測を開始する。また、計測した経過時間を所定時間毎に送風制御部９９へ出力する。

ＳＴ４において、室内環境センサ１２は、室内の温度と湿度を計測する。また、室内環境センサ１２は、温度及び湿度を示す情報を室内環境判定部９４に出力する。この例の場合、室温は３２℃、湿度は５５％であるため、室内環境センサ１２は、温度３２℃、湿度５５％を示す情報を室内環境判定部９４へ出力する。

ＳＴ５において、室内環境判定部９４は、室内環境判定テーブル９５の室内環境判定テーブル（図６（ａ））を参照し、室内環境センサ１２から受けた室内の温度３２℃と湿度５５％に該当する室内環境レベルを検索する。室内環境判定テーブルにおいて、温度３２℃、湿度５５％に該当する室内環境レベルはＬＶ．３である。したがって、室内環境判定部９４は、判定した室内環境レベルとしてＬＶ．３を示す情報を性能制御部９８へ出力する。

ＳＴ６において、身体部位判定部９３は、人体判定部９１から背景画像データ及び熱画像データを受け、顔、足、胴の座標を判定する。また、身体部位判定部９３は、顔、足、胴の座標を身体部位判定情報として送風制御部９９へ出力する。

ＳＴ７において、性能制御部９８は、運転制御テーブル記憶部９７の運転制御テーブル（図７）を参照し、室内環境判定部９４から室内環境レベルＬＶ．３を受けて、ＬＶ.３に対応する送風制御パターン（パターン３）を選択する。性能制御部９８は選択した送風制御パターン（パターン３）の情報を送風制御部９９へ出力する。

ＳＴ８において、送風制御部９９は、経過時間計測部９２から経過時間を、身体部位判定部９３から身体部位判定情報を、性能制御部９８から送風制御パターン（パターン３）の情報を受けて、送風手段を制御する。なお、この例の場合、空気調和装置が設置された室内にユーザーが電源を入れた直後であるものとし、経過時間は０分であるものとする。この例の場合、経過時間は０分であるため、性能制御部９８は、送風手段を制御して、風向を「顔」、風量を「強」、ゆらぎを「なし」とする。

ＳＴ９において、送風制御部９９は、経過時間計測部９２から取得する経過時間が２５分を超えた場合に、ＳＴ２へ戻り、人体センサ１３に再度センシングさせる。また、空気調和機は、ＳＴ２からＳＴ９を終了動作が行われるまで繰り返す。一方で、送風制御部９９は、受けた経過時間が２５分以内である場合には、ＳＴ８へ戻る。ＳＴ８において、性能制御部９８は、室内環境判定部９４から取得する室内環境レベルに応じて運転制御テーブルの送風制御パターンを再度選択し、送風制御部９９に対して送風制御を継続させる。

終了動作はユーザーの操作に基づいて電源がオフとされた場合に実行される。なお、図９においては、終了動作はＳＴ９の次のステップとなっているが、電源オフ等が実行されればどのステップにおいても可能である。

なお、実施の形態１に係る運転制御テーブルの送風制御パターンには、ゆらぎを加えた例を示した。以下、図１０を用いてゆらぎ制御について説明する。図１０は実施の形態１に係る空気調和装置のゆらぎ制御を説明する図である。

図１０は、縦軸にファン６を駆動するファンモータ（図示せず）の回転数（ｒｐｍ）、横軸に時間（ｓ）を示したものである。ゆらぎ制御は、図１０に示すように正弦波をベースとして、ファンモータを制御する。また、正弦波は空気調和装置から定常的に送風される周期が短くて風速が小さな波（以下、小さな波）を有する。この正弦波をベースとして、小さな波に比べて周期が長くて風速が中程度の大きさの波（以下、中程度の波）と、小さな波に比べて周期が長くて風速が大きい波（以下、大きい波）を加えるために、ピーク波を正弦波に加える。このピーク波は、２０〜３０ｓに１回程度あればよく、なるべく周期の短い波とする。ピーク波は、大きくても１／４周期より短い幅とする。ピーク波の幅を１／４周期以下とすることで、空気調和装置から定常的に送風される周期が短くて風速が小さな波の中であっても、ピーク波をユーザーがはっきりと感じることができる。好ましくは１／８周期以下であれば触感が非常によい。

