JPH0652180B2 - 人体活動量算出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、例えば空気調和機の制御に用いると便利な
人体活動量算出装置に関する。

＜従来の技術＞ 従来、人体活動量算出装置を使用した空気調和機として
は次のようなものがある(特願昭６１−１２２６３９号
公報)。この空気調和機は、室内温度を検出する室温セ
ンサと、目標温度を設定する温度設定手段と、人体の動
きを検知して人体の動きに応じた出力する人体検知セン
サと、設定温度変更手段を有して、所定時間内における
上記人体検知センサからの信号の計数値(人体が動いた
回数)を人体活動量とし、予め上記温度設定手段によっ
て設定されている設定温度を、上記人体検知センサから
の信号の計数値に基づいて、上記設定温度変更手段によ
って変更するようにしている。

＜発明が解決しようとする課題＞ 人体活動量の要因としては、人体の動きの回数と動きの
度合がある。

しかしながら、上記従来の人体活動量算出装置は、人体
検知センサからの信号の計数値、すなわち人体の動いた
回数のみをもって活動量としており、この人体の動いた
回数に基づいて設定温度を変更するようにしているの
で、人体活動量の算出の際に人体の動きの度合が加味さ
れておらず、実際に即した人体活動量が得られないとい
う問題がある。

そこで、この発明の目的は、人体検知センサから出力さ
れる活動の度合に応じたレベルの信号をレベル範囲別に
数え、その夫々の計数値に上記レベル範囲別に重みを付
けることによって、人体の動きの回数と動きの度合とに
基づいて、実際に即した人体活動量を算出できる人体活
動量算出装置を提供することにある。

＜課題を解決するための手段＞ 上記目的を構成するため、この発明の人体活動量算出装
置は、第１図に例示するように、人体の産熱量に応じた
電圧を有する信号を出力する人体検知装置１と、上記人
体検知装置１からの信号を受け取って、その信号を電圧
の範囲別に選別する選別手段と、上記選別手段で選別さ
れた信号の出現値を上記電圧の範囲別に数える計数手段
と、上記計数手段によって数えられた上記信号の計数値
に予め上記電圧の範囲毎に設定された重みを付け、この
重みを付けた上記信号の計数値に基づいて人体活動量を
算出する人体活動量算出手段を備えたことを特徴として
いる。

＜作用＞ 人体検知装置１から出力された人体の活動に伴う産熱量
に応じた電圧を有する信号は、選別手段で電圧の範囲別
に選別される。そして、この選別された信号の出現値が
計数手段によって上記電圧の範囲別に数えられた。そう
すると、人体活動量算出手段は、上記計数手段によって
数えられた上記電圧の範囲別の計数値に予め上記電圧の
範囲毎に設定された重みを付け、この重みを付けた上記
信号の計数値に基づいて人体計数値を算出する。

したがって、人体の動きの回数と動きの度合とに基づい
た人体活動量を算出することができる。

＜実施例＞ 以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図はこの発明を用いた空気調和機の制御装置のブロ
ック図である。以下、この発明の人体活動量算出装置を
空気調和機の制御に用いた場合について説明する。第１
図において、１は人体の存在を検知して人体の産熱量に
応じたレベルの信号を出力する人体検知装置、２は室内
の温度を検出して室温に応じた信号を出力する室温セン
サ、３は上記人体検知装置１からの信号をＡ／Ｄ変換す
るＡ／Ｄ変換回路、４は選別手段，計数手段および人体
活動量算出手段を有すると共に、上記空気調和機の制御
装置全体の動作を制御するＣＰＵ(中央処理装置)や、こ
のＣＰＵ用のプログラムを記憶するメモリ等を有するマ
イクロコンピュータ、５は上記マイクロコンピュータ４
からの制御信号により、周波数可変の圧縮機６の周波数
を制御して上記圧縮機６の回転数を制御するインバータ
制御回路である。上記人体検知装置１，Ａ／Ｄ変換回路
３およびマイクロコンピュータ４で人体活動量算出装置
を構成している。