具体的な例として、図１０に示すように、ベースとなる正弦波は、１２０ｓ周期のゆるやかな正弦波とし、エアコンの前方３ｍの位置で測定したときの風速が０．２ｍ／ｓ前後となるようにする。例えば、空気調和装置は、平均回転数を８００ｒｐｍとし、正弦波の最大値と最小値の差分である変動幅が１００ｒｐｍとなるように送風制御する。この正弦波に、およそ１周期に数回現れる大きい波として、幅が１０〜２０ｓ程度で回転数を２００ｒｐｍ程度増加させるピーク波を追加する。また、１周期に数回現れる中程度の大きさの波として、幅が１０〜２０ｓ程度で回転数を１００ｒｐｍ程度増加させるピーク波を追加する。ピーク波を受けたとき、ユーザーの位置付近の風速は０．４ｍ／ｓ〜０．８ｍ／ｓ程度瞬時的に増加する。また、正弦波によって小刻みな０．１ｍ／ｓ〜０．２ｍ／ｓ程度の小さな波が１０〜２０回／分現れることになる。大きな波は２ｓ程度の時間をかけて正弦波から回転数を上げてピークに達する。また、大きな波のピーク時の時間は２ｓ程度である。中程度の大きさの波は６ｓ程度で正弦波から回転数を上げてピークに達する。また、中程度の大きさの波のピーク時の時間は１０ｓ程度である。

なお、実施の形態１に係る空気調和装置の説明において、経過時間は人体判定部９１によって人体が存在すると判定されてから経過した時間を示すものとしたが、これに限られず、空気調和装置の電源が入れられてから任意の時点からの経過時間であればよい。例えば、経過時間計測部９２は、空気調和装置の電源が入れられた時点から経過時間を計測し始めるようにしても良い。同様に、送風制御パターンの経過時間は、空気調和装置の電源が入れられた時点からの経過時間を示すものとしてもよい。

以上のように、実施の形態１に係る空気調和装置は、経過時間に応じた風を当てる部位が設定された運転制御テーブルに基づいて、送風制御を行うので、ユーザーが動作モードを変更することなく、ユーザーに快適感を与えることができる。

実施の形態２

以下、図１１を用いて、実施の形態２に係る空気調和装置について説明する。図１１は実施の形態２に係る運転制御テーブルの例である。

図９に示した実施の形態１に係る空気調和装置の動作フローチャートにおいて、２５分経過後（ＳＴ９でＹｅｓが選択された場合）は再度ＳＴ２へ戻り、処理を繰り返すものとした。実施の形態２に係る空気調和装置は、このように再度動作を繰り返した場合のＳＴ７の送風制御パターンの選択において、異なる運転制御テーブルを使用することを特徴とする。

例えば、ＳＴ７において、室内環境レベルが「Ｌｖ．１」である場合に、図７の例では「０〜５分」で「胴」、「５〜１５分」で「あてない」、「１５〜２５分」で「足」としたが、図１１の例では、風向を「０〜５分」で「足」、「５〜１５分」で「足」、「１５〜２５分」で「足」とする。このように構成することで、既に図７に示す運転制御テーブルで選択された送風制御パターンに基づいて冷却されたユーザーの体感温度に合わせて、より快適感を与えることが可能な「足」を選択することによって、ユーザーの体温を下げすぎず、快適性を持続させることができる。

以上のように、実施の形態２に係る空気調和装置は、図９のフローチャートのＳＴ２からＳＴ９を繰り返す場合に、性能制御部９８は、繰り返し毎に異なる運転制御テーブルを参照するものとしたので、長時間運転する場合においても、ユーザーの快適性を持続させることができる。

実施の形態３

以下、図１２、図１３を用いて、実施の形態３に係る空気調和装置について説明する。図１２は、実施の形態３に係る制御部の構成図である。図１３は、実施の形態３に係る運転制御テーブルの例である。

実施の形態３に係る空気調和装置は、ユーザーの着衣量を判定し、判定した着衣量に基づいて風量を決定することを特徴とする。また、実施の形態３に係る空気調和装置は、制御部９に着衣量判定部９１０を備える。

着衣量判定部９１０は、人体判定部９１から得た熱画像データを用いて、一定の熱量を有する領域について、着衣量を判定する。このとき、着衣量判定部９１０は、熱量の閾値を段階的に予め定めておき、熱画像データから得られる熱量と閾値とに基づいて、ユーザーの着衣量を判定する。例えば、熱画像からユーザーの胴に対応する部分の温度が２０℃〜２５℃の場合、着衣量は厚着、２５℃〜３０℃の場合、着衣量は普通、３０℃〜３５℃の場合、着衣量は薄着とする。着衣量判定部９１０は、着衣量に関する情報を性能制御部９８へ出力する。なお、着衣量を判定するための閾値は、２０℃〜２５℃、２５℃〜３０℃、３０℃〜３５℃としたが、これに限られず、着衣量を判定できる温度であればよい。

運転制御テーブル記憶部９７は、図１３に示す運転制御テーブルを記憶している。図１３の運転制御テーブルは図７の運転制御テーブルの室内環境レベルＬＶ．２の行に着衣量を加えたものである。図１３に示す運転制御テーブルは、着衣量の行に風量の異なる送風制御パターンがそれぞれ対応づけられている。例えば、着衣量が薄着である場合には、風量は「０〜５分」、「５〜１５分」、「１５〜２５分」の全てにおいて弱である。一方、着衣量が普通である場合、風量は、「０〜５分」、「５〜１５分」、「１５〜２５分」の全てにおいて中となっている。さらに、着衣量が厚着である場合、風量は全て強となっている。このように、着衣量によって風量を変えることによって、ユーザーへ与える快適性を向上させることができる。

性能制御部９８は、室内環境判定部９４から室内環境レベル、着衣量判定部９１０から着衣量を示す情報を受け、運転制御テーブル記憶部９７に記憶されている運転制御テーブルを参照して、送風制御パターンを選択する。

なお、実施の形態３に係る空気調和装置は、着衣量に基づいて風量を決定するものとしたが、風向を決定するものとしてもよい。例えば、着衣量が厚着である場合、胴に風をあててもユーザーは涼しさを感じにくいため、足に風をあてるように構成してもよい。

また、実施の形態３に係る着衣量判定部９１０は、人体判定部９１から得た熱画像データに基づいて着衣量を判定するものとしたが、これに限られず、着衣量を判定するものであれば、熱画像データを用いるものでなくともよい。例えば、外気又は室内の温度に基づいて、室内の人体の着衣量を推定するように構成してもよい。

以上のように、実施の形態３に係る空気調和装置は、着衣量に基づいて送風制御パターンを選択するように構成したので、ユーザーの着衣量が変化した場合においても、よりユーザーに与える快適性を向上させることができる。

実施の形態４

以下、図１４、図１５を用いて、実施の形態４に係る空気調和装置について説明する。図１４は、実施の形態４に係る制御部の構成図である。図１５は、実施の形態４に係る運転制御テーブルの例である。

実施の形態４に係る空気調和装置は、ユーザーと空気調和装置との距離を判定し、判定した距離に基づいて風量を選択することを特徴とする。また、実施の形態４に係る空気調和装置の制御部は、距離判定部９１１を備える。

距離判定部９１１は、人体判定部９１から得た熱画像データを用いて、一定の熱量を有する領域について、面積にてユーザーと空気調和装置との距離を判定する。このとき、距離判定部９１１は、面積の閾値を段階的に予め定めておき、熱画像データから得られる面積と閾値とに基づいて、空気調和装置とユーザーとの距離を判定する。また、距離判定部９１１は、距離に関する情報を性能制御部９８へ出力する。

運転制御テーブル記憶部９７は、図１５に示す運転制御テーブルを記憶している。図１５の運転制御テーブルは図７の運転制御テーブルの室内環境レベルＬＶ．２の行にユーザーと空気調和装置との距離を加えたものである。図１５に示す運転制御テーブルは、距離の行に風量の異なる送風制御パターンがそれぞれ対応づけられている。例えば、距離が０〜１００ｃｍ以内である場合には、風量は「０〜５分」、「５〜１５分」、「１５〜２５分」の全てにおいて弱である。一方、距離が１００〜２００ｃｍ以内である場合、風量は、「０〜５分」、「５〜１５分」、「１５〜２５分」の全てにおいて中となっている。さらに、距離が２００ｃｍ以上である場合、風量は全て強となっている。このように、距離によって風量を変えることによって、ユーザーへ与える快適性を向上させることができる。

性能制御部９８は、室内環境判定部９４から室内環境レベル、距離判定部９１１から空気調和装置とユーザーとの距離に関する情報を受け、運転制御テーブル記憶部９７に記憶されている運転制御テーブルを参照して、送風制御パターンを選択する。

以上のように、実施の形態４に係る空気調和装置は、ユーザーと空気調和装置との距離に基づいて風量を選択するので、ユーザーと空気調和装置との距離に合わせた運転制御を実現することができる。

実施の形態５

以下、図１６を用いて、実施の形態５に係る空気調和装置について説明する。図１６は、実施の形態５に係る運転制御テーブルの例である。

実施の形態５に係る空気調和装置は、ユーザーから暑い寒い等の情報（ユーザー体感温度情報）を受けて、このユーザー体感温度情報に基づいて送風制御パターンを選択することを特徴とする。

ユーザーは、リモコン（図示せず）等から現在のユーザー体感温度情報を情報入力部１４を介して空気調和装置に入力する。

情報入力部１４は、ユーザー体感温度情報を受けて、性能制御部９８へユーザー体感温度情報を出力する。

運転制御テーブル記憶部９７は、図１６に示す運転制御テーブルを記憶している。図１６の運転制御テーブルは図７の運転制御テーブルの室内環境レベルＬＶ．２の行にユーザー体感温度情報を加えたものである。図１６に示す運転制御テーブルは、ユーザー体感温度情報の行に風向の異なる送風制御パターンがそれぞれ対応づけられている。例えば、ユーザー体感温度情報が「寒い」である場合には、風向は「０〜５分」、「５〜１５分」、「１５〜２５分」の全てにおいて「足」である。一方、ユーザー体感温度情報が「入力なし」である場合、風向は、「０〜５分」で「胴」、「５〜１５分」で「足」、「１５〜２５分」で「足」となっている。さらに、ユーザー体感温度情報が「暑い」である場合、風向は「０〜５分」で「顔」、「５〜１５分」で「胴」、「１５〜２５分」で「足」となっている。このように、ユーザー体感温度情報によって風向を変えることによって、ユーザーへ与える快適性を向上させることができる。

性能制御部９８は、経過時間計測部９２から経過時間、室内環境判定部９４から室内環境レベル、及び情報入力部１４からユーザー体感温度情報を受けて、運転制御テーブル記憶部９７に記憶されている運転制御テーブルを参照して、送風制御パターンを選択する。

なお、実施の形態５に係る運転制御テーブルは、ユーザー体感温度情報に応じた風向を対応づけるものとしたが、これに限られず、ユーザー体感温度情報に応じた風量を対応づけるものとしてもよい。すなわち、性能制御部９８は、情報入力部１４からユーザー体感温度情報を受けて、運転制御テーブル記憶部９７に記憶されている運転制御テーブルを参照して風量を決定する。

以上のように、実施の形態５に係る空気調和装置は、ユーザーが入力するユーザー体感温度情報に基づいて制御方法を決定するので、刻々と変化するユーザーの体感温度に対応した制御方法を選択することができる。したがって、ユーザーにより快適性を与えることができる。

実施の形態６

以下、図１７を用いて、実施の形態５に係る空気調和装置について説明する。図１７は、実施の形態６に係る運転制御テーブルの例である。

実施の形態６に係る空気調和装置は、ユーザーから男女の情報（人体の属性情報）を受けて、この人体の属性情報に基づいて送風制御パターンを決定することを特徴とする。

ユーザーは、リモコン（図示せず）等から人体の属性情報を情報入力部１４を介して空気調和装置に入力する。

情報入力部１４は、人体の属性情報を受けて、性能制御部９８へ人体の属性情報を出力する。

運転制御テーブル記憶部９７は、図１７に示す運転制御テーブルを記憶している。図１７の運転制御テーブルは、図７の運転制御テーブルの室内環境レベルＬＶ．２の行に人体の属性情報を加えたものである。図１７に示す運転制御テーブルは、人体の属性情報の行に風向の異なる送風制御パターンがそれぞれ対応づけられている。例えば、人体の属性情報が「男」である場合には、風向は「０〜５分」で「顔」、「５〜１５分」で「胴」、「１５〜２５分」で「足」である。一方、属性情報が「女」である場合、風向は、「０〜５分」で「胴」、「５〜１５分」で「足」、「１５〜２５分」で「当てない」となっている。さらに、ユーザー体感温度情報が「暑い」である場合、風向は「０〜５分」で「顔」、「５〜１５分」で「胴」、「１５〜２５分」で「足」となっている。一般的に、男性は女性よりも暑がりである傾向にある。一方、女性は男性に比べて冷えやすく、長時間風をあてることで快適感が損なわれることから、男性よりも風をあてる時間が短くなっている。このように、人体の属性情報によって風向を変えることによって、ユーザーへ与える快適性を向上させることができる。

性能制御部９８は、室内環境判定部９４から室内環境レベル、情報入力部１４から人体の属性情報を受けて、運転制御テーブル記憶部９７に記憶されている運転制御テーブルを参照して、送風制御パターンを選択する。

なお、実施の形態６に係る空気調和装置は、運転テーブルに人体の属性情報として男及び女を加えたがこれに限られず、人体の属性情報によって送風制御パターンを変更できればよい。例えば、人体の属性情報を年齢、暑がり・寒がり、基礎代謝量等で分けることも可能である。

また、以下の説明において、ユーザー体感温度情報及び人体の属性情報を人体の詳細情報とする。

以上のように、実施の形態６に係る空気調和装置は、人体の属性情報に基づいて送風制御パターンを決定するので、ユーザー属性に合わせた運転制御を実現することができる。

実施の形態７
以下、図１８を用いて、実施の形態７に係る空気調和装置について説明する。図１８は、実施の形態７に係る運転制御テーブルの例である。

実施の形態７に係る空気調和装置は、運転制御テーブルの送風制御パターンに送風／冷風を加えたことを特徴とする。

運転制御テーブル記憶部９７は、図１８に示す運転制御テーブルを記憶している。図１８の運転制御テーブルは、図７の運転制御テーブルの送風制御パターンに送風／冷風を加えたものである。図１８に示す運転制御テーブルは、室内環境レベルの行に送風／冷風が対応づけられている。例えば、体感温度レベルが「ＬＶ．１」である場合には、送風／冷風の行には、「０〜５分」、「５〜１５分」、「１５〜２５分」の全てにおいて送風が対応づけられている。これは、ユーザーの体感温度が「低」であるため、冷風による冷えすぎを防止するためである。一方、体感温度レベルが「ＬＶ．２」である場合には、送風／冷風の行には、「０〜５分」に冷風、「５〜１５分」に送風、「１５〜２５分」に送風が対応づけられている。これは、空気調和装置をつけ始めに冷風をあてて冷やし、「５〜１５分」、「１５〜２５分」では冷えすぎを防止するために送風としている。さらに、体感温度レベルが「ＬＶ．３」である場合、送風／冷風は「０〜５分」で「冷風」、「５〜１５分」で「送風」、「１５〜２５分」で「送風」となっている。これは、ユーザーの体感温度がより高いことが想定されるため、冷風の割合をＬＶ．１及びＬＶ．２の場合よりも多くしている。

性能制御部９８は、室内環境判定部９４から室内環境レベルを取得し、運転制御テーブル記憶部９７に記憶されている運転制御テーブルを参照して、送風制御パターンを決定する。

送風制御部９９は、性能制御部９８で決定した送風制御パターンに基づいて、送風／冷風の制御を熱交換器７に実行させる。すなわち、性能制御部９８で風質が冷風と決定された場合、熱交換器７に室内へ送り込む風を冷却させる。

以上のように、実施の形態７に係る空気調和装置は、室内環境レベルに応じて送風／冷風を選択するので、より効率的にユーザーに快適性を与えることができる。

実施の形態８

以下、図１９を用いて、実施の形態８に係る空気調和装置について説明する。図１９は、実施の形態８に係る制御部の構成図である。

実施の形態８に係る空気調和装置は、カメラ１５、特徴ライブラリ記憶部９１２、属性情報選択部９１３を備える。

カメラ１５は、人体の特徴を取得する。人体の特徴とは、ユーザーの身長、姿勢、顔の特徴等をいう。なお、人体の特徴は、ユーザーの性別、年齢等、人体の属性情報を判断し得るものであればよい。

特徴ライブラリ記憶部９１２は、身長や姿勢、顔の特徴等を示す人体の特徴に関する情報と人体の属性情報とを対応づけて特徴ライブラリとして記憶している。例えば、特徴ライブラリ記憶部９１２は、身長１７０ｃｍ以上と男、身長１７０ｃｍ以下と女とを対応づけて記憶している。

属性情報選択部９１３は、カメラ１５から人体の特徴を取得する。また、属性情報選択部９１３は、特徴ライブラリ記憶部９１２から特徴ライブラリを参照し、カメラ１５から取得した人体の特徴に該当する人体の属性情報を選択する。さらに、属性情報選択部９１３は、選択した人体の属性情報を性能制御部９８へ出力する。

性能制御部９８は、室内環境判定部９４から室内環境レベルを、属性情報選択部９１３から人体の属性情報を受けて、図１７に示した運転制御テーブルを参照し、送風制御パターンを決定する。

以上のように、実施の形態８に係る空気調和装置は、カメラ１５によって人体の特徴を取得し、特徴ライブラリ記憶部９１２に記憶された特徴ライブラリに基づいて、人体の属性情報を判定する。したがって、自動で人体の属性情報に応じた送風制御パターンを選択することができ、ユーザーによる入力操作を省略することができる。

実施の形態１から実施の形態８に係る空気調和装置の運転制御テーブルの説明において、送風制御パターンに対して、湿度及び温度、人体の着衣量、人体との距離、体感温度情報、又は人体の属性情報を対応づける例を示したが、湿度及び温度、人体の着衣量、人体との距離、体感温度情報、人体の属性情報を組み合わせたものを送風制御パターンと対応づけるように運転制御テーブルを構成してもよい。

１ 本体ケース、２ 空気吸込口、３ 空気吹出口、４ フィルタ、５ 前面パネル、６ ファン、７ 熱交換器、８ ドレンパン、９ 制御部、１０ 左右風向板、１１ａ、１１ｂ 上下ベーン、１２ 室内環境センサ、１３ 人体センサ、１４ 情報入力部、１５ カメラ、９１ 人体判定部、９２ 経過時間計測部、９３ 身体部位判定部、９４ 室内環境判定部、９５ 室内環境判定テーブル記憶部、９６ 情報入力部、９７ 運転制御テーブル記憶部、９８ 性能制御部、９９ 送風制御部、９１０ 着衣量判定部、９１１ 距離判定部、９１２ 特徴ライブラリ記憶部、９１３ 属性情報選択部

Claims (11)

1. 室内に送る風を調整する送風手段と、
   人体の部位の座標を検出する人体検出手段と、
   電源が入れられてから任意の時点からの経過時間を計測する経過時間計測部と、
   室内の温度又は湿度から求まる複数の体感温度と、前記経過時間に応じて風をあてる人体の部位が決められた複数の送風制御パターンとを対応づけた運転制御テーブルを記憶する運転制御テーブル記憶部と、
   前記運転制御テーブルを参照し、前記運転制御テーブルに記憶された複数の体感温度のうち、室内の温度又は湿度から求まる体感温度に基づいて送風制御パターンを選択する性能制御部と、
   前記人体検出手段で検出した人体の部位の座標と前記経過時間計測部で計測した経過時間とを用いて、前記送風手段に前記性能制御部で選択した送風制御パターンに基づいた送風を実行させる送風制御部と
   を備える空気調和装置。
2. 人体の着衣量を判定する着衣量判定部を備え、
   前記運転制御テーブル記憶部は、
   前記複数の送風制御パターンに複数の人体の着衣量に関する情報を対応づけて記憶し、
   前記性能制御部は、
   前記運転制御テーブルに記憶された前記複数の人体の着衣量に関する情報のうち、前記着衣量判定部によって判定された人体の着衣量に該当する前記人体の着衣量に関する情報に対応する前記送風制御パターンを選択することを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
3. 人体までの距離を判定する距離判定部を備え、
   前記運転制御テーブル記憶部は、
   前記複数の送風制御パターンに複数の人体までの距離に関する情報を対応づけて記憶し、
   前記性能制御部は、
   前記運転制御テーブルに記憶された前記複数の人体までの距離に関する情報のうち、前記距離判定部によって判定された人体までの距離に該当する前記人体までの距離に関する情報に対応づけられた前記送風制御パターンを選択することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気調和装置。
4. 外部から人体の詳細情報を受ける情報入力部を備え、
   前記運転制御テーブル記憶部は、
   前記複数の送風制御パターンに複数の人体の詳細情報を対応づけて記憶し、
   前記性能制御部は、
   前記運転制御テーブルに記憶された複数の人体の詳細情報のうち、前記情報入力部から入力される人体の詳細情報に該当する前記運転制御テーブルの人体の詳細情報に対応づけられた前記送風制御パターンを選択することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の空気調和装置。
5. 前記人体の詳細情報は、人体の体感温度に関する情報であることを特徴とする請求項４に記載の空気調和装置。
6. 前記人体の詳細情報は、人体の属性を示す人体の属性情報であることを特徴とする請求項４に記載の空気調和装置。
7. 人体の特徴を取得するカメラと、
   人体の特徴に関する情報と人体の属性を示す人体の属性情報とを対応づけた特徴ライブラリを記憶する特徴ライブラリ記憶部と、
   前記特徴ライブラリを参照し、前記カメラによって取得した人体の特徴に該当する前記人体の特徴に関する情報に対応づけられた前記人体の属性情報を選択する属性情報選択部とを備え、
   前記運転制御テーブル記憶部は、
   前記複数の送風制御パターンに複数の人体の属性を示す人体の属性情報を対応づけて記憶し、
   前記性能制御部は、
   前記運転制御テーブルに記憶された複数の人体の属性情報のうち、前記属性情報選択部で選択された人体の属性情報に該当する前記運転制御テーブルの人体の属性情報に対応づけられた前記送風制御パターンを選択することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の空気調和装置。
8. 前記運転制御テーブル記憶部は、前記送風制御パターンに、電源が入れられてから任意の時点からの経過時間に応じて決められた風量の情報を含むことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の空気調和装置。
9. 前記運転制御テーブル記憶部は、前記送風制御パターンに、電源が入れられてから任意の時点からの経過時間に応じて決められたゆらぎ制御の有無の情報を含むことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の空気調和装置。
10. 前記運転制御テーブル記憶部は、前記送風制御パターンに、電源が入れられてから任意の時点からの経過時間に応じて決められた送風又は冷風の風質情報を含むことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の空気調和装置。
11. 前記人体検出手段は、室内の人体の存在の有無を判定し、
    前記経過時間は、前記人体検出手段で人体が検出されてからの経過時間であることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれかに記載の空気調和装置。

Images