第２図は上記人体検知装置１の概略図である。センサ・
ボックス１０の一側面内側の略中央に焦電型赤外線セン
サ１１を設置している。一方、上記一側面に対向する他
側面を基盤の目状に分割して夫々の升目にはフレネル・
レンズ１２を嵌め込み、人体が室内のどの位置に居て
も、人体から放射される赤外線をフレネル・レンズ１２
によって焦電型赤外センサ１１に集光できるようにして
いる。

上記人体検知装置１は、第３図に示すように居住域であ
る室内の壁面上部に設置される空気調和機の室内機本体
１３の前面下部に、室内の人体監視エリアに向かうよう
に設置される。その結果、人体検知装置１は第４図に示
すように放射状に室内の人体を監視する。図中検知領域
１５は第２図のフレネル・レンズ１２に対応した領域で
あり、この領域に人体が居るときに人体が検知される。
また、被検知領域１４はフレネル・レンズ１２とこのフ
レネル・レンズ１２に隣接するフレネル・レンズ１２と
の間に対応した領域であり、この領域に人体が居るとき
には人体は検知されない。

上述のように設置された人体検知装置１は、次のように
して人体の動きを検知する。すなわち、人体あるいは人
体の一部が第３図に示す検知領域１５と被検知領域１４
を通過するか、あるいは少し横切ると、焦電型赤外線セ
ンサ１１は、第５図に示すような電圧Ｖの信号を出力す
る。この電圧値Ｖは人体の産熱量によりその値が異な
る。したがって、この電圧値を読み取ることにより、人
体の動きの度合を産熱量で検出することができる。ま
た、第５図に示すような信号は、人体が動くたびに出力
されるので、上記信号の出力回数をカウントすることに
より、人体の動きの回数も同時に検出することができ
る。

すなわち、焦電型赤外線センサ１１によって、人体の動
きの度合と動きの回数を検出することができるのであ
る。

次に、上述のようにして検出したデータに基づく人体の
活動量の演算方法について詳細に説明する。

人体検知装置１からの信号をそのレベルに応じて選別す
るため、電圧Ｖのレベル範囲を、例えば第１表に示すよ
うに、〜Ｖa，Ｖa〜Ｖb，Ｖb〜Ｖc，Ｖc〜Ｖd，Ｖd〜の
５段階に区分する。そして、マイクロコンピュータ４の
選別手段は、焦電型赤外線センサ１１からの信号のレベ
ルが上記５段階のレベル範囲のどの範囲に入るかを選別
し、計数手段はある時間間隔t における上記選別された
信号の数をレベル範囲別にカウントする。第１表は、上
記計数手段による計数結果が、Ｎa〜Ｎeであることを表
わしている。

次に、人体活動量算出手段は、上述のようにしてカウン
トされた人体の動作回数Ｎa，Ｎb，…，Ｎeに、第１表
に従って各電圧レベル範囲に応じた重みを付けて、次式
(１)によって人体活動量Ｎを算出する。

N＝a・Na＋b・Nb＋c・Nc＋d・Nd＋e・Ne …(1) ａ〜ｅ：重み定数 次に、上述のように人体活動量算出装置によって算出さ
れた人体活動量に基づいて実施される空気調和機の制御
について説明する。

上記人体活動量Ｎから、第２表に従って人体活動量Ｎが
体感温度に影響をあたえる度合△Ｔが得られる。そし
て、得られた人体活動量が体感温度に影響をあたえる度
合△Ｔに従って、次のようにして圧縮機６の周波数を制
御する。

一般に、インバータ式の圧縮機は、設定温度Ｔsと室温
センサ２からの信号に基づく実際の室温Ｔaとの差によ
って周波数が決定される。この発明においても、上述と
同様にして圧縮機６の周波数制御を行うのであるが、こ
の場合は上記実際の室温Ｔaの代わりに次式(２)によっ
て算出される補正室温Ｔbを用いるのである。

Ｔb＝Ｔa＋△Ｔ …(2) このように、補正室温Ｔbを用いて圧縮機６の周波数制
御を行うということは、人体活動量が体感温度に影響を
及ぼす度合を上記実際の室温Ｔa に加えて周波数制御す
ることである。すなわち、圧縮機６の周波数は、設定温
度Ｔsと人体活動量による体感温度を加えて補正された
室温Ｔbとの差に基づいて、第６図に従って決定され
る。

第７図は、この発明の人体活動量算出装置を用いた空気
調和機の制御動作のフローチャートである。第７図に従
って人体活動量に基づく空気調和機の制御動作を説明す
る。

ステップＳ１で、人体検知装置１からの信号が、その信
号の電圧レベルに基づいて第１表に示すレベル範囲別に
選別される。

ステップＳ２で、上記ステップＳ１で選別された信号が
上記レベル範囲別に数えられる。

ステップＳ３で、時間t が経過したか否かが判別され
る。その結果、時間t が経過していればステップＳ４に
進み、そうでなければステップＳ１に戻り時間t が経過
するまで人体検知装置１からの信号の選別と計数が実行
される。

ステップＳ４で、上記ステップＳ１，ステップＳ２によ
って、第１表のように得られた電圧レベル範囲別の人体
の動作回数と、各電圧レベル範囲別に定められた重み定
数とに従って式(１)によって人体活動量Ｎが算出され
る。

ステップＳ５で、上記ステップＳ６で算出された人体活
動量Ｎに基づいて、第２表に従って人体活動量Ｎが体感
温度に影響をあたえる度合△Ｔが求められる。

ステップＳ６で、室温センサ２によって室温Ｔaが検出
される。

ステップＳ７で、上記ステップＳ６で検出された室温Ｔ
aと、上記ステップＳ５で求められた△Ｔとによって、
式(２)から補正室温Ｔbが算出される。そして、この補
正室温７bに基づいて第６図に従って圧縮機６の周波数
が決定される。

ステップＳ８で、圧縮機６の周波数が上記ステップＳ７
で決定された周波数に変更されて、空気調和機の制御動
作は終了する。

このように、人体検知装置１によって人体活動量を算出
する際に、人体の動いた回数と産熱量で表わした人体の
動きの度合とによって人体活動量を算出するようにした
ので、実際に即した人体活動量を算出することができ
る。したがって、この発明の人体活動量算出装置を用い
た空気調和機の制御装置によれば、人がどのような活動
状態にあっても、常に同等の体感温度が得られ、快適性
を向上させることができる。

＜発明の効果＞ 以上より明らかなように、この発明の人体活動量算出装
置は、人体検知装置から出力される人体の産熱量に応じ
た電圧値を有する信号を、選別手段によって電圧の範囲
別に選別し、その出現値を計数手段によって上記電圧の
範囲別に数え、得られた計数値に人体活動量算出手段に
よって上記電圧の範囲別に重みを付けて人体活動量を算
出するようにしたので、人体の動きの回数と動きの度合
とに基づいて実際に即した人体活動量を算出することが
できる。

したがって、この発明を例えば空気調和機の制御装置に
用いれば、居住者が室内でどのように活動しても常に同
等の体感温度が得られ、快適性を向上することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を用いた空気調和機の制御装置のブロ
ック図、第２図は人体検知装置の概略図、第３図は室内
機本体に対する人体検知装置の取り付け状態説明図、第
４図は人体検知装置の検知領域と非検知領域の説明図、
第５図は人体検知装置の出力信号の説明図、第６図は圧
縮機の周波数決定方法の説明図、第７図はこの発明を用
いた空気調和機の制御動作のフローチャートである。 １……人体検知装置、２……室温センサ、 ３……Ａ／Ｄ変換回路、４……マイクロコンピュータ、 ５……インバータ制御回路、６……圧縮機、 １０……センサ・ボックス、 １１……焦電型赤外線センサ、 １２……フレネル・レンズ、１３……室内機本体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】人体の産熱量に応じた電圧を有する信号を
   出力する人体検知装置(１)と、 上記人体検知装置(１)からの信号を受け取って、その信
   号を電圧の範囲別に選別する選別手段と、 上記選別手段で選別された信号の出現値を上記電圧の範
   囲別に数える計数手段と、 上記計数手段によって数えられた上記信号の計数値に予
   め上記電圧の範囲毎に設定された重みを付け、この重み
   を付けた上記信号の計数値に基づいて人体活動量を算出
   する人体活動量算出手段を備えたことを特徴とする人体
   活動量算出装置